Luận văn thạc sĩ nghiên cứu mô phỏng lũ cho lưu vực sông trà khúc có xét đến vận hành hệ thống hồ chứa

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

NGUYỄN THỊ HẢI

NGHIÊN CỨU MƠ PHỎNG LŨ CHO LƯU VỰC
SƠNG TRÀ KHÚC CĨ XÉT ĐẾN VẬN HÀNH
HỆ THỐNG HỒ CHỨA

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THỦY

Đà Nẵng – Năn 2020


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

NGUYỄN THỊ HẢI

NGHIÊN CỨU MƠ PHỎNG LŨ CHO LƯU VỰC
SƠNG TRÀ KHÚC CĨ XÉT ĐẾN VẬN HÀNH
HỆ THỐNG HỒ CHỨA

Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình thủy
Mã số: 8580202

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THỦY

Người hướng dẫn khoa học: TS. LÊ HÙNG

Đà Nẵng – Năn 2020


LỜI CAM ĐOAN
Tôi là Nguyễn Thị Hải, xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng
tơi. Các nội dung và kết quả nghiên cứu trong Luận văn là trung thực và chưa được ai
công bố trong bất kỳ cơng trình khoa học nào.

Tác giả

Nguyễn Thị Hải


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình làm luận văn này, học viên xin bày tỏ lịng kính trọng và biết ơn
sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn TS. Lê Hùng đã tận tình hướng dẫn học viên trong
suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thiện Luận văn.
Học viên xin cảm ơn Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, Ban Đào tạo sau
Đại học Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng đã tạo điều kiện thuận lợi cho học viên
trong thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Học viên xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các quý thầy cơ và các bạn đồng
nghiệp, đã đóng góp nhiều ý kiến thiết thực để học viên hoàn thiện luận văn.
Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã động viên và tạo điều
kiện thuận lợi để học viên hồn thành luận văn của mình.


MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN............................................................................................................... 1
LỜI CAM ĐOAN.......................................................................................................... 1
MỞ ĐẦU....................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài......................................................................................... 1
2. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu......................................................................... 2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.......................................................................... 2
4. Phương pháp nghiên cứu....................................................................................... 2
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài............................................................... 2
6. Nội dung luận văn.................................................................................................. 3
Chương 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ DỰ BÁO LŨ..................4
1.1. Tổng quan các nghiên cứu trong nước................................................................ 4
1.2. Tình hình nghiên cứu ngồi nước....................................................................... 6
1.3. Đề xuất hướng nghiên cứu.................................................................................. 9
Chương 2: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN LƯU
VỰC SƠNG TRÀ KHÚC........................................................................................... 11
2.1. Vị trí địa lý........................................................................................................ 11
2.2. Địa hình............................................................................................................ 11
2.3. Thảm phủ.......................................................................................................... 12
2.4. Mạng lưới sông suối......................................................................................... 13
2.5. Mạng lưới trạm Khí tượng Thủy văn................................................................ 14
2.5.1. Trạm Khí tượng......................................................................................... 14
2.5.2. Trạm Thủy văn cơ bản............................................................................... 14
2.5.3. Trạm đo mưa.............................................................................................. 15
2.6. Chế độ mưa....................................................................................................... 15
2.6.1. Đặc trưng mưa........................................................................................... 15
2.6.2. Mưa gây lũ................................................................................................. 17
2.7. Chế độ lũ.......................................................................................................... 19
2.7.1. Chế độ lũ................................................................................................... 19
2.7.2. Đặc trưng lũ............................................................................................... 20
2.7.3. Phân bố lũ.................................................................................................. 21

2.7.4. Đỉnh lũ năm............................................................................................... 21
Chương 3: XÂY DỰNG MƠ HÌNH THỦY LỰC MIKE 11 CHO
LƯU VỰC SƠNG TRÀ KHÚC.................................................................................. 24
3.1. Thiết lập mơ hình thủy văn............................................................................... 24


3.1.1. Tổng quan về mơ hình tốn thủy văn......................................................... 24
3.1.2. Thiết lập mơ hình....................................................................................... 27
3.1.3. Hiệu chỉnh mơ hình................................................................................... 32
3.1.4. Kiểm định mơ hình.................................................................................... 38
3.2. Thiết lập mơ hình thủy lực................................................................................ 42
3.2.1. Giới thiệu mơ hình..................................................................................... 42
3.2.2. Nội dung thực hiện.................................................................................... 45
3.3. Kết luận............................................................................................................ 51
Chương 4: MÔ PHỎNG CÁC KỊCH BẢN XẢ LŨ CỦA HỒ CHỨA DỰA TRÊN
QUY TRÌNH VẬN HÀNH LIÊN HỒ CHỨA MỤC ĐÍCH CẮT GIẢM LŨ CHO HẠ
DU............................................................................................................................... 56
4.1. Thiết lập mơ hình điều tiết hồ chứa.................................................................. 56
4.1.1. Giới thiệu mơ hình điều tiết hồ chứa.......................................................... 56
4.1.2. Nguyên tắc điều hành hệ thống hồ chứa.................................................... 58
4.2. Các kịch bản xả lũ của hồ chứa........................................................................ 61
4.2.1. Vận hành hạ mực nước hồ đưa về mực nước đón lũ..................................61
4.2.2. Vận hành hồ chứa giữ mực nước ở mức mực nước dâng bình thường......63
4.2.3. Vận hành theo quy trình............................................................................. 64
4.3. Kết luận............................................................................................................ 66
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..................................................................................... 68
1. Kết luận............................................................................................................... 68
2. Kiến nghị............................................................................................................. 68
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 69
PHỤ LỤC.................................................................................................................... 70

NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG LŨ CHO LƯU VỰC SÔNG TRÀ KHÚC CÓ
XÉT ĐẾN VẬN HÀNH HỆ THỐNG HỒ CHỨA
Học viên: Nguyễn Thị Hải
Chun ngành: Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình thủy
Mã số:
Khóa: K37.CTT;
Trường: Đại học Bách Khoa - Đại học Đà Nẵng
Tóm tắt: Sơng Trà Khúc là con sơng lớn nhất thuộc tỉnh Quảng Ngãi. Mùa mưa, do ảnh
hưởng kết hợp của các hình thế như khơng khí lạnh, Bão, Áp thấp nhiệt đới và đới gió
Đơng trên cao nên thường gây mưa to đến rất to trên lưu vực sông Trà Khúc. Mưa lớn đã
gây ra nhiều đợt lũ lớn làm thiệt hại nặng nề về người và tài sản. Từ đó ảnh hưởng đến
tình hình phát triển kinh tế-xã hội tại các địa phương nói riêng và tỉnh Quảng Ngãi nói
chung. Ngồi ra, ở thượng lưu lưu vực sơng Trà Khúc hiện nay có hệ thống hồ chứa lớn
đã, đang và sắp đi vào vận hành. Vì vậy, cần vận hành hồ chứa theo đúng quy trình để vừa
đảm bảo cắt giảm lũ cho hạ du, vừa đảm bảo hiệu quả phát điện và an tồn cơng trình đập.
Các phương án cảnh báo, dự báo lũ về hạ du hiện nay trên lưu vực sông Trà Khúc chưa
được tích hợp các hồ chứa vào mơ hình. Trước những vấn đề đó, luận văn đã phân tích
đánh giá điều kiện tự nhiên, đặc điểm khí tượng thủy văn, xây dựng bộ mơ hình Mike 11
cho lưu vực sơng Trà Khúc, tích hợp với mơ hình Mike Nam và mơ đun vận hành hồ
chứa, từ đó mơ phỏng lũ về hạ du. Luận văn đã đưa ra một số kịch bản xả lũ và đánh giá
được khả năng cắt giảm lũ cho hạ du của các hồ chứa.

