MỤC LỤC


DANH MỤC BẢNG BIỂU


DANH MỤC HÌNH


LỜI CẢM ƠN
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo ThS Lê Thu Trang, đã trực
tiếp hướng dẫn, cung cấp tài liệu, thông tin, tận tình chỉ bảo, giúp đỡ em trong
suốt quá trình làm báo cáo.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong Khoa Khí tượng - Thủy
Văn và Khoa Tài Nguyên Nước – Trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà
Nội đã truyền thụ kiến thức cho em trong suốt quá trình học tập vừa qua.
Em cũng xin cảm ơn, các bạn trong lớp ĐH3T và những người thân đã chia
sẻ giúp đỡ, động viên tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành nhiệm vụ học
tập và báo cáo này.
Do hạn chế về thời gian cũng như khả năng của bản thân, mặc dù đã có nhiều cố
gắng nhưng báo cáo không tránh khỏi còn những hạn chế và thiếu sót. Vì vậy, em rất
mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo quý báu của thầy cô và toàn thể các bạn sinh viên
để đồ án tốt nghiệp được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện

Vi thị thiên Hương


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài


5


2. Mục tiêu
- Tìm hiểu lưu vực sông Hồng
- Xây dựng được một bài toán dự báo theo phương pháp mực nước tương ứng trạm trên

( Sơn Tây ) – trạm dưới ( Hà Nội ) trên lưu vực sông Hồng.
3. Phạm vi nghiên cứu
Lưu vực sông Hồng nhưng do thời gian có hạn và số liệu giáo viên hướng dẫn
nên phạm vi thu hẹp lại từ đoạn trạm Sơn Tây đến trạm Hà Nội.
4. Phương pháp nghiên cứu

Áp dụng phương pháp mực nước tương ứng.
-Phân tích tình hình số liệu phục vụ cho việc tính toán mực nước dự báo từ số liệu
mực nước thực đo đã thu thập được(2/3 để dự báo phụ thuộc còn lại dự báo độc lập)
-Xác định thời gian chảy truyền trên đoạn sông
-Tính toán sai số cho phép trong quá trình dự báo từ đó đánh giá được số liệu
thực đo có đảm bảo độ chính xác trong việc tính toán dự báo mực nước lũ trên sông để
tiến hành xây dựng các phương án dự báo cho phù hợp
Ưu điểm của phương pháp: các thông số có thể được xác định dễ dàng bằng đồ
thị và bằng cách giải đơn giản. Phương pháp này chỉ dùng tốt đối với độ sông có độ
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 mực 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 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.


Địa hình, địa mạo
Địa hình của lưu vực sông Hồng phần lớn là đồi núi, chia cắt mạnh, có hướng
dốc chung từ Tây Bắc xuống Đông Nam. Phía Tây có dãy núi Vô Lương cao trên 2500
m, phân cách lưu vực hệ thống sông Mê Kông và lưu vực sông Hồng. Trong lưu vực
có dãy Hoàng Liên Sơn với đỉnh Phan-Xi-Pan cao nhất nước ta (3143 m), phân chia
lưu vực sông Đà và lưu vực sông Thao. Hệ thống sông Hồng có tới 70% diện tích ở độ
cao trên 500 m và khoảng 47% diện tích lưu vực ở độ cao trên 1000 m. Độ cao bình
7


quân lưu vực cỡ 1090 m. Do chủ yếu là địa hình đồi núi nên độ dốc lưu vực khá lớn,
bình quân đạt từ 15% đến 35%. Một số lưu vực sông như Ngòi Thia có độ dốc đạt tới
42%, Suối Sập 46,6%.
Đồng bằng sông Hồng được tính từ Việt Trì, chiếm hơn 7% diện tích toàn lưu
vực, thấp và tương đối bằng phẳng, độ cao trung bình khoảng 25 m.Dọc theo các sông
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,

