BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
------------------------------------

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÌNH THẾ THỜI TIẾT GÂY MƯA LỚN VÀ XÂY
DỰNG PHƯƠNG TRÌNH DỰ BÁO MƯA THỜI HẠN 24-48 GIỜ TRONG MÙA
LŨ CHO KHU VỰC TỈNH GIA LAI

CHUYÊN NGÀNH: KHÍ TƯỢNG HỌC

TRẦN TRUNG THÀNH

HÀ NỘI, NĂM 2018


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
------------------------------------

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÌNH THẾ THỜI TIẾT GÂY MƯA LỚN VÀ
XÂY DỰNG PHƯƠNG TRÌNH DỰ BÁO MƯA THỜI HẠN 24-48 GIỜ
TRONG MÙA LŨ CHO KHU VỰC TỈNH GIA LAI

TRẦN TRUNG THÀNH
CHUYÊN NGÀNH: KHÍ TƯỢNG KHÍ HẬU HỌC
MÃ SỐ:

62440222


Tác giả

Trần Trung Thành

i


LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian nỗ lực, cố gắng của bản thân luận văn “Nghiên cứu
xác định hình thế thời tiết gây mưa lớn và xây dựng phương trình dự báo
mưa thời hạn 24-48 giờ trong mùa lũ cho khu vực tỉnh Gia Lai.”đã hoàn
thành. Trong quá trình học tập,nghiên cứu và hoàn thiện luận văn, tôi đã
nhận được rất nhiều sự giúp đỡ của thầy cô và bạn bè.
Trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và trân trọng tới PGS. TS
Nguyễn Viết Lành và TS Hoàng Phúc Lâm những người đã chỉ bảo, hướng
dẫn và giúp đỡ rất tận tình trong suốt thời gian thực hiện luận văn.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Phòng Đào tạo và Khoa Khí tượng - Thủy
văn Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội và toàn thể các thầy,
cô đã giảng dạy, giúp đỡ trong thời gian học tập cũng như thực hiện luận
văn.
Nhân dịp này, tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ viên chức Đài
Khí tượng Thủy văn khu vực Tây Nguyên, Trung tâm dự báo Khí tượng Thủy
văn quốc gia và các đồng nghiệp đã giúp đỡ trong quá trình thực hiện luận
văn.
Do thời gian nghiên cứu hạn chế, trình độ và kinh nghiệm thực tiễn còn
chưa tốt nên luận văn chắc chắn không tránh được thiếu sót, vì vậy kính mong
các thầy, cô giáo, đồng nghiệp đóng góp ý kiến để kết quả nghiên cứu được hoàn
thiện hơn./.
Hà Nội, ngày 05 tháng 10 năm 2018
Tác giả

CHƯƠNG 2.CƠ SỞ SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................. 22
2.1.Cơ sở số liệu

........................................................................................22

2.1.1 Số liệu quan trắc ............................................................................................ 22
2.1.2 Số liệu tái phân tích ....................................................................................... 22
2.2.Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 25
2.2.1 Phương pháp phân tích synop để xác định hình thế thời tiết gây mưa lớn 25
2.2.2 Phương pháp thống kê để xây dựng phương trình dự báo mưa cho các trạm
khí tượng .................................................................................................................. 26
2.2.3 Xác định tập các nhân tố dự báo....................................................................28

CHƯƠNG 3.HÌNH THẾ GÂY MƯA LỚN VÀ PHƯƠNG TRÌNH DỰ BÁO
MƯA .........................................................................................................................30
3.1 Đặc trưng mưa trên khu vực tỉnh Gia Lai ..................................................... 30
3.1.1.Tổng lượng mưa năm .................................................................................... 30
iii