Từ khóa: Cảnh báo, dự báo lũ, vận hành hồ chứa, Quảng Ngãi.
STUDY ON FLOOD SIMULATION FOR THE TRA KHUC RIVER
BASIN CONSIDERING THE RESERVOIRS OPERATING SYSTEM
Abstract: Tra Khuc River is the largest river in Quang Ngai province. In the rainy
season, due to the combined effects of cold air, storm, tropical depression and the high
East wind, it often causes heavy rain on the Tra Khuc river basin. Heavy rains have caused

many big floods, causing serious damage to people and property. Since then, it affects the
socio-economic development in localities in particular and Quang Ngai province in
general. In addition, in the upstream of Tra Khuc river basin, there is a


large reservoir system that has been, is and is about to be put into operation. Therefore,
it is necessary to operate the reservoir according to the correct process to ensure flood
reduction for downstream, while ensuring power generation efficiency and dam safety.
The current flood warning and forecasting plans on the Tra Khuc river basin have not
been integrated with reservoirs into the model. Facing these problems, the thesis
analyzed and assessed the natural conditions, hydro-meteorological characteristics,
built the Mike 11 model set for the Tra Khuc river basin, integrated with the Mike
Nam model and the on the reservoir, thereby simulating the flood downstream. The
thesis has given a number of flood discharge scenarios and assessed the ability to
reduce floods for downstream of reservoirs.

Keywords: Flood warning, forecasting, reservoir operation, Quang Ngai


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1: Bản đồ địa hình tỉnh Quảng Ngãi................................................................ 11
Hình 2.2: Phân bố lượng mưa năm trên tồn tỉnh........................................................ 16
Hình 3.1: Sơ đồ cấu trúc của mơ hình Nam................................................................. 25
Hình 3.2: Bản đồ phân chia tiểu lưu vực phục vụ tính tốn mơ hình Mike Nam.........29
Hình 3.3: Vị trí các trạm đo mưa và các tiểu lưu vực để thiết lập mơ hình MIKE-NAM
lưu vực sơng Trà Khúc................................................................................................ 30
Hình 3.4: Sơ đồ q trình hiệu chỉnh thơng số mơ hình.............................................. 32
Hình 3.5: Q trình lũ tính tốn và thực đo tại trạm Sơn Giang..................................36
Hình 3.6: Quá trình lũ tính tốn và thực đo tại hồ Đak Drinh...................................... 37
Hình 3.7: Q trình lũ tính tốn và thực đo tại hồ Nước Trong................................... 38

Hình 3.8: Sơ đồ khối quá trình kiểm định mơ hình...................................................... 39
Hình 3.9: Q trình lũ tính tốn và thực đo tại Sơn Giang..........................................40
Hình 3.10: Q trình lũ tính tốn và thực đo tại hồ ĐakĐrinh..................................... 41
Hình 3.11: Q trình lũ tính tốn và thực đo tại hồ Nước Trong................................. 42
Hình 3.12: Sơ đồ sai phân hữu hạn 6 điểm ẩn Abbott.................................................. 44
Hình 3.13: Sơ đồ sai phân 6 điểm ẩn Abbott trong mặt phẳng x~t..............................44
Hình 3.14: Sơ đồ thủy lực sơng Trà Khúc................................................................... 46
Hình 3.15: Bản đồ mạng lưới thủy lực lưu vực sông Trà Khúc................................... 47
Hình 3.16: Khai báo đập dâng Thạch Nham................................................................ 48
Hình 3.17: Khai báo các cơng trình trên sơng Trà Khúc.............................................. 48
Hình 3.18: Mạng thủy lực một chiều hệ thống sông thuộc lưu vực sơng Trà Khúc.....49
Hình 3.19: Q trình mực nước lũ tính tốn và thực đo trận lũ ngày 29/11/2016 –
11/12/2016 lưu vực sơng Trà Khúc.............................................................................. 50
Hình 3.20: Q trình mực nước lũ tính tốn và thực đo trận lũ ngày 14/11/201319/11/2013 lưu vực sơng Trà Khúc.............................................................................. 51
Hình 4.1: Cây ra quyết định cho một cơng trình tại một bước thời gian......................57
Hình 4.2: Các giá trị tham chiếu của hồ chứa.............................................................. 59
Hình 4.3: Các giá trị tham chiếu của trạm thủy văn dưới hạ lưu.................................60
Hình 4.4: Khai báo hồ chứa vào mơ đun và các lệnh điều khiển.................................61
Hình 4.5: Q trình lưu lượng đến và lưu lượng xả, mực nước hồ thủy điện ĐakĐrinh
62
Hình 4.6: Quá trình lưu lượng đến và lưu lượng xả, mực nước hồ thủy điện Nước
Trong........................................................................................................................... 62
Hình 4.7: Quá trình mực nước thực đo và sau khi điều tiết trạm thủy văn Trà Khúc...63


Hình 4.8: Quá trình lưu lượng đến và lưu lượng xả, mực nước hồ thủy điện ĐakĐrinh
63
Hình 4.9: Quá trình lưu lượng đến và lưu lượng xả, mực nước hồ thủy điện Nước
Trong........................................................................................................................... 64
Hình 4.10: Quá trình mực nước thực đo và sau khi điều tiết trạm thủy văn Trà Khúc . 64

Hình 4.11: Quá trình lưu lượng đến và lưu lượng xả, mực nước hồ thủy điện ĐakĐrinh
65
Hình 4.12: Quá trính lưu lượng đến và lưu lượng xả, mực nước hồ thủy điện Nước
Trong........................................................................................................................... 65
Hình 4.13: Quá trình mực nước thực đo và sau khi điều tiết trạm thủy văn Trà Khúc . 66

Hình 4.14: Quá trình mực nước tại Trà Khúc lúc chưa điều tiết và sau khi điều tiết của
3 phương án................................................................................................................. 66


