Ứng dụng mô hình Mike 11 để xác định mực nước và lưu lượng lũ thiết kế cho các tuyến sông thuộc địa bàn Thành Phố Hải Dương

LỜI CẢM ƠN Đồ án tốt nghiệp kỹ sư chuyên ngành Thuỷ văn – Môi trường với đề tài “Ứng dụng mô hình Mike 11 để xác định mực nước và lưu lượng lũ thiết kế cho các tuyến sông thuộc địa bàn Thành Phố Hải Dương” đã hoàn thành vào tháng 5 năm 2009 với sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo trong khoa Thuỷ văn – Tài nguyên nước, các thầy cô trong bộ môn chỉnh trị sông và bờ biển ,cùng gia đình và bạn bè. Đặc biêt em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cô giáo TS.Phạm Thị Hương Lan (Trưởng bộ môn chỉnh trị sông và bờ biển), ThS.Nguyễn Hoàng Đức (Giảng viên bộ môn chỉnh trị sông và bờ biển) đã tận tình hướng dẫn , chỉ bảo em trong suốt thời gian qua để hoàn thành đồ án này. Do đồ án được thực hiên trong thời gian có hạn , tài liệu tham khảo và số liệu đo đạc thiếu thốn , kinh nghiệm bản thân còn hạn chế nên nội dung đồ án vẫn còn những thiếu sót. Vì vậy , rất mong nhận được sự đóng ghóp quý báu của các thầy cô giáo và toàn thể các bạn sinh viên để đồ án có thể hoàn thiện tốt hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội , ngày tháng 5 năm 2009 Sinh viên Nguyễn Kim Dũng MỤC LỤC MỞ ĐẦU……………………………………………………………………………….8 1.Đặt vấn đề…………………………………………………………………………….8 2.Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu………………………………………………...11 3.Phương pháp tiếp cận………………………………………………………………..13 4.Những nội dung chính của đồ án……………………………………………………13 5.Bố cục của đồ án…………………………………………………………………….13 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐOẠN SÔNG NGHIÊN CỨU………...14 I.Điều kiện tự nhiên lưu vực sông Thái Bình……………………………….………....14 1.1Đặc điểm vị trí địa lý, địa mạo thổ nhưỡng………………………………………...14 1.1.1.Vị trí địa lý………………………………………..………………………….14 1.1.2.Điều kiện địa hình địa mạo……………….………………………………….14 II.Đặc điểm địa hình , địa chất và dân sinh khu vực nghiên cứu……………….……..16 2.1.Đặc điểm địa hình……………………………………….……………………..16 2.2.Đặc điểm địa chất…………………………………………………………...…17 2.2.1.Bờ tả………………………………………………………………………….17 2.2.2.Bờ hữu……………………………………………………………...………..18 2.3.Tình hình dân sinh, kinh tế , xã hội…………………………………………....19 2.3.1.Xã hội………………………………………………………………..………20 2.3.2.Kinh tế……………………………………………………………………….20 2.3.2.1 Về công nghiệp…………………………………………………………….21 2.3.2.2 Về nông nghiệp…………………………………………………………….21 2.3.3.3 Về giao thông vận tải……………………………..………………………..21 III.Đặc điểm khí tượng , khí hậu…………………………………………...………….22 3.3.1Chế độ khí hậu chung…………………………………………….…………..22 3.3.2.Đặc điểm khí tượng…………………………………………………...……..22 IV.Đặc trưng thuỷ văn…………………………………………………………………24 4.1.Đặc điểm dòng chảy……………………………………………………...……24 4.2.Mạng lưới trạm thuỷ văn và tình hình tài liệu đo đạc………………………….25 4.2.1.Mạng lưới trạm thuỷ văn………………………………………………..…...26 4.2.2.Tình hình tài liệu đo đạc……………………………………...……………...27 4.3.Đặc điểm thuỷ văn……………………………………………………………..29 4.3.1.Đặc điểm sông ngòi………………………………………………………….29 4.3.2.Dòng chảy năm………………………………..……………………….…….30 4.3.3.Dòng chảy kiệt……………………………………………………………….32 4.3.4.Diễn biến thiên tai và thảm hoạ……………………………………………...32 4.3.5.Đặc điểm chế độ bùn cát…………………………………………………......34 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÁC MÔ HÌNH TÍNH TOÁN THUỶ LỰC HỆ THỐNG SÔNG…………………………………………….…………………………35 2.1.Giới thiệu tổng quan về các mô hình………………………………………….…..35 2.2.Mô hình Mike 11…………………………………………………………….…….38 2.2.1. Giới thiệu chung………………………………….…………………………38 2.2.2.Cấu trúc của mô hình………………………...………………………………40 2.2.3.Hệ phương trình cơ bản trong mô hình Mike 11…………………………….41 2.2.4.Yêu cầu về số liệu của mô hình…………………………………………...…46 2.2.5.Một số nghiên cứu trong nước……………………………………………….48 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 TÍNH TOÁN MỰC NƯỚC VÀ LƯU LƯỢNG LÚ THIẾT KẾ………………………………….49 3.1.Số liệu và bộ thông số của mô hình…………………………………………...…..49 3.3.1.Số liệu đầu vào……………………………………………………………….49 3.3.2.Thông số của mô hình………………………………………………………..49 3.2.Mô phỏng mạng lưới……………………………………...……………………….50 3.3.Cách thiết lập mạng, mặt cắt, biên và các thông số trong mô hình Mike 11……...56 3.3.1.Nhập dữ liệu địa hình………………………………………………………..57 3.4.Lựa chọn trận lũ tính toán…………………………………………………………65 3.5.Hiệu chỉnh, xác định bộ thông số của mô hình Mike 11………………………….65 3.6.Kiểm định mô hình………………………………………………………………..72 3.7.Xác định lũ thiết kế………………………………………………………………..74 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……………………….…….……...110 4.1.Kết luận…………………………………………………………………………..110 4.2.Kiến nghị…………………………………………………………………...…….111 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC TÍNH TOÁN DANH MỤC HÌNH VÀ BẢNG BIỂU HÌNH Hình  Tên hình  Trang   Hình 1  Bản đồ hành chính lưu vực sông Hồng - Thái Bình  15   Hình 2  Bản đồ mạng lưới trạm khí tượng thủy văn trên lưu vực sông Hồng - Bình  25   Hình 3  Diễn biến mực nước, lưu lượng dọc theo chiều dài sông và theo thời gian  43   Hình 4  Sơ đồ sai phân ẩn 6 điểm trung tâm  44   Hình 5  Sơ đồ sai phân hoá phương trình liên tục  44   Hình 6  Sơ đồ sai phân hoá phương trình động lượng  45   Hình 7  Sơ đồ các bước áp dụng mô hình Mike 11  50   Hình 8  Cửa sổ bắt đầu dự án mới trong mô hình MIKE 11  56   Hình 9  Mô đun thủy lực (Hydrodynamic)  56   Hình 10  Cửa sổ điều khiển Simulation trong mô hình MIKE 11  57   Hình 11  Cửa sổ để tạo ra file mạng sông  58   Hình 12  Thanh công cụ trong MIKE 11  58   Hình 13  Mạng lưới sông trong hệ thống sông Hồng – Thái Bình  59   Hình 14  Cửa sổ tạo file để nhập mặt cắt  60   Hình 15  Cửa sổ Insert Branch  60   Hình 16  Cửa sổ nhập số liệu mặt cắt ngang  61   Hình 17  Sơ đồ mạng lưới sông Hồng - Thái Bình khi có mặt cắt  62   Hình 18  Sơ đồ quá trình hiệu chỉnh bộ thông số mô hình  65   Hình 19  Cửa sổ tính toán dòng chảy không ổn định trong mô hình Mike 11  66   Hình 20  Tính toán thủy lực trong mô hình Mike 11  67   Hình 21  Mực nước thiết kế tại Hà Nội ứng với tần suất thiết kế P=0.8%  76   Hình 22  Đường mực nước lũ thiết kế đê trên một số tuyến sông tỉnh Hải Dương P=0.8%  78   Hình 23  Đường mực nước lũ thiết kế đê trên một số tuyến sông tỉnh Hải Dương P=0.8%  79   Hình 24  Mực nước thiết kế tại Hà Nội ứng với tần suất thiết kế P=0.4%  80   Hình 25  Mực nước thiết kế tại Hà Nội ứng với tần suất thiết kế P=0.4%  82   Hình 26  Mực nước thiết kế tại Hà Nội ứng với tần suất thiết kế P=0.4%  83   Hình 27  Mực nước thiết kế tại Hà Nội ứng với tần suất thiết kế P=0.4%  83   Hình 28  Mực nước thiết kế tại Hà Nội ứng với tần suất thiết kế P=0.2%  84   Hình 29  Đường mực nước lũ thiết kế trên một số tuyến sông tỉnh Hải Dương (P=0.2%).  