Nghiên cứu các giải pháp phòng lũ cho hệ thống sông Chu sông Mã trong điều kiện biến đổi khí hậu và nước biển dâng (Luận văn thạc sĩ file word)

LỜI CẢM ƠN
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật: “ Nghiên cứu các giải pháp phịng chống lũ cho hệ thống
sơng Chu sơng Mã trong điều kiện biến đổi khí hậu và nước biển dâng” được hoàn
thành tại khoa Kỹ thuật tài nguyên nước, Trường đại học thủy lợi Hà Nội tháng 9 năm
2016 dưới sự hướng dẫn trực tiếp của PGS.TS. Trần Viết Ổn, Phó hiệu trưởng Trường
Đại học thủy lợi Hà Nội.
Sau thời gian hơn 1 năm học tập và làm luận văn tốt nghiệp tại trường ĐHTL tác giả
đã nghiên cứu và học tập được nhiều môn học chuyên sâu về lĩnh vực tài nguyên
nước. Tác giả xin chân thành cảm ơn tới các thầy cô giáo trong khoa Tài nguyên nước
cũng như nhà trường đã tạo điều kiện trong suốt quá trình học tập. Đặc biệt xin cảm ơn
sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS Trần Viết Ổn đã tận tình giúp đỡ trong suốt quá trình
thực hiện luận văn
Qua đây tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn tới cơ quan, lãnh đạo đơn vị, bạn bè đồng
nghiệp và gia đình ln động viên giúp đỡ trong suốt quá trình học tập và nghiên
cứu.
Do thời gian và kinh nghiệm cũng như kiến thức còn hạn chế nên luận văn khơng
tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy tác giả rất mong nhận được những đóng góp quý
báu từ thầy cô và những độc giả quan tâm.

TÁC GIẢ

Vũ Minh Cường

i


i
i


BẢN CAM KẾT

Tôi Vũ Minh Cường xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của riêng học viên. Kết
quả nghiên cứu và các kết luận trong đề tài luận văn là trung thực, có nguồn gốc rõ
ràng, khơng sao chép từ bất kỳ cơng trình nghiên cứu nào khác. Việc tham khảo các
nguồn tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu đúng quy định.
Nếu sai, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm.

TÁC GIẢ

Vũ Minh Cường

iii


CHỮ VIẾT TẮT

Tên viết tắt
QĐPD

Ghi chú
Quyết định phê duyệt

BĐKH-NBD Biến đổi khí hậu nước biển dâng
MNTK

Mực nước thiết kế

QPA6-77

Quy phạm A6-77

QPC6-77

Quy phạm C6-77

TCTK

Tiêu chuẩn thiết kế

TCPL

Tiêu chuẩn phòng lũ


MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU........................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU.......................................... 5
1.1
1.1.1
1.1.2
1.1.3
1.1.4
1.2
1.2.1
1.2.2
1.2.3
1.2.4
1.3
1.3.1
1.3.2

TỔNG QUAN VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU...................................................... 5
Tổng quan lưu vực sông Chu sông Mã............................................................. 5
Đặc điểm tự nhiên vùng nghiên cứu............................................................... 10
Đặc điểm dân sinh kinh tế xã hội................................................................... 21
Đặc điểm giao thông trong vùng nghiên cứu.................................................. 23
HIỆN TRẠNG CƠNG TRÌNH THỦY LỢI VÀ ĐÊ ĐIỀU TRÊN HỆ
THỐNG SÔNG CHU, SÔNG MÃ................................................................ 23
Hệ thống đê điều và chỉ tiêu chống lũ cho lưu vực sông Mã, sông Chu.........23
Hệ thống cơng trình hồ đập, cầu cống............................................................ 26
Hệ thống các trạm bơm tưới........................................................................... 30
Hệ thống các trạm bơm tiêu...........................................................................33
TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU............................................35
Tổng quan về nghiên cứu lũ trên thế giới và Việt Nam..................................35
Tổng quan về sử dụng mơ hình tốn hiện nay................................................39

CHƯƠNG 2 : ỨNG DỤNG MƠ HÌNH MIKE 11 ĐỂ NGHIÊN CỨU PHỊNG
CHỐNG LŨ HẠ DU SƠNG CHU - SƠNG MÃ......................................................... 42
2.1
2.2
2.2.1
2.2.2
2.2.3
2.2.4
2.3
2.3.1
2.3.2
2.3.3
2.3.4
2.3.5
2.3.6

GIỚI THIỆU MƠ HÌNH THỦY LỰC........................................................... 42
THIẾT LẬP MƠ HÌNH THỦY LỰC DỊNG CHẢY LŨ TRÊN HỆ THỐNG
SƠNG CHU, SƠNG MÃ...............................................................................45
Sơ đồ tính tốn thủy lực hệ thống sông Chu - sông Mã.................................. 45
Mô phỏng năm thực tế cho hệ thống hiện trạng............................................. 49
Kiểm đỉnh mơ hình tốn cho năm thực tế...................................................... 57
Đánh giá và lựa chọn bộ thơng số cho mơ hình thủy lực................................ 61
XÁC ĐỊNH CÁC ĐIỀU KIỆN BIÊN THỦY VĂN PHỤC VỤ BÀI TỐN
THỦY LỰC................................................................................................... 62
Sơ đồ vị trí các biên nhập lưu trên hệ thống sông Chu sông Mã....................62
Xác định các đặc trưng mưa 1 ngày lớn nhất................................................. 64
Xác định qúa trình lũ thiết kế tại Cẩm Thủy.................................................. 64
Xác định qua trình lũ thiết kế tại Kim Tân, Cẩm Trướng...............................65
Xác định lũ thiết kế các nhập lưu trên sông Bưởi, sông Mã và sông Hoạt.....66
Xác định lũ thiết kế tại tuyến Hồ Cửa Đạt...................................................... 68


2.3.7
2.3.8
2.4
2.4.1
2.4.2
2.4.3
2.4.4
2.4.5

Xác định lũ thiết kế tại các biên nhập lưu trên sơng Chu...............................69
Xác định mơ hình triều vùng cửa biển sơng Mã............................................. 70
TÍNH TỐN CÁC PHƯƠNG ÁN PHỊNG CHỐNG LŨ HẠ DU SƠNG