3.1.2 Phân bố lượng mưa theo mùa ....................................................................... 32
3.1.3 Lượng mưa tháng .......................................................................................... 33
3.1.4 Số ngày có mưa .............................................................................................. 34
3.2 Xác định hình thế thời tiết gây mưa lớn trên địa bàn tỉnh Gia Lai ............ 36
3.2.1 Tổng hợp những hình thế thời tiết gây mưa lớn diện rộng. ........................ 36
3.2.2 Hình thế thời tiết gây mưa lớn diện rộng trên địa bàn tỉnh Gia Lai...........46
3.3 Phương trình dự báo mưa trong mùa lũ tỉnh Gia Lai .................................. 60
3.3.1 Xây dựng phương trình dự báo mưa ............................................................ 60
3.3.2 Đánh giá chất lượng phương trình dự báo định lượng mưa....................... 63



ATNĐ

Áp thấp nhiệt đới

BĐKH

Biến đổi khí hậu

R24

Tổng lượng mưa 24h

ECMWF

Trung tâm Dự báo thời tiết hạn vừa Châu Âu

v


MỤC LỤC BẢNG
Bảng 3.1. Tổng lượng mưa TBNN tại tỉnh Gia Lai (mm) ......................................30
Bảng 3.2. Phân bố tổng lượng mưa trong các mùa tại tỉnh Gia Lai ...........33
Bảng 3.3. Số ngày có mưa TBNN tại tỉnh Gia Lai (mm) .......................................35
Bảng 3.4. Tổng hợp những hình thế thời tiết gây mưa lớn diện rộng trên địa bàn
tỉnh Gia Lai (số liệu thời kỳ 2007-2017) .....................................................................36
Bảng 3.5. Tổng hợp tần suất và thời gian xuất hiện của các hình thế thời tiết gây
mưa lớn diện rộng trên địa bàn tỉnh Gia Lai (2007-2017) .........................................45
Bảng 3.6. Chất lượng dự báo mưa 24h trên chuỗi số liệu phụ thuộc tại trạm
Pleiku.............................................................................................................................65

Hình 3.8. Bản đồ đường dòng ngày 02/11/2010 ........................................................ 56
Hình 3.9. Bản đồ đường dòng ngày 02/11/2009 ........................................................ 57
Hình 3.10. Bản đồ đường dòng ngày 03/11/2016 ...................................................... 58
Hình 3.11. Bản đồ đường dòng ngày 15/11/2013 ..................................................... 60

vii


MỞ ĐẦU
1.Sự cần thiết
Gia Lai là một tỉnh miền núi, nằm ở phía bắc của khu vực Tây Nguyên, địa
hình gồm các dãy núi và cao nguyên chia cắt phức tạp. Do ảnh hưởng của địa
hình và dãy núi Trường Sơn nên khí hậu ở đây chia làm hai vùng khác biệt đó
là khí hậu Đông Trường Sơn gồm các huyện: K’Bang, An Khê, Đắk Pơ,
KonChro, Phú Thiện, IaPa, Ayunpa và Krông Pa và khí hậu Tây Trường Sơn
gồm: thành phố Pleiku và các huyện Chư Pah, Gia Grai, Đức Cơ, Chư Prông,
Chư Sê, Chư Pưh, Đắk Đoa, Măng Giang. Chế độ mưa của các khu vực cũng
khác nhau, khu vực Tây Trường Sơn hàng năm mùa mưa bắt đầu từ tháng 5
và kết thúc vào cuối tháng 10, khu vực Đông Trường Sơn mùa mưa bắt đầu từ
tháng 6 và kết thúc vào cuối tháng 11 ⌊6⌋.

Trong những năm gần đây, các trận mưa lớn, đặc biệt là các đợt mưa lớn

trái quy luật đã xảy ra trên khu vực tỉnh Gia Lai với tần suất và cường độ
ngày một lớn. Những trận mưa này, mỗi khi xảy ra làm cùng với việc xả lũ từ
các hồ chứa thủy lợi, thủy điện thường gây ra ngập lụt nghiêm trọng trên địa
bàn tỉnh, tác động rất lớn đến kinh tế xã hội và môi trường sống của người
dân.
Năm 2009,tỉnh Gia Lai bị thiệt hại do mưa lũ gây ra làm chết 12 người, bị
thương 11 người, cuốn trôi và làm sập 459 ngôi nhà, 89 cơ quan, 238 phòng

đới gió đông trên cao có cường độ mạnh gây mưa lớn trái vụ cho khu vực
phía Đông tỉnh Gia Lai trong thời gian từ ngày 13-16/12/2016 (theo quy luật
mùa mưa khu vực này kết thúc vào cuối tháng 11), và hồ thủy điện An Khê đã
phải xả lũ đến 2.500m3/s ⌊5⌋.

