Nghiên cứu ứng dụng mô hình mike 11 đánh giá chất lượng nước hệ thống thủy lợi bắc hưng hải phục vụ công tác quản lý bảo vệ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
---------------***---------------

BÙI KIM NGỌC

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 ĐÁNH GIÁ
CHẤT LƯỢNG NƯỚC HỆ THỐNG THỦY LỢI BẮC HƯNG
HẢI PHỤC VỤ CÔNG TÁC QUẢN LÝ BẢO VỆ

Chuyên ngành: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
Mã số: 844 0301

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1. TS. PHẠM VĂN CHIẾN
2. PGS. TS. BÙI QUỐC LẬP

HÀ NỘI, NĂM 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

BÙI KIM NGỌC

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 ĐÁNH GIÁ
CHẤT LƯỢNG NƯỚC HỆ THỐNG THỦY LỢI BẮC HƯNG
HẢI PHỤC VỤ CÔNG TÁC QUẢN LÝ BẢO VỆ

Chuyên ngành: Khoa học Môi trường
Mã số: 844 0301

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1. TS. PHẠM VĂN CHIẾN
2. PGS. TS. BÙI QUỐC LẬP

HÀ NỘI, NĂM 2019


LỜI CAM ĐOAN
Học viên xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân học viên. Các kết
quả nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ
một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu
có) đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.
Tác giả luận văn

Bùi Kim Ngọc

i


LỜI CÁM ƠN
Trước hết, học viên xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Phạm Văn Chiến –

Giảng viên khoa Thủy Văn và Tài Nguyên Nước, Trường Đại học Thủy lợi và
PGS.TS. Bùi Quốc Lập, Trưởng khoa Mơi trường, Trường Đại học Thuỷ lợi đã tận
tình hướng dẫn, định hướng và tạo điều kiện cho em hoàn thành luận văn này.
Cuối cùng, em xin chân thành cám ơn các thầy, cơ Khoa Mơi trường, phịng Đào tạo
Đại học và Sau đại học, Trường Đại học Thuỷ lợi đã động viên, khích lệ và đóng góp
các ý kiến quý báu cho em trong việc soạn thảo, hoàn thiện Luận văn.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày

tháng

Học viên

Bùi Kim Ngọc

ii

năm 2019


MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................ i
LỜI CÁM ƠN ................................................................................................................. ii
MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH......................................................................................v
DANH MỤC BẢNG BIỂU ........................................................................................... ix
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ .................................................x
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của Đề tài ..........................................................................................1

2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...........................................................................2
4. Phương pháp nghiên cứu .........................................................................................4
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ............................................................................................5
1.1 Tổng quan về hệ thống thuỷ lợi Bắc Hưng Hải.....................................................5
1.1.1 Vị trí địa lý......................................................................................................5
1.1.2 Đặc điểm địa hình...........................................................................................6
1.1.3 Đặc điểm khí hậu, khí tượng. ........................................................................6
1.1.4 Đặc điểm thuỷ văn ........................................................................................10
1.1.5 Đặc điểm địa chất, thổ nhưỡng....................................................................14
1.1.6 Đặc điểm kinh tế xã hội, dân cư và lao động ..............................................15
1.2 Tổng quan các nghiên cứu chất lượng nước trên thế giới và tại Việt Nam .......16
1.3 Các nghiên cứu liên quan đến chất lượng nước của hệ thống thuỷ lợi Bắc Hưng
Hải .............................................................................................................................18
CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MƠ HÌNH MIKE 11 ĐÁNH GIÁ CHẤT
LƯỢNG NƯỚC HỆ THỐNG THUỶ LỢI BẮC HƯNG HẢI .....................................27
2.1 Phân tích lựa chọn mơ hình ................................................................................27
2.1.1 Các mơ hình chất lượng nước trên thế giới .................................................27
2.1.2 Các mơ hình chất lượng nước tại Việt Nam ................................................28
2.2 Giới thiệu về mơ hình MIKE 11.........................................................................29
2.2.1 Module thủy lực ..........................................................................................30
2.2.2 Giới thiệu về mô module tải khuếch tán (AD) ............................................33
2.2.3 Giới thiệu về module sinh thái (Ecolab)......................................................34
2.3 Thiết lập mơ hình MIKE 11 cho hệ thống thuỷ lợi Bắc Hưng Hải ....................38
2.3.1 Mơ hình hố mạng lưới sơng, kênh của hệ thống thuỷ lợi Bắc Hưng Hải ..38
2.3.2 Mơ hình hố các cơng trình cống trên hệ thống trong mơ hình ..................40
2.3.3 Các thiết lập cho tính tốn mơ phỏng thuỷ lực............................................42
2.3.4 Các thiết lập cho tính tốn mô phỏng chất lượng nước...............................45

iii

CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG DIỄN BIẾN CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ ĐỀ XUẤT CÁC
BIỆN PHÁP QUẢN LÝ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG NƯỚC HỆ THỐNG THUỶ LỢI
BẮC HƯNG HẢI .......................................................................................................... 47
3.1 Xây dựng các kịch bản tính tốn mơ phỏng chất lượng nước............................ 47
3.2 Các chỉ tiêu đánh giá sai số ................................................................................ 47
3.3 Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định module thuỷ lực ............................................ 48
3.3.1 Kết quả phân tích độ nhạy và hiệu chỉnh thông số module thuỷ lực .......... 49
3.3.2 Kết quả kiểm định module thuỷ lực ............................................................ 69
3.4 Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định module chất lượng nước ............................... 72
3.4.1 Kết quả hiệu chỉnh thông số module chất lượng nước................................ 72
3.4.2 Kết quả kiểm định module chất lượng nước ............................................... 84
3.5 Kết quả mô phỏng và đánh giá chất lượng nước theo các kịch bản.................... 90
3.5.1 Kết quả mô phỏng BOD5 ............................................................................ 91
3.5.2 Kết quả mô phỏng DO ................................................................................ 94
3.5.3 Kết quả mô phỏng nhiệt độ ......................................................................... 96
3.5.4 Đánh giá diễn biến chất lượng nước hệ thống thuỷ lợi Bắc Hưng Hải ....... 98
3.6 Đề xuất các biện pháp quản lý, bảo vệ môi trường nước hệ thống thuỷ lợi Bắc
Hưng Hải ................................................................................................................... 98
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 101
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 104
PHỤ LỤC .................................................................................................................... 106

iv


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 1: Bản đồ mạng lưới sơng và kênh chính của hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải ....3
Hình 1. 1: Bản đồ hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải ........................................................5

