Ứng dụng mô hình mike 11 đánh giá diễn biến chất lượng nước lưu vực sông cầu

Luận văn thạc sĩ

-1-

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

MỤC LỤC

Trang

MỤC LỤC......................................................................................................... - 1 LỜI CAM ĐOAN……………………………………………………………….- 3 LỜI CẢM ƠN…………………………………………………………………...- 4 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ…………………………………………………..- 5 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU……………………………………………… - 8 MỞ ĐẦU......................................................................................................... - 10 1. Tính cấp thiết của đề tài................................................................................ - 10 2. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu................................................................... - 11 3. Phương pháp nghiên cứu. ............................................................................. - 11 CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU.............................. - 12 1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên............................................................................. - 12 1.1.1. Đặc điểm chung của lưu vực................................................................... - 12 1.1.2 Đặc điểm khí tượng ................................................................................ - 13 1.1.3 Thảm phủ thực vật................................................................................... - 15 1.1.4 Đặc điểm thuỷ văn ................................................................................... - 16 1.2 Đặc điểm dòng chảy sơng ngịi .................................................................. - 18 1.2.1 Dịng chảy năm........................................................................................ - 18 1.2.2 Dòng chảy lũ ........................................................................................... - 21 1.2.3 Dòng chảy kiệt......................................................................................... - 22 1.3 Đặc điểm kinh tế xã hội. ............................................................................ - 22 1.3.1 Đặc điểm dân số và xã hội. ...................................................................... - 23 1.3.1.1 Qui mô dân số và phân bố dân cư ......................................................... - 23 1.3.1.2 Lực lượng lao động, trình độ và phân bố lao động ................................ - 26 1.3.2 Đặc điểm kinh tế...................................................................................... - 31 1.3.2.1 Cơ cấu kinh tế....................................................................................... - 31 1.3.2.2 Hoạt động của các ngành. ..................................................................... - 33 1.4 Hiện trạng môi trường nước lưu vực sông Cầu. ......................................... - 37 1.4.1 Hiện trạng ô nhiễm môi trường nước. ...................................................... - 37 1.4.2 Các nguồn thải trên lưu vực sông Cầu...................................................... - 50 1.4.2.1 Đánh giá chung..................................................................................... - 50 1.4.2.2 Hiện trạng gây ô nhiễm nước theo ngành nghề sản xuất........................ - 53 -

Học viên thực hiện : Tạ Đăng Thuần


Luận văn thạc sĩ

-2-

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG SƠ ĐỒ HỆ THỐNG VÀ SỐ LIỆU ................... - 63 ĐẦU VÀO CỦA MƠ HÌNH THỦY LỰC - CHẤT LƯỢNG NƯỚC........... - 63 2.1 Giới thiệu về mô hình Mike 11 ................................................................... - 63 2.1.1 Giới thiệu chung ...................................................................................... - 63 2.1.2. Cơ sở lý thuyết mơ hình diễn tốn thủy lực,chất lượng nước trong mơ hình
MIKE 11 .......................................................................................................... - 65 2.2. Sơ đồ hệ thống và số liệu đầu vào của mơ hình.......................................... - 70 2.2.1 Xây dựng sơ đồ tính thủy lực cho hệ thống sơng..................................... - 70 2.2.2 Xây dựng sơ đồ chất lượng nước cho hệ thống sông. ............................... - 75 CHƯƠNG 3 : HIỆU CHỈNH, KIỂM ĐỊNH MƠ HÌNH............................... - 83 VÀ CÁC KỊCH BẢN MÔ PHỎNG............................................................... - 83 3.1 Hiệu chỉnh, kiểm định thơng số thủy lực của mơ hình................................. - 83 3.2 Hiệu chỉnh, kiểm định thông số chất lượng nước của mơ hình. ................... - 87 3.3 Các kịch bản mô phỏng diễn biến chất lượng nước..................................... - 99 CHƯƠNG 4 :KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................... - 113 4.1 Kết luận .................................................................................................... - 113 4.2 Kiến nghị.................................................................................................. - 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................ - 115 PHỤ LỤC...................................................................................................... - 116 -

Học viên thực hiện : Tạ Đăng Thuần


Luận văn thạc sĩ

-3-

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

LỜI CAM ĐOAN
Tôi là Tạ Đăng Thuần. Tôi xin cam đoan luận văn “Ứng dụng mơ hình
Mike 11 đánh giá diễn biễn chất lượng nước lưu vực sơng Cầu” là cơng trình
nghiên cứu của riêng tôi các số liệu trong luận văn được sử dụng trung thực. Kết
quả nghiên cứu này chưa từng được trình bày ở bất kỳ các cơng trình nào.

TÁC GIẢ

TẠ ĐĂNG THUẦN

Học viên thực hiện : Tạ Đăng Thuần


Luận văn thạc sĩ

-4-

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

LỜI CẢM ƠN
Với lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc tơi xin gửi lời cảm ơn tới TS.Bùi Quốc
Lập - ĐH Thủy Lợi, TS. Nguyễn Văn Tuấn – Viện Quy hoạch Thủy Lợi đã hướng
dẫn tơi trong suốt q trình tìm hiểu, nghiên cứu và hồn thiện Luận văn.
Tơi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy, cô giáo ở Khoa Môi
trường - Đại học Thủy lợi đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt q trình
học tập và thực hiện Luận văn.
Tơi xin trân trọng cảm ơn đến Ths.Tạ Đăng Toàn và các cán bộ trong phịng
Quy hoạch mơi trường – Viện cơng nghệ môi trường - Viện khoa học và công nghệ

Việt Nam đã giúp đỡ tơi trong q trình thu thập tài liệu và các thông tin liên quan.
Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn đến bạn bè, đồng nghiệp và người thân
đã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả trong suốt thời gian học tập,
nghiên cứu và thực hiện luận văn.
Một lần nữa, tôi xin chân thành cảm ơn!

TÁC GIẢ

TẠ ĐĂNG THUẦN

Học viên thực hiện : Tạ Đăng Thuần


Luận văn thạc sĩ

-5-

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
Hình 1.1. Bản đồ các tỉnh nằm trong LVS Cầu ................................................. - 12 Hình 1.2 : Giá trị BOD5 tại thượng lưu lưu vực sơng Cầu................................. - 39 Hình 1.3 : Giá trị TSS tại thượng lưu lưu vực sông Cầu................................... - 39 Hình 1.4 : Giá trị N-NH4 tại thượng lưu lưu vực sơng Cầu ............................. - 40 Hình 1.5 : Giá trị COD tại thượng lưu lưu vực sông Cầu .................................. - 40 Hình 1.6 : Giá trị Coliform tại thượng lưu lưu vực sơng Cầu ............................ - 41 Hình 1.7 : Giá trị TSS tại trung lưu lưu vực sơng Cầu...................................... - 43 Hình 1.8 : Giá trị COD tại trung lưu lưu vực sông Cầu ..................................... - 43 Hình 1.9 : Giá trị BOD5 tại trung lưu lưu vực sơng Cầu.................................... - 44 Hình 1.10 : Giá trị N-NH4 tại trung lưu lưu vực sông Cầu .............................. - 45 Hình 1.11 : Giá trị Pb tại trung lưu lưu vực sơng Cầu ....................................... - 45 Hình 1.12 : Giá trị Coliform tại trung lưu lưu vực sông Cầu ............................ - 46 Hình 1.13 : Giá trị TSS tại hạ lưu lưu vực sơng Cầu ........................................ - 48 Hình 1.14 : Giá trị N- NH4 tại hạ lưu lưu vực sơng Cầu ................................ - 48 Hình 1.15 : Giá trị T. Coliform tại hạ lưu lưu vực sông Cầu ............................ - 49 Hình 1.16 : Giá trị BOD5 tại hạ lưu lưu vực sơng Cầu ...................................... - 49 Hình 1.17: Lượng nước thải theo cơ cấu ngành nghề........................................ - 51 Hình 1.18: Lượng nước thải theo đơn vị hành chính (tỉnh) ............................... - 53 CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG SƠ ĐỒ HỆ THỐNG VÀ SỐ LIỆU ĐẦU VÀO CỦA
MƠ HÌNH THỦY LỰC - CHẤT LƯỢNG NƯỚC
Hình 2.1: Nhánh sơng với các điểm lưới xen kẽ................................................ - 67 Hình 2.2: Sơ đồ thủy lực của hệ thống.............................................................. - 71 Hình 2.3: Sơ đồ mô phỏng chất lượng nước của hệ thống................................. - 75 Hình 2.3: Biên đầu vào tại trạm Gia Bảy .......................................................... - 76 Hình 2.4: Biên đầu ra tại trạm Cầu Vát............................................................. - 76 Hình 2.5: Số liệu lưu lượng tại trạm Gia Bảy.................................................... - 77 Hình 2.6: Số liệu mực nước tại trạm Cầu Vát ................................................... - 77 Hình 2.7: Nồng độ DO tại các trạm trên sơng Cầu ............................................ - 78 Hình 2.8: Các thơng số chất lượng nước ........................................................... - 79 Hình 2.9: Hệ số khuếch tán của mơ hình chất lượng nước ................................ - 79 Hình 2.10: Điều kiện ban đầu của modun tải khuếch tán .................................. - 80 -