Hiện tại trên địa bàn tỉnh Gia Lai các hồ chứa thủy lợi, thủy điện đã được

xây dựng trên tất cả hệ thống sông, đặc biệt là trên thượng nguồn sông Ba nơi
có hệ thống hồ thủy điện An Khê-KaNak hiện đã và đang là vấn đề được quan
tâm của nhân dân tỉnh Gia Lai và cả nước vì tác động tiêu cực của nó đến đời
sống của nhân dân các huyện, thị xã phía Đông, Đông Nam tỉnh Gia Lai.
Chính phủ đã ban hành Quyết định 1077/QĐ-TTg, ngày 07/7/2014 về việc
quy định quy trình vận hành liên hồ chứa thủy lợi, thủy điện trên lưu vực sông
Ba. Trong đó đã nói rõ về việc quy định thời gian thông báo xã lũ là trước

2


24h, và như vậy bắt buộc công tác dự báo KTTV phải dự báo trước 24-48 giờ
⌊13⌋.

Để phục vụ tốt cho công tác phòng, chống giảm nhẹ thiên tai và tìm

kiếm cứu nạn tỉnh Gia Lai, đặc biệt là phục vụ tốt cho công tác bảo đảm vận
hành liên hồ chứa theo quyết định của Thủ tướng Chính phủ, yêu cầu nâng
cao chất lượng dự báo mưa thời đoạn 24-48 giờ là cực kỳ cấp bách và quan
trọng. Vì vậy, đề tài:“Nghiên cứu xác định hình thế thời tiết gây mưa lớn và
xây dựng phương trình dự báo mưa thời hạn 24-48 giờ trong mùa lũ cho
khu vực tỉnh Gia Lai.”đã được chọn làm luận văn tốt nghiệp cao học. Kết
quả nghiên cứu của đề tài sẽ là cơ sở khoa học cho các đơn vị dự báo KTTV



CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1 Điều kiện tự nhiên và kinh tế-xã hội tỉnh Gia Lai
1.1.1 Điều kiện tự nhiên
1,Vị trí địa lý ⌊11⌋

Gia Lai là tỉnh miền núi biên giới nằm ở phía Bắc Tây Nguyên có tọa

độ địalý từ 12058’28” đến 14036’30” vĩ độ Bắc, từ 107027’23” đến
108054’40” kinh độ đông,phía đông giáp các tỉnh Quảng Ngãi, Bình Định,
Phú Yên, phía bắc giáp tỉnh Kon Tum, phía nam giáp tỉnh Đắk Lắk, phía tây
giáp Campuchia.
TỉnhGia Lai có diện tích tự nhiên 15.510,99 km2, có 17 đơn vị hành
chính bao gồm: Thành phố Pleiku, thị xã An Khê, thị xã Ayun Pa và 14 huyện
( K’Bang, Đắk Đoa, Chư Păh, Ia Grai, Măng Yang, Kon Chro, Đức Cơ, Chư
Prông, Chư Sê, Đắk Pơ, Ia Pa, Krông Pa, Phú Thiện, Chư Pưh)
2, Địa hình ⌊11⌋

Địa hìnhtỉnh Gia Lai bị chia cắt mạnh mẽ bởi dãy Trường Sơn Nam có

hướng chính là bắc nam qua địa bàn tỉnh nối với các cao nguyên Kon Hà
Nừng ở phía đông và cao nguyên Pleiku ở vùng trung tâm Tỉnh. Nhìn chung
địa hình tỉnh Gia Lai có xu hướng thấp dần từ bắc xuống nam và đông nam,
nghiêng sang tây; xen kẽ là những vùng trũng thấp ven sông khá bằng phẳng.
Dãy Trường Sơn Nam với các đỉnh Kon Ka Kinh 1748 mét, ở các vùng
ranh giới phía bắc huyện K’Bang và huyện Măng Yang, với các đỉnh núi
KôngQuaBoh 1710 mét; KônBoRia 1532 mét vàKonKoBang (đèoMăng
Yang) 1304 mét và ChưRdan 1551 mét nối với dãy Chư Thai qua đèo Chư Sê