87   Hình 30  Đường mực nước lũ thiết kế trên một số tuyến sông tỉnh Hải Dương (P=0.2%).  87   Hình 31  Đường mực nước lũ thiết kế trên một số tuyến sông tỉnh Hải Dương (P=0.2%).  88   B - BẢNG BIỂU Bảng  Tên bảng  Trang   Bảng 1  Tốc độ gió trung bình nhiều năm tại một số trạm  23   Bảng 2  Độ ẩm trung bình tháng tại một số trạm trên lưu vực sông Hồng-Thái Bình  23   Bảng 3  Thống kê các trạm quan trắc khí tượng thủy văn trên hệ thông sông Hồng-Tái Bình  26   Bảng 4  Đặc trưng hình thái các lòng sông tỉnh Hải Dương  28   Bảng 5  Bảng biên độ mực nước các tháng trong năm  29   Bảng 6  Bảng thống kê biên trên của sơ đồ tính toán thủy lực hệ thống sông Hồng-Thái Bình  63   Bảng 7  Bảng thống kê biên trên của sơ đồ tính toán thủy lực hệ thống sông Hồng-Thái Bình  64   Bảng 8  Bảng thống kê các mặt cắt của sơ đồ tính toán thủy lực hệ thống sông Hồng-Thái Bình  64   Bảng 9  Bảng thống kê các chỉ số Nash tương ứng trong giai đoạn hiệu chỉnh mô hình Mike 11  71   Bảng 10  Thông số nhám của các sông trong hệ thống sông Hồng - Thái Bình  74   Bảng 11  Bảng thống kê các chỉ số Nash tương ứng trong giai đoạn kiểm định mô hình Mike 11  89   Bảng 12  Mực nước lũ thiết kế đê tuyến sông Thái Bình - Tỉnh Hải Dương  91   Bảng 13  Mực nước lũ thiết kế đê tuyến sông Kinh Thầy - Tỉnh Hải Dương  93   Bảng 14  Mực nước lũ thiết kế đê tuyến sông Kinh Môn - Tỉnh Hải Dương  94   Bảng 15  Mực nước lũ thiết kế đê tuyến sông Văn Úc - Tỉnh Hải Dương  95   Bảng 16  Mực nước lũ thiết kế đê tuyến sông Luộc - Tỉnh Hải Dương  96   Bảng 17  Mực nước lũ thiết kế đê tuyến sông Gùa - Tỉnh Hải Dương  97   Bảng 18  Mực nước lũ thiết kế đê tuyến sông Lạch Tray - Tỉnh Hải Dương  98   Bảng 19  Mực nước lũ thiết kế đê tuyến sông Lai Vu - Tỉnh Hải Dương  99   Bảng 20  Đánh giá khă năng chống lũ của tuyến đê sông Thái Bình Tỉnh Hải Dương  100   Bảng 21  Đánh giá khă năng chống lũ của tuyến đê sông Kinh Môn Tỉnh Hải Dương  100   Bảng 22  Đánh giá khả năng chống lũ của tuyến đê sông Gùa Tỉnh Hải Dương  101   Bảng 23  Đánh giá khả năng chống lũ của tuyến đê sông Luộc Tỉnh Hải Dương  101   Bảng 24  Đánh giá khả năng chống lũ của tuyến đê sông Lai Vu Tỉnh Hải Dương  102   Bảng 25  Đánh giá khẳ năng chống lũ của tuyến đê sông Kinh Thầy Tỉnh Hải Dương  102   Bảng 26  Mực nước thiết kế đê cấp I, II, III thuộc Tỉnh Hải Dương  103   MỞ ĐẦU 1.Đặt vấn đề Diễn biến lòng sông luôn gắn liền với quá trình vận động tự nhiên của dòng sông trong quá trình hoạt động của nó. Đó là kết quả của mối tương tác giữa dòng chảy và lòng sông, mà nguyên nhân cơ bản là sự mất cân bằng về bùn cát. Trong nhưng năm gần đây , việc khai thác nguồn nước và bãi sông ngày càng phát triển. Cùng với nó là hiện tượng xói bồi lòng sông sạt lở bờ sông diễn ra mạnh mẽ ở hầu hết tất cả các hệ thống sông trên đất nước ta, nó gây ra những thiệt hại trực tiếp đến đời sống kinh tế xã hội của những người dân ven sông cũng như sự đe doạ đến sự an toàn của hệ thống đê điều do sạt lở bờ sông gây ra là vô cùng to lớn. Hiện nay vấn đề sạt lở đoạn sông là một trong những vấn đề được quan tâm nhiều nhất trong công tác phòng chống lũ lụt, ở khu vực miền Bắc có hai hệ thống sông lớn là hệ thống sông Hồng và hệ thống sông Thái Bình , hai hệ thống sông này thường xuyên xảy ra hiện sạt lở. Trong hệ thống sông Thái Bình thì đoạn sông Thái Bình qua Thành Phố Hải Dương hiện nay là một điển hình. Sạt lở đoạn sông do nhiều nguyên nhân, do mưa lũ biến đổi phức tạp hay chính là do sự thay đổi của khí hậu. Một nguyên nhân không thể không nói đến đó là do hoạt động kinh tế của con người, con người lam thay đổi dòng chảy, lấn chiếm các bãi ven sông làm khu du lịch hoặc làm nhà ở. Trong đó có việc khai thác cát ở các lòng sông diễn ra một cách phổ biến,mặc dù đã có sự quản lý của nhà nước nhưng việc khai thác diễn ra cả ở những nơi không được phép khai thác, nhớ việc khai thác này mà người ta thu đựơc nguồn lợi nhuận khá cao. Tuy nhiên theo các kế hoạch phát triển kinh tế xã hội của Thành Phố Hải Dương, trên đoạn sông này có rất nhiều dự án hạ tầng giao thông, thuỷ lợi và giao thông xã hội, dịch vụ sẽ đuợc thực hiện vì vậy các tác động của chúng tới đoạn sông Thái Bình trong phạm vi Thành Phố Hải Dương sẽ rất đáng kể. Các tác động này chắc chắn sẽ gây ra các thay đổi về chế độ thuỷ văn, thuỷ lực lòng dẫn tại đoạn sông này. Sự sạt lở này ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển kinh tế của vùng khu vực đặc biện là tỉnh Hải Dương nói chung. Vì vậy chúng ta phải có các biện pháp hợp lý nhất để ngăn chặn sự sạt lở này. Nghiên cứu sự sạt lở hay nghiên cứu diễn biến lòng dẫn đoạn sông chúng ta có rất nhiều phương pháp nghiên cứu, trong đó công cụ mô hình là công cụ đưa ra được phương án tốt nhất, điển hình mô hình Mike 11 . Mô hình Mike 11 là mô hình thuỷ lực một chiều, mô hình này được ứng dụng rất rộng rãi trong thực tế, thu được nhiều thành công ,dựa vào mô hình này ta có thể tính được mực nước và lưu lượng lũ thiết kế , từ đó ta có thể đưa ra đựoc các biện pháp chỉnh trị cho đoạn sông đó một cách hợp lý nhất. Đề tài nghiên cứu: “ Ứng dụng mô hình Mike11 để xác định mực nước và lưu lượng lũ thiết kế cho các