TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN
*************

ĐỒ ÁN DỰ BÁO
LẬP PHƯƠNG ÁN DỰ BÁO THEO PHƯƠNG PHÁP
MỰC NƯỚC TƯƠNG ỨNG TỪ TRẠM SƠN TÂY
ĐẾN TRẠM HÀ NỘI

Giảng viên hướng dẫn : ThS.Lê Thu Trang
Sinh viên thực hiện

: Nguyễn Thị Thu Hà

Chuyên ngành

: Thủy Văn

Mã sinh viên

: DH00300335

Niên khóa

: 2013-2017

Hà Nội-Tháng 3/2017
LỜI CẢM ƠN

1


Nam, Trung Quốc, Lào với tổng diện tích tự nhiên vào khoảng 169.000km 2.Đây là
con sông lớn thứ hai (sau sông Mêkông) chảy qua Việt Nam đổ ra biển Đông. Lưu
vực sông Hồng có ý nghĩa về mặt tự nhiên cũng như phát triển kinh tế-tự nhiên xã
hội của các tỉnh, thành phố trên lưu vực sông. Vì vậy dự báo dòng chảy trên hệ
thống sông Hồng có vai trò vô cùng quan trọng. Kết quả dự báo chính xác sẽ đem
lại những hiệu quả rõ rệt về kinh tế, xã hội. Là cơ sở để giảm nước tràn lũ, nâng cao
hiệu quả điều tiết lũ, giảm thiểu thiệt hại cho vùng ngập lụt, giải quyết bài toán điều
tiết, cân bằng nước…
Chính vì vậy, đề tài nghiên cứu “Lập phương án dự báo theo phương pháp
mực nước tương ứng từ trạm Sơn Tây đến trạm Hà Nội” đã được hình thành
II. Mục đích nghiên cứu
Sử dụng phương pháp mực nước tương ứng để dự báo mực nước trên từ trạm
Sơn Tây về Hà Nội trên sông Hồng.
1. Phạm vi nghiên cứu

Sông Hồng từ trạm Sơn Tây đến trạm Hà Nội
2. Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thu thập, thống kê, tổng hợp tài liệu.
- Phương pháp mực nước tương ứng.
3. Nội dung nghiên cứu

Cấu trúc nội dung của bài gồm 2 chương, không kể mở đầu, kết luận, tài liệu
tham khảo, phụ lục.
Mở đầu
Chương 1: Đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế xã hội lưu vực sông Hồng.
Chương 2: Lập phương án dự báo theo phương pháp mực nước tương ứng từ
trạm Sơn Tây đến Hà Nội trên sông Hồng.
Kết luận và kiến nghị


hóa và quá trình xói mòn dưới tác động của dòng nước, nhiệt độ, độ ẩm … nên bao
gồm nhiều loại đất khác đá khác nhau về thành phần khoáng chất. Bắc và Đông Bắc
lưu vực thuộc vùng núi đá vôi hiểm trở, ít đất bằng, có rừng che phủ, đất phát triển
6