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Các đặc trưng hình thái của sông Trà Khúc và các nhánh...........................14
Bảng 2.2: Danh sách trạm khí tượng cơ bản................................................................ 14
Bảng 2.3: Danh sách trạm Thủy văn cơ bản................................................................ 15
Bảng 2.4: Danh sách trạm đo mưa nhân dân............................................................... 15
Bảng 2.5: Lượng mưa TBNN thuộc lưu vực sơng Trà Khúc.......................................15
Bảng 2.6: Tổng lượng mưa trung bình nhiều năm mùa lũ, mùa khô và một số tháng
trong năm.................................................................................................................... 16
Bảng 2.7: Tổng lượng mưa đợt mưa từ ngày 2-7/XII/1999......................................... 18
Bảng 2.8: Tổng lượng mưa đợt mưa từ ngày 14-17/XI/2013....................................... 18
Bảng 2.9: Lượng mưa sinh quá trình lũ lên trung bình trên lưu vực sơng Trà Khúc....18
Bảng 2.10: Lượng mưa ngày lớn nhất tại các trạm (từ 1977-2019).............................19
Bảng 2.11: Số trận lũ có đỉnh lũ trên BĐ3 xuất hiện trong năm.................................. 19
Bảng 2.12: Số trận lũ có đỉnh lũ trên BĐ2, BĐ3 xuất hiện từ 1976-2019...................20
Bảng 2.13: Bảng đặc trưng lũ...................................................................................... 20
Bảng 2.14: Đặc trưng biên độ lũ, cường suất lũ các sông........................................... 21
Bảng 2.15: Đỉnh lũ năm tại các trạm........................................................................... 22
Bảng 2.16: Khả năng xuất hiện lũ lớn nhất năm của các tháng................................... 23
Bảng 3.1: Danh sách trạm đo mưa và trạm khí tượng đầu vào của mơ hình................28

Bảng 3.2: Điều kiện đánh giá chất lượng bộ thông số mơ hình................................... 34
Bảng 3.3: Các trận lũ dùng để hiệu chỉnh mơ hình trên các sơng thuộc lưu vực sơng
Trà Khúc...................................................................................................................... 34
Bảng 3.4: Kết quả hiệu chỉnh bộ thông số mơ hình NAM.......................................... 35
Bảng 3.5: Kết quả đánh giá chất lượng mơ phỏng của mơ hình tại trạm Sơn Giang. . .36
Bảng 3.6: Kết quả đánh giá chất lượng mô phỏng của mơ hình tại hồ Đak Đrinh.......37
Bảng 3.7: Kết quả đánh giá chất lượng mơ phỏng của mơ hình tại hồ Nước Trong....38
Bảng 3.8:Các trận lũ dùng để kiểm định mơ hình trên các sơng thuộc lưu vực sơng Trà
Khúc............................................................................................................................ 39
Bảng 3.9: Kết quả kiểm định đánh giá chất lượng mơ phỏng của mơ hình tại trạm Sơn
Giang........................................................................................................................... 40
Bảng 3.10: Kết quả kiểm định đánh giá chất lượng mô phỏng của mơ hình tại hồ
ĐakĐrinh..................................................................................................................... 41
Bảng 3.11: Kết quả kiểm định đánh giá chất lượng mô phỏng của mô hình tại hồ Nước
Trong........................................................................................................................... 42
Bảng 3.12: Các cơng trình thu thập được trên lưu vực sông Trà Khúc........................47


Bảng 3.13: Bảng thông số dữ liệu thiết lập mô hình thủy lực lưu vực sơng Trà Khúc . 49

Bảng 3.14: Kết quả đánh giá chất lượng mô phỏng của mơ hình thủy lực lưu vực sơng
Trà Khúc cho trận lũ 29/11/2016 –11/12/2016............................................................ 50
Bảng 3.15: Kết quả đánh giá chất lượng mơ phỏng của mơ hình thủy lực lưu vực sông
Trà Khúc cho trận lũ 14/11/2013- 19/11/2013............................................................. 51
Bảng 3.16: Kết quả bộ thơng số mơ hình NAM tại các tiểu lưu vực thuộc lưu vực sông
Trà Khúc...................................................................................................................... 52
Bảng 3.17: Bảng thơng số mơ hình thủy lực lưu vực sơng Trà Khúc..........................55
Bảng 4.1: Bảng tổng hợp thông số kỹ thuật hồ chứa................................................... 59
Bảng 4.2: Bảng tra và biểu đồ quan hệ mực nước, dung tích hồ ĐakĐrinh.................60
Bảng 4.3: Bảng tra và biểu đồ quan hệ mực nước, dung tích hồ Nước Trong.............60

Bảng 4.4: Mức báo động lũ tại trạm thủy văn Trà Khúc.............................................. 61
Bảng 4.5: Thống kê lưu lượng, mực nước lớn nhất trước và sau khi điều tiết.............67


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Sơng Trà Khúc là con sơng lớn nhất thuộc tỉnh Quảng Ngãi. Nó bắt nguồn từ
núi Đắc Tơ Rôn với đỉnh cao 2.350 m do hợp nước của 4 con sông lớn là sơng Rhe,
sơng Xà Lị (Selo), sơng Rinh (Drinh), sơng Tang (Ong). Tổng cộng chiều dài là 150
km, đây là con sơng có độ dốc lớn ở vùng núi và giảm dần ở vùng đồng bằng. Đầu
nguồn của sơng có cơng trình thủy lợi Thạch Nham nên khi chảy về hạ lưu ở địa bàn
thành phố Quảng Ngãi, huyện Tư Nghĩa và huyện Sơn Tịnh nguồn nước trở nên cạn
kiệt. Mùa mưa, do ảnh hưởng kết hợp của các hình thế như khơng khí lạnh, Bão, Áp
thấp nhiệt đới và đới gió Đơng trên cao nên thường gây mưa to đến rất to trên lưu vực
sông Trà Khúc. Mưa lớn đã gây ra nhiều đợt lũ lớn làm thiệt hại nặng nề về người và
tài sản. Từ đó ảnh hưởng đến tình hình phát triển kinh tế-xã hội tại các địa phương nói
riêng và tỉnh Quảng Ngãi nói chung.
Trong thời gian qua, trên lưu vực sông Trà Khúc các hệ thống hồ chứa được xây
dựng và đã, đang đi vào vận hành Thực tế đã cho thấy các hồ chứa này đã có những
tác động khơngnhỏ đến chế độ lũ và ngập lụt ở hạ du các lưu vực sông. Nếu khơng có
chế độ vận hành hợp lý thì sẽ tác động tiêu cực và sẽ gây thiệt hại lớn cho vùng hạ du
các hồ chứa. Vì vậy, Quyết định số 911/QĐ-TTg ngày 25 tháng 7 năm 2018 của Thủ
tướng chính phủ đã quy định việc vận hành các hồ chứa Đakđrinh, Nước Trong, Sơn
Trà 1, Đak Re và Sơn Tây trong mùa cạn và mùa lũ. Việc vận hành hồ chứa theo đúng
quy trình làm sao để vừa đảm bảo cắt giảm lũ cho hạ du, vừa đảm bảo hiệu quả phát
điện và an tồn cơng trình đập là vấn đề rất quan trọng và cần thiết.
Phương án cảnh báo, dự báo lũ cho lưu vực sông Trà Khúc tại Đài Khí tượng
Thủy văn khu vực Trung Trung Bộ đã được xây dựng bằng mơ hình Mike 11. Tuy

nhiên, trong mơ hình này các hồ chứa chưa được tích hợp vào, việc dự báo lũ bằng mơ
hình có xét đến các hồ chứa ở thượng lưu đồng thời vận hành trên cơ sở Quy trình vận
hành liên hồ chứa đã được ban hành sẽ giúp các dự báo viên có thêm được một
phương án, từ đó đưa ra nhận định tương ứng để phục vụ công tác dự báo lũ, ngập lụt
cho hạ du. Mục đích là cùng hỗ trợ với các cơ quan của tỉnh Quảng Ngãi trong Phòng
chống thiên tai giảm thiểu tối đa các thiệt hại về người cũng như tài sản do lũ, ngập lụt
gây ra.