tuyến sông có đê thuộc địa bàn Thành Phố Hải Dương ”. Giới thiệu chung về tỉnh Hải Dương Hải Dương là khu vực tam giác kinh tế phát triển, tổng diện tích của tỉnh là 1651.8 km2, dân số của tỉnh là 1722394 người, mật độ là 1002 người/Km2. Hải Dương là một tỉnh nằm ở khu vực đồng bằng Bắc Bộ nhưng là tỉnh có núi, có rừng, chủ yếu là ở huyện Chí Linh. Bao gồm 11 huyện và 1 thành phố. Thành Phố Hải Dương là trung tâm chính trị, kinh tế , văn hoá của tỉnh. Thành Phố Hải Dương nằm ở phía Bắc của tỉnh, phía Bắc giáp huyện Cẩm Giàng và huyện Nam Sách, phía đông giáp huyện Thanh Hà, phía tây giáp huyện Gia Lộc và huyện Tứ Kỳ. Tổng diện tích của Thành Phố Hải Dương là 36.2 Km2 , chỉ chiếm 2.18% diện tích toàn tỉnh, với dân số là 127600 nghìn người, mật độ là 3995 người/Km2 có toạ độ địa lý từ 20o36’ đến 21o15 vĩ độ Bắc, 106o06’ đến 106o06’ kinh độ đông, nằm ở gần trung tâm đồng bằng Bắc Bộ , trong vùng trọng điểm kinh tế phía bắc (Hà Nội – Hưng Yên - Hải Dương - Hải Phòng - Quảng Ninh). Vị trí địa lý rất thuận lợi,do tiếp giáp với 6 tỉnh thành phố : Phía Bắc tiếp giáp với hai tỉnh là Bắc Ninh và Bắc Giang Phía Đông giáp với hai tỉnh là Quảng Ninh và Hải Phòng Phía Nam giáp tỉnh Thái Bình Phía Tây giáp tỉnh Hưng Yên Mặc dù tiếp giáp với nhiều tỉnh thành nhưng chiều dài lớn nhất từ bắc tới Nam chỉ co 65Km, và chiều rộng lớn nhất từ Tây sang Đông là 53 Km, là một tỉnh không tiếp giáp với biển nhưng cũng rất gần biển, điểm gần nhất cách biển chỉ khoảng 25 Km. 2.Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu Nước ta nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa. Các yếu tố mưa ẩm biến đổi theo mùa trong năm và mưa là nguồn cung cấp chủ yếu của nước sông (dòng chảy sông ngòi). Trong mùa mưa, những trận mưa trên lưu vực sông tạo nên những trận lũ trên sông suối. Lũ lớn từ thượng lưu đổ về hạ lưu, nước lũ có thể tràn bờ sông, bờ đê khi lòng sông không đủ khả năng tải nước lũ, gây nên ngập lụt các vùng trũng ven sông và vùng đồng bằng rộng lớn ở hạ lưu dòng sông. Ngoài ra, lũ đặc biệt lớn có thể gây vỡ đập, tràn đê, vỡ đê và do đó cũng gây nên ngập lụt dẫn đến những hậu quả khôn lường đối với loài người nếu con người không chủ động phòng tránh và tìm cách khống chế nó. Trên các sông suối vừa và nhỏ, mưa có cường độ lớn có thể gây ra lũ quét với sức tàn phá rất ác liệt. Lũ lụt có thể trở thành thiên tai, gây nên những thiệt hại rất nghiêm trọng về người, của cải và tác động xấu đến môi trường tự nhiên. Do vậy việc phòng chống lũ là chương trình ảnh hưởng lớn đến sự phát triển kinh tế của tất cả các Quốc gia nói chung và Việt Nam nói riêng. Trong thời gian gần đây, ở Việt Nam lũ lụt luôn xảy ra với cường độ ác liệt gây ra những thiệt hại về vật chất và tính mạng con người. Hải Dương là một tỉnh nằm giữa tam giác phát triển kinh tế (Hà Nội, Quảng Ninh, Hải Phòng) thuộc vùng kinh tế trọng điểm của khu vực đồng bằng Bắc Bộ song thường xuyên chịu ảnh hưởng của các loại thiên tai xảy ra: Bão, lũ lụt, sạt lở bờ sông..Nguyên nhân của các nạn lụt lớn trên địa bàn tỉnh Hải Dương đều do vỡ đê tả sông Hồng, tả sông Luộc, hữu sông Đuống và các đê trên hệ thống sông Thái Bình. Những năm vừa qua tỉnh Hải Dương đã có nhiều nỗ lực trong công tác đầu tư, tu bổ nâng cấp hệ thống đê điều của tỉnh như tôn cao áp trúc mở rộng, gia cố mặt đê và tu bổ sửa chữa một số tuyến kè bảo vệ bờ. Nhưng do nguồn vốn có hạn, việc đầu tư chủ yếu tập trung vào một số trọng điểm xung yếu có tính chất khẩn cấp, nên còn thiếu đồng bộ. Qua quá trình đầu tư phát triển, hệ thống công trình chống lũ của tỉnh Hải Dương trong đó chủ yếu là hệ thống đê đã vận hành tốt và bảo vệ an toàn cho tỉnh trong suốt thời gian dài. Tuy nhiên tình hình phát triển kinh tế xã hội vùng ven sông đã ở mức đáng báo động, các đê bối ngày càng lấn ra phía lòng sông và được tôn tạo cao hơn, dân cư vùng bãi sông trở nên đông đúc và bùng phát việc xây dựng nhà cửa, lấn chiếm bờ làm co hẹp lòng sông…Nhìn chung tỉnh chưa có quy hoạch phòng chống lũ cho từng tuyến sông có đê trên địa bàn tỉnh nên việc kết hợp hài hoà giữa đảm bảo phòng chống lũ và phát triển kinh tế trung hạn và dài hạn còn hạn chế, các công trình dự kiến xây dựng không triển khai được do chưa có quy hoạch vì vậy cần thiết phải có chiến lược chống lũ dài hạn để làm căn cứ cho việc định hướng phòng chống lũ phù hợp với quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội, mục tiêu quốc phòng, an ninh, chiến lược phòng chống và giảm nhẹ thiên tai, đảm bảo tính kế thừa, tính thống nhất và không ảnh hưởng đến vùng lân cận. Vì vậy việc xác định lưu lượng lũ thiết kế và mực nước lũ thiết kế là rất cần thiết cho công tác phòng chống lũ cho tỉnh Hải Dương. 3.Phương pháp tiếp cận Để có cơ sở khoa học giải quyết các nội dung trong bài toán : “ Ứng dụng mô hình Mike 11 để xác định mực nước và lưu lượng lũ thiết kế cho các tuyến sông có đê thuộc địa bàn Thành Phố Hải Dương’’ đồ án sử dụng các phương pháp nghiên cứu tiếp cận sau: Phương pháp thống kê, sử lý số liệu khí tượng thuỷ văn Phương pháp phân tích sử lý số liệu địa hình, địa chất Ứng dụng mô hình Mike 11 để xác định mực nước và lưu lượng lũ thiết kế. 4. Những nội dung chính của đồ án Dựa vào các tài liệu cơ bản và những kết quả nghiên cứu đã có về tài nguyên nước và chỉnh trị sông trong lưu vực sông Thái Bình nói riêng và tỉnh Hải Dương nói chung, đồ án nghiên cứu các nội dung chính sau: Thu thập các số liệu quan trắc khí tượng , thuỷ văn của các trạm khí tượng thuỷ văn trong vùng nghiên cứu. Thu thập các số liệu về địa hình, địa chất trong đoạn sông Thái Bình qua Thành Phố Hải Dương. Ứng dụng mô hình thủy lực thiết lập mô hình, tính toán thủy lực cho toàn bộ hệ thống sông Thái Bình và chi tiết các tuyến sông có đê trên địa bàn Thành Phố Hải Dương. Phân tích lựa chọn, nhận xét đánh giá kết quả. 5.Bố cục của đồ án Dựa vào nội dung nêu trên, ngoài phần mở đầu, kết luận và phụ lục kết quả tính toán, nội dung của