Các hình thế thời tiết gây mưa lũ trên lưu vực sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị

Tạp chí Khoa học và Giáo dục, Trường Đại học Sư phạm Huế ISSN 1859-1612, Số 03(11)/2009: tr. 57-62 CÁC HÌNH THẾ THỜI TIẾT GÂY MƯA LŨ TRÊN LƯU VỰC SÔNG THẠCH HÃN, TỈNH QUẢNG TRỊ ĐỖ MẠNH TÔN Trường THPT Cồn Tiên, Quảng Trị Tóm tắt: Tác động của các hình thế thời tiết gây mưa lũ trên lưu vực sông Thạch Hãn tỉnh Quảng Trị được biểu hiện thông qua phân tích số liệu mưa lớn trên diện rộng thời kỳ 1977-2007. Qua đó, xác định 2 nguyên nhân với 5 loại hình thế thời tiết chủ yếu gây ra các đợt mưa sinh lũ trong vòng 30 năm trên lưu vực sông Thạch Hãn; trong đó bão, áp thấp nhiệt đới, dải hội tụ nhiệt đới và không khí lạnh được xem là các nhân tố ảnh hưởng chủ yếu. 1. TÌM HIỂU ĐẶC ĐIỂM MƯA VÀ VAI TRÒ CỦA NÓ ĐỐI VỚI VIỆC HÌNH THÀNH LŨ TRÊN LƯU VỰC SÔNG THẠCH HÃN, TỈNH QUẢNG TRỊ Sông Thạch Hãn là hệ thống sông lớn nhất ở tỉnh Quảng Trị và cũng là một trong những sông được xếp vào loại lớn của sông ngòi Việt Nam, tổng diện tích lưu vực khoảng 2800km2 (chiếm 61% diện tích toàn tỉnh), tổng chiều dài toàn bộ sông suối là 768km. Dòng chảy chính của hệ thống sông này là sông Thạch Hãn có chiều dài 156km, có 37 con sông gồm 17 sông nhánh cấp I, 13 sông nhánh cấp II, 6 sông nhánh cấp III với những nhánh sông quan trọng là sông Hiếu (sông Cam Lộ), sông Vĩnh Phước, sông Ái Tử, sông Nhùng - Vĩnh Định, sông Cánh Hòm. Hầu hết các sông này đều bắt nguồn từ sườn đông dãy Trường Sơn, đổ ra biển Đông qua Cửa Việt là chính và vào phá Tam Giang, Cửa Tùng khi có lũ lớn. Do dòng chảy đổi hướng nhiều lần theo các nếp uốn của địa hình nên hệ số uốn khúc của sông Thạch Hãn đạt tới 2,5. Độ cao bình quân của lưu vực 301m, độ dốc bình quân lưu vực 20,1%, chiều rộng bình quân lưu vực 38,6m. Lưu vực sông có hình dạng tròn, phần giữa lưu vực có địa hình cao hơn so với đường phân nước lưu vực nên các phụ lưu đều phát triển mạnh về phía bờ phía trái lưu vực với hệ số không cân bằng lưới sông đạt rất cao 4,59. Mạng lưới sông suối trong lưu vực phát triển 0,29km/km2. Theo định nghĩa một đợt mưa lớn là đợt mưa bao trùm ít nhất 2/3 lãnh thổ, mà nguyên nhân gây ra nó có tính hệ thống với lượng mưa ngày từ 50mm trở lên và toàn đợt đạt trên 100mm, trên lưu vực sông Thạch Hãn tỉnh Quảng Trị, từ 1977-2007 đã thống kê được 205 đợt mưa lớn trên diện rộng. Trong năm, những đợt mưa lớn xuất hiện đầu tiên vào tháng V, VI gọi là mưa Tiểu mãn, sau đó giảm dần vào tháng VII, tăng dần vào tháng VIII, đạt cực đại tháng IX, X và kéo dài đến hết tháng XI. Các đợt mưa lớn chủ yếu tập trung từ tháng VIII đến tháng XI, đặc biệt tháng IX, X vào thời kỳ này hàng tháng có 3-4 đợt mưa lớn trên diện rộng. Nhìn chung mưa nhiều tập trung ở phía Tây và Tây Nam, những nơi địa hình đón gió Đông và Đông Nam của hệ thống Trường Sơn Bắc. ĐỖ MẠNH TÔN 58 Năm 1983, 1984, 1997, 2001, 2003, 2006 là những năm số đợt mưa lớn diện rộng nhiều nhất (6-8 đợt). Những năm 1982, 1991, 1994, 1997 là những năm mưa lớn diện rộng với trị số nhỏ nhất (3-4 đợt). Tuy nhiên, số lượng các đợt mưa lớn diện rộng không quyết định hoàn toàn việc hình thành và cường độ của lũ trên lưu vực sông Thạch Hãn. Ví dụ: Năm 1999 diễn ra trận lũ lịch sử của lưu vực sông Thạch Hãn. Gây thiệt hại lớn về người và tài sản nhưng số đợt mưa không nhiều (4 đợt từ ngày 2 đến 5 tháng XI). Để đánh giá tác động của mưa lớn đối với sự hình thành lũ trên lưu vực sông Thạch Hãn tỉnh Quảng Trị. Ngoài số lượng các đợt mưa, một trong những đặc trưng đó là số ngày mưa lớn (≥ 50mm/ngày) và số ngày mưa rất lớn (≥ 100mm/ngày). Tập hợp các số liệu thống kê về số trận lũ xảy ra trong từng năm, so sánh với ngày mưa lớn và mưa rất lớn trên lưu vực sông Thạch Hãn cho thấy rõ mối tương quan mật thiết giữa chúng. Hàng năm trung bình lưu vực sông Thạch Hãn xảy ra 3,52 đợt lũ có biên độ > 1,1m, lũ tập trung vào tháng IX-X, trùng với thời gian số ngày mưa lớn và mưa rất lớn phần nhiều. Trong thời gian này hàng tháng trung bình 2,5 trận lũ, ứng với ngày mưa lớn và rất lớn là 3-4 ngày/tháng, lượng mưa ngày cực đại trong thời gian này lên đến 200- 350mm/ngày tức thuộc loại mưa rất lớn. Điều này chứng tỏ mối liên hệ chặt chẽ giữa mưa và lũ. Do đó, nghiên cứu dự báo mưa lớn, rất quan trọng đối với việc dự báo cũng như đưa ra giải pháp ứng phó với các trận lũ lớn lưu vực sông Thạch Hãn [4, 41-56] . 2. NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM LŨ TRÊN LƯU VỰC SÔNG THẠCH HÃN, TỈNH QUẢNG TRỊ - Mùa lũ: Trùng với mùa mưa từ tháng VIII đến XI hàng năm. Tổng lượng dòng chảy trong mùa mưa lũ chiếm 65-75% tổng lượng dòng chảy cả năm. Ngoài lũ chính mùa còn xuất hiện lũ Tiểu mãn trong tháng V, VI với tần suất 2,5năm/lần. - Số trận lũ: Tại lưu vực sông Thạch Hãn, trung bình mỗi năm có 3,52 đợt lũ. Số lượng lũ phân phối các năm khác biệt rất lớn. Có năm chỉ xuất hiện 1 trận lũ như các năm 1979, 1991 nhưng cũng có năm xuất hiện 6-7 đợt lũ như các năm 1998 (7 đợt) năm 1990, 2000 (6 đợt) hay năm 1999 có 4 đợt. - Cường suất lũ: Với đặc trưng địa hình lưu vực dốc, cường suất lũ sông Thạch Hãn lớn, ở hạ lưu sông trung bình đạt 10-30cm/h cực đại có thể đạt trên 1m/h như trận lũ ngày 7-17/11/1981 tại thị xã Quảng Trị là 101cm. Còn ở các vùng thượng lưu, cường suất lũ trung bình 70cm/h, cực đại có thể đạt trên 200cm/h. - Thời gian lũ: Do đặc điểm sông ngắn, dốc nên thời gian lũ tại sông Thạch Hãn thường ngắn. Thời gian kéo dài 1 trận lũ khoảng 85 giờ, trong đó thời gian lũ lên khoảng 30 giờ và thời gian lũ xuống khoảng 55 giờ. Đối với những cơn lũ đơn thường chỉ kéo dài 1-2 ngày, lũ kép có thể kéo dài đến 6-7 ngày. - Đỉnh lũ: Đỉnh lũ lớn nhất hàng năm giao động mạnh. Sự dao động của đỉnh lũ hàng năm có liên hệ chặt chẽ với hiện tượng ENSO. Những năm chịu ảnh hưởng của El Nino, như 1982, 1984, 1996, 2001, 2003, 2006 đỉnh lũ thấp, những năm chịu ảnh hưởng của La Nina đỉnh lũ vượt trội các năm khác như 1983, 1997, 1999. [3, 15], [5, 64-67]. CÁC HÌNH THẾ THỜI TIẾT GÂY MƯA LŨ TRÊN LƯU VỰC SÔNG THẠCH HÃN... 59 Nếu phân mức đỉnh lũ tại trạm Thạch Hãn trên sông