2

Do đó xuất phát từ những vấn đề trên học viên lựa chọn đề tài: “ Nghiên cứu
mô phỏng lũ cho lưu vực sơng Trà Khúc có xét đến vận hành hệ thống hồ chứa”
làm luận văn thạc sĩ.
2.Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu
Nắm rõ được đặc điểm tự nhiên, đặc điểm khí tượng thủy văn của lưu vực, quy
luật và sự hình thành diễn biến lũ. Thiết lập được bộ mơ hình Mike 11 tích hợp với mơ
hình Mike Nam và mô đun vận hành hồ chứa. Sau đó, đưa ra các kịch bản xả lũ của hồ
chứa, từ đó mơ phỏng, tính tốn lũ về hạ du, đánh giá được khả năng cắt giảm lũ của
các hồ chứa cho hạ du.
3.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: dòng chảy về các hồ chứa, dòng chảy lũ về hạ du lưu
vực sông Trà Khúc.
Phạm vi nghiên cứu:
- Phạm vi không gian: trên lưu vực sông Trà Khúc.
- Phạm vi thời gian: thời gian xảy ra 1 đợt lũ.
4. Phương pháp nghiên cứu
-

Phương pháp thống kê, xử lý số liệu: thu thập và phân tích các số liệu khí

tượng thủy văn, số liệu các hồ chứa trong khuôn khổ của luận văn của lưu vực nghiên
cứu.
-

Phương pháp mơ hình tốn: Sử dụng phần mềm hỗ trợ GIS: mapinfo, arcgis

nhằm hiển thị bản đồ và phân chia lưu vực; Sử dụng mơ hình thủy văn để mơ phỏng
dịng chảy lũ thượng lưu, thiết lập mơ hình thủy lực diễn tốn dịng chảy về hạ lưu.
-

Phương pháp lấy ý kiến chun gia: trong q trình nghiên cứu có tham vấn,

xin ý kiến của các chuyên gia, huy động được hiểu biết, kinh nghiệm của các chuyên
gia trong các lĩnh vực cần nghiên cứu, đồng thời kế thừa được những thành quả đã đạt
được.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Kết quả mơ phỏng dịng chảy đến các hồ chứa, diễn toán lũ về hạ du làm cơ sở
để các hồ chứa có phương án vận hành đúng quy trình, vừa đảm bảo hiệu quả phát
điện, vừa đảm bảo an tồn cơng trình đập.
Kết quả của luận văn thành cơng sẽ góp phần phịng tránh và giảm nhẹ thiệt hại
do lũ lụt gây ra, tạo điều kiện phát triển kinh tế xã hội vùng hạ du hệ thống sông.


3

Báo cáo nghiên cứu sẽ là tài liệu tham khảo hữu dụng cho các ngành liên quan
trong quản lý hệ thống lưu vực sông Trà Khúc.
Việc nghiên cứu sẽ giúp học viên nâng cao năng lực nghiên cứu và có thêm công
cụ để phục vụ công tác dự báo tại đơn vị.

6. Nội dung luận văn
Dự kiến bố cục và nội dung của luận văn gồm:
Phần Mở đầu
Chương I: Tổng quan tình hình nghiên cứu về dự báo lũ
1.1. Tổng quan các nghiên cứu trong nước
1.2. Tổng quan các nghiên cứu ngoài nước
1.3. Đề xuất hướng nghiên cứu
Chương II: Điều kiện tự nhiên, đặc điểm khí tượng thủy văn lưu vực sơng Trà
Khúc
2.1. Vị trí địa lý
2.2. Địa hình
2.3. Thảm phủ
2.3. Mạng lưới sơng suối
2.4. Mạng lưới trạm Khí tượng Thủy văn trên tỉnh Quảng Ngãi
2.5. Chế độ mưa
2.6. Chế độ lũ
Chương III: Xây dựng mơ hình thủy lực Mike 11 cho lưu vực sơng
3.1. Thiết lập mơ hình thủy văn
3.2. Thiết lập mơ hình thủy lực
Chương IV: Mơ phỏng các kịch bản xả lũ của hồ chứa dựa trên quy trình vận
hành liên hồ chứa cắt giảm lũ cho hạ du
4.1. Giới thiệu mơ hình điều tiết hồ chứa
4.2. Nguyên tắc điều hành hệ thống hồ chứa dựa trên quy trình vận hành liên hồ
chứa
4.3. Các kịch bản xả lũ của hồ chứa
Kết luận và kiến nghị


4

Chương 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ DỰ BÁO LŨ
1.1. Tổng quan các nghiên cứu trong nước
Tình hình lũ lụt ở nước ta ngày càng gia tăng cả về tần suất lẫn cường độ gây
thiệt hại nghiêm trọng đến người và tài sản làm ảnh hưởng đến tính hình phát triển
kinh tế xã hội ở nước ta. Trên các lưu vực sơng lớn trên có rất nhiều hồ chứa được xây
dựng và đã đi vào vận hành nhằm khai thác nguồn nước cho các mục đích phịng
chống lũ, cấp nước cho các nhu cầu sử dụng của các ngành ở thượng và hạ du.
Thực tế cho thấy trong thời gian qua các hồ chứa ở thượng nguồn đã có những
tác động khơng nhỏ đến chế độ lũ và ngập lụt ở hạ du các lưu vực sông. Nếu khơng có
chế độ vận hành hợp lý thì sẽ tác động tiêu cực và sẽ gây thiệt hại lớn cho vùng hạ du
các hồ chứa.
Các cơng trình và đề tài nghiên cứu của các tác giả trong nước:
- Đề tài xây dựng công cụ mô phỏng số phục vụ cho đề xuất, đánh giá và
điều
hành các phương án phòng chống lũ sơng Hồng – Thái Bình do Viện cơ học thuộc
Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam thực hiện.
-

Chương trình cấp Nhà nước về Phịng chống lũ sơng Hồng – Thái Bình do

Cục Quản lý đê điều và Phịng chống lụt bão thực hiện giai đoạn 1999-2002.
- Quy hoạch phịng chống lũ hệ thống sơng Hồng, sơng Thái Bình theo
Quyết
định số 92/2007/QĐ-TTg ngày 21/6/2007.
-

Năm 2005, Nguyễn Lan Châu và Nguyễn Quốc Anh đã trình bày kết quả ứng

dụng hệ thống thủy văn thủy lực trong bài toán điều hành hồ Hịa Bình mùa lũ năm
2005, sử dụng các mơ hình MARINE+TL (cho thượng lưu sơng Đà), mơ hình FIRR

