Phân tích diễn biến và giải pháp chỉnh trị hạ lưu sông Hồng đoạn qua bãi Lam Sơn - Thị xã Hưng Yên

iáp tỉnh Thái Bình, phía Tây Nam giáp tỉnh Hà Nam và phía Tây giáp tỉnh Hà Tây. Hưng Yên nằm trong vùng có tọa độ địa lý: - Từ 20036’ đến 21001’ vĩ độ Bắc - Từ 105053’ đến 106017’ kinh độ Đông Tổng diện tích tự nhiên của tỉnh là 923,09km2, chiếm 6,02% tổng diện tích vùng đồng bằng Bắc Bộ; dân số của tỉnh 1.079.111 người, mật độ dân số 1211 ng/km2 Hưng Yên là một tỉnh không có rừng, núi và biển; Bao gồm 10 huyện, thị xã và 161 xã, phường, thị trấn. Thị xã Hưng Yên là trung tâm chính trị, kinh tế, văn hoá của Tỉnh. Thị xã Hưng Yên nằm ở phía Nam của Tỉnh, phía Bắc giáp huyện Kim Động, phía Đông giáp huyện Tiên Lữ, phía Tây giáp tỉnh Hà Nam. Tổng diện tích của thị xã Hưng Yên là 46,80 km2, có 12 đơn vị hành chính bao gồm 7 phường và 5 xã. II. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu. Tuyến đê, kè Lam Sơn từ K120 đến K125 thuộc bờ tả sông Hồng – Thị xã Hưng Yên – Tỉnh Hưng Yên có một vị trí quan trọng trong việc giữ ổn định và phát triển kinh tế của Tỉnh. Tuyến kề trực tiếp bảo vệ thị xã Hưng Yên, Quốc lộ 39; công trình tăng khả năng khai thác Quốc lộ 5, nối liền Quốc lộ 5 tại Phố Nối và Quốc lộ 1 tại Hà Nam thông qua cầu Yên Lệnh; công trình có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong việc phát triển vùng tam giác kinh tế Hà Nội – Hải Phòng – Quảng Ninh. Trên tuyến bãi Lam Sơn đã có một số đoạn kè bảo vệ, tuy nhiên các đoạn kè này đang bị hư hỏng đã mất hết tác dụng; phía thượng lưu vùng dự án có các công trình mỏ hàn Hàm Tử, Nghi Xuyên, Phú Hùng Cường tuy chưa được xây dựng hoàn chỉnh song trong các năm qua đã hoạt động hiệu quả. Theo dõi qua các năm gần đây thì khu vực bãi Lam Sơn từ năm 1996 đã bắt đầu mất ổn định, nhiều đoạn sạt lở nghiêm trọng đang tiếp diễn. Việc sạt lở bờ Lam Sơn qua các năm không những làm mất đi hàng trăm ha đất canh tác mà còn đe doạ đến an toàn hệ thống đê, kè trong khu vực; ảnh hưởng đến đời sống dân cư, làng mạc các phường, xã ven sông thuộc thị xã Hưng Yên. Vì vậy, việc tìm hiểu, phân tích diễn biến và tìm ra một giải pháp chỉnh trị đoạn sông Hồng qua bãi Lam Sơn là cần thiết và cấp bách. III. Phương pháp tiếp cận. Để có cơ sở khoa học giải quyết các nội dung trong bài toán: "Phân tích diễn biến hạ lưu sông Hồng và giải pháp chỉnh trị sông đoạn qua bãi Lam Sơn – thị xã Hưng Yên", đồ án sử dụng các phương pháp nghiên cứu tiếp cận sau: - Phương pháp thống kê, xử lý số liệu khí tượng thủy văn. - Phương pháp phân tích, sử lý số liệu địa hình, địa chất. - Phương pháp phân tích tính toán động lực học sông ngòi và các biện pháp chỉnh trị sông. IV. Những nội dung chính của đồ án. Dựa vào những tài liệu cơ bản và những kết quả nghiên cứu đã có về tài nguyên nước và chỉnh trị sông trong lưu vực sông Hồng nói riêng và tỉnh Hưng Yên 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 đoạn sông Hồng qua thị xã Hưng Yên. - Tính toán, phân tích diễn biến đoạn sông, nguyên nhân gây xói lở từ đó đề ra phương án chỉnh trị phù hợp. - Thiết kế sơ bộ công trình chỉnh trị theo phương án đã chọn. 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. Bên cạnh đó, em cũng được sự giúp đỡ của các Thầy, Cô giáo trong Khoa Thuỷ văn – Môi trường và bạn bè. Trong quá trình làm đồ án, em đã được các cán bộ thuộc Trung tâm tư liệu Quốc gia, Trung tâm Tư vấn kỹ thuật về đê điều giúp đỡ trong việc thu thập những số liệu, các tài liệu cần thiết để em thực hiện đồ án này. chương i giới thiệu chung về đoạn sông nghiên cứu. I. Điều kiện tự nhiên lưu vực sông Hồng. I.1. Đặc điểm vị trí địa lý, địa mạo, thổ nhưỡng. 1.1. Vị trí địa lý: Lưu vực sông Hồng là lưu vực sông lớn nhất phía Bắc nước ta, có toạ độ từ 200 đến 25030/ Vĩ Bắc và 10007/ đến 10607/ Kinh Đông. Phía Bắc giáp lưu vực sông Trường Giang. Đông giáp lưu vực hệ thống sông Thái Bình và vịnh Bắc Bộ. Tây giáp lưu vực sông Mê Công và sông Mã. Toàn bộ diện tích lưu vực khoảng 169.000 km2 trong đó diện tích nằm ở Trung Quốc là 81.400 km2, ở Lào là 1.100 km2, và Việt Nam là 86.500 km2. Phần thuộc lãnh thổ Việt Nam lưu vực sông Hồng trải dài qua các tỉnh và thành phố: Lai Châu, Yên Bái, Sơn La, Hà Giang, Cao Bằng, Bắc Cạn, Thái Nguyên, Phú Thọ, Hoà Bình, Vĩnh Phúc, Hà Tây, Hà Nội, Hải Dương, Hưng Yên, Thái Bình, Hà Nam, Ninh Bình. Như vậy lưu vực sông Hồng chiếm phần lớn diện tích phía Bắc Việt Nam và đồng thời cũng là hệ thống sông có nhiều phụ lưu lớn nằm ở vị trí trung tâm của Bắc Bộ nên nó đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển kinh tế của nước ta về nhiều mặt: Nông nghiệp, giao thông vận tải, khai thác và sử dụng nước cho công nghiệp và dân sinh… Mặt khác về thiên tai hệ thống sông Hồng cũng ảnh hưởng lớn đến đời sống dân cư vùng đồng bằng Bắc Bộ nước ta. Đoạn sông nghiên cứu nằm bên bờ tả sông Hồng, từ km120 đến km125 thuộc địa phận thị xã Hưng Yên – Tỉnh Hưng Yên. 1.2. Điều kiện địa hình địa mạo: Địa hình lưu vực sông Hồng có hướng dốc chung từ Tây Bắc xuống Đông Nam và từ Tây sang Đông. Địa hình phần lớn là đồi núi, chia cắt mạnh khoảng 70% diện tích ở độ cao trên 500m và khoảng 47% diện tích lưu vực ở độ cao trên 1000 m. Độ cao bình quân lưu vực khoảng 1.090 m. Phía Tây có dãy Vô Lương cao trên 2.500 m phân chia lưu vực sông Đà với sông Mê Kông. Dãy Hoàng Liên Sơn cao đỉnh Phan Xi Păng cao hơn 3.142 m (là đỉnh núi cao nhất nước ta) phân chia giữa lưu vực sông Đà và sông Thao. Dãy Tây Công lĩnh có đỉnh cao 2.419 m ngăn cách giữa sông Lô và sông Thao. Các dãy Ngân Sơn, Tam Đảo, có đỉnh cao từ 1000 - 2000 m ngăn cách giữa sông Thái Bình và sông Lô. Các dãy núi đều có độ cao thấp dần từ Bắc xuống Nam và từ Tây sang Đông làm cho lưu vực có độ dốc chung theo hướng Tây Bắc - Đông Nam. Độ cao và độ dốc bình quân lưu vực thể hiện khá rõ sông ngòi của miền đồi núi dốc là chủ yếu. Độ cao trung bình lưu vực của sông ngòi lớn (cao độ trung bình của lưu vực sông Thao là 647 m, sông Đà là 965 m). Độ chia cắt sâu đã dẫn đến độ dốc bình quân lưu vực lớn trong đó sông Lô có độ dốc lưu vực lớn nhất 2,8 m/km, sông Thao là 1,2 m/km, sông Thao là 1,2 m/km. 1.3. Địa chất thổ nhưỡng: Địa chất lưu vực sông Hồng được phân bố đứt gãy kiến tạo mạnh và phức tạp. Quá trình kiến tạo địa chất đã hình thành các tầng nham thạch khác nhau là nguồn tạo thành đất đai và các loại khoáng sản. Các vận động kiến tạo sơn đã làm thành địa hình núi cao, cao nguyên và đồng bằng. Lưu vực thuộc vùng uốn nếp Bắc Bộ kéo dài từ phía Nam (sông Mã) lên phía Bắc (biên giới Việt Trung). Đồng bằng là vùng núi bồi tụ dày, trầm tích đệ tứ có độ dày hơn 100 m có nơi gần 400 m. Những lún sụt, đứt gãy của nền địa chất tạo ra các hồ và dòng sông. Thổ nhưỡng trên lưu vực sông Hồng có nhiều loại từ nguồn gốc các đá gốc khác nhau. ở miền núi và trung du thổ nhưỡng phổ biến là đất đỏ vàng ít thâm nước, ở chân các vùng núi cao thường là đất vàng đỏ trên đá mắc ma tầng dày. Còn đồng bằng là đất phù sa, đất cát, đất mặn ven biển. Thổ nhưỡng trên lưu vực bị bào mòn mạnh do rừng bị khai thác mạnh, mặt đất bị đào xới nhiều. II. Đặc điểm địa