TẢI FREE ZALO: 093 457 3149. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ KHÔNG GIAN TRONG NGHIÊN CỨU HẠN HÁN

1. i
LỜI CAM ĐOAN
Học viên xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các
kết quả nghiên cứu và những kết luận trong luận văn là trung thực, không sao
chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào và chưa từng được ai
công bố trong bất cứ công trình nào khác. Việc tham khảo, trích dẫn các nguồn
tài liệu đã được ghi rõ nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.
Hà Nội, ngày..... tháng .....năm 2019
Tác giả luận văn
Nguyễn Thị Lệ Quyên

3. iii
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin trân trọng cảm ơn TS. Nguyễn Lương Bằng và PGS.TS Nguyễn Văn
Tuấn, là người đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Thủy lợi, Phòng Đào
tạo Đại học và Sau Đại học, Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước, Bộ môn Kỹ thuật
tài nguyên nước đã tạo điều kiện thuận lợi, nhiệt tình giúp đỡ và động viên tôi
trong quá trình học tập và thực hiện luận văn.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn bạn bè, gia đình đã hỗ trợ, động viên, chia sẻ
khó khăn trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn.
Hà Nội, ngày..... tháng .....năm 2019
Tác giả luận văn
Nguyễn Thị Lệ Quyên

5. v
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................i
MỤC LỤC............................................................................................................. v
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .......................................................................vii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ............................................................................viii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .....................................................................ix
MỞ ĐẦU............................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài .................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ......................................................................... 2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu..................................................................... 2
3.1. Đối tượng nghiên cứu..................................................................................... 2
3.2. Phạm vi nghiên cứu........................................................................................ 2
4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu ....................................................... 3
4.1. Cách tiếp cận.................................................................................................. 3
4.2. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ KHÔNG GIAN
TRONG NGHIÊN CỨU HẠN HÁN VÀ VÙNG NGHIÊN CỨU...................... 5
1.1. Tổng quan ứng dụng công nghệ không gian trong nghiên cứu hạn hán........ 5
1.1.1. Tổng quan trên thế giới............................................................................... 5
1.1.2. Tổng quan trong nước............................................................................... 12
1.2. Tổng quan vùng nghiên cứu......................................................................... 14
1.2.1. Đặc điểm địa hình vùng nghiên cứu ......................................................... 14
1.2.2. Đặc điểm thổ nhưỡng, địa chất................................................................. 16
1.2.3. Đặc điểm địa chất ..................................................................................... 17
1.2.4. Đặc điểm sông ngòi................................................................................... 18
1.2.5. Đặc điểm khí tượng................................................................................... 21
1.2.6. Đặc điểm mưa ........................................................................................... 33

6. vi
1.2.7. Tình hình hạn hán khí tượng..................................................................... 37
CHƯƠNG 2: CÔNG CỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU (Cần viết chi
tiết hơn) ............................................................................................................... 41
2.1. Cách tiếp cận nghiên cứu ............................................................................. 41
2.2. Thu thập, phân tích số liệu mưa thực đo...................................................... 43
2.2.1. Xác định mạng lưới trạm .......................................................................... 43
2.2.2. Xác định chuỗi số liệu mưa thực đo.......................................................... 45
2.3. Lựa chọn, thu thập và xử lý mưa vệ tinh ..................................................... 46
2.4. Xây dựng công thức tính toán chỉ số SPI..................................................... 52
2.5. Ứng dụng công cụ GIS để lập bản đồ sự thiếu hụt nguồn nước.................. 59
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...................................................... 62
3.1. Diễn biến lượng mưa.................................................................................... 62
3.2. Phân tích tình trạng thiếu hụt nguồn nước dựa trên chỉ số SPI ................... 65
3.3. Xây dựng bản đồ thiếu hụt nguồn nước theo các năm................................. 68
3.4. Phân tích diện tích hạn hán tại các địa phương............................................ 69
3.5. Đề xuất giải pháp ứng phó, khắc phục thiếu hụt nguồn nước lưu vực sông
Cả......................................................................................................................... 72
3.5.1. Một số giải pháp công trình...................................................................... 72
3.5.2. Một số giải pháp phi công trình................................................................ 73
3.5.3. Một số giải pháp khoa học công nghệ ...................................................... 74
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................. 75
Kết luận ............................................................................................................... 75
Kiến nghị............................................................................................................. 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................. 158

7. vii
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1. 1. Một số nguồn mưa vệ tinh toàn cầu hiện nay.................................... 11
Bảng 1. 2. Phân loại đất đai trên lưu vực sông Cả.............................................. 17
Bảng 1. 3. Đặc trưng hình thái một số lưu vực sông .......................................... 21
Bảng 1. 4. Lưới trạm khí tượng và đo mưa trong và lân cận lưu vực sông Cả... 22
Bảng 1. 5. Nhiệt độ trung bình tháng, năm vùng nghiên cứu (Đơn vị:ºC)......... 28
Bảng 1. 6. Độ ẩm tương đối trung bình tháng, năm vùng nghiên cứu (Đơn vị: %)
............................................................................................................................. 29
Bảng 1. 7. Tổng lượng bốc hơi Piche trung bình tháng, năm vùng nghiên cứu
(Đơn vị: mm)....................................................................................................... 30
Bảng 1. 8. Số giờ nắng trung bình tháng, năm vùng nghiên cứu (Đơn vị:giờ) .. 30
Bảng 1. 9. Tốc độ gió trung bình tháng, năm vùng nghiên cứu (Đơn vị: m/s)... 32
Bảng 1. 10. Lượng mưa tháng năm trung bình nhiều năm (Đơn vị: mm).......... 36
Bảng 2. 1. Khoảng trống số liệu mưa tại các trạm trên lưu vực sông Cả........... 44
Bảng 2. 2. Tiêu chí đánh giá chỉ số NSE ............................................................ 51
Bảng 2. 3. Kết hợp mưa thực đo và mưa CHIRPS tại các trạm trên lưu vực sông
Cả......................................................................................................................... 51
Bảng 2. 4. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu hạn.......................................................... 54
Bảng 2. 5. Phân cấp hạn hán theo chỉ số SPI [29] .............................................. 58
Bảng 3. 1. Tỷ lệ mưa năm phân theo mùa trung bình nhiều năm...................... 65
Bảng 3. 2. Phân cấp hạn theo diện tích các huyện LVS Cả năm 2015 .............. 70
Bảng 3. 3. Diện tích bị hạn theo chỉ số SPI6 năm 2005 ..................................... 71

8. viii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1. 1. Dữ liệu mưa CHIRPS cho châu Phi ngày 04-04-2017 ........................ 9
Hình 1. 2. Dữ liệu mưa TRMM từ năm 2000-2008 ở Nepal.............................. 10
Hình 1. 3. Dữ liệu mưa CMORPH ngày 08-11-2015 ở Autralia........................ 11
Hình 1. 4. Bản đồ hành chính lưu vực sông Cả .................................................. 15
Hình 1. 5. Bản đồ mạng lưới khí tượng và đo mưa lưu vực sông Cả................. 25
Hình 2. 1. Các trạm mưa được lựa chọn ............................................................ 45
Hình 2. 2. Số liệu mưa thực đo (trạm Quỳ Hợp) ................................................ 45
Hình 3. 1. Số liệu mưa thực đo (Trạm Quỳnh Lưu) ........................................... 64
Hình 3. 2. Số liệu mư thực đo (Trạm Kim Cương)............................................. 64
Hình 3. 3. Số liệu mưa thực đo (Trạm Quỳ Hợp)............................................... 64
Hình 3. 4. Chỉ số SPI 1, 3 và 6 trạm Quỳ Hợp.................................................... 66
Hình 3. 5 Xu thế diễn biến hạn hán vùng LVS Cả dựa vào chỉ số SPI .............. 67
Hình 3.9. Bản đồ phân bố hạn khí tượng theo chỉ số SPI6 trên LVS Cả.....Error!
Bookmark not defined.