Thạch Hãn dưới 3,5m là lũ nhỏ; 3,5-4,5m lũ vừa và trên 4,5m là lũ lớn, thì trong vòng 30 năm từ 1977 đến 2007, kết quả được thống kê ở bảng 1.1. Bảng 1. Phân cấp mức nước lũ trên lưu vực sông Thạch Hãn (từ 1977-2007) Mức lũ Số năm Tần suất (%) Lũ nhỏ (< 3,5m) 10 33,3 Lũ vừa (3,5-4,5m) 12 40 Lũ lớn (> 4,5m) 8 26,7 Tổng 30 100 Qua kết quả trong 30 năm cho thấy 8 năm lũ lớn (26,7%), 12 năm lũ vừa (40%) và 10 năm lũ nhỏ. Theo số liệu quan trắc hàng năm, sự biến đổi mực nước đỉnh lũ cao nhất diễn ra theo một chu kỳ nhất định: khoảng 2-3 năm có lũ vừa và nhỏ, có những năm lũ lớn kế tiếp như: 1981-1982, 1997-1998-1999, 2002-2003. Một số đợt lũ Tiểu mãn cũng có đỉnh lũ cao như: 1980, 1989. - Lũ quét: Địa hình lưu vực sông Thạch Hãn chia cắt mạnh, núi cao, sông suối sâu, các sườn có độ dốc lớn kết hợp với lượng mưa lớn và tập trung dễ gây lũ quét. Theo kết quả điều tra, hàng năm vào mùa mưa lũ ở thượng nguồn thường có hiện tượng lũ quét trên các sông. - Ngập lụt: Ngập lụt xảy ra khi lũ sông quá lớn, mực nước lũ tràn qua bờ sông chảy vào vùng thấp ven sông làm cho hai bên bờ sông ngập chìm trong nước lũ. Do lưu vực sông Thạch Hãn có độ dốc lớn, sông ngắn, mở rộng ở thượng lưu, thu hẹp ở hạ lưu, một số đồng bằng thấp trũng như: Cam Lộ, Đông Hà, Triệu Phong, Hải Lăng, các trung tâm đô thị cũng như các tuyến đường giao thông tạo nên những đường ngăn lũ. Nước lũ lên với cường suất rất lớn nhưng rút chậm gây ngập ở vùng đồng bằng, vùng thấp trũng. 3. PHÂN TÍCH CÁC HÌNH THẾ THỜI TIẾT GÂY MƯA LŨ TRÊN LƯU VỰC SÔNG THẠCH HÃN Qua phân tích số liệu thống kê từ năm 1977-2007 cho thấy, lũ ở lưu vực sông Thạch Hãn thường liên quan đến các hình thế thời tiết do nhiễu động lớn như: bão, áp thấp nhiệt đới, không khí lạnh, đới gió đông trên cao v.v... Dựa vào sự tác động đơn thuần hoặc kết hợp, có thể chia ra chia ra: - Nguyên nhân đơn lẻ: Nguyên nhân tạo mưa sinh lũ chỉ do một nhiễu động hay loại hình thời tiết. Trong các nguyên nhân tạo mưa sinh lũ đơn lẻ thì nguyên nhân tạo mưa do không khí lạnh đóng vai trò quan trọng nhất. Thông thường, ở Quảng Trị nói chung và lưu vực sông Thạch Hãn nói riêng, hình thế này chiếm 17,72% số đợt mưa lũ, thường xuất hiện vào các tháng IX-XI. Mưa lũ xuất hiện khi front lạnh vượt qua đèo Ngang, nằm dọc theo sườn hướng gió của dãy Trường Sơn hoặc đi qua khu vực Bình Thị Thiên và dừng lại ở đèo Hải Vân hay vượt vào Nam. Với hình thế này, lượng mưa của một đợt bình thường từ 200-300mm và ĐỖ MẠNH TÔN 60 kéo dài 2-3 ngày, khi có không khí lạnh bổ sung thì thời gian mưa kéo dài và lượng mưa có thể đạt 400-500mm. Nhìn chung, nguyên nhân đơn lẻ (ngay cả khi có tác động mạnh của không khí lạnh) thì lượng mưa không quá lớn, thời gian không dài và tần suất xảy ra lũ không cao, các đặc trưng lũ không lớn. - Nguyên nhân kết hợp: Là nguyên nhân gây mưa khi có tác động đồng thời của hai nhân tố trở lên. Thông thường mưa do nguyên nhân kết hợp rất lớn, diện mưa rộng, thời gian dài nên tần suất xuất hiện và các đặc trưng lũ (độ cao, diện ngập, cường suất, thời