Hình 1. 2: Bản đồ một số trạm đo mưa trên hệ thống Bắc Hưng Hải .............................7
Hình 1. 3: Mạng lưới sơng/kênh trên hệ thống Bắc Hưng Hải .....................................12
Hình 1. 4: Hình ảnh doanh nghiệp xả trộm nước thải chưa qua xử lý ra kênh Kim Sơn,
tại xã Bạch Sam, huyện Mỹ Hào, tỉnh Hưng Yên (Nguồn: Báo Mơi trường và cuộc
sống). .............................................................................................................................20
Hình 1. 5: Dịng nước đen đặc tại cơng trình cống Kênh Cầu (Nguồn: Báo An ninh
nhân dân) .......................................................................................................................21
Hình 1. 6: Nhánh kênh qua huyện Bình Giang, Hải Dương bị ơ nhiễm trầm trọng
(Nguồn:Vnexpress.net) ..................................................................................................21
Hình 1. 7: Bản đồ vị trí các điểm xả thải ra sơng Kim Sơn trong hệ thống ..................22
Hình 1. 8: Biểu đồ giá trị cao nhất của chỉ tiêu chất lượng nước trong các năm [14] ..23
Hình 1. 9: Ô nhiễm nước tại cống Xuân Thụy (hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải (tháng
4/2014) ...........................................................................................................................25
Hình 1. 10: Cá chết do nước cấp của hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải bị ơ nhiễm
(tháng 6/2014)................................................................................................................25
Hình 1. 11: Biểu đồ giá trị cao nhất của Coliform trong các năm [14] .........................25
Hình 2. 1: Sơ hoạ các điểm nút tính tốn trong module thuỷ lực của mơ hình MIKE 11
.......................................................................................................................................32
Hình 2. 2: Sơ hoạ các điểm kết nối tại các vị trí phân/nhập lưu trong module thuỷ lực
của mơ hình MIKE 11 ...................................................................................................33
Hình 2. 3: Sơ đồ các sơng và kênh của hệ thống Bắc Hưng Hải được mô tả lại trong
MIKE 11 ........................................................................................................................38
Hình 2. 4: Sơ đồ vị trí mặt cắt của các sông của hệ thống Bắc Hưng Hải trong MIKE11
.......................................................................................................................................40
Hình 2. 5: Sơ đồ vị trí các cống chính trong hệ thống Bắc Hưng Hải ..........................41
Hình 2. 6: Hình ảnh các cống chính trong hệ thống Bắc Hưng Hải ..............................41
Hình 2. 7: Mặt cắt thượng lưu và hạ lưu cống Xn Quan ...........................................42
Hình 2. 8: Vị trí các biên thượng và hạ lưu trong mô phỏng thuỷ lực của hệ thống thuỷ
lợi Bắc Hưng Hải trong mơ hình MIKE 11, trong đó các điểm chấm đen là các biên
thượng lưu, các hình chữ nhật là vị trí các biên hạ lưu và các điểm chấm đỏ là vị trị các

cống ...............................................................................................................................43
v


Hình 2. 9: Quá trình mực nước thực đo trong năm 2015 tại: a)Xuân Quan, b) Cầu Cất
c) Cầu Xe, d)An Thổ ..................................................................................................... 44
Hình 2. 10: Quá trình mực nước thực đo năm 2016 tại: a)Xuân Quan, b) Cầu Cất c)
Cầu Xe, d)An Thổ ......................................................................................................... 44
Hình 2. 11: Vị trí các điểm nguồn (và các điểm so sánh) về chất lượng nước ............. 45
Hình 3. 1: Cửa số giao diện để thử sai giá trị của hệ số nhám ...................................... 50
Hình 3. 2: Mực nước thực đo và tính tốn ứng với các hệ nhám là các hằng số khác
nhau tại Xuân Quan ....................................................................................................... 53
Hình 3. 3: Chuỗi mực nước thực đo và tính tốn ứng với các hệ nhám là các hằng số
khác nhau tại Xuân Quan .............................................................................................. 53
Hình 3. 4: Mực nước thực đo và tính tốn ứng với các hệ nhám là các hằng số khác
nhau tại Báo Đáp ........................................................................................................... 55
Hình 3. 5: Chuỗi Mực nước thực đo và tính tốn ứng với các hệ nhám là các hằng số
khác nhau tại Báo Đáp .................................................................................................. 55
Hình 3. 6: Mực nước thực đo và tính tốn ứng với các hệ nhám là các hằng số khác
nhau tại Kênh Cầu ......................................................................................................... 56
Hình 3. 7: Chuỗi mực nước thực đo và tính tốn ứng với các hệ nhám là các hằng số
khác nhau tại Kênh Cầu ................................................................................................ 56
Hình 3. 8: Mực nước thực đo và tính tốn ứng với các hệ nhám là các hằng số khác
nhau tại Cầu Cất ............................................................................................................ 57
Hình 3. 9: Chuỗi mực nước thực đo và tính tốn ứng với các hệ nhám là các hằng số
khác nhau tại Cầu Cất.................................................................................................... 57
Hình 3. 10: Mực nước thực đo và tính tốn ứng với các hệ nhám là các hằng số khác
nhau tại Lực Điền .......................................................................................................... 58
Hình 3. 11: Chuỗi mực nước thực đo và tính tốn ứng với các hệ nhám là các hằng số
khác nhau tại Lực Điền ................................................................................................. 58

Hình 3. 12: Mực nước thực đo và tính tốn ứng với các hệ nhám là các hằng số khác
nhau tại Cống Neo ......................................................................................................... 59
Hình 3. 13: Chuỗi mực nước thực đo và tính tốn ứng với các hệ nhám là các hằng số
khác nhau tại Cống Neo ................................................................................................ 59
Hình 3. 14: Mực nước thực đo và tính tốn ứng với các hệ nhám là các hằng số khác
nhau tại Cống Tranh ...................................................................................................... 60
Hình 3. 15: Chuỗi mực nước thực đo và tính tốn ứng với các hệ nhám là các hằng số
khác nhau tại Cống Tranh ............................................................................................. 60
Hình 3. 16: Mực nước thực đo và tính tốn ứng với các hệ nhám là các hằng số khác
nhau tại Bá Thuỷ ........................................................................................................... 61
Hình 3. 17: Chuỗi mực nước thực đo và tính tốn ứng với các hệ nhám là các hằng số
khác nhau tại Bá Thuỷ ................................................................................................... 61
vi