9. ix
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
PTNT Phát triển nông thôn
HTTL Hệ thống thủy lợi
QHTL Quy hoạch Thủy Lợi
LVS Lưu vực sông
KH&CNVN Khoa học và công nghệ Việt Nam
KT - XH Kinh tế - Xã hội
KTTV Khí tượng thủy văn
LVS Lưu vực sông

10. 1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hạn hán là một phần tự nhiên của khí hậu, hạn hán hình thành do một hoặc
nhiều nguyên nhân khác nhau, bao gồm sự thiếu hụt lượng mưa, lượng bốc hơi
lớn và việc khai thác quá mức nguồn tài nguyên nước. Hạn hán xuất hiện trên
khắp thế giới có thể xảy ra ở tất cả các vùng khí hậu, với các đặc tính của hạn là
biến đổi đáng kể từ vùng này sang vùng khác. Hạn hán là một sự sai khác theo
thời gian, rất khác với sự khô hạn, bởi khô hạn bị giới hạn trong những vùng có
lượng mưa thấp, nhiệt độ cao và là một đặc trưng lâu dài của khí hậu. Vì vậy,
hiện tượng hạn hán xảy ra trong từng năm với các đặc tính thời tiết và các tác
động của nó là không giống nhau.
Những năm gần đây cùng với sự phát triển của đất nước, nền kinh tế thuộc các
tỉnh trên lưu vực sông Cả có những thay đổi tích cực, cơ cấu kinh tế đang
chuyển dịch dần theo hướng công nghiệp - dịch vụ - nông nghiệp. Hàng loạt các
khu công nghiệp, khu kinh tế, khu đô thị mới ra đời, nhu cầu nước cho các
ngành do đó cũng tăng lên đáng kể.
Trong khi đó, quy luật diễn biến thời tiết khí hậu ngày càng phức tạp về thời
gian xuất hiện lũ và hạn như: Về lũ, diễn biến mực nước trên các sông ngày
càng có những tổ hợp bất lợi cho công tác phòng lũ. Ví dụ như những trận lũ
xảy ra vào các năm 1978, 1988, 2002, 2007 và mới nhất là trận lũ sảy ra vào
năm 2010 gây tổn thất nặng nề cho nền kinh tế, xã hội trên lưu vực; Về hạn,
mức độ hạn ngày càng gia tăng ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất điển hình
như năm 2005, 2007 đặc biệt là năm 2010. Theo thống kê chưa đầy đủ Tỉnh
Nghệ An - Hà Tĩnh thuộc lưu vực sông Cả hạn hán cũng xảy ra trên diện rộng,
Năm 2010 Nghệ An diện tích hạn khoảng 17.000-20.000ha, Hà Tĩnh có khoảng
12.000ha bị hạn trong đó hạn nặng chiếm tới 30% diện tích hạn và hàng trăm hệ
thống hồ xuống gần mực nước chết. Một số nơi mực nước xuống mức thấp nhất

11. 2
trong chuỗi số liệu quan trắc như: trên sông Cả tại Nam Đàn, sông La tại Linh
Cảm,... gây nên tình trạng mặn xâm nhập sâu trên các lưu vực sông, không lấy
được nước vào trong đồng.
Chính vì vậy cần nghiên cứu, phân tích đánh giá tình hình thiếu hụt nguồn nước
trên lưu vực sông Cả để xác định các khu vực, các thời gian xảy ra hạn hạn,
thường xuyên xảy ra thiếu nước so với nhiều năm, qua đó đề xuất được các giải
pháp thích ứng.
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
- Đánh giá tình trạng hạn hán, thiếu nước ở lưu vực sông Cả dựa trên chỉ số
chuẩn hóa lượng mưa (Standardized Precipitation Index, SPI);
- Kết hợp công cụ viễn thám, GIS xây dựng bản đồ phân bố thiếu hụt nguồn
nước dựa trên nguồn số liệu mưa vệ tinh;
- Đề xuất giải pháp ứng phó với tình trạng hạn hán, thiếu hụt nước lưu vực sông
Cả.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
Các đặc điểm khí tượng như lượng mưa, cường độ bức xạ mặt trời, nhiệt độ bề
mặt đất trung bình, độ che phủ đất... và mức độ hạn hán, khả năng ứng phó của
địa phương.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
- Vùng nghiên cứu lưu vực sông Cả thuộc Việt Nam gồm toàn bộ tỉnh Nghệ An,
8 huyện Hà Tĩnh, một phần huyện Như Xuân thuộc Thanh Hóa.
- Giới hạn vùng nghiên cứu:
+ Lưu vực sông Cả nằm trên hai quốc gia: Cộng hoà dân chủ Nhân Dân Lào và
Cộng hoà xã hôi chủ nghĩa Việt Nam. Ở Việt Nam sông Cả nằm trên địa phận
của 3 tỉnh Thanh Hoá, Nghệ An, Hà Tĩnh.

12. 3
+ Tỉnh Thanh Hoá nằm trong lưu vực sông Cả: Có khoảng 1/2 diện tích huyện
Như Xuân trên sông Chàng (sông nhánh).
+ Tỉnh Nghệ An nằm trong lưu vực sông Cả gồm có: Huyện Quế Phong, Quỳ
Châu, Quỳ Hợp, Nghĩa Đàn, Tân Kỳ (nhánh sông Hiếu); Kỳ Sơn, Tương
Dương, Con Cuông, Anh Sơn, Đô Lương, Thanh Chương, Nam Đàn, Hưng
Nguyên (dòng chính sông Cả). Do tính chất sử dụng nước của các hệ thống thuỷ
lợi hiện nay về mùa kiệt sông Cả ở Nghệ An có liên quan mật thiết với các
huyện vùng hưởng lợi là: Huyện Yên Thành, Diễn Châu, Quỳnh Lưu (thuộc hệ
thống thuỷ nông Diễn Yên Quỳnh - hệ thống Bắc Nghệ An), thành phố Vinh, thị
xã Cửa Lò, Nghi Lộc, Hưng Nguyên (trong hệ thống Nam Hưng Nghi - hệ thống
thuỷ nông Nam Nghệ An).
+ Tỉnh Hà Tĩnh lưu vực sông Cả nằm ở các huyện Hương Sơn, Hương Khê, Vũ
Quang, Nghi Xuân và vùng hưởng lợi Can Lộc, Thạch Hà, Đức Thọ, thị xã
Hồng Lĩnh trong hệ thống sông Nghèn.
+ Với tổng diện tích tự nhiên là 19.627 km2
bao gồm cả vùng hưởng lợi
4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
4.1. Cách tiếp cận
- Tiếp cận theo mục tiêu: Các vùng sản xuất nông nghiệp, vùng quy hoạch cho
sản xuất nông nghiệp... chưa có nghiên cứu hay cảnh báo về nguy cơ hạn hán.
- Tiếp cận kết quả của các nghiên cứu trong và ngoài nước về vấn đề hạn hán.
- Tiếp cận theo mô hình: Sử dụng các mô hình Khí hậu toàn cầu, công cụ xử lý
ảnh vệ tinh Erdas, phần mềm GIS phân tích không gian ArcGIS.
4.2. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp kế thừa;
- Phương pháp thu thập, thống kê, phân tích số liệu;
- Phương pháp xử lý số liệu mưa từ vệ tinh (CHIRPS);