trên diệp thạch, sa thạch và đá vôi … nên lượng cung cấp cho sông ít và vì vậy dòng
chảy sông Lô mang rất ít bùn cát. Vùng thuộc dãy núi Phan-Xi-Pan có dện tích
rộng, độ cao và địa hình có sự thay đổi lớn, khống chế những vùng khí hậu, thổ
nhưỡng rất khác nhau. Đất ở vùng này được phát triển từ các loại đá gốc như diệp
thạch tinh thể, hoa cương, càng xuống phía Tây Nam diệp thạch và đá vôi càng
nhiều còn ở phía Đông Nam là diệp thạch và hoa cương.
1.2.4. Lớp phủ thực vật
Thảm thực vật đã bị tàn phá chỉ còn khoảng 16% diện tích đất tự nhiên. Trên
lưu vực sông Đà thậm chí có nơi chỉ còn 6-10%; rừng thượng nguổn sông Lô còn
khá hơn chiếm khoảng 20-30%.
Sau khi nhà máy thủy điện Hòa Bình được xây dựng, rừng vùng lưu vực hồ đã
bị tàn phá nghiêm trọng mà tác nhân chủ yếu là khai thác quá mức, du canh du cư,
đốt nương làm rẫy. Hàng năm khu vực này có khoảng 120 đến 160 ha rừng bị xâm
phạm và đốt cháy làm nương rẫy mới. Nếu tính toàn vùng Tây Bắc (bao gồm các
khu vực thuộc lưu vực hồ Hòa Bình và lân cận) thì đến nay chỉ còn 5 - 6% diện tích
đất tự nhiên là có rừng che phủ.
1.2.6. Đặc điểm thủy văn và hệ thống sông ngòi
Dòng chính sông Hồng bắt nguồn từ dãy núi Ngụy Sơn cao trên 2700 m của
tỉnh Vân Nam (Trung Quốc), chảy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam, qua tỉnh Vân
Nam (Trung Quốc), chảy vào lãnh thổ Việt Nam tại Lào Cai rồi đổ vào vịnh Bắc Bộ
tại cửa Ba Lạt. Hệ thống sông Hồng ở Việt Nam là do ba nhánh lớn hợp thành là
sông Đà, sông Thao và sông Lô. Chiều dài dòng chính sông Hồng từ nguồn đến cửa
Ba Lạt dài 1126 km, phần chảy trên đất Việt Nam dài 556 km.
Lưu vực hệ thống sông Hồng có hình dạng hẹp, kéo dài ở phần thượng lưu và

Đông, đặc biệt vào những ngày gió Tây Nam khô nóng hoạt động, trong thời kỳ này
độ ẩm có thể nhỏ hơn 50%. Sự chênh lệch về độ ẩm không khí giữa mùa khô và
mùa mưa của khu vực này là thấp, tháng có độ ẩm tương đối nhỏ nhất là tháng XI,
XII.
2.1.2. Chế độ nhiệt
Lưu vực sông Hồng nằm giữa ranh giới của vùng nhiệt đới nội chí tuyến
(phần Việt Nam và một phần lưu vực thuộc Trung Quốc) và vùng cận chí tuyến
(phần còn lại trên lãnh thổ Trung Quốc). Nó vừa chịu ảnh hưởng của gió mùa cực
đới Châu Á đồng thời do nằm sát bên bờ Thái Bình Dương nên lại chịu ảnh hưởng
thường xuyên mãnh liệt của khí hậu biển cả trong mùa hè và mùa đông, có khí hậu
ôn hoà hơn về mùa hạ so với các vùng nhiệt đới trong lục địa, nhưng lại có mùa
8


đông lạnh hơn. Vì thế lưu vực sông Hồng có nền nhiệt thấp hơn các vùng nhiệt đới
khác của hành tinh song độ ẩm lại phong phú. So với toàn quốc lưu vực có nền
nhiệt độ bình quân hàng năm thấp hơn. Do chịu ảnh hưởng nhiều của gió mùa Đông
Bắc trong mùa đông và gió mùa Tây Nam trong mùa hạ nên thời gian ấm nóng
trong phần lớn lưu vực kéo dài từ 8 ÷ 9 tháng (tháng III ÷ IX, có nhiệt độ trung bình
tháng trên 200C, tháng V ÷ IX có nhiệt độ cao hơn 25 0C). Nhiệt độ thấp ở hầu khắp
trong lưu vực vào tháng XII ÷ II (thấp nhất thường vào tháng I và đầu tháng II, trên
vùng núi cao vào những ngày giá rét thường có tuyết rơi và nước đóng băng trên bề
mặt nhưng cũng chỉ xảy ra trong ngày.
2.1.3 Chế độ gió
Gió hoạt động trên lãnh thổ miền Bắc nói chung có thể chia làm hai mùa:
giómùa đông từ tháng XI - IV năm sau và gió mùa hạ từ tháng V - X. Tuy nhiên do
ảnhhưởng của điều kiện địa hình mà hướng gió hoạt động trên lưu vực sông Hồng
mang nặng tính địa phương.Hai hướng gió thịnh hành trong năm là hướng Nam và
Đông Nam. Trong mùađông khi gió Đông Bắc tràn về, hướng gió Đông Bắc và Bắc
cùng xuất hiện, songkhông đều trên lưu vực và tần suất xuất hiện nhỏ hơn nhiều so