Học viên thực hiện : Tạ Đăng Thuần


Luận văn thạc sĩ

-6-

Chun ngành: Khoa học mơi trường

Hình 2.11: Mơ hình mơ phỏng trong modun Ecolab ......................................... - 81 Hình 2.12: Các thơng số chính của mơ hình mơ phỏng trong modun Ecolab .... - 81 Hình 2.13: Các hệ số của modun Ecolab........................................................... - 82 CHƯƠNG 3 : HIỆU CHỈNH, KIỂM ĐỊNH MƠ HÌNH............................... - 83 VÀ CÁC KỊCH BẢN MƠ PHỎNG............................................................... - 83 Hình 3.1: Kết quả chạy hiệu chỉnh thủy lực mơ hình ........................................ - 83 Hình 3.2: Q trình mực nước thực đo và tính tốn tại trạm Chã ..................... - 84 Hình 3.3: Bộ thơng số hiệu chỉnh thủy lực mơ hình .......................................... - 85 Hình 3.4: Kết quả chạy kiểm định thủy lực mơ hình ......................................... - 85 Hình 3.5: Q trình mực nước thực đo và tính tốn tại trạm Chã ..................... - 86 Hình 3.5: Sơ đồ tính tốn mơ phỏng diễn biến chất lượng nước........................ - 87 Hình 3.6: Kết quả hiệu chỉnh mô phỏng diễn biến chất lượng nước ................. - 88 Hình 3.7 Biểu đồ so sánh giữa nồng độ thực đo và tính tốn DO tại Chã .......... - 89 Hình 3.8: Biểu đồ so sánh giữa thực đo và tính tốn Nhiệt độ tại Chã............ - 89 Hình 3.9: Biểu đồ so sánh giữa nồng độ thực đo và tính tốn N- NH4+ tại Chã - 90 Hình 3.10: Biểu đồ so sánh giữa nồng độ thực đo và tính tốn N- NO3-tại Chã - 90 Hình 3.12: Biểu đồ so sánh giữa giá trị thực đo,tính tốn T.Coliform tại Chã .. - 91 Hình 3.13: Thơng số tải khuếch tán của q trình hiệu chỉnh mơ hình .............. - 93 Hình 3.14: Các hệ số trong Ecolab của q trình hiệu chỉnh mơ hình............... - 94 Hình 3.15: Kết quả chạy kiểm định mơ phỏng diễn biến chất lượng nước ........ - 94 Hình 3.16: Biểu đồ so sánh giữa nồng độ thực đo và tính tốn DO tại Chã ....... - 95 Hình 3.17: Biểu đồ so sánh giữa giá trị thực đo và tính tốn nhiệt độ tại Chã.... - 95 Hình 3.18: Biểu đồ so sánh giữa nồng độ thực đo và tính tốn N- NH4+ tại Chã - 96 Hình 3.19: Biểu đồ so sánh giữa nồng độ thực đo và tính tốn N- NO3- tại Chã - 96 Hình 3.20: Biểu đồ so sánh giữa nồng độ thực đo và tính tốn BOD5 tại Chã ... - 97 Hình 3.21: Biểu đồ so sánh giữa giá trị thực đo, tính tốn T.Coliform tại Chã .. - 97 Hình 3.22 : Biểu đồ diễn biến nồng độ DO min theo chiều dọc ở kịch bản 1 .. - 101 Hình 3.23: Biểu đồ diễn biến nồng độ BOD5max theo chiều dọc ở kbản1
- 102 Hình 3.24:Diễn biến nồng độ DO tính tốn trên sơng Cầu ở k.bản1 p.án 3 ..... - 102 Hình 3.25: Diễn biến nồng độ BOD5 tính tốn trên sông Cầu ở k.bản 1 p.án 3 - 103 Hình 3.26.:Diễn biến nồng độ DO,BOD5 tính tốn trên sơng Cầu .................. - 103 ở kịch bản 1 phương án 3 ............................................................................... - 103 Hình 3.27: Biểu đồ diễn biến nồng độ DO min theo chiều dọc ở kịch bản 2 ... - 105 Hình 3.28: Biểu đồ diễn biến nồng độ BOD5max theo chiều dọc ở kịch bản 2- 105 -

Học viên thực hiện : Tạ Đăng Thuần


Luận văn thạc sĩ

-7-

Chun ngành: Khoa học mơi trường

Hình 3.29:Nồng độ BOD5 tại các điểm tính tốn trên sơng Cầu ở kịch bản 2.. - 106 Hình 3.30: Giá trị T.Coliform tại các điểm tính tốn trên sơng Cầu p.án 3...... - 106 Hình 3.31: Nồng độ BOD5 tại các điểm tính tốn trên sơng Cầu ở kịch bản 2 - 107 Hình 3.32: Biểu đồ diễn biến nồng độ DO min theo chiều dọc ở kịch bản 3 ... - 108 Hình 3.33 : Biểu đồ diễn biến nồng độ BOD5max theo chiều dọc ở kịch bản 3- 109 Hình 3.34: Nồng độ DO tại các điểm tính tốn trên sông Cầu ở kịch bản 3 .... - 109 Hình 3.35: Nồng độ BOD5 tại các điểm tính tốn trên sơng Cầu ở k.bản 3 ..... - 110 Hình 3.36: Nồng độ DO,BOD5 tại các điểm tính tốn trên sông Cầu ở kbản 3- 110 -