đồ án được trình bày trong 4 chương: Chương 1: Giới thiệu chung về đoạn sông nghiên cứu. Chương 2: Tổng quan về các mô hình tính toán thuỷ lực hệ thống sông. Chương 3: Nghiên cứu ứng dụng mô hình Mike 11 tính toán mực nước và lưu lượng lũ thiết kế . Chương 4: Kết luận và kiến nghị. Để hoàn thành đồ án này, em đã được sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của cô giáo T.S Phạm Thị Hương Lan, Th.S Nguyễn Hoàng Đức. Bên cạnh đó em cũng được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo trong khoa Thuỷ Văn-Tài Nguyên Nước, cùng gia đình và bạn bè. Trong quá trình làm đò án, em đã được các cán bộ thuộc Trung tâm tư liệu Quốc gia, và Trung tâm thuỷ văn ứng dụng _Trường ĐHTL giúp đỡ trong việc thu thập các số liệu và các tài liệu cần thiết để em hoàn thành đồ án này. CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐOẠN SỒNG NGHIÊN CỨU I. Điều kiện tự nhiên lưu vực sông Thái Bình 1.1 Đặc điểm vị trí địa lý, địa mạo, thổ nhưỡng 1.1.1 Vị trí địa lý Sông Thái Bình được tính từ sau hợp lưu sông Cầu, Thương, lục Nam ở gần Phả Lại, rồi nhận nhập lưu sông Đuống tại trên tuyến ngã ba Nấu Khê 2 km, Sông Thái Bình tại Nấu Khê đã phân làm 2 nhánh : dòng chính Thái Bình và sông Kính Thày, Tại đây nước sông Thái Bình được phân phối theo 2 nhánh này với những tỷ lệ khác nhau, tuỳ thuộc vào chế độ dòng chảy và điều kiện lòng dẫn ở từng thời kỳ ở Sông Thái Bình và Kinh Thày, để chảy ra biển theo mạng lưới sông khá dày và khá phức tạp ở phía đông tỉnh Hải Hưng. Các dòng này thường có dốc đáy nhỏ và khá giống nhau,bãi bồi không rộng, thậm chí không có hoặc chỉ có bãi ở một bên sông do bị giới hạn bởi mạng lưới đê Trung ương và đê đại phương. Các sông này chịu ảnh hưởng mạnh của chế độ thuỷ triều, ảnh hưởng này chỉ mờ nhạt dân khi trên sông có lũ lớn. Chế độ dòng chảy hạ lưu dòng chính Thái Bình trong vài năm gần đây đã khác biệt hẳn so với chế độ dòng chảy các năm trước đây, khi dòng chảy sông Thái Bình còn thoát ra biển theo sông Thái Bỉnh cửa Thái Bình. Hiện nay, dòng chảy qua cửa Thái Bình đều là dòng chảy từ sông Luộc thoát ra biển. Trong những năm gần đây, cùng với sự diễn biến phức tạp về chế độ phân lưu và lòng dẫn trên toàn hệ thống sông Thái Bình, trên đoạn sông Thái Bình qua thành phố Hải Dương cũng xảy ra các biến động về lòng dẫn và bờ sông khá phức tạp xuất phát từ các nguyên nhân diễn biến tự nhiên và từ các diễn tự nhiên và từ các tác động do việc xây dựng công trình trên đoạn sông và các hoạt động khai thác cát với quy mô lớn. Các tác động này gây xói lở bờ sông, lòng sông và đe doạ an toàn hệ thống đê điều, đây là điều cần phải quan tâm trong công tác quản lý và khai thác sông một cách hợp lý. Phạm vi đoạn sông nghiên cứu trong đề tài là đoạn sông Thái Bình khu vực thành phố Hải Dương .
Hình 1: Bản đồ hành chính lưu vực sông Hồng - Thái Bình 1.1.2 Điều kiện địa hình, địa mạo Tại Km13+800, (đê hữu) đoạn sông Thái Bình bắt đầu vào địa phận Thành Phố Hải Dương, lòng chính và hai bãi sông Thái Bình rất hẹp. Chiều rộng lòng chính chỉ từ 160m tới 200m. Khoảng cách giữa 2 đê là 500m và chiều rộng bãi sông từ 80-100m. Đoạn sông qua trung tâm Thành Phố Hải Dương chiều rộng lòng chính đã tang lên 300m-500m, chiều rộgn bải sông tăng tới 1100m. Chỗ rộng nhất là khu vực bãi Nhị Châu. Cuối đoạn sông phái hữu bãi sông hẹp, bờ sông gần sát đê. Chiều rộng bãi sông chỉ còn khoảng 50-80m. a.Về hệ thống đê: Khoảng cắch giữa 2 đê của đoạn sông Thái Bình qua Thành Phố Hải Dương tại khu vực Nhị Châu sở dĩ mở rộng hơn khu vực thượng và hạ lưu là do sau lũ 1971 nghành Thuỷ lợi đã mở rộng mặt cắt thoát lũ. Đê cũ đã được lăn vào bãi sông được mở rộng tới 550m. b.Lòng sông: Đoạn sông Thái Bình qua Thành Phố Hải Dương tương đối sâu, chỗ sâu nhất đạt tới : -14m (gần bờ cong lõm thượng lưu cầu Phú Lương mới). Còn tại các vị trí khác khoảng từ -5.0m đến -8.0m. Một tình hình cần chú ý về lòng dẫn đoạn sông Thái Bình qua Thành Phố Hải Dương là việc khai thác cát vô tổ chức. Hàng ngày có tới hàng trăm tàu, xà lan khai thác cát tại chính các lòng sông. Dự tính mỗi ngày khoét đi từ lòng sông tới 30-40 nghìn m3 cát. Việc lấy cát từ lòng sông vô tổ chức ngay tại khu vực thành phố làm cho lòng sông bị xói sâu và mất ổn định bờ sông. Đây là điều hết sức quan tâm trong công tác quản lý phòng chống lụt bão bảo vệ đê điều và quản lý lòng sông. c. Bãi sông: Bãi sông Thái Bình trên đoạn sông này có độ cao không đồng đều và rất nhiều ao, đầm nhỏ, nhiều gò và dải đất cao đi dọc sát hai bờ sông. II.Đặc điểm địa hình địa,địa chất và dân sinh khu vực nghiên cứu 2.1. Đặc điểm địa hình Nhìn chung địa hình tỉnh Hải Dương khá bằng phẳng, nghiêng và thấp dần từ tây bắc xuống đông nam theo hướng nghiêng của đồng bằng Bắc Bộ, có khoảng 89% diện tích là đồng bằng, 11% diện tích là đồi núi. Địa hình của tỉnh bị chia cắt bởi hệ thống sông ngòi và kênh mương tạo thành các khu vực có cảnh quan khác nhau. Khu hữu ngạn sông Thái Bình gồm: Thành phố Hải Dương, các huyện Cẩm Giàng, Bình Giang, Tứ Kỳ, Gia Lộc, Thanh Miện và Ninh Giang phần lớn có cao độ từ 1,50m đến 2,00m, nơi cao nhất 3,00m; nơi thấp nhất 0,80m. Địa hình chia cắt bởi các sông, kênh mương thuộc hệ thống Bắc, Hưng, Hải. Khu vực nằm giữa sông Thái Bình, sông Kinh Thầy, sông Rạng và sông Văn Úc gồm hai huyện Nam Sách , Thanh Hà độ cao từ 2,00m đến 2,50m ở các xã phía bắc huyện Nam Sách, giảm xuống 1,00m đến 0,50m ở các xã phía nam huyện Thanh Hà. Khu vực còn lại là hai huyện Chí Linh và Kinh Môn có tới 2/3 diện tích là núi, đồi xen kẽ với những cánh đồng lòng chảo nhỏ. Phía bắc huyện Chí Linh là dãy núi Cẩm Lý có một số đỉnh cao trên 500m, trong đó có đỉnh Dây Diều cao 618m. Khu vực Nhị Chiểu (gồm 5 xã) huyện Kinh Môn có nhiều núi đá vôi theo dạng núi sót, phần lớn là đá vôi tinh thể cẩm thạch có vách đứng. 2.2.