Hình 3. 18: Mực nước thực đo và tính tốn ứng với các hệ nhám là các hằng số khác
nhau tại Cầu Xe .............................................................................................................62
Hình 3. 19: Chuỗi mực nước thực đo và tính tốn ứng với các hệ nhám là các hằng số
khác nhau tại Cầu Xe .....................................................................................................62
Hình 3. 20: Mực nước thực đo và tính tốn ứng với các hệ nhám là các hằng số khác
nhau tại An Thổ .............................................................................................................63
Hình 3. 21: Chuỗi mực nước thực đo và tính toán ứng với các hệ nhám là các hằng số
khác nhau tại An Thổ ....................................................................................................63
Hình 3. 22: Biểu đồ Taylor, tại: a) Xuân Quan, b) Báo Đáp, c) Kênh Cầu, d) Cầu Cất,
e) Lực Điền, f) Cống Neo, g) Cống Tranh, h) Bá Thuỷ, i) Cầu Xe và k) An Thổ ........65
Hình 3. 23: Chuỗi mực nước thực đo và tính tốn ứng với hệ số nhám thích hợp (khi
sử dụng hệ sô nhám khác nhau), tại: a) Xuân Quan, b) Báo Đáp, c) Kênh Cầu, d) Cầu
Cất, e) Lực Điền, f) Cống Neo, g) Cống Tranh, h) Bá Thuỷ, i) Cầu Xe và k) An Thổ 67
Hình 3. 24: Chuỗi mực nước thực đo và tính tốn cho kiểm định module thuỷ lực, tại:
a) Xuân Quan, b) Báo Đáp, c) Kênh Cầu, d) Cầu Cất, e) Lực Điền, f) Cống Neo, g)

Cống Tranh, h) Bá Thuỷ, i) Cầu Xe và k) An Thổ........................................................71
Hình 3. 25: Cửa số giao diện để thử sai giá trị của các thông số trong mơ phỏng chất
lượng nước .....................................................................................................................73
Hình 3. 26: Cửa số giao diện để thử sai giá trị của các thông số trong mơ phỏng BOD5,
DO và nhiệt độ ...............................................................................................................73
Hình 3. 27: Đường q trình nhu cầu ơxy sinh hố tính tốn và các giá trị thực đo tại vị
trí quan trắc cống Xuân Thuỷ ........................................................................................76
Hình 3. 28: Đường quá trình nhu cầu ơxy sinh hố tính tốn và các giá trị thực đo tại vị
trí quan trắc cống An Cư ...............................................................................................76
Hình 3. 29: Đường q trình nhu cầu ơxy sinh hố tính tốn và các giá trị thực đo tại vị
trí quan trắc cống Chơ ...................................................................................................77
Hình 3. 30: Đường q trình nhu cầu ơxy sinh hố tính tốn và các giá trị thực đo tại vị
trí quan trắc cầu Như Quỳnh .........................................................................................77
Hình 3. 31: Đường q trình ơxy hồ tan tính tốn và các giá trị thực đo tại vị trí quan
trắc cầu Như Quỳnh .......................................................................................................80
Hình 3. 32: Đường quá trình ơxy hồ tan tính tốn và các giá trị thực đo tại vị trí quan
trắc cống Chơ .................................................................................................................81
Hình 3. 33: Đường q trình ơxy hồ tan tính tốn và các giá trị thực đo tại vị trí quan
trắc Cầu Xộp ..................................................................................................................81
Hình 3. 34: Đường q trình nhiệt độ tính tốn và các giá trị thực đo tại vị trí quan trắc
cống Xuân Thuỷ ............................................................................................................84
Hình 3. 35: Đường quá trình nhiệt độ tính tốn và các giá trị thực đo tại vị trí quan trắc
cống Xuân Thuỷ ............................................................................................................84
vii


Hình 3. 36: Đường q trình nhu cầu ơxy sinh hố tính tốn và các giá trị thực đo tại vị
trí quan trắc cầu Như Quỳnh ......................................................................................... 86
Hình 3. 37: Đường q trình nhu cầu ơxy sinh hố tính tốn và các giá trị thực đo tại vị
trí quan trắc cống Trà Phương ....................................................................................... 86

Hình 3. 38: Đường quá trình ơxy hồ tan tính tốn và các giá trị thực đo tại vị trí quan
trắc cống An Cự ............................................................................................................ 88
Hình 3. 39: Đường q trình ơxy hồ tan tính tốn và các giá trị thực đo tại vị trí quan
trắc cầu Như Quỳnh ...................................................................................................... 88
Hình 3. 40: Đường quá trình nhiệt độ tính tốn và các giá trị thực đo tại vị trí quan trắc
cống Xn Thuỷ ............................................................................................................ 90
Hình 3. 41: Đường q trình nhiệt độ tính tốn và các giá trị thực đo tại vị trí quan trắc
cầu Như Quỳnh ............................................................................................................. 90
Hình 3. 42: Đường q trình mơ phỏng BOD5 tại cầu Trà Phương ............................. 91
Hình 3. 43: Đường q trình mơ phỏng BOD5 tại cuối sơng Tu Hồ Sài Thị ............... 92
Hình 3. 44: Đường q trình mơ phỏng BOD5 tại Cầu Xộp ........................................ 92
Hình 3. 45: Đường q trình mơ phỏng BOD5 tại cống Bá Thuỷ ................................ 92
Hình 3. 46: Đường q trình mơ phỏng BOD5 tại cống Bình Lâu ............................... 93
Hình 3. 47: Đường quá trình mơ phỏng BOD5 tại cống Xn Thuỷ............................ 93
Hình 3. 48: Đường q trình mơ phỏng BOD5 tại cầu Như Quỳnh ............................. 94
Hình 3. 49: Đường q trình mơ phỏng DO tại cống Lực Điền ................................... 94
Hình 3. 50: Đường quá trình mơ phỏng DO tại cầu Xộp .............................................. 95
Hình 3. 51: Đường q trình mơ phỏng DO tại cống Bá Thuỷ..................................... 95
Hình 3. 52: Đường q trình mơ phỏng DO tại cống Xuân Thuỷ ................................ 95
Hình 3. 53: Đường quá trình mơ phỏng DO tại cầu Như Quỳnh .................................. 96
Hình 3. 55: Đường q trình mơ phỏng nhiệt độ tại cống Trà Phương ........................ 97
Hình 3. 56: Đường quá trình mơ phỏng nhiệt độ tại cầu Bình Lâu .............................. 97
Hình 3. 57: Đường q trình mơ phỏng nhiệt độ tại cống Xuân Thuỷ ......................... 97
Hình 3. 58: Đường quá trình mô phỏng nhiệt độ tại cầu Như Quỳnh .......................... 98

viii


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1. 1: Lượng mưa trung bình tại một số trạm đo trên hệ thống Bắc Hưng Hải .......7