Các vùng trũng của tỉnhGia Laihầu hết nằm ở phía đông, đông nam của
Tỉnh.
- Vùng trũng thấp An Khê có diện tích 1.312 km2 kéo dài theo hướng
đông bắc-tây nam. Phía bắc giáp cao nguyên KonHơNưng, nam giáp vùng
trũng thấp CheoReo - Phú Túc và vùng núi thấp ChưTriAn, ranh giới phía
6


đông và phía tây là hai hệ núi chạy qua đèo An Khê và đèo Măng Yang.
- Vùng trũng Cheo Reo – Phú Túc nằm trọn trong địa bàn sông Ba với
diện tích 1.474 km2, nối tiếp với vùng trũng An Khê và nằm về phía đông
nam Tỉnh, độ cao trung bình 180 – 200 mét.
3, Tài nguyên đất⌊11⌋
Đất đai tỉnh Gia Lai có 26 loại đất, gồm 7 nhóm chính:
- Nhóm đất phù sa có diện tích 46.430 ha, chiếm 3% diện tích tự nhiên,
phân bố ở nơi có địa hình bằng phẳng, gần nguồn nước (sông suối lớn), tầng
đất dày. Đây là loại đất tốt, thích hợp cho việc trồng các loại rau, hoa màu,
lương thực.
- Nhóm đất xám có diện tích 364.806 ha, chiếm 23,55% diện tích tự
nhiên, tập trung thành vùng dọc theo sông Ba, sông Ayun ở tây nam huyện
Chư Prông và các huyện, thị: An Khê, Đăk Pơ, Ayun Pa, Ia Pa. Đất có thành
phần cơ giới nhẹ, dễ thoát nước, khả năng giữ chất dinh dưỡng kém nên
nghèo dinh dưỡng. Loại đất này thích hợp với những loại cây công nghiệp
ngắn ngày như mía, vừng, sắn, thuốc lá, đậu đỗ các loại hoặc trồng rừng để
giữ đất.
- Nhóm đất đen có tổng diện tích 27.870 ha, chiếm 1,8% diện tích tự
nhiên,phân bố chủ yếu ở các huyện Mang Yang, Chư Prông, Chư Sê và Đức
Cơ. Trên diện tích này thích hợp cho việc trồng rừng, khôi phục thảm thực vật
để bảo vệ đất.
- Nhóm đất đỏ vàng có diện tích 781.765 ha, chiếm 50,44% diện tích tự

Khí hậu tỉnh Gia Lai chịu sự chi phối chủ yếu của hệ thống gió mùa mùa hè
có nguồn gốc từ bán cầu Nam vượt qua xích đạo đổi hướng tây nam đi qua
Ấn Độ Dương có bản chất nóng ẩm tràn lên và dưới tác động của địa hình
dãy Trường Sơn gây mưa trên phần diện tích phía sườn tây dãy Trường Sơn.
Thời kỳ này là mùa mưa ở hầu hết các vùng của Tỉnh với đặc thù thời tiết chủ
yếu mát và nóng ẩm trong đó mát chiếm ưu thế; độ ẩm không khí trung bình
đạt từ 85% đến trên 90%; tổng số giờ nắng trong các tháng phổ biến đạt dưới
8