Đặc điểm địa chất Địa chất lưu vực sông Thái Bình là những nham thạch phân bố phức tạp, diệp thạch và sa thạch chiếm diện tích lớn nhất, đá vôi chiếm khoảng 10% diện tích phân bố ở bờ phải sông Thương và trung lưu sông Cầu. 2.2.1 Bờ tả: -Đoạn Thượng Đạt: Địa tầng tại đoạn sông này gồm 2 lớp như sau: Lớp 1: Đá sét kết cấu tương đối chặt chẽ và khả năng chịu lực tốt hơn so với các đoạn đê khác. Lớp 2: Cát mịn, khả năng chứa nước tốt và chiều dày lớn Đoạn An Châu: Địa tầng được khái quát như sau: Lớp 1: Đất sét ở trạng thái mềm, nhẽo,kết cấu kếm chặt và chiều dày trung bình 3.5m. Lớp 2: Cát mịn dễ chảy và chiều dày chưa xác định được do vượt quá chiếu sâu hố khoan. Đoạn Tân Tiến: Tại đoạn này có những lớp đất sau: Lớp 1: Đất mềm nhão, trung bình dày 4.5m Lớp 2: Cát mịn rời rạc, dễ chảy khi gặp nước. Đoạn Cẩm Vân: Địa tầng đoạn này gồm 3 lớp và phân bố như sau: Lớp 1: Đất sét kết cấu rất yếu và dẻo chảy có chiều dày khoảng 4m. Lớp 2: Cát pha dính kết yếu. Lớp 3: Cát mịn rời rạc, dễ chảy và chiều dày không quá lớn. 2.2.2 Bờ hữu Đoạn Cẩm Thượng: Đại tầng tại đoạn này như sau: Lớp 1: Đất sét nhẹ, trạng thái mềm nhão, kết cấu yếu, chiều dày trung bình 3.5m. Lớp 2: Cát mịn, ít dính và khả năng chứa nước ngầm khá lớn. -Đoạn Nhị Châu: * Địa tầng: Địa tầng tại đoạn đê này như sau: Lớp 1: Đất sét dẻo mềm, kết cấu tương đối chặt trẽ và chiều dày trung bình là 3.5m Lớp 2: Cát mịn chiều dày lớn. Đoạn đê Ngọc Sơn: * Địa tầng: Đoạn đê Ngọc Sơn thuộc huyện Tứ Kỳ và địa tầng chứa những lớp đất như dưới đây: Lớp 1: Đất sét kết cấu chắc, trạng thái mềm dẻo hoặc nửa cứng và cjiều dày trên dưới 4m. Lơp 2: Cát pha, ít dính và chiều dày khá lớn. Đoạn đê Đại Đồng: * Địa tầng: Đã thực hiện 6v hố khoan và thăm dò địa vật lýtại đoạn đê này. Cột địa tầng bao gồm: Lớp 1: Đất sét kết cấu kém bền vững, đôi chỗ chứa chất hữu cơ và chiều dày trung bình của lớp là 4.5 đến 5m Lớp 2: Các hạt rất mịn, dễ bị đùn chảy khi gặp nước và chiều dày tương đối lớn. 2.3. Tình hình dân sinh, kinh tế, xã hội 2.3.1 Xã hội Hiện nay toàn tỉnh có 12 đơn vị hành chính cấp huyện (gồm thành phố Hải Dương và 11 huyện) với tổng diện tích tự nhiên: 1.651,8 km2; dân số 1.722.394 người; mật độ dân số: 1.043 người/km2 (số liệu thống kê năm 2006). Dân cư phân bố không đồng đều giữa các vùng, đa số tập trung tại các đô thị và ven các đường trục chính. Mật độ dân số cao nhất là Thành phố Hải Dương: 3.995 người/km2; thấp nhất là huyện Chí Linh: 530 người/km2. 2.3.2 Kinh tế Tỉnh Hải Dương tái thành lập từ năm 1997, từ đó đến nay, tăng trưởng kinh tế của tỉnh luôn duy trì ổn định ở mức cao, giai đoạn 1996 – 2000 đạt bình quân tăng trưởng 9,2%; giai đoạn 2001 – 2005 là 10,8% cao hơn mức bình quân cả nước cùng kỳ: 3,10%. Tổng sản phẩm trong tỉnh (GDP) năm 2005 tăng 67% so với năm 2000, trong đó giá trị tăng thêm khu vực nông, lâm nghiệp và thuỷ sản tăng 3,9%/năm; khu vực công nghiệp và xây dựng tăng 15,4%/năm; khu vực dịch vụ tăng 10,6%/năm. Năm 2006 GDP/ người đạt: 9,018 triệu, đứng thứ 5 trong vùng đồng bằng sông Hồng 2.3.2.1 Về công nghiệp Công nghiệp của tỉnh Hải Dương đang trên đà phát triển, kể cả công nghiệp trong và ngoài quốc doanh. Các làng nghề tiếp tục được củng cố và phát triển , tập trung theo chiều sâu, đổi mới công nghệ tạo ra những sản phẩm có chất lượng cao đáp ứng yêu cầu sản xuất, xuất khẩu và tiêu dùng. Trong 5 năm qua, tỉnh Hải Dương đã tập trung mọi nguồn lực cho đầu tư phát triển. Tổng vốn đầu tư thực hiện 5 năm (2001 – 2005) ước đạt 22.615 tỷ đồng, tăng 64% so với 5 năm (1996 – 2000), tăng 37% so với kế hoạch, trong đó vốn đầu tư xây dựng kết cấu hạ tầng đạt 10.943 tỷ đồng, chiếm 48,3% tổng vốn đầu tư, bằng 183,9% kế hoạch; vốn đầu tư cho phát triển sản xuất đạt 11.672 tỷ đồng, chiếm 51,7% tổng vốn đầu tư, bằng 112% kế hoạch. 2.3.3.2 Về nông nghiệp Nông nghiệp là ngành sản xuất chính đóng góp lớn vào nền kinh tế và ổn định đời sống. Tổng giá trị sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp và thuỷ sản năm 2006 đạt 6.717 tỷ đồng; giá trị sản xuất/ 1ha đất nông nghiệp đạt: 50,9 triệu đồng. Kinh tế nông thôn phát triển theo hướng đa dạng hoá các loại hình sản phẩm kinh doanh ngành nghề, tăng tỷ trọng các ngành phi nông nghiệp, giảm tỷ lệ thuần nông, đã tạo ra cục diện mới cho phát triển và chuyển dịch cơ cấu kinh tế nông thôn và cơ cấu lao động. 2.3.3.3Về giao thông vận tải Đường bộ: Mạng lưới giao thông đường bộ của tỉnh Hải Dương bao gồm 9.205,96 km, trong đó có 2.200 km đường ô tô. Mật độ đường ô tô của tỉnh là 0,47km/km2 (mật độ đường ô tô trung bình cả nước là 0,21km/km2) Đường sắt: Hải Dương có 71,17 km đường sắt chạy qua (do TW quản lý) gồm các tuyến: Hà Nội – Hải Phòng; Kép - Bãi Cháy và tuyến Bến Tắm – Cổ Thành (Chí Linh) dài 16km chuyên dùng cho nhà máy nhiệt điện Phả Lại. Đường sông: Với mạng lưới sông ngòi khá dày nên giao thông thuỷ khá thuận lợi giữa các địa phương với các tỉnh phía Bắc, cũng như với hệ thống cảng biển quốc gia. Hiện trong tỉnh có 8 tuyến sông do TW quản lý tổng chiều dài: 200,5 km; địa phương quản lý 6 tuyến sông tổng chiều dài: 119 km. -Hệ thống điện: Trên địa bàn tỉnh Hải Dương hiện có nhà máy nhiệt điện Phả Lại I và II với công suất tương ứng là 440MW và 600MW. Từ nhà máy nhiệt điện Phả Lại có các tuyến 220KV và 110KV hoà vào lưới điện Miền Bắc và cấp trực tiếp cho 6 trạm 110KV trên địa bàn tỉnh Hải Dương: Đồng Niên, Phả Lại, Chí Linh, Lai Khê, Nghĩa An, Xi măng Hoàng Thạch. -Đầu tư phát triển: Trong 5 năm qua, tỉnh Hải Dương đã tập trung mọi nguồn lực cho đầu tư phát triển. Tổng vốn đầu tư thực hiện 5 năm (2001 – 2005) ước đạt 22.615 tỷ đồng, tăng 64% so với 5 năm (1996 – 2000), tăng 37% so với kế hoạch, trong đó vốn đầu tư xây dựng kết cấu hạ tầng đạt 10.943 tỷ đồng, chiếm 48,3% tổng vốn đầu tư, bằng 183,9% kế hoạch; vốn đầu tư cho phát triển sản xuất đạt 11.672 tỷ đồng, chiếm 51,7% tổng vốn đầu tư, bằng 112% kế hoạch -Chiến lược phát triển: Quan điểm chung về phát triển kinh tế – xã hội giai đoạn từ nay đến 2010 và tầm nhìn đến 2020 của Hải Dương: 1. Tăng trưởng nhanh, bền