CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Tổng quan khu vực nghiên cứu 1. Điều kiện tự nhiên lưu vực sông Cầu 1. Vị trí địa lý Lưu vực sông Cầu là một trong những lưu vực sông lớn ở nước ta, có vị trí địa lý kinh tế quan trọng, đa dạng và phong phú về tài nguyên cũng như về lịch sử phát triển KTXH.
Tổng diện tích toàn lưu vực khoảng 8.284 km2, bao gồm toàn bộ diện tích tỉnh Thái Nguyên và một phần diện tích của các tỉnh Bắc Kạn, Bắc Giang, Bắc Ninh, Vĩnh Phúc và thành phố Hà Nội. Địa hình Hình 1. Bản đồ địa hình lưu vực sông Cầu 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Lưu vực sông Cầu có địa hình đa dạng và phức tạp, mang đặc trưng của ba dạng địa hình miền núi, trung du và đồng bằng (Hình 1. Núi trung bình có độ cao >1000m phân bố phía Bắc và phía Tây Bắc của lưu vực, đỉnh núi thường nhọn với sườn rất dốc (đạt tới 40-45).
Vùng đồng bằng có độ cao trung bình 15m. Nhìn chung địa hình lưu vực thấp dần theo hướng Tây Bắc – Đông Nam, độ dốc biến đổi từ 0o đến 60o, phổ biến nhất là từ 15o-25o. Mạng lưới sông ngòi và hệ thống trạm khí tượng thủy văn a) Mạng lưới sông ngòi: Sông Cầu là dòng chính của hệ thống sông Thái Bình, bắt nguồn từ vùng núi Phia Đeng (1.527m) ở sườn Đông Nam của dãy Pia-bi-óc. Dòng chính sông Cầu chảy qua các tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên, Bắc Giang, Bắc Ninh rồi đổ vào sông Thái Bình tại Phả Lại.1) Đặc điểm một số phụ lưu chính được trình bày trong Bảng 1.1: Đặc trưng hình thái các sông thuộc lưu vực sông Cầu [5] Độ cao Độ dốc Hệ số Chiều Diện Chiều Hệ số Mật độ trung trung tập TT Sông dài tích rộng uốn lưới sông bình bình trung (km) (km2) (km) khúc (km/km2) (m) (%) nước 1 Cầu 288,5 6030 190 16,1 31,0 2,1 2,02 0,95 2 Chợ Chu 36,5 437 206 24,6 11,6 1,4 1,40 1,19 3 Nghinh Tường 46,0 465 290 39,4 12,9 1,5 1,60 1,05 4 Đu 44,0 360 129 13,3 10,0 1,7 1,40 0,94 5 Công 96,0 951 224 27,3 13,0 2,2 1,43 1,20 6 Cà Lồ 89,0 881 87 4,7 13,6 1,7 2,70 0,73 b) Hệ thống trạm khí tượng, thủy văn: Mạng lưới thủy văn trên địa bàn các tỉnh thuộc lưu vực sông Cầu được trình bày trong Hình 1.
Đặc điểm khí tượng thủy văn a) Đặc điểm khí tượng - Nhiệt độ: Nhiệt độ không khí TB năm dao động từ 18 - 240C, thấp nhất là vùng Tam Đảo và Chợ Đồn từ 18 - 200C, cao nhất là vùng hạ du Vĩnh Yên, Bắc 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Giang, Hiệp Hoà, Tân Yên, v. Nhiệt độ không khí TB tháng, năm tại một số trạm trên lưu vực được trình bày trong Bảng 1.2: Nhiệt độ không khí trung bình tháng, năm tại các trạm trên lưu vực thời kỳ 1980-2010 Tháng TT Trạm Yếu tố Năm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ToC 14,6 16,0 19,2 21,7 26,1 27,3 27,1 26,7 25,7 22,9 19,1 15,8 21,8 1 Bắc Kạn Tmax 30,8 33,2 34,4 37,8 38,8 39,4 