Học viên thực hiện : Tạ Đăng Thuần


Luận văn thạc sĩ

-8-

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
Bảng 1.1: Phân mùa mưa lưu vực sông Cầu và lân cận..................................... - 14 Bảng 1.2: Lượng mưa các tháng mùa mưa trên lưu vực sông Cầu và lân cận.... - 15 Bảng 1.3: Đặc điểm sơng ngịi lưu vực sơng Cầu.............................................. - 18 Bảng 1.5: Phân phối dòng chảy năm một số trạm đại biểu thuộc LVS .............. - 19 Bảng 1.6: Các cơng trình thủy lợi chính trên hệ thống sông Cầu....................... - 21 Bảng 1.7 :Lũ lớn các tháng mùa lũ của sông Cầu (m3/s) ................................... - 21 Bảng 1.8 :Ngun nhân hình thành các trận lũ chính trên sơng Cầu(Thác Bưởi)- 22 Bảng 1.9: Dịng chảy kiệt nhỏ nhất tại Thác Bưởi và Gia Bảy .......................... - 22 Bảng 1.10:Phân bố dân cư tại các huyện thuộc vùng miền núi thuộc LVS Cầu. - 24 Bảng 1.11:Phân bố dân cư tại các huyện thuộc vùng trung tâm thuộc LVSCầu - 25 Bảng 1.12: Phân bố dân cư tại các huyện thuộc vùng đồng bằng của LVS Cầu - 26 Bảng 1.13: Lao động trên địa bàn Bắc Kạn đang làm việc trong....................... - 27 các ngành kinh tế, thời điểm 1-7 - 2007 ............................................................ - 27 Bảng 1.14: Dân số vùng núi cao phân theo khu vực thành thị, nông thôn ......... - 29 Bảng 1.15: Dân số vùng trung tâm chia theo khu vực thành thị, nông thôn....... - 30 Bảng 1.16:Dân số vùng đồng bằng chia theo khu vực thành thị, nông thôn....... - 31 Bảng 1.17: GDP và cơ cấu GDP lưu vực sông Cầu năm 2007 (theo giá hhành) - 32 Bảng 1.18. Số cơ sở sản suất công nghiệp trên địa bàn các tỉnh ........................ - 33 thuộc LVS Cầu năm 2007................................................................................. - 33 Bảng 1.19: Giá trị giới hạn các thông số chất lượng nước mặt .......................... - 38 Bảng 1.20: Nước thải thống kê theo ngành nghề hoạt động trong lưu vực ........ - 50 Bảng 1.21: Số nguồn thải đã được kê và ước tính ............................................. - 52 lưu lượng nước thải của từng địa phương trong lưu vực ................................... - 52 Bảng 1.22 : Rác thải tại 2 đô thị lớn trong lưu vực sông Cầu ............................ - 58 Bảng 1.23 : Lượng nước thải tại một số đô thị trong lưu vực sông Cầu............. - 59 CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG SƠ ĐỒ HỆ THỐNG VÀ SỐ LIỆU ĐẦU VÀO CỦA

MƠ HÌNH THỦY LỰC - CHẤT LƯỢNG NƯỚC
Bảng 2.1: Các đoạn sông, chiều dài sông số mặt cắt của hệ thống sông ............ - 73 Bảng 2.2: Các biên của hệ thống sông .............................................................. - 74 -

Học viên thực hiện : Tạ Đăng Thuần


Luận văn thạc sĩ

-9-

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

CHƯƠNG 3 : HIỆU CHỈNH, KIỂM ĐỊNH MƠ HÌNH............................... - 83 VÀ CÁC KỊCH BẢN MÔ PHỎNG............................................................... - 83 Bảng 3.1: Kết quả so sánh mức hiệu quả của mơ hình ...................................... - 84 Bảng 3.2 : Kết quả so sánh mức hiệu quả của mơ hình ..................................... - 86 Bảng 3.3: Các vị trí đo đạc sử dụng trong mơ hình ........................................... - 88 Bảng 3.4: Kết quả tính tốn sai số nồng độ DO, nhiệt độ của............................ - 92 giá trị tính tốn và thực đo q trình hiệu chỉnh mơ hình tại trạm Chã. ............. - 92 Bảng 3.5: Kết quả tính tốn sai số nồng độ NH4+, NO3- của ............................. - 92 giá trị tính tốn và thực đo q trình hiệu chỉnh mơ hình tại trạm Chã. ............. - 92 Bảng 3.6: Kết quả tính tốn sai số nồng độ BOD5, tổng Coliform của.............. - 93 giá trị tính tốn và thực đo q trình hiệu chỉnh mơ hình tại trạm Chã. ............. - 93 Bảng 3.7: Kết quả tính tốn sai số nồng độ DO, nhiệt độ .................................. - 98 của giá trị tính tốn và thực đo q trình kiểm định mơ hình tại trạm Chã. ....... - 98 Bảng 3.8: Kết quả tính tốn sai số nồng độ NH4+, NO3- ................................... - 98 của giá trị tính tốn và thực đo q trình kiểm định mơ hình tại trạm Chã. ....... - 98 Bảng 3.9: Kết quả tính tốn sai số nồng độ BOD5, tổng Coliform .................... - 99 của giá trị tính tốn và thực đo q trình kiểm định mơ hình tại trạm Chã. ....... - 99 -

Học viên thực hiện : Tạ Đăng Thuần


Luận văn thạc sĩ

- 10 -

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

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.
Cùng với q trình cơng nghiệp hóa và đơ thị hóa của nước ta trong những
năm gần đây thì lượng nước thải khơng ngừng tăng lên trong những năm qua. Nước
thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt và các loại nước thải khác có hàm lượng các
chất ơ nhiễm cao không được xử lý là nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn tiếp nhận.
Theo báo cáo hiện nay rất nhiều sông hồ của Việt Nam đang bị ô nhiễm đặc biệt là
các sông hồ, kênh rạch phân bố trong các đơ thị lớn như Hà Nội, Hải Phịng, Đà
Nẵng, TP.Hồ Chí Minh.Vấn đề ơ nhiễm nguồn nước đã xẩy ra ở quy mô lớn hơn
(quy mô lưu vực sông, quy mô vùng) do các hoạt động dân sinh, kinh tế diễn ra ở
phạm vi rộng hơn và với cường độ ngày một tăng.
Sơng Cầu với diện tích lưu vực 6030 km2 chảy qua các tỉnh Bắc Kạn, Thái
Nguyên, Bắc Giang, Bắc Ninh, và Vĩnh Phúc. Sơng Cầu đóng vai trò quan trọng
trong cấp nước cho sinh hoạt và sản xuất Công,nông nghiệp của các tỉnh. Tuy
nhiên, cùng với quá trình phát triển kinh tế và xã hội thì sơng Cầu cũng đang chịu
tác động trực tiếp do quá trình thải nước thải không được xử lý nên sông Cầu đã bị
ô nhiễm, nhiều chỉ tiêu chất lượng nước đã vượt quá giới hạn cho phép nhiều lần.
Suy giảm chất lượng nước làm hạn chế khả năng cấp nước của sông đe dọa sự ổn
định kinh tế - xã hội của các địa phương.
Hiện nay vấn đề ô nhiễm của sông Cầu là vấn đề rất bức xúc trong dư luận và
đặt trước các nhà quản lý môi trường, tài nguyên nước và các nhà khoa học một
nhiệm vụ cấp bách:Tìm ra giải pháp khắc phục tình trạng ơ nhiễm môi trường nước
lưu vực sông Cầu để cứu sông Cầu thốt khỏi tình trạng ơ nhiễm như hiện nay.

Học viên thực hiện : Tạ Đăng Thuần


Luận văn thạc sĩ

- 11 -

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

Với mong muốn tìm hiểu và phần nào giải quyết những vấn đề của hệ thống
sông Cầu nhằm giúp các cơ quan quản lý tài nguyên nước và bảo vệ mơi trường có
các biện pháp thích hợp để giảm bớt ô nhiễm nên trong đề tài này đã nghiên cứu tìm
ra mơ hình thích hợp để mơ phỏng thủy lực và diễn biến chất lượng nước trên lưu
vực sông Cầu.
2. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu
Với đề tài “ Ứng dụng mơ hình Mike 11 đánh giá diễn biến chát lượng
nước lưu vực sông Cầu ”
Mục tiêu của luận văn
Ứng dụng mơ hình Mike 11 đánh giá diễn biến chất lượng nước lưu vực sông
Cầu phục vụ công tác quản lý.
Phạm vi vùng nghiên cứu của luận văn
Lưu vực sông Cầu từ trạm thủy văn Gia Bay đến trạm Cầu Vát.
3. Phương pháp nghiên cứu.
Phương pháp nghiên cứu sử dụng trong nghiên cứu này bao gồm:
Phương pháp thu thập, phân tích các tài liệu từ các nguồn hiện có: Các đề tài
dự án, các nguồn khác.
Phương pháp khảo sát thực địa, lấy mẫu phân tích thực trạng chất lượng nước
tại các vị trí quan trắc chất lượng nước dọc các sông, nhằm đánh giá hiện trạng môi
trường tại khu vực nghiên cứu và thu thập các tài liệu cần thiết cho tính tốn.
Tiếp đó sử dụng phương pháp mơ hình tốn để tính tốn, mơ phỏng chế độ
thủy văn thủy lực và diễn biến chất lượng nước trên đoạn sông nghiên cứu.
Phương pháp chuyên gia: Tham khảo, tập hợp ý kiến từ các nhà khoa học

Học viên thực hiện : Tạ Đăng Thuần


Luận văn thạc sĩ

- 12 -

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên.
1.1.1. Đặc điểm chung của lưu vực
Lưu vực sông Cầu nằm trong khoảng 21 007’-22018’ vĩ độ Bắc,105028’106008’ kinh độ Đơng, thuộc lưu vực sơng Thái Bình. Phía Tây, Tây Bắc giáp lưu
vực sơng Phó Đáy và sơng Gâm. Phía Bắc, Đơng Bắc giáp lưu vực sơng Kỳ Cùng,
sơng Thương. Phía Nam giáp sơng Hồng.