hình, địa chất và dân sinh kinh khu vực nghiên cứu. II.1. Đặc điểm địa hình: Khu vực nghiên cứu nằm sát bờ tả Sông Hồng thuộc địa phận thị xã Hưng Yên. Do địa hình ở đây có nhiều đoạn sông cong và nhất là sau khi thi công cầu Yên Lệnh, các trụ cầu bê tông cũng làm cản trở và thay đổi dòng chảy gây ra hiện tượng sạt lở rất nghiêm trọng, mỗi năm dòng sông lấn vào đất liền hàng chục mét và hiện tại dọc bờ sông ta thấy xuất hiện những vết nứt kéo dài, nguy cơ sạt lở bất cứ lúc nào, tình hình đó đe doạ trực tiếp đến sản xuất, đời sống nhân dân, đe doạ đến tuyến đê bao quanh thị xã Hưng Yên. II.2. Đặc điểm địa chất: Theo số liệu khoan thăm dò địa chất bãi Lam Sơn của Trung tâm Tư vấn kỹ thuật về đê điều tại 2 mặt cắt C145 và C185, mỗi mặt cắt 3 hố khoan sâu 12m. Sơ bộ có thể chia địa tầng ra tầng cách nước và tầng thông nước; tầng cách nước thường là sét pha (lớp 1, 2) với hệ số thấm K = 1.10-4 – 1.10-5 cm/s; tầng thông nước bao gồm các lớp cát pha, cát mịn (lớp 3, 4), các dải cát xen kẹp giữa các lớp 1, 2 với hệ số thấm đến k = 7.10-3 cm/s. Như vậy tầng chứa nước là tầng yếu, các hạt cát mịn có thể bị mất do áp lực thấm ngược và sóng do các phương tiện giao thông thuỷ gây ra. Trên cơ sở các hố khoan thăm dò và các tài liệu thí nghiệm mẫu đất thì đặc trưng địa chất công trình của các lớp được thể hiện như sau: 2.1. Lớp 1: Là lớp sét pha, cát pha màu nâu nhạt, xám nâu xen kẹp các dải cát bụi mỏng, trạng thái thay đổi từ cứng đến dẻo mềm; nguồn gốc nhân sinh. Tính chất vật lý và lực học của lớp này như sau: a. Thành phần hạt: Hạt cát: 0.05 – 0.2mm = 40.5% Hạt bụi: 0.005 – 0.05mm = 46.9% Hạt sét: <0.005mm = 12.6% b. Tính chất vật lý: Giới hạn chảy: Wt = 35.6% Giới hạn dẻo: Wp = 23.4% Chỉ số dẻo: Ip = 12.2% Độ ẩm: W = 29.4% Dung trọng tự nhiên: gW = 1.76 g/cm3 Dung trọng khô: gc = 1.36 g/cm3 Tỷ trọng: D = 2.73 Độ rỗng: e = 50.1% Hệ số rỗng: n = 1.006 Độ bão hoà: G = 79.7% Hệ số thấm: K = 5.6*10-5 c. Tính chất cơ học: Góc ma sát trong: F = 10010’ Lực kết dính: C = 0.23 kg/cm2 2.2. Lớp 2: Là lớp sét pha, cát pha bụi màu xám tro xen kẹp các dải cát mỏng, trạng thái chảy; nguồn gốc bồi tích. Tính chất vật lý và lực học của lớp này như sau: a. Thành phần hạt: Hạt cát: 0.05 – 0.2mm = 44.6% Hạt bụi: 0.005 – 0.05mm = 43.7% Hạt sét: <0.005mm = 11.7% b. Tính chất vật lý: Giới hạn chảy: Wt = 36.0% Giới hạn dẻo: Wp = 24.4% Chỉ số dẻo: Ip = 11.6% Độ ẩm: W = 39.6% Dung trọng tự nhiên: gW = 1.74 g/cm3 Dung trọng khô: gc = 1.25 g/cm3 Tỷ trọng: D = 2.71 Độ rỗng: n = 53.8% Hệ số rỗng: e = 1.168 Độ bão hoà: G = 91.8% Hệ số thấm: K = 1.2*10-4 c. Tính chất cơ học: Góc ma sát trong: F = 9027’ Lực kết dính: C = 0.18 kg/cm2 2.3. Lớp 3: Cát hạt nhỏ màu xám tro xen kẹp các lớp sét pha, cát pha, trạng tháI chảy; nguồn gốc bồi tích; bề dày trung bình khoảng 1.5m. Các chỉ tiêu cơ lý của lớp này như sau: a. Thành phần hạt: Hạt sét: 0.005mm = 1.0% Hạt bụi: 0.01 – 0.005mm = 1.0% Hạt bụi: 0.1 – 0.05mm = 5.5% Hạt cát rất nhỏ: 0.1 – 0.05mm = 30.0% Hạt cát nhỏ: 0.25 – 0.1mm = 53.5% Hạt cát vừa: 0.5 – 0.25mm = 9.0% b. Tính chất vật lý: Tỷ trọng: D = 2.68 Góc nghỉ khô: aK = 35045’ Góc nghỉ ướt: aW = 26015’ 2.4. Lớp 4: Lớp bùn chảy hạt nhỏ màu xám tro, xám sẫm bão hoà nước; nguồn gốc Aluvi, bề dày chưa xác định. Các chỉ tiêu cơ lý của lớp này như sau: a. Thành phần hạt: Hạt sét: 0.005mm = 1.6% Hạt bụi: 0.01 – 0.005mm = 10.8% Hạt bụi: 0.1 – 0.05mm = 2.6% Hạt cát rất nhỏ: 0.1 – 0.05mm = 26.0% Hạt cát nhỏ: 0.25 – 0.1mm = 63.2% Hạt cát vừa: 0.5 – 0.25mm = 5.8% b. Tính chất vật lý: Tỷ trọng: D = 2.68 Góc nghỉ khô: aK = 35030’ Góc nghỉ ướt: aW = 24030’ II.3. Tình hình dân sinh, kinh tế, xã hội: Với vị trí là trung tâm vùng đồng bằng Bắc Bộ, Tỉnh Hưng Yên ngày nay có một vị trí quan trong trong việc phát triển kinh tế của vùng. Hưng Yên từng một thời là một thương cảng lớn, được mệnh danh là “Thứ nhất Kinh Kỳ – Thứ nhì Phố Hiến” Trải qua hơn 170 năm thành lập (trong đó có 30 năm hợp nhất với tỉnh Hải Dương), được tái lập từ ngày 01/01/1997 đến nay cơ cấu phát triển kinh tế của tỉnh có sự dịch chuyển nhanh từ phát triển nông nghiệp sang công nghiệp. Khi tái lập tỉnh thì giá trị nông nghiệp chiếm tới 60%, đến nay thì giá trị công nghiệp chiếm đạt 70%. Thực hiện công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, phấn đấu đưa tỉnh Hưng Yên trở thành tỉnh công nghiệp trước năm 2020; những năm qua tỉnh đã cho xây dựng các cụm công nghiệp tập trung như: Khu công nghiệp Phố Nối A, Phố Nối B . . . để đẩy nhan việc chuyển dịch cơ cấu kinh tế. Những năm qua tỉnh đã tích cực thu hút đầu tư, tạo môi trường đầu tư thông thoáng và hấp dẫn và tỉnh Hưng Yên đã thực sự là nơi “đất lành chim đậu” khi đến hết tháng 12/2004 đã thực hiện được hơn 300 dự án đầu tư. Do vậy, tốc độ tăng trưởng kinh tế luôn duy trì ở mức cao so với bình quân chung của cả nước. Cùng với việc tập trung phát triển kinh tế, Hưng Yên coi trọng việc đào tạo và phát huy nguồn lực con người, thực hiện tốt các chính sách xã hội, nâng cao mức hưởng thụ các giá trị văn hoá tinh thần của nhân dân. 3.1. Về giao thông vận tải: Hưng Yên có 23km đường Quốc lộ số 5, 21km đường sắt Hà Nội – Hải Phòng, 43km đường Quốc lộ 39A, 15km đường Quốc lộ 39B và cùng với 7 tuyến tỉnh lộ khác hầu hết đã được dải nhựa tạo nên một mạng lưới giao thông đường bộ thuận lợi. Các tuyến tỉnh lộ, huyện lộ đã được kiên cố hoá mặt đường; 70% các tuyến đường trục xã, liên thôn đã được dải nhựa hoặc cấp phối bê tông. Mật độ mạng lưới giao thông thuỷ của Hưng Yên đạt khoảng 140km/1000km2, cao gấp 5 lần mật độ bình quân của cả nước. Khả năng thông qua của sông Hông là sà lan tải trọng 1200 – 1600 tấn, tầu biển 400 – 600 tấn, của phân nhánh sông Luộc là sà lan tải trọng 1200 – 1600 tấn. 3.2. Về nông nghiệp: a. Sản phẩm nông nghiệp: Nông nghiệp Hưng Yên đã tạo được sự dịch chuyển quan trọng trong cơ cấu sản xuất theo hướng phát triển hàng hoá: Diện tích gieo trồng các cây công nghiệp, rau đậu thực phẩm (Hoa, cây cảnh, dược liệu . . .), cây ăn quả lâu năm, quy mô đàn gia súc gia cầm, thuỷ sản có sự tăng trưởng bình quân 4.42% năm. b. Trồng trọt: Sản lượng lương thực tăng khá cao và ổn định: Mức tăng hàng năm đạt 4.6%, sản lượng gia tăng chủ yếu nhờ vào đầu tư thâm canh, tăng năng suất. Một số sản phẩm có giá trị hàng hoá và xuất khẩu đã được chú trọng phát triển như đậu tương, lạc, dưa chuột, cải xa lát, ớt, bí xanh, nhãn, vải . . .Ngoài sản phẩm nhãn là sản phẩm đặc sản truyền thống , Hưng Yên có một cơ cấu cây ăn quả khá phong phú như vải, táo, cam, chuối . . . c. Chăn nuôi: Chăn nuôi lợn: Chất lượng con giống từng bước được cải tạo và nâng cao đàn lợn hướng nạc đạt 18% tổng đàn. Ngoài lợn thịt, nhiều hộ gia đình đã nuôi lợn choai, lơn sữa cung cấp cho xuất khẩu. Chăn nuôi đại gia súc: Chương trình “Sind hoá” đàn bò đang được mở rộng đưa đàn lai Sind đạt trên 75% tổng đàn. Gần đây đã xuất hiện chăn nuôi bò sữa ở một số huyên thị trong Tỉnh. Gia cầm tăng bình quân 2.3% năm. Cơ cấu sản phẩm đã có sự dịch chuyển đa dạng: Chăn nuôi công nghiệp, các giống nuôi thả bán công nghiệp như gà ri, gà ta; đàn