13. 4
- Phương pháp ứng dụng phần mềm tính toán chỉ số chỉ số chuẩn hoá lượng mưa
SPI từ mưa vệ tinh;
- Phương pháp ứng dụng GIS, công cụ nội suy GIS… để xây dựng bản đồ phân
bổ thiếu hụt nguồn nước.

14. 5
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ KHÔNG GIAN
TRONG NGHIÊN CỨU HẠN HÁN VÀ VÙNG NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan ứng dụng công nghệ không gian trong nghiên cứu hạn hán
1.1.1. Tổng quan trên thế giới
* Hạn hán, thiếu hụt nguồn nước và chỉ số đánh giá
Trong những thập kỷ gần đây hạn hán xảy ra nhiều nơi trên thế giới, gây
nhiều thiệt hại về kinh tế, ảnh hưởng đến đời sống con người và môi trường
sinh thái. Hàng năm có khoảng 21 triệu ha đất biến thành đất không có năng
suất kinh tế do hạn hán. Trong gần 1/4 thế kỷ vừa qua, số dân gặp rủi ro vì hạn
hán trên những vùng đất khô cằn đã tăng hơn 80%. Hơn 1/3 đất đai thế giới đã
bị khô cằn mà trên đó có 17,7% dân số thế giới sinh sống. Đồng hành với hạn
hán, hoang mạc hoá, sa mạc hoá trên thế giới cũng ngày càng lan rộng từ các
vùng đất khô hạn, bán khô hạn đến cả một số vùng bán ẩm ướt . Diện tích hoang
mạc hoá đã lên đến 39,4 triệu km2
, chiếm 26,3% đất tự nhiên thế giới và trên
100 quốc gia chịu ảnh hưởng. Nguy cơ đói và khát do hạn hán uy hiếp 250
triệu con người trên trái đất, kèm theo đó cò ảnh hưởng tới môi trường khí hậu
chung toàn cầu (WMO [1]).
Hạn thường gây ảnh hưởng trên diện rộng. Tuy ít khi là nguyên nhân trực tiếp
gây tổn thất về nhân mạng nhưng thiệt hại do hạn gây ra rất lớn. Theo số liệu
của Trung tâm giảm nhẹ hạn hán quốc gia Mỹ, hàng năm hạn hán gây thiệt hại
cho nền kinh tế Mỹ khoảng 6-8 tỷ USD (so với 2,41 tỷ USD do lũ và 1,2-4,8 tỷ
USD do bão). Đợt hạn hán lịch sử ở Mỹ xảy ra vào năm 1988 - 1989 gây thiệt
hại 39-40 tỷ USD, lớn hơn nhiều so với thiệt hại kỷ lục của lũ (15-27,6 tỷ USD,
1993) và bão (25-33,1 tỷ USD, 1992). Hạn cũng gây những tổn thất lớn về kinh
tế và môi sinh ở nhiều quốc gia khác như Ấn độ, Pakistan, Australia... Hạn hán
dưới tác động của El Nino vào năm 1997-1998 đã gây cháy rừng trên diện rộng
ở Indonesia, không chỉ làm thiệt hại rất lớn về kinh tế của nước này mà còn là
một thảm họa môi sinh cho nhiều nước thuộc khu vực Đông Nam Á. Theo tính

15. 6
toán của Liên Hiệp Quốc, đến năm 2025 sẽ có 2/3 diện tích đất canh tác ở châu
Phi, 1/3 diện tích đất canh tác ở châu Á và 1/5 diện tích đất canh tác ở Nam Mỹ
không còn sử dụng được. Khoảng 135 triệu người có nguy cơ phải rời bỏ nhà cửa
đi kiếm sống ở nơi khác [2].
Vì vậy trên thế giới đã có rất nhiều tác giả nghiên cứu về hạn hán. Nhưng do
tính phức tạp của hiện tượng này, đến nay vẫn chưa có một phương pháp chung
cho các nghiên cứu về hạn hán. Trong việc xác định, nhận dạng, giám sát và
cảnh báo hạn hán, các tác giả thường sử dụng công cụ chính là các chỉ số hạn
hán. Việc theo dõi sự biến động của giá trị các chỉ số hạn hán sẽ giúp ta xác định
được sự khởi đầu, thời gian kéo dài cũng như cường độ hạn. Chỉ số hạn hán là
hàm của các biến đơn như lượng mưa, nhiệt độ, bốc thoát hơi, dòng chảy... hoặc
là tổng hợp của các biến. Mỗi chỉ số đều có ưu điểm nhược điểm khác nhau, và
mỗi nước đều sử dụng các chỉ số phù hợp với điều kiện của nước mình. Việc xác
định hạn hán bằng các chỉ số hạn không chỉ áp dụng với bộ số liệu quan trắc mà
còn áp dụng với bộ số liệu là sản phẩm của mô hình khí hậu khu vực và mô hình
khí hậu toàn cầu. Trong quá trình nghiên cứu hạn, việc xác định các đặc trưng
của hạn là hết sức cần thiết, như xác định: sự khởi đầu và kết thúc hạn, thời gian
kéo dài hạn, phạm vi mở rộng của hạn, mức độ hạn, tần suất và mối liên hệ giữa
những biến đổi của hạn với khí hậu [3].
Các phân tích về hạn hán trên quy mô toàn cầu của Aiguo Dai, và cộng sự [4],
theo khu vực và địa phương của Benjamin Lloyd-Hughes & Mark A. Saunders
[5]; Michael J. Hayes, và cộng sự [6] đã thông qua các chỉ số hạn dựa trên số
liệu mưa, nhiệt độ và độ ẩm quan trắc trong quá khứ cho thấy số đợt hạn, thời
gian kéo dài hạn, cũng như tần suất và mức độ của nó ở một số nơi đã tăng lên
đáng kể. Nổi bật lên trong nghiên cứu hạn trên quy mô toàn cầu là nghiên cứu
của Nico Wanders, và cộng sự [7], trong nghiên cứu của mình tác giả đã phân
tích ưu điểm, nhược điểm của 18 chỉ số hạn hán bao gồm cả chỉ số hạn khí
tượng, chỉ số hạn thủy văn, chỉ số độ ẩm, rồi lựa chọn ra các chỉ số thích hợp để