Hình 1.1. Bản đồ các tỉnh nằm trong LVS Cầu

Nguồn: Cục Bảo vệ môi trường
Lưu vực sơng Cầu có diện tích 6.030 km2 là một phần của LVS Hồng-Thái
Bình (chiếm khoảng 8% diện tích LVS Hồng-Thái Bình trong lãnh thổ Việt Nam).

Học viên thực hiện : Tạ Đăng Thuần


Luận văn thạc sĩ

- 13 -

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

Lưu vực có tổng chiều dài các nhánh sơng khoảng 1.600 km. Lưu vực bao gồm gần
như toàn bộ các tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên và một phần các tỉnh Bắc Ninh, Bắc
Giang, Vĩnh Phúc và Hà Nội (huyện Đông Anh, Sóc Sơn).

1.1.2 Đặc điểm khí tượng
Lưu vực sơng Cầu nằm trong vùng Đồng bằng Bắc Bộ với đặc điểm khí hậu
nổi bật là nhiệt đới ẩm gió mùa có một mùa đông lạnh.
Chế độ nắng và bức xạ:
Lưu vực sơng Cầu thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa với lượng bức xạ
tổng cộng trung bình hàng năm khoảng 120 -130 kcal/ cm 2. Tháng VII là tháng có
lượng bức xạ lớn nhất (15 kcal/cm2), và lượng bức xạ nhỏ nhất rơi vào tháng I - II
(5 - 6 kcal/cm2).
Chế độ nhiệt
Nhìn chung, nhiệt độ khơng khí trung bình hàng năm dao động từ 18 0C - 230C.
Nhiệt độ trong năm dao động khá lớn với biên độ khoảng 150C. Trong năm chỉ có
một đỉnh nhiệt độ vào tháng VII với nhiệt độ lớn nhất khoảng 290C, tháng có nhiệt
độ thấp nhất là tháng I (14 - 150C). Nhiệt độ tăng dần từ Bắc xuống Nam nhưng
nhìn chung chênh lệch nhiệt độ khơng đáng kể và ít biến động.
Chế độ gió:
Tốc độ gió trung bình năm khu vực Sơng Cầu vào khoảng 1-3 m/s. Những
vùng núi cao hút gió như Tam Đảo tốc độ gió lên tới 3 - 4 m/s. Khu vực kín gió tốc
độ gió chỉ đạt 0,9-1,4 m/s. Tốc độ gió lớn nhất có thể đạt tới 30 - 40 m/s trong mùa
mưa bão.
Bốc hơi:
Lượng bốc hơi hàng năm trên lưu vực dao động trong khoảng 700mm 1100mm. Các khu vực miền núi như trạm Bắc Kạn, Định Hóa, Tam Đảo có lượng
bốc hơi nhỏ nhất. Lượng bốc hơi ở Lục Ngạn, Bắc Giang tương đối cao. Nhìn
chung lượng bốc hơi lớn nhất vào tháng V, hoặc tháng VI (80 - 110mm), đây là
những tháng chuyển tiếp từ mùa khơ sang mùa mưa nên khơng khí có độ ẩm thấp,

Học viên thực hiện : Tạ Đăng Thuần


Luận văn thạc sĩ

- 14 -

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

nhiệt độ tương đối cao. Tháng II (55 - 70 mm) là tháng có lượng bốc hơi nhỏ nhất
do đây là tháng có lượng mưa phùn đáng kể làm độ ẩm trong khơng khí tăng cao.
Chế độ mưa ẩm
Độ ẩm trung bình hàng năm ở lưu vực dao động trong khoảng 81% - 87%. Độ
ẩm trong năm có hai lần lớn nhất và hai lần có độ ẩm nhỏ nhất. Tháng có độ ẩm lớn
nhất là tháng VII, tháng VIII, khi có mưa lớn trong năm và đỉnh thứ hai xuất hiện
vào tháng III, tháng IV, là những tháng có lượng mưa phùn đáng kể.
Thượng nguồn sông Cầu đoạn qua Bắc Kạn có lượng mưa nhỏ (1600mm), khu
vực ít mưa là vùng thung lũng thấp Bắc Kạn với lượng mưa năm chỉ khoảng 14001500mm, lượng mưa tăng lên 1967mm khi đến chợ Đồn và càng về phía đồng bằng
lượng mưa càng có xu hướng giảm. Khu vực vùng núi phía Tây Bắc lưu vực có
lượng mưa lớn hơn hẳn những vùng cịn lại từ 400 - 500 mm. Trong đó, trung tâm
mưa lớn được hình thành tại sườn Đơng dãy Tam Đảo.
Bảng 1.1: Phân mùa mưa lưu vực sông Cầu và lân cận
TT

Trạm

1
2
3
4
5
6
7
8
9

10
11

Bắc Kạn
Thái Nguyên
Tam Đảo
Vĩnh Yên
Tân Yên
Hiệp Hòa
Lục Ngạn
Sơn Động
Bắc Giang
Hải Dương
Chí Linh

Mùa mưa
Tháng có
Mùa
lượng mưa
mưa
lớn nhất
V - IX
VII
V - IX
VII
V-X
VIII
V - IX
VIII
V - IX

VII
V-X
VIII
V - IX
VIII
V - IX
VIII
V - IX
VIII
V-X
VIII
V - IX
VIII

Mùa khơ
Tháng có
Mùa
lượng mưa
khơ
nhỏ nhất
X - IV
I
X - IV
I
XI - IV
I
X - IV
XII
X - IV
XII

X I- IV
XII
X - IV
XII
X - IV
I
X - IV
XII
XI - IV
XII
X - IV
XII

Lượng mưa
trung bình
năm
1508,1
2025,3
2630,9
1603,5
1400,7
1568,3
1384,5
1563,9
1542,4
1561,9
1528,5

Lượng mưa trong mùa mưa chiếm 75% - 80% lượng mưa cả năm, tập trung
chủ yếu vào các tháng VII và VIII, lượng mưa chiếm khoảng 40% tổng lượng mưa

cả năm với số ngày mưa từ 35 - 45 ngày.

