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

ĐỒ ÁN DỰ BÁO THỦY VĂN
LẬP PHƯƠNG ÁN DỰ BÁO THEO PHƯƠNG PHÁP
MỰC NƯỚC TƯƠNG ỨNG TỪ TRẠM SƠN TÂY ĐẾN TRẠM
HÀ NỘI TRÊN SÔNG HỒNG

Giáo viên hướng dẫn : Th.S: Lê Thu Trang
Sinh viên thực hiện

: Nguyễn Văn Đăng

Lớp

: DH3T

Mã sinh viên

: DH00300057

Hà Nội, ngày 16/03/2017


LỜI CÁM ƠN

Em xin chân thành cám ơn trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội đã
tạo điều kiện cho em học tập tốt nhất, đặc biệt là các thầy giáo, cô giáo của hai khoa
Khí Tượng – Thủy Văn và Tài Nguyên Nước đã truyền đạt cho em những kiến thức
chuyên môn trong quá trình học tập.
Với sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cám ơn chân thành đến

dân cư.Điều đó chứng tỏ rằng, nước rất quan trọng trong cuộc sống của mọi vật thể
trên trái đất.
Tuy nhiên chúng ta cũng không thể không chú ý đến mặt gây hại của nó. Trên thế
giói cũng như ở nước ta từng có những trận lũ lịch sử lớn đã gây những thiệt hại vô
cùng to lớn về người và của cải mà phải mất khá nhiều thời gian để khắc phục hậu quả
gây ra.
Ở nước ta hằng năm không ở tỉnh này thì ở tỉnh khác, không ở lưu vực này thì ở
lưu vực khác xảy ra nhưng trận lũ lớn gây ra nhiều thiệt hại to lớn làm ảnh hưởng
không nhỏ đến các cộng đồng dân cư. Con người khó tránh khỏi những thảm họa do
thiên nhiên gây ra, tuy nhiên con người có thể hạn chế được những thiệt hại, như đối
với thiên tai bão lũ chúng ta có thể hoàn toàn phòng tránh, giảm nhẹ tác hại của chúng
bằng cách xây dựng các phương án dự báo phòng lũ. Bên cạnh các biện pháp trị thủy
như xây dựng các công trình hồ chứa điều tiết lũ ở thượng lưu, xây dựng củng cố các
tuyến đê, kè giảm nhẹ thiệt hại của thiên tai thì trong thời gian gần đây con người đã
chú trọng đến việc dự báo thủy văn nhằm biết trước khả năng xảy ra để có biện pháp
phòng tránh.
Dự báo thủy văn là tính trước một cách khoa học tình hình biến đổi các đặc trưng
trên sông, suối, ao, hồ,… để phục vụ việc phòng chống thiên tai và sử dụng hợp lý

5


nguồn tài nguyên nước trong các nghành kinh tế quốc dân, đông thời tránh các thảm
họa do nước có thể gây ra cho con người và môi trường.
Dự báo thủy văn chính xác mạng lại hiệu quả kinh tế rõ rệt. Ví dụ như dự báo
mực nước, lưu lượng rất cần thiết cho việc khai thác có hiệu quả các công trình thủy
lợi…
Vì vậy, với đồ án dự báo “Lập phương án dự báo theo phương pháp lưu lượngmực nước tương ứng từ trạm Sơn Tây đến trạm Hà Nội trên lưu vực sông Hồng”.
2


dốc lớn, trạm dưới ít bị ảnh hưởng của thủy triều hay nước vật, các trạm trên không
quá nhiều, thường chỉ một hay hai trạm trên và một trạm dưới.
Nhược điểm phương pháp: điều kiện quan trọng của phương pháp lưu lượngmực nước tương ứng là phải tính đúng thời gian chảy truyền τi. Việc xác định thời gian
chảy truyền ở đoạn sông không nhánh đã khó, xác định τi ở đoạn sông nhiều nhánh

6


càng khó hơn và luôn có sai số. Trường hợp đoạn sông nhiều trạm trên hoặc nhiều
trạm dưới chịu ảnh hưởng của nước vật hay thủy triều phải tìm cách giải quyết khác.
5