16. 7
áp dụng phân tích các đặc trưng của hạn hán trong năm vùng khí hậu khác nhau
trên toàn cầu: vùng xích đạo, vùng khô hạn cực, vùng nhiệt độ ấm, vùng tuyết,
vùng địa cực. Nhiều nghiên cứu cho thấy sự giảm lượng mưa đáng kể đi kèm
với sự tăng nhiệt độ sẽ làm tăng quá trình bốc hơi, gây ra hạn hán nghiêm trọng
hơn (A. V. Meshcherskaya & V. G. Blazhevich [8], A. Loukas & L. Vasiliades
[9]). Cùng với xu thế nóng lên trên toàn cầu giai đoạn (1980-2000), tần suất và
xu thế hạn tăng lên và xảy ra nghiêm trọng hơn vào bất cứ mùa nào trong năm,
như ở Cộng hòa Séc cứ khoảng 5 năm lại xảy ra đợt hạn hán nặng trong suốt
mùa đông hoặc mùa hè, với mức độ nặng và tần suất lớn nhất vào tháng IV và
tháng VI (xảy ra trên toàn bộ lãnh thổ với tổng diện tích là 95%) [10]; hạn xảy
ra vào các tháng mùa hè ở Hy Lạp ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoa màu và sự
cung cấp nước trong thành phố (A. Loukas & L. Vasiliades [9]); ở Cộng hòa
Moldova, cứ 2 năm thì lại có một đợt hạn nặng vào mùa thu[10]. Bên cạnh sự
gia tăng về tần suất và mức độ hạn, thời gian kéo dài các đợt hạn cũng tăng lên
đáng kể, thời gian xảy ra hạn có thể kéo vài tháng đến vài năm ở nhiều quốc gia.
Nghiên cứu hạn dựa trên bộ số liệu mưa và nhiệt độ tháng quan trắc với bước
lưới 0,5 trên toàn lãnh thổ Châu Âu 35-70N và 35E- 10W (Benjamin
Lloyd-Hughes & Mark A. Saunders [5]) đã chỉ ra rằng thời gian hạn hán lớn
nhất trung bình trên mỗi ô lưới ở Châu Âu là 48 ± 17 tháng, tần suất hạn hán cao
hơn xảy ra ở lục địa Châu Âu, thấp hơn ở bờ biển phía đông bắc Châu Âu, bờ
biển Địa Trung Hải, thời gian hạn kéo dài nhất thì xảy ra ở Italya, đông bắc
Pháp, đông bắc Nga, với thời gian kéo dài là 40 tháng. Xukai Zou, và cộng sự
[11] đã chỉ ra rằng hạn hán ở phía bắc Trung Quốc có xu thế tăng lên kể từ sau
những năm 1990, đặc biệt có vài vùng hạn hán kéo dài 4-5 năm từ năm 1997
đến năm 2003. Vì vậy, có thể nói trên thế giới đã có rất nhiều các nghiên cứu về
hạn hán và đi đến kết luận: ① Hạn hán là hiện tượng hết sức phức tạp mà sự
hình thành là do cả hai nguyên nhân: tự nhiên và con người; ② Các yếu tố tự
nhiên gây hạn như sự dao động của các dạng hoàn lưu khí quyển ở phạm vi rộng
và các vùng xoáy nghịch, hoặc các hệ thống áp thấp cao, sự biến đổi khí hậu, sự

17. 8
thay đổi nhiệt độ mặt nước biển như El Nino) ; ③ và các nguyên nhân do con
người như nhu cầu nước ngày càng gia tăng, phá rừng, ô nhiễm môi trường ảnh
hưởng tới nguồn nước, quản lý đất và nước kém bền vững, gây hiệu ứng nhà
kính,... [12]. Hiện nay, rất nhiều chỉ số/hệ số hạn khác nhau đã được phát triển
và ứng dụng ở các nước trên thế giới như: Chỉ số ẩm Ivanov (1948), Chỉ số khô
Budyko (1950), Chỉ số khô Penman, Chỉ số gió mùa GMI, Chỉ số mưa chuẩn
hóa SPI, Chỉ số chuẩn hóa lượng mưa và bốc hơi SPEI, Chỉ số Sazonov, Chỉ số
Koloskov (1925), Hệ số khô, Hệ số cạn, Chỉ số Palmer (PDSI), Chỉ số độ ẩm
cây trồng (CMI), Chỉ số cấp nước mặt (SWSI), Chỉ số RDI (Reclamation
Drought Index)... Kinh nghiệm trên thế giới cho thấy hầu như không có một chỉ
số nào có ưu điểm vượt trội so với các chỉ số khác trong mọi điều kiện. Do đó,
việc áp dụng các chỉ số/hệ số hạn phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của từng vùng
cũng như hệ thống cơ sở dữ liệu quan trắc sẵn có ở vùng đó [13].
Nhằm mục đích giảm nhẹ tác hại của hạn hán, ở một số nước phát triển trên thế
giới đã thành lập các trung tâm giám sát, dự báo, cảnh báo hạn hán. Nhiệm vụ
chính của các trung tâm này là:
1. Theo dõi, giám sát, dự báo và cảnh báo hạn hán;
2. Phối hợp với các ban ngành có liên quan để đề xuất và tiến hành các hoạt
động ngăn ngừa, phòng tránh và giảm nhẹ tác hại của hạn hán;
3. Phối hợp với các cơ quan nghiên cứu khoa học xây dựng các phương pháp dự
báo và cảnh báo hạn hán.
* Sử dụng mưa vệ tinh trong đánh giá nguồn nước
Lượng mưa (Precipitation) là dữ liệu đầu vào quan trọng phục vụ công tác kiểm
kê, đánh giá nguồn nước trên lưu vực sông. Ngoài số liệu mưa đo đạc tại các
trạm KTTV truyền thống, trên thế giới hiện nay có nhiều cơ quan đo đạc và
cung cấp dữ liệu mưa vệ tinh trong đó CHIRPS, TRMM, CMORPH là các dữ
liệu mưa vệ tinh phổ biến hiện nay.

18. 9
- CHIRPS (Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Station) là
dữ liệu lượng mưa toàn cầu gần 30 năm của Cục Khảo sát địa chất Hoa Kỳ
(USGS) và nhóm hiểm họa khí hậu (CHG). CHIRPS kết hợp hình ảnh vệ tinh có
độ phân giải 0.05° với dữ liệu trạm tại chỗ để tạo ra chuỗi thời gian mưa theo
dạng lưới để phân tích và theo dõi hạn hán theo mùa.
Hình 1. 1. Dữ liệu mưa CHIRPS cho châu Phi ngày 04-04-2017
- TRMM 3B42 (Tropical Rainfall Measuring Mission) là sản phẩm hợp tác
giữa Cơ quan hàng không và Vũ trụ Hoa Kỳ (NASA) và cơ quan nghiên cứu và
phát triển hàng không vũ trụ Nhật Bản (JAXA) để giám sát lượng mưa nhiệt đới
và cận nhiệt đới và để ước tính hệ thống nhiệt tiềm ẩn. Dụng cụ đo mưa trên vệ
tinh TRMM bao gồm Radar lượng mưa (PR), radar quét điện tử hoạt động ở tốc
độ 13,8 GHz; TRMM Microwave Image (TMI), một máy đo phóng vi sóng thụ