40 giờ. Lượng mưa trong thời kỳ mùa mưa chiếm trên dưới 90% tổng lượng
mưa năm. Tháng có lượng mưa lớn nhất ở các vùng phía Tây và vùng giữa
Tỉnh thường là tháng 8, còn các vùng phía đông thường là tháng 10. Tháng có
nhiều ngày có mưa nhất ở các vùng phía tây và vùng giữa Tỉnh là tháng 7, 8
(trên 20 ngày) còn các vùng phía đông là các tháng 9, 10.
Mùa khô: Khu vực phíaTây và trung tâm tỉnh từ tháng 11 đến tháng 4
năm sau, khu vực phíaĐông, Đông Nam tỉnh từ tháng 12 đến tháng 5 năm
sau. Trong mùa khô tỉnh Gia Lai chịu chi phối của hệ thống gió mùa mùa
đông có nguồn gốc từ Siberiacó tính chất khô lạnh biến tính qua biển Đông
trở thành lạnh ẩm tràn vào nước ta dưới tác dụng địa hình của dãy Trường
Sơn gây mưa ở các tỉnh Trung Trung Bộ trở thành khô lạnh trước khi ảnh
hưởng tới Tây Nguyên. Thời kỳ này là mùa khô ở Gia Lai với thời tiết chủ
yếu lạnh và mát, trong đó mát chiếm ưu thế; độ ẩm tương đối trung bình thời
kỳ này đạt dưới 75%; số giờ nắng các tháng phổ biến đạt đạt trên 50giờ.
1.1.2 Điều kiện kinh tế- xã hội
Tỉnh Gia Lai có 17 đơn vị hành chính, bao gồm: Thành phố Pleiku, thị
xã An Khê, thị xã Ayun Pa và 14 huyện. Thành phố Pleiku là trung tâm kinh
tế, chính trị, văn hóa và là trung tâm thương mại của Tỉnh, nơi hội tụ của 2
quốc lộ chiến lược của vùng Tây Nguyên là quốc lộ 14 theo hướng bắc nam
và Quốc lộ 19 theo hướng đông tây; là điều kiện thuận lợi để giao lưu phát

chiều dài 473 km đã được trải nhựa đi đến các huyện, xã trong tỉnh.
Đường hàng không:Sân bay Pleiku cách trung tâm thành phố Pleiku
khoảng 5 km. Sân bay Pleiku đang hoạt động, hàng ngày có 03 chuyến bay từ
Pleiku đi Hà Nội và ngược lại, 04 chuyến đi Thành phố Hồ Chí Minh và
ngược lại, hàng tuần có 03 chuyến bay đi Đà Nẵng, Vinh, Hải Phòng và
ngược lại. Sân bay đã được nâng cấp và tiếp nhận được các máy bay lớn
(A320, A321).
3,Nông - Lâm nghiệp⌊11⌋
Gia Lai có gần 500.000 ha diện tích đất sản xuất nông nghiệp, trong đó
có hơn 291.000 ha đất cho trồng cây hàng năm và hơn 208.000 ha cây lâu
nămnên có tiềm năng rất lớn để phát triển sản xuất nông nghiệp. Do tính chất
10


đặc trưng của đất đai và khí hậu, tỉnh Gia Laicó một hệ thống cây trồng, vật
nuôi phong phú, đa dạng, có giá trị kinh tế cao. Đặc biệt, trong 7 nhóm đất
chính của tỉnh, nhóm đất đỏ ba zan có 386.000ha, tập trung chủ yếu vùng Tây
Trường Sơn (thành phố Pleiku và các huyện Mang Yang, Đăk Đoa, Chư Sê,
Chư Pưh, Chư Prông, Đức Cơ, Chư Păh, Ia Grai) canh tác các loại cây công
nghiệp như cao su, cà phê, hồ tiêu, điều, bông vải...Các huyện, thị xã phía
đông của Tỉnh (An Khê, K’Bang, Kông Chro, Đăk Pơ, Ayun Pa, Ia Pa, Phú
Thiện, Krông Pa), do chịu ảnh hưởng khí hậu Đông Trường Sơn của vùng
đồng bằng giáp ranh (Bình Định, Phú Yên) nên thích hợp cho các loại cây
trồng ngắn ngày và là vùng nguyên liệu mía chính cung cấp cho hai nhà máy
đường An Khê và Ayun Pa với công suất 4.000 tấn mía cây/năm. Riêng
huyện Đăk Pơ và thị xã An Khê còn là vựa rau, hàng ngày cung cấp trên 100
tấn rau các loại cho các tỉnh thuộc khu vực miền Trung và Tây Nguyên. Các
huyện phía đông nam của tỉnh như Phú Thiện, Ia Pa và thị xã Ayun Pa, với lợi
thế có hồ thuỷ lợi Ayun Hạ, là một trong những vựa lúa của cả khu vực Tây
Nguyên. Với diện tích 1.112.452,8 ha đất lâm nghiệp, trong đó, có 773.447,7