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 còn có:
Mở đầu
Chương 1 : Đặc điểm địa lý tự nhiên- xã hội, khí tượng thủy văn lưu vực sông
Hồng.
Chương 2: Ứng dụng phương pháp mực nước tương ứng trên đoạn sông Hồng từ
trạm Sơn Tây đến trạm Hà Nội .
Kết luận

7


CHƯƠNG I : ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI LƯU VỰC
SÔNG HỒNG
1

ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN

ở đồng bằng đều có đê kiên cố làm cho đồng bằng bị chia cắt thành các ô tương đối
độc lập. Vùng cửa sông giáp biển có nhiều cồn cát và bãi.
3

Địa chất, thổ nhưỡng
Ở vùng núi và trung du của lưu vưc, địa hình phát sinh do kết quả của các quá
trình vận động của vỏ trái đất trong các giai đoạn địa chất cộng với quá trình phong
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
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. Đây là khu vực cung cấp bùn cát quan trọng
cho sông Đà, góp phần chủ yếu vào bùn cát sông Hồng. khu vực bên phải của sông Đà
có cao nguyên đá vôi kéo dài từ Tây Bắc xuống Đông Nam, đất phát triển trên đá vôi
có độ mịn lớn, ngoài ra đất còn phát triển trên diệp thạch, sa thạch, hoa cương, thảm
thực vật bị phá hủy nghiêm trọng, do đó rất thuận lợi cho xói mòn.

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

mm đến 1000 mm.

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.

10


Lưu vực hệ thống sông Hồng có hình dạng hẹp, kéo dài ở phần thượng lưu và mở
rộng ở hạ lưu.Tổng diện tích lưu vực là 155 000 km2, trong đó phần Việt Nam chiếm 47%.
Tổng lượng nước trung bình hàng năm của sông Hồng chảy qua Sơn Tây là 120
tỷ m3, trong đó phần từ Trung Quốc chảy vào chiếm 36%. Tính đến Sơn Tây so với lưu
vực sông Hồng, sông Lô chiếm 27% diện tích lưu vực, chiếm 28% lượng nước; sông
Đà chiếm 43% diện tích lưu vực, 47% lượng nước; sông Thao chiếm 36% diện tích
lưu vực, 25% lượng nước.
Mạng lưới sông suối của hệ thống sông Hồng khá phát triển ở phần Việt Nam,
loại sông có chiều dài dòng chính từ 5 km trở lên có tới 1659 sông.Mật độ lưới sông
phần nhiều đạt từ 0.5 km/km2 đến 2 km/km2.nơi có núi cao, độ dốc lớn mưa nhiều thì
nơi đó sông suối dày đặc và ngược lại.
Ba nhánh lớn hợp thành hệ thống sông Hồng gồm có:
a) Sông Thao
Có chiều dài: L = 902 km (trên lãnh thổ Việt Nam dài 332 km).
Diện tích sông: F = 51900 km2 (ở Việt Nam là 12100 km2).

phân bố từ tương đối dày đến dày: 0.5-1.5 km/km2.
Khí hậu trong khu vực dòng chính sông Đà có mùa đông lạnh, khô và mùa hè
nhiều ở vùng cao.Vùng thấp thời tiết khô nóng. Qua phân bố mưa ta thấy rõ được điều
đó: Mường Tè 1637 mm, Lai Châu 2162 mm, Quỳnh Nhai 1739 mm,Vạn Yên 1344
mm, Suối Rat 1538 mm, Sơn La 1496 mm, Mộc Châu 1583 mm…
Lượng mưa trung bình năm trên lưu vực sông Đà là 1800 mm lớn hơn sông
Thao. Tổng lượng nước bình quân nhiều năm của sông Đà khoảng 55.7 km 3 tương ứng
với lưu lượng bình quân là 1770 m3/s và modun dòng chảy năm là 33.5 l/s.km2.
Dòng chảy năm trên sông Đà tăng dần từ Bắc xuống Nam: modun dòng chảy
năm tại Lý Tiên Độ (Trung Quốc) là 25.2 l/s.km2, khi tới Lai Châu tăng lên thành 34
l/s.km2. Tuy nhiên từ Lai Châu tới Hòa Bình thì modun dòng chảy năm hầu như không
tăng: tại Hòa Bình là 33.8 l/s.km 2. Điều này có thể giải thích bởi lượng mưa ở phía bờ
phải trên đoạn này của sông Đà giảm sút rõ rệt còn khoảng 1600 mm, vùng cao
nguyên Sơn La, Mộc Châu còn ít hơn nữa, chỉ đạt 1100-1400 mm.
Nước lũ sông Đà rất ác liệt, nhưng chuyển sang mùa kiệt thì dòng chảy khô cạn
khá gay gắt. Tùy điều kiện mặt đệm và lượng mưa nhiều hay ít mà lượng dòng chảy
nhỏ nhất trên lưu vực sông Đà có sự thay đổi từ nơi này qua nơi khác. Dòng chảy
tháng nhỏ nhất bình quân xuất hiện đồng bộ vào tháng III chiếm trên dưới 2% lượng
dòng chảy cả năm.Dòng chảy bình quân tháng nhỏ nhất trên dòng chính sông Đà ít
biến đổi từ thượng lưu về hạ lưu. Nhưng trên các phụ lưu thì phạm vi biến đổi của
dòng chảy nhỏ nhất bình quân tháng từ 2.58 l/s.km2 đến 11.61 l/s.km2.