vịt với các giống “siêu thịt”, “siêu trứng” được mở rộng. 3.3. Về công nghiệp: Công nghiệp của tỉnh Hưng Yên 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 đầu tư theo chiều sâu, đổi mới công nghệ, tạo ra những sản phẩm chất lượng cao đáp ứng được yêu cầu sản xuất, xuất khẩu và tiêu dùng. Trong thời gian qua Tỉnh đã trích một phần ngân sách để hỗ trợ các doanh nghiệp của Tỉnh trong việc đầu tư đổi mới mở rộng sản xuất, góp phần vào việc tăng giá trị sản xuất công nghiệp từ 605 tỷ đồng năm 1997 lên 3.500 tỷ đồng năm 2002 qua đó giải quyết việc làm cho hơn 1,5 vạn lao động trong Tỉnh. Tình hình hợp tác đầu tư của Tỉnh trong thời gian qua có nhiều thuận lợi, trước khi tái lập Tỉnh năm 1997 toàn Tỉnh chỉ có 07 dự án đầu tư (02 dự án nước ngoài và 05 dự án trong nước), giá trị sản xuất công nghiệp trên địa bàn Tỉnh đạt 355 tỷ đồng, đầu tư bên ngoài được 26 tỷ đồng thì tính đến năm 31/6/2002, tổng số dự án đầu tư vào Tỉnh Hưng Yên là 122 dự án (nước ngoài là 17 dự án, trong nước là 105 dự án) với số vốn đăng ký là 383 triệu USD, bao gồm các ngành nghề điện tử, điện lạnh, phụ tùng ô tô xe máy . . . tính đến hết tháng 12/2004 đã thực hiện được hơn 300 dự án đầu tư trong đó đã có nhiều dự án đi vào hoạt động đóng góp cho nền kinh tế của Tỉnh là vô cùng to lớn. III. Đặc điểm khí tượng, khí hậu. III.1. Chế độ khí hậu chung: Với đặc điểm khu vực nghiên cứu nằm trong vùng đồng bằng Bắc Bộ, khí hậu chia làm hai mùa rõ rệt, mùa mưa và mùa khô tương ứng với hai mùa dòng chảy là mùa lũ và mùa kiệt. Mùa mưa bắt đầu từ tháng V và kết thúc vào tháng IX với đặc điểm là những trận mưa rào và thường xuất hiện ở thượng lưu và trung du ở khu vực sông Hồng dẫn tới quá trình hình thành lũ. Mặt khác ở thượng lưu sông Hồng hướng gió thổi trùng với hướng lũng sông nên khi gặp núi cao sẽ xảy ra hiện tượng đối lưu cưỡng bức kết hợp với hiện tượng nhiệt, đây cũng là một trong những nguyên nhân phát sinh mưa. Mùa khô bắt đầu từ tháng X năm trước kéo dài đến tháng V năm sau. Đặc điểm khí hậu thời tiết của mùa này là: trời khô hanh, ít mưa lượng mưa nhỏ so với lượng mưa năm. Nguyên nhân là do gió Đông Bắc thổi từ biển Đông về lục địa núi và cao nguyên nên khí hậu trong mùa này rất khô hanh. Mùa khô mưa rất ít, có khi hai tháng liền không mưa. Lượng mưa mùa chỉ chiếm không đầy 10% lượng mưa năm. Để đánh giá và phân tích chế độ khí hậu chung của lưu vực sông Hồng ta chọn một số trạm thuỷ văn trên hệ thống sông Hồng như sau: Bảng 1.1 Một số trạm khí tượng trên khu vực nghiên cứu TT Tên trạm Địa điểm Năm bắt đầu đo Tình hình tài liệu 1 Sơn Tây Phù Xa – Viên Sơn – TX. Sơn Tây – Tỉnh Hà Tây 1905 1958 - 2004 2 Hà Nội 35 Gia Ngư – Hoàn Kiếm – Hà Nội 1917 1958 - 2004 3 Hưng Yên Xóm Bắc – Phố Lê Hồng Phong – TX. Hưng Yên – Tỉnh Hưng Yên 1902 1960-2003  III.2. Đặc điểm khí tượng. 2.1. Nhiệt độ: Bảng 1.2: Nhiệt độ không khí trung bình tháng và năm (o0 C ) của thời kỳ quan trắc (từ 1960-2004) Tháng Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Sơn Tây 15.9 16.9 20.0 23.7 27.3 28.5 28.9 28.1 27.2 24.7 21.2 17.7 23.3 Hà Nội 16.4 17.0 20.2 23.7 27.3 28.8 28.9 28.2 27.2 24.6 21.4 18.2 23.5 Hưng Yên 16.0 16.8 19.7 23.4 27.1 28.5 28.7 28.1 27.1 24.4 21.1 17.7 23.2 Do miền Bắc chịu ảnh hưởng của hoạt động gió mùa Đông Bắc vào mùa Đông (từ tháng XII đến tháng II) nên chênh lệch nhiệt độ trung bình trong các tháng mùa hè và mùa đông là rất lớn. Nhiệt độ trung bình tháng nhỏ nhất là vào tháng I và cao nhất là tháng VII. 2.2. Gió: Bảng 1.3: Tốc độ gió trung bình tháng và năm (m/s) từ năm 1960-2004 Tháng Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Sơn Tây 1.8 2.1 2.2 2.3 2.0 1.8 1.9 1.6 1.6 1.5 1.5 1.6 1.8 Hà Nội 1.5 2.4 2.3 2.5 2.4 2.1 2.1 1.8 1.8 1.8 1.9 2.0 2.0 Hưng Yên 2.1 2.0 1.9 2.1 2.1 1.8 2.0 1.6 1.7 1.8 1.8 1.9 1.9 2.3. Độ ẩm: Độ ẩm không khí tương đối trung bình nhiều năm của lưu vực vào khoảng 84%, độ ẩm không khí biến đổi theo mùa. Trong 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, tháng có độ ẩm tương đối nhỏ nhất là tháng XI và tháng XII, còn tháng có độ ẩm tương đối cao nhất là II và tháng III. Bảng 1.4: Độ ẩm tương đối trung bình tháng và năm (%) của thời kỳ quan trắc (từ năm 1960-2004) Tháng Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Sơn Tây 83 85 87 87 84 83 83 85 85 83 81 81 84 Hà Nội 83 85 87 87 84 83 84 86 85 82 81 81 84 Hưng Yên 84 88 90 89 85 84 84 86 86 84 82 82 85 2.4. Bốc hơi: Do khu vực nghiên cứu có số giờ nắng trung bình nhiều năm biến đổi trên dưới 1400 giờ, ở vùng núi cao lên đến hơn 2000 giờ ở các thung lũng trong lưu vực sông Đà nên lượng bốc hơi khá cao. Lượng bốc hơi trung bình nhiều năm trên 1000mm. Bốc hơi mạnh nhất vào những ngày có gió Tây Nam khô nóng hoạt động. Đặc biệt vào các tháng mùa hè có thể lớn hơn 80 mm mỗi tháng. Tháng có lượng bốc hơi nhỏ nhất là vào tháng II. Bảng 1.5 : Lượng bốc hơi (piche) trung bình tháng và năm của thời kỳ quan trắc (mm) ( từ năm 1960-2004 ) Tháng Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Sơn Tây 57.1 50.9 55.2 60.9 84.8 83.6 87.5 68.5 65.4 72.0 66.3 63.9 816.1 Hà Nội 71.4 59.7 56.9 65.2 98.6 97.8 100.6 84.1 84.4 95.6 89.8 85.0 989.1 Hưng Yên 66.5 49.4 46.2 53.9 84.9 87.4 94.5 74.7 73.1 82.7 84.4 80.9 878.0 2.5. Chế độ mưa, phân mùa mưa: Lưu vực sông Hồng có khí hậu nhiệt đới gió mùa nên có lượng mưa khá dồi dào, nhưng phân bố không đều theo không gian và thời gian. Lượng mưa trung bình năm khá lớn 1500 mm/năm, song sự biến đổi về lượng rất lớn từ 1.200 - 4.800 mm/năm. Chế độ mưa hoàn toàn phụ thuộc vào chế độ gió mùa và phân theo mùa khá rõ rệt. Mùa mưa gần như trùng với gió mùa Đông Nam và thường kéo dài từ tháng V - X (khoảng 6 tháng), những năm đặc biệt là những năm mưa đến sớm hoặc kết thúc muộn. Lượng mưa trong mùa mưa chiếm khoảng 75 - 85% lượng mưa năm. Còn lại là mưa trong mùa khô. Mùa đông thường có mưa phùn và ẩm ướt, mùa hè thường có mưa rào, mưa đông. Bảng 1.6 Lượng mưa trung bình tháng và năm (mm) của thời kỳ quan trắc (từ năm 1961 đến 2004) Tháng trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII năm H.Bình 14.6 21.1 27.3 95.8 233.5 258.3 331.0 341.9 343.1 177.6 53.5 12.3 1910.0 T.Quang 20.6 31.6 44.2 102.0 211.4 253.7 284.7 304.5 214.1 155.5 44.4 18.7 1685.4 P.Thọ 31.5 39.8 50.3 108.9 202.3 247.9 382.5 328.5 219.4 159.7 54.3 24.9 1850.0 Hà Nội 18.5 27.2 45.4 91.0 191.5 143.7 290.9 316.3 258.1 135.6 53.1 17.5 1588.8 IV. Đặc trưng thuỷ văn. 4.1. Đặc điểm dòng chảy: Sông ngòi là sản phẩm chịu sự tác động qua lại của hai yếu tố là dòng nước và lòng sông thông qua yếu tố bùn cát .Tác động của dòng nước làm thay đổi lòng dẫn, còn 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 lẫn nhau không tách rời. Để đi sâu vào nghiên cứu quan hệ hình thái và diễn biến lòng sông thì cần thiết phải làm rõ các đặc trưng về thuỷ văn, thuỷ lực các trị số mực nước, lưu lượng, độ dốc, độ nhám, từ đó đề ra các biện pháp công trình chỉnh trị phù hợp cho đoạn sông nghiên cứu. 4.2. Mạng lưới trạm thuỷ văn: Qua tìm hiểu thì trên hệ thống sông Hồng có nhiều trạm thuỷ văn, nhưng trong giới hạn của khu vực nhiên