37,8 37,4 36,6 34,1 33,6 30,7 39,4 Tmin -0,9 3,6 5,3 10,4 15,3 16,5 18,7 19,8 13,7 8,5 4,0 -1,0 -1,0 o TC 15,1 16,4 19,5 23,3 26,7 27,9 28,1 27,5 26,3 23,6 19,8 16,5 22,6 2 Định Hoá Tmax 31,3 34,6 35,9 35,7 39,6 38,1 37,7 37,8 37,0 33,9 32,8 30,8 39,6 Tmin 0,5 3,2 6,5 11,4 16,2 18,3 20,2 20,5 14,8 8,1 4,9 -0,4 -0,4 o TC 15,6 16,8 19,7 23,5 27,0 28,4 28,5 27,9 26,9 24,4 20,7 17,4 23,1 Thái 3 Tmax 31,1 33,5 35,7 35,2 39,4 39,5 38,8 37,5 36,7 34,9 34,0 30,6 39,5 Nguyên Tmin 3,0 4,2 6,1 12,9 16,4 19,7 20,5 21,7 16,3 10,2 7,2 3,2 3,0 o TC 10,9 12,2 15,2 18,7 21,6 23,1 23,1 22,7 21,6 19,1 15,8 12,8 18,1 4 Tam Đảo Tmax 25,1 28,8 30,6 32,1 33,1 33,1 31,6 31,1 30,3 29,5 26,5 24,5 33,1 Tmin 0,4 0,2 2,0 5,3 9,5 14,3 16,2 17,3 10,6 9,1 4,5 1,1 0,2 o TC 16,5 17,5 20,4 24,0 27,6 29,0 29,2 28,7 27,3 25,0 21,5 18,1 23,7 5 Vĩnh Yên Tmax 31,4 33,1 36,6 35,8 39,4 40,2 39,2 37,4 36,0 34,3 33,7 30,3 40,2 Tmin 3,7 5,0 9,9 13,8 16,3 20,4 21,1 21,8 17,4 13,1 8,9 4,4 3,7 o TC 15,8 17,4 20,2 23,4 27,1 28,6 28,9 28,3 27,2 24,5 20,8 17,7 23,3 6 Bắc Ninh Tmax 31,0 31,2 33,1 32,9 37,9 39,5 36,7 35,8 34,1 33,1 33,1 30,2 39,5 Tmin 5,3 5,9 10,2 13,4 17,0 21,3 20,5 21,8 16,8 12,2 8,6 4,9 4,9 - Mưa: Lượng mưa TB năm từ 1500- 2000mm. Mưa phân bố không đều trên lưu vực và phụ thuộc vào đặc điểm địa hình từng vùng (Bảng 1.3: Lượng mưa tháng trung bình nhiều năm (mm) TB TT Trạm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 năm 1 Bắc Kạn 22,9 30,9 58,1 103,3 192,7 252,5 291,4 250,9 152,1 70,3 43,8 16,0 1485 2 Định Hoá 21,8 35,5 60,2 98,4 208,0 268,8 372,2 294,8 153,4 83,7 40,0 15,7 1653 3 Thái Nguyên 23,9 33,1 69,9 102,8 246,4 287,2 419,6 287,4 201,3 113,5 56,6 22,1 1864 4 Tam Đảo 35,4 49,4 84,4 124,8 225,6 329,9 436,6 411,6 284,2 181,6 92,7 30,7 2287 5 Vĩnh Yên 22,8 23,3 48,1 84,7 171,0 237,7 272,3 257,3 167,7 121,6 65,9 17,9 1490 6 Bắc Ninh 18,0 23,4 34,7 96,0 173,4 226,7 243,2 270,7 197,3 135,2 43,7 14,8 1477 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Lượng mưa năm phân hóa thành hai mùa rõ rệt: Mùa mưa từ tháng V - IX, có lượng mưa chiếm từ 7580% tổng lượng mưa năm, tháng có lượng mưa lớn nhất là tháng VII hoặc tháng VIII với lượng mưa trên 300mm/ tháng. Mùa khô từ tháng X - IV năm sau, có lượng mưa chiếm từ 20- 25% tổng lượng mưa năm.
Tháng mưa ít nhất là tháng XII và tháng I. - Độ ẩm không khí: Độ ẩm không khí TB nhiều năm ở các vùng trên lưu vực dao động từ 81- 87%, các vùng núi còn nhiều rừng, mưa nhiều thì độ ẩm cao hơn. Nơi có độ ẩm cao nhất là vùng núi Tam Đảo, đến vùng Bắc Kạn, Định Hoá, Đình Lập, vùng có độ ẩm thấp nhất là Vĩnh Yên, Lục Ngạn, Sơn Động, Bắc Giang. - Bốc hơi: Lượng bốc hơi TBN ở các vùng từ 540- 1000mm tuỳ theo vị trí địa hình, các đặc trưng về nhiệt độ, số giờ nắng.
