Luận văn thạc sĩ sử dụng dữ liệu mưa vệ tinh dự báo dòng chảy lũ cho trạm an chỉ trên sông vệ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
---------------------------------------

ĐINH VĂN ĐIẾT

SỬ DỤNG DỮ LIỆU MƯA VỆ TINH DỰ BÁO DÒNG
CHẢY LŨ CHO TRẠM AN CHỈ TRÊN SÔNG VỆ

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THỦY

Đà Nẵng – 2019


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
---------------------------------------

ĐINH VĂN ĐIẾT

SỬ DỤNG DỮ LIỆU MƯA VỆ TINH DỰ BÁO DÒNG
CHẢY LŨ CHO TRẠM AN CHỈ TRÊN SÔNG VỆ

Chuyên
ngành Mã số

: Kỹ thuật xây dựng cơng trình thủy

: 60.58.02.02

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THỦY

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN CHÍ CƠNG

Đà Nẵng – 2019



TÓM TẮT LUẬN VĂN
SỬ DỤNG DỮ LIỆU MƯA VỆ TINH DỰ BÁO DỊNG CHẢY LŨ CHO
TRẠM AN CHỈ TRÊN SƠNG VỆ
Học viên: Đinh Văn Điết. Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình thủy
Mã số: 60580202; Khóa: K35.CTT.QNg; Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN
Tóm tắt –Nghiên cứu này sử dụng một sản phẩm mưa vệ tinh GSMap_NRT
trong mơ hình IFAS để dự báo lũ cho lưu vực sông Vệ tại trạm An Chỉ. Mưa vệ tinh
GSMap_NRT có khả năng dự báo lượng mưa gần với thời gian thực nên rất phù hợp
cho các bài toán dự báo và cảnh báo sớm lũ lụt. Hai trận lũ năm 2016 và năm 2017
được lựa chọn để hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình thủy văn và mưa vệ tinh. Các kết
quả mơ phỏng dịng chảy lũ từ mưa vệ tinh GSMap_NRT tại trạm An Chỉ trên sông Vệ
cho thấy khả năng áp dụng loại dữ liệu này trong dự báo lũ cho lưu vực nghiên cứu.
Từ khóa:IFAS, GSMaP_NRT; mưa vệ tinh, lưu vực sông Vệ.

APPLICATION OF SATELLITE RAIN DATA TO FORECAST
FLOODING FOR VE RIVER BASIN AT AN CHI GAUGE
Abstract- This study uses a satellite rain product (GSMap_NRT) in the IFAS
model to forecast flooding for Ve river basin at An Chi gauge. A satellites rain data
(GSMap_NRT) has the ability to forecast precipitation close to real time so it is very
suitable for flood prediction and warning problems. Two floods in 2016 and 2017 were
selected to calibrate and test hydrological models and satellite rain. The simulation

results of flood flow from GSMap_NRT satellite rain at An Chi gauge in Ve river basin
show that the possibility of applying this type of data in flood forecasting for the study
basin in the next time.
Keywords: IFAS; GSMap_NRT; Satellite rainfall; Ve river basin.


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
TÓM TẮT
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH
MỞ ĐẦU....................................................................................................................... 1
1. Sự cần thiết phải nghiên cứu............................................................................. 1
2. Mục đích nghiên cứu......................................................................................... 4
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu..................................................................... 4
4. Phương pháp nghiên cứu................................................................................... 4
5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài.............................................. 4
6. Cấu trúc luận văn.............................................................................................. 4
Chương 1. TỔNG QUAN............................................................................................ 5
1.1. Giới thiệu vùng nghiên cứu.................................................................................... 5
1.1.1.Vị trí địa lý................................................................................................... 5
1.1.2. Đặc điểm khí tượng thủy văn lưu vực nghiên cứu....................................... 6
1.1.3. Đặc điểm địa hình địa mạo lưu vực nghiên cứu........................................ 13
1.1.4. Đặc điểm kinh tế - xã hội.......................................................................... 14
1.2. Tổng quan và lựa chọn mô hình thủy văn lưu vực................................................ 15
1.2.1. Tổng quan mơ hình thủy văn lưu vực........................................................ 15
1.2.2. Giới thiệu các mơ hình thủy văn tiêu biểu................................................. 15
1.2.3. Lựa chọn mơ hình thủy văn áp dụng......................................................... 19