CHU, SƠNG MÃ...........................................................................................72
Xây dựng các kịch bản tính tốn phịng chống lũ hạ du sơng Chu sơng Mã. .72
Tính tốn quy hoạch phịng chống lũ theo tần suất thiết kế đê và xả lũ hồ chứa
nước Cửa Đạt................................................................................................. 73
Tính tốn quy hoạch phịng chống lũ theo tần suất thiết kế đê trong điều kiện
BDKH-NBD..................................................................................................79
Tính tốn quy hoạch phịng chống lũ khi có các hồ thượng nguồn cắt lũ......89
Nhận xét chung kết quả tính tốn thủy lực:.................................................... 95

CHƯƠNG 3 : ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP PHÒNG CHỐNG LŨ ỨNG PHĨ VỚI
BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU - NƯỚC BIỂN DÂNG............................................................. 97
3.1
CÁC GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ BĐKH – NBD ĐÃ NGHIÊN CỨU...............97
3.2
GIẢI PHÁP CƠNG TRÌNH CHO QUY HOẠCH PHỊNG CHỐNG LŨ.....98
Đường q trình mực nước tại Giàng trên sơng Mã qua các phương án cắt lũ Cửa Đạt
và liên hồ Cửa Đạt Hủa Na, Trung Sơn, Pama...............................................99
3.3
GIẢI PHÁP PHI CƠNG TRÌNH CHO QUY HOẠCH PHỊNG LŨ.............99
3.3.1 Cơng tác chỉ huy phịng chống lụt bão.......................................................... 99
3.3.2 Trồng cây chắn sóng bảo vệ cơng trình chống lũ......................................... 100
3.3.3 Tuyên truyền, giáo dục nâng cao nhận thức cộng đồng................................101
3.4
ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP PHÒNG TRÁNH VÀ GIẢM NHẸ KHI
GẶP SỰ CỐ KHẨN CẤP VỀ LŨ LỤT....................................................... 101
3.4.1 Đề xuất các giải pháp lâu dài bền vững........................................................ 102
3.4.2 Đề xuất các giải pháp tạm thời trong trường hợp khẩn cấp..........................104
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................... 106
KẾT LUẬN............................................................................................................... 106
KIẾN NGHỊ............................................................................................................... 107

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1 - 1: Lưới trạm khí hậu và đo mưa trên lưu vực sông Mã –Chu........................12
Bảng 1 - 2: Lưới trạm Thuỷ văn trên lưu vực sông Mã –Chu......................................14
Bảng 1 -3: Thống kê mực nước, lưu lượng tại Cẩm Thủy theo các cấp BĐ tại Giàng20
Bảng 1 - 4: Diện tích dân số của các đơn vị chính vùng nghiên cứu bị ảnh hưởng......21
Bảng 1 - 5: Hiện trạng cơ cấu cây trồng vùng dự án và các loại cây trồng khác..........22
Bảng 1 - 6: Mực nước thiết kế của các tuyến đê trong lưu vực....................................25
Bảng 1 - 7: Tiêu chuẩn các đê chống lũ thuộc lưu vực sông Mã theo QPA6 -77.........25
Bảng 1 - 8: Các trạm bơm lấy nước dọc sông vùng nghiên cứu..................................30
Bảng 1 - 9: Thống kê các trạm bơm tiêu vùng nghiên cứu..........................................33
Bảng 1 - 10: Tóm tắt một số mơ hình tốn thường được sử dụng ở Việt Nam............41
Bảng 2 - 1: Thống kê mực nước lớn nhất điều tra và tính tốn tại một số vị trí trên hệ
thống sông Mã.............................................................................................................53
Bảng 2 - 2: Thống kê hệ số nhám Manning trên hệ thống sông Chu sông Mã.............54
Bảng 2 - 3: Thống kê mực nước lớn nhất điều tra và tính tốn tại một số vị trí trên hệ
thống sơng Mã-sông Chu-trận lũ 1996........................................................................59
Bảng 2 - 4: Các nút, biên và lưu vực nhập lưu khu giữa được mô phỏng....................62
Bảng 2 - 5: Lượng mưa 1 ngày max với tần suất thiết kế tại các trạm (mm)...............64
Bảng 2 - 6: Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế tại Cẩm Thủy..................................................64
Bảng 2 - 7: Tổng lượng lũ thiết kế tại tuyến Cẩm Thủy..............................................65
Bảng 2 - 8: Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế tại Kim Tân và Cẩm Trướng (m3/s)................65
Bảng 2 - 9: Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế các lưu vực nhập lưu (m3/s)............................67
Bảng 2 - 10: Lưu lượng đến và xả hồ Cửa Đạt ứng với các tần suất thiết kế...............68
Bảng 2 - 11: Lưu lượng thiết kế lưu vực sông Âm, sông Đạt, sông Đằng (m3/s).........69
Bảng 2 - 12: Mực nước lớn nhất theo các tần suất thiết kế tại các vị trí cửa sơng.......70
Bảng 2 - 13: Các phương án tính tốn thuỷ lực cho bài tốn quy hoạch phịng lũ hệ
thống sơng Chu sơng Mã...............................................Error! Bookmark not

defined.
Bảng 2 - 14: Tiêu chuẩn chống lũ đến 2020 hệ thống sơng Chu sơng Mã...................73
Bảng 2 - 15: Kết quả tính tốn thủy lực các phương án quy hoạch phịng chống lũ cho
hệ thống sông Chu sông Mã - Tỉnh Thanh Hóa...........................................................76
Bảng 2 - 16: Mực nước biển dâng so với thời kỳ 1980-1999 (cm)..............................82
Bảng 2 - 17: Kết quả tính tốn thủy lực hệ thống sơng Chu sơng Mã trong điều kiện
BĐKH-NBD................................................................................................................85
Bảng 2 - 18: Dung tích phịng lũ của các hồ chứa trên sông Mã-Chu..........................90
Bảng 2 - 19: Kết quả tính tốn thủy lực hệ thống sơng Chu sơng Mã có xét đến cắt lũ 4
hồ chứa phía thượng nguồn (Hồ Trung Sơn, PaMa, HủaNa, Cửa Đạt)........................90


DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1 - 1: Bản đồ khu vực nghiên cứu và sơ đồ hệ thống sông Chu sơng Mã.............9
Hình 1 - 2: Mạng lưới khí tượng thủy văn khu vực nghiên cứu...................................15
Hình 1 - 3: Mạng lưới trạm khí tượng thủy văn tồn lưu vực sơng Chu sơng Mã.......16
Hình 2 - 1: Sơ đồ vị trí các mặt cắt ngang sơng trên hệ thống sơng Mã-sơng Chu......47
Hình 2 - 2: Sơ đồ thủy lực hệ thống sông Chu – sơng Mã trong mơ hình Mike11.......48
Hình 2 - 3: Các biên nhập lưu trận lũ tháng 10/2007 hệ thống sơng Chu sơng Mã......50
Hình 2 - 4: Q trình lưu lượng từ 4-10/X/2007 tại Cẩm Thủy, Kim Tân và Cửa Đạt 50
Hình 2 - 5: Quá trình lưu lượng từ 4-10/X/2007 tại vị trí Sơng Đằng, sơng Đạt..........51
Hình 2 - 6: Quá trình lưu lượng từ 4-10/X/2007 tại vị trí Sơng Âm (nhập lưu vào sơng
Chu) và Cẩm Trướng (sơng Cầu Chày nhập lưu vào sơng Mã)...................................51
Hình 2 - 7: Tổng hợp các biên nhập lưu trận lũ tháng 10/2007 các sơng nội đồng......52
Hình 2 - 8: Q trình lưu lượng từ 4-10/X/2007 nhập vào S.Bưởi và S.Hoạt - Càn....52
Hình 2 - 9: Quá trình lưu lượng từ 4-10/X/2007 của lưu vực gia nhập vào sơng Mã...52
Hình 2 - 10: Quá trình mực nước triều hiện trạng tháng 10/2007 hạ lưu sơng Mã......53
Hình 2 - 11: Đường quan hệ mực nước tính tốn và thực đo trận lũ tháng 10/2007 tại
Xn Khánh trên Sơng Chu.........................................................................................55

Hình 2 - 12: Phân tích tương quan mực nước tính tốn và thực đo trận lũ tháng
10/2007 tại Xn Khánh trên sơng Chu.......................................................................55
Hình 2 - 13: Đường quan hệ mực nước tính tốn và thực đo trận lũ tháng 10/2007 tại
Lý Nhân trên Sông Mã................................................................................................55
Hình 2 - 14: Đường quan hệ mực nước tính toán và thực đo trận lũ tháng 10/2007 tại
Giàng trên Sơng Mã.....................................................................................................56
Hình 2 - 15: Phân tích tương quan mực nước tính tốn và thực đo trận lũ tháng
10/2007 tại Giàng trên sơng Mã...................................................................................56
Hình 2 - 16: Đường quan hệ mực nước tính tốn và thực đo trận lũ tháng 10/2007 tại
Cầu Lèn trên Sơng Lèn................................................................................................56
Hình 2 - 17: Đường quan hệ mực nước tính tốn và thực đo trận lũ tháng 10/2007....57
Hình 2 - 18: Phân tích tương quan mực nước tính tốn và thực đo trận lũ tháng
10/2007 tại Cự Thơn trên sơng Lèn.............................................................................57
Hình 2 - 19: Tổng hợp quá trình lưu lượng thực tế xảy ra năm Tháng 8/1996 tại các
nhập lưu trên hệ thống sông Chu, sơng Mã.................................................................58
Hình 2 - 20: Mơ hình triều thực tế xảy ra năm 1996 tại các cửa ra Hoàng Tân, Lạch
Trường, Lạch Sung, Cửa Càn trên hệ thống sông Chu, sơng Mã.................................58
Hình 2 - 21 : Đường quan hệ mực nước tính tốn và thực đo trận lũ tháng 8/1996.....59
Hình 2 - 22 : Đường quan hệ mực nước tính toán và thực đo trận lũ tháng 8/1996 tại
Lý Nhân trên Sông Mã................................................................................................60


Hình 2 - 23 : Đường quan hệ mực nước tính tốn và thực đo trận lũ tháng 8/1996.....60
Hình 2 - 24 : Đường quan hệ mực nước tính tốn và thực đo trận lũ tháng 8/1996 tại
Cự Thôn trên Sơng Lèn...............................................................................................60
Hình 2 - 25: Sơ đồ vị trí các lưu vực nhập lưu vào hệ thống sông Chu sông Mã.........63
Hình 2 - 26: Quá trình lưu lượng tại trạm thủy văn Cẩm Thủy trên sơng Mã..............65
Hình 2 - 27: Quá trình lưu lượng tại Cẩm Trướng và Kim Tân...................................66
Hình 2 - 28: Tổng hợp các biên nhập lưu trên hệ thống sơng Chu sơng Mã................66
Hình 2 - 29: Q trình lũ của các lưu vực nhập lưu, P=5%.........................................67