xây dựng trên sông Sê San, gồm 3 tổ máy với tổng công suất 360 MW, sản
lượng điện cung cấp lên lưới quốc gia 1,5 tỷ KWh/năm. Thuỷ điện Sê San
4A,công trình nằm dưới cùng của hệ thống bậc thang thủy điện trên sông Sê
San, được xây dựng tại xã Ia O (huyện Ia Grai) gồm 3 tổ máy, có tổng công
suất 63 MW.Thuỷ điện An Khê - Ka Nak, nằm trên địa phận huyện K’Bang,
thị xã An Khê , tổng công suất lắp máy là 173 MW, điện lượng trung bình
701,5 triệu kWh /năm. Thuỷ điện Sông Ba Hạ, nằm ở bậc thang cuối cùng
trên bậc thang sông Ba thuộc hai huyện Sông Hinh (tỉnh Phú Yên) và huyện
Krông Pa (tỉnh Gia Lai), có hai tổ máy với công suất 220MW, sản lượng điện
trung bình 825 triệu KWh/năm.
5,Du lịch - Dịch vụ
Là vùng núi cao có nhiều cảnh quan tự nhiên cũng như nhân tạo, nên

12


Gia Lai có tiềm năng du lịch rất phong phú.Bên cạnh sự hấp dẫn của thiên
nhiên hùng vĩ, Gia Lai còn có nền văn hóa lâu đời, đậm đà bản sắc núi rừng
của đồng bào các dân tộc, chủ yếu là Jrai và Bahnar thể hiện qua kiến trúc nhà
rông, nhà sàn, nhà mồ, qua lễ hội truyền thống, qua y phục và nhạc cụ...Các lễ
hội đặc sắc ở Gia Lai: lễ Pơ Thi (Bỏ Mả), lễ hội đâm trâu, ...trang phục ngày
hội được trang trí hoa văn nhiều màu sắc thần bí, các điệu múa xoang, múa
dân gian trên nền âm thanh vang vọng của các loại nhạc cụ riêng của từng dân
tộc như cồng chiêng, tù và, đàn Trưng, đàn đá...
1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
1.2.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước
Mưa lớn luôn là hiện tượng thời tiết nguy hiểm, gây thiệt hại to lớn đến
đời sống, kinh tế-xã hội, vì vậy các nhà khí tượng trên thế giới từ trước đến
nay đặc biệt quan tâm đến công tác nghiên cứu dự báo mưa lớn nên đã có
nhiều công trình dự báo về mưa lớn. Lịch sử về dự báo mưa đã chỉ ra ba

dự báo trên thế giới, đây là quá trình dựa trên các phương pháp thống kê hiện
đại để hiệu chỉnh trực tiếp kết quả dự báo của mô hình thông qua số liệu quan
trắc địa phương.Việc ứng dụng các phương pháp thống kê kết hợp với các sản
phẩm mô hình NWP nhằm mục đích nâng cao chất lượng dự báo mưa từ mô
hình. Tuy nhiên các nghiên cứu gần đây cho thấy sự cải thiện trong chất
lượng dự báo của MOS chỉ bộc lộ rõ trong các dự báo hạn ngắn < 24h, còn dự
báo dài hơn cải thiện không đáng kể.
Trong các thập niên gần đây phương pháp dự báo số trị đã được ứng
dụng và phát triển mạnh mẽ, với độ phân giải ngày càng cao từ các mô hình
toàn cầu có độ phân giải ngang 15-50 km đến các mô hình quy mô vừa (