1.3. Giới thiệu mạng lưới trạm đo mặt đất lưu vực nghiên cứu...................................23
1.4 . Tổng quan về cơ sở dữ liệu mưa vệ tinh.............................................................. 24
Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT MƠ HÌNH IFAS................................................. 31
2.1. Giới thiệu mơ hình thủy văn IFAS........................................................................ 31
2.1.1. Giới thiệu chung........................................................................................ 31
2.1.2. Cơ sở lý thuyết của mơ hình...................................................................... 32
2.2. Cơ sở dữ liệu của mơ hình IFAS........................................................................... 40
Chương 3. ỨNG DỤNG DỮ LIỆU MƯA VỆ TINH VÀ MƠ HÌNH IFAS DỰ
BÁO DỊNG CHẢY LŨ CHO TRẠM AN CHỈ TRÊN SÔNG VỆ........................46
3.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu mơ hình IFAS................................................................. 46
3.1.1. Cơ sở dữ liệu mưa mặt đất........................................................................ 46
3.1.2. Dữ liệu mưa từ mưa vệ tinh...................................................................... 47


3.1.3. Dữ liệu địa hình của lưu vực (DEM)......................................................... 48
3.1.4. Dữ liệu sử dụng đất của lưu vực................................................................ 49
3.1.5. Dữ liệu mạng lưới sơng ngịi của lưu vực................................................. 50
3.2. Kết quả hiệu chỉnh mơ hình IFAS......................................................................... 51
3.2.1. Hiệu chỉnh mơ hình thủy văn lưu vực....................................................... 51
3.2.2. Hiệu chỉnh mưa vệ tinh GSMap_NRT...................................................... 55
3.3. Kết quả kiểm định mơ hình IFAS......................................................................... 56
3.3.1. Kiểm định mơ hình thủy văn..................................................................... 56
3.3.2.Kiểm định mưa vệ tinh GSMaP_NRT........................................................ 57
3.4. Quy trình dự báo lũ từ dữ liệu mưa vệ tinh GSMap_NRT.................................... 58
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................... 59
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (bản sao)
PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Từ viết tắt
GIS
GSMaP_NRT

HEC-HMS
IFAS
ICHARM

JAXA

JSTA

NASA

NAM


DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu
Bảng 1.1.

L

Bảng 1.2.

T

Bảng 1.3.

B

Bảng 1.4.

L

Bảng 1.5.

K

Bảng 1.6.

Đ

Bảng 1.7.

L

Bảng 1.8.

T

Bảng 1.9.

D

Bảng 1.10.

T

Bảng 1.11.

T

Bảng 1.12.

T

Bảng 1.13.

T

Bảng 1.14.

D

Bảng 2.1.

B

Bảng 2.2.

B

Bảng 2.3.

B

Bảng 2.4.

T

Bảng 2.5.

T

Bảng 2.6.

B

Bảng 3.1.

T

Bảng 3.2.

B

Bảng 3.3.

G

Bảng 3.4.

G

Bảng 3.5.

T

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Số hiệu
Hình 1:

Vị t

Hình 2:

Mạn

Hình 1.1.

Bản

Hình 1.2.

Bản

Hình 1.3.

Phân

Hình 1.4.

Sơ đ

Hình 1.5.

Mạn

Hình 1.6.

Ngu

Hình 1.7.

Quy

Hình 2.1.

Quá

Hình 2.2.

Sơ đ

Hình 2.3.

Sơ đ

Hình 2.4.

Các

Hình 2.5.

Các

Hình 2.6.

Các

Hình 2.7.

Q

Hình 2.8.

Đặc
khơn

Hình 2.9.

Dữ

Hình 2.10.

Diễn

Hình 2.11.

Diễn

Hình 2.12.

Diễn

Hình 2.13.

Diễn

Hình 2.14.

Diễn
hình

Hình 2.15.

Diễn

Hình 2.16.

Các

Hình 2.17.

Phân

Hình 2.18.

Sơ đ

Hình 2.19.

Sơ đ

sát m
Hình 3.1.

Bản


Hình 3.2.

Bản

Hình 3.3.

Bản

Hình 3.4.

Phổ

Hình 3.5.

Biên

Hình 3.6.

Bản

x100
Hình 3.7.

Kết

thủy
(đườ

màu
04/1
Hình 3.8.

Bản

Hình 3.9.

Bản

Hình 3.10.

Bản

Hình 3.11.

Kết
GSM
màu
cột m
04/1

Hình 3.12.

Kết
(đườ
liền
màu

Hình 3.13.

Kết

GSM
màu
cột m
09/1
Hình 3.14.