Hình 2 - 30: Tổng hợp các biên nhập lưu trên hệ thống sơng nội đồng.......................68
Hình 2 - 31: Q trình điều tiết lũ hồ Cửa Đạt với tần suất P=0,01%..........................68
Hình 2 - 32: Quá trình điều tiết lũ hồ Cửa Đạt với tần suất P=0,1%............................69
Hình 2 - 33: Quá trình điều tiết lũ hồ Cửa Đạt với tần suất P=0,6%............................69
Hình 2 - 34: Q trình lưu lượng thiết kế các sơng gia nhập lưu sơng Chu.................70
Hình 2 - 35: Q trình mực nước thiết kế sông Mã, sông Lạch Sung, Lạch Trường. . .71
Hình 2 - 36: Quá trình mực nước tại Hoàng Tân tần suất thiết kế P =5% và 10%.......71
Hình 2 - 37: Quá trình mực nước tại Lạch Sung tần suất thiết kế P =5% và 10%.......71
Hình 2 - 38: Quá trình mực nước tại Lạch Trường tần suất thiết kế P =5% và 10%....72
Hình 2 - 39: Quá trình mực nước theo thời gian phương án QH-LU2 trên sơng Chu..74
Hình 2 - 40: Q trình mực nước theo thời gian phương án QzH-LU2 trên sơng Mã 75
Hình 2 - 41: Quá trình mực nước theo thời gian phương án QH-LU2 trên sơng Mã...75
Hình 2 - 42: Đường mực nước lũ quy hoạch thiết kế đê trên sông Chu với P=0,6%...75
Hình 2 - 43: Đường mực nước lũ quy hoạch thiết kế đê trên hệ thống sơng Mã..........76
Hình 2 - 44: Đường quá trình mực nước Pa QH-LU7xa trong MikeView...................88
Hình2 -45: Đường quá trình mực nước, lưu lượng QH-LU7xa trong MikeView........89
Hình 2 - 46: Đường quá trình mực nước lưu lượng dọc Sơng Chu P.án QH-LU8.......94
Hình 2 - 47: Đường q trình mực nước lưu lượng dọc Sơng Mã P.án QH-LU8.........94


PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong những năm gần đây, do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu tồn cầu khi xảy ra
thiên tai nói chung đều gây thiệt hại về người và tài sản. Trong các loại thiên tai thì lũ
lụt được xếp hàng đầu về phạm vi ảnh hưởng, mức độ nghiêm trọng cũng như số lần
xuất hiện. Trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa gần đây trận lũ tháng10/2007 do ảnh hưởng
của cơn bão số 5, lũ lớn trên sông Chu đã gây sự cố vỡ hơn 100m đập Cửa Đạt đang
thi công làm thiệt hại hơn 300 tỷ đồng, hơn 2000 nóc nhà bị ngập lụt và hơn 6000
người phải sơ tán. Như vậy nếu chúng ta khơng có một giải pháp phịng chống lũ và
quản lý thiên tai hiệu quả thì thiệt hại về kinh tế sẽ lớn hơn rất nhiều

Sông Mã là hệ thống sông lớn nằm ở vùng Bắc Trung Bộ, lưu vực sông Mã trải rộng
trên lãnh thổ của Cộng hoà dân chủ Nhân dân Lào và 5 tỉnh thuộc Việt Nam là Điện
Biên, Sơn La, Hồ Bình, Thanh Hố, Nghệ An. Tổng diện tích lưu vực sơng Mã là
28.490km2. Sơng Mã gồm nhiều nhánh sơng nhập vào điển hình như: Sông Chu, sông
Âm, sông cầu Chày, sông Bưởi... và có 2 phân lưu là sơng Lèn và sơng Lạch Trường.
Lưu vực sơng Mã có tiềm năng rất lớn về đất đai, tài nguyên nước, thuỷ năng, rừng và
thủy hải sản. Ảnh hưởng của sông Mã đến sự phát triển kinh tế, xã hội và đời sống
nhân dân trong lưu vực là rất lớn. Đặc biệt đối với tỉnh Thanh Hố nằm ở trung và hạ
du sơng Mã chiếm tới 1/3 diện tích tồn lưu vực. Là con sơng có nguồn nước khá dồi
dào, trung bình một năm sơng Mã tải ra biển một tồng lượng từ 23-25 tỷ m 3, nhưng
phân bố không đều theo thời gian, trong ba tháng mùa lũ tổng lượng dòng chảy chiếm
tới 17-18 tỷ m3 làm mực nước hạ du sông Mã, sông Chu lên cao gây khó khăn cho
cơng tác phịng chống lũ. Hiện nay trong bối cảnh biến đổi khí hậu và nước biển dâng,
tình hình thiên tai diễn ra bất thường làm ảnh hưởng lớn đến cơng tác phịng tránh và
giảm nhẹ thiên tai cho tỉnh Thanh Hóa.
Trên thế giới việc nghiên cứu, áp dụng các mơ hình tốn thủy văn, thủy lực cho cơng
tác qui hoạch phịng chống lũ, dự báo lũ cho hệ thống sông...được sử dụng khá phổ
biến. Mơ hình Mike11 của Viện Thủy lực Đan Mạch, DHI là phần mềm đã được sử
1
0


dụng rộng rãi và rất thành công ở nhiều nước trên thế giới. Trong khu vực Châu Á,
Mơ hình Mike11 được áp dụng để dự báo lũ cho lưu vực sông Mun-Chi và Songkla ở
Thái Lan, lưu vực sông MeKong qua các quốc gia Thái Lan, Lào, Mianma,
Campuchia và Việt Nam, lưu vực sông ở Bangladesh, Indonesia, Singapor, Nhật Bản
Ở Việt Nam nhiều đơn vị đã mua bản quyền của mơ hình Mike11 phục vụ trong cơng
tác nghiên cứu thủy lực dòng chảy lũ, dự báo lũ và quy hoạch phịng chống lũ…điển
hình như Viện quy hoạch Thủy Lợi Hà Nội, Việc khoa học thủy lợi Việt Nam, Viện khí
tượng thủy văn, … Ngồi ra để phục vụ cơng tác nghiên cứu và giảng dạy một số

trường đại học cũng đã được DHI hỗ trợ bản quyền như Trường ĐH Thủy Lợi, trường
khoa học tự nhiên, trường tài nguyên và môi trường, trường Bách khoa Đà Nẵng…
Hệ thống sông Chu sơng Mã là hệ thống sơng có đê hồn chỉnh, tuy nhiên với tình
hình mưa lũ ngày một nghiêm trọng như hiện nay, tần suất xuất hiện ngày một nhiều
nên cần phải có các giải pháp tổng thể về phịng chống lũ lưu vực sơngđảm bảo an
tồn cho phát triển KTXH bền vững. Bằng việc ứng dụng mơ hình tốn thủy lực
Mike11 tác giả đã lựa chọn đề tài “NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP PHỊNG CHỐNG
LŨ CHO HỆ THỐNG SƠNG CHU SƠNG MÃ TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ
HẬU VÀ NƯỚC BIỂN DÂNG ” phục vụ cơng tác phịng chống lũ cho hạ du tỉnh