19. 10
động chín kênh; Và VIRA (Visible and Infrared Scanner), một thiết bị chiếu xạ
hồng ngoại có thể nhìn thấy / năm kênh. Mục đích của thuật toán 3B42 là tạo ra
tỷ lệ lượng mưa kết hợp hồng ngoại được kết hợp bởi TRMM (IRM) và ước tính
sai số lượng mưa-RMSE (root-mean-square-error).
Hình 1. 2. Dữ liệu mưa TRMM từ năm 2000-2008 ở Nepal
- CMORPH là dữ liệu mưa được tạo ra bởi kỹ thuật CMORPH (MORPHing
CPC) là sản phẩm của Cục Đại dương và Khí quyển quốc gia Hoa Kỳ tạo ra các
phân tích lượng mưa toàn cầu ở độ phân giải không gian và thời gian rất cao. Kỹ
thuật này sử dụng ước tính lượng mưa đã được bắt nguồn từ tàu thăm dò thấp
quan sát lò vi sóng vệ tinh riêng , và có các tính năng được vận chuyển qua
thông tin tuyên truyền về không gian mà thu được hoàn toàn từ dữ liệu IR vệ
tinh địa tĩnh.

20. 11
Hình 1. 3. Dữ liệu mưa CMORPH ngày 08-11-2015 ở Autralia
Bảng 1. 1. Một số nguồn mưa vệ tinh toàn cầu hiện nay
Tên dữ liệu
Ngày bắt đầu-ngày
kết thúc
Phân giải
không gian
Phân giải
thời gian
Nguồn
TRMM
01/01/1998-
01/12/2016
0.25°
3 giờ NASA, JAXA
GPM 12/03/2014-nay 0.1°
30 phút NASA, JAXA
CMORPH 03/12/2002-nay 0.08°
30 phút NOAA
CHIRPS 01/01/1981-nay 0.05°
Ngày CHG, UCSB
Có thể thấy rằng, dữ liệu mưa vệ tinh CHIRPS có độ phân giải cao nhất, đồng
thời có bước thời gian tương đối cao (theo ngày), đồng thời nguồn dữ liệu tải về
miễn phí nên khá được sử dụng phổ biến hiện nay.

21. 12
1.1.2. Tổng quan trong nước
Đối với Việt Nam, nơi có tiềm năng nguồn nước phong phú nhưng do tính chất
phân mùa sâu sắc nên thường xuyên xuất hiện hạn hán. Cũng như các nghiên
cứu trên thế giới, các nghiên cứu về hạn hán ở Việt Nam chủ yếu tập trung đến
hạn khí tượng, hạn thủy văn và hạn nông nghiệp. Các đề tài, dự án nghiên cứu
hạn hán ở Việt Nam đã được triển khai trong những năm gần đây, chủ yếu tập
trung vào 2 vấn đề chính:
(1) Các nghiên cứu cơ bản về hạn hán và tác động tới dân sinh, kinh tế, xã hội.
(2) Các giải pháp, phòng chống và giảm nhẹ hạn hán bao gồm:
- Giải pháp công trình xây dựng các công trình thu trữ, điều tiết nước;
- Các giải pháp phi công trình như: nghiên cứu xây dựng các hệ thống dự báo,
cảnh báo sớm; các giải pháp về thể chế chính sách để giảm nhẹ thiệt hại do hạn
hán, sử dụng tài nguyên nước hiệu quả, hợp lý...
Năm 2001, Nguyễn Đức Hậu [14] đã nghiên cứu xác định chỉ tiêu hạn, ứng
dụng chỉ tiêu hạn để đánh giá tác động của hiện tượng ENSO đến tình hình hạn
và xây dựng một loạt các phương trình hồi quy dự báo hạn cho 7 vùng khí hậu ở
Việt Nam: Tây Bắc, Đông Bắc, đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, Nam Trung
Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ bằng chỉ số hạn SPI. Năm 2006, Nguyễn Trọng
Yêm [15] đã nghiên cứu đánh giá những đặc điểm cơ bản về hạn hán ở Việt
Nam, các kết quả được phân tích, đúc kết dựa trên các đặc trưng hạn bằng chỉ số
khô hạn tháng, năm và tần suất hạn tháng. Đến năm 2007, Nguyễn Văn Thắng
[16] đã đánh giá được mức độ hạn hán ở các vùng khí hậu và chọn được các chỉ
tiêu xác định hạn hán phù hợp với từng vùng khí hậu ở Việt Nam, đồng thời xây
dựng được công nghệ dự báo và cảnh báo sớm hạn hán cho các vùng khí hậu ở
Việt Nam bằng các số liệu khí tượng thuỷ văn và các tư liệu viễn thám để phục
vụ phát triển kinh tế xã hội, trọng tâm là sản xuất nông nghiệp và quản lý tài
nguyên nước trong cả nước. Năm 2010, Nguyễn Lập Dân [17] đã xây dựng hệ

22. 13
thống quản lý hạn hán vùng đồng bằng sông Hồng (ĐBSH), hệ thống quản lý sa
mạc hóa vùng Nam Trung Bộ và đề xuất các giải pháp chiến lược và tổng thể
quản lý hạn ở cấp Quốc gia, phòng ngừa, ngăn chặn và phục hồi các vùng hoang
mạc hóa, sa mạc hóa. Năm 2015, Vũ Thị Thu Lan [18] đã xây dựng được bản đồ
hạn KT-XH phù hợp với vùng hạ du sông Hồng đến năm 2020; đề xuất các giải
pháp giảm thiểu hạn KT-XH cũng như giải pháp ứng phó khi xuất hiện hạn KT-
XH phù hợp cho vùng hạ du sông Hồng. Năm 2015, Nguyễn Văn Thắng [19]
đã xây dựng được bộ chỉ tiêu hạn phù hợp để thực hiện giám sát, cảnh báo hạn
hán; xây dựng công nghệ, quy trình mô hình thống kê tổ hợp dự báo hạn khí
tượng cho toàn quốc theo chỉ số hạn SPI; xây dựng được công nghệ, quy trình
ứng dụng sản phẩm dự báo của 8 mô hình toàn cầu trong cảnh báo hạn ở Việt
Nam hạn đến 6 tháng; đã ứng dụng thành công các mô hình khí hậu khu vực
RSM và CWRF vào dự báo các trường khí hậu trung bình phục vụ dự báo hạn
thủy văn, nông nghiệp ở ĐBSH hạn đến 6 tháng; xây dựng công nghệ, quy trình
dự báo hạn thủy văn, nông nghiệp cho vùng ĐBSH theo chỉ số hạn SWSI và
PDSI; xây dựng và đưa vào ứng dụng nghiệp vụ hệ thống giám sát hạn hán thời
gian thực bằng công nghệ viễn thám và nhóm nghiên cứu cũng đã xây dựng
được các hướng dẫn, quy trình thực hiện trong dự báo nghiệp vụ.
Còn đối với vùng nghiên cứu thì năm 2000 Nguyễn Trọng Hiệu [20] và 2001,
Nguyễn Văn Cư [21] đã nghiên cứu xác định chỉ tiêu hạn, đánh giá tác động của
hạn hán (hạn khí tượng và hạn thuỷ văn) đến tình hình hạn, nguyên nhân hoang
mạc hoá và các giải pháp phòng chống hạn hán, hoang mạc hoá ở 4 tỉnh Quãng
Ngãi, Bình Định, Ninh Thuận và Bình Thuận. Cũng trong năm 2001, Đào Xuân
Học [22] đã sử dụng chỉ số khô hạn Sazonop để khảo sát, đánh giá hạn hán cho
các tỉnh DHMT. Kết quả nghiên cứu cho thấy chỉ số Sazonop tương đối phù hợp
với diễn biến hạn thực tế, đặc biệt trong những năm hạn nặng. Đồng thời, nghiên
cứu này cũng đã phân tích xác định nguyên nhân gây ra hạn hán, phân loại và
phân cấp hạn. Dựa trên các nguyên nhân gây hạn hán, đã đưa ra các biện pháp
phòng chống và giảm nhẹ hạn hán. Năm 2005, Nguyễn Quang Kim [23] đã