Quy

GSM


1

MỞ ĐẦU
1. Sự cần thiết phải nghiên cứu
2

Quảng Ngãi là một tỉnh ven biển miền Trung, có diện tích tự nhiên 5.152,49 km ,
gồm 14 huyện thị và thành phố với dân số khoảng 1.247.644 người. Là một tỉnh nghèo
lại chịu nhiều tác động của thiên tai như lũ lụt, bão tố, hạn hán…. Lưu vực sông Vệ
bao gồm địa bàn lãnh thổ của 5 huyện (Ba Tơ, Nghĩa Hành, Minh Long, Tư Nghĩa, Mộ
2

Đức) thuộc tỉnh Quảng Ngãi. Diện tích lưu vực tính đến cửa ra là 1.263 km , chiếm
24,51% diện tích tự nhiên của tỉnh, đây là một trong những lưu vực sông lớn và quan
trọng của tỉnh.
Cũng như các dịng sơng của nhiều tỉnh miền Trung Việt Nam, đặc điểm dịng

chảy lũ có biên độ thay đổi nhiều, cường xuất nước lũ lớn, thời gian lũ lên ngắn, dạng
lũ nhọn, nguyên nhân là do lượng mưa trận và cường độ mưa lớn, tập trung nhiều đợt,
tâm mưa nằm ở thượng và trung của lưu vực, độ dốc lịng sơng lớn, nước tập trung
nhanh. Tổng lượng nước mùa lũ chiếm từ 70÷75% tổng lượng nước cả năm. Do những
đặc điểm khí tượng thủy văn như vậy cùng với những tác động để duy trì và phát triển
cuộc sống của con người trên lưu vực làm cho tình trạng ngập lụt vùng đồng bằng hạ
du; xói lở và bồi lấp bờ, lịng sơng, cửa sơng diễn ra rất phức tạp, gây ảnh hưởng lớn
đến sự phát triển dân sinh, kinh tế xã hội của tỉnh.
Do đặc điểm địa hình trong vùng và diễn biến thời tiết phức tạp, trong những
năm gần đây lũ lụt đã liên tiếp xảy ra làm ngập lụt đồng bằng hạ lưu sông Trà Khúc,
sông Vệ, sông Trà Bồng gây thiệt hại lớn cho mùa màng, ách tắc giao thông, làm hư
hỏng các công trình thuỷ lợi đặc biệt là tính mạng của người dân, nhà cửa, trạm xá bị
cuốn trơi.
Một só trận lũ lịch sử xảy ra trên địa bàn vùng nghiên cứu:
3

Trận lũ năm 1964 có Q = 14.500 m /s, gây thiệt hại 80% mùa màng toàn vùng
đồng bằng Quảng Ngãi;
Lũ năm 1998 do ảnh hưởng của cơn bão số 4, 5 và 6 liên tiếp xảy ra từ 1326/11/1998, mực nước cao nhất lên tới 7,72m, vượt báo động III là 2,02m, ước tính
gây thiệt hại tới 158 tỷ đồng;
Lũ năm 1999 do mưa lớn và ảnh hưởng của bão cùng gió mùa Đơng Bắc nên
mực nước tại cầu Trà Khúc đã lên tới Hmax = 8,36m, vượt báo động III 2,66m tổng
thiệt hại toàn bộ thời gian lũ lên tới 490 tỷ đồng.
Lũ năm 2013 tại tỉnh Quảng Ngãi, lượng mưa trong 3 ngày từ 15-17/XI, lượng
mưa phổ biến 500÷600mm, có những nơi đặc biệt lớn như Minh Long 959 mm, Ba Tơ
953 mm. Sông Trà Khúc tại cầu Trà Khúc là 8,76m, trên BĐ 3 là 2,26m, cao hơn đỉnh


2

lũ năm 1999 là 40 cm. Sông Vệ tại cầu Sông Vệ là 6,03m, trên BĐ 3 là 1,53m, cao hơn
đỉnh lũ năm 1999 là 4 cm.
0

0

0

Vùng nghiên cứu có vị trí địa lý:Từ 14 32’ đến 15 05’ Vĩ độ Bắc,Từ 108 36’ đến
0

108 53’ Kinh độ Đông. Ranh giới lưu vực: Phía Bắc giáp lưu vực sơng Trà Khúc, Phía
Nam giáp lưu vực sơng Trà Câu, Phía Tây giáp lưu vực sơng Trà Khúc, Phía Đơng
giáp Biển Đơng (Hình 1).
Lượng mưa trong lưu vực có xu hướng giảm dần từ Bắc vào Nam và từ Tây sang
Đông, mưa lớn nhất ở các vùng núi cao như Ba Tơ: 3.635 mm/năm, Giá Vực 3.368
mm/năm, vùng đồng bằng và ven biển thấp hơn, tại Sông Vệ là 1.654 mm/năm, tại Mộ
Đức là 2.076 mm/năm. Mùa mưa thường kéo dài từ tháng 9 đến tháng 12 với lượng
mưa chiếm 70 ÷ 75% tổng lượng mưa cả năm, mưa đặc biệt lớn thường xảy ra vào hai
tháng 10 và 11, lượng mưa trong hai tháng này chiếm tới 40 ÷ 50% tổng lượng mưa
năm. Bão, gió mùa Đơng Bắc cùng với mưa lớn trong các tháng 10 và 11 luôn gây ra
lũ lụt, úng ngập, sạt lở bờ sông ở đồng bằng, lũ ống, lũ bùn đá, sạt trượt ở miền núi.
Lượng mưa lớn quan trắc được ở một số trạm như: Trạm Giá Vực 5.095mm, trạm Sơn
Giang 5.157mm, trạm Ba Tơ 6.520mm, trạm Quảng Ngãi 3.947mm. Bản đồ mạng lưới
trạm đo mưa phục vụ nghiên cứu thể hiện trong hình 2.