cứu thì có các trạm thuỷ văn như dưới bảng sau. Trong giới hạn của đề tài này, tài liệu của các trạm Sơn Tây, Hà Nội và Hưng Yên được sử dụng trong các tính toán ở các phần sau (Trạm Sơn Tây chỉ mang tính chất tham khảo). Bảng 1.7: Một số trạm thuỷ văn trên khu vực nghiên cứu TT Trạn Sông Địa điểm Kinh vĩ độ Các yếu tố quan trắc H Q r 1 Hoà Bình S. Đà Phờng Tân Thịnh-TX Hoà Bình- Hoà Bình 105032/ x x x 20082/ 2 Yên Bái S. Thao Tuần Quán- Yên Ninh-TX Yên Bái 104088/ x x x 21070/ 3 Tuyên Quang S. Lô Minh Xuân- TX Tuyên Quang 105022/ x x x 21082/ 4 Sơn Tây S. Hồng Phù Xa- Viên Sơn-TX Sơn Tây- Hà Tây 105050/ x x x 21015/ 5 Hà Nội S. Hồng 35 Gia Ng- Hoàn Kiếm-Hà Nội 105085/ x x x 21003/ 6 Thợng Cát S. Đuống Thợng Cát- Thợng Thanh- Gia Lâm- Hà Nội 105087/ x x x 21007/ 7 Bến Hồ S. Đuống Chi Hồ- Tân Chi-Tiên Du- Bắc Ninh 106007/ x 0 0 21007/ 8  Hưng Yên S. Hồng Xóm Bắc- Phố Lê Hồng Phong-TX Hưng Yên- Hưng Yên 106003/ x 0 0 20065/  4.3. Tình hình tài liệu đo đạc: Việc quan trắc các yếu tố thuỷ văn trên dòng sông được thực hiện rất lâu, chẳng hạn như sông Hồng trạm Sơn Tây từ năm 1905, trạm Hà Nội từ năm 1902, trạm Hưng Yên từ năm 1902. Các trạm trạm thuỷ văn trên lưu vực sông thường được phân bố ở những nơi địa hình rất phức tạp, điều đó gây khó khăn đã cản trở không nhỏ cho quá trình thu thập số liệu. Các tài liệu để đánh giá đặc điểm thuỷ văn trên đoạn sông nghiên cứu: - Trạm Hà Nội có tài liệu Qngày, ngày, Hngày năm 1956-2005 - Trạm Hưng Yên có tài liệu Hngày năm 1956-2004 Bình đồ lưu vực gồm có: - Bình đồ đoạn sông Hồng đoạn qua khu vực bãi - Thị xã Hưng Yên. - Mặt cắt ngang sông Hồng đoạn qua khu vực bãi Lam Sơn - Thị xã Hưng Yên. - Mặt cắt dọc sông Hồng đoạn qua khu vực bãi Lam Sơn - Thị xã Hưng Yên. 4.4. Đặc điểm thuỷ văn. 4.4.1. Dòng chảy năm. 4.4.1.a. Chế độ mực nước: Mực nước là yếu tố quan trọng, là đặc trưng quan trọng của dòng chảy, liên quan đến nhiều yếu tố như : vận tốc, độ dốc… Từ tài liệu mực nước bình quân ngày của trạm Hà Nội (1961-2005) và trạm Hưng Yên (1956-2003) ta có thể thống kê một số yếu tố đặc trưng cho mực nước : - Mực nước lớn nhất (cm) - Mực nước nhỏ nhất (cm) - Chênh lệch mực nước (cm) - Mực nước trung bình năm (cm) Do mực nước trên sông Hồng chịu sự ảnh hưởng của việc điều tiết của hồ Hoà Bình nên ta có thể phân ra làm hai giai đoạn: - Trước khi có sự điều tiết của hồ Hoà Bình. - Sau khi có sự điều tiết của hồ Hoà Bình. Bảng 1.8: Thống kê mực nước Hmax, Hmin, Htb trạm Hà Nội (1961-2005) Thời kỳ trớc khi có hồ Hoà Bình Thời kỳ sau khi có hồ Hoà Bình Năm Hmax (cm) Hmin (cm) DH (cm) Htb (cm) Năm Hmax (cm) Hmin (cm) DH (cm) Htb (cm) 1961 1.097,0 254,0 843,0 512,6 1986 1.235,0 217,0 1.018,0 541,7 1962 997,0 238,0 759,0 478,3 1987 1.018,0 219,0 799,0 458,5 1963 967,0 188,0 779,0 437,1 1988 1.015,0 207,0 808,0 447,5 1964 1.158,0 230,0 928,0 515,1 1989 1.023,0 212,0 811,0 459,1 1965 963,0 225,0 738,0 493,8 1990 1.194,0 260,0 934,0 557,0 1966 1.178,0 195,0 983,0 525,3 1991 1.149,0 286,0 863,0 503,4 1967 1.080,0 154,0 926,0 455,2 1992 1.146,0 278,0 868,0 452,2 1968 1.223,0 237,0 986,0 542,1 1993 962,0 298,0 664,0 474,6 1969 1.322,0 205,0 1.117,0 472,7 1994 1.073,0 284,0 789,0 526,6 1970 1.205,0 221,0 984,0 521,8 1995 1.088,0 282,0 806,0 512,2 1971 1.413,0 225,0 1.188,0 574,7 1996 1.243,0 240,0 1.003,0 525,0 1972 981,0 228,0 753,0 498,6 1997 1.109,0 286,0 823,0 513,8 1973 1.100,0 264,0 836,0 562,3 1998 1.100,0 222,0 878,0 446,4 1974 976,0 215,0 761,0 484,2 1999 1.095,0 200,0 895,0 480,9 1975 1.006,0 209,0 797,0 496,7 2000 1.129,0 255,0 874,0 442,3 1976 1.073,0 232,0 841,0 488,9 2001 1.121,0 238,0 883,0 493,9 1977 1.107,0 233,0 874,0 449,2 2002 1.201,0 257,0 944,0 474,0 1978 1.126,0 207,0 919,0 525,7 2003 917,0 234,0 683,0 419,4 1979 1.169,0 247,0 922,0 520,8 2004 1.104,0 186,0 918,0 390,9 1980 1.181,0 221,0 960,0 472,4 2005 952,0 158,0 794,0 373,9 1981 1.106,0 239,0 867,0 563,6 Hmax   1.413,0 1982 1.106,0 236,0 870,0 508,4 Hmin  154,0 1983 1.207,0 19,0 1.188,0 509,5 1984 1.048,0 246,0 802,0 535,3 1985 1.196,0 276,0 920,0 522,6 Bảng 1.9: Thống kê mực nước Hmax, Hmin, Htb trạm Hưng Yên (1956-2003) Thời kỳ trớc khi có hồ Hoà Bình Thời kỳ sau khi có hồ Hoà Bình Năm Hmax (cm) Hmin (cm) DH (cm) Htb (cm) Năm Hmax (cm) Hmin (cm) DH (cm) Htb (cm) 1956 636,0 40,0 596,0 249,7 1986 763,0 46,0 717,0 279,9 1957 602,0 60,0 542,0 221,3 1987 611,0 53,0 558,0 233,3 1958 609,0 40,0 569,0 215,1 1988 610,0 54,0 556,0 231,5 1959 615,0 46,0 569,0 245,0 1989 614,0 50,0 564,0 233,2 1960 600,0 22,0 578,0 212,6 1990 735,0 68,0 667,0 288,7 1961 660,0 54,0 606,0 248,8 1991 710,0 65,0 645,0 246,8 1962 589,0 42,0 547,0 225,1 1992 713,0 71,0 642,0 214,4 1963 564,0 33,0 531,0 202,4 1993 594,0 83,0 511,0 231,3 1964 695,0 52,0 643,0 252,7 1994 677,0 79,0 598,0 275,4 1965 547,0 58,0 489,0 231,5 1995 721,0 86,0 635,0 259,0 1966 697,0 36,0 661,0 257,3 1996 786,0 66,0 720,0 278,8 1967 627,0 27,0 600,0 201,4 1997 696,0 87,0 609,0 264,8 1968 701,0 56,0 645,0 260,1 1998 682,0 58,0 624,0 220,9 1969 776,0 35,0 741,0 221,2 1999 683,0 42,0 641,0 254,5 1970 702,0 46,0 656,0 254,5 2000 696,0 83,0 613,0 225,2 1971 856,0 50,0 806,0 288,9 2001 707,0 69,0 638,0 257,3 1972 583,0 51,0 532,0 253,7 2002 766,0 63,0 703,0 245,8 1973 665,0 77,0 588,0 300,7 2003 575,0 62,0 513,0 210,4 1974 582,0 75,0 507,0 264,4  Hmax  856,0 1975 610,0 70,0 540,0 269,2  Hmin  22,0 1976 643,0 75,0 568,0 258,3 1977 674,0 60,0 614,0 230,6 1978 690,0 62,0 628,0 292,0 1979 717,0 66,0 651,0 260,8 1980 728,0 36,0 692,0 235,1 1981 674,0 70,0 604,0 299,0 1982 692,0 78,0 614,0 279,8 1983 734,0 68,0 666,0 246,1 1984 626,0 38,0 588,0 261,9 1985 738,0 68,0 670,0 258,0 Như vậy vào mùa lũ và mùa nước trung thì diễn biến lòng sông và khả năng biến hình lòng sông là rất lớn. Mực nước cao nhất Hmax thường tập trung vào ba tháng VII, VIII, IX của các năm, tương ứng với sự xuất hiện của các đỉnh lũ cao nhất trong năm. Mực nước nhỏ nhất Hmin thường xảy ra vào các tháng cuối trong mùa kiệt từ tháng III đến tháng V. Thời kỳ này lượng nước sông chủ yếu được cung cấp bởi lượng nước ngầm trong mùa lũ, một số mực nước điển hình: Trạm Hà Nội: Hmax = 1.431 cm, ngày 22/8/1971 Hmin = 154 cm, ngày 03/7/1967 Trạm Hưng Yên: Hmax = 865 cm, ngày 22/8/1971 Hmin = 22 cm, ngày 10/5/1960 Qua đường quá trình mực nước ta nhận thấy: Trước khi có sự điều tiết của hồ Hoà Bình thì mực nước lớn nhất và mực nước nhỏ nhất có sự dao động rất lớn, chênh lệch giữa Hmax và Hmin lớn, do đó ảnh hưởng rất nhiều đến chế độ dòng chảy và diễn biến của dòng sông. Sau khi hồ Hoà Bình đi vào hoạt động thì mực nước trong mùa lũ và mùa kiệt ít biến động và điều hoà hơn. Hmax trong mùa lũ giảm xuống nhưng mực nước cao duy trì trong thời gian dài làm cho quá trình diễn biến dòng sông diễn ra mạnh mẽ hơn. Còn trong mùa kiệt mực nước cao hơn trước do có sự điều tiết của hồ Hoà Bình làm tình hình thiếu nước trong nông nghiệp được giải quyết. 