23. 14
nghiên cứu hiện trạng hạn hán, thiết lập cơ sở khoa học cho quy trình dự báo
hạn cho vùng NTB và Tây nguyên, cơ sở dữ liệu khu vực nghiên cứu để lập
trình các phần mềm tính toán chỉ số hạn và phần mềm dự báo hạn khí tượng
bằng chỉ số SPI. Việc dự báo hạn được dựa trên nguyên tắc phân tích mối tương
quan giữa các yếu tố khí hậu, các hoạt động ENSO và các điều kiện thực tế vùng
nghiên cứu. Năm 2008, Trần Thục [24] đã đánh giá được mức độ hạn hán và
thiếu nước sinh hoạt ở 9 tỉnh Nam Trung Bộ và Tây Nguyên. Trên cơ sở đó đã
xây dựng được bản đồ hạn hán thiếu nước sinh hoạt trong vùng nghiên cứu. Tuy
nhiên, ở đây cũng chỉ xét đến hạn khí tượng, hạn thủy văn và hạn nông nghiệp.
Năm 2014, Nguyễn Lương Bằng [25] đã sử dụng chỉ số SPEI trong nghiên cứu
ảnh hưởng của ENSO tới diễn biến hạn khí tượng ở lưu vực sông Cái. Kết quả
nghiên cứu cho thấy chỉ số SPEI đánh giá diễn biến hạn hán ở lưu vực sông Cái
là phù hợp hơn so với chỉ số SPI và trong công thức tính toán có sử dụng yếu tố
nhiệt độ không khí để tính toán lượng bốc hơi.
Công tác cảnh báo hạn hán ở Việt Nam chưa được thực hiện một cách hệ thống,
tuy nhiên khi xuất hiện hiện tượng El Nino hoặc khi có dấu hiệu về sự thiết hụt
lượng mưa thì Trung tâm KTTV Quốc gia và Viện KTTV&MT nay là Viện
KTTV&BĐKH đều có các bản tin cảnh báo về hiện tượng này. Ngoài ra, thông
tin về chỉ số khô (ẩm) cho các khu vực của Việt Nam cũng có thể khai thác từ
các bản tin thông báo và dự báo khí hậu hàng tháng của Viện KHKTTV&
BĐKH phục vụ công tác dự báo, cảnh báo hạn hán ở Việt Nam.
1.2. Tổng quan vùng nghiên cứu
1.2.1. Đặc điểm địa hình vùng nghiên cứu
Lưu vực sông Cả phát triển theo hướng Tây Bắc - Đông Nam, nghiêng dần ra
biển. Phần lớn diện tích là đồi núi, diện tích đất có độ dốc thoả mãn cho yêu cầu
phát triển nông nghiệp chỉ chiếm 19% diện tích thuộc địa phận Việt Nam và
14% toàn lưu vực. Có thể chia địa hình sông Cả thành các dạng chính sau:

24. 15
a. Địa hình đồng bằng và đồng bằng ven biển
Đồng bằng sông Cả nằm dọc hai bên bờ sông tính từ phần trung lưu của sông trở
xuống bao gồm: Huyện Đô Lương, Thanh Chương, Nam Đàn, Hưng Nguyên và
chủ yếu là vùng đồng bằng hưởng lợi từ nguồn nước của lưu vực sông Cả như
vùng đồng bằng Diễn - Yên - Quỳnh, Nam - Hưng - Nghi, sông Nghèn và Nghi
Xuân. Đây là nơi tập trung phát triển kinh tế xã hội của lưu vực. Cao độ đồng
bằng ven sông Cả biến đổi dần từ +10+15 khu Đô Lương; +7+8 vùng Thanh
Chương; +2,5+1,0 vùng Nam Đàn, Hưng Nguyên và +2,0+0,0 vùng Đức
Thọ, Thạch Hà... Tổng diện tích mặt bằng vùng đồng bằng chiếm khoảng 10%
diện tích lưu vực sông Cả và khu hưởng lợi.
Hình 1. 4. Bản đồ hành chính lưu vực sông Cả
b.Vùng đồi trung du
Trung du lưu vực sông Cả nằm ở các huyện Nghĩa Đàn, Quỳ Hợp, Tân Kỳ, Anh
Sơn, Thanh Chương, Vũ Quang, Hương Sơn và Hương Khê. Đây là dạng địa

25. 16
hình phức tạp, dạng đồi bát úp và đồi cao xen kẽ có các thung lũng thấp như khu
Bãi Tập - Quỳ Hợp, vùng sông Sào - Nghĩa Đàn, vùng trung tâm huyện Hương
Khê, Vũ Quang, vùng Sơn Hà của Hương Sơn cao độ biến đổi từ +20 đến
+200m. Dạng địa hình này bị chia cắt mạnh có thế dốc nhiều chiều do các sông
nhỏ tạo nên. Tổng diện tích mặt bằng dạng địa hình này chiếm khoảng 25-30%
diện tích.
c. Dạng địa hình vùng núi cao
Địa hình vùng núi cao chủ yếu tập trung ở phía Tây, Tây Bắc và Tây Nam lưu
vực. Chạy suốt từ Đồng Văn, Thông Thụ (Quế Phong) men theo biên giới Việt -
Lào đến tận Hương Liên (Hương Khê - Hà Tĩnh) các dãy núi liền đỉnh như dãy
Giăng Màn ở Hà Tĩnh và dãy núi biên giới từ Nậm Mô (Làng Nhãn) đến cửa
khẩu Cầu Treo (Hương Sơn). Dạng địa hình này có cao độ từ +12.000 
+15.000m như một bức tường thành ngăn giữa lưu vực sông Mê Kông và lưu
vực sông Cả. Các huyện miền núi cao thuộc lưu vực sông Cả là: Kỳ Sơn, Tương
Dương, Con Cuông, Quế Phong, Quỳ Châu và một phần đất đai của Quỳ Hợp,
Nghĩa Đàn, Như Xuân, Anh Sơn, Thanh Chương, Nam Đàn, Hương Khê, Vũ
Quang, dạng địa hình này có độ dốc lớn, thung lũng hẹp. Địa hình vùng núi cao
chiếm tới 60-70% diện tích lưu vực nhưng diện tích đất canh tác chỉ chiếm
1,52% tổng diện tích mặt bằng. Đây là vùng đất được xác định chủ yếu là vùng
lâm nghiệp phòng hộ đầu nguồn.
1.2.2. Đặc điểm thổ nhưỡng, địa chất
Kết quả điều tra thổ nhưỡng theo nguồn gốc phát sinh, có thể phân đất đai lưu
vực sông Cả thành 2 loại chính: Đất thuỷ thành và đất địa thành.