Hình 1: Vị trí lưu vực sơng Vệ


3

Hình 2: Mạng lưới trạm khí tượng thủy văn phục vụ nghiên cứu
Lưu vực sơng Vệ có lượng mưa lớn, đặc biệt phân bố tập trung vào mùa mưa
nên thường gây ra những trận lũ lớn ảnh hưởng đến phát triển kinh tế xã hội trong
vùng, điển hình như các trận lũ năm 1996, 1998, 1999. Hiện trên lưu vực sơng Vệ có 2
trạm quan trắc thủy văn: (i) trạm An Chỉ (khống chế 67% diện tích lưu vực) đo lưu
lượng và (ii) trạm Sơng Vệ nằm phía hạ lưu đo mực nước. Các trạm đo mưa gồm có:
trạm Gía Vực; Ba Tơ; Minh Long và An Chỉ. Bên cạnh đó, lưu vực sơng vệ chưa có
cơng trình điều tiết và kiểm soát lũ.
Để dự báo và cảnh báo sớm diễn biến lũ lụt cho lưu vực sông Vệ cần thiết có
các nghiên cứu mơ phỏng dịng chảy lũ. Hiện nay, phân lớn các nghiên cứu trong nước
đa phần sử dụng dữ liệu mưa mặt đất (trạm đo) để mô phỏng các trận lũ đã diễn ra và
từ đó xác định được bộ thơng số mơ hình thủy văn phục vụ cho công tác dự báo lũ của
lưu vực sông Vệ [1,4]. Ưu điểm của cở sở dữ liệu mưa trạm đo là khá chính xác. Tuy
nhiên, một hạn chế lớn nhất của loại cơ sở dữ liệu này là độ trể về thời gian và phân bố
không gian không đồng đều. Đây là một thách thức lớn cho bài tốn dự báo lũ bằng
mơ hình. Để khắc phục hạn chế này, hiện nay các nước tiên tiến thường kết hợp sử
dụng trên các cơ sở dữ liệu mưa dự báo từ rada hoặc vệ tinh viễn thám. Loại cơ sở dữ
liệu này cho phép dự báo trước 6 giờ hoặc 24 giờ tùy thuộc vào công nghệ của thiết bị.


4

Nghiên cứu này bước đầu áp dụng kết hợp dữ liệu mưa vệ tinh GSMap-NRT và
mưa mặt đất vào mô hình thủy văn phân bố để mơ phỏng q trình hình thành dịng
chảy lũ trên lưu vực sơng Vệ tại An Chỉ, làm cơ sở cho việc dự báo lũ cho lưu vực
nghiên cứu trong thời gian đến.
2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng mơ hình mơ phỏng lũ dựa trên mơ hình thủy văn phân bố kết hợp với
mưa vệ tinh GSMap-NRT gần với thời gian thực cho lưu vực sơng Vệ tại An Chỉ. Mơ

hình này làm cơ sở dự báo lũ trong thời gian đến cho lưu vực sông Vệ.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng: các đặc trưng liên quan đến dòng chảy lũ trên lưu vực sông Vệ.
Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu chỉ dừng lại ở mức mô phỏng để xác định các
thơng số mơ hình thủy văn khi sử dụng cơ sở dữ liệu mưa vệ tinh GSMap-NRT cho
lưu vực sông Vệ từ thượng nguồn đến tại trạm An Chỉ.
4. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp thống kê, tổng hợp địa lý: sử dụng để xử lý, phân tích dữ liệu
mưa, thơng tin về địa lý.
Phương pháp hệ thống thông tin địa lý (GIS) và viễn thám: sử dụng để số hóa
dữ liệu đầu vào cho mơ hình.
- Phương pháp mơ hình tốn : Mưa tạo ra dịng chảy trên lưu vực.
5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Nghiên cứu bước đầu ứng dụng dữ liệu mưa vệ tinh GSMap-NRT trong dự báo
lũ cho lưu vực sông Vệ.
Kết quả nghiên cứu này làm cơ sở cho việc khai thác dữ liệu mưa vệ tinh để dự
báo lũ cho sông vệ trong thời gian đến.
Kết quả nghiên cứu này làm cơ sở khoa học để so sánh và kiểm chứng với các
nghiên cứu khác về dự báo lũ cho lưu vực sông Vệ.
6. Cấu trúc luận văn
Luận văn gồm phần Mở đầu, 03 chương và phần kết luận và kiến nghị.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT MƠ HÌNH IFAS
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG DỮ LIỆU MƯA VỆ TINH VÀ MƠ HÌNH IFAS DỰ
BÁO DỊNG CHẢY LŨ CHO TRẠM AN CHỈ TRÊN SÔNG VỆ.