vững, hiệu quả cao trên cơ sở phát huy mọi nguồn lực, trước hết là nguồn nhân lực, khai thác hiệu quả nguồn lực tự nhiên – xã hội. Xây dựng nền kinh tế có công nghệ tiên tiến, hiện đại, cơ cấu hợp lý, năng lực sản xuất có khả năng cạnh tranh cao; phát triển kết cấu hạ tầng kinh tế – xã hội hiện đại. Đẩy mạnh sản xuất hàng hoá với quy mô giá trị ngày càng lớn. 2. Phát huy vai trò của một tỉnh trong vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ, đi đầu trong một số lĩnh vực then chốt, đẩy mạnh sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá và hội nhập quốc tế. Đầu tư có trọng điểm vào các lĩnh vực công nghiệp và dịch vụ chất lượng cao, tạo bước đột phá tiếp theo. Phát triển hệ thống đô thị, khu dân cư nông thôn theo hướng hiện đại 3. Phát triển theo hướng bền vững: kết hợp phát triển kinh tế với phát triển xã hội (bảo đảm công bằng, tiến bộ xã hội, phát triển văn hoá, bảo đảm an ninh quốc phòng, trật tự an toàn xã hội và bảo vệ môi trường sinh thái). Gắn hiệu quả trước mắt với phát triển lâu dài, bảo đảm phát triển hài hoà giữa thành thị và nông thôn, giảm dần sự chênh lệch giữa các vùng, các huyện trong tỉnh. Mục tiêu: Đến năm 2020 Hải Dương trở thành một tỉnh có nền kinh tế phát triển, trong đó công nghiệp và dịch vụ có tỷ trọng lớn trong cơ cấu kinh tế, có nền văn hoá xã hội tiên tiến. III. Đặc điểm khí tượng, khí hậu 3.3.1 Chế độ khí hậu chung Khu vực nghiên cứu của chúng ta nằm trong nằm trong khu vực đồng bằng Bắc Bộ, khí hậu chia làm hai mùa rõ rệt, mùa mưa và mù khô, tương ứng với hai mùa dòng chảy là mùa lũ và mùa kiệt. Mùa lũ bắt đầu từ tháng VI đến tháng X, mùa khô bắt đầu từ tháng XI đến tháng V năm sau. Khí hậu Hải Dương mang đầy đủ tính chất của khí hậu nhiệt đới gió mùa, có 2 mùa rõ rệt, mùa hè nóng ẩm mưa nhiều, mùa đông lạnh và khô ít mưa. Sự tác động của hoàn lưu khí quyển tới địa hình lưu vực tạo lên chế độ khí hậu riêng cho lưu vực sông. 3.3.2 Đặc điểm khí tượng a. Nhiệt độ Nhiệt độ trung bình năm 23,80C, dao động trong khoảng (21 ( 26)0C. Nhiệt độ thấp nhất vào tháng 1, tháng 2 (13 ( 15)0C, cao nhất vào tháng 6, tháng 7 (30 ( 33)0C. Tổng bức xạ hơn 100Kcal/cm2/năm, số giờ nắng trung bình (1.600 ( 1.700) giờ/năm. b. Gió Gió là nhân tố khí tượng chủ yếu quyết đến sự tồn tại và mức độ của các yếu tố thuỷ động lực vùng cửa song và ven bờ như song, dòng chảy, mực nước gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới diễn biến lòng dẫn , ảnh hưởng tới vấn đề tiêu thoát lũ. Về mùa đông , gió mùa Đông Bắc thịnh hành chi phối toàn bộ chế độ khí hậu Miền Bắc cũng như tỉnh Hải Dương nói riêng, nó cũng gây anh hưởng tới chế độ thuỷ động lực vùng ven biển cửa sông Thái Bình. Trong mùa chuyển tiếp, từ tháng II đến tháng V gió từ hướng Đông Bắc chuyển thành Đông, Đông Nam và Nam. Chế độ gió mùa hè chịu sự chi phối mạnh mẽ của hệ thống gió Tây Nam. Bảng 1 : Tốc độ gió trung bình nhiều năm tại một số trạm Trạm  Lai Châu  Sơn La  Hòa Bình  Sa Pa  Yên Bái  Bắc Quang  Hải Dương  Hà Nội  Thái Bình   Tốc độ gió(m/s)  0,8  1,1  1,1  1,8  1,4  1,6  2,5  2,2  2,1   (Nguồn: Tổng cục thống kê) c. Độ ẩm Độ ẩm tương đối trung bình cao, dao động từ 83% đến 90%, độ ẩm không khí biến đổi theo mùa. Vào các tháng mùa mưa độ ẩm không khí thường cao hơn 83%, còn các tháng mùa khô thường nhỏ hơn 83%, sự chênh lệch về độ ẩm không khí giữa mùa mưa và mùa khô trong lưu vực là không lớn. Bảng 2: Độ ẩm trung bình tháng tại một số trạm trên lưu vực sông Hồng-Thái Bình Tháng  I  II  III  IV  V  VI  VII  VIII  IX  X  XI  XII  TB   Sơn Tây  86,0  88,0  88,0  88,0  86,0  86,0  86,0  88,0  87,0  85,0  83,0  83,0  86,2   Hà Nội  82,0  86,0  88,0  88,0  84,0  84,0  85,0  87,0  86,0  82,0  81,0  81,0  84,5   Nam Định  83,0  87,0  89,0  88,0  84,0  81,0  82,0  84,0  84,0  80,0  80,0  81,0  83,6   (Nguồn: Tổng cục thống kê) d. Bốc hơi Đại lượng bốc hơi đo theo ống Piche đặt tại các trạm khí tượng phản ánh khả năng bốc hơi của không khí, nó phụ thuộc vào rất nhiều các yếu tố như: nhiệt độ, độ ẩm, số giờ nắng, tốc độ gió…ở các trạm. Tuy nhiên trên một phạm vi địa lý hẹp , tính đồng nhất của các yếu tố tương đối đều vì vậy đại lượng bốc hơi ít biến đổi trên toàn lưu vực. e. Chế độ mưa, phân mùa mưa Lưu vực sông Thái Bình có khí hậu nhiệt đới gió mùa nên có lượng mưa khá dồi dào, phân bố không đồng đều theo không gian và thời gian. Lượng mưa trung bình hàng năm (1400 ( 1700)mm, tập trung nhiều vào các tháng VI, VII, VIII. Lượng mưa mùa hè chiếm (75 ( 80)% lượng mưa năm. Chế độ mưa hoàn toàn phụ thuộc vào chế độ gió mùa và phân theo mùa rõ rệt. Mùa mưa gần như trùng với gió mùa Đông Nam, và thường kéo dài từ tháng VI đến tháng X, còn lại là mùa khô. Mùa đông thường có mưa phùn và ẩm ướt, mùa hè thường có mưa rào. IV.Đặc trưng thuỷ văn 4.1 Đặc điểm dòng chảy Chế độ dòng chảy trong lưu vực sông Thái Bình chia thành 2 mùa rõ rệt, mùa lũ bắt đầu từ tháng VI và kết thúc vào tháng IX, mùa kiệt từ tháng V đến tháng X năm sau. Sông ngòi là sản phẩm chịu sự tác động qua lại của hai yếu tố là dòng nước và thông qua yếu tố bùn cát . Tác động của dòng nước làm thay đổi yếu tố của lòng dẫn, con tác động của lòng dẫn làm thay đổi hướng của dòng chảy và cản trở dòng chảy. Hai tác động này chịu sự chi phối lần nhau không tách rời . Để đi sâu vào nghiên cứu quan hệ hình thái và diễn biến quan hệ lòng sông thì cần phải lam rõ các đặc trưng về thuỷ văn, thuỷ lực, các trị số mực nước, lưu lượng, độ dốc , độ nhám từ đó ta có thể đưa ra được các biện pháp chỉnh trị cho hợp lý nhằm giảm thiểu các thiệt hại do thiên tai gây ra là nhỏ nhất. 4.2 Mạng lưới trạm thuỷ văn và tình hình tài liệu đo đạc 4.2.1 Mạng lưới trạm thuỷ văn Trên hệ thống sông Hồng-Thái Bình có rất nhiều trạm thuỷ văn.