gian) đều rất lớn. Thông thường nguyên nhân kết hợp xảy ra theo các trường hợp sau: + Không khí lạnh kết hợp với dải hội tụ nhiệt đới hay dải thấp xích đạo: Hình thế này chiếm 8,85% số đợt mưa lũ ở khu vực tỉnh Quảng Trị, được hình thành khi không khí lạnh từ phía Bắc tràn về kết hợp với dải hội tụ nhiệt đới hay dải thấp xích đạo hình thành ở phía Nam. Với hình thế này, lượng mưa trung bình một đợt từ 200-400mm, có khi đến 500mm và kéo dài khoảng 3-4 ngày. Thời gian xuất hiện thường trong khoảng tháng IX đến tháng XI. + Không khí lạnh kết hợp với bão hay áp thấp nhiệt đới hoạt động khu vực phía Nam: Hình thế này có tần suất xuất hiện là 32,91%, thường xuất hiện vào tháng X-XI là thời kỳ các cơn bão hay áp thấp nhiệt đới đã dịch dần về phía Nam. Với hình thế này lượng mưa của một đợt từ 200-400mm và kéo dài 2-3 ngày. Ngoài ra, có đợt do ảnh hưởng của không khí lạnh bổ sung khi không khí lạnh và bão hay áp thấp nhiệt đới chưa kết thúc làm cho thời gian mưa kéo dài và lượng mưa lớn, như trường hợp đợt bão 24/10-2/11/1992 với lượng mưa cả đợt từ 400-500mm và lượng mưa ngày lớn nhất trên 200mm, thời gian lũ kéo dài 8-9 ngày. + Bão hay áp thấp nhiệt đới ảnh hưởng trực tiếp: Loại hình thế này có tần suất xuất hiện chiếm khoảng 16,46%, các loại hình thế thời tiết gây mưa lớn ở khu vực Quảng Trị thường xảy ra vào tháng VIII đến tháng XI, là thời kỳ xoáy thuận nhiệt đới hoạt động mạnh ở khu vực miền Trung. Hình thế này gây ra lượng mưa khoảng 300-500mm và kéo dài 2-3 ngày. Thời gian mưa còn phụ thuộc vào tốc độ di chuyển của xoáy thuận nhiệt đới (bão hay áp thấp nhiệt đới). Nếu bão đi nhanh thì thời gian mưa ngắn và ngược lại, nếu bão đi chậm thì kéo dài thời gian mưa. + Không khí lạnh kết hợp với đới gió đông hay kết hợp thêm các hình thế thời tiết khác: Khi không khí lạnh di chuyển từ Bắc vào Nam gặp đới gió đông hoạt động trên cao thường gây ra mưa lớn, với lượng mưa từ 100-300mm. Nếu có kết hợp thêm các hình thế khác thì gây ra mưa lớn. Hình thế này thường xảy ra từ tháng X đến tháng XII, đó là khoảng thời gian đới gió đông hoạt động mạnh, đặc biệt trận lũ ngày 2-7/11/1999 do không khí lạnh kết hợp với đới gió đông gặp dải hội tụ nhiệt đới đi qua khu vực đã gây ra mưa lớn trên diện rộng với CÁC HÌNH THẾ THỜI TIẾT GÂY MƯA LŨ TRÊN LƯU VỰC SÔNG THẠCH HÃN... 61 lượng mưa ở khu vực phía Bắc tỉnh đo được từ 900-1500mm, lượng mưa đo được tại Mỹ Chánh là 1494mm. [1, 30-39], [2, 46-52]. Nhìn chung, lưu vực sông Thạch Hãn tỉnh Quảng Trị là khu vực chịu ảnh hưởng lớn của các hình thế thời tiết nguy hiểm, đặc biệt là khối không khí lạnh từ phía Bắc vào Nam và dừng lại ở phía Bắc đèo Hải Vân có kết hợp với các hình thế thời tiết khác đã gây ra mưa lũ lớn. 4. KẾT LUẬN Sử dụng chuỗi số liệu mưa và số liệu về mực nước trên lưu vực sông Thạch Hãn của Trạm khí tượng thuỷ văn Đông Hà được quan trắc trong 30 năm (từ 1977-2007). Có thể rút ra các nhận xét: - Trên lưu vực sông Thạch Hãn có 2 nguyên nhân với 5 hình thế thời tiết chủ yếu gây mưa lũ. - Thời gian tập trung gây lũ của các hình thế thời tiết chủ yếu vào tháng IX và tháng X, chiếm 55% số trận lũ trong năm. - Thời gian đầu mùa lũ tháng VII, VIII, nguyên nhân gây lũ chủ yếu do hoạt động của bão và áp thấp nhiệt đới hoặc hội tụ nhiệt đới kết hợp với áp thấp nhiệt đới, lượng mưa thường trên 100mm/ngày. Trong thời gian này, thường lũ nhỏ hoặc lũ vừa do lưu vực vừa mới trải qua thời gian khô hạn. - Từ tháng VIII đến tháng X, không khí lạnh giữ vai trò tác nhân quan trọng cho việc kết hợp với các hình thế khác gây mưa sinh lũ trên lưu vực sông Thạch Hãn. Không khí lạnh được kết hợp với các nhiễu động thời tiết khác như: Bão, áp thấp, hội tụ nhiệt đới, gió đông trên cao... Đặc biệt tháng IX và tháng X, do hoạt động tăng cường của không khí lạnh, các trận mưa lớn xảy ra với cường độ cao làm khả năng điều tiết nước kém và ngập lũ trên lưu vực sông xảy ra nhiều nơi. - Các hình thế: không khí lạnh kết hợp với bão hoặc áp thấp nhiệt đới; Bão hoặc áp thấp nhiệt đới ảnh hưởng trực tiếp; Không khí lạnh kết hợp với áp thấp nhiệt đới hoặc bão, hội tụ nhiệt đới và đới gió đông trên cao là các hình thế xảy ra nhiều nhất đem đến lượng mưa lớn trên diện rộng, có thể gây nên ngập lụt nhiều nơi trên lưu vực sông Thạch Hãn. - Ngoài các hình thế trên, còn có những loại hình thế phụ khác cần lưu ý khi dự báo và lên kế hoạch phòng chống trong mùa mưa bão. Tuy nhiên, khả năng sinh lũ ít và lũ không lớn. Để xác định chính xác hơn nữa về tác động của các hình thế thời tiết gây mưa lũ lưu vực sông Thạch Hãn, cần có nghiên cứu tiếp trên diện rộng hơn trên toàn lưu vực sông và dựa vào số liệu dài năm hơn. ĐỖ MẠNH TÔN 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Duy Bách và nnk (1999), Nghiên cứu thiết lập cơ sở khoa học kỹ thuật phòng tránh và giảm nhẹ thiên tai lũ lụt các tỉnh Bắc Trung Bộ, Báo cáo tổng kết đề án, Hà Nội. [2] Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông Thôn (1999), Dự án quy hoạch phòng chống bão lũ và lũ quét tỉnh Quảng Trị, Đông Hà. [3] Cục thống kê tỉnh Quảng Tri (2008), Niên giám thống kê 2007, Quảng Trị. [4] Nguyễn Lập Dân (2004), Nghiên cứu cơ sở khoa học cho các giải pháp tổng thể dự báo phòng tránh lũ lụt ở miền Trung, Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. [5] Phùng Đức Vinh (2001), Phân tích và đánh giá chế độ mưa, ẩm khu vực Bắc Trung Bộ, Luận án PTS Khoa học Địa lý - Địa chất, Trường Đại học Tổng hợp Hà Nội. Title: WEATHER COMPLEXIONS CAUSING DILUVIAL RAINS ON THACH HAN RIVER BASIN IN QUANG TRI PROVINCE Abstract: It is the influence of the weather complexion that causes flooding on the Thach Han basin in Quang Tri province is shown by analysing the rain statistics from 1977 to 2007. Therefore, the two main reasons with five weather complexion causing heavy rain or flooding during the past 30 years on Thach Han basin; they are storms, low tropical pressure, tropical converging band and monsoon that are considered the main affections. ThS. ĐỖ MẠNH TÔN GV Trường THPT Cồn Tiên, tỉnh Quảng Trị ĐT: 0914.213634, Email: domanhton@gmail.com.