5

Chương 1

TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu vùng nghiên cứu
1.1.1.Vị trí địa lý
Sông Vệ bắt nguồn từ vùng núi cao của huyện Ba Tơ ở độ cao từ 1.000m –
0

0

1.200m, có toạ độ địa lý là 14 32’25” vĩ độ Bắc, 108 37’4” kinh độ Đơng, vị trí trạm
0

0

An Chỉ có toạ độ 14 58’15” vĩ Bắc và 108 47’36” kinh Đông. Sông Vệ chảy theo
hướng Tây Nam - Đông Bắc qua các huyện Ba Tơ, Nghĩa Hành, Tư Nghĩa, Mộ Đức
rồi đổ ra biển tại cửa Cổ Lỹ (nằm gọn trong tỉnh Quảng Ngãi). Tính đến trạm An Chỉ,
sơng Vệ có chiều dài 91km trong đó chiều dài chảy trong vùng núi cao 100 - 1000m
2

2

với diện tích lưu vực 841 km . Mật độ lưới sông 0,79 km/ km , độ cao bình quân lưu
vực 170 m, độ dốc bình quân lưu vực 19,9% ; phía Bắc và phía Tây giáp với sơng Trà
Khúc, phía Nam giáp tỉnh Bình Định và phía Đơng giáp biển. Sơng có 5 phụ lưu cấp I,
2 phụ lưu cấp 2. Các phụ lưu không lớn, đáng kể là:
Sông Liên: bắt nguồn từ vùng núi tây nam huyện Ba Tơ, chảy theo hướng tây
nam - đông bắc, hợp nước với sông Tô ở thị trấn Ba Tơ.
Sông Tà Nô hay sông Tô: chảy từ đồng Bia xã Ba Tơ có độ cao trên 200m, theo
hướng tây - đơng, hợp với sơng chính cách huyện lỵ Ba Tơ 18km về phía hạ lưu.
Sơng Mễ: chảy từ vùng núi Mum, phần tiếp giáp giữa 2 huyện Ba Tơ và Minh

Long heo hướng tây bắc - đông nam, hợp lưu tại khoảng làng Tăng xã Ba Thành dài
khoảng 9km. Dịng chính cơ bản chảy theo hướng tây nam - đông bắc, dọc huyện
Nghĩa Hành đến hết xã Hành Thiện thì sơng thốt khỏi núi, chảy trên vùng đồng bằng.
Tại điểm này có trạm bơm Nam sơng Vệ. Đến qua đường sắt, sông chảy giữa hai
huyện Tư Nghĩa và Mộ Đức. Trên sơng Vệ xưa kia cũng có rất nhiều guồng xe nước.
Cuối nguồn, sông Vệ đổ ra cửa Lở và cửa Đại Cổ Lũy.
Sơng Vệ có 1 chi lưu đáng kể nhất là sông Thoa. Sông Thoa bắt đầu từ thôn Mỹ
Hưng xã Hành Thịnh, huyện Nghĩa Hành và thôn Phú An xã Đức Hiệp) huyện Mộ
Đức theo hướng tây bắc - đơng nam đến Sa Bình (xã Phổ Minh, huyện Đức Phổ thì
nhập với sơng Trà Câu rồi đổ ra biển qua cửa Mỹ Á.
Ngồi ra, cịn có các nhánh sơng khác nhau sơng Cây Bứa dài 15km, sơng Phú
Thọ dài 16km, hợp lưu với sơng chính gần vùng cửa sơng tạo thành hình nan quạt.
Sơng Phú Thọ thực chất là đoạn sông Vệ ở cuối nguồn. Nguồn của chúng chủ yếu là
nước mưa của vùng tiếp giáp giữa rừng núi và đồng bằng.