Lượng bốc hơi trung bình năm (đo bằng ống Piche) từ 600mm ở vùng núi cao đến
hơn 1000mm ở vùng đồng bằng.
2.2. Đặc điểm thủy văn trên lưu vực sông Hồng
.2.2.1. Mạng lưới trạm khí tượng thủy văn
Công tác quan trắc KTTV đã được tiến hành nhiều thập kỷ qua trên lưu vực
sông Hồng. Trên lưu vực có 223 trạm KTTV (48 trạm khí tượng bề mặt, 121 trạm
đo mưa, 54 trạm thủy văn,..., nhưng chưa có radar thời tiết). Trạm quan trắc khá dày
và khá đại biểu ở vùng ven sông, vùng hạ lưu, nhưng ở vùng núi cao, địa hình hiểm
trở, xa xôi (song là các vùng tâm mưa) lại thiếu trạm do nhiều lý do khác nhau: điều
kiện xây dựng trạm, duy trì trạm, kinh phí,... Chính điqều kiện hình thành lũ rất
phức tạp trong khi mạng lưới trạm, phương tiện theo dõi, thu thập thông tin KTTV
còn có nhiều hạn chế nên việc xác định những căn cứ khoa học, định hướng phát
triển để đảm bảo đẩy mạnh một bước năng lực theo dõi, cảnh báo và dự báo lũ các
sông vùng núi nói chung và ở vùng núi Bắc Bộ nói riêng là vấn đề cần được chú
trọng.
2.2.2. Dòng chảy năm
Dòng chảy trên lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình được hình thành từ
mưavà khá dồi dào. Tổng lượng bình quân nhiều năm qua Sơn Tây khoảng 118 tỷ
m3tương ứng với lưu lượng 3743 m3/s, nếu tính cả sông Thái Bình, sông Đáy và
10


vùngđồng bằng thì tổng lượng dòng chảy đạt tới 135 tỷ m3, trong đó 82,54 tỷ m3
(tươngđương 61,1%) lượng dòng chảy sản sinh tại Việt Nam và 52,46 tỷ m3 (tương
đương38,9%) là sản sinh trên lãnh thổ Trung Quốc. Tuy nhiên, do địa hình chia cắt,
lượngmưa phân bố không đều nên dòng chảy trên các phần lưu vực cũng rất khác
nhau.
Dòng chảy ở địa phận Việt Nam phong phú hơn nhiều dòng chảy của phần
thượng nguồn lưu vực nằm ở Trung Quốc (lượng mưa trung bình ước tính trên
sôngĐà phần Việt Nam 2900 mm/năm; Phần Trung Quốc 1800 mm/năm; trên sông