Bảng 1. 2: Nhiệt độ trung bình nhiều năm trên hệ thống Bắc Hưng Hải ........................8
Bảng 1. 3: Độ ẩm tương đối trung bình năm trên hệ thống Bắc Hưng Hải ....................8
Bảng 1. 4: Số giờ nắng trung bình năm trên hệ thống Bắc Hưng Hải.............................9
Bảng 1. 5: Tốc độ gió trung bình tháng, năm tại khu vực Bắc Hưng Hải .......................9
Bảng 1. 6: Đánh giá chất lượng nước qua các đợt quan trắc [14] (Đơn vị: %) .............23
Bảng 1. 7: Thống kê giá trị cao nhất của một số chỉ tiêu [14] (Đơn vị: %) ..................24
Bảng 1. 8: Thống kê giá trị cao nhất của các kim loại nặng [14] (Đơn vị: mg/l) .........26
Bảng 2. 1: Tổng hợp các con sơng chính được mơ phỏng trong mơ hình MIKE 11 ....39
Bảng 3. 1: Bảng tổng hợp sai số khi sử dụng hệ số nhám là hằng số ...........................51
Bảng 3. 2: Bảng tổng hợp sai số ứng với trường hợp hệ số nhám thích hợp (khi sử
dụng hệ số nhám khác nhau cho các sông và kênh) cho hiệu chỉnh thông số module
thuỷ lực ..........................................................................................................................68
Bảng 3. 3: Tổng hợp các con sơng chính được mơ phỏng trong mơ hình MIKE 11 và
hệ số nhám tương ứng ...................................................................................................69
Bảng 3. 4: Bảng tổng hợp sai số cho kiểm định module thuỷ lực .................................70
Bảng 3. 5: Bảng tổng hợp sai số chỉ tiêu chất lượng nước BOD5 cho hiệu chỉnh ........74
Bảng 3. 6: Bảng tổng hợp sai số chỉ tiêu chất lượng nước DO cho hiệu chỉnh ............78
Bảng 3. 7: Bảng tổng hợp sai số chỉ tiêu nhiệt độ cho hiệu chỉnh ................................82
Bảng 3. 8: Bảng tổng hợp sai số chỉ tiêu chất lượng nước BOD5 cho kiểm định ........85
Bảng 3. 9: Bảng tổng hợp sai số chỉ tiêu chất lượng nước DO cho kiểm định .............87
Bảng 3. 10: Bảng tổng hợp sai số chỉ tiêu nhiệt độ cho kiểm định ...............................89

ix


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ

AD

Module tải khuếch tán

BHH

Bắc Hưng Hải

BOD5

Nhu cầu ơxy sinh hóa

COD

Nhu cầu ơxy hóa học

DO

Ơxy hịa tan

HD

Module thủy lực

Ecolab

Module sinh thái

x


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của Đề tài

Nước là nguồn tài nguyên vô cùng quan trọng đối với con người cũng như các lồi
động thực vật trên trái đất, nó chi phối mọi hoạt động của con người, của mọi quốc gia
Vì vậy tài nguyên nước là nguồn tài nguyên không thể thay thế trên trái đất. Nhưng
nguồn tài nguyên nước khơng phải là nguồn tài ngun vơ tận vì vậy việc sử dụng và
bảo vệ tài nguyên nước trở nên cấp thiết với bất kỳ quốc gia dân tộc nào trên thế giới.
Cũng vì vậy từ xa xưa, tổ tiên người Việt đã phải sớm xây dựng các công trình khai
thác, điều tiết nguồn nước, dẫn nước, sử dụng nước từ nhỏ, thô sơ, tạm bợ, thời vụ cho
đến các cơng trình có quy mơ lớn. Kế thừa truyền thống của cha ông, từ sau năm 1954
khi miền Bắc được giải phóng; Đảng, Nhà nước ta đã khơi phục nhanh chóng các hệ
thống thủy lợi bị chiến tranh tàn phá, đẩy mạnh xây dựng các cơng trình thủy lợi từ
nhỏ đến lớn như hồ Cấm Sơn, Núi Cốc, hệ thống đại thuỷ nông Bắc Hưng Hải, các hệ
thống trạm bơm ở Bắc Hà Nam, Nam Định, Thái Bình [1].
Hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải nằm ở trung tâm đồng bằng Bắc Bộ, được bao bọc
bởi 4 con sông lớn: Sơng Đuống, Sơng Luộc, Sơng Thái Bình và Sơng Hồng; Bao gồm
địa giới hành chính của 4 tỉnh: tồn bộ tỉnh Hưng Yên, 7 huyện thành phố thuộc tỉnh
Hải Dương, 3 huyện thuộc tỉnh Bắc Ninh và quận Long Biên, quận Gia Lâm thuộc
thành phố Hà Nội. Diện tích tự nhiên của hệ thống là 192.045 ha, đất nông nghiệp là
146.756 ha; dân số khoảng 3 triệu người [2].
Trong những năm gần đây, do tác động của quá trình phát triển của q trình đơ thị
hóa và cơng nghiệp hóa, hiện nay hệ thống cịn phải tiếp nhận nước thải dân sinh, nước
thải từ các đơn vị sản xuất kinh doanh, dịch vụ, bênh viện, làng nghề chăn nuôi, thậm
chí với cả rác thải… với lưu lượng ngày càng lớn. Do đó đã dẫn đến chất lượng nước
của hệ thống ngày càng một suy thoái gây ảnh hưởng của nghiêm trọng tới sức khỏe
của người dân, cũng như nước dùng để cung cấp cho các hoạt động sản xuất nơng
nghiệp, ni trồng thủy sản.
Đã có 1 số các nghiên cứu ứng dụng các phần mềm mô phỏng chất lượng nước các
sông tại Việt Nam để làm cơ sở để phục vụ công tác bảo vệ môi trường như “Ứng
1