1.2.2. Chế độ nhiệt
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 20 0C, tháng V ÷ IX có nhiệt độ
cao hơn 250C). Một điều cần lưu ý là vào đầu mùa hè (tháng V ÷ VI) gió mùa Tây
Nam phát triển mạnh, áp thấp ấn - Miên di chuyển từ Tây sang Đông gây gió Tây
mang thời tiết khô nóng ảnh hưởng nhiều nên trên bề mặt lưu vực lưu vực sông Đà và
có khi còn tràn xuống cả trung du và đồng bằng sông Hồng (thời kỳ này thường đạt tới
trị số cao tuyệt đối, trị số đó thường từ 40 0 ÷ 430C). Nhiệt độ không khí bình quân
nhiều năm là 23,30C. Nhiệt độ cao nhất vào tháng VII với bình quân tháng là 28,8 0C.
Nhiệt độ thấp nhất là vào các tháng XII, I bình quân vào khoảng 15,9 đến 18,2 0C.
1.2.3. Chế độ gió
Gió hoạt động trên lãnh thổ miền Bắc nói chung có thể chia làm hai mùa: gió
mùa đông từ tháng XI - IV năm sau và gió mùa hạ từ tháng V - X. Tuy nhiên do ảnh
hưởng 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 mùa đông khi gió Đông Bắc tràn về, hướng gió Đông Bắc và Bắc cùng
xuất hiện, song không đều trên lưu vực và tần suất xuất hiện nhỏ hơn nhiều so với
hướng Đông Nam. Hướng Đông Nam không những thịnh hành trong mùa hè mà còn
thịnh hành trong cả một số tháng mùa đông, đồng thời là nguyên nhân tạo ra những
đợt nóng ấm xen kẽ trong mùa đông.
1.2.4. Chế độ mưa

9


Lưu vực sông Hồng có khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm. Lượng mưa khá
phong phú nhưng phân bố không đều theo không gian. Lượng mưa năm khá lớn nhưng
chủ yếu tập trung vào mùa mưa. Lượng mưa năm biến động rất mạnh so với yếu tố khí
tượng khác, giá trị cực đại tiểu cực đại của lượng mưa có thể chênh nhau từ hai đến ba

sản sinh trên lãnh thổ Trung Quốc. Tuy nhiên, do địa hình chia cắt, lượng mưa phân bố
không đều nên dòng chảy trên các phần lưu vực cũng rất khác nhau.
Trong 3 nhánh lớn của sông Hồng thì sông Đà có lượng dòng chảy lớn nhất
chiếm khoảng 42%, sông Thao có diện tích lưu vực xấp xỉ sông Đà song lại có lượng
dòng chảy nhỏ nhất chỉ chiếm 19%, sông Lô có diện tích lưu vực là nhỏ nhất song có
lượng dòng chảy đáng kể đứng thứ hai sau sông Đà chiếm 25,4% (tỷ lệ này so với
lượng dòng chảy đến tại Sơn Tây).
1.3.3. Dòng chảy lũ
Do chế độ mưa trên lưu vực biến đổi cả về không gian và thời gian, nên sự xuất
hiện lũ lớn trên sông Hồng có tính chất phân kỳ rõ rệt. Ở Bắc Bộ mùa lũ từ tháng 6 ÷
tháng 10; ở phía Đông Bắc có thể xảy ra lũ lớn vào tháng 11; Ở Tây Bắc mùa lũ có thể
sớm hơn. Trên lưu vực sông Hồng có trên 45% số năm có lũ lớn vào tháng 8, trên 29%
vào tháng 7, chỉ có 17% xảy ra vào tháng 9. Tuy vậy những trận lũ đặc biệt lớn chỉ xảy
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 ở Hà 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.
1.3.4. 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

người/km2 ; Hải Phòng 1398 người/km2 , Hải Dương 955 người/km2 (số liệu năm
1999) và các tỉnh miền núi dân cư đều có mật độ thấp như: Lai Châu 27 người/km2 ;
Sơn La 68 người/km2 , Hà Giang 76 người/km2 ). Vấn đề đô thị, nông thôn: Dân cư
trong lưu vực sống ở nông thôn là chủ yếu, chiếm tới 93,87%. Còn lại sống ở các
thành phố, thị xã, thị trấn. Quá trình đô thị hoá đang diễn ra mạnh mẽ, do vậy tỷ lệ
thành thị và nông thôn còn nhiều thay đổi trong thế kỷ 21, mật độ dân số trong nội thị