tháng 8, trên 29% vào tháng 7, chỉ có 17% xảy ra vào tháng 9. Tuy vậy những trận
lũ đặc biệt lớn chỉxảy ra vào tháng 8 ví dụ như các trận lũ tháng 8/1945, tháng
8/1971. Lũ ở vùng châu thổ có ảnh hưởng lớn đến hoạt động kinh tế xã hội của 14
triệu dân. Hàng năm có từ 3 ÷ 5 trận lũ phát sinh trên lưu vực sông Hồng. Tuỳ theo
quy mô của các trận lũ, thời gian lũ lên từ 3 ÷ 5 ngày, thời gian lũ xuống từ 5 ÷ 7
ngày. Những trận lũ lớn ở lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình thường do từ 2 ÷ 3
con lũ kết hợp nhau tạo thành và thường kéo dài 15 ÷ 20 ngày như lũ tháng 8/1969;
tháng 8/1971.
Cường suất lũ lên khá nhanh đạt 5 ÷ 7 m/ngày ở thượng lưu sông Đà, sông Lô;
ở trung lưu 2 ÷ 3 m/ngày và ở hạ lưu là 0,5 ÷ 1,5m/ngày. Ở thượng du sông Thái
Bình có thể đạt tới 1 ÷ 2 m/giờ. Biên độ mực nước ở các sông nhỏ đạt 3 ÷ 4 m, sông
lớn tới 10m. Biên độ tuyệt đối đạt tới 13,22m ở Lào Cai (sông Thao); 31,1m ở Lai
Châu (sông Đà); 20,4 m ởHà Giang (sông Lô) và 13,1 m ở Hà Nội (sông Hồng).
Trên sông Thái Bình đạt 12,76m tại Chũ; ở Phả Lại đạt 7,91m.
2.2.4. Dòng chảy kiệt
Mùa kiệt trên lưu vực thường từ tháng XI đến tháng V gồm 7 tháng (có lưu
lượng bình quân tháng nhỏ hơn lưu lượng trung bình năm). Trong đó có tháng XI là
tháng chuyển tiếp từ mùa mưa sang mùa ít mưa. Từ tháng X đến tháng XI dòng
chảy trong sông giảm nhanh và từ tháng XII đến tháng IV dòng chảy ít biến động,
cuối tháng IV và tháng V do có mưa nên dòng chảy lại tăng nhanh, chính thức mùa
kiệt là từ tháng XII đến tháng IV. Tiềm năng dòng chảy tháng kiệt trung bình nhiều
năm ở Bắc Bộ đạt khoảng 1200m3/s, trong lãnh thổ đạt 811m3/s. Đối với năm kiệt
có tần suất 95% mà không kểđến tác dụng điều tiết của các hồ chứa đã có thì lưu
lượng tháng kiệt nhất đạt khoảng 745m3/s, trong lãnh thổ đạt 495m3/s.

12


3.1. Điều kiện kinh tế - xã hội
3.1.1. Hiện trạng phát triển dân số



nghiệp trong lưu vực đang ở giai đoạn đầu thực hiện các vấn đề trên. Tốc độ đổi
mới đạt khoảng 10 ÷ 11%, công nghiệp chế tạo chiếm 17%, công nghiệp chế biến
chiếm khoảng 21%, các ngành công nghiệp mới và hiện đại như điện tử, phần mềm
còn rất khiêm tốn chiếm 3 ÷ 4%. Các ngành và sản phẩm chủ yếu hiện đang phát
triển trên lưu vực là: sản xuất điện; sản xuất xi măng; sản xuất thép; công nghiệp cơ
khí; công nghiệp điện tử và sản xuất đồ điện dân dụng; công nghiệp lắp ráp ô tô, xe
máy. Các ngành sản xuất bia nước giải khát, công nghiệp may mặc, dệt và da giày,
công nghiệp khai khoáng, công nghiệp giấy.
2.2.2 Nông nghiệp
Lưu vực sông Hồng là vùng sản xuất nông nghiệp trọng điểm của cả nước sau
đồng bằng sông Cửu Long. Sản lượng lương thực quy thóc tăng từ 6450,3 nghìn tấn
năm 1990 đến 8070,0 nghìn tấn năm 1995 và đạt 10048,8 tấn năm 1999 (số liệu
thống kê lấy toàn bộ 25 tỉnh thành phố ở Bắc Bộ). Từ năm 1996 đã có gạo xuất
khẩu, sản lượng các loại cây rau mầu, cây công nghiệp ngắn ngày chủ yếu phát triển
chưa ổn định song đa phần đang có chiều hướng tăng..
Các loại cây trồng chính trên lưu vực gồm ngô, khoai lang, sắn, đay, bông, mía
lạc, đậu tương, thuốc lá, lúa....Sản lượng của các cây từng bước đã đạt độ ổn định.
Các cây công nghiệp dài ngày chủ yếu là chè và cà phê có: Chè là cây truyền thống
và trồng từ lâu trên địa bàn nhiều tỉnh trong lưu vực, năm 1998 có diện tích
48000ha trong đó đang kinh doanh 38844 ha, năng suất đạt 3,4 tấn/ha búp tươi, sản
lượng 153,287 tấn bằng 56% sản lượng chè cả nước. Cây cà phê cũng được trồng ở
vùng này từ lâu song việc phát triển thành khu vực tập trung lớn rất chậm, chỉ có
hai tỉnh Sơn La và Yên Bái đang phát triển mạnh, hiện có khoảng 8700 ha trên địa
bàn 8 tỉnh. Cây ăn quả cũng đang trên đà phát triển, đã xuất hiện nhiều vùng sản
xuất tập trung như: Vải thiều Bắc Giang, Hải Dương; Hồng: Bắc Cạn, Thái Nguyên,
Tuyên Quang; Nhãn: Yên Bái, Hưng Yên; Mận: Lào Cai, Sơn La; Cam: Hà Giang;
Bưởi: Phú Thọ...; và còn nhiều chủng loại cây ăn quả đang phát triển theo hộ và
trang trại ở các địa phương. Toàn lưu vực hiện có khoảng 80000 ha và đang có xu