(cho thượng nguồn sơng Lơ, Thao và Đà), mơ hình điều tiết dự báo hồ Hịa Bình, mơ
hình thủy lực 2 chiều cho các vị trí hạ lưu Hà Nội trên sơng Hồng, Phả Lại trên sơng
Thái Bình.
- Năm 2005, Nguyễn Văn Hạnh, Nguyễn Đức Diện, xây dựng mơ hình dự báo
lũ và đề xuất các kịch bản tính tốn. Các tác giả đã xây dựng và đưa vào áp dụng thử
nghiệm mơ hình dự báo lũ trung hạn (5 ngày) nhằm phục vụ điều hành hồ chứa trong
mùa lũ.
- Năm 2006, Ngô Huy Cẩn, Nguyễn Thành Đôn và Nguyễn Tuấn Anh đã
nghiên cứu tính tốn cho hệ thống sơng Hồng – Thái Bình với các mục tiêu:


5

+Gia cố hệ thống đê.
+Điều tiết lũ bằng các hồ chứa Hịa Bình, Thác Bà – Phân lũ vào sơng Đáy.
+Chậm lũ và các khu chậm lũ.
+Cho tràn qua một số đoạn đê đã chuẩn bị sẵn gọi là các đường tràn cứu hộ.
+Các tác giả dùng mơ hình dịng chảy một chiều và mơ hình hai chiều để đánh
giá khả năng cắt lũ của các hồ chứa
-

Năm 2006, Đoàn Xuân Thủy, Hà Ngọc Hiến, Nguyễn Văn Điệp, Ngô Huy

Cẩn và cộng sự, tính tốn điều tiết lũ phục vụ quy trình vận hành liên hồ cho hệ thống
3

sơng Hồng – Thái Bình với dung tích khoảng 500-700 triệu m . Các tác giả đã trình
bày xây dựng các kịch bản lũ cho trận lũ 125 năm, phục vụ cho việc xây dựng quy
trình tính tốn liên hồ chứa. Sử dụng bộ chương trình IMECH_1D được phát triển bởi
Viện cơ học với các modun tính tốn điều tiết hồ tự động và dự báo mực nước hạ du.

Kết quả tính tốn cho thấy khi có thêm hồ Tun Quang thì có thể nâng cao được mực
nước trước lũ của thủy điện Hịa Bình lên 2-3m, làm tăng 6.8% sản lượng điện trong
mùa lũ.
- Năm 2007, Nguyễn Hữu Khải và Lê Thị Huệ, Áp dụng mơ hình Hec-Ressim
điều tiết lũ hệ thống hồ chứa lưu vực sơng Hương, mơ hình cho phép xác định các
thơng số và thời gian thích trong vận hành hệ thống để đảm bảo an toàn hạ lưu và an
tốn bản thân các hồ chứa.
-

Năm 2010, Hồng Minh Tuyển xây dựng quy trình vận hành liên hồ chứa

sông Ba cắt giảm lũ cho hạ du. Nghiên cứu đã đề xuất các vấn đề mang đặc thù riêng
của hệ thống hồ chứa sông Ba. Đây là những luận cứ thực tiễn phục vụ xây dựng quy
trình vận hành liên hồ chứa sông Ba cắt giảm lũ đã được thủ tướng phê duyệt tháng
9/2010.
-

Năm 2011, Ts. Ngô Lê Long ứng dụng mơ hình Mike 11 mơ phỏng vận hành

hệ thống liên hồ chứa cắt giảm lũ cho hạ du-lưu vực sông SrePok tạo cơ sở cho việc đề
xuất quy trình vận hành liên hồ chứa phịng chống lũ cho hạ du.
Một số cơng trình và dự án nghiên cứu trên lưu vực sơng Trà Khúc:
- Năm 2001, KS Hồng Tấn Liên xây dựng bản đồ ngập lụt và dự báo nguy
cơ
ngập lụt hạ lưu sông Trà Bồng, sông Trà khúc, sông Vệ.


6

+

Đề tài đánh giá chế độ mưa lũ trên lưu vực sông Trà Khúc, Trà Bồng và sông

Vệ, điều tra khảo sát tình hình ngập lụt năm 1999, từ đó xây dựng bản đồ ngập lụt
vùng hạ lưu các sông trên cho trận lũ lớn nhất 1999 và bản đồ nguy cơ ngập lụt tương
ứng với các tần suất thiết kế. Đề tài này đã xây dựng được 32 mốc báo lũ đầu tiên tại
tỉnh Quảng Ngãi.
- Năm 2010-2011, Viện Địa lý thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
đã thực hiện đề tài: Nghiên cứu quy hoạch phòng chống và tiêu thốt lũ sơng Trà Khúc
và sơng Vệ, tỉnh Quảng Ngãi. Đề tài này thực hiện theo các mục tiêu sau:
+

Thiết lập ngân hàng cơ sở dữ liệu về lũ lụt và diễn biến lũ lụt phục vụ quy

hoạch phịng chống và tiêu thốt lũ trên sơng Trà Khúc và sông Vệ, tỉnh Quảng Ngãi.
+

Xác định tuyến hành lang thốt lũ vùng đồng bằng cửa sơng (đối với sông Trà

Khúc đoạn từ đập Thạch Nham đến Cửa Đại; đối với sơng Vệ đoạn từ Hành Tín Đơng
đến Cửa Lở) ứng với tần suất 1%, 5% và 10%.
+ Đề xuất định hướng các phương án quy hoạch phòng chống và tiêu thốt lũ
trên sơng Vệ, sơng Trà Khúc.
- Năm 2012, Ths Phạm Văn Chiến – Nghiên cứu hiệu chỉnh bản đồ nguy cơ
ngập lụt, mốc báo lũ theo các mức báo động lũ mới phục vụ phòng tránh, giảm nhẹ
thiệt hại do thiên tai tỉnh Quảng Ngãi.
Đề tài xây dựng được bộ bản đồ nguy cơ ngập lụt, nâng cấp mốc báo lũ cũ, điều
chỉnh các thông tin ghi trên mốc báo lũ theo các mức báo động lũ mới phù hợp với đặc
điểm mưa lũ, địa hình hiện nay tại vùng hạ lưu các sơng chính của tỉnh. Ứng dụng mơ
hình thủy văn, thủy lực dự báo lũ và nguy cơ ngập lụt cho 4 sơng chính của tỉnh nhằm

nâng cao chất lượng, hiệu quả các công cụ, tư liệu phục vụ cơng tác phịng chống lũ lụt
của tỉnh Quảng Ngãi.
1.2. Tình hình nghiên cứu ngồi nước
Trên thế giới, nghiên cứu về lũ lụt nói chung, cảnh báo, dự báo lũ lụt nói riêng
đã phát triển từ rất sớm. Trước đây, việc nhận định dự báo lũ lụt chủ yếu dựa vào kinh
nghiệm, đến thế kỷ XX, việc dự báo lũ lụt được thực hiện bằng phương pháp phân tích
khoa học. Cho đến nay, các cơng nghệ tính tốn thủy văn, dự báo dịng chảy được thực
hiện chủ yếu bằng các mơ hình tốn được xây dựng trên các cơ sở khoa học về động