12


Dòng chảy bùn cát trên sông Đà thuộc loại lớn trên miền Bắc. Tổng lượng bùn
cát của sông Đà tại Hòa Bình là 72.3 106 tấn ứng với độ đục bình quân nhiều năm là
1310 g/m3.
Phần lớn đất đai trong lưu vực sông Đà là đồi núi. Độ cao bình quân toàn lưu vực
là 1130 m, riêng phần Việt Nam độ cao bình quân là 965 m. Độ dốc đáy sông Đà đạt


trình nước lũ đều có dạng răng lược. Trong suốt mùa lũ có tới trên 10 ngọn lũ lớn nhỏ
và thường đạt tới đỉnh cao nhất vào tháng VII hoặc tháng VIII.
-

Mùa cạn, mực nước và lưu lượng giảm xuống nhanh chóng. Nước cạn nhất xuất hiện
vào tháng III, lượng dòng chảy của tháng này chỉ chiếm khoảng 2 % lượng dòng chảy
cả năm. Modun dòng chảy nhỏ nhất bình quân tháng đều trên 6 l/s.km 2, môđun dòng
chảy nhỏ nhất tuyệt đối cũng đạt tới 2.6-3.5 l/s.km 2. Dòng chảy mùa cạn sông Lô biến
đổi không nhiều, hệ số biến đổi 0.26-0.30.
Độ dốc trung bình của đáy sông là 0.26 ‰. Riêng các phụ lưu thì dốc hơn nhiều,
độ dốc trung bình của sông con tới 6.18 ‰. Sự dao động lớn về độ cao tương đối đã
tạo ra những thung lũng sâu và hẹp, độ dốc sườn lớn 38-40 0. Địa hình núi, đồi chiếm
trên 80 % diện tích lưu vực. Trên một số phụ lưu diện tích có độ cao từ 600 m trở lên,
chiếm tỷ lệ lớn.
Đặc điểm khí hậu dòng chính sông Lô chịu ảnh hưởng sâu sắc của địa hình và vị
trí lưu vực. Tùy thuộc vào vị trí và đặc điểm cao hay thấp của địa hình cùng mức độ
ảnh hưởng của hoàn lưu gió mùa đối với từng nơi mà có sự thay đổi về khí hậu giữa
các vùng trong lưu vực:

-

Thượng lưu sông Lô có khí hậu nóng vừa, khô và ít mưa.

-

Trung lưu sông Lô có khí hậu nóng ẩm và mưa nhiều là vùng có mưa lũ lớn nhất lưu
vực.

-

trong đó vùng miền núi trung du chiếm 68%. Lao động có trình độ tốt nghiệp phổ
thông cơ sở và phổ thông trung học ở đồng bằng sông Hồng đạt 74,2%, trog khi đó ở
miền núi trung du đạt 54,5%. Tỷ lệ thất nghiệp của khu vực thành thị tương đối cao
7,85%, tỷ lệ thời gian lao động của vùng nông thôn thấp chỉ đạt 65 – 70%.