5 đến bước 8.
Bước 10: Đánh giá chất lượng của phương án dự báo qua kết quả của dự báo
phụ thuộc và dự báo độc lập.
2.2 Số liệu xây dựng phương án dự báo

Bảng 2.1: Số liệu xây dựng phương án dự báo
Giá trị
Trạm
Thời gian

15

Mực nước
Sơn Tây
Hà Nội
30/VI/1993-27/VII/1993


2.3 Lập phương án dự báo

2.3.1 Xác định thời gian chảy truyền (τ)
- Xác định các điểm chân lũ (Ctr), đỉnh lũ (Đtr) của quá trình lũ trạm trên (trạm
Sơn Tây) và các điểm chân lũ (Cd), đỉnh lũ (Đd) của quá trình lũ trạm dưới (trạm Hà
Nội) tương ứng (hình 2.1).
- Thống kê thời gian xuất hiện các điểm đặc trưng trên đường quá trình lũ trạm
trên:
+ Thời điểm xuất hiện điểm Ctr là tCtr
+ Thời điểm xuất hiện điểm Đtr là tĐtr
- Tương tự thời gian xuất hiện của các điểm đặc trưng trên đường quá trình lũ
trạm dưới:

tc
td
tc
td
7h

/30

1h/9
1h/20
1h/02
19h/17

7h

/04

1h/12
13h/25
7h
/5
7h
/21

13h

/30

7h/9
7h


/12
19h/25
13h/5
13h
/21

6
6
6
6
6

6
6
6
6
6


Trích 2/3 số liệu mực nước của trạm Sơn Tây (Hst,t) tại thời điểm t, tương ứng
chính là mực nước của trạm Hà Nội (H HN, t+6) tại thời điểm t+6. Số liệu được trích
ở bảng: 2.2
Bảng 2.3: Bảng trích số liệu theo thời gian chảy truyền

1993
30/06

1/7


19

Sơn Tây

Hà Nội

Htr,t
845
840
842
843
859
871
886
897
905
925
934
948
…
…

Hd,t
547
547
541
538
541
548
560

Hd, t + 6
547
541
538
541
548
560
572
585
600
612
623
642
…
…
788
789
788
788
792
793
793
790


Từ số liệu thực đo thống kê trong bảng 2.2, ta xây dựng được đường quan hệ:
Hd(t+6) = f[Htr(t)] dưới dạng hình 2.1:

Hình 2.1: Đường quan hệ mực nước tương ứng
Từ đường quan hệ mực nước ta xây dựng được phương trình tương quan:


Ngày
30/06/199

Giờ

3
30/06/199

1

547

547

0

1,56

2,43

3
30/06/199

7

547

541


-3

-1,44

2,08

3
01/07/199

1

541

548

-7

-5,44

29,62

3
01/07/199

7

548

560


-13

-11,44

130,93

3
02/07/199

1

585

600

-15

-13,44

180,70

3
02/07/199

7

600

612


….

623
….
….
….

642
….
…..
….

-19
….
….
….

-17,44
….
….
….

304,24
….
….
….