12


rất cao (Hà Nội khoảng 19.000 ÷ 20.000 người/km2 , Hải Phòng cũng khoảng 16000 ÷
17000 người/km2 )
1.4.2. Hiện trạng kinh tế các ngành
a. Công nghiệp
Ngành Công nghiệp trong lưu vực chủ yếu tập trung ở các tỉnh vùng trung du và
đồng bằng. Trước năm 1990, công nghiệp chủ yếu là các ngành khai khoáng, cơ khí và
chế biến. Các nhà máy chủ yếu là đơn lẻ quy mô sản xuất nhỏ, chỉ có một số nhà máy,
khu công nghiệp có quy mô, năng suất lớn như khu gang thép Thái Nguyên, khu công
nghiệp thị xã Sông Công của tỉnh Thái Nguyên, khu công nghiệp Xuân Hoà Vĩnh Yên
Vĩnh Phúc, một số nhà máy ở Đông Anh, Bắc Ninh. Toàn lưu vực có tổng số: 239 nhà
máy xí nghiệp vừa và lớn trong đó: Lưu vực sông Đà 8 nhà máy. Lưu vực sông Thao
230 nhà máy. Lưu vực sông Lô - Gâm 1 nhà máy. Ngoài ra còn hàng ngàn nhà máy xí
nghiệp nhỏ.
b. 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. Đây là vùng có nền nông nghiệp phát

•

Mực nước lớn nhất(7h ngày 26/8/1993) : 962
Mực nước nhỏ nhất(19h ngày 30/6/1993) : 538
Sử dụng 2/3 chuỗi số liệu của 2 trạm để dự báo phụ thuộc từ ngày từ ngày
30/06/1993 đến hết 13h 5/8/1993
Sử dụng 1/3 chuỗi số liệu còn lại để dự báo độc lập.
Bảng 2.1: Một số giá trị đặc trưng (1)
Độ dài
Giá trị Qmax

Giá trị Qmin

chuỗi số

Số ốp

liệu

đo/ngày

(ngày)
Trạm trên

Trạm dưới

Trạm trên

Trạm dưới


236


2.2. Lập phương án dự báo
2.2.1. Xác định thời gian chảy truyền ( τ )
- Chọn trận lũ đơn, có lượng gia nhập khu giữa không lớn.
- 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. Đường quá trình lũ trạm Sơn Tây-Hà Nội
- 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:
+ Thời điểm xuất hiện điểm Cd là tCd
+ Thời điểm xuất hiện điểm Đd là tĐd
- Tính thời gian truyền các điểm đặc trưng tương ứng từ trạm trên về trạm dưới:
τC = tCd - tCtr
τĐ = tĐd - tĐtr
Trong đó τC là thời gian truyền chân lũ; τĐ là thời gian truyền đỉnh lũ.
Việc tính toán thời gian truyền lũ được thực hiện dưới dạng bảng
Bảng 2.2: Tính thời gian truyền lũ bằng phương pháp điểm đặc trưng (1)
Thời điểm xuất hiện đặc trưng lũ

gian

TT trận


15

td
7 /04
1h/12
13h/25
7h/5
7h/21
h

Trạm Hà Nội
tc
13 /30
7h/9
7h/20
7h/02
7h/18
h

td
13 h/04
7h/12
19h/25
13h/5
13h/21

truyền
lũ (h)
tc
td

Bảng 2.3. Bảng trích số liệu theo thời gian chảy truyền (1)
Năm 1993
30/6

1/7

2/7

Giờ
1
7
13
19
1
7
13
19
1
7
13
19
…
…

Sơn Tây
Qtr,t
845
840
842
843


s5/8

1
7
13
19
1
7
13

Qd, t + 6
547
541
538
541
548
560
572
585
600
612
623
642
…
…
Hà Nội

1084
1085

Trong đó:
Scf và ∆cf : Là sai số cho phép

17

∆


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 ∆ (1)
Ngày
30/6

1/7

2/7

Ngày
25/8

26/8

27/8

Giờ
1.00

538
541
548
560
572
585
600
612
623
…
…
Hd, tđ
928
940
950
958
960
uy962
961
958
951
945
928

ΔH
0
-6
-3
3
7

11.4
13.4
10.4
9.4
17.4
…
…
ΔHi – ΔH0
10.4
8.4
6.4
0.4
0.4
-2.6
-4.6
-8.6
-7.6
-18.6
-16.6