2

Cơ cấu kinh tế
Chuyển dịch đúng hướng theo xu thế hiện đại hóa, cơ cấu kinh tế dịch vụ- công
nghiệp- nông nghiệp hình thành rỗ rệt. Quan hệ giữa các nghành kinh tế bước đầu có
sự thay đổi về chất.
Tốc độ tăng trưởng bình quân sản xuất công nghiệp toàn lưu vực khoảng10÷ 12 %.
Đồng bằng sông Hồng có khoảng 1,5 triệu ha đất tự nhiên, trong đó đất nông
nghiệp gần 900000 ha.
Diện tích đất rừng chiếm khoảng 25 % diện tích rừng cả nước, tuy nhiên đất
trống và đồi núi trọc vẫn còn chiếm tỷ lệ cao khoảng 35 %.
Giao thông vận tải trên lưu vực có tiềm năng và hiệu quả kinh tế cao đặc biệt
hàng hóa nặng mà không có hại đến môi trường. Hiện nay, trên lưu vực có khoảng trên
2000km đường thủy đi lại được bằng tàu có độ mực nước 1,2m trong 90% thời gian
của một năm.

3

Hiện trạng công trình thủy lợi về kế hoạch phòng lũ
Hồ Hoà Bình với dung tích thiết kế là 9.45 tỷ m3 và mặt hồ 208 km2, dài trên
200 km, chính thức hoạt động từ năm 1987, đã tác động mạnh mẽ tới dòng chảy sông
Đà và sông Hồng. Hồ chứa Hoà Bình là công trình sử dụng tổng hợp, trước hết là
chống lũ và phát điện. Ngoài ra, hồ chứa Thác Bà, trong những trường hợp cần thiết
cũng tham gia cắt lũ cho hạ du. Các công trình phân lũ cống Vân Cốc, Đập Đáy, các
khu chậm lũ: Thanh Ba, Tam Nông, Lương Phú,... có tác dụng lớn trong phòng lũ cho


liệu

đo/ngày

(ngày)

Thời
gian

Trạm dưới

Giá trị Qmin

1H

7H

7H

19H

26/08/1993

26/08/1993

30/06/1993

30/06/1993



Bảng 2.2: Tính thời gian truyền lũ bằng phương pháp điểm đặc trưng
Thời điểm xuất hiện đặc trưng lũ
Trạm trên
Trạm dưới

TT trận
lũ

tC
7 /30/VI
1h/9/VII
1h/20/VII
7h/28/VII
19h/8/VIII
h

tĐ
1 / 04/VII
19h/11/VIII
13h/25/VII
13h/28/VII
1h/12/VIII
h

tC
19 /30/VI
7h/9/VII
7h/20/VII
19h/29/VII

τĐ
12
6
0
6
6
6

2.2.2. Xây dựng bản đồ dự báo và xác định sai số cho phép
a. Xây dựng bản đồ dự báo
Trích số liệu mực nước của trạm trên (Htr, t)tại thời điểm t, tương ứng chính là lưu
lượng trạm dưới (Hd, t+6). Các số liệu này được đưa vào bảng cơ sở số liệu để xây dựng
biểu đồ dự báo (Bảng 2.3)
Bảng 2.3: Bảng trích số liệu theo thời gian chảy truyền (1)
Ngày

30/06/1993

01/07/1993

02/07/1993
………..
24/08/1993

25/08/1993

Giờ
1
7
13

948
…
1176
1184
1199
1217
1230
1240

18

Trạm Hà Nội
H
547
547
541
538
541
548
560
572
585
600
612
623
…
882
885
895
910

H
H (t+6h)
13
1246
950
958
19
1251
958
960
26/08/1993
1
1252
960
962
7
1252
962
961
13
1248
961
958
19
1242
958
951
27/08/1993
1
1236

σ ∆: Là khoảng lệch quân phương của chuỗi biến đổi yếu tố dự báo trong thời
gian dự kiến.
Bảng 2.4: Bảng tính giá trị sai số cho phép σ ∆ (3)
Ngày
30/06/1993

01/07/1993
02/07/1993

Giờ
1
7
13
19
1
7
13
19
1
7
13

Hà Nôi
547
547
541
538
541
548
560


2,43
57,12
20,77
2,08
29,62
109,05
109,05
130,93
180,70
109,05


Ngày

03/07/1993
……….
24/08/1993

25/08/1993

26/08/1993

27/08/1993

Giờ
19
1
7
13

928
940
950
958
960
962
961
958
951
945
928
913

Tổng

ΔH(6h)
11
19
25
23
15
….
3
10
15
18
12
10
8
2

270,36
10,44
109,05
8,44
71,28
6,44
41,51
0,44
0,20
0,44
0,20
-2,56
6,54
-4,56
20,77
-8,56
73,23
-7,56
57,12
-18,56
344,38
-16,56
274,15
1,44
2,08
23335.97