dụng mơ hình MIKE 11 tính tốn thủy lực, chất lượng nước cho lưu vực sơng Sài Gịn
– Đồng Nai” năm 2005 của nhóm tác giả Trần Hồng Thái và cộng sự thuộc Viện Khoa
học Khí tượng Thủy văn và Môi trường [3]. Nghiên cứu này đã mô phỏng chế độ thủy
văn, thủy lực và chất lượng nước cho hệ thống sơng Sài Gịn – Đồng Nai – một lưu
vực sơng lớn và giữ vai trị quan trọng trong phát triển kinh tế đất nước. Kết quả tính
tốn, mơ phỏng thủy văn, thủy lực chất lượng nước bằng mơ hình MIKE 11 khá tốt,
cho thấy khả năng ứng dụng hiệu quả của mơ hình.
Từ thực trạng nêu trên, cần thiết tiến hành “Nghiên cứu ứng dụng mơ hình MIKE 11
đánh giá chất lượng nước hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải phục vụ công tác quản lý
bảo vệ” nhằm xác định xu hướng thay đổi chất lượng nước và dự báo xu thế, diễn biến
chất lượng nước trong tương lai, tạo cơ sở cho việc đề ra các chính sách phát triển kinh
tế – xã hội phù hợp, đồng thời thông qua việc mô phỏng chất lượng nước mặt theo các
kịch bản lấy nước bất lợi vào hệ thống qua cống Xn Quan - cụm cơng trình đầu

mối nằm dưới đê tả Sông Hồng và cống Báo đáp để làm cơ sở cho việc đề xuất các
biện pháp nhằm hướng đến mục tiêu bảo vệ và sử dụng bền vững nguồn nước hệ thống
thủy lợi Bắc Hưng Hải.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu nghiên cứu chính của luận văn bao gồm:
- Nghiên cứu đặc trưng thuỷ lực của hệ thống thuỷ lợi Bắc Hưng Hải để đánh giá chất
lượng nước trên các sơng và kênh chính của hệ thống bằng cách sử dụng cơng cụ mơ
hình tốn.
- Mơ phỏng chất lượng nước trên các sơng và kênh chính của hệ thống thuỷ lợi Bắc
Hưng Hải theo các kịch bản lưu lượng lấy vào hệ thống giảm, làm cơ sở cho việc đề
xuất các biện pháp cải thiện chất lượng nước trên hệ thống.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
Diễn biến thủy lực và 3 thông số chất lượng nước: BOD5 , hàm lượng Oxy hòa tan
(DO) và nhiệt độ trên các sơng và kênh chính của hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải.

2


3.2. Phạm vi nghiên cứu
- Thời gian nghiên cứu: từ năm 2014 đến 2017.
- Không gian nghiên cứu: (1) hai trục sơng chính của hệ thống Thuỷ lợi Bắc Hưng Hải
là sông Kim Sơn và sông Cửu An và (2) 14 sông nhánh (An Tào, An Thổ, Bắc Hồ,
Điện Biên, Hồ Bình, Lương Tài, Nam Kẻ Sặt, Quang Lang, Tây Kẻ Sặt, Thạch Khơi,
Đình Đào và Tràng Kỷ) kết nối 2 trục sơng chính trên của hệ thống như thể hiện ở
hình dưới đây.

Hình 1: Bản đồ mạng lưới sơng và kênh chính của hệ thống thủy lợi Bắc Hưng
Hải
Tổng số vị trí đo đạc dịng chảy xem xét trong luận văn là 11 vị trí, trong khi đó tổng
số điểm quan trắc chất lượng nước là 41 điểm. Tất cả các vị trí và điểm đo đạc dịng
chảy cũng như quan trắc chất lượng nước trên tập trung dọc theo 2 trục sơng chính và
14 sơng nhánh chính của hệ thống.

3


4. Phương pháp nghiên cứu
Luận văn đã sử dụng kết hợp các phương pháp khác nhau bao gồm:
4.1. Phương pháp khảo sát điều tra, thu thập số liệu.
Trên cơ sở các tài liệu đã xuất bản, các báo cáo khoa học được thu thập, các số liệu đã
có như các số liệu lịch sử giúp cho so sánh và hồi cố số liệu nhằm đánh giá diễn biến
theo thời gian. Kế thừa và tổng hợp các loại tài liệu đã có từ trước phục vụ cho luận
giải kết quả nghiên cứu.
4.2. Phương pháp thống kê và xử lý số liệu
Trong nghiên cứu này sử dụng các phương pháp thống kê và xử lý số liệu trên máy

tính bằng phần mềm word và excel.
4.3. Phương pháp mơ hình tốn
Nghiên cứu ứng dụng mơ hình MIKE 11 với module chính là thủy lực (HD), module
tải khuếch tán (AD) và module sinh thái (Ecolab) để mô phỏng các đặc trưng và diễn
biến chất lượng nước trong các sơng và kênh chính của hệ thống thủy lợi Bắc Hưng
Hải.

4


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về hệ thống thuỷ lợi Bắc Hưng Hải
1.1.1 Vị trí địa lý
Bắc Hưng Hải là hệ thống thủy lợi lớn nhất vùng đồng bằng sông Hồng, được xây
dựng từ năm 1958, bao gồm đất đai thuộc 21 huyện, thành phố của bốn tỉnh: Hải
Dương, Hưng Yên, Bắc Ninh và Hà Nội, nằm trong khoảng từ 20030’ đến 21007’ vĩ độ
Bắc, 105º50’ đến 106º36’ kinh độ Đông và được bao bọc bởi bốn con sông lớn: Sơng
Đuống ở phía Bắc với độ dài chảy qua hệ thống là 67 km, Sơng Luộc ở phía Nam với
độ dài chảy qua hệ thống là 72 km, Sông Thái Bình ở phía Đơng với độ dài chảy qua
hệ thống là 73 km, Sơng Hồng ở phía Tây với độ dài là 73 km [2].

