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

CÁC HÌNH THẾ THỜI TIẾT GÂY MƯA LŨ<br /> TRÊN LƯU VỰC SÔNG THẠCH HÃN, TỈNH QUẢNG TRỊ<br /> ĐỖ MẠNH TÔN<br /> Trường THPT Cồn Tiên, Quảng Trị<br /> Tóm tắt: Tác động của các hình thế thời tiết gây mưa lũ trên lưu vực sông<br /> Thạch Hãn tỉnh Quảng Trị được biểu hiện thông qua phân tích số liệu mưa<br /> lớn trên diện rộng thời kỳ 1977-2007. Qua đó, xác định 2 nguyên nhân với 5<br /> loại hình thế thời tiết chủ yếu gây ra các đợt mưa sinh lũ trong vòng 30 năm<br /> trên lưu vực sông Thạch Hãn; trong đó bão, áp thấp nhiệt đới, dải hội tụ<br /> nhiệt đới và không khí lạnh được xem là các nhân tố ảnh hưởng chủ yếu.<br /> <br /> 1. TÌM HIỂU ĐẶC ĐIỂM MƯA VÀ VAI TRÒ CỦA NÓ ĐỐI VỚI VIỆC HÌNH<br /> THÀNH LŨ TRÊN LƯU VỰC SÔNG THẠCH HÃN, TỈNH QUẢNG TRỊ<br /> Sông Thạch Hãn là hệ thống sông lớn nhất ở tỉnh Quảng Trị và cũng là một trong những<br /> sông được xếp vào loại lớn của sông ngòi Việt Nam, tổng diện tích lưu vực khoảng<br /> 2800km2 (chiếm 61% diện tích toàn tỉnh), tổng chiều dài toàn bộ sông suối là 768km.<br /> Dòng chảy chính của hệ thống sông này là sông Thạch Hãn có chiều dài 156km, có 37<br /> con sông gồm 17 sông nhánh cấp I, 13 sông nhánh cấp II, 6 sông nhánh cấp III với<br /> những nhánh sông quan trọng là sông Hiếu (sông Cam Lộ), sông Vĩnh Phước, sông Ái<br /> Tử, sông Nhùng - Vĩnh Định, sông Cánh Hòm. Hầu hết các sông này đều bắt nguồn từ<br /> sườn đông dãy Trường Sơn, đổ ra biển Đông qua Cửa Việt là chính và vào phá Tam<br /> Giang, Cửa Tùng khi có lũ lớn. Do dòng chảy đổi hướng nhiều lần theo các nếp uốn của<br /> địa hình nên hệ số uốn khúc của sông Thạch Hãn đạt tới 2,5. Độ cao bình quân của lưu<br /> vực 301m, độ dốc bình quân lưu vực 20,1%, chiều rộng bình quân lưu vực 38,6m. Lưu<br /> vực sông có hình dạng tròn, phần giữa lưu vực có địa hình cao hơn so với đường phân<br /> nước lưu vực nên các phụ lưu đều phát triển mạnh về phía bờ phía trái lưu vực với hệ số<br /> không cân bằng lưới sông đạt rất cao 4,59. Mạng lưới sông suối trong lưu vực phát triển<br /> 0,29km/km2.<br /> Theo định nghĩa một đợt mưa lớn là đợt mưa bao trùm ít nhất 2/3 lãnh thổ, mà nguyên<br /> nhân gây ra nó có tính hệ thống với lượng mưa ngày từ 50mm trở lên và toàn đợt đạt<br /> trên 100mm, trên lưu vực sông Thạch Hãn tỉnh Quảng Trị, từ 1977-2007 đã thống kê<br /> được 205 đợt mưa lớn trên diện rộng. Trong năm, những đợt mưa lớn xuất hiện đầu tiên<br /> vào tháng V, VI gọi là mưa Tiểu mãn, sau đó giảm dần vào tháng VII, tăng dần vào<br /> tháng VIII, đạt cực đại tháng IX, X và kéo dài đến hết tháng XI.<br /> Các đợt mưa lớn chủ yếu tập trung từ tháng VIII đến tháng XI, đặc biệt tháng IX, X vào<br /> thời kỳ này hàng tháng có 3-4 đợt mưa lớn trên diện rộng. Nhìn chung mưa nhiều tập<br /> trung ở phía Tây và Tây Nam, những nơi địa hình đón gió Đông và Đông Nam của hệ<br /> thống Trường Sơn Bắc.