Các đặc trưng này được xác định theo các công thức sau:
= = 9.99
Trong đó:

Tốt
Khá
Đạt
Kém
Quá kém

2.2.4. Đánh giá sai số phương án dự báo phụ thuộc
Sử dụng 2/3 chuỗi số liệu ( bảng 2.2) đã sử dụng để xây dựng đường quan hệ để
đánh giá sai số cho phần phương án dự báo phụ thuộc.
Bảng 2.6: Bảng tính giá trị P (4)
Ngày

30/06/1993

01/07/1993

02/07/1993
03/07/1993

Giờ
1
7
13
19
1
7
13
19
1
7

541
548
560
572
585
600
612
623
642
667
690

534
529
531
532
549
561
577
589
597
618
628
643
661
691
21

ΔHdb


Đúng


Ngày

Giờ

Sơn Tây Hà Nội

HHN(t+6h) =

ΔHdb

Đánh Giá

-1
….
….
….
-2
-2
0
0

Đúng
….
….
….
Đúng
Đúng


1.0568*HST – 359.19
704
….
….
….
786
787
788
788

05/08/1993

1
7
13
19

1088
1091
1090
1086

788
792
793
793

791
794

780
775
769

-1
0
2
-2

Đúng
Đúng
Đúng

………..
………..
………..

Đúng

Đúng

Đúng

Tổng
m=
126
Đánh giá dự báo yếu tố: Dự báo phụ thuộc có tổng là 152 dự báo. Trong đó, 126
dự báo đúng và 26 dự báo sai.

22

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

Htđ
547
547
541
538


ΔHdb

(ΔHdb-ΔHdbtb)^2

44009
46562
47866
46562
43590
38724
34145
29509
24581
20962
17898
13175
8061
4460
2681
….
….
….
975
1038
975
975
1240
1312
1312

0
-2
-1
0
2
-2
0.014

174
156
54
87
0
2
26
14
8
40
24
0
41
2
1
….
….
….
3
2
0
0


Tỷ số S/σ
= = 0.05
b. Hệ số tương quan η
Hệ số η được xác định theo công thức:
2

S
η = 1−  
 σ  = = 0.99

c. Mức đảm bảo của phương án dự báo
Chất lượng của phương án dự báo bao giờ cũng phải được đánh giá bằng mức
đảm bảo dự báo. Mức đảm bảo dự báo là tỷ số giữa số lần dự báo đúng trên tổng số lần
dự báo:

P=

m
× 100
n
% = 100 = 82.89%

Trong đó:
- m: số lần dự báo đúng.
- n: tổng số lần dự báo.
- P: mức bảo đảm của phương án dự báo.
Bảng 2.8: Chỉ tiêu đánh giá chất lượng của phương án dự báo phụ thuộc
STT
Chỉ tiêu


07/08/1993

1

1068

771
24

ΔHdb Đánh giá


HHN(t+6h) =
Ngày

Giờ

Sơn Tây

Hà Nội

1.0568*HST –

7
13
19
1
7
13

1068
1070
….
….
….
1230
1240
1246
1251
1252
1252
1248
1242
1236
1221
1205
1185

769
768
766
764
762
760
758
758
760
765
768
….

941
951
958
963
964
964
960
953
947
931
914
941

ΔHdb Đánh giá

0
Đúng
1
Đúng
1
Đúng
1
Đúng
0
Đúng
08/08/1993
1
Đúng
1
Đúng

Đúng
26/08/1993
2
Đúng
2
Đúng
2
Đúng
3
Đúng
27/08/1993
1
Đúng
1
Đúng
Tổng
m=
80
Đánh giá dự báo yếu tố: Dự báo phụ thuộc có tổng là 83 dự báo. Trong đó, 80 dự
báo đúng và 3 dự báo sai.
Bảng 2.10: Bảng tính giá trị η (7)
Ngày
07/08/1993

08/08/1993

Giờ
1
7
13

1
1
1
0
1
1
-1

2
2
2
0
1
1
1

25