Thanh Hóa.
2. Mục tiêu của đề tài
Nghiên cứu các giải pháp phòng chống lũ cho hệ thống sơng Chu sơng Mã trong điều
kiện biến đổi khí hậu và nước biển dâng.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Các giải pháp phòng lũ hạ du sông Chu sông Mã.
Phạm vi nghiên cứu: Hạ du hệ thống sông Chu từ hồ Cửa Đạt đến ngã ba giang, sơng
Mã từ Cẩm Thủy đến cửa Hồng Tân, sông Lèn từ đâu đến cửa Lạch Sung, sông Lạch
trường từ đầu đến cửa Lạch Trường
4.Nôi dung nghiên cứu


Nghiên cứu tổng quan về các giải pháp phòng chống lũ hệ thống sơng Chu sơng Mã
tỉnh Thanh Hóa.
Nghiên cứu ứng dụng mơ hình MIKE11 để nghiên cứu lũ hệ thống sơng Chu - sơng
Mã, tỉnh Thanh Hóa
Nghiên cứu đề xuất giải pháp quy hoạch phòng chống lũ cho hệ thống sông Chu - sông
Mã trong điều kiện BĐKH và NBD
5. Các tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
a. Cách tiếp cận:

- Tiếp cận tổng hợp và liên ngành
- Tiếp cận kế thừa có chọn lọc và bổ sung
Tiếp cận các phương pháp, công cụ hiện đại trong nghiên cứu: Đề tài này ứng
dụng mơ hình mơ hình Mike 11
b. Phương pháp nghiên cứu:
Luận văn sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau đây:
- Phương pháp thống kê, xác suất, sử lý số liệu
- Phương pháp mơ hình tốn thủy văn – thủy lực.
6. Các kết quả đạt được
Luận văn đã đạt được các kết quả chính sau:
- Tính hình lũ lụt hệ thống sông Chu-sông Mã trong điều kiện BĐKH và NBD.
- Luận văn đã ứng dụng mơ hình thủy lực Mike11 nghiên cứu hiệu chỉnh và kiểm
định mô hình tốn. Đưa ra sơ đồ thủy lực, bộ thơng số của mơ hình trong mùa
lũ cho hệ thống sơng Chu sơng Mã
- Luận văn đã tính tốn cho các trường hợp quy hoạch phòng chống lũ khác
nhau như thiết kế đê có vận hành hồ Cửa Đạt, thiết kế đê trong điều kiện
BĐKHNBD và thiết kế đê có xét đến các hồ chứa cắt lũ phía thượng nguồn. Thơng


qua kết quả tính tốn tác giả đã đề suất giải pháp cụ thể cho từng sông phù hợp
với QĐ2534 và đảm bảo an toàn cho hạ du
- Các giải pháp phịng chống lũ trên tồn hệ thống sơng Chu sơng Mã tỉnh
Thanh Hóa trong điều kiện BĐKH và NBD.


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
1.1

TỔNG QUAN VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU

1.1.1 Tổng quan lưu vực sông Chu sông Mã
1. Lưu vực Sông Mã
Sông Mã tiếp giáp với vùng nghiên cứu từ ngã ba Bơng bao bọc phía Tây và Nam
vùng nghiên cứu rồi đổ ra biển tại cửa Hới. Đoạn sơng này dài 34,4km, hồn tồn
mang tính chất sông đồng bằng và đồng bằng ven biển và bị ảnh mạnh của chế độ thủy
triều.
Mực nước về mùa lũ thường là +7,5m tại ngã ba Bông và +1,8 đến +2,2m tại Hoàng
Tân. Mực nước trong mùa lũ thường cao hơn trong đồng 3 đến 4m nhưng sơng này lại
có hệ thống đê rất chắc chắn từ Hoàng Khánh đến Cửa Hới. Về mùa kiệt mực nước
thường dao động từ -0,3 đến +1,5m tùy theo con triều.
Về mùa kiệt sông Mã là con sông cung cấp nguồn nước tưới chủ yếu cho vùng Bắc
sông Mã bằng các hệ thống trạm bơm và cống lấy nước dọc sông.
Sông Mã bắt nguồn từ Tuần Giáo - Lai Châu chảy theo hướng Tây Bắc - Đơng Nam
chiều dài dịng chính 512 km, chiều rộng bình qn lưu vực 42km. Sơng Mã có 39 phụ
lưu lớn và 2 phân lưu. Các phụ lưu phát triển đều trên lưu vực. Lưới sông Mã phát
triển theo dạng cành cây phân bố đều trên 2 bờ tả và hữu. Các chi lưu quan trọng của
sông Mã là: Nậm Lệ, Suối Vạn Mai, sơng Luồng, sơng Lị, sơng Bưởi, sông Cầu Chày,
sông Hoạt, sông Chu.
2. Lưu vực Sông Chu
Là phụ lưu cấp I lớn nhất của sông Mã. Bắt nguồn từ vùng núi cao trên đất Lào chảy
chủ yếu theo hướng Tây Tây Bắc - Đông Đông Nam. Sông Chu đổ vào sông Mã tại
ngã ba Giàng, cách cửa sơng Mã về phía thượng lưu 25,5 km. Chiều dài dịng chính
sơng Chu 392 km, phần chảy trên đất Việt Nam 160 km. Tổng diện tích lưu vực sơng
Chu 7.580 km2. Diện tích lưu vực sơng Chu hầu hết nằm ở vùng rừng núi. Từ Bái


Thượng trở lên thượng nguồn lịng sơng Chu dốc, có nhiều ghềnh thác, lịng sơng hẹp
có thềm sơng nhưng khơng có bãi sơng. Từ Bái Thượng đến cửa sơng Chu chảy giữa
hai tuyến đê, bãi sơng rộng, lịng sơng thơng thống, dốc nên khả năng thốt lũ của
sơng Chu nhanh. Sơng Chu có rất nhiều phụ lưu lớn như sơng Khao, sơng Đạt, sơng