<br /> <br /> Tạp chí Khoa học và Giáo dục, Trường Đại học Sư phạm Huế<br /> ISSN 1859-1612, Số 03(11)/2009: tr. 57-62<br /> <br /> 58<br /> <br /> ĐỖ MẠNH TÔN<br /> <br /> Năm 1983, 1984, 1997, 2001, 2003, 2006 là những năm số đợt mưa lớn diện rộng nhiều<br /> nhất (6-8 đợt). Những năm 1982, 1991, 1994, 1997 là những năm mưa lớn diện rộng với<br /> trị số nhỏ nhất (3-4 đợt). Tuy nhiên, số lượng các đợt mưa lớn diện rộng không quyết<br /> định hoàn toàn việc hình thành và cường độ của lũ trên lưu vực sông Thạch Hãn. Ví dụ:<br /> Năm 1999 diễn ra trận lũ lịch sử của lưu vực sông Thạch Hãn. Gây thiệt hại lớn về<br /> người và tài sản nhưng số đợt mưa không nhiều (4 đợt từ ngày 2 đến 5 tháng XI). Để<br /> đánh giá tác động của mưa lớn đối với sự hình thành lũ trên lưu vực sông Thạch Hãn<br /> tỉnh Quảng Trị. Ngoài số lượng các đợt mưa, một trong những đặc trưng đó là số ngày<br /> mưa lớn (≥ 50mm/ngày) và số ngày mưa rất lớn (≥ 100mm/ngày). Tập hợp các số liệu<br /> thống kê về số trận lũ xảy ra trong từng năm, so sánh với ngày mưa lớn và mưa rất lớn<br /> trên lưu vực sông Thạch Hãn cho thấy rõ mối tương quan mật thiết giữa chúng. Hàng<br /> năm trung bình lưu vực sông Thạch Hãn xảy ra 3,52 đợt lũ có biên độ > 1,1m, lũ tập<br /> trung vào tháng IX-X, trùng với thời gian số ngày mưa lớn và mưa rất lớn phần nhiều.<br /> Trong thời gian này hàng tháng trung bình 2,5 trận lũ, ứng với ngày mưa lớn và rất lớn<br /> là 3-4 ngày/tháng, lượng mưa ngày cực đại trong thời gian này lên đến 200350mm/ngày tức thuộc loại mưa rất lớn. Điều này chứng tỏ mối liên hệ chặt chẽ giữa<br /> mưa và lũ. Do đó, nghiên cứu dự báo mưa lớn, rất quan trọng đối với việc dự báo cũng<br /> như đưa ra giải pháp ứng phó với các trận lũ lớn lưu vực sông Thạch Hãn [4, 41-56] .<br /> 2. NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM LŨ TRÊN LƯU VỰC SÔNG THẠCH HÃN, TỈNH<br /> QUẢNG TRỊ<br /> - Mùa lũ: Trùng với mùa mưa từ tháng VIII đến XI hàng năm. Tổng lượng dòng<br /> chảy trong mùa mưa lũ chiếm 65-75% tổng lượng dòng chảy cả năm. Ngoài lũ<br /> chính mùa còn xuất hiện lũ Tiểu mãn trong tháng V, VI với tần suất 2,5năm/lần.<br /> - Số trận lũ: Tại lưu vực sông Thạch Hãn, trung bình mỗi năm có 3,52 đợt lũ. Số<br /> lượng lũ phân phối các năm khác biệt rất lớn. Có năm chỉ xuất hiện 1 trận lũ như<br /> các năm 1979, 1991 nhưng cũng có năm xuất hiện 6-7 đợt lũ như các năm 1998 (7<br /> đợt) năm 1990, 2000 (6 đợt) hay năm 1999 có 4 đợt.<br /> - Cường suất lũ: Với đặc trưng địa hình lưu vực dốc, cường suất lũ sông Thạch Hãn<br /> lớn, ở hạ lưu sông trung bình đạt 10-30cm/h cực đại có thể đạt trên 1m/h như trận<br /> lũ ngày 7-17/11/1981 tại thị xã Quảng Trị là 101cm. Còn ở các vùng thượng lưu,<br /> cường suất lũ trung bình 70cm/h, cực đại có thể đạt trên 200cm/h.<br /> - Thời gian lũ: Do đặc điểm sông ngắn, dốc nên thời gian lũ tại sông Thạch Hãn<br /> thường ngắn. Thời gian kéo dài 1 trận lũ khoảng 85 giờ, trong đó thời gian lũ lên<br /> khoảng 30 giờ và thời gian lũ xuống khoảng 55 giờ. Đối với những cơn lũ đơn<br /> thường chỉ kéo dài 1-2 ngày, lũ kép có thể kéo dài đến 6-7 ngày.