6

Hình 1.1. Bản đồ vị trí lưu vực nghiên cứu (nguồn:Gis Quảng Ngãi)

1.1.2. Đặc điểm khí tượng thủy văn lưu vực nghiên cứu
a. Đặc điểm khí tượng
o

o

Nhiệt độ trong vùng nghiên cứu trung bình biến động từ 25 C ÷ 26 C, thường
nhiệt độ vùng núi thấp hơn vùng đồng bằng; độ ẩm trung bình năm khoảng 85%, các
tháng mùa mưa độ ẩm cao hơn các tháng mùa khô; bốc hơi trung bình khoảng
800mm÷900 mm, thường đồng bằng cao hơn miền núi; số giờ nắng khá cao, vùng

đồng bằng khoảng 2.000 ÷ 2.200 giờ/năm, tại trạm Ba Tơ khoảng 1.985 giờ/năm; gió
bão trong lưu vực thay đổi rõ rệt theo mùa, tháng 5 đến tháng 9 là hướng gió Đơng
Nam và Tây Nam, tháng 10 đến tháng 4 là hướng gió Đơng và Đơng Bắc, hai hướng
gió trên là hướng thịnh hành trong hai mùa khô và mùa mưa. Chế độ mưa: Mưa trong
lưu vực có xu hướng giảm dần từ Bắc vào Nam và từ Tây sang Đông, mưa lớn nhất ở
các vùng núi cao như Ba Tơ: 3.635 mm/năm, Giá Vực 3.368 mm/năm, vùng đồng
bằng và ven biển thấp hơn, tại Sông Vệ là 1.654 mm/năm, tại Mộ Đức là 2.076
mm/năm. Mùa mưa thường kéo dài từ tháng 9 đến tháng 12 với lượng mưa chiếm 70 ÷
75% tổng lượng mưa cả năm, mưa đặc biệt lớn thường xảy ra vào hai tháng 10 và 11,
lượng mưa trong hai tháng này chiếm tới 40 ÷ 50% tổng lượng mưa năm. Bão, gió


7

mùa Đông Bắc cùng với mưa lớn trong các tháng 10 và 11 luôn gây ra lũ lụt, úng ngập,
sạt lở bờ sông ở đồng bằng, lũ ống, lũ bùn đá, sạt trượt ở miền núi. Lượng mưa lớn
quan trắc được ở một số trạm như: Trạm Gia Vực 5.095mm, trạm Sơn Giang
5.157mm, trạm Ba Tơ 6.520mm, trạm Quảng Ngãi 3.947mm.
Bảng 1.1: Lượng mưa trung bình tháng và tỷ lệ so với lượng mưa năm của một số trạm thuộc lưu
vực nghiên cứu
Đơn vị: mm
Trạm
I
II
An
Chỉ
Tỷ lệ
(%)
Ba
Tơ

Tỷ lệ
(%)
Giá
Vực
Tỷ lệ
(%)
Minh
Long
Tỷ lệ
(%)

123

4,76

150

4,13

81,5

2,42

154

4,05

Mộ
Đức

91,2

Tỷ lệ
(%)
Sông

4,39


Vệ
Tỷ lệ
(%)

33,6

2,03


8

b.

Đặc điểm thủy văn

Cũng tương ứng như chế độ mưa, thủy văn dịng chảy trong năm phân phối khơng
đều và chia làm hai mùa rõ rệt là mùa lũ và mùa cạn, lượng dịng chảy các tháng trong
năm khơng đều, chênh lệch rất lớn giữa tháng ít nước và tháng nhiều nước. Thường
mùa lũ chậm hơn mùa mưa một tháng và kéo dài trong 3 tháng (từ tháng 10 đến hết
tháng 12). Biến động dòng chảy giữa các năm nhiều nước và ít nước có thể gấp 4 đến
7 lần, giữa các tháng nhiều nước và ít nước cũng gấp từ 2 đến 12 lần. Lũ chính vụ

thường xảy ra từ giữa tháng 10 đến hết tháng 11, lượng dòng chảy lớn nhất vào tháng
11 chiếm khoảng 30% tổng lượng dòng chảy cả năm (đặc biệt tại trạm Sơn Giang
lượng dòng chảy tháng 11 năm 1998 chiếm tới 49%), lưu lượng lũ lớn nhất tại Sơn
3

3

Giang đạt tới 18.300m /s vào năm 1986, tại An Chỉ đạt 4.290 m /s năm 1997. Ngồi lũ
chính vụ lưu vực sơng cịn có lũ sớm, lũ muộn và lũ tiểu mãn: Lũ sớm thường xảy ra
từ cuối tháng 8 đến trung tuần tháng 10, biên độ lũ không lớn và thường là lũ đơn,
3

trong liệt đo đạc ghi nhận lũ sớm có Q max = 6.650 m /s tại trạm Sơn Giang (vào tháng
3

9/1997), tại An Chỉ đạt 1.310 m /s. Lũ muộn thường xảy ra vào tháng 12 đến nửa đầu
3

tháng 1 năm sau, tại Sơn Giang Qmax = 3.410m /s (vào tháng 12/1986), tại An Chỉ Q max =
3

2.910 m /s. Lũ tiểu mãn thường xảy ra vào tháng 5 và 6, lũ khơng lớn nhưng có ảnh
hưởng tới sản xuất nông nghiệp do đây là đầu vụ Hè Thu, trị số quan trắc được tại trạm
3