7

lực học và chu trình thủy văn. Các mơ hình được nghiên cứu trong tính tốn, dự báo lũ
lụt trên thế giới hiện nay có thể kể đến:
- Knebla, M.R. và nnk (2005) đã xây dựng một mơ hình dự báo lũ cho lưu
vực
2

sơng San Antonio (diện tích khoảng 10.000 km ) ở bang Texas, Hoa Kỳ. Mơ hình dự
báo lũ này thực chất là sự kết hợp giữa mô hình thủy văn, thủy lực HEC-HMS, HECRAS và mơ hình dự báo mưa bằng radar NEXRAD với sự trợ giúp của cơng cụ GIS có
tên “Map to Map” sử dụng phần mở rộng ArcHydro trong ArcGIS cho khu vực nghiên
cứu. Mơ hình HEC-HMS trong nghiên cứu này là mơ hình thông số phân bố (sử dụng
lựa chọn lũ đơn vị ModClark) với ô lưới 4km x 4km tương ứng với độ phân giải của
mưa lưới từ mơ hình dự báo mưa bằng radar NEXRAD. Công cụ “Map to Map” được
sử dụng để xây dựng các bản đồ đất, thảm phủ dạng lưới làm đầu vào cho HEC-HMS.
Mơ hình kết hợp này đã được hiệu chỉnh với lưu lượng thực đo tại 12 trạm thủy văn
trong lưu vực và được kiểm định với thông tin từ ảnh vệ tinh Landsat TM để đảm bảo
độ tin cậy. Công cụ GIS được sử dụng để xây dựng cơ sở dữ liệu bản đồ ngập lụt.
Nghiên cứu đã thử nghiệm dự báo cho trận lũ lớn mùa hè năm 2002 và kết quả đạt
được là khá tốt. Mơ hình kết hợp này đã mở ra triển vọng cho việc dự báo lũ với phạm

vi
-

vùng và có thể áp dụng cho nhiều vùng khác nhau ở Hoa Kỳ.
Linda See và Robert J. Abrahart (2001) đã sử dụng mơ hình chắp nối dữ liệu

(Multi model data fussion) để dự báo thủy văn cho sông Ouse tại trạm Skelton ở Đơng
Bắc nước Anh. Mục đích của việc chắp nối dữ liệu là để tận dụng tối đa các nguồn dữ
liệu sẵn có trong dự báo thủy văn, sau đó sử dụng kết hợp với các mơ hình mạng Nơ
ron nhân tạo, các phép phân tích thống kê để dự báo dịng chảy rồi lựa chọn mơ hình
tốt nhất cho lưu vực nghiên cứu. Nghiên cứu còn chỉ ra khả năng nâng cao chất lượng
dự báo bằng việc chắp nối dữ liệu quan trắc tức thời khi thiết kế và xây dựng các trạm
đo đạc tự động và hệ thống cảnh báo lũ.
ở

Ranzi, R. và nnk (2002) đã tiến hành nghiên cứu dự báo lũ cho các lưu vực

vùng An-pơ bằng mơ hình tích hợp khí tượng-thủy văn (BOLAM-DIMOSOP) trong
khn khổ của chương trình nghiên cứu của cộng đồng châu Âu có tên RAPHAEL và
MAP-SOP. Mơ hình tích hợp BOLAM-DIMOSOP nói trên có thể đưa ra các dự báo
trước từ 3 đến 5 ngày có độ chính xác cao. Tuy nhiên khi áp dụng mơ hình tích hợp
này ở Việt Nam cho lưu vực sông Hồng và sông Thái Bình trong chương trình hợp tác


8

song phương giữa Chính phủ Việt Nam và Italia mà trường Đại học Thủy lợi là cơ
quan thực hiện chính ở phía Việt Nam thì kết quả đạt được chưa cao; một phần là bởi
những thông tin quan trọng về lưu vực sơng Hồng ở phía Trung Quốc khơng có; một
phần là bởi mơ hình động lực khí quyển trong BOLAM xây dựng cho khu vực ôn đới

nên cần nhiều thời gian và kinh nghiệm để chỉnh sửa thì mới phù hợp với khu vực
nhiệt đới gió mùa ở Việt Nam.
-

James Oloche OLEYIBLO, Zhi-jia LI (2010) Application of HEC-HMS for

flood forecasting in Misai and Wan’an catchments in China đã nghiên cứu ứng dụng
mơ hình HEC-HMS để dự báo lũ cho lưu vực Misai và Wan’an ở Trung Quốc. Kết quả
dự báo về lưu lượng đỉnh lũ, tổng lượng lũ và thời gian xuất hiện đỉnh lũ là khá chính
xác với thực tế khi so sánh với các tài liệu có sẵn về các trận lũ lịch sử đã xảy ra. Điều
này cho thấy mơ hình HEC-HMS là thích hợp với lưu vực nghiên cứu. Mặc dù cấu
trúc mơ hình HEC-HMS là đơn giản, tuy nhiên kết quả dự báo lũ khá chính xác.
- Năm 2006, Xiang-YangLi,K.W Chau,Chun-TianCheng,Y.S.L sử dụng hệ
thống cảnh báo trên Web cho vùng shuangpai ở Trung Quốc (WFFS). Dự báo lũ truyền
thống và vận hành các hồ chứa ở Trung Quốc trên cơ sở tính tốn thủy văn thơng qua
chương trình tính trên máy tính. Hệ thống dự báo lũ trên cơ sở Web, bao gồm 5 mơ
đun chính; dữ liệu mưa theo thời gian thực, mơ hình dự báo thủy văn, mơ hình hiệu
chỉnh, mơ hình dự báo mưa và phân tích lũ, được trình bày ở đây. WFFS mang lại ý
nghĩa thuận tiện hơn cho người dự báo lũ và điều khiển, cho phép phân bố thời gian
thực trong phạm vi rộng, cảnh báo lũ tại các vị trí khác nhau theo khơng gian và thời
gian. WFFS đã phát triển ngôn ngữ Java và ứng dụng trong khu vực shuangpai với kết
quả tốt.
-

Năm 2011, GihaLee, SunminKim, KwansueJung và YasutoTachikawa đã phát

triển lưu vực hệ thống với mơ hình mưa – dịng chảy là điều cần thiết cho quản lý tổng
hợp tài nguyên nước trong đánh giá các lựa chọn quản lý thay thế và quản lý tài
nguyên theo thời gian thực. Nghiên cứu này đã phát triển một mơ hình hệ thống phân
bố mưa – dịng chảy dựa trên hệ thống mơ hình hướng đối tượng thủy văn cho lưu vực

sông lớn (đập lưu vực Daechung, Hàn Quốc, 3.994 km2). Các tác giả đã áp dụng 3 mơ
đun thủy văn mơ phỏng dịng chảy, dịng chảy trong kênh, hồ chứa nước và lưu lượng
xả, sau đó liên kết các mơ đun lại với nhau theo OhyMoS để mô phỏng dự báo tại 8