4.4.1.b. Đặc trưng lưu lượng: Lưu lượng 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 khác 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 làm cho công việc phòng chống lũ lụt gặp rất nhiều khó khăn, gây cản trở cho giao thông thuỷ, lấy nước tưới cho nông nghiệp, công nghiệp, đe doạ đến sinh hoạt và tính mạng của nhân dân sống hai bên bờ._. sông. Đồng thời 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. Để nghiên cứu sự thay đổi của dòng chảy theo thời gian, sự dao động của lưu lượng, ta thống kê các trị số đặc trưng lưu lượng để so sánh quá trình dòng chảy trên sông, kết quả được ghi ở bảng sau: Bảng 1.10: Thống kê lưu lượng trạm Hà Nội (1956-2004) (m3/s) Thời kỳ trớc khi có hồ Hoà Bình Thời kỳ sau khi có hồ Hoà Bình Năm Qmax Qmin DQ Qtb Năm Qmax Qmin DQ Qtb 1956 11.000 536 10.464 2.876 1986 14.600 594 14.006 3.076 1957 10.700 575 10.125 2.404 1987 8.330 529 7.801 2.117 1958 10.100 509 9.591 2.446 1988 8.360 486 7.874 2.090 1959 11.900 570 11.330 2.702 1989 9.100 448 8.652 1.969 1960 10.500 350 10.150 2.506 1990 12.500 650 11.850 3.080 1961 12.500 746 11.754 2.888 1991 11.000 573 10.427 2.354 1962 8.630 672 7.958 2.488 1992 12.900 632 12.268 1.996 1963 8.160 482 7.678 2.241 1993 7.330 825 6.505 2.138 1964 14.100 720 13.380 2.865 1994 10.600 835 9.765 2.824 1965 9.500 580 8.920 2.391 1995 13.500 824 12.676 2.853 1966 13.500 485 13.015 2.986 1996 14.800 870 13.930 3.088 1967 11.000 525 10.475 2.150 1997 12.100 960 11.140 2.900 1968 16.400 701 15.699 3.038 1998 12.100 668 11.432 2.476 1969 17.800 500 17.300 2.516 1999 11.900 540 11.360 2.867 1970 14.600 552 14.048 2.891 2000 12.800 880 11.920 2.331 1971 22.200 575 21.625 3.490 2001 12.200 831 11.369 2.723 1972 9.240 469 8.771 2.539 2002 13.100 793 12.307 2.684 1973 11.500 708 10.792 3.213 2003 8.160 710 7.450 2.206 1974 8.230 728 7.502 2.634 2004 11.500 656 10.844 2.232 1975 9.020 620 8.400 2.658 1976 9.670 676 8.994 2.543 1977 10.700 698 10.002 2.219 1978 12.200 587 11.613 3.170 1979 14.300 588 13.712 2.839 1980 15.100 417 14.683 2.484 1981 12.200 692 11.508 3.264 1982 11.100 555 10.545 2.721 1983 12.400 533 11.867 2.584 1984 10.000 594 9.406 2.872 1985 13.700 909 12.791 2.870 Đối với dòng chảy trên sông Hồng được phân làm hai mùa rõ rệt, đó là mùa lũ và mùa kiệt. Việc phân mùa dòng chảy trên sông Hồng ta có thể dựa vào chỉ tiêu vượt trung bình, mùa lũ là những tháng có lưu lượng bình quân tháng vượt quá 8% so với lưu lượng bình quân năm và tần suất xuất hiện trên 50%. Bảng 1.11: Phân mùa dòng chảy trạm Hà Nội thời kỳ trước khi có hồ Hoà Bình (1956-1985) (m3/s) Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII TB năm 1956 853 724 607 706 2.320 5.230 5.910 8.810 4.790 2.220 1.390 956 2.876 1957 839 680 698 1.080 1.020 4.700 6.930 4.390 3.190 2.850 1.460 1.010 2.404 1958 825 936 645 577 784 2.290 5.610 7.420 4.920 2.660 1.580 1.110 2.446 1959 809 694 959 1.070 1.940 4.080 4.850 7.550 4.760 2.900 1.700 1.110 2.702 1960 907 828 648 482 712 2.770 5.720 6.880 5.310 2.820 1.620 1.380 2.506 1961 962 950 992 1.170 1.100 4.190 3.800 8.460 4.910 3.780 2.540 1.670 2.877 1962 1.480 988 773 822 1.300 4.880 5.760 5.630 3.370 2.480 1.350 917 2.479 1963 757 669 669 610 700 1.650 4.520 5.420 3.420 2.930 3.760 1.650 2.230 1964 1.110 912 798 956 1.510 3.960 7.260 5.870 4.380 3.940 2.090 1.470 2.855 1965 991 814 681 1.010 1.130 3.890 5.240 4.150 2.580 3.060 3.340 1.690 2.381 1966 1.100 839 605 687 830 4.460 8.350 6.260 5.820 3.370 2.090 1.260 2.973 1967 1.050 883 721 786 1.140 2.060 3.510 6.050 3.950 2.450 1.740 1.330 2.139 1968 1.140 954 916 1.190 1.530 3.130 6.950 7.330 5.640 3.610 2.620 1.340 3.029 1969 937 739 627 672 1.090 2.230 4.300 10.400 4.000 2.100 1.910 1.030 2.503 1970 880 831 611 840 2.170 3.410 8.880 6.420 4.710 2.260 1.480 1.960 2.871 1971 1.000 921 677 891 1.660 4.300 7.930 11.800 5.770 3.230 2.120 1.270 3.464 1972 1.080 877 681 910 1.460 2.760 4.950 5.420 4.510 3.430 2.300 2.000 2.532 1973 1.130 971 1.180 1.120 2.210 4.250 6.230 7.380 6.780 3.230 2.440 1.490 3.201 1974 1.090 968 816 891 1.340 3.500 5.360 5.140 5.640 3.470 2.010 1.280 2.625 1975 1.180 821 721 1.240 2.130 5.740 4.720 4.460 4.870 2.630 2.050 1.280 2.654 1976 1.020 1.170 825 1.040 2.260 3.360 4.060 6.360 3.980 2.510 2.540 1.340 2.539 1977 1.050 929 765 957 1.160 1.520 6.070 5.780 3.030 2.390 1.690 1.110 2.204 1978 1.140 798 755 715 2.470 5.470 5.970 6.410 6.650 4.090 2.030 1.380 3.157 1979 1.100 1.020 789 790 1.310 3.370 4.850 7.270 8.030 2.700 1.610 1.160 2.833 1980 995 979 623 616 1.120 1.630 6.230 7.210 5.530 2.430 1.310 1.020 2.474 1981 977 875 823 1.370 2.820 4.430 5.680 7.370 5.550 4.080 3.310 1.720 3.250 1982 1.200 987 658 1.130 779 2.200 4.190 7.880 5.430 4.080 2.470 1.490 2.708 1983 1.020 842 1.010 731 1.080 1.750 2.420 6.290 6.100 4.300 3.660 1.700 2.575 1984 1.380 934 700 754 1.890 4.610 7.010 4.840 4.680 4.110 2.170 1.290 2.864 1985 1.100 1.020 990 1.160 1.430 3.410 4.570 5.220 7.350 2.930 3.380 1.840 2.867 Bảng 1.12: Phân mùa dòng chảy trạm Hà Nội thời kỳ sau khi có hồ Hoà Bình (1986-2004) (m3/s) Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII TB năm 1986 1.140 860 711 1.320 2.470 3.910 6.880 6.580 5.130 4.130 2.170 1.410 3.059 1987 1.170 972 750 715 812 1.690 3.790 4.870 4.180 3.050 2.070 1.240 2.109 1988 828 778 641 558 1.600 1.560 4.490 5.020 5.200 2.650 1.020 656 2.083 1989 619 582 651 726 1.150 4.490 5.040 2.660 2.350 2.800 1.500 954 1.960 1990 786 828 1.280 1.640 2.620 6.550 9.560 4.740 2.600 3.060 1.990 1.100 3.063 1991 886 824 798 659 930 3.330 6.730 6.020 2.380 2.530 1.830 1.150 2.339 1992 971 862 878 871 1.190 3.580 6.770 3.090 1.750 1.720 1.150 1.040 1.989 1993 1.030 1.090 976 1.030 1.510 2.250 4.650 5.130 3.420 1.880 1.500 1.090 2.130 1994 961 956 1.010 1.250 1.700 3.880 7.120 5.560 3.910 4.080 1.680 1.660 2.814 1995 1.240 1.200 1.290 1.120 1.230 2.780 6.810 8.420 4.090 2.670 1.900 1.330 2.840 1996 1.050 997 1.220 1.570 2.380 3.560 6.890 8.830 3.780 2.630 2.740 1.270 3.076 1997 1.150 1.120 1.390 2.380 1.880 1.770 7.450 6.120 4.260 4.130 1.690 1.230 2.881 1998 984 978 948 1.340 1.310 3.590 8.910 5.280 2.690 1.500 1.190 828 2.462 1999 837 730 871 1.160 1.860 3.700 6.590 5.520 5.390 2.810 3.300 1.490 2.855 2000 1.180 1.090 1.190 1.300 1.700 3.220 5.790 4.900 2.360 2.690 1.380 1.050 2.321 2001 928 926 1.080 1.060 1.910 5.020 7.320 5.760 2.580 2.160 2.580 1.150 2.706 2002 955 1.020 1.060 1.070 2.510 4.220 5.880 8.840 2.330 1.620 1.340 1.130 2.665 2003 1.390 1.010 1.180 1.130 1.640 2.440 5.040 4.350 4.240 1.860 1.140 939 2.197 2004 892 1.010 964 13.400 2.680 3.210 5.110 4.310 3.250 1.720 1.230 989 3.230 Dựa vào chỉ tiêu trên ta có thể nhận thấy: - Thời kỳ trước khi có hồ Hoà Bình thì mùa lũ trên sông Hồng xuất hiện từ tháng VI đến tháng X, mùa kiệt xuất hiện từ tháng XI năm trước đến tháng V năm sau. - Thời kỳ sau khi có hồ Hoà Bình, do có sự điều tiết của hồ nên phân mùa dòng chảy năm có sự thay đổi đó là mùa lũ xuất hiện từ tháng VI đến tháng IX, mùa kiệt xuất hiện từ tháng X năm trước đến tháng V năm sau. Phân mùa dòng chảy sông Hồng: Trạm Hà Nội Mùa lũ (tháng) Mùa kiệt (tháng) Trước khi có hồ Hoà Bình VI - X XI -V Sau khi có hồ Hoà Bình VI -IX X -V 