Hình 1. 1: Bản đồ hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải
Với tổng diện tích đất tự nhiên là 214.932 ha, diện tích phần trong đê là 192.045 ha,
đất nông nghiệp là 146.756 ha bao gồm đất đai của toàn bộ tỉnh Hưng Yên (10 huyện),
5


7 huyện của tỉnh Hải Dương, 3 huyện của tỉnh Bắc Ninh và hai quận huyện của TP. Hà
Nội, hệ thống Bắc Hưng Hải được mệnh danh là Đại thủy nơng Bắc Hưng Hải [3].
1.1.2 Đặc điểm địa hình

Địa hình khu vực có xu thế dốc dần từ Tây Bắc xuống Đơng Nam, đất đai hình thành
ba vùng khác nhau[2]:
- Vùng ven sơng Hồng, sơng Đuống: độ cao trung bình +4,00m, đất pha thịt nhẹ, trung
tính ít chua, lượng thấm cao, nước ngầm ở thấp;
- Khu vực trung tâm: độ cao từ +2,00m đến + 2,50m, thuộc đất thịt nặng, độ chua cao,
nước ngầm thấp;
- Vùng ven sông Luộc, sông Thái Bình: là vùng thấp, độ cao trung bình +l,00m đến
+l,20m, chỗ thấp nhất +0,50m, chua vừa đến ít chua, mực nước ngầm cao.
1.1.3 Đặc điểm khí hậu, khí tượng.
Hệ thống Bắc Hưng Hải nằm trong vùng đồng bằng Bắc Bộ, tuy không giáp với biển
nhưng vẫn chịu sự chi phối của khí hậu miền duyên hải, hàng năm chia làm hai mùa rõ
rệt: Mùa nóng từ tháng 4 đến tháng 10, thời tiết nóng ẩm mưa nhiều là đặc điểm thời
tiết đại diện cho mùa này, mùa đông lạnh, ít mưa và thường kéo dài từ tháng XI đến
tháng III [2].
1.1.3.1 Lượng mưa
Hình 1.2 thể hiện một số trạm đo mưa trên hệ thống Bắc Hưng Hải tại một số điểm
quan trọng. Do hệ thống nằm trong vùng có khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, nhìn
chung lượng mưa khá phong phú nhưng phân bố không đồng đều, lượng mưa năm khá
lớn nhưng chủ yếu tập chung vào các tháng mùa mưa[2].

6


Bảng 1. 1: Lượng mưa trung bình tại một số trạm đo trên hệ thống Bắc Hưng Hải
Đơn vị:mm
TT

Tháng
Trạm

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

1

Xuân
Quan

54.5 0

21.5 47.5

2

Bá
Thủy

64.7 0

9

49.50 78

44.5 67

275.5 75

5

0

0

3

Kênh
Cầu

59

20

55.5

74

39.5 118

280

20

0

0

4

Cống
Neo

60.5 0

6.75 43.5

153

19.5 132.5 210.4 125

0

0

5.5

5

Cầu Xe

86

0

8.5

53

74

85

146.5 261.5 133

0

0

0

6

An Thổ

96

0

7.5

47

71.5 98

127.5 201.5 142

10

0

0

0

69.3 51

123.7 210.5 49.3 1.5 0

127

0

Hình 1. 2: Bản đồ một số trạm đo mưa trên hệ thống Bắc Hưng Hải
Lượng mưa trung bình nhiều năm trong vùng nghiên cứu đạt 1.400 - 1.600 mm, ở
vùng Nam và Đông Nam của hệ thống thường xuất hiện mưa lớn với lượng mưa trung
bình nhiều năm là 1.548 mm tại Ninh Giang, 1.648 mm tại Hưng Yên, 1.523 mm tại
Hải Dương, 1423.4 mm tại Thuận Thành.
7


1.1.3.2 Nhiệt độ
Nhiệt độ trung bình năm vào khoảng 23.30C và khá đồng nhất giữa các năm[2].
Bảng 1. 2: Nhiệt độ trung bình nhiều năm trên hệ thống Bắc Hưng Hải
Đơn vị: 0C
Tháng
I
II
III
IV
V
VI
Trạm
Hải
16.10 18.36 20.21 23.85 27.15 29.42
Dương
Hưng
16.24 17.56 19.85 23.79 26.86 28.96
Yên
Lương
26.20 17.50 20.30 23.90 26.00 28.80

Tài

VII

VIII

IX

X

XI

XII

29.41 28.56 27.47 25.50 22.14 18.02
29.08 28.38 27.05 24.52 21.34 17.67
29.10 28.40 27.30 24.90 21.00 17.90

1.1.3.3 Độ ẩm
Độ ẩm tương đối trung bình năm 80-85%, trong đó độ ẩm khơng khí cao nhất là 91%,
độ ẩm khơng khí thấp nhất là 26%, độ ẩm cao nhất xuất hiện vào tháng II và độ ẩm
thấp nhất xuất hiện vào tháng XII[2].
Bảng 1. 3: Độ ẩm tương đối trung bình năm trên hệ thống Bắc Hưng Hải
Đơn vị: %
Tháng
I
II
III
IV
V

VI
Trạm
Hải
79.43 84.91 86.08 86.06 84.20 81.26
Dương
Hưng
83.00 850 87.00 87.00 83.00 83.00
Yên
Lương
79.30 83.30 86.70 87.10 84.10 83.20
Tài

VII

VIII

IX

X

XI

XII

82.06 85.84 84.41 79.99 77.58 76.80
84.00 86.00 850 82.00 81.00 81.00
83.00 85.90 84.40 81.50 77.80 77.80

1.1.3.4 Bốc hơi
Lượng bốc hơi trong toàn năm ở trong vùng từ 700 - 800 mm, lớn nhất là vào tháng X

và tháng XI và nhỏ nhất là tháng III, tổng lượng bốc hơi trung bình nhiều năm là 8730
mm, lớn nhất tuyệt đối 144.9 mm, nhỏ nhất tuyệt đối là 20.8 mm[2].
1.1.3.5 Nắng
Thời gian nắng trung bình năm đạt 1.623 giờ tại Hải Dương, 1.473 giờ tại Hưng Yên,
1.589 giờ tại Hà Nội[2].