3

Sơn Giang là Qmax = 3.600 m /s vào tháng 5/1986, tại An Chỉ Qmax = 740 m /s.
Căn cứ vào tài liệu thực đo tại Sơn Giang và An Chỉ cho thấy lượng dòng chảy
trên lưu vực rất phong phú với mơ đun dịng chảy bình quân nhiều năm đạt 70 - 80

2

l/s/km . Dịng chảy năm trung bình nhiều năm tại trạm An Chỉ trên sơng Vệ, khống
2

3

chế diện tích lưu vực 841 km , lưu lượng dòng chảy năm đạt 64,6 m /s, ứng với mơ
2

đun dịng chảy 76,0 l /s/ km .
Bảng 1.2. Tần suất dòng chảy năm theo năm thuỷ văn [1]

Trạm
Sơn Giang
An Chỉ
+ Biến động dòng chảy năm
Sự biến đổi của dòng chảy năm trong nhiều năm khá lớn, hệ số biến sai Cv dòng
chảy năm đạt 0,46 ở trạm Sơn Giang, năm nhiều nước gấp 5 - 6 lần năm ít nước. Năm
3

1982 - 1983, lưu lượng năm chỉ đạt 63,7 m /s tương ứng với mô đun dòng chảy là


9
2

3

26,1/l/s/ km . Năm 1996 - 1997, dòng chảy năm đạt 359 m /s tương ứng với mơ đun

2

dịng chảy là 132,6 l/s/km .
Bảng 1.3. Biến động dòng chảy năm trong vùng và phụ cận[1]

Trạm

Sơng

Sơn

Trà

Giang

Khúc

An

Sơng

Chỉ

Vệ

An

An

Hồ

Lão

+ Phân phối dịng chảy trong năm
Theo chỉ tiêu vượt trung bình, mưa lũ bao gồm những tháng liên tục có lượng
dịng chảy vượt q 8% lượng dòng chảy năm với xác suất xuất hiện ≥ 50%, mùa cạn
bao gồm những tháng còn lại trong năm. Theo chỉ tiêu này thì mùa mưa lũ ở lưu vực
sông Trà Khúc kéo dài 3 tháng từ tháng X tới tháng XII, mùa kiệt kéo dài 9 tháng từ
tháng I đến tháng IX. Mùa mưa ở đây kéo dài 4 tháng, nhưng mùa lũ chỉ có 3 tháng và
thường mùa lũ chậm hơn mùa mưa 1 tháng. Vào tháng IX hàng năm tuy đã bước vào
mùa mưa thực sự nhưng do lưu vực vừa trải qua một thời kỳ nắng nóng, lượng mưa
rơi xuống chủ yếu tăng độ ẩm lưu vực, dịng chảy chỉ tăng thêm chút ít, phải sang
tháng X lượng mưa lớn dồn tập trung lúc đó mới thực sự bước vào mùa lũ.
Trong năm, dòng chảy phân bố khơng đều, lượng dịng chảy mùa lũ chiếm 65 –
70% tổng lượng dòng chảy cả năm trong khi đó lượng dịng chảy mùa kiệt từ tháng I
tới tháng IX chỉ chiếm 3 – 35%. Trong năm có hai thời kỳ kiệt xảy ra vào tháng IV và
tháng VIII. Tháng kiệt nhất lượng dòng chảy chỉ chiếm xấp xỉ 2% lượng mưa cả năm.
3

Những năm kiệt nhất, lưu lượng tháng IV chỉ đạt 21,6 m /s (IV 1983) với mơđun
2

dịng chảy là 8,9 l/s km tại Sơn Giang.
c. Dịng chảy lũ


10

Hình 1.2. Bản đồ mạng lưới sơng lưu vực nghiên cứu

+

Chế độ lũ

Mùa lũ hàng năm trên lưu vực sông Vệ kéo dài từ tháng X tới tháng XII. Tuy nhiên
mùa lũ ở đây cũng không ổn định. Nhiều năm lũ xảy ra từ tháng IX và cũng nhiều năm
sang tháng I năm sau vẫn có lũ. Điều này chứng tỏ lũ lụt ở Quảng Ngãi có sự biến động
khá mạnh mẽ. Trong những thập kỳ gần đây lũ lụt xảy ra ngày một thường xuyên hơn, bất
bình thường hơn với những trận lũ lụt rất lớn và gây hậu quả rất nặng nề như lũ lụt những
năm 1986, 1996, 1998, 1999, 2013… Lượng dòng chảy 3 tháng mùa lũ chiếm tới 65 -75%
tổng lượng dòng chảy năm, lượng nước biến đổi của mùa lũ giữa các năm khá lớn, năm
nhiều lượng nước của mùa lũ có thể gấp 10 lần lượng nước của mùa lũ năm ít nước (năm
3

1966 có tổng lượng nước 3 tháng mùa lũ 3.401 m /s trong khi đó tổng lượng nước 3
3

tháng mùa lũ của năm 1982 chỉ là 355 m /s).