4.4.2. Dòng chảy lũ: Các yếu tố ảnh hưởng đến hình thành dòng chảy lũ có thể phân thành 2 loại chính sau: Yếu tố khí tượng (chủ yếu là yếu tố mưa rào) và yếu tố mặt đệm. - Yếu tố mưa rào quyết định nguồn cung cấp dòng chảy khi xét yếu tố này cần đề cập đến các đặc trưng chủ yếu: lượng mưa trong thời đoạn thiết kế ứng với tần xuất 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 lớn nhất 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 them trên lưu vực (rừng, hồ, ao, đầm lầy, trình độ thâm canh trên lưu vực). Lũ trên sông Hồng là sản phẩm của mưa rào nhiệt đồng thời lại chịu tác động của địa hình lưu vực dốc, thung lũng sông hẹp nên thời gian lũ lên khá nhanh chỉ từ 3 đên 5 ngày là đạt đỉnh lũ, thời gian xuống là 5 đến 7 ngày. Lũ ở hạ lưu sông Hồng là tổ hợp lũ của sông Đà, sông Thao, sông Lô. Tổ hợp này rất phức tạp, nó mang tính ngẫu nhiên và không tuân theo một quy luật nào. Trong đó tỷ lệ lượng lũ của sông Đà là lớn nhất, trung bình nhiều năm là 49% lượng lũ tại Sơn Tây, năm cao nhất là 68.5%, thấp nhất là 37.5%. Tại Hà Nội, lũ lớn thường xuất hiện vào các tháng từ tháng VII đến tháng IX với lưu lượng đỉnh lũ từ 9.000 m3/s đến 13.000 m3/s (đặc biệt trận lũ ngày 20/8/1971, Qlũmax = 22.000 m3/s). 4.4.3. Dòng chảy kiệt: Mùa kiệt trên sông Hồng tại đoạn sông từ Hà Nội đến Hưng Yên xuất hiện từ tháng XI năm trước đến tháng V năm sau (Thời kỳ trước khi có hồ Hoà Bình), từ tháng X năm trước đến tháng V năm sau (Thời kỳ sau khi có hồ Hoà Bình). Thời kỳ kiệt nhất thường xuất hiện vào các tháng I, II, III, IV,V với lưu lượng nhỏ nhất đo được tại trạm Hà Nội Qkmin = 350 m3/s (ngày 31/5/1960). 4.4.4. Chế độ bùn cát: Để nghiên cứu diễn biến lòng sông, ngoài sự hiểu biết về dòng chảy thì cần phải có những tài liệu về lòng sông và các chất mà dòng chảy mang theo. Chúng ta thường gọi những chất tạo thành lòng sông là bùn cát. Bùn cát trong sông tồn tại dưới dạng các hạt có kích thước rất khác nhau và có trọng lượng riêng lớn hơn nước. Bùn cát trong sông hình thành chủ yếu là do sự xói mòn bề mặt lưu vực, khi mưa xuống làm phá vỡ thế ổn định các hạt vật chất, các hạt này bị cuốn trôi theo dòng chảy xuống lòng sông. Một phần lớn các vật chất nổi lơ lửng trôi theo dòng chảy gọi là bùn cát lơ lửng số còn lại bị chìm xuông đáy hay gần đáy sông chuyển động với hình thức di đẩy gọi là bùn cát đáy. Theo tài liệu địa chất thì đay lòng sông là cát với d69 = 0.13 – 0.15mm, đường kính trung bình hạt lơ lửng chuyển qua sông ứng với lưu lượng tạo lòng d50 = 0.12mm. 4.4.4.a. Phân bố bùn cát trên sông: Để nghiên cứu diễn biến bùn cát trên mặt cắt ngang thì cần phải có đủ số liệu đo đạc thuỷ văn về bùn cát trên mặt cắt ngang. Nhưng thực tế sồ liệu đo đạc tại trạm Hà Nội, Hưng Yên ít nên không đưa ra được sự phân bố bùn cát theo mặt cắt ngang có ảnh hưởng đến sự thay đổi và biến hình của lòng dẫn như thế nào ở đây tôi xin đưa ra một số nhận xét sau : - Theo mùa: vào các tháng mùa lũ thì lượng bùn cát trên sông lớn, các tháng về mùa kiệt thì lượng bùn cát trên sông nhỏ. Các tháng xuất hiện lượng bùn cát lớn là các tháng VI, VII, VIII, IX, còn các tháng xuất hiện lượng bùn cát nhỏ là các tháng I, II, III chênh lệch giữa trị số lớn nhất và nhỏ nhất là rất lớn. Điều đó chứng tỏ rằng sự phân bố bùn cát trên sông là theo mùa. 4.4.4.b. Lưu lượng bùn cát trên sông: Lưu lượng bùn cát (R): Là lượng bùn cát qua mặt cắt trong một đơn vị thời gian, đơn vị : kg/s, tấn/s Công thức tính lưu lượng bùn cát trung bình tháng trong năm Rj = (1-4) - Rj : lưu lượng bùn cát tháng thứ j (kg/s) - Qi(k,i) : lưu lượng ngày i trong tháng J năm thứ k (m3/s) - (k,i) :độ đục ngày i trong tháng J năm thứ k (g/m3) - n: số ngày trong tháng j Từ số liệu hàm lượng bùn cát bình quân năm trạm Hà Nội ta có bảng sau: Bảng1.13: Bảng hàm lượng bùn cát bình quân năm trạm Hà Nội Thời kỳ trước khi có hồ Hoà Bình Thời kỳ sau khi có hồ Hoà Bình Năm RTB (kg/s) Năm RTB (kg/s) 1961 2690 1986 3660 1962 1910 1987 1470 1963 1320 1988 1020 1964 2310 1989 1020 1965 1740 1990 2160 1966 - 1991 1610 1967 1980 1992 890 1968 3580 1993 1060 1969 2270 1994 1760 1970 2740 1995 1510 1971 4080 1996 1680 1972 2530 1997 1680 1973 2740 1998 1494 1974 2530 1999 2550 1975 2170 2000 1700 1976 2300 2001 2610 1977 2040 2002 1780 1978 2180 2003 1300 1979 1840 2004 1310 1980 1440 2005 776 1981 2560 1982 1800 1983 2080 1984 1730 1985 2230 Rbq-1 2283 Rbq-2 1652 Từ những kết quả trên ta có nhận xét sau: Do có sự điều tiết của hồ Hoà Bình mà lưu lượng bùn cát phía hạ lưu sông Hồng đã giảm thiểu đáng kể. Tuy nhiên do tài liệu thu thập được chỉ là hàm lượng bùn cát bình quân năm nên kết quả trên không phản ánh được sự thay đổi hàm lượng bùn cát theo mùa trên sông Hồng. Chương II Quan hệ hình thái và đặc điểm diễn biến của đoạn sông nghiên cứu. Một trong những công việc quan trọng trong công tác chỉnh trị sông là việc xác định và tính toán các đặc trưng hình thái sông ngòi, sự thay đổi của các đặc trưng hình thái theo thời gian. Hình thái dòng sông bao gồm : Hình thái mặt bằng của mặt cắt ngang, mặt cắt dọc sông. Giữa các yếu tố đặc trưng cho hình dạng lòng sông và các yếu tố thuỷ văn, thuỷ lực như: Chiều rộng, chiều sâu, lưu lượng, độ dốc, đường kính hạt có quan hệ nhất định với nhau cũng ảnh hưởng đến hình thái sông ngòi. Nếu chế độ dòng nước thay đổi và bùn cát trong sông thay đổi, sự cân bằng về động lực bị phá vỡ thì kết cấu hình dạng sông cũng thay đổi sang một hình dạng mới. Hình thái dòng sông hoàn toàn được quyết định bởi sự tương tác giữa dòng nước và lòng sông. Nhưng vì diễn biến lòng sông là rất phức tạp nên khó có thể dùng phương trình toán học để giải quyết, từ thực tế đó ta có thể dùng phương pháp phân tích, chỉnh lý số liệu thực tế để tìm quan hệ hình dạng sông. I. Tóm tắt đặc điểm đoạn sông nghiên cứu. I.1. Vị trí và hiện trạng thế sông: Như chúng ta đã biết, quá trình diễn biến dòng sông là kết quả của quá trình tác động tương hỗ giữa dòng chảy và lòng dẫn. Những nhân tố chủ yếu ảnh hưởng đến sựu biến đổi về lòng dẫn và dòng chảy đoạn sông Hồng qua bãi Lam Sơn hiện nay là: - Về tổng thể, sau khi có hồ Hoà Bình điều tiết thì chế độ phân bố lưu lượng, mực nước, bùn cát lơ lửng ở hạ lưu có sự thay đổi. - Nhân tố ảnh hưởng trực tiếp đên trao đổi đoạn sông khu vực bãi Lam Sơn là sự biến đổi dòng chảy và lòng dẫn của đoạn sông ở thượng lưu gần tiếp liền kề trên nó, đó là đoạn Nghi Xuyên – Quang Lãng – Phú Hùng Cường, nhất là đoạn sạt lở khu vực Phú Hùng Cường và hạ lưu chỗ mỏ hàn đã được lập dự án nhưng chưa được xây dựng đã góp phần tạo nên hiện tượng sạt lở mạnh ở bãi Lam Sơn như hiện nay. - Nhân tố tiếp theo là do địa hình sông Hồng chảy qua khu vực nghiên cứu có nhiều đoạn sông cong và nhất là sau khi thi công cầu Yên Lệnh, các trụ cầu bê tông cũng làm cản trở và thay đổi dòng chảy gây ra hiện tượng sạt lở rất nghiêm trọng khu vực bãi Lam Sơn. I.2. Phân tích nguyên nhân xói lở, diễn biến lòng dẫn của đoạn sông Hồng qua bãi Lam Sơn và ảnh hưởng sự biến đổi từ thượng lưu. Cách cầu Yên Lệnh về phía thượng lưu là Quang Lãng. Trước năm 1969, lòng sông phía