8


Bảng 1. 4: Số giờ nắng trung bình năm trên hệ thống Bắc Hưng Hải
Đơn vị: giờ
Tháng
I
Trạm
Hải
1.34
Dương
Hưng
2.17
Yên
Lương
2.24
Tài

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

1.54

1.08

2.50

5.24

5.25

5.57

53

4.98

4.21

4.34

3.02

1.60

1.49

2.67

5.35

5.19

5.89

5.25

5.35

5.32

4.17

3.51

1.50

1.55

2.90

5.78

5.89

6.25

5.37

5.89

5.22

55

3.44

1.1.3.6 Gió
Tốc độ gió trung bình tháng năm đạt 1.1 - 2.4 m/s, tốc độ giờ lớn nhất khi có bão đạt
trên 40 m/s tại Hải Dương, 40.0 m/s tại Hưng Yên, 33 m/s tại Bắc Ninh. Có hai mùa
gió chính là: Mùa đơng có gió mùa Đơng Bắc thường bắt đầu từ tháng IX đến tháng III
năm sau, mùa hẹ thường có gió Đơng Nam thường từ tháng III đến tháng VII. Gió
Đơng Nam chiếm ưu thế trong năm, sau đó là gió Đông Bắc, các hướng khác chỉ xuất
hiện đan xen nhau với tần suất thấp không thành hệ thống. Tốc độ gió cực đại là 40
m/s, hướng thổi Tây Nam[2].

Bảng 1. 5: Tốc độ gió trung bình tháng, năm tại khu vực Bắc Hưng Hải
Đơn vị: m/s
Tháng
I
Trạm
Hải
2.33
Dương
Hưng
3.10
Yên
Lương
2.2
Tài

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

2.43

2.30

2.40

2.47

2.35

2.38

1.96

1.99

2.09

2.05

2.70

2.60

2.30

2.40

2.50

2.40

2.50

2.00

2.00

2.30

2.30

2.30

2.2

2.1

2.1

2.2

2.1

2.2

1.9

1.9

2.0

2.0

2.1

1.1.3.7 Bão và áp thấp nhiệt đới
Mưa to do ảnh hưởng của bão gây ngập lụt khá nghiêm trọng tới khu vực, lượng mưa
do bão chiếm tỷ trọng lớn tới 15 - 20% tổng lượng mưa cả năm, tháng VIII lượng mưa
do bão chiếm tới 30 - 50% tổng lượng mưa tháng[2].

9


1.1.4 Đặc điểm thuỷ văn
1.1.4.1 Hệ thống cơng trình chính của thủy lợi Bắc Hưng Hải
a. Cụm cơng trình đầu mối
Cống Xn Quan: hồn thành tháng 5 năm 1959. Có 4 cửa mỗi cửa hình hộp 3,5 x 4
m và một âu thuyền bxh = 5m x 8,5m. Cao trình đáy cống Zđc = -1,0 m (cao độ thủy
lợi).
Cống Báo Đáp: Cống gồm 4 cửa lấy nước; kích thước bxh = 5 x 4,15m và 1 cửa thông
thuyền 9m. Cống mới được đầu tư xây dựng lại hoàn thành năm 2013 [2].
b.Cụm cơng trình tiêu.

Cống Cầu Xe: Cây dựng năm (1966-1969) làm nhiệm vụ ngăn triều tiêu úng cho hệ
thống Bắc Hưng Hải với diện tích tiêu thiết kế 151.600 ha kết hợp giao thống thủy.
Cống dài 12,5 m, rộng 56 m gồm 6 cửa tiêu và một cửa âu thuyền chiều rộng mỗi cửa
là 8m, âu thuyền có kích thước 8 x 5,8m
Cống An Thổ : Xây dựng và hoàn thành năm 1977. Nhiệm vụ của cống: cùng với cống
Cầu Xe ngăn triều tiêu úng cho 151.600 ha của Băc Hưng hải, kết hợp giao thông
thủy. Cống An Thổ là cống bê tông cốt thép và đá xây , cống dài 12 m, rộng 5 cửa có
bxh = 8x6 m, và một âu thơng thuyền có kích thước b = 8m [2]
c. Các cơng trình điều tiết trên kênh chính
Cống Kênh Cầu: Xây dựng năm 1961, cống gồm 6 cửa kích thước b x h= 3,2 x 3,7 m
và 1 cửa thông thuyền b x h =5 x8 m. Cánh cống bằng thép kiểu van phẳng 2 tầng
đóng mở bằng tời 6 tấn.
Cống Bá Thuỷ: Xây dựng năm 1962 gồm 5 cửa mỗi cửa có kích thước b x h = 8
x5,15m, cánh cống bằng thép kiểu hình cung.
Cống Neo: Xây dựng năm 1962, gồm 5 cửa có kích thước bxh= 8x 4,5 m và 1 cửa âu
tách riêng kích thước b x h = 5 x 6m, cánh cống bằng thép kiểu hình cung.
d. Cống phân vùng tưới tiêu: cống Lực Điền, cống Tranh (cũ, mới) [2].
10


1.1.4.2 Mạng lưới sơng/kênh
Ngồi bốn con sơng chính là sơng Hồng, sơng Thái Bình, sơng Luộc và sơng Đuống
bao ngồi hệ thống Bắc Hưng Hải tạo thành một hình tứ giác thì hệ thống cịn có một
hệ thống chằng chịt các hệ thống sơng nội đồng mà trong đó bao gồm các sơng chính
như sơng Kim Sơn, Điện Biên, Tây Kẻ Sặt, Đình Đào, Cửu An [2].
- Sơng Kim Sơn là trục chính phía Bắc chạy từ Xuân Quan đến thị xã Hải Dương dài
60 km, đây là tuyến tải nước chính của hệ thống Bắc Hưng Hải và cấp nước cho cả
vùng. Trên trục sơng này có nhánh sơng Cầu Bây, Đình Dù, Bần Vũ Xá, Lương Tài,
Trảng Kỷ nhập vào và có nhiệm vụ tiêu thốt nước. Do nước sơng Thái Bình tại Cầu
Cất q cao nên khơng có khả năng tự tiêu tự chảy qua đây, vì vậy về mùa mưa toàn