9

cửa ra. Hệ thống mơ hình phát triển có thể được sử dụng cho việc lập kế hoạch tài
nguyên nước và quản ly đập Daechung và cũng có thể dễ dàng mở rộng cho các lưu
vực lớn khác, chẳng hạn như tồn bộ lưu vực sơng Geum.
- J.Yazdi, S.A.A.SalehiNeyshabouri đã kết hợp mơ hình mơ phỏng và mơ hình
tối ưu cho quản lý lũ. Trong nghiên cứu này, thuật toán được trình bày cho thiết kế tối
ưu cơng trình và phi cơng trình, dao động lũ đo đạc cơ sở tiếp cận mơ phỏng tối ưu.
Mơ hình thủy động một chiều MIKE11 được sử dụng mô phỏng các kịch bản lũ dưới
sự thay đổi tổ hợp đo đạc cơng trình và phi cơng trình và mơ hình này được kết hợp
với mơ hình tối ưu đa mục đích NSGA-II nhận được lời giải tối ưu Pareto giữa 2 mục
tiêu mâu thuẫn lẫn nhau là minimum chi phí đầu tư cho công tác đo đạc để giảm lũ và
tiềm năng giảm ngập lụt của các bãi ngập lũ. Mơ hình này được ứng dụng cho lưu vực
nhỏ tại Iran.
-

BertrandRichaud, HenrikMadsen, DanRosbjerg, lausB.Pedersen và Long

L.Ngo (2011)[36] đã áp dụng kỹ thuật tối ưu – mơ phỏng để giải quyết bài tốn vận
hành đa mục đích, Bài báo này với mục đích tiếp cận theo hướng tối ưu – mô phỏng đa
mục tiêu với các quy tắc cứng điều phối tối ưu và quy tắc tối ưu thời gian thực. Quy
tắc cứng sẽ sử dụng công cụ tối ưu – mô phỏng để đưa ra các quy tắc vận hành hồ
chứa Hồ Bình, Quy tắc tối ưu thời gian thực được sử dụng tối ưu trực tuyến với mục
đích dự báo ngắn hạn, điều tiết lũ, thủy điện và giảm lũ cho hạ lưu sông Hồng. Tiếp
cận nhận được thỏa hiệp giữa các mục tiêu. Lựa chọn phương pháp tối ưu Pareto ,

tham chiếu tối ưu có thể làm giảm lũ ở hạ lưu của sông Hồng, và gia tăng phát điện và
lưu trữ nước cho mùa cạn. Thủ tục tối ưu thời gian thực xa hơn cải thiện hiệu quả của
vận hành hồ chứa và nâng cao khả năng mềm dẻo để ra quyết định. Cuối cùng chất
lượng dự báo là rất quan trọng. Kết quả hình ảnh quan trọng chỉ dẫn theo thời gian đủ
dự báo bắt đầu dự báo lượng nước xả mùa lũ.
1.3. Đề xuất hướng nghiên cứu
Việc tính toán, dự báo lũ về hạ du ngày càng được áp dụng nhiều phương pháp
hơn, trong đó có cả phương pháp truyền thống, phương pháp mơ hình và kết hợp giữa
hai phương pháp. Tuy nhiên, trên lưu vực sông Trà Khúc hiện nay có các hệ thống hồ
chứa thủy điện hiện đã và đang đi vào vận hành, đòi hỏi bài tốn phải tính đến sự có
mặt của các hồ chứa này. Các hồ chứa trên thượng lưu sông Trà Khúc có ảnh hưởng


10

lớn đến dòng chảy hạ lưu, đồng thời việc vận hành các hồ chứa được kiểm sốt thơng
qua các Quy trình liên hồ chứa.
Hiện nay, cơng cụ để dự báo, cảnh báo lũ ở trên lưu vực sông Trà Khúc chỉ
dừng lại ở việc sử dụng các mơ hình thủy văn, thủy lực với dữ liệu đầu vào là số liệu
khí tượng, thủy văn và lưu lượng xả của các hồ chứa do các hồ chứa cung cấp và được
nhập thủ cơng vào. Đặc biệt là khi Quy trình vận hành liên hồ chứa được ban hành thì
việc vận hành điều tiết xả của các hồ chứa để đảm bảo đúng quy trình để vừa đảm bảo
cắt giảm lũ cho hạ du, vừa đảm bảo hiệu quả phát điện và an tồn cơng trình đập là
một bài tốn địi hỏi cần phải có sự tích hợp đồng thời giữa mơ đun vận hành hồ chứa,
mơ hình thủy văn và thủy lực. Quá trình vận hành các hồ chứa tại lưu vực được lựa
chọn có mối liên hệ lẫn nhau, quá trình vận hành này có thể bị ảnh hưởng bởi các điều
kiện ràng buộc ở thượng và hạ lưu.
Chính vì vậy, trong khuôn khổ của luận văn sẽ tập trung nghiên cứu tích hợp
mơ đun vận hành hồ chứa vào bộ mơ hình thủy văn, thủy lực, cụ thể như sau:
-

Tích hợp mơ hình mơ phỏng dịng chảy từ mưa đến các hồ chứa tại các điểm

nhập lưu trên lưu vực.
-

Mơ hình thủy lực 1 chiều kết nối với mơ đun điều tiết hồ chứa, mơ hình mưa-

dịng chảy. Đầu ra của các mô đun vận hành hồ chứa và mơ hình mưa-dịng chảy là
đầu vào của mơ hình thủy lực. Các cơng trình trên sơng được mơ phỏng và xây dựng
các lệnh điều khiển cho phù hợp với thực tế.
-

Hệ thống hồ chứa trên lưu vực được vận hành theo quy trình và được mơ

phỏng trên mơ hình.


11

Chương 2: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯỢNG THỦY
VĂN LƯU VỰC SƠNG TRÀ KHÚC
2.1. Vị trí địa lý
Sơng Trà Khúc là con sông lớn nhất của tỉnh Quảng Ngãi. Lưu vực sông Trà
0

Khúc hầu hết nằm trong địa hình tỉnh Quảng Ngãi. Vị trí khoảng 108 05’45’’ đến
0

0

0

108 39’07” kinh độ Đông và 14 33’00” đến 15 17’34” vĩ độ Bắc.
Phía bắc lưu vực sơng Trà Khúc là lưu vực sông Trà Bồng và một phần tỉnh
Quảng Nam, phía Tây giáp địa phận tỉnh Kon Tum có dãy núi Ngọc Cơ Rinh cao
2050m, phía nam giáp lưu vực sơng Vệ, phía đơng giáp Biển Đơng.
2.2. Địa hình
Tỉnh Quảng Ngãi nói chung và lưu vực sơng Trà Khúc nói riêng là tỉnh có địa
hình khá phức tạp, được chia làm 4 loại địa hình chủ yếu: Vùng rừng vúi, vùng trung
du, vùng đồng bằng và vùng bãi cát ven biển; trong đó loại địa hình vùng rừng núi
chiếm khoảng 2/3 diện tích đất tự nhiên