thượng lưu Quang Lãng chia thành 2 nhánh men theo hai phía của bãi Chim, trong đó nhánh phải là nhánh chính. Trong màu lũ năm 1969 có hiện tượng đổi dòng, nhánh chính đột ngột chuyển sang trái (chảy giữa bãi Chim và bãi Đức Hợp) đã gây ra sự cố đê Quang Lãng vào tháng 8/1969. Hạ lưu Quang Lãng là nhánh Ngọc Đồng – Cao Xá - Phú Hùng Cường cũng chia làm 2 nhánh: Nhánh trái Ngọc Đồng – Cao Xá là nhánh chính, khá cong, đáy sông khá sâu; nhánh phải Phú Hùng Cường là nhánh phụ, đáy sông khá nông. Trước năm 1971, bờ lớn của nhánh thường bị xói mạnh, đáy sông bờ lõm ở cao trình -14.00m. Sự đổi dòng ở thượng lưu Quang Lãng năm 1969 đã ảnh hưởng dây chuyền xuống hạ lưu. Sau lũ lịch sử năm 1971 xuất hiện bãi bồi ở bờ trái Ngọc Đồng – Cao Xá vùng cửa vào. Lợi dụng xu thế này người ta tiếp tục cho thả các cụm cây gây bồi để đẩy nhanh tốc độ bồi lắng cửa vào Ngọc Đồng – Cao Xá với mong muốn chuyển bớt dòng chảy sang nhánh phải Phú Hùng Cường, giảm bớt sự uy hiếp tuyến kè Ngọc Đồng – Cao Xá. Khi thấy cửa Ngọc Đồng – Cao Xá được bồi nhanh, đã hình thành chủ trương lấp nhánh này để tạo tuyến sông mới đi giữa bờ Hà Nam và bãi Phú Hùng Cường. Kết quả cửa vào nhánh trái được bồi cao dần, năm 1970 đáy sông sâu nhất ở nhánh này đo được ở cao trình -4.00m, năm 1980 ở cao trình +0.00m và năm 1989 phổ biến ở cao trình +4.00m. Tương tự thì cửa ra của nhánh cũng được bồi cao và thu hẹp dần. Lòng sông nhánh Ngọc Đồng – Cao Xá bồi cao đã dẫn nước sang nhánh phải Phú Hùng Cường, lòng sông nhánh này nhanh chóng được đào sâu, mở rộng. Năm 1970 đáy sông ở cao trình -1.00m, năm 1980 ở cao trình -6.00m, năm 1989 ở cao trình -7.40m và năm 1991 ở cao trình -11.90m. Tuy nhiên sau khi dòng chủ lưu chuyển nhánh Phú Hùng Cường thì bờ phải bãi này đã bị xói mạnh từ năm 1974, từ dạng bờ tương đối thẳng (năm 1970) đã trở thành bờ lõm của một đoạn sông cong như hiện nay. Bờ Phú Hùng Cường bị xói sâu vào trong khoảng 500-700m nên những năm qua Tỉnh đã phải xây dựng hệ thống mỏ hàn để ổn định bờ sông. Mặt khác bãi Lam Sơn là sự nối dài của hệ thống mỏ hàn Phú Hùng Cường, khi hệ thống này chưa đủ sức để đẩy dòng chảy sang phía bờ đối diện Hà Nam do vậy phía hạ lưu khu vực Phú Hùng Cường là bãi Lam Sơn tiếp tục theo dòng chủ lưu ép sát mà gây ra hiện tượng sạt lở nghiêm trọng. Một nguyên nhân khác gây ra hiện tượng xói lở bãi Lam Sơn là từ cấu tạo địa chất công trình. Trên toàn tuyến sông từ Phú Hùng Cường đến hết bãi Lam Sơn có cấu tạo địa chất phức tạp, không đồng nhất. Từ cao trình +1.00m trở lên có thể thấy những lớp đất thịt xen kẽ những thấu kính cát mịn. Qua quan sát thực địa có thể thấy rằng các điểm bị hư hỏng là các điểm có cấu tạo địa chất là các hạt cát mịn, không thể chống đỡ được lưu tốc dòng thấm ra khi nước sông hạ thấp và sóng do tàu thuyền đi lại trên sông dội vào. Một nguyên nhân tiếp theo là diễn biến thực tế về quan hệ hình thái đoạn sông khu vực nghiên cứu. Nguyên nhân này sẽ được trình bày cụ thể ở tiếp theo (phần II) của chương này. II. Quan hệ hình thái và đặc điểm diễn biến đoạn sông nghiên cứu. II.1. Xác định lưu lượng tạo lòng. 1.1. Lưu lượng tạo lòng: Hình dạng và kích thước lòng sông phụ thuộc vào lưu lượng nước chảy qua, do đó nó cũng thay đổi với sự thay đổi của lưu lượng nước. Nói cách khác, lưu lượng có vai trò quan trọng trong quá trình tạo lòng cũng như quá trình vận động của lòng sông. Dù cho lòng sông có cấu tạo bằng các hạt có kích thước khác nhau, dòng chảy có độ lớn nhỏ thế nào thì việc tạo lòng sông vẫn diễn ra dưới các hình thức khác nhau hoặc là chuyền tảI, hoặc là gây ra lắng đọng một số hạt bùn cát với kích thước tương ứng xuống lòng sông và kết quả là làm thay đổi hình dạng và kích thước lòng sông. Lưu lượng tạo lòng là một loại lưu lượng nào đó có tác dụng rất lớn đến quá trình tạo lòng sông, cũng như diễn biến lòng sông. Tác dụng tạo lòng của nó trên cơ bản là bằng tác dụng tạo lòng tổng hợp của quá trình lưu lượng nhiều năm. Về mùa kiệt dòng chảy trên sông được cung cấp chủ yếu là lượng nước ngầm được tích trữ của mùa mưa trên lưu vực, nên mực nước thấp, ít dao động, tốc độ và lưu lượng dòng chảy nhỏ. Tuy mùa kiệt có thời gian kéo dài nhưng tác dụng tạo lòng của nó là không đáng kể. Trong mùa lũ, nước sông được cung cấp bởi lượng mưa, mực nước sông lên cao, dao động lớn, đặc biệt trong thời kỳ xuất hiện các con lũ lớn, xảy ra sự thay đổi hình dạng sông trên mặt bằng cũng như sự thay đổi mặt cắt lòng sông : trong đó sự xuất hiện các hố xói sâu, sự lắng đọng mạnh mẽ của bùn cát, sự uốn thẳng các đoạn cong, hiện tượng tràn các bãi bên và bãi lòng sông dẫn tới sự hình thành dòng chảy tràn bãi. Như vậy, tác dụng tạo lòng của nước lũ rất lớn nhưng thời gian tác dụng lại ngắn nên ảnh hưởng tới quá trình tạo lòng sông không lớn. Cho nên lưu lượng tạo lòng sông không thể là lưu lượng nước kiệt, nhưng cũng không phải là lưu lượng lũ lớn nhất. Lưu lượng này chỉ có thể là lưu lượng lũ tương đối lớn, trong suốt thời gian gây ra diễn biến lòng sông, nhưng diễn biến này được tạo thành bởi một số cấp lưu lượng thực tế thay đổi trong thiên nhiên. Do các điều kiện cục bộ về vị trí địa lý, về địa hình khác nhau nên quá trình và xu thế diễn biến của các đoạn sông cũng khác nhau. Điều đó có nghĩa là không thể sử dụng một lưu lượng tạo lòng nào đó cho nhiều đoạn khác nhau của một con sông hoặc cho nhiều con sông khác nhau. Mà lưu lượng tạo lòng được xác định cho từng đoạn sông có xu thế diễn biến nhất định. 1.2. Các phương pháp xác định lưu lượng tạo lòng: Hiện nay có nhiều quan niệm và phương pháp khác nhau để tính lưu lượng tạo lòng. Do đó lưu lương tạo lòng mang tính chất quy ước và tuỳ theo mục đích, yêu cầu và nhiệm vụ đặt ra mà lựa chọn phương pháp tính thích hợp. Các phương pháp thường dùng trong tính toán lưu lượng tạo lòng gồm : - Phương pháp ” lưu lượng tạo lòng tương đương’’ dùng chỉ tiêu cường độ thay đổi lòng sông của H.A. Raranhitxư  - Phương pháp tính lưu lượng tạo lòng dựa theo mực nước tạo lòng của Saphênát. - Phương pháp tính lưu lượng tạo lòng của Makaveep. - Phương pháp kinh nghiệm: chọn trị số QTL ứng với mực nước ngang bãi già ( bãi già là bãi sông mà có cây cối mọc lâu năm). - Phương pháp tần suất: lấy lưu lượng tạo lòng ứng với tần suất 5%-10% Trong các phương pháp trên thì phương pháp Makaveep là phổ biến nhất và đang được sử dụng nhiều còn các phương pháp khác chủ yếu là dựa vào kinh nghiệm để tính toán khi không có đủ tài liệu thuỷ văn nhưng phương pháp kinh nghiệm cũng có thể làm cơ sở cho việc lựa chọn QTL hợp lý. Makaveep khẳng định rằng diễn biến lòng sông có liên quan chặt chẽ đến chuyển động của bùn cát. Mức chuyển động bùn cát càng lớn thì diễn biến lòng sông càng mạnh. Theo Makaveep mức chuyển cát phụ thuộc 3 yếu tố: Lưu lượng nước Q, tần suất xuất hiện của cấp lưu lượng ấy ưng với P, độ dốc mặt nước ứng với Q tức là tổ hợp PJQm trong đó ảnh hưởng của Q là chủ yếu nên m>1. Đối với vùng đồng bằng lòng sông là bùn cát thì m = 2, với lòng sông cuội sỏi thì m = 2.5 vậy khi tổ hợp PJQm đạt giá trị lớn nhất thì lưu lượng ứng với tổ hợp đó chính là lưu lượng