bộ nước thải khu vực thành phố Hải Dương đều tập trung về đây về sông Kim Sơn
qua cống Bá Thủy đổ vào sơng Đình Đào để tiêu qua Cầu Xe.
- Sơng Điện Biên có chiều dài khoảng 15.7 km, chảy dọc theo hướng Bắc-Nam nối với
sông Kim Sơn ở thượng lưu cống Lực Điền và với sông Cửu An tại cầu Bằng Ngang,
sông Điện Biên dẫn nước tưới chủ yếu cho các tiểu khu ở phía Nam của hệ thống.
- Sơng Tây Kẻ Sặt ở khoảng cách giữa sơng Điện Biên và sơng Đình Đào, nối với
sông Kim Sơn tại thượng lưu cống Tranh và nhập vào sơng Cửu An tại ngã 3 Tịng
Hóa. Sơng Tây Kẻ Sặt cùng với Sông Điện Biên là trục dẫn nước chính cho các khu
vực ở phía Nam hệ thống.
- Sơng Đình Đào là trục nối với sơng Kim Sơn ở phía Bắc tại ngã 3 Kim Sơn và nhập
lưu vào sông Cửu An tại ngã 3 Cự Lộc rồi đổ xuống cống Cầu Xe, từ đó tiêu ra sơng
Thái Bình.
- Sơng Cửu An là trục chính phía Nam chạy từ Nghi Xuyên đến Cự Lộc dài 50 km, từ
Cự Lộc sông tiếp tục chảy một đoạn ngắn 2.3km đến Lộng Khê thì được chia thành hai
ngả, một ra sơng Thái Bình tại Cầu Xe dài 4.5 km và một ra sông Luộc tại An Thổ dài
5.7km. Trên trục sơng có các sơng nhánh như Nam Kim Ngưu, Nghĩa Trụ, Điện Biên,
Tây Kẻ Sặt, Đại Phú Giang, Đình Đào. Đây là tuyến chuyển nước chính ở phía Nam
và qua các nhánh Điện Biên-Tây Kẻ Sặt-Đình Đào đã nối thơng với trục chính phía
Bắc (Sơng Kim Sơn) tạo thành hệ thống liên hiệp tưới tiêu cho cả khu Bắc Hưng Hải.
11


Trong hệ thống sông/kênh của hệ thống thuỷ lợi Bắc Hưng Hải thì sơng Kim Sơn và
Cửu An là hai con sơng chính trên hệ thống, cung cấp dịng chảy và nước tưới cho
tồn bộ diện tích của hệ thống trong mùa khơ và làm nhiệm vụ tiêu thốt nước trong
mùa mưa. Bắt đầu từ cống Xuân Quan và chảy ra cống Cầu Cất, sông Kim Sơn với
chiều dài khoảng 65.7 km được kết nối với sông Cửu An ở phía nam của hệ thống qua
một con sơng nhỏ khác nhau như: sông Điện Biên, Quảng Lạng, Tây Kẻ Sặt, Cầu Xe
và An Thổ.

Hình 1. 3: Mạng lưới sơng/kênh trên hệ thống Bắc Hưng Hải
1.1.4.3 Đặc điểm về dịng chảy
Khơng chỉ có chế độ khí hậu phức tạp mà cịn do hệ thống có mạng lưới sơng kênh
dày đặc, ngồi ra do các hoạt động của con người tác động lên dịng chảy thơng qua
các cơng trình điều khiển đã dẫn đến đặc điểm dòng chảy trên hệ thống của diễn biến
hết sức phức tạp [2].

12


Hệ thống Bắc Hưng Hải được bao bọc bởi bốn con sơng lớn: Sơng Đuống ở phía Bắc,
sơng Luộc ở phía Nam, sơng Hồng ở phía Tây và sơng Thái Bình ở phía Đơng. Các
con sơng nội đồng bao gồm: Sông Kim Sơn, Sông Điện Biên, sông Tây Kẻ Sặt, sơng
Đình Đào, Kênh Cái-Cự Lộc-Lỗng Khê, Lộng Khê-Cầu Xe, Lộng Khê-An Thổ, sơng
Cửu An, sơng Tràng Kỷ, có nhiệm vụ dẫn nước tưới tiêu kết hợp đảm bảo nhiệm vụ
của hệ thống.
Kim Sơn và Cửu An là hai con sông chính trong hệ thống cung cấp nước cho hệ thống
vào mùa khơ cũng như nhiệm vụ tiêu thốt nước vào mùa lũ. Kim Sơn nằm ở phía bắc
của hệ thống, được giới hạn từ cống Xuân Quan đến Cầu Cất với chiều dài khoảng
65.7 km được kết nối với sông Cửu An là con sơng chính nằm ở phía nam của hệ
thống thống qua các con sông nhỏ khác như Điện Biên, Quảng Lạng, Tây Kẻ Sặt,
Đình Đào và Thạch Khơi.
Mực nước ngồi sơng chính của hệ thống chịu ảnh hưởng của chế độ thủy văn của
sông Hồng, sông Luộc, sơng Đuống, sơng Thái Bình và cịn chịu ảnh hưởng điều tiết
nước của hồ Hịa Bình và Thác Bà trong mùa lũ và mùa kiệt.
Trước khi có hồ Hịa Bình và Thác Bà mực nước thấp nhất là tháng I là 2.1m (I/1963),
tháng II là 1.92m (II/1956), tháng III là 1.57m (III/1956), tháng IV là 1.67m
(IV/1958), sau khi có hồ Hịa Bình do ảnh hưởng của mực nước điều tiết hồ mực nước
tại Hà Nội thấp nhất là vào tháng I là 1.99m (I/2004), tháng II có mực nước là 1.38m
(20/2/2006), tháng III là 1.58m (8/3/2005). Do mực nước Hà Nội xuống quá thấp nên

mực nước tại các của các cống lấy nước sau Hà Nội như Xuân Quan đạt 1.00m điều
này đã ảnh hưởng rất lớn tới việc lấy nước vào hệ thống, có thời điểm mực nước ngồi
sơng Hồng thượng lưu cống Xuân Quan lại thấp hơn mực nước hạ lưu cống Xn
Quan.
Thơng thường thì nước trên hệ thống Bắc Hưng Hải được lấy từ sông Hồng thông qua
cống Xuân Quan, đây trạm lấy nước chính của vào hệ thống. Mực nước trung bình
tháng thời kỳ 1988-2004 sau khi có hồ Hịa Bình cao hơn trước khi có hồ Hịa Bình
(1960-1987) và tháng III, tháng IV, tháng V là 0.36m, riêng hai tháng I,II là hai tháng

13