<br /> - Đỉnh lũ: Đỉnh lũ lớn nhất hàng năm giao động mạnh. Sự dao động của đỉnh lũ hàng<br /> năm có liên hệ chặt chẽ với hiện tượng ENSO. Những năm chịu ảnh hưởng của El<br /> Nino, như 1982, 1984, 1996, 2001, 2003, 2006 đỉnh lũ thấp, những năm chịu ảnh<br /> hưởng của La Nina đỉnh lũ vượt trội các năm khác như 1983, 1997, 1999. [3, 15],<br /> [5, 64-67].<br /> <br /> CÁC HÌNH THẾ THỜI TIẾT GÂY MƯA LŨ TRÊN LƯU VỰC SÔNG THẠCH HÃN...<br /> <br /> 59<br /> <br /> Nếu phân mức đỉnh lũ tại trạm Thạch Hãn trên sông Thạch Hãn dưới 3,5m là lũ nhỏ;<br /> 3,5-4,5m lũ vừa và trên 4,5m là lũ lớn, thì trong vòng 30 năm từ 1977 đến 2007, kết quả<br /> được thống kê ở bảng 1.1.<br /> Bảng 1. Phân cấp mức nước lũ trên lưu vực sông Thạch Hãn (từ 1977-2007)<br /> Mức lũ<br /> Lũ nhỏ (< 3,5m)<br /> Lũ vừa (3,5-4,5m)<br /> Lũ lớn (> 4,5m)<br /> Tổng<br /> <br /> Số năm<br /> 10<br /> 12<br /> 8<br /> 30<br /> <br /> Tần suất (%)<br /> 33,3<br /> 40<br /> 26,7<br /> 100<br /> <br /> Qua kết quả trong 30 năm cho thấy 8 năm lũ lớn (26,7%), 12 năm lũ vừa (40%) và 10<br /> năm lũ nhỏ. Theo số liệu quan trắc hàng năm, sự biến đổi mực nước đỉnh lũ cao nhất<br /> diễn ra theo một chu kỳ nhất định: khoảng 2-3 năm có lũ vừa và nhỏ, có những năm lũ<br /> lớn kế tiếp như: 1981-1982, 1997-1998-1999, 2002-2003. Một số đợt lũ Tiểu mãn cũng<br /> có đỉnh lũ cao như: 1980, 1989.<br /> - Lũ quét: Địa hình lưu vực sông Thạch Hãn chia cắt mạnh, núi cao, sông suối sâu,<br /> các sườn có độ dốc lớn kết hợp với lượng mưa lớn và tập trung dễ gây lũ quét.<br /> Theo kết quả điều tra, hàng năm vào mùa mưa lũ ở thượng nguồn thường có hiện<br /> tượng lũ quét trên các sông.<br /> - Ngập lụt: Ngập lụt xảy ra khi lũ sông quá lớn, mực nước lũ tràn qua bờ sông chảy<br /> vào vùng thấp ven sông làm cho hai bên bờ sông ngập chìm trong nước lũ. Do lưu<br /> vực sông Thạch Hãn có độ dốc lớn, sông ngắn, mở rộng ở thượng lưu, thu hẹp ở<br /> hạ lưu, một số đồng bằng thấp trũng như: Cam Lộ, Đông Hà, Triệu Phong, Hải<br /> Lăng, các trung tâm đô thị cũng như các tuyến đường giao thông… tạo nên những<br /> đường ngăn lũ. Nước lũ lên với cường suất rất lớn nhưng rút chậm gây ngập ở<br /> vùng đồng bằng, vùng thấp trũng.<br /> 3. PHÂN TÍCH CÁC HÌNH THẾ THỜI TIẾT GÂY MƯA LŨ TRÊN LƯU VỰC<br /> SÔNG THẠCH HÃN<br /> Qua phân tích số liệu thống kê từ năm 1977-2007 cho thấy, lũ ở lưu vực sông Thạch<br /> Hãn thường liên quan đến các hình thế thời tiết do nhiễu động lớn như: bão, áp thấp<br /> nhiệt đới, không khí lạnh, đới gió đông trên cao v.v... Dựa vào sự tác động đơn thuần<br /> hoặc kết hợp, có thể chia ra chia ra:<br /> - Nguyên nhân đơn lẻ: Nguyên nhân tạo mưa sinh lũ chỉ do một nhiễu động hay<br /> loại hình thời tiết. Trong các nguyên nhân tạo mưa sinh lũ đơn lẻ thì nguyên nhân<br /> tạo mưa do không khí lạnh đóng vai trò quan trọng nhất. Thông thường, ở Quảng<br /> Trị nói chung và lưu vực sông Thạch Hãn nói riêng, hình thế này chiếm 17,72%<br /> số đợt mưa lũ, thường xuất hiện