(ΔHi – ΔH0)2
2.4
57.1
20.8
2.1
29.6
109.0
109.0
130.9
180.7

kiến:
Xác định sai số cho phép Scf :
Scf =∆cf = 0,674* σ = 0,674 * 9.99 = 6.73
2.2.3. Đánh giá sai số dự báo phụ thuộc
Bảng 2. 5: Bảng tính giá trị P (3)
Ngày
30/6

1/7

2/7

3/8

4/8

5/8

Giờ
1
7
13
19
1
7
13
19
1
7
13

…
761
770
779
783
787
788
789
788
788
792
793
790

Hdb, t+6h
534
529
531
532
549
561
577
589
597
618
628
643
…
…
769

1
2
-1
-2
-2
0
0
-1
1
0
-2

Đánh giá
Sai
Sai
Sai
Sai
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
…
…
Đúng
Đúng
Đúng

48103
54
19
541
532
46796
87
1/7
1
548
549
43816
0
7
560
561
38936
2
13
572
577
34345
26
19
585
589
29695
14
2/7
1

1
770
769
161
0
7
779
780
470
1
13
783
785
659
5
19
787
786
881
0
4/8
1
788
786
941
3
7
789
787
1003

1068
2
TB (H0)
757
Tổng cộng
1182740
3254.6
a. Tỷ số S/σ
Trong đó σ là độ lệch quân phương của chuỗi yếu tố dự báo, còn S là độ lệch
Ngày
30/6

quân phương của chuỗi sai số dự báo, được tính theo công thức:
= = 84
= =4
= 0.05
b. Hệ số tương quan η
Hệ số η được xác định theo công thức:
2

S
η = 1−  
 σ  = = 0.9986
c. Mức đảm bảo của phương án dự báo
20


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:

0.9986

Đạt
Tốt
Tốt

Các chỉ số đánh giá đều đạt yêu cầu
Nhận xét: với mức đảm bảo của phương án dự báo tiếp tục dự báo độc lập cho

1/3 chuỗi số liệu còn lại.
2.2.4. Đánh giá sai số phương án dự báo độc lập
Bảng 2.8: Bảng tính giá trị P (4)
Ngày
10/8

11/8

12/8

Giờ
1
7
13
19
1
7
13
19
1
7

824
820
…

21

Sai số yếu tố
0
3
6
5
4
4
4
3
2
2
2
3
…

Đánh giá
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng

910
928
940
950
958
960
962
961
958
951

…
884
892
908
927
941
951
958
963
964
964
960
953

…
-1
-1
-3
-2


24/8

25/8

26/8

Giờ
1
7
13
19
1
7
13
19
1
7
13
19
…
…
1
7
13
19
1
7
13
19


(Hd, t+6h – H0)2
5023
4209
3011
2292
1671
1081
619
356
252
221
285
436
…
…
1531
1775
2717
4506
7247
9434
11476
13254
13719
14191
13954

Hdb
801

30
15
18
13
7
3
2
6
10
…
…
2
9
5
1
0
1
0
8
4
8
3


19
TB (H0)
Tỷ số S/σ

951
844

dự báo:

P=

m
× 100
n
% = 100 = 95,78

Trong đó:
- m: số lần dự báo đúng.
- n: tổng số lần dự báo.
- P: mức bảo đảm của phương án dự báo
Bảng 2.10. Bảng chỉ tiêu đánh giá
1
2
3
4
5

Mức đảm bảo phương án P%
Chỉ số S
Chỉ số
Sai số quân phương S/
Hệ số tương quan

95,78
4
69
0.05

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Quyết định số 81/2006/QĐ-TTg ngày 14 tháng 4 năm 2006 của Thủ tướng
Chính phủ phê duyệt “Chiến lược quốc gia về tài nguyên nước đến năm 2020”.
[2]. GS.TS. Hà Văn Khối (2006). Giáo trình Quy hoạch và Quản lý Tài nguyên
nước. Trường Đại học Thủy Lợi.
[3]. PGS.TS. Trần Thanh Xuân (2007) Đặc điểm thủy văn và nguồn nước sông
Việt Nam. NXB Nông nghiệp, Hà Nội.
[4]. TS. Nguyễn Viết Thi. Giáo trình dự báo thủy văn. Trường Đại học Tài
Nguyên và Môi Trường Hà Nội.

25