Vùng có lượng bốc hơi nhỏ là Tam Đảo và thượng nguồn sông Cầu. Các vùng thấp có lượng bốc hơi lớn như Bắc Giang, Thái Nguyên, Hiệp Hoà, v. c) Đặc điểm thủy văn [16, 20, 21] - Dòng chảy năm: Tổng lượng dòng chảy TBN trên LVS Cầu khoảng 4,5km3, trong đó sông Công đóng góp là 0,9km3 (19,8%), sông Cà Lồ là 0,88km3 (19,5%).4: Lưu lượng nước TB nhiều năm tại các trạm trên lưu vực sông Cầu [20] Đơn vị: m3/s Thời Tháng TT Địa điểm Sông đoạn Năm tính I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII 1 Thác Riềng Cầu 60-81 5,3 4,9 5,2 8,4 16,4 28,7 34,6 41,4 29,0 16,4 10,6 6,6 17,3 2 Thác Bưởi Cầu 60-96 13,2 12,1 14,1 24,8 45,2 85,3 127,0 123,0 93,7 47,1 27,7 15,7 52,4 3 Thác Huống Cầu TBNN 17,2 15,8 18,4 32,4 59,0 111,0 166,0 160,0 122,0 61,5 36,2 20,5 68,3 4 Gia Bảy Cầu 97-07 13.0 50,9 5 Giang Tiên Đu 62-71 1,5 1,4 1,4 2,9 4,3 8,1 11,2 16,0 9,6 6,0 3,9 1,9 5,7 6 Cầu Mai Cầu Mai 70-85 0,1 0,1 0,1 0,3 0,7 1,1 1,7 2,1 1,7 0,8 0,4 0,2 0,8 7 Núi Hồng Công 62-68 0,9 0,9 1,0 2,4 2,5 5,0 5,1 6,2 4,3 3,2 2,1 1,1 2,9 8 Tân Cương Công 61-76 2,9 3,2 3,5 8,7 14,8 23,4 25,8 39,2 31,2 17,7 8,7 3,9 15,2 9 Cuối S. Công Công TBNN 4,8 5,2 5,8 14,3 24,3 38,5 42,4 64,5 51,3 29,1 14,2 6,4 25,1 10 Phú Cường Cà Lồ 65-75 4,6 6,4 6,5 15,4 23,6 46,3 50,5 74,6 64,3 34,7 12,6 4,2 28,6 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thời Tháng TT Địa điểm Sông đoạn Năm tính I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII 11 Ngọc Thanh Thanh Lộc 67-81 0,0 0,0 0,0 0,1 0,3 0,6 1,0 1,4 1,0 0,5 0,2 0,1 0,4 12 Cuối s.
Cầu Cầu TBNN 38,7 35,6 41,4 72,9 133 250 374 360 275 138 81,5 46,2 154 - Dòng chảy mùa lũ: Trên lưu vực hệ thống sông Cầu, phù hợp với chế độ mưa được phân hóa thành hai mùa rõ rệt: mùa lũ từ tháng VI đến tháng IX, mùa cạn từ tháng X đến tháng V năm sau. - Dòng chảy mùa cạn: Thời gian mùa cạn từ tháng X - V năm sau. Mặc dù mùa cạn kéo dài 7 tháng nhưng tổng lượng dòng chảy trong suốt thời gian mùa cạn chỉ chiếm từ 20 – 25% tổng lượng dòng chảy trong năm. Tháng có lưu lượng nhỏ nhất trong năm thường xảy ra vào các tháng I,II hoặc tháng III tùy từng nơi.
Nhìn chung mô đun dòng chảy kiệt nhỏ nhất trên toàn lưu vực ở mức dưới 1l/s/km2, trong đó cao nhất tại Thác Riềng đạt xấp xỉ 3l/s/km2. d) Biểu hiện biến đổi khí hậu trên lưu vực sông Cầu Để đánh giá xu thế diễn biến khí hậu trong những năm qua của lưu vực sông Cầu, luận văn đã sử dụng chuỗi số liệu lượng mưa và nhiệt độ của các trạm khí tượng Thái Nguyên, Định Hóa, Bắc Giang, Bắc Kạn, Vĩnh Yên, Tam Đảo. - Nhiệt độ: Trong giai đoạn từ 1980 đến 1999 nhiệt độ trung bình năm tăng khoảng 0,7oC, nhiệt độ trung bình mùa hè tăng 0,35oC, đặc biệt là vào mùa đông nhiệt độ trung bình tăng 1,05oC. Xu thế tăng nhiệt độ TB năm tại trạm Thái Nguyên và trạm Vĩnh Yên 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Lượng mưa: Lượng mưa trung bình hàng năm từ 822mm đến 3.111 mm, phân bố không đồng đều theo không gian và thời gian.
Về thời gian, mưa tập trung chủ yếu từ tháng 5 đến tháng 10, chiếm 80% tổng lượng mưa của cả năm. Lượng mưa ở miền núi thường lớn hơn ở đồng bằng và trung du. Lượng mưa trung bình năm ở lưu vực sông Cầu có xu hướng giảm. Tuy nhiên, lượng mưa không giảm đều ở tất cả các tháng mà có xu hướng giảm mạnh vào mùa mưa và tăng nhẹ vào tháng I, II, III trong mùa khô.
Xu thế biến đổi lượng mưa TBN tại trạm Thái Nguyên và trạm Bắc Giang + Hiện tượng thời tiết cực đoan: Trước tác động của BĐKH toàn cầu, trong những năm gần đây trên địa bàn các tỉnh thuộc lưu vực sông Cầu, các hiện tượng thời tiết khá phức tạp bao gồm rét đậm, rét hại, hạn hán, bão áp thấp nhiệt đới, mưa đá gió xoáy cục bộ, lũ quét, sạt lở đất, ngập úng… diễn biến rất phức tạp.