3
25/08/199


13
19

950
958

958
960

-8
-2

-6,44
-0,44

41,51
0,20

19


3
26/08/199
3
26/08/199

1

960


958

3

4,56

20,77

3
27/08/199

19

958

951

7

8,56

73,23

3
27/08/199

1

951



15

16,56

274,15

Các đặc trưng này được xác định theo các công thức sau:
= = 9,99
Trong đó:
: Biến đổi của mực nước dự báo trong thời gian dự kiến được tính từ số liệu
thực đo như sau:
= (Hd,t+6h – Hd,tđ)
Với: Hd,t+6h là giá trị thực đo của mực nước dự báo tại thời điểm t+6h
: Trung bình của các giá trị biến đổi của lưu lượng dự báo trong thời gian dự
kiến:
Xác định sai số cho phép Scf :
Scf =∆cf = 0,674* σ = 0,674 * 9,99 = 6,73 (cm)

20


2.3.3

Đánh giá phương án dự báo phụ thuộc
Bảng 2.5: Bảng tính giá trị P [2]
Trạm
Ngày

30/06/1993

7
13
19
1
7
13
19
….
….
….
1
7
13
19
1
7
13
19

Trạm

Sơn Tây Hà Nội
H

H

845
840
842
843

612
623
….
….
….
787
788
789
788
788
792
793
793

HHN dự báo
HHN(t+6)=

∆Hdb

Đánh
giá

1,0474Hst(t)- 347,7
537
532
534
535
552
565
580

1
0
0
2
2
0
2
1

Sai
Sai
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Sai
Sai
Đúng
Sai
Sai
….
….
….
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng

842

547
547
541

HHNtt

(∆Htđ)^2

b
537
532

43678
46222

-10
-9

93
79


30/06/1993
01/07/1993
01/07/1993
01/07/1993
01/07/1993
02/07/1993

7
13
19
1
7
13
19

843
859
871
886
897
905
925
934
948
….
….
….
1084
1085
1086
1086
1088
1091
1090
1086

538

…
…
788
788
789
790
790
792
795
794

47521
46222
43261
38413
33853
29239
24334
20734
17687
…
…
…
961
1024
1089
1024
1024
1296
1370

84
57
…
…
…
0
0
0
3
3
0
4
1


a. Tỷ số S/σ
Trong đó σ là độ lệch quân phương của chuỗi yếu tố dự báo, còn S là độ lệch
quân phương của chuỗi sai số dự báo, được tính theo công thức:
== 89
= = 4,32
= 0.048
b. Hệ số tương quan η
Hệ số η được xác định theo công thức:
2

S
η = 1−  
 σ  = = 0,999

c. Mức đảm bảo của phương án dự báo

87,2
Đạt
Nhận xét: So sánh với chỉ tiêu đánh giá thì phương án này đạt.

23


2.3.4

Đánh giá sai số phương án dự báo độc lập
Bảng 2.8: Bảng tính giá trị P [4]
Trạm

Trạm Hà Nội

Sơn
Ngày

06/08/1993
06/08/1993
06/08/1993
06/08/1993
07/08/1993
07/08/1993
07/08/1993
07/08/1993
….
….
26/08/1993
26/08/1993

Tây
H

H

1083
1078
1073
1068
1068
1068
1066
1064
….
….
1252
1252
1248
1242
1236
1221
1205
1185

790
786
780
773
771
769

….
….
963
964
964
959
953
947
931
914

1
1
3
0
2
3
3
….
….
3
2
3
1
2
2
3
1

Đúng

06/08/1993
7
06/08/1993
13
06/08/1993
19
07/08/1993
1
07/08/1993
7
07/08/1993
13
07/08/1993
19
…
…
…
…
….
…
26/08/1993
1
26/08/1993
7
26/08/1993
13
26/08/1993
19
27/08/1993
1

1205
1185

790
786
780
773
771
769
768
766
…
…
….
960
962
961
958
951
945
928
913

∆Htđ
HHNdb

^2

∆Hdb


….
16641
17161
16900
16129
14400
12996
9409
6724

1
1
3
0
2
3
3
…
…
….
3
2
3
1
2
2
3
1

2

P=

m
× 100
n
% = 100 = 97%

Trong đó:
25