11

Bảng 1.4. Lưu lượng lớn nhất và nhỏ nhất ở trạm thủy văn trên sông Vệ

Sông
Sông Vệ
Lũ tiểu mãn: Vào các tháng V, VI có mưa tiểu mãn gây ra lũ tiểu mãn với trị số đã
3

quan trắc lớn nhất đạt 169 m /s tại trạm Sơn Giang vào ngày 18/ 5/1986.

Lũ sớm: Lũ xảy ra vào cuối tháng VIII đến đầu tháng X gọi là lũ sớm. Lũ sớm
thường có biên độ khơng lớn, lượng nước trong các sơng suối còn ở mức thấp, lũ sớm
thường là lũ đơn 1 đỉnh. Đây là thời kỳ lũ gây thiệt hại cho sản xuất nơng nghiệp vì
trùng vào thời kỳ thu hoạch.
Lũ muộn: Lũ xảy ra vào tháng XII đến nũa đầu tháng I năm sau được coi là lũ
muộn. Lũ thời kỳ này ảnh hưởng đến thời vụ gieo trồng của sản xuất nông nghiệp.
Lũ lớn nhất trong năm thường xảy ra vào tháng XI là tháng có mưa lớn nhất.
Bảng 1.5. Khả năng xuất hiện lũ lớn nhất trong năm tại vị trí trạm đo trên sơng Vệ

Tên trạm
An Chỉ

+

Mực nước lũ

Đặc điểm của dòng chảy lũ là biên độ lũ cao, cường suất nước lũ lớn, thời gian lũ
lên ngắn, dạng lũ nhọn: Đặc điểm này là do cương độ mưa lớn, tập trung nhiều đợt,
tâm mưa nằm ở trung hạ du các lưu vực sông, độ dốc sông lớn, nước tập trung nhanh.

Sông

Trạm

Sông Vệ

An chỉ


Hạ du các sông chịu ảnh hưởng thủy triều mạnh, một số cơn bão mạnh đã làm

nước dâng lên ở vùng ven biển rất lớn, nên lũ có cơ hội gặp đỉnh triều thì sẽ gây lũ
lớn ở hạ du các sông.


12

+ Lưu lượng đỉnh lũ
Căn cứ vào số liệu thực đo tại trạm An Chỉ trên sông Vệ khống chế diện tích lưu vực
2

841 km có tài liệu đo đạc từ năm 1977-2000 cho thấy những năm lũ lớn là 1987, 1999 ở
3

hạ du lưu lượng lũ lớn đo được đạt tới 4.290 m /s tương ứng với mơđun dịng chảy l là
3

2

5.020 m /s km . Lũ lớn nhất đo được trong thời kỳ từ 1976 - 2000 với Qmax
3

= 18.400 m /s vào ngày 3 /XII/1986. Những trận lũ lớn sau đó xảy ra vào các năm
1999, 1998, 1996.
Bảng 1.7. Lũ lớn nhất trên lưu vực sông Vệ từ năm 1977 – 2001
Trạm
An Chỉ
+

Tổng lượng lũ

Do đặc điểm địa hình các sơng Miền Trung ngắn, dốc, thời gian duy trì các trận lũ
thường chỉ 3 - 5 ngày. Tổng lượng lũ 1 ngày lớn nhất chiếm tới 30 – 35% tổng lượng
3

của toàn trận lũ . Tại An Chỉ, tổng lượng lũ 5 ngày đạt tới 946,1 triệu m lũ năm 1999,
3

đạt 551,6 triệu m lũ năm 1998.
Bảng 1.8. Tổng lượng lũ lớn nhất thời đoạn tại các trạm thủy văn trên sông Vệ

Trạm

An Chỉ

Quan hệ giữa lưu lượng đỉnh lũ và tổng lượng lũ 1 ngày max tương đối chặt chẽ,
thể hiện hệ số tương quan đạt R =0 ,96 tại An Chỉ.
d. Dòng chảy mùa kiệt
Về mùa kiệt, dịng chảy trong sơng nhỏ, nguồn cung cấp nước cho sông chủ yếu
là nước ngầm. Mùa kiệt trên sông Vệ kéo dài từ tháng II tới tháng IX với tổng lượng
dòng chảy chỉ chiếm 30 – 35% tổng lượng dịng chảy năm. Trong năm có 2 thời kỳ
kiệt, thời kỳ kiệt nhất xuất hiện vào tháng IV.


Theo số liệu quan trắc từ 1977-2001 thì năm kiệt nhất là năm 1982-1983. Đây là
năm kiệt nhất trong toàn vùng duyên hải Nam Trung Bộ. Lưu lượng nhỏ nhất tuyệt