tạo lòng. 1.3. Xác định lưu lượng tạo lòng bằng phương pháp Makaveep cho đoạn sông từ Hà Nội đến Hưng Yên: Đoạn từ Hà Nội đến Hưng Yên chịu ảnh hưởng trực tiếp của sông Hồng, nên sự thay đổi của chế độ dòng chảy trên sông Hồng sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới chế độ dòng chảy, diễn biến dòng sông của khu vực nghiên cứu. Việc công trình xây dựng hồ Hoà Bình đi vào hoạt động đã làm thay đổi đáng kể đến chế độ dòng chảy, diễn biến lòng sông phía hạ lưu sông Hồng. Do đó việc xác định lưu lượng tạo lòng sông đoạn từ Hà Nội đến Hưng Yên được chia làm hai giai đoạn: - Giai đoạn trước khi có hồ Hoà Bình (từ năm 1985 trở về trước) - Giai đoạn sau khi có Hồ Hoà Bình (từ năm 1986 đến nay) *Tài liệu tính toán bao gồm: Các đặc trưng Trạm Hà Nội (năm) Trạm Hưng Yên (năm) Lưu lượng bq ngày Q(m3/s) 1956 - 2004 - Mực nước bq ngày H (cm) 1961 - 2005 1956 - 2003 Độ đục bq tháng, năm (g/m3) 1957 - 2005 - Lưu lượng bc bq năm R (kg/s) 1956 - 2005 - 1.4. Các bước tính toán: 1.4.1. Thời kỳ trước khi có hồ Hoà Bình: Bước 1 : Chọn năm điển hình: Từ tài liệu lưu lượng bình quân ngày Qngày (1956-1985) và độ đục bình quân tháng, năm năm (1957-1985) ta xác định các đặc trưng sau: Độ đục bình quân nhiều năm nn=584 g/m3 Lưu lượng nước bình quân nhiều năm =2.721 m3/s Chọn năm điển hình là năm có lưu lượng nước bình quân năm và độ đục bình quân năm gần với lưu lượng nước và độ đục bình quân nhiều năm. Từ chỉ tiêu chọn năm điển hình ta thấy năm 1982 có: +Qnăm= 2.742 m3/s sai lệch so với là 21 m3/s + năm = 482 g/m3 sai lệch so với nn là 102 g/m3 Vậy ta chọn năm 1982 là năm điển hình. Bước 2 : Xây dựng quan hệ Q~J. Từ tài liệu mực nước bình quân ngày trạm Hà Nội và trạm Hưng Yên (chọn số liệu của các năm từ năm1981-1984) ta tính độ dốc theo công thức :  J = ( với LHưng Yên – Hà Nội = 60 km) Từ công thức trên ta có bảng tính toán độ dốc sau: Bảng 2.1: Bảng tính toán độ dốc giữa trạm Hà Nội và trạm Hưng Yên thời kỳ trước khi có hồ Hoà Bình (số liệu năm 1980 – 1984) Năm Tháng Mực nước bq tháng (cm) J *10-5 Lưu lượng BQ tháng Q (m3/s) Trạm Hà Nội Trạm Hưng Yên 1980 1 307,7 101,00 3,44481 995,0 2 303,5 99,00 3,40833 979,0 3 258,8 77,00 3,03074 623,0 4 263,0 80,00 3,05038 616,0 5 347,1 129,00 3,63537 1120,0 6 421,9 176,00 4,09781 1630,0 7 803,5 478,00 5,42491 6230,0 8 911,2 576,00 5,58694 7210,0 9 814,4 502,00 5,20610 5530,0 10 543,0 286,00 4,28324 2430,0 11 376,5 182,00 3,24095 1310,0 12 317,8 135,00 3,04731 1020,0 1981 1 311,4 128,00 3,05620 977,0 2 288,4 115,00 2,88929 875,0 3 271,4 105,00 2,77278 823,0 4 380,0 167,00 3,55067 1370,0 5 519,6 275,00 4,07667 2820,0 6 707,1 414,00 4,88486 4430,0 7 805,5 485,00 5,34241 5680,0 8 936,0 562,00 6,23407 7370,0 9 817,6 469,00 5,81076 5550,0 10 672,3 357,00 5,25519 4080,0 11 610,5 314,00 4,94095 3310,0 12 443,2 197,00 4,10343 1720,0 1982 1 343,5 145,00 3,30806 1200,0 2 317,4 131,00 3,10714 987,0 3 263,4 110,00 2,55645 658,0 4 332,6 149,00 3,06000 1130,0 5 284,8 127,00 2,62957 779,0 6 508,0 283,00 3,75056 2200,0 7 701,2 432,00 4,48602 4190,0 8 933,4 583,00 5,83978 7880,0 9 798,0 491,00 5,11722 5430,0 10 677,1 405,00 4,53495 4080,0 11 507,6 289,00 3,64389 2470,0 12 418,6 213,00 3,42742 1490,0 1983 1 363,0 148,00 3,58370 1020,0 2 327,8 123,00 3,41364 842,0 3 345,6 140,00 3,42639 1010,0 4 275,6 103,00 2,87667 731,0 5 334,6 133,00 3,36000 1080,0 6 458,3 183,00 4,58771 1750,0 7 514,8 213,00 5,03019 2420,0 8 860,6 500,00 6,00926 6290,0 9 853,4 504,00 5,82390 6100,0 10 692,7 379,00 5,22898 4300,0 11 634,8 334,00 5,01390 3660,0 12 452,8 193,00 4,33037 1700,0 1984 1 402,1 155,00 4,11824 1380,0 2 326,1 111,00 3,58539 934,0 3 273,6 82,00 3,19259 700,0 4 285,5 87,00 3,30867 754,0 5 448,3 193,00 4,25481 1890,0 6 731,5 401,00 5,50752 4610,0 7 904,2 524,00 6,33630 7010,0 8 748,1 419,00 5,48463 4840,0 9 738,8 405,00 5,56257 4680,0 10 698,3 382,00 5,27148 4110,0 11 499,9 237,00 4,38162 2170,0 12 367,3 147,00 3,67204 1290,0 Từ đường quan hệ Q~J, ta có phương trình tương quan: J = 1,2602*Ln(Q) – 5,3885 Bước 3 : Phân cấp đường quá trình lưu lượng ( Q ~ t) của năm điển hình 1982 Do lưu lượng trên sông Hồng có sự chênh lệch lớn giữa mùa kiệt và mùa lũ, nên ta phân cấp ( Q ~t ) làm 40 cấp. Bảng 2.2: Bảng tính toán lưu lượng tạo lòng trạm Hà Nội thời kỳ trước khi có hồ Hoà Bình (40 cấp) Cấp Qc Số lần xh (ngày) Qc tb J(*10-5) P (%) P*J*Qm 3 556,00 61 687,80 2,85 0,1671 224.929,16 2 819,60 54 951,40 3,25 0,1479 435.739,85 3 1.083,20 42 1.215,00 3,56 0,1151 605.078,04 4 1.346,80 20 1.478,60 3,81 0,0548 456.360,32 5 1.610,40 9 1.742,20 4,02 0,0247 300.584,49 6 1.874,00 11 2.005,80 4,19 0,0301 508.491,23 7 2.137,60 11 2.269,40 4,35 0,0301 675.074,86 8 2.401,20 18 2.533,00 4,49 0,0493 1.420.012,24 9 2.664,80 15 2.796,60 4,61 0,0411 1.482.550,36 10 2.928,40 15 3.060,20 4,73 0,0411 1.818.890,79 11 3.192,00 11 3.323,80 4,83 0,0301 1.608.210,26 12 3.455,60 4 3.587,40 4,93 0,0110 694.804,09 13 3.719,20 3 3.851,00 5,02 0,0082 611.388,92 14 3.982,80 8 4.114,60 5,10 0,0219 1.892.166,72 15 4.246,40 5 4.378,20 5,18 0,0137 1.359.532,04 16 4.510,00 6 4.641,80 5,25 0,0164 1.859.896,97 17 4.773,60 8 4.905,40 5,32 0,0219 2.806.225,32 18 5.037,20 13 5.169,00 5,39 0,0356 5.126.146,15 19 5.300,80 6 5.432,60 5,45 0,0164 2.643.781,59 20 5.564,40 4 5.696,20 5,51 0,0110 1.958.944,11 21 5.828,00 7 5.959,80 5,57 0,0192 3.791.612,78 22 6.091,60 5 6.223,40 5,62 0,0137 2.982.103,99 23 6.355,20 4 6.487,00 5,67 0,0110 2.616.169,16 24 6.618,80 1 6.750,60 5,72 0,0027 714.543,35 25 6.882,40 1 7.014,20 5,77 0,0027 777.943,10 26 7.146,00 2 7.277,80 5,82 0,0055 1.688.519,85 27 7.409,60 2 7.541,40 5,86 0,0055 1.827.023,05 28 7.673,20 1 7.805,00 5,91 0,0027 985.714,98 29 7.936,80 3 8.068,60 5,95 0,0082 3.182.660,31 30 8.200,40 3 8.332,20 5,99 0,0082 3.417.128,52 31 8.464,00 2 8.595,80 6,03 0,0055 2.440.397,23 32 8.727,60 0 8.859,40 6,07 - - 33 8.991,20 1 9.123,00 6,10 0,0027 1.391.568,63 34 9.254,80 1 9.386,60 6,14 0,0027 1.481.811,42 35 9.518,40 1 9.650,20 6,17 0,0027 1.575.111,11 36 9.782,00 2 9.913,80 6,21 0,0055 3.342.961,94 37 10.045,60 0 10.177,40 6,24 - - 38 10.309,20 1 10.441,00 6,27 0,0027 1.873.482,61 39 10.572,80 2 10.704,60 6,30 0,0055 3.958.278,51 40 10.836,40 2 10.968,20 6,33 0,0055 4.175.831,68 41 11.100,00 365 Từ bảng 2.2 ta vẽ đường quan hệ Q~PJQm với m = 2, ứng với 40 cấp. Từ đường quan hệ Q~PJQm ta có kết quả sau: Qtlmax1 5.037 m3/s Qtlmax2 5.830 m3/s Qtlmax3 8200 m3/s Bước 4: Kiểm tra kết quả tính toán theo phương pháp kinh nghiệm: Để kiểm tra kết quả tính lưu lượng toạ lòng theo phương pháp Makaveep có chính xác hay không ta tính lưu lượng tạo lòng theo phương pháp đường tần suất (theo phương pháp kinh nghiệm). Lấy số liệu lưu lượng màu lũ năm điển hình thời kỳ trước khi có hồ Hoà Bình (năm 1982) và vẽ đường tần suất lưu lượng mùa lũ, ta có kết quả sau: P (%) Qtl (m3/s) 5% 9.000 10% 7.800 Sau khi so sánh hai phương pháp, ta chọn lưu lượng tạo lòng thời kỳ trước khi có hồ Hoà Bình là QTL = 8.200 (m3/s). 1.4.2. Thời kỳ sau khi có hồ Hoà Bình: Bước 1 : Chọn năm điển hình: Từ tài liệu lưu l._.