Đằng, sơng Âm. Sơng Chu có vị trí rất quan trọng đối với cơng cuộc phát triển kinh tế
xã hội của tỉnh Thanh Hóa. Tuy nhiên lũ sông Chu là hiểm hoạ lớn đe doạ nền kinh tế
của tỉnh Thanh Hố.
3. Lưu vực Sơng Bưởi
Là phụ lưu lớn thứ 2 của sông Mã. Bắt nguồn từ núi Chu thuộc tỉnh Hồ Bình. Dịng
chính sơng Bưởi chảy theo hướng Bắc Nam đổ vào sông Mã tại Vĩnh Khang. Chiều
dài dịng chính sơng Bưởi 130 km. Diện tích lưu vực 1.790 km2. Độ dốc bình quân lưu
vực 1,22%, thượng nguồn sông Bưởi là 3 suối lớn: suối Cái, suối Bin và suối Cộng
Hoà 3 nhánh hợp lại tại VụBản tạo thành sơng Bưởi. Lịng dẫn sơng Bưởi từthượng
nguồn đến cửa sơng đều mang tính chất của sơng vùng đồi
4. Lưu vực Sông Cầu Chày
Bắt nguồn từ núi Đèn chảy theo hướng gần Tây - Đông chảy qua đồng bằng Nam sông
Mã - Bắc sông Chu. Tổng chiều dài sông 87,5 km. Diện tích lưu vực 551 km 2. Khả
năng cấp nước và thốt nước của sơng Cầu Chày rất kém.
5. Lưu vực Sông Hoạt
Sông Hoạt là một sông nhỏ có lưu vực rất độc lập và có hai cửa đổ vào sông Lèn tại
cửa Báo Văn và đổ ra biển tại cửa Càn. Tổng diện tích lưu vực sơng Hoạt 250 km

2

trong đó 40% là đồi núi trọc.
6. Lưu vực Sông Lèn
Là một phân lưu lớn của sông Mã, bắt đầu từ ngã ba Bông chảy qua huyện Hà Trung,
Nga Sơn, Hậu Lộc và đổ ra biển tại cửa Lạch Sung. Sơng dài khoảng 40km, lịng sơng
quanh co uốn khúc. Về mùa lũ lượng nước chảy từ sông Mã vào sông Lèn từ 1.5002.000m3/s (năm 1927, Q1ũ max=1.720m3/s). Mực nước về mùa lũ thường cao hơn trong


đồng từ 2,5÷3,5m, nên các vùng dọc sơng chỉ tiêu tranh thủ khi triều xuống hoặc có
phải tiêu bằng động lực. Trong mùa lũ sông Lèn tải cho sông Mã 15÷17% lưu lượng ra
biển., tổng chiều dài sơng Lèn 40 km. Hai bên có đê bảo vệ dân sinh và sản xuất của

các huyện ven sông.
Về mùa kiệt lưu lượng sông Mã phân sang sông Lèn khoảng 20 đến 30%. Đây là con
sông cung cấp nước quan trọng cho vùng Hà Trung, Nga Sơn, Hậu Lộc và vùng lấn
biển.
Sông Lèn cũng bị ảnh hưởng của chế độ thủy triều khá mạnh (biên độ triều tại cầu Lèn
cịn tới 0,4÷0,5m) nên mặn vẫn bị xâm nhập ảnh hưởng tới việc lấy nước tưới. Ở phà
Thắm, qua đo đạc thấy mặn thường xuyên là 2‰.
7. Lưu vực Sông Lạch Trường:
Là một nhánh phân lưu lớn của sông Mã bắt nguồn từ Phương Đình chảy qua Hoằng
Hố, Hậu Lộc và đổ ra biển tại cửa Lạch Trường. Chiều dài sông khoảng 24km. Đoạn
sông này hẹp và nông. Về mùa kiệt hầu như không lấy được nguồn từ sơng Mã, nên
sơng bị mặn hồn toàn và chịu ảnh hưởng thuỷ triều. Về mùa lũ, một phần lượng nước
từ sông Mã phân vào sông Lạch Trường và đổ ra biển tại cửa Lạch Trường. Vì sông
Lạch Trường ngắn và bị ảnh hưởng triều mạnh nên có tác dụng tiêu tranh thủ rất tốt
cho phần diện tích nằm giữa Nam sơng Lèn, Đơng sơng Mã, Bắc Lạch Trường và Tây
kênh De.
Sơng Lạch Trường phân chia dịng chảy với sông Mã tại ngã ba Tuần chảy theo hướng
Tây - Đông đổ ra biển tại cửa Lạch Trường. Chiều dài sơng chính 22 km, sơng có bãi
rộng. Sơng Mã chỉ phân lưu vào sông Lạch Trường trong mùa lũ, trong mùa kiệt sông
Lạch Trường chịu tác động của thuỷ triều cả 2 phía là sơng Mã và biển. Sông Lạch
Trường là trục nhận nước tiêu quan trọng của Hoằng Hố và Hậu Lộc.
8. Lưu vực Sơng Báo Văn:
Nối với sông Hoạt tại Tứ Thôn và đổ ra sông Lèn, sơng dài khoảng 10km. Lịng sơng
đã được nạo vét, âu Mỹ Quan Trang và âu Báo Văn đã được xây dựng đểngăn mặn
tạo nguồn nước cấp cho tưới.