Học viên thực hiện : Tạ Đăng Thuần


Luận văn thạc sĩ

- 15 -

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

Bảng 1.2: Lượng mưa các tháng mùa mưa trên lưu vực sông Cầu và lân cận
Lượng mưa tháng
TT

Trạm

V

VI

VII

VIII

Mùa mưa
(V - IX)

IX

X mm % X mm % X mm % X mm

%

X mm % X mm %

1

Bắc Kạn

192 12,7 204 13,5 315,3 20,9 313,2

20,7

152,7 10,1 1177,2 78

2

Thái Nguyên

234 11,5 355 17,5 392,2 19,3 390,3

19,2

237,5 11,7 1608,5 79

3

Tam Đảo

240

352 13,3 465,4 17,6 524,6

19,9

370,7 14,0 1952

4

Vĩnh Yên

174 10,8 240 14,9 262,8 16,3 333,4

20,7

5

Tân Yên

191 13,6 206 14,7 258,4 18,4 248,6

17,7

6

Hiệp Hòa

181 11,5 204 13,0 259,1 16,5 294,1 18,75 210,7 13,4 1148,6 73

7

Lục Ngạn

153 11,0 220 15,8 235,9 17,0 265,5

19,1

178,8 12,9 1052,8 76

8

Sơn Động

188 12,0 226 14,4 302,4 19,3 303,6

19,4

205,7 13,1 1224,9 78

9

Bắc Giang

202 13,1 227 14,6 258,5 16,7 304,3

19,7

205,6 13,3 1197,4 78

10

Hải Dương

199 12,7 228 14,6 237,8 15,2 294,9

18,8

225,3 14,4 1185,4 76

11

Chí Linh

164 10,7 245 16,0 284,7 18,6 289,1

18,9

235,5 15,4 1218,1 80

9,1

221

13,7 1231,5 77

159,2 11,3 1063,3 76

1.1.3 Thảm phủ thực vật
Phần lớn diện tích lưu vực sơng Cầu là vùng núi chủ yếu nằm ở địa phận 2

tỉnh là Bắc Kạn, Thái Nguyên và một phần nằm ở vùng đồng bằng đã bị khai thác
lâu đời. Một phần rừng núi thuộc khu rừng đặc dụng như Vườn quốc gia Ba Bể,
vườn quốc gia Tam Đảo,hồ Núi Cốc, hồ Đại Lải với khí hậu thuận lợi, nền đất đa
dạng nên thế giới sinh vật trong lưu vực vơ cùng phong phú, đa dạng, có nhiều loại
động thực vật phát triển trong lưu vực và phân bố phân tán trên lưu vực.
Trong lưu vực tồn tại các loại thảm thực vật như sau:
Hệ sinh thái tự nhiên
- Hệ sinh thái rừng kín cây lá rộng, thường xanh, nhiệt đới ẩm và hệ sinh thái
rừng kín, cây lá rộng (hoặc hỗn giao cây lá kim), thường xanh á nhiệt đới ẩm, trên
đồi núi đất: Hệ sinh thái rừng kín cây lá rộng, thường xanh nhiệt đới ẩm phân bố ở
Bắc Kạn, Vĩnh Phúc và một diện tích nhỏ thuộc Thái Nguyên.
-Hệ sinh thái trảng cây bụi, cỏ trên núi đất: Hệ sinh thái này có diện tích
tương đối lớn trong lưu vực ở Đại Từ, khu vực phía Tây Thái Nguyên, Tây Vĩnh

Học viên thực hiện : Tạ Đăng Thuần

74


Luận văn thạc sĩ

- 16 -

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

Phúc. Thảm phủ thực vật gồm trảng cây bụi, cỏ được tái sinh trên các đất canh tác
bỏ hoang và được hình thành do rừng bị khai phá lấy đất canh tác rồi bỏ hoang. Các
loại cây bụi trong hệ sinh thái này thường phân cành sớm, tái sinh bằng chồi rất tốt.
Những nơi tầng đất còn tương đối dày, hàm lượng dinh dưỡng khá, hệ sinh thái
trảng cây bụi, cỏ có thể phục hồi để hình thành rừng thứ sinh.

Hệ sinh thái nhân tạo
- Hệ sinh thái nông nghiệp: Hệ sinh thái nơng nghiệp chiếm phần lớn diện tích
lưu vực. Hệ sinh thái được tạo lập trên nền đất phù sa ngập nước. Thảm phủ thực
vật bao gồm nhiều quần xã cây trồng trên các điạ hình với các kỹ thuật chăm bón,
canh tác, mùa vụ khác nhau.
Lúa nước và hoa màu: Đây là các quần xã cây trồng chính. Lúa được trồng ở
các nơi có địa thế thấp,2 vụ một năm. Nơi có địa thế cao thường trồng lúa một vụ
màu. Các cây màu chính có ngơ, khoai, các loại đậu, vừng, lạc sắn, trồng vụ đơng
có khoai tây.
Cây công nghiệp: Chè (Thái Nguyên),dâu tằm (ven sông Cầu, Bắc Ninh).
- Hệ sinh thái khu dân cư: Hệ sinh thái khu dân cư có 2 loại: hệ sinh thái dân
cư đô thị, khu công nghiệp và hệ sinh thái dân cư nông thôn
Hệ sinh thái dân cư đô thị và khu công nghiệp: Phân bố thành từng cụm trong
lưu vực sơng Cầu hình và đáng lưu tâm là các hệ sinh thái đô thị thành phố Thái
Nguyên, Vĩnh Yên, thị xã sông Công.... Đặc trưng của hệ sinh thái này là mật độ
dân cao, bề mặt trống ( nhà ở, cơng sở, xí nghiệp…) khơng có thực vật phủ lớn,
nguồn chất thải sinh hoạt và công nghiệp lớn.
1.1.4 Đặc điểm thuỷ văn
Hệ thống sơng
Sơng Cầu là dịng chính của sơng Thái Bình, bắt nguồn từ vùng núi Tam Tao
(đỉnh cao 1326m), chảy qua Chợ Đồn, Bắc Kạn, Chợ Mới, Thái Nguyên và hợp lưu
với sông Thương ở Phả Lại. Diện tích lưu vực 6030 km 2 chiếm 47% diện tích lưu
vực sơng Thái Bình tính đến Phả Lại, chiều dài sơng chính tính đến Phả Lại bằng
288km. Lưu vực sơng Cầu có dạng dài, hệ số tập trung nước lớn, mạng lưới sông

Học viên thực hiện : Tạ Đăng Thuần


Luận văn thạc sĩ

- 17 -

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

suối khá phát triển. Mật độ sơng suối trung bình từ 0,95km/km2 - 1,20km/km2, các
nhánh sơng chính phân bố tương đối đều dọc theo dịng chính, nhưng các sơng
nhánh tương đối lớn đều nằm ở phía hữu ngạn lưu vực, như các sông: Chợ Chu,
sông Đu, sông Công, sông Cà Lồ... Trong đó có hai chi lưu lớn là sơng Công và
sông Cà Lồ.
Nguồn sinh thủy chủ yếu trên lưu vực sông Cầu chủ yếu phụ thuộc vào lượng
mưa năm. Modul dịng chảy bình qn khoảng 22l/s/km2.
Các phụ lưu chính của sông Cầu
Sông Nghinh Tường
Sông Nghinh Tường là một phụ lưu của sông Cầu thuộc tỉnh Thái Nguyên tại
miền bắc Việt Nam. Sơng Nghinh Tường có chiều dài 46 km, bắt nguồn từ những
dãy núi của vòng cung dãy núi Bắc Sơn (Lạng Sơn), chảy qua các xã Nghinh
Tường, Sảng Mộc, Thượng Nung, Thần Sa thuộc huyện Võ Nhai, tỉnh Thái Nguyên
rồi đổ ra sông Cầu tại địa bàn xã Văn Lãng thuộc huyện Đại Từ. Ngoài ra trong lưu
vực sơng cịn có các suối chảy qua địa bàn các xa khác trong huyện Võ Nhai như
Vũ Chấn và Cúc Đường. Sơng Nghinh Tường có hướng Đơng Bắc – Tây Nam.
Khoảng 40% chiều dài dịng chảy sơng Nghinh Tường là vùng đá vôi, thung
lũng thường hẹp và sâu, vách đá dựng đứng.
Sông Công
Sông Công là phụ lưu cấp I lớn nhất của sơng Cầu, bắt nguồn từ núi Hồng,
phía Đơng Bắc dãy Tam Đảo. Chiều dài sông Công vào khoảng 96km ứng với diện
tích lưu vực là 951 km 2. Sông Công chảy theo hướng Đông Bắc - Tây Nam, nhập
lưu với sông Cầu tại Hương Ninh, cách chỗ hợp lưu giữa sơng Cầu và sơng Thương
79,5km về phía thượng lưu. Lưu vực sơng Cơng có mật độ sơng suối phát triển dày
(1,2km/ km2). Nằm trong vùng có lượng mưa lớn nhất lưu vực sơng Cầu nên modul
dịng chảy năm cũng lớn nhất đạt 26l/s/ km2.