Hình 2: Bản đồ mạng lưới trạm khí tượng thủy văn trên hệ thống sông Hồng – Thái Bình. 4.2.2 Tình hình tài liệu đo đạc Việc quan trắc các yếu tố thuỷ văn thực hiện trong thời gian rất lâu, các trạm thuỷ văn ở phạm vi nghiên cứu của chúng ta nói chung là thường được đặt ở những nơi có địa hình tương đối bằng phẳng, nên cũng thuận lợi cho công tác đo đạc, thu thập số liệu. Nhưng các trạm ở khu vực nghiên cứu chỉ đo các yếu tố về mực nước, lưu lượng, còn yếu tố bùn cát thì không đo. Bảng 3: Thống kê các trạm quan trăc khí tượng thủy văn trên hệ thống sông Hồng – Thái Bình Mã trạm  Tên trạm  Năm đo đạc  Sông  Hệ thống sông  Diện tích  Yếu tố đo đạc   53  Lai Châu  1956  Đà  Hồng  33800  X, H, Q, R   63  Nậm Giàng  1964  Nậm Na  Hồng  6740  H, Q, R   64  Nậm Mức  1959  Nậm Mức  Hồng  2680  X, H, Q, R   210  Bản Yên  1976  Nậm Na  Hồng  638  X, H, Q   61  Nà Hừ  1967  Nậm Bum  Hồng  155  X, H, Q   52  Mường Tè  1960  Đà  Hồng   X, H   55  Tạ Bú  1927  Đà  Hồng  45900  X, H, Q, R   54  Quỳnh Nhai  1960  Đà  Hồng   H   59  Hòa Bình  1955  Đà  Hồng  51800  X, H, Q, R   106  Hưng Thi  1962  Bôi  Hồng  664  X, H   36  Lào cai  1903  Hồng  Hồng  41000  H, Q, R   47  Yên Bái  1902  Hồng  Hồng  48000  X, H, Q, R   101  Vĩnh Yên  1960  Nghĩa Đô  Hồng  138  X, H, Q   46  Ngòi Nhù  1971  Ngòi Nhù  Hồng  503  X, H, Q   37  Bảo Hà  1958  Hång  Hồng   X, H   225  Bảo Yên  1983  Chảy  Hồng   X, H, Q, R   100  Thác Bà  1958  Chảy  Hồng  6170  X, H   153  Vụ Quang  1972  Lô  Hồng   X, H, Q, R   51  Thanh Sơn  1960  Bứa  Hồng  1190  X, H, Q, R   103  Quảng Cư  1960  Phó Đáy  Hồng  1190  X, H,   86  Việt Trì  1904  Lô  Hồng   X, H   40  Phú Thọ  1905  Hång  Hồng   H   0  Đạo Đức  1973  Lô  Hồng   X, H, Q, R   150  Hà Giang  1902  Lô  Hồng  8260  H   218  Chiêm Hóa  1959  Gâm  Hồng  16500  X, H, Q, R   81  Hàm Yên  1958  Lô  Hồng  11900  X, H, Q, R   82  Ghềnh Gà  1966  Lô  Hồng  29600  H, Q, R   83  Tuyên Quang  1955  Lô  Hồng  29800  H   90  Na Hang  1962  Gâm  Hồng   X, H   79  Bắc Quang  1959  Lô  Hồng   X, H   80  Vĩnh tuy  1966  Lô  Hồng   X, H   221  Bắc Mê  1979  Gâm  Hồng   H, Q, R   20  Thác riềng  1960  Cầu  Thái Bình  712  X, H   14  Tài chi  1971  Tài Chi   55  X, H, Q   15  Bình Liêu  1961  Tiên Yên   505  X, H, Q   526  Bến Triều  1961  Kinh Thày  Thái Bình   X, H   507  Đồn sơn  1959  Đá Bạch  Thái Bình   X, H   9  Lạng Sơn  1958  Kỳ Cùng   1560  X, H, Q, R   32  Hữu Lũng  1961  Trung   1220  X, H   11  Vân Mịch  1959  Bằng Giang   2360  X, H   2  Cao Bằng  1959  Bằng Giang   2880  X, H   89  Bảo Lạc  1959  Gâm  Hồng  4060  X, H   33  Chũ  1956  Lục Nam  Thái Bình  2090  X, H, Q, R   35  Cẩm Đàn  1960  Cẩm Đàn  Thái Bình  670  X, H   31  Cầu Sơn  1960  Thương  Thái Bình  2330  X, H   511  Lục Nam  1932  Lục Nam  Thái Bình   X, H   521  Bến hồ  1955  Đuống  Hồng   X, H   515  Đáp cầu  1902  Cầu  Thái Bình  5780  X, H   513  Phủ Lạng Thương  1905  Thương  Thái Bình   H   528  Cửa Cấm  1960  Kinh Thày  Thái Bình   H   534  Trung Trang  1962  Văn Úc  Thái Bình   H   541  Tiên Tiến  1950  Sông Mới  Thái Bình   H   509  Do Nghi  1960  Bạch Đằng  Thái Bình   H   543  Đông Xuyên  1955  Thái Bình  Thái Bình   H   533  Kiến An  1959  Lạch Tray  Thái Bình   H   549  Chanh Chủ  1959  Luộc  Thái Bình   H   527  Cao Kênh  1961  Kinh Thày  Thái Bình   H   535  Quang Phục  1988  Văn Úc  Thái Bình   H   42  Hà Nội  1902  Hồng  Hồng   H, Q, R   41  Sơn Tây  1902  Hồng  Hồng  144000  H, Q, R ,C   60  Trung Hà  1956  §µ  Hồng   H   536  Cát Khê  1955  Thái Bình  Thái Bình   H, X   524  Bến bình  1969  Thái Bình  Thái Bình   H   539  Ba Nhá  1962  Gùa  Thái Bình   H   532  Quảng Đạt  1962  Rạng  Thái Bình   H, X   529  An phụ  1960  Kim Môn  Thái Bình   H, X   537  Phú Lương  1959  Thái Bình  Thái Bình   H   519  Phả Lại  1955  Thái Bình  Thái Bình   H, X   556  Quyết Chiến  1960  Trà Lý  Hồng   H, X   559  Định Cư  1960  Trà Lý  Hồng   H, X   558  Thái Bình  1907  Trà Lý  Hồng   H   593  Tiến Đức  1982  Hồng Hà  Hồng   H, X   563  Ba Lạt  1957  Hồng  Hồng   H, X   564  Nam Định  1920  Đào  Hồng   H   567  Trực Phương  1964  Ninh Cơ  Hồng   H   571  Phú Lý  1957  Đáy  Hồng   H   570  Phú Lễ  1957  Ninh Cơ  Hồng   H   573  Bến Đế  1966  Bôi  Hồng   H   578  Ninh Bình  1907  Đáy  Hồng   H   Nguồn: Trung tâm dữ liệu Thủy văn quốc gia 4.3 Đặc điểm thuỷ văn 4.3.1 Đặc điểm sông ngòi Hàng năm các sông trên hệ thống sông Thái Bình vận chuyển toàn bộ nước sinh ra trên các lưu vực sông Cầu, sông Thương, sông Lục Nam ra Biển, đồng thời còn phải nhận một lượng nước khá lớn (bằng 30% lượng nước sông Hồng tại Sơn Tây) từ sông Đuống phân sang. Vì vậy vào mùa lũ các sông trên hệ thống sông Thái Bình của Hải Dương luôn trong tình trạng quá tải, đe doạ các công trình ngăn lũ của tỉnh. Sông Luộc là một nhánh của sông Hồng có chiều dài khoảng 72 km, bắt nguồn từ ngã ba Tuần Vường thuộc địa phận tỉnh Hưng Yên, chảy qua địa phận tỉnh Hải Dương dài hơn 40 km và đổ vào sông Văn úc. Đặc điểm của các sông ở Hải Dương: Lòng sông rộng, độ dốc mặt nước nhỏ, không đều và luôn biến đổi. Bồi xói cục bộ mạnh, cao độ đáy sông có nhiều đoạn đột biến, nhất là các ngã ba phân lưu. Đáy sông thấp hơn nhiều so với mặt nước biển trung bình, nhiều đoạn đáy sông có độ dốc ngược Bảng 4: Đặc trưng hình thái các sông tỉnh Hải Dương TT  Tên sông  Chiều dài sông (km)  Độ dốc bìn quân lòng sông (%0)   1  Thái Bình từ Phả Lại đến sông Luộc  60,3      2  S.Luộc  40,1      3  S.Kinh Thầy  50,0      4  S.Kinh Môn  38,5      5  Đình Đào từ cầu Kẻ Sặt  53,8  0,007   4.3.2 Dòng chảy năm 4.3.2.1. Chế độ mực nước a.Mực nước mùa lũ: Sự thay đổi mực nước mùa lũ trên sông thể hiện rõ đặc điểm của lũ ở vùng đồng bằng là cường suất nhỏ , đỉnh rẹt, các con lũ xảy ra liên tiếp, thời gian lũ kéo dài. Nói chung là thời gian lũ lên nhỏ hơn thời gian luc xuống, cường suất lũ lên lớn hơn cường suất lũ xuống, cường suất lũ giảm dần về phái hạ lưu. Cường suất lũ tại một số trạm thuỷ văn Trạm  Cát Khê     Bến Bình   Cường suất  Lên  Xuống  Lên  Xuống   Trung bình   1-2   0.5-0.8  1-1.5    0.4-0.5   Max   3-4  2-3    2-3  1-2    Mực nước lớn nhất trong năm