Hình 2.1: Bản đồ địa hình tỉnh Quảng Ngãi


12

- Vùng rừng núi: Vùng núi là kiểu địa hình chủ yếu của 3 huyện miền núi gồm
Tây Trà, Sơn Hà, Sơn Tây là khu vực tiếp giáp phía Đơng Trường Sơn, nối liền các
dãy núi phía Đơng tỉnh Kon Tum, Gia Lai, hệ thống này cùng với các ngọn núi phía
Bắc và phía Nam tỉnh tạo thành một vịng cung che chắn toàn bộ vùng đồng bằng.
Vùng rừng núi cao của lưu vực sơng Trà Khúc có độ cao tương đối lớn, trong
đó có các khối núi cao có độ cao trên 1000m từ các phía: Phía tây Tỉnh có ngọn Và
Rẫy cao 1479m và ngọn Na Zin cao 1408m thuộc huyện Sơn Tây, ngọn Mum cao
1085m và ngọn Xuân Thu cao 1032m thuộc huyện Minh Long, ngọn Đá Vách cao
1136m thuộc huyện Sơn Hà.
Bên cạnh vùng rừng núi cao trên thì các huyện đồng bằng cũng có những núi
cao thấp khác nhau xen kẽ như ở Sơn Tịnh, thành phố Quảng Ngãi, Tư Nghĩa, Nghĩa
Hành.

Tiếp theo vùng núi cao là vùng núi có độ cao phổ biến từ 400 - 600m và xen kẽ
với đồng bằng là vùng đồi núi thấp 200-300m chiếm một diện tích khơng đáng kể, tập
trung chủ yếu ở phía Đơng tỉnh.
- Vùng trung du: Là vùng đất được cấu tạo tại chỗ, được bào mịn xuống thấp;
là vùng đất có nhiều gị đồi, sỏi đá; có cấu tạo đát xám, đất bạc màu, đất đen. Tổng
diện tích tồn tỉnh chỉ chiếm khoảng 1.770 ha (0,3% diện tích đất tự nhiên tồn tỉnh),
phân bố rải rác trên các huyện đồng bằng.
-

Vùng đồng bằng: Vùng nhỏ hẹp nằm phía Đơng tỉnh có diện tích 150.678 ha,

thuộc các huyện Sơn Tịnh, Tư Nghĩa. Càng về phía Nam thì dải đồng bằng càng hẹp
dần và chỉ cịn lại một dải nhỏ dọc bờ biển.
- Vùng bãi cát ven biển: Tiếp giáp biển là cồn cát, có nơi cao đến 10m và
rộng
đến vài km tạo thành những đê chắn sóng tự nhiên, bảo vệ cho các vùng đất bên trong.
Tuy nhiên dãy cồn cát ven biển cũng phần nào hạn chế sự thoát lũ. Vùng bãi cát ven
biển nhiều nơi cũng có địa hình bề mặt bằng phẳng, có diện tích rộng thuận lợi cho
phát triển kinh tế như giao thông, nuôi trồng thủy sản…
2.3. Thảm phủ
Với cấu trúc phức tạp của địa hình, sự đa dạng của lớp vỏ thổ nhưỡng và những
thuận lợi của đặc điểm khí hậu (bức xạ nhiệt lớn, nền nhiệt cao, lượng mưa nhiều) là
những điều kiện tạo nên sự phong phú và đa dạng của thảm thực vật rừng.


13

Rừng Quảng Ngãi nói chung, lưu vực sơng Trà Khúc nói riêng hiện tại chủ yếu
là rừng trung bình và rừng nghèo (phân loại theo trữ lượng gỗ) hoặc rừng tái sinh. Chỉ
có một số diện tích rừng ngun sinh và rừng già thứ sinh (rừng giàu) ít bị tác động

của con người phân bố ở vùng núi cao, độ dốc lớn ở các Sơn Hà, Sơn Tây...
Rừng tự nhiên của lưu vực sơng Trà Khúc tuy diện tích khơng nhiều nhưng vẫn
đảm bảo tính đa dạng về kiểu rừng và sự phong phú về lồi cây. Trong rừng có nhiều
lồi gỗ q như: gõ, sơn, chị, giổi, lim, kiền, táu, quao, sao, trắc; có nhiều loại mây,
tre, nứa, song, lá nón là những sản phẩm cung cấp nguyên liệu cho tiểu thủ cơng
nghiệp; có các loại cây thuốc như: sa nhân, hà thủ ô, thiên niên kiện, ngũ gia bì.
Ngồi diện tích rừng phân bố ở vùng rừng núi phía tây của tỉnh, cịn có một số
rừng ngập mặn phân bố ở vùng bờ biển các huyện Bình Sơn, Sơn Tịnh.
Trên bề mặt lưu vực sơng có khoảng phần nửa diện tích kể từ nguồn là rừng già,
cịn lại là rừng thưa kiểu cao nguyên và cây bụi rậm. Vùng hạ lưu là đất canh tác và
đồng bằng trồng lúa chiếm diện tích khá lớn.
2.4. Mạng lưới sơng suối
Sơng Trà Khúc là sơng lớn có lượng nước dồi dào nhất so với các sông khác
trong tỉnh. Sông bắt nguồn từ rừng núi Giá Vực khu vực Tây Nam tỉnh, chảy theo
hướng Nam-Bắc đến Tayon thì chuyển hướng Tây Bắc-Đơng Nam đến Hưng Nhượng
huyện Sơn Tịnh và sau đó chảy theo hướng Tây-Đông đổ ra cửa Cổ Lũy sông.
Sông Trà Khúc dài 135km, khoảng 2/3 chiều dài sông chảy qua vùng núi và
rừng rậm có độ cao 200-1000m, phần cịn lại chảy qua vùng đồng bằng.
Sơng có dạng cành cây, có 9 phụ lưu cấp I, 5 phụ lưu cấp II, 6 phụ lưu cấp III
và 2 phụ lưu cấp IV. Các nhánh lớn có thể kể đến như ĐakĐrinh chảy từ vùng núi phía
Tây Quảng Ngãi có độ cao trên 1100m, hợp lưu với sơng chính tại Tayon dài 19km.
Nhánh Daksel chảy gần song song với phần thượng lưu của sơng chính, hợp lưu tại
Tam Rao dài 63km. Nhánh Nước Trong chảy từ rừng núi Sơn Hà, hợp lưu tại Chúc
Các dài 18km (Bảng 2.1).
Diện tích lưu vực Sơng Trà Khúc khoảng 3240km2, bao gồm phần đất của
huyện Sơn Hà, Tư Nghĩa, một phần huyện Ba Tơ, Minh Long, Sơn Tịnh và Trà Bồng.
Sơng Trà Khúc cịn có một phần nguồn nhỏ thuộc địa phận tỉnh Kon Tum, nhưng ảnh
hưởng của chế độ mưa Tây Nguyên đến dòng chảy của sông không nhiều.