Sông Cà Lồ
Bắt nguồn từ sườn Tây Bắc của dãy Tam Đảo, chảy qua vùng đồng bằng Vĩnh
Phúc rồi đổ vào sông Cầu tại Lương Phú, cách cửa sông Cầu 64km. Sông Cà Lồ dài
89km, độ cao trung bình lưu vực là 87m, độ dốc 4.7%, mật độ lưới sông 0.73km/

Học viên thực hiện : Tạ Đăng Thuần


Luận văn thạc sĩ

- 18 -

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

km2, diện tích lưu vực 88 km2. Lưu vực sơng Cà Lồ có hồ Đại Lải có dung tích
30.5x10 6 m3, hồ Xạ Hương có dung tích 14.4x10 6 m3.
Sơng Chu
Sông Chu bắt nguồn từ xã Bảo Linh huyện Định Hóa, chảy theo hướng Tây
Bắc - Đơng Nam đến xã Định Thông lại chuyển hướng Tây Nam - Đông Bắc chảy
qua thị trấn Chợ Chu, sau đó, từ Tân Dương lại chuyển hướng Tây Bắc - Đông Nam
để chảy vào sơng Cầu tại Chợ Mới. Diện tích lưu vực sơng Chu khoảng 437 km2,
dài 36,5km, độ cao trung bình lưu vực 206m, độ dốc lưu vực 16,2%, mật độ lưới
sông là 1,3km/ km2.
Sông Ngũ Huyện Khê
Sông Ngũ Huyện Khê khởi nguồn từ núi Tam Đảo, Vĩnh Phúc, đoạn chảy qua
địa bàn tỉnh Bắc Ninh có chiều dài hơn 27km, bắt đầu từ xã Châu Khê (Từ Sơn).
Con sông là một trong số những chi lưu của sơng Cầu khi hịa mình vào dịng sơng
này tại xã Vạn An, thành phố Bắc Ninh.
Bảng 1.3: Đặc điểm sơng ngịi lưu vực sơng Cầu
Chiều dài sơng [km] Diện tích lưu vực (km2) Cao độ nguồn (m)

TT

Sông

1

Cầu

288

6030

1175

2

Công

96

957

275

3

Cà Lồ

89

881

300

4

Nghinh Tường

46

465

550

5

Chu

36.5

437

400

6

Mo Linh

27

168

275

7

Mu

27

112

900

8

Kloung Lao

25

160

1 075

9

Đu

24.5

361

275

1.2 Đặc điểm dịng chảy sơng ngịi
1.2.1 Dịng chảy năm
Chế độ thủy văn lưu vực sông Cầu phụ thuộc vào chế độ mưa. Cũng như mưa,
dịng chảy trên lưu vực sơng Cầu phân bố khơng đều theo khơng gian và thời gian.
Do có lượng mưa tập trung lớn và mạng lưới sông phát triển nên phần hữu ngạn
sơng Cầu có lượng dịng chảy lớn hơn hẳn phần tả ngạn.

Học viên thực hiện : Tạ Đăng Thuần


Luận văn thạc sĩ

- 19 -

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

Phân mùa dòng chảy và phân phối dòng chảy năm
Chế độ thủy văn sông Cầu phân làm 2 mùa rõ rệt: mùa lũ và mùa kiệt. Mùa lũ
kéo dài 5 tháng, bắt đầu từ tháng VI và kết thúc vào tháng X. Lượng dòng chảy mùa
lũ chiến khoảng 70 - 80% tổng lượng dịng chảy tồn năm. Mùa kiệt kéo dài 7
tháng, từ tháng X đến tháng IV, tháng V năm sau. Lượng dòng chảy trong mùa này
chỉ chiếm khoảng 20 - 30% tổng lượng dòng chảy năm.
Bảng 1.4: Phân mùa dòng chảy
Trạm
Thác Riềng

Thác Bưởi
Giang Tiền
Tân Cương
Phú Cường

3

m /s
30
93.1
10.2
27.5
54.1

Mùa lũ
Tỷ lệ %
Tháng xuất hiện
72
VI - X
76
VI - X
74
VI - X
75
VI - X
79
VI - X

Mùa kiệt
m /s

Tỷ lệ %
8.2
28
20.8
24
2.45
26
6.51
25
10.5
21
3

Bảng 1.5: Phân phối dòng chảy năm một số trạm đại biểu thuộc LVS

Tháng
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
Mùa lũ
Mùa kiệt

Năm

Thác Bưởi
(sông Cầu)
Q(m3/s) Tỷ lệ %
12,5
2,045
11
1,8
11,4
1,865
22,8
3,73
43,5
7,117
82,1
13,43
104
17,02
134
21,92
96,6
15,8
48,7
7,968
29
4,745
15,6
2,552
93,1

76,15
20,8
23,85
51,1
100

Giang Tiền
(sông Đu)
Q(m3/s) Tỷ lệ %
1,47
2,16
1,39
2,04
1,39
2,04
2,9
4,26
4,25
6,24
8,12
11,9
11,2
16,4
16
23,5
9,6
14,1
6,02
8,84
3,87

5,68
1,88
2,76
10,19
74,8
2,45
25,2
5,69
100

Học viên thực hiện : Tạ Đăng Thuần

Tân Cương
Phú Cường
(sông Công)
(sông Cà Lồ)
3
Q(m /s) Tỷ lệ % Q(m3/s) Tỷ lệ %
2,92
1,6
4,61
1,34
3,15
1,72
6,39
1,86
3,5
1,91
6,51
1,89

8,7
4,76
15,4
4,48
14,8
8,09
23,6
6,87
23,4
12,8
46,3
13,5
25,8
14,1
50,5
14,7
39,2
21,4
74,6
21,7
31,2
17,1
64,3
18,7
17,7
9,68
34,7
10,1
8,65
4,73

12,6
3,67
3,86
2,11
4,23
1,23
27,46
75,1
54,1
78,7
6,511
24,9
10,5
21,3
15,2
100
29
100


Luận văn thạc sĩ

- 20 -

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

Lượng dịng chảy lũ trên lưu vực sơng Cầu chiếm khoảng 70 - 80% lượng
dòng chảy năm, tập trung chủ yếu vào ba tháng VII - IX (chiếm ~ 50% lượng dòng
chảy năm). Chỉ riêng tháng VIII, lượng dòng chảy đã chiếm ~ 20%. Riêng khu vực
Núi Hồng dòng chảy lũ tập trung chủ yếu vào ba tháng VI - VIII với tỷ lệ 47,4%.