thường xuất hiện các tháng VII, VIII (Bảng 5) Bảng 5: Bảng biên độ mực nước các tháng trong năm Trạm  Tháng      I  II  III  IV  V  VI  VII  VIII  IX  X  XI  XII   S.Thái Bình      Cát Khê  122  124  118  144  189  248  233  354  218  167  165  130   Phú Lương  168  169  158  174  199  224  207  211  182  167  181  180   Ngọc Điểm  209  206  200  206  227  220  186  181  184  188  206  216   S.Kinh Thầy      An Bài  199  192  105  192  211  206  163  167  162  172  188  200   An Phụ  240  230  224  237  244  242  205  207  194  209  227  239   b. Về mùa kiệt Vùng hạ lưu sông Thái Bình chịu ảnh hưởng mạnh của thuỷ triều về mùa kiệt, thuỷ triều truyền qua các cửa sông Lạch Tray, Văn Úc, Thái Bình ngược lên thượng lưu. Từ hạ lưu trạm Phú Lương trên sông Thái Bình và ngã ba Mây trên sông Kinh Thầy đến biển là khu vực chịu sự ảnh hưởng của thuỷ triều, biên độ triều lên nhanh (trong mùa cạn) dao động từ 1.4 đến 3.6m và có xu thế giảm dần về phái thượng lưu. 4.3.2. Đặc trưng lưu lượng Lưu luợng nước là lượng nước chảy qua tiết diện ngang nào đó trong một đơn vị thời gian được tính bằng m3/s. Nó là đặc trưng cơ bản của dòng chảy và có quan hệ mật thiết với các yếu tố của dòng chảy. Q = U*S Trong đó Q: Lưu lượng nước (m3/s) U: Lưu tốc dòng chảy(m/s) S: Diện tích mặt cắt ngang (km2, m2) Sự biến đổi của lưu lượng đồng nghĩa với việc diễn biến dòng chảy trên sông diễn ra theo chiều hướng phức tạp lamg cho công việc phòng chống lũ lụt gặp rất nhiều khó khăn, gây ra cản trở cho giao thông thuỷ, lấy nước tưới cho nông nghiệp, công nghiệp, đe dạo đến sinh hoạt và tính mạng của nhân dân sống hai bên bờ sông. Đồng thới sự biến đổi này gây ra sự biến hình lòng sông rất mạnh, nếu lưu lượng lớn thì khả năng mang bùn cát của dòng nước càng lớn, quá trình diễn biến lòng sông càng mạnh và ngược lại. 4.3.3 Dòng chảy lũ Các yếu tố ảnh hưởng đến hình thành dòng chảy lũ có thể phân thành hai loại chính sau : Yếu tố khí tượng(chu yếu là yếu tố mưa rào) và yếu tố mặt đệm. * Yếu tố mưa rào quyết định nguồn nước dòng chảy khi xét yếu tố này cần đề cập đến các đặc trưng chuy yếu: lượng mưa trong thời đoạn thiết kế ứng với tần suất nào đó (cường độ mưa bình quân lớn nhất) trong thời đoạn đó. Việc khảo sát đặc trưng này nhằm để tính lớp nước mưa bình quân trên lưu vực. * Yếu tố mặt đệm quyết định quá trình tổn thất và quá trình tập trung dòng chảy, các yếu tố mặt đệm bao gồm: Diện tích , hình dạng lưu vực, chiều dài lòng sông chính, độ dốc mặt nước, sườn dốc, độ nhám lòng sông và khả năng có thêm trên lưu vực (rừng, hồ, ao, đầm lầy, trình độ thâm canh trên lưu vực). Theo chỉ tiêu vượt trung bình, mùa lũ trên hệ thống sông Thái Bình thường từ tháng VI đến tháng X. Tuy nhiên mũa lũ cũng có thể xuất hiện sớm vào tháng V và kết thúc vào tháng XI Lũ lớn trên hệ thống sông Thái Bình chủ yếu do hai nguyên nhân: Do một hay nhiều hình thái thời tiết phối hợp hoạt động, chủ yếu gây mưa lớn trên lưu vực. Do ảnh hưởng của lũ sông Hồng phân qua sông Đuống, theo thống kê hầu hết các trận lũ chịu ảnh hưởng này là chủ yếu, thậm chí gần như hoàn toàn do lũ sông Hồng gây lên. Ngoài ra lũ sông Hồng phân qua sông Luộc đóng ghóp đáng kể lưu lượng lùa lũ vùng cửa sông ven biển. Do vậy mùa lũ gần như đồng nhất trên toàn đồng bằng Bắc Bộ. Lượng dòng chảy lũ chiếm 75-80% dòng chảy cả năm. Tháng VIII là tháng co lượng nước chiếm 20-25% lượng nước cả năm, thậm chí có năm đạt tới 50%, tần suất xuất hiện lũ trong tháng VIII là 30-40%. 4.3.4 Dòng chảy kiệt Mùa kiệt trên sông Thái Bình đoạn qua Thành Phố Hải Dương thường xuất hiện từ tháng XI năm trước đến tháng V năm sau, thời kì kiệt nhất thường vào các tháng I, II, III, IV, V. 4.3.5 Diễn biến thiên tai và thảm hoạ Hải Dương là một tỉnh nằm kề sát với các tỉnh ven biển: Quảng Ninh, Hải Phòng, Thái Bình; địa hình chia thành 2 vùng chủ yếu là núi, đồi và đồng bằng, vì vậy trong thời gian qua đã xuất hiện nhiều loại hình thiên tai như: Bão, áp thấp nhiệt đới, tố, lốc, lũ, lũ quét, sạt lở, hạn hán, mưa đá.... Trong đó loại hình thiên tai phổ biến, thường xuyên xảy ra vào mùa hè và thu là: Bão, áp thấp nhiệt đới, lũ và sạt lở. Bão và áp thấp nhiệt đới Mùa bão ở Hải Dương được bắt đầu từ tháng 6 và kết thúc vào tháng 10. Bão và áp thấp nhiệt đới tập trung chủ yếu vào 3 tháng: 7; 8 và 9. Tháng 8 là tháng xuất hiện nhiều bão nhất trong năm. Song bão mạnh có gió ( cấp 12 lại thường xuất hiện vào tháng 7 và 9. Toàn bộ số bão và áp thấp nhiệt đới ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp đến Hải Dương đều có nguồn gốc hình thành từ ổ bão lớn nhất Thế giới: ổ bão tây Thái Bình Dương và biển Đông. Trung bình mỗi năm có 2 cơn bão và áp thấp nhiệt đới ảnh hưởng trực tiếp tới Hải Dương. Theo số liệu thống kê 45 năm qua (1960 – 2005) tỉnh Hải Dương chịu ảnh hưởng 86 cơn bão và áp thấp nhiệt đới (bão là 71 cơn; áp thấp nhiệt đới là 15 cơn). Trong đó có 3 cơn bão mạnh ( cấp 12 xảy ra vào các năm 1968; 1977 và 1980. Lũ lụt Mùa lũ ở Hải Dương bắt đầu từ tháng 6 và kết thúc vào tháng 10. Tổng lượng dòng chảy lũ chiếm tới (70 ( 80)% tổng lượng dòng chảy năm; để tải được lượng nước mưa lũ, lòng sông phải mở rộng gấp (3 ( 4) lần mùa cạn. Lũ sông Luộc chịu ảnh hưởng trực tiếp của lũ sông Hồng. Lũ trên hệ thống sông Thái Bình chịu ảnh hưởng quyết định của lũ sông Hồng chuyển sang qua sông Đuống. Trong các trường hợp lũ lớn, đặc biệt lớn và lũ lịch sử thì lượng lũ từ sông Hồng chuyển sang sông Thái Bình thường chiếm xấp xỉ 3/4 tổng lượng lũ sông Thái bình, còn lại các sông Cầu, sông Thương và sông Lục Nam chiếm xấp xỉ 1/4 tổng lượng lũ. Số con lũ hàng năm, thời gian xuất hiện đỉnh lũ lớn nhất trong năm và cường suất của mỗi con lũ... đều có sự chi phối của lũ sông Hồng. Độ cao đỉnh lũ sông Thái Bình tại Phả Lại phụ thuộc chính vào lũ sông Hồng. Những năm Hà Nội xuất hiện lũ lớn thì Phả Lại cũng xuất hiện lũ lớn, điển hình là các năm: 1945; 1968; 1969; 1971; 1985; 1986 và 1996.