26. 17
Bảng 1. 2. Phân loại đất đai trên lưu vực sông Cả
Tên đất
Toàn lưu vực
Diện tích
(ha)
%
Tổng diện tích điều tra thổ nhưỡng 19.626.650
Trong đó diện tích các loại đất (đã trừ sông suối và núi đá) 1.747.309 100,00
1. Đất thuỷ thành 300.000 16,49
Trong đó nhóm phù sa dốc tụ 240.000 80,00
2. Đất địa thành 1.447.354 83,51
- Nhóm đất Feralit vàng vùng đồi (170200m) 423.861 27,9
- Nhóm Feralit vàng trên núi từ 170200m đến 8001000m 651.584 42,9
- Nhóm Feralit vàng trên núi từ 8001000m đến
1.7002000m
371.909 29,2
Nguồn: Theo số liệu điều tra thổ nhưỡng năm 1990
1.2.3. Đặc điểm địa chất
- Về kiến tạo: Toàn bộ lưu vực sông Cả nằm trong miền uốn nếp Bắc bộ và miền
uốn nếp Varixêt Đông dương ranh giới giữa hai miền uốn nếp là đới khâu sông
Mã. Những nghiên cứu mới nhất trong chuyên khảo “thành hệ địa chất và địa
động học Việt Nam 1993” do Nguyễn Xuân Tùng biên tập, xếp lưu vực sông Cả
nằm trong “lĩnh vực Bắc bộ - Dương Tử - KaTaZia” giữa đai vỏ lục địa Bắc
Trường Sơn tuổi Paleozoi. Thời kỳ trước Cambri đến Paleozoi sớm đến Paleozoi
muộn vùng sông Cả tồn tại chế độ đại dương vi lục địa, sườn châu lục địa, cận
lục địa. Chế độ rift và prerift tồn tại trong thời gian Paleozoi muộn đến Merozoi
muộn. Từ Merozoi muộn phát sinh các bồn trũng nhỏ mang tính orogen dọc theo
đứt gãy sông Cả lấp đầy bởi trầm tích lục nguyên vụn thô.
- Về địa tầng của lưu vực sông Cả: Địa tầng trên lưu vực sông Cả gồm các giới,
hệ tầng từ cổ đến trẻ bao gồm: Giới Protezoi, giới Paleozoi (PZ), giới Mezozoi
bao gồm các hệ tầng

27. 18
1.2.4. Đặc điểm sông ngòi
a. Dòng chính sông Cả
Bắt nguồn từ đỉnh núi Phulaileng thuộc tỉnh Hủa Phăm Cộng hoà Dân chủ Nhân
dân Lào, sông chảy theo hướng Tây bắc Đông Nam. Nhập vào đất Việt Nam tại
bản Keng Đu, dòng chính đi sát biên giới Việt Lào chừng 40km và đi vào Việt
Nam hoàn toàn tại chân của đỉnh núi cao 1.067m. Đến Bản Vẽ sông đổi dòng
chảy theo hướng Bắc Nam về đến Cửa Rào sông nhập với nhánh Nậm Mô và lại
chuyển dòng chảy theo hướng Tây Bắc- Đông Nam. Sông Cả tính đến cửa có
diện tích lưu vực là 27.200km2
. Phần diện tích sông Cả chảy trên đất Lào là
9.740km2
còn lại là nằm ở địa phận Việt Nam.
Tóm lại dòng chính sông Cả là nếp đứt gãy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam
của miền địa chất cũ, lòng sông sâu, ít bãi bồi trên sông. Đoạn hạ lưu sâu và
rộng đoạn trung lưu rộng nhưng lại nông. Phần thượng nguồn có nhiều ghềnh
thác hai bên mép sông là núi cao và đồi. Phía thượng nguồn có nhiều vị trí có
thể xây dựng được kho nước lợi dụng tổng hợp. Sông Cả không phân lưu có một
cửa thoát duy nhất.
b. Dòng nhánh
- Sông Hiếu
Sông Hiếu là một chi lưu phía Tả nhập vào sông Cả ở đoạn trung lưu tại Ngã ba
Cây Chanh. Sông Hiếu có diện tích lưu vực tính đến cửa sông là 5.340km2
với
chiều dài sông 314km bắt nguồn từ dãy núi Cao Phú Hoạt thuộc Quế Phong.
Sông chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam gần song song với dòng chính sông
Cả. Đến Nghĩa Đàn dòng chảy đổi hướng theo hướng Bắc Nam. Từ thị trấn Tân
Kỳ dòng chảy lại đổi hướng theo Đông Nam - Tây Bắc và nhập vào sông Cả tại
Ngã ba Cây Chanh. Sông Hiếu là con sông cấp nước quan trọng đối với các
huyện Quế Phong, Quỳ Châu, Quỳ Hợp, Nghĩa Đàn, Tân Kỳ. Nhưng mùa kiệt
trên sông Hiếu có khi chỉ còn 67m3
/s không đủ lượng nước cấp cho nhu cầu.

28. 19
Sông Hiếu có các chi lưu quan trọng như Nậm Quàng, Nậm Giải, Kẻ Cọc - Khe
Nhã, sông Chàng, sông Dinh, Khe Nghĩa, Khe Đá. Trong số các chi lưu có 2 chi
lưu lớn là sông Chàng và sông Dinh, hai sông này đều là sông miền núi cấp
nước quan trọng của sông Hiếu.
- Sông Nậm Mô
Sông Nậm Mô bắt nguồn từ vùng rừng núi của tỉnh Bôlikhăm Xay (Lào) chảy
vào Việt Nam tại Làng Nhãn thuộc huyện Kỳ Sơn. Ở phía Lào sông chảy theo
hướng Bắc Nam vòng quanh đỉnh Huổng Mang Ngai (2406m) và đổi dòng theo
hướng Đông Nam - Tây Bắc đến bản Suông Hang sông đổi theo hướng Tây Bắc -
Đông Nam và nhập lưu với dòng chính sông Cả tại Cửa Rào. Cũng có thể nói đây
là dòng chính sông Cả vì nó đổ vào sông trùng với hướng chảy của dòng chính.
Sông Nậm Mô có diện tích lưu vực 3.970km2
chiều dài sông 189km phần chảy
trên đất Việt Nam 89km.Từ thượng nguồn đến đoạn nhập lưu sông Nậm Mô có
rất nhiều vị trí có thể xây dựng được hồ chứa để phát điện và điều tiết nước cho
hạ du. Thượng nguồn sông Nậm Mô chảy qua các vùng núi đá cao có cao độ bình
quân trên 1.000m.
- Sông Giăng
Là một phụ lưu phía hữu sông Cả có cửa ra tại xã Thanh Luân cách đập Đô
Lương về phía hạ lưu chừng 20km. Sông Giăng bắt nguồn từ dãy núi Phu Long
1.330m phía Tây Nghệ An trên vùng núi Môn Sơn - Lục Giã. Sông Giăng có
diện tích lưu vực 1.05km2
nằm trong vùng mưa lớn nên lòng sông rộng, nông và
nhiều bãi bồi hướng chảy chính của sông Giăng là hướng song song với sông Cả
đến Thác Muối đổi theo hướng Tây Đông phần cửa ra nhập với sông Cả theo
hướng Bắc Nam. Sông Giăng là một chi lưu cung cấp nước quan trọng cho sông
Cả đoạn trung lưu đồng thời nó cũng là con sông có lượng lũ khá lớn gây ngập
lụt cho vùng trung lưu. Trận lũ 1978 ở sông Cả đạt tới mức lịch sử ở hạ du cũng
do một phần lượng lũ tập trung lớn của sông Giăng. Sông Giăng có tới 80% diện