vào các tháng IX-XI. Mưa lũ xuất hiện khi front<br /> lạnh vượt qua đèo Ngang, nằm dọc theo sườn hướng gió của dãy Trường Sơn<br /> hoặc đi qua khu vực Bình Thị Thiên và dừng lại ở đèo Hải Vân hay vượt vào<br /> Nam. Với hình thế này, lượng mưa của một đợt bình thường từ 200-300mm và<br /> <br /> 60<br /> <br /> ĐỖ MẠNH TÔN<br /> <br /> kéo dài 2-3 ngày, khi có không khí lạnh bổ sung thì thời gian mưa kéo dài và<br /> lượng mưa có thể đạt 400-500mm.<br /> Nhìn chung, nguyên nhân đơn lẻ (ngay cả khi có tác động mạnh của không khí<br /> lạnh) thì lượng mưa không quá lớn, thời gian không dài và tần suất xảy ra lũ<br /> không cao, các đặc trưng lũ không lớn.<br /> - Nguyên nhân kết hợp: Là nguyên nhân gây mưa khi có tác động đồng thời của hai<br /> nhân tố trở lên. Thông thường mưa do nguyên nhân kết hợp rất lớn, diện mưa<br /> rộng, thời gian dài nên tần suất xuất hiện và các đặc trưng lũ (độ cao, diện ngập,<br /> cường suất, thời gian) đều rất lớn. Thông thường nguyên nhân kết hợp xảy ra theo<br /> các trường hợp sau:<br /> + Không khí lạnh kết hợp với dải hội tụ nhiệt đới hay dải thấp xích đạo: Hình<br /> thế này chiếm 8,85% số đợt mưa lũ ở khu vực tỉnh Quảng Trị, được hình<br /> thành khi không khí lạnh từ phía Bắc tràn về kết hợp với dải hội tụ nhiệt đới<br /> hay dải thấp xích đạo hình thành ở phía Nam. Với hình thế này, lượng mưa<br /> trung bình một đợt từ 200-400mm, có khi đến 500mm và kéo dài khoảng 3-4<br /> ngày. Thời gian xuất hiện thường trong khoảng tháng IX đến tháng XI.<br /> + Không khí lạnh kết hợp với bão hay áp thấp nhiệt đới hoạt động khu vực phía<br /> Nam: Hình thế này có tần suất xuất hiện là 32,91%, thường xuất hiện vào<br /> tháng X-XI là thời kỳ các cơn bão hay áp thấp nhiệt đới đã dịch dần về phía<br /> Nam. Với hình thế này lượng mưa của một đợt từ 200-400mm và kéo dài 2-3<br /> ngày. Ngoài ra, có đợt do ảnh hưởng của không khí lạnh bổ sung khi không<br /> khí lạnh và bão hay áp thấp nhiệt đới chưa kết thúc làm cho thời gian mưa kéo<br /> dài và lượng mưa lớn, như trường hợp đợt bão 24/10-2/11/1992 với lượng<br /> mưa cả đợt từ 400-500mm và lượng mưa ngày lớn nhất trên 200mm, thời gian<br /> lũ kéo dài 8-9 ngày.<br /> + Bão hay áp thấp nhiệt đới ảnh hưởng trực tiếp: Loại hình thế này có tần suất<br /> xuất hiện chiếm khoảng 16,46%, các loại hình thế thời tiết gây mưa lớn ở khu<br /> vực Quảng Trị thường xảy ra vào tháng VIII đến tháng XI, là thời kỳ xoáy<br /> thuận nhiệt đới hoạt động mạnh ở khu vực miền Trung. Hình thế này gây ra<br /> lượng mưa khoảng 300-500mm và kéo dài 2-3 ngày. Thời gian mưa còn phụ<br /> thuộc vào tốc độ di chuyển của xoáy thuận nhiệt đới (bão hay áp thấp nhiệt<br /> đới). Nếu bão đi nhanh thì thời gian mưa ngắn và ngược lại, nếu bão đi chậm<br /> thì kéo dài thời gian mưa.