9. Lưu vực Sông Càn:
Từ Tứ Thôn qua Mỹ Quan Trang và đổ ra biển tại cửa Càn. Đoạn từ Mỹ Quan Trang
đến cầu Điền Hộ, hai bên sông núi đá không nạo vét được nên hàng năm lũ bị ứ tắc

khơng tiêu thốt được. Do khơng có tác dụng tiêu về mùa lũ nên tại Mỹ Quan Trang
đã xây dựng âu Mỹ Quan Trang để tách lũ núi của dãy Tam Điệp tiêu ra sông Càn
không cho tràn vào nội đồng, đồng thời còn để tiêu tranh thủ khi mực nước lũ sơng
Càn thấp.
Nhìn chung hệ thống sơng Hoạt, Báo Văn, sông Càn là các trục sông nội đồng chính
của vùng Hà Trung, Nga Sơn. Ngồi ra cịn có vài con sông nhỏ như sông Chiếu Bạch,
sông Hưng Long. Nhưng sông Chiếu Bạch cũng gần như sông chết, chỉ cịn sơng
Hưng Long là trục tiêu chính của huyện Nga Sơn. Cao độ đáy sông -0,8 đến -2m (tại
Tứ Thôn và cống Mộng Dường). Lịng sơng rộng khoảng 10÷15m, khoảng cách giữa 2
bờ là 40m. Kênh này chạy qua vùng cát nên hay bị sạt lở, hiện nay đang được nạo vét
và cứng hoá một phần.


Hình 1 - 1: Bản đồ khu vực nghiên cứu và sơ đồ hệ thống sông Chu - sông
Mã

9


1.1.2 Đặc điểm tự nhiên vùng nghiên cứu
1. Vị trí địa lý tồn bộ lưu vực sơng Chu sơng Mã
Tồn bộ lưu vực sông Chu sông Mã nằm trong toạ độ:
Từ 22037’30” đến 20037’30” độ vĩ Bắc
Từ 103005’10” đến 106005’10” độ kinh Đông.
Nơi bắt nguồn của lưu vực thuộc Tuần Giáo tỉnh Lai Châu
Phía Bắc giáp lưu vực sơng Đà, sông Bôi chạy từ Sơn La về đến Cầu Điền Hộ.
Phía Nam giáp lưu vực sơng Hiếu, sơng n, sơng Đơ.
Phía Tây giáp lưu vực sơng Mê Kơng.
Phía Đơng là Vịnh Bắc Bộ chạy dài từ cửa sông Càn đến cửa sông Mã với chiều dài
bờ biển 40 km.

2. Đặc điểm địa hình
Vùng Bắc sơng Chu - Nam sơng Mã: là vùng chuyển tiếp từ vùng đối núi thấp sang
vùng đồng bằng, có độ dốc nghiêng từ Tây sang Đơng và dốc theo hướng chảy của
sông Âm, sông Cầu Chày. Cao độ phía cực Tây Bắc của vùng từ 20÷25m trũng nhất là
ven hạ du sông Cầu Chày. Dạng địa hình này xen kẽ có những đồi bát úp và thung
lũng rộng, trũng và sâu. Cây lương thực và hoa màu phân bố chủ yếu từ cao độ +18m
trở xuống, từ cao độ +18m đến +40m là sườn đồi, cây trồng chủ yếu là mía, cam và
cao su. Từ cao độ +40m trở lên là rừng thưa, luồng, tre nứa và bụi rậm.
Phía Bắc được giới hạn bởi đê sơng Mã, phía Đơng - Đơng Nam là hạ du đê sơng Chu.
Do địa hình hạ du sơng Cầu Chày thấp lại chịu ảnh hưởng nước lũ sông Mã nên việc
tiêu thốt nước rất khó khăn nhất là về mùa lũ.
Vùng Nam sơng Chu: Đây là vùng phía Nam của sơng Chu một nhánh lớn của sơng
Mã. Độ dốc địa hình từ Tây Nam sang Đông Bắc và từ Tây sang Đơng. Điểm cao nhất
là khu Thọ Xn, Sao Vàng 20÷25m thấp nhất vùng ven sơng n 0,7÷0,5m. Cao độ

19


mặt đất đại bộ phận dưới +10m, là vùng trồng cây lương thực trọng điểm của tỉnh
Thanh Hóa.
Tiểu vùng hạ sông Bưởi: Đây là vùng đồi núi thấp của hạ du sông Bưởi từ Kim Tân tới
tả ngạn sông Mã. Hướng dốc chính theo chiều Bắc Nam. Đồng bằng nơi cao nhất đạt
15 - 20m, nơi trũng nhất đạt +2,5m. Những vùng trũng như Hón Nga, Vĩnh Hùng, Hà
Linh, Cầu Mủ thường bị ngập úng khi có lũ. Dạng địa hình này nằm trọn vẹn trong hai
huyện Vĩnh Lộc và Nam Thạch Thành. Địa hình chủ yếu là đất dốc, đồi thoải rất thích
hợp cho vùng trồng mía.
Phần lớn các trạm khí tượng thuỷ văn trên lưu vực sơng Mã được xây dựng từ sau năm
1954, phổ biến từ 1960 tới nay. Tuy nhiên một số trạm đo mưa, khí hậu được thành lập
từ trước năm 1954 như trạm Như Xuân (1928), Bái Thượng (1921), Thanh Hoá
(1899), Hồi Xuân (1923)... Số liệu này đo đạc không được liên tục do chiến tranh gián

đoạn từ những năm 1944, 1945 tới 1954. Sau ngày hồ bình lập lại lưới trạm khí tượng
thuỷ văn được phát triển rộng tuy nhiên do chiến tranh và khó khăn về kinh tế nên
những năm 1979 - 1980 nhiều trạm khí tượng thuỷ văn đã bị hạ cấp hoặc ngừng đo.
3. Đặc điểm mạng lưới trạm khí tượng thủy văn vùng nghiên cứu
Trạm khí hậu trên lưu vực sơng Mã và vùng lân cận có 12 trạm quan trắc các yếu tố
như nhiệt độ, độ ẩm, bốc hơi, nắng, gió, mưa và các đặc trưng khí tượng khác. Ngồi
ra cịn có 51 trạm đo mưa được đặt ở các trạm thuỷ văn, bưu điện, thị trấn. Hầu hết các
trạm có số liệu dài như Thanh Hố từ 1899 - 1948, 1955- 2007 hoặc Hồi Xuân 1923 1944, 1960 - 2007, Bái Thượng 1921 - 1946, 1955 - 1990 v.v... Tới nay, trên lưu vực
cịn 6 trạm khí tượng, 42 trạm đo mưa. Các số liệu khí hậu, đo mưa do Trung tâm
KTTV Quốc gia cung cấp đã chỉnh lý nên chất lượng đảm bảo, tin cậy.
Vùng thượng nguồn sơng Mã có 2 trạm khí tượng: Tuần Giáo, Sơng Mã. Cịn các trạm
Sơn La, Cị Nịi, n Châu, Mộc Châu nằm ở khu vực lân cận. Phần lãnh thổ Thanh
Hố, Nghệ An có mạng lưới trạm khí tượng, đo mưa khá dày, chủ yếu là đo mưa.
Trạm đo các yếu tố khí hậu như Hồi Xuân, Yên Định, Bái Thượng, Thanh Hoá, Như
Xuân nằm trong lưu vực nghiên cứu. Ngồi ra cịn các trạm như Tĩnh Gia, Bỉm Sơn


nằm ngồi lưu vực nghiên cứu. Vùng ven biển có lưới trạm đo mưa dày hơn nhưng các
huyện đều có trạm đo mưa.
Bảng 1 - 1: Lưới trạm khí hậu và đo mưa trên lưu vực sơng Mã –Chu
Vị trí Cao độ Thời gian đo

TT Trạm

Vĩ độ Kinh độ

1 Tuần Giáo

103

2 Sơng Mã
3 Thanh Hố
4 Bái Thượng

105

5 n Định

105

6 Như Xuân

105

7 Hồi Xuân

105

8 Mường Lát

104

0

25'

21035'

570

1961

2007 KH, sl mưa 1958

103056'

20059'

302

1962

2007

105046’

190 49’

5

1956

2007 KH, sl mưa 1901

0

190 54’

21

1961

2007

KH

0

200 09’

9

1965

2007

KH

0

190 38’

10

1964

2007

KH

0

200 22’

87

1959

2007 KH, sl mưa 1928

0

20032’

1963

2007 Mưa

1960

1990 Mưa

1962

1990 Mưa

1960

1990 Mưa

1959

2007 Mưa

23’
39’
34’
07’
34’

9 Phù Lễ
10Hiếu Kiệt
11Nam Đông
12Bá Thước
13Cẩm Thuỷ
14

105

Lý Nhân

15Thạch Thành

105

0

28’

20012’

1960

2007 Mưa

105035’

20001’

1961

2007 Mưa

1962

1988 Mưa

1961

2007 Mưa

1960

2007 Mưa

40'

20007'

29

17Ngọc Lạc
105

0

07'

19053'

Mưa

19Thường Xuân
20

Sao Vàng

21

Giàng

22Bỉm Sơn

KH

0

16Thống Nhất

18Mường Hinh

Ghi chú

(m) Bắt đầu Kết thúc

105045'

19053'

21

1960

1990 Mưa

1960

2007 Mưa

1960

2007 Mưa
23Cự Thôn

105


0

53'

24

Hà Trung

25Đò Gảnh

105051'

1960

1990 Mưa

19058'

2

1960

2007 Mưa

19059'

14

1960

2007 Mưa

1961

1990 Mưa


TT Trạm
26Lạch Trường

Ghi chú

Vị trí Cao độ Thời gian đo
Vĩ độ Kinh độ

(m) Bắt đầu Kết thúc
1960

2007 Mưa

27
H
o
à
n
g

1
0
5
5
1'

H
o
á
28
Sầ
m
S
ơ
n
1
0
5
29
N
ô
n
g

1 19 1
9 59 9
0
8
5
0
1
M
'
ưa
1
0

0

1 19 2
9 59 0
0
0
4 19 7
4 60 M
' 19 ưa
2 63
2
0
0
7
M
ưa

C
ố
n
g

2
0
0
7
M
ưa

30
N
g
ọ
c
T
r
à
31
A
L
n
a
n
g 32
Gi
C
h

200
08'


1
9
6
0
33
B
ấ

t

1
920
607
2
0
0

M
ọ
t
1
0
5
34
C
ử
a

19
88
M
ưa
2 19 19
0 61 89
0
M
19
0

ưa
0 62
20
'
07
M
2
ưa
3
1
9

1982
Mưa

1
9
1
0
5

1
9

0

5
1
'

39Xuân
Thượng
105

19043
2 '
6
0
' 20 00
'
0
65
5
8
'

42Tứ
Thôn

11
09
50
0
5
35
K 4''
h
á
n
h

36 37
V Thọ
ạ
0
n
3
1
X
'
u
ậ
n

1
0
5

2
0

0

0
2
'

20
07
M

ưa

43Thạch
Quảng
44Trung
Hạ
105002'
45Yên
Khương
105

1
9
0

5
6
'
4
0

19
61

1
9 1 19
0
9 87
4 6M
8 3 ưa

' 1 19
4 9 78
8 6M

0

20
5 03
4 2'
'
0

1
2 7'
0
20
0 0
2
5 0'
1
'

47
Xó
m

1990 Mưa

1
5

'
9
0

1990 Mưa
1978 Mưa

1
9
6
0
1982 Mưa

48 0
1 19
Q
7'
9 59
u
0
ả
4
n
4
g
'
X
4
ư
1

ơ
n
g

1
9
7
9
M
ưa

1
0
5

Trên lưu vực

19
60
46
Có
Cánh

1
9
6
8

1
9

7
0

0

3
7
'

35
X
u
â
n

2
0

0 ưa

0

40Nga
Sơn
105

Đ
ạ
t

1
9
6
8

0

2
3'

41
Sịi

1
0
5

a

0

38
Xn
Cao

0

5
2
'

89
Mư

G
iá

1
9
6
1

1982 Mưa

1
9
6
5

1974 Mưa

1987 Mưa
1978 Mưa

nghiên cứu và
lân cận có 31
trạm thuỷ văn
trong đó có 14
trạm đo dịng
chảy, 17 trạm

1
9
6
1

đo mực nước

1
9
6
0

hưởng triều.

vùng triều và
khơng ảnh

Vùng hạ lưu
sơng Chu sơng
105021'

Mã bị ảnh

105024'

hưởng triều có


các trạm đo mực

nước triều là
Hồng Tân, Cự
Thơn, Giàng.
Hầu hết các
trạm thuỷ văn
đều do Trung
tâm KTTV