Các tháng mùa kiệt có lượng dòng chảy chỉ chiếm ~ 20 - 30% lượng dòng chảy
năm; ba tháng kiệt nhất vào tháng I - III và cực tiểu xuất hiện vào tháng II trên sông
Cầu và sông Đu, tháng I trên sông Công và tháng XII trên sơng Cà Lồ. Lượng dịng
chảy trong tháng kiệt nhất chỉ chiếm khoảng 2,5% lượng dịng chảy năm.
Ngồi những ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên, chế độ thủy văn trên lưu vực
sông Cầu cũng bị thay đổi đáng kể dưới tác động của con người. Nước sông Cầu
được sử dụng rộng rãi cho sản xuất, đời sống và nhu cầu dùng nước ngày càng tăng
lên. Để khai thác nguồn nước, trong lưu vực đã xây dựng một số hồ chứa tương đối
lớn và nhiều hồ chứa, phai đập nhỏ. Hồ Đại Lải có dung tích 30,5.106 m3, hồ Xạ
Hương có dung tích 14,4.106 m3 đã được xây dựng ở Vĩnh Phúc để cung cấp nước
cho 4700 ha đất nông nghiệp và phục vụ sinh hoạt cho các thị trấn ở Vĩnh Phúc. Sự
tồn tại của hai hồ Đại Lải và Xạ Hương trên sông Cà Lồ làm mất đi dịng chảy tự
nhiên phía hạ lưu sơng đoạn đến Lương Phú (chỗ nhập lưu của sông Cà Lồ và sơng
Cầu). Dịng chảy ở đoạn này giảm sút đáng kể, đặc biệt vào mùa khơ, khi hai hồ
chứa tích nước và ngừng xả nước xuống hạ lưu, dòng chảy hạ lưu phụ thuộc hoàn
toàn vào lượng mưa và lượng nước tiêu trên khu vực.
Tình trạng tương tự cũng thấy ở hạ lưu sông Công đoạn từ hạ lưu hồ Núi Cốc
đến Hương Ninh (vị trí nhập lưu với sơng Cầu) sau khi hồ Núi Cốc đi vào hoạt
động. Hồ Núi Cốc trên sông Công được xây dựng từ năm 1972 và hồn thành năm
1978, có dung tích 175,5.106m3, hồ Núi Cốc có nhiệm vụ cấp nước tưới cho vùng
hạ lưu sông Công và cấp nước bổ sung cho sông Cầu để phục vụ cho sản xuất công
nghiệp và sinh hoạt cho thành phố Thái Nguyên, các khu công nghiệp Sông Cơng,
Gị Đầm và tưới cho hơn 20.000 ha ruộng ở Bắc Giang và Bắc Ninh qua đập Thác
Huống với lượng nước 20.106 m3.

Học viên thực hiện : Tạ Đăng Thuần


Luận văn thạc sĩ

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

- 21 -

Bảng 1.6: Các cơng trình thủy lợi chính trên hệ thống sơng Cầu
Tổng
Diện tích
Dung tích hiệu
lưu vực dung tích
Mục đích
dụng [106m3]
2
6
3
[km ]
[10 m ]

Năm
hồn
thành

Sơng

Hồ chứa và đập

Cơng

Núi Cốc

535

175.5

168

A, I, N, W

1978

Cà Lồ

Đại Lải

60.1

30.5

26.4

A, N, W

1975

Cà Lồ

Xạ Hương

24.0

13.4

12.73

A, N, W

-

Cầu

Đập Lang Hit

-

-

-

A, N

-

Cầu

Đập Thác Huống

-

-

20

A, N

-

A: nơng nghiệp
N: duy trì dịng chảy

I: Cơng nghiệp
W: cung cấp nước cho đơ thị

1.2.2 Dịng chảy lũ
Chế độ lũ trên hệ thống sơng Cầu có sự khác nhau giữa các lưu vực nhỏ. Các
nhánh sông có diện tích lưu vực nhỏ hơn 500km2 (sơng Nghinh Tường, sơng Đu,
sơng Chu...) là các sơng có độ dốc lưu vực lớn (>10%) nên nước tập trung nhanh,
đường quá trình lũ ở các nhánh sơng này thường có dạng lũ lên nhanh xuống nhanh,
các đỉnh lũ phân biệt nhau khá rõ, thời gian truyền lũ ngắn từ 1 đến 3 ngày, cường
suất lũ tại những nhánh sông này thường lớn có khi vài ba m/h, đặc biệt là những
suối nhỏ đầu nguồn. Tại các sơng có diện tích lưu vực lớn hơn thì thời gian truyền
lũ thường dài hơn nên đường q trình lũ có dạng thoải, cường suất lũ chỉ khoảng
0,5 - 1m/h.
Lưu vực sông Cầu trực tiếp chịu ảnh hưởng của bão và Front cực nên bão là
nguyên nhân chính gây ra lũ ở đây. Trong thời kỳ quan trắc 50 năm thì lũ lớn trên
sơng Cầu do bão gây ra là 42%.
Bảng 1.7 :Lũ lớn các tháng mùa lũ của sông Cầu (m 3/s)
T.kỳ

Tháng

đo đạc

Đặc
trưng

5

60 - 90

Qmax

1050

Trạm
Thác Bưởi
Ngày, năm

6

7

8

1230

2680

3490

9

10
1590

1210
17-77

31-83

10-68

4-78

Theo số liệu quan trắc tại trạm Thác Bưởi (2220 km2) trên dịng chính sơng
Cầu trong thời kỳ 1960 - 2000, cho thấy những trận lũ lớn có lưu lượng đỉnh lũ lớn
hơn 2000 m3/s đều do mưa trong bão gây ra. Modun dòng chảy lũ M0 = 0.212 m3/s/

Học viên thực hiện : Tạ Đăng Thuần


Luận văn thạc sĩ

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

- 22 -

km2, trận lũ tháng VIII - 1968 là lớn nhất (Qmax = 3490 m3/s) có Mlũ = 1.57 m3/s/
km2, sau đó đến các trận lũ xuất hiện vào VIII - 1995 (Qmax = 2790 m3s), IX - 1990
(Qmax = 2770 m 3/s), VII - 1983 (Qmax = 2680 m3/s)... Năm 1976 là năm có lũ nhỏ
nhất (Qmax = 419 m3/s) trong 40 năm qua.
Bảng 1.8 :Nguyên nhân hình thành các trận lũ chính trên sơng Cầu(Thác Bưởi)

Mưa[mm] và thời Ngun nhân khí
gian mưa
tượng

Thời gian

Lưu lượng đỉnh
[m3/s]

(10/8) 1968

3490

Bão

(24/7) 1971

2140

Bão

(31/7 - 6/8) 1983

613.7
27/7  6/8
640.0
13/8  30/8
294.5
20/9  25/9
301.2

21/7  29/7

2330

(24/8 - 30/8) 1986

2330

(22/9 - 25/9)1990

2770

(24 /7 - 29/7)1992

2090

(16/8)1995

2790

Bão
Bão
Bão
Bão
Bão

1.2.3 Dòng chảy kiệt
Mùa kiệt trên lưu vực sông Cầu bắt đầu từ tháng XI và kết thúc vào tháng IV,
V năm sau.Tổng lượng dòng chảy trong mùa kiệt chiếm khoảng 20-30% tổng lượng
dòng chảy năm Dịng chảy tháng nhỏ nhất trên sơng Cầu thông thường diễn ra vào

tháng II hoặc tháng III.
Bảng 1.9: Dòng chảy kiệt nhỏ nhất tại Thác Bưởi và Gia Bảy
Trạm

Sông

Thời gian đo

Thác Bưởi
Gia Bảy

Cầu
Cầu

1982-1995
1997-2009

Kiệt ngày
Q(m3/s.)
4.6
4.23

Tháng
2/1989
2/1999

1.3 Đặc điểm kinh tế xã hội.
Dựa vào đặc điểm địa hình của lưu vực sơng Cầu có thể chia tồn bộ lưu vực
sơng này ra thành 3 khu vực:
Vùng miền núi: Là đoạn thượng lưu sông Cầu, bắt nguồn từ núi Vạn On,