<br /> + Không khí lạnh kết hợp với đới gió đông hay kết hợp thêm các hình thế thời tiết<br /> khác: Khi không khí lạnh di chuyển từ Bắc vào Nam gặp đới gió đông hoạt<br /> động trên cao thường gây ra mưa lớn, với lượng mưa từ 100-300mm. Nếu có<br /> kết hợp thêm các hình thế khác thì gây ra mưa lớn. Hình thế này thường xảy ra<br /> từ tháng X đến tháng XII, đó là khoảng thời gian đới gió đông hoạt động mạnh,<br /> đặc biệt trận lũ ngày 2-7/11/1999 do không khí lạnh kết hợp với đới gió đông<br /> gặp dải hội tụ nhiệt đới đi qua khu vực đã gây ra mưa lớn trên diện rộng với<br /> <br /> CÁC HÌNH THẾ THỜI TIẾT GÂY MƯA LŨ TRÊN LƯU VỰC SÔNG THẠCH HÃN...<br /> <br /> 61<br /> <br /> lượng mưa ở khu vực phía Bắc tỉnh đo được từ 900-1500mm, lượng mưa đo<br /> được tại Mỹ Chánh là 1494mm. [1, 30-39], [2, 46-52].<br /> Nhìn chung, lưu vực sông Thạch Hãn tỉnh Quảng Trị là khu vực chịu ảnh hưởng<br /> lớn của các hình thế thời tiết nguy hiểm, đặc biệt là khối không khí lạnh từ phía<br /> Bắc vào Nam và dừng lại ở phía Bắc đèo Hải Vân có kết hợp với các hình thế thời<br /> tiết khác đã gây ra mưa lũ lớn.<br /> 4. KẾT LUẬN<br /> Sử dụng chuỗi số liệu mưa và số liệu về mực nước trên lưu vực sông Thạch Hãn của<br /> Trạm khí tượng thuỷ văn Đông Hà được quan trắc trong 30 năm (từ 1977-2007). Có thể<br /> rút ra các nhận xét:<br /> - Trên lưu vực sông Thạch Hãn có 2 nguyên nhân với 5 hình thế thời tiết chủ yếu<br /> gây mưa lũ.<br /> - Thời gian tập trung gây lũ của các hình thế thời tiết chủ yếu vào tháng IX và tháng<br /> X, chiếm 55% số trận lũ trong năm.<br /> - Thời gian đầu mùa lũ tháng VII, VIII, nguyên nhân gây lũ chủ yếu do hoạt động<br /> của bão và áp thấp nhiệt đới hoặc hội tụ nhiệt đới kết hợp với áp thấp nhiệt đới,<br /> lượng mưa thường trên 100mm/ngày. Trong thời gian này, thường lũ nhỏ hoặc lũ<br /> vừa do lưu vực vừa mới trải qua thời gian khô hạn.<br /> - Từ tháng VIII đến tháng X, không khí lạnh giữ vai trò tác nhân quan trọng cho<br /> việc kết hợp với các hình thế khác gây mưa sinh lũ trên lưu vực sông Thạch Hãn.<br /> Không khí lạnh được kết hợp với các nhiễu động thời tiết khác như: Bão, áp thấp,<br /> hội tụ nhiệt đới, gió đông trên cao... Đặc biệt tháng IX và tháng X, do hoạt động<br /> tăng cường của không khí lạnh, các trận mưa lớn xảy ra với cường độ cao làm khả<br /> năng điều tiết nước kém và ngập lũ trên lưu vực sông xảy ra nhiều nơi.<br /> - Các hình thế: không khí lạnh kết hợp với bão hoặc áp thấp nhiệt đới; Bão hoặc áp<br /> thấp nhiệt đới ảnh hưởng trực tiếp; Không khí lạnh kết hợp với áp thấp nhiệt đới<br /> hoặc bão, hội tụ nhiệt đới và đới gió đông trên cao là các hình thế xảy ra nhiều<br /> nhất đem đến lượng mưa lớn trên diện rộng, có thể gây nên ngập lụt nhiều nơi trên<br /> lưu vực sông Thạch Hãn.<br /> - Ngoài các hình thế trên, còn có những loại hình thế phụ khác cần lưu ý khi dự báo<br /> và lên kế hoạch phòng chống trong mùa mưa bão. Tuy nhiên, khả năng sinh lũ ít<br /> và lũ không lớn.<br /> Để xác định chính xác hơn nữa về tác động của các hình thế thời tiết gây mưa lũ lưu vực<br /> sông Thạch Hãn, cần có nghiên cứu tiếp trên diện rộng hơn trên toàn lưu vực sông và<br /> dựa vào số liệu dài năm hơn.<br /> <br />