huyện Chợ Đồn đến Thác Bưởi. Vùng này được hợp thành bởi 4 huyện thị thuộc

Học viên thực hiện : Tạ Đăng Thuần


Luận văn thạc sĩ

- 23 -

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

tỉnh Bắc Kạn là Chợ Đồn, thị xã Bắc Kạn, Bạch Thông, Chợ Mới và 5 huyện thuộc
tỉnh Thái Nguyên là Định Hoá, Võ Nhai, Phú Lương, Đồng Hỷ, Đại Từ, Tam Đảo
của tỉnh Vĩnh Phúc.
Vùng trung tâm: vùng này được hợp thành bởi 4 huyện, thị của tỉnh Thái
Nguyên là Tp. Thái Ngun, thị xã Sơng Cơng, Phú Bình, Phổ Yên và 2 huyện thị
của tỉnh Vĩnh Phúc. Đây là đoạn có tốc độ phát triển kinh tế tương đối cao, đặc biệt
là phát triển về lĩnh vực công nghiệp.
Vùng đồng bằng: được hợp thành bởi 9 huyện thị của 3 tỉnh cịn lại nằm trong
lưu vực sơng Cầu là Hà Nội, Bắc Giang, Bắc Ninh 3 tỉnh này thuộc vùng đồng bằng
sơng Hồng nên có đặc điểm chung là phát triển kinh tế nông nghiệp, mang sắc thái
của nền văn minh lúa nước.
1.3.1 Đặc điểm dân số và xã hội.
1.3.1.1 Qui mô dân số và phân bố dân cư
Theo số liệu thống kê của 6 tỉnh nằm trong lưu vực sơng Cầu thì số dân của 26
huyện, thị thuộc 6 tỉnh nằm trong lưu vực sông Cầu khoảng 3.456.258 người, chiếm
39,76% dân số của cả 6 tỉnh này. Tuy nhiên, sự phân bố dân cư trên toàn lưu vực
khơng đồng đều, có sự khác biệt lớn về mặt ranh giới hành chính giữa các tỉnh, giữa
vùng miền núi và vùng đồng bằng, giữa vùng đô thị và vùng nông thôn. Mật độ dân
số ở các khu đô thị, các khu công nghiệp cao tập trung đông, khu vực nông thôn,

vùng núi mật độ dân số thấp.
Vùng miền núi
Khu vực vùng cao là khu vực có mật độ dân cư thấp nhất trong khu vực. Diện
tích khu vực này là 4970,95 km2 chiếm 63,21% diện tích tồn lưu vực sông, tuy
nhiên tổng dân số trong vùng chỉ là 714.425 người, mật độ trung bình là 144 người/
km2. Những huyện như Chợ Đồn, Bạch Thông (Bắc Kạn) mật độ dân cư rất thấp chỉ
khoảng 56 –65 người/ km 2. Huyện có mật độ dân số cao nhất trong vùng này là
huyện Đại Từ (Thái Nguyên), mật độ trung bình cũng chỉ đạt 292 người/ km 2. Thị
xã Bắc Kạn mặc dù được coi là trung tâm kinh tế, chính trị của tồn tỉnh Bắc Kạn,
là một đơ thị loại 5, nhưng mật độ dân cư vẫn rất thấp, chỉ có 250 người/ km2.

Học viên thực hiện : Tạ Đăng Thuần


Luận văn thạc sĩ

- 24 -

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

Những ngun nhân chính khiến khu vực này khơng thu hút được nhiều lao động từ
nơi khác đến, cũng như đầu tư từ bên ngoài vào do đặc điểm vùng núi cao, địa hình
phức tạp, giao thơng đi lại khó khăn, cơ sở vật chất, hạ tầng kỹ thuật còn nghèo nàn,
mặt bằng dân trí thấp, các yếu tố nội lực chưa được phát huy.
Bảng 1.10:Phân bố dân cư tại các huyện,thị thuộc vùng miền núi thuộc LVS Cầu
TT

Tỉnh

Đơn vị hành

chính

Diện tích
(km2)

DS TB (người)

Mật độ DS
(người/km2)

1.

Bắc Kạn

Chợ Đồn

912,93

51.072

56

2.

TX. Bắc Kạn

131,95

34.204

250

3.

Bạch Thơng

545,62

32.746

60

4.

Chợ Mới

606,11

39.138

65

Định Hố

524,04

90.934

174

6.

Võ Nhai

846,82

64.495

76

7.

Phú Lương

369,16

107.200

290

8.

Đồng Hỷ

461,02

125.829

273

9.

Đại Từ

578,48

168.807

292

Tam Đảo

235,9

68.734

291

Tổng cộng

5.206,85

783.159

5.

10.

Thái Ngun

Vĩnh Phúc

11.

(Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên năm 2007)
Phân bố dân cư trong khu vực không đều, với nhiều cộng đồng dân tộc ít
người cùng sinh sống, chủ yếu là người Tày, Nùng, Dao, Sán Dìu, Sán Chay, Mơng.
Nhóm các dân tộc Tày, Kinh, Nùng,… thường cư trú ở các vùng thấp, các thị xã, thị
trấn, ven các trục đường giao thơng, nơi gần nguồn nước, có trình độ nhận thức khá,
có tập qn sản xuất lúa nước, một bộ phần đồng bào đã sản xuất hàng hố từ
những mặt hàng nơng sản (chè, rau quả, ni ong, chăn ni) và lâm sản từ nứa,
vầu,…ngồi ra họ cịn biết phát triển một số nghề phụ và bn bán.
Vùng trung tâm
Điều kiện thuận lợi về tài nguyên thiên nhiên, giao thông đi lại, đã giúp cho
khu vực này trong những năm qua có sự chuyển biến nhanh chóng về kinh tế - xã
hội. Thu hút được nhiều dự án đầu tư của trong và ngoài nước, cũng như thu hút
được một lực lượng khơng nhỏ lao động có tay nghề, có trình độ học vấn đến sinh
sống, q trình độ thị hố diễn ra khá nhanh do đó mật độ dân cư cao. Diện tích khu

Học viên thực hiện : Tạ Đăng Thuần


Luận văn thạc sĩ

- 25 -

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

vực này khoảng 1193,7 km 2, mật độ dân cư trung bình tương đối cao khoảng 745
người/km2, gấp 6 lần vùng miền núi.

Bảng1.11:Phân bố dân cư tại các huyện thị thuộc vùng trung tâm thuộc LVSCầu
Mật độ DS

Tỉnh

Đơn vị hành chính

Diện tích (km2)

DS TB (người)

Thái Ngun

TP. Thái Ngun

177,08

232.440

(người/km2)
1.378

2.

TX. Sơng Cơng

83,64

44.509

591

3.

Phú Bình

249,36

138.760

584

4.

Phổ Yên

256,68

135.634

550

TP. Vĩnh Yên

50,09

84.516

1.687

6.

Mê Linh

140,95

184.447

1.308

7.

Tổng cộng

957,8

820.306

TT
1.

5.

Vĩnh Phúc

(Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Thái Nguyên, Vĩnh Phúc năm 2007)
Thị xã Vĩnh n có mật độ dân cư trung bình 1.687 người/km 2, cao nhất so
với các huyện, thị, thành phố thuộc vùng trung tâm. Đây cũng là trung tâm kinh tế,
chính trị, văn hóa xã hội của cả tỉnh Vĩnh Phúc nên có mật độ dân cư cao hơn.
Mặc dù có mật độ dân cư trung bình thấp hơn thị xã Vĩnh n, nhưng giữ vai trị

trung tâm của tồn lưu vực lại là thành phố Thái Nguyên với mật độ dân cư là 1.378
người/km2. Đây là một trung tâm đô thị lớn, cũng là khu công nghiệp lớn của miền
Bắc, điều kiện cơ sở hạ tầng tuy chưa hoàn thiện nhưng đảm bảo cho phát triển đô
thị và công nghiệp, hệ thống giao thông đi lại thuận lợi, là trung tâm giáo dục và
đào tạo của vùng núi phía Bắc nên đã thu hút được hàng vạn dân cư từ các tỉnh, các
vùng khác đến học tập, buôn bán khai thác tài nguyên, khoáng sản, dịch vụ,…
Vùng đồng bằng
Vùng đồng bằng có địa hình tương đối bằng phẳng, mật độ dân cư cao nhất
trong khu vực, trung bình 1.585 người/km2. Diện tích của vùng này là 1699.11 km2,
chỉ chiếm 21,61% diện tích tồn lưu vực, nhưng quy mơ dân số lớn 1.852.793
người, chiếm 53,6 % dân số toàn lưu vực. Khu vực này tập trung chủ yếu là người
Kinh sinh sống.

Học viên thực hiện : Tạ Đăng Thuần