29. 20
tích là đồi núi và núi cao. Trên sông Giăng có vị trí xây dựng được kho nước rất
thuận lợi.
- Sông La
Sông La là phụ lưu gần hạ du của sông Cả với 2 nhánh sông lớn sông Ngàn Phố,
Ngàn Sâu nhập lưu tại Linh Cảm. Từ Linh Cảm đến Chợ Tràng được gọi là
Sông La. Tổng diện tích lưu vực sông La 3.210km2
có hai nhánh quan trọng:
+ Sông Ngàn Phố: Bắt nguồn từ cửa khẩu Cầu Treo xã Sơn Kim, sông chảy theo
hướng gần như Tây- Đông cửa sông cùng hướng với cửa sông Cả. Diện tích lưu
vực sông Ngàn Phố tính đến cửa sông khoảng 1.350km2
trong đó tới 60% là
vùng đồi núi. Sông Ngàn Phố nằm trong vùng mưa lớn, tập trung của sông Cả
nên có rất nhiều nhánh sông suối nhỏ nhập lưu điển hình là Khe Tre, Khe Nẫm,
Khe Cò, Vực Rồng. Các nhánh nhỏ trên sông Ngàn Phố đã được sử dụng xây
dựng các hồ chứa phục vụ tưới và cấp nước. Sông Ngàn Phố là nguồn nước
quan trọng cấp cho các ngành kinh tế của huyện Hương Sơn nhưng cũng là tác
nhân gây thiệt hại cho nền kinh tế của huyện. Điển hình như trận lũ quét cuối
tháng 9/2002 làm 37 người chết hàng nghìn nóc nhà bị sập, đường 8 bị cắt đứt
không giao thông được gần 25 ngày, thiệt hại kinh tế lên tới trên 50 tỷ đồng.
+ Sông Ngàn Sâu: Bắt nguồn từ dãy núi Giăng Màn thuộc xã Hương Can chảy
theo hướng Tây Bắc-Đông Nam đến Chúc A sông đổi dòng theo hướng Đông
Nam - Tây Bắc trên dọc đường sông rất nhiều nhánh sông, suối nhỏ điển hình là
sông Tiêm, sông Ngàn Trươi. Lưu vực sông Ngàn Sâu phát triển lệch về phía
Tây. Sông Ngàn Sâu nhập vào sông La tại Linh Cảm. Tổng chiều dài dòng chính
sông là 102km với diện tích lưu vực 1.860km2
. Cũng như sông Ngàn Phố, sông
Ngàn Sâu cũng nằm ở trung tâm mưa lớn của sông La do vậy rất nhiều nhánh
suối nhỏ nhập lưu. So với sông Ngàn Phố, sông Ngàn Sâu có các thung lũng sông
rộng lớn điển hình như thung lũng hạ du sông Tiêm, hạ du Ngàn Trươi và thượng
Chúc A. Sông Ngàn Sâu là nguồn cung cấp nước chính cho các hoạt động kinh tế
của huyện Hương Khê đồng thời cũng là tác nhân gây thiệt hại trong mùa lũ cho

30. 21
huyện. Trên sông Ngàn Sâu có những vị trí thuận lợi làm kho nước lợi dụng tổng
hợp như Chúc A, Ngàn Trươi, sông Tiêm và hàng loạt các suối nhỏ khác.
c. Đánh giá chung về đặc trưng hình thái sông Cả
Sông Cả là con sông lớn thuộc vùng Bắc Trung Bộ có hình dạng lưu vực phát
triển lệch về phía Tây Bắc, diện tích lưu vực đa phần là miền núi và núi cao, hệ
thống sông Cả bao gồm nhiều sông nhánh hợp thành, có một cửa thoát duy nhất
vuông góc với bờ biển. Lưới sông phát triển đều trên các vùng địa hình rất thuận
lợi cho công tác phát triển tưới và cấp nước. Là một lưu vực sông rộng nằm trên
nhiều vùng mưa tiểu địa hình khác nhau lại đối mặt trực tiếp với hướng gió Lào
hàng năm, do vậy các loại hình thiên tai trên sông Cả rất đa dạng xảy ra thường
xuyên cả về không gian lẫn thời gian. Có những vùng rất khan hiếm nước trong
mùa kiệt, đồng thời có những vùng bị lũ thường xuyên. Đặc trưng hình thái lưu
vực sông Cả được thể hiện qua các chỉ tiêu đánh giá lưu vực sau:
Bảng 1. 3. Đặc trưng hình thái một số lưu vực sông
TT Lưu vực F (km2)
Lsông
(km)
Độ
cao
bq
(m)
Độ
dốc
bqlv
(‰)
Bbq
km/km2
Mật số
lưới sông
km/km2
Hệ số
không đối
xứng
Hệ số
hình
dạng
lưu vực
1 Sông Cả 27.200 531 294 1,83 89 0,60 -0,14 0,29
2 S.Nậm Mô 3.970 173 960 2,57 38,2 0,22 0,27
3 S.Giăng 1.050 77 492 1,72 15,8 -0,09 0,24
4 Sông Hiếu 5.340 228 303 1,30 32,5 0,71 0,02 0,20
5 Sông La 3.210 135 362 2,82 46,6 0,87 0,53 0,68
1.2.5. Đặc điểm khí tượng
a. Mạng lưới trạm khí tượng
Các trạm khí tượng trên lưu vực hầu hết được thành lập từ sau năm 1957 tới
nay. Trước năm 1957 cũng có một số trạm khí tượng hoặc đo mưa được thiết lập
những quan trắc không liên tục bị gián đoạn bởi chiến tranh.

31. 22
Tổng số trạm đo mưa trên lưu vực là 56 trạm trong đó có 10 trạm khí tượng đo
các yếu tố như mưa, nhiệt độ, độ ẩm, bốc hơi, gió, nắng, bức xạ v..v... đó là Quế
Phong, Quỳ Châu, Quỳ Hợp, Nghĩa Đàn, Tương Đương, Con Cuông, Đô
Lương, Vinh, Hương Khê, Kim Cương. Số năm tài liệu của các trạm này ít nhất
là 25 năm, nhiều nhất là 40 năm.
Một số trạm đo mưa có số liệu dài năm như Vinh từ 1906, Cửa Rào từ 1938, Đô
Lương từ 1935, Mường Xén từ 1931, Chu Lễ từ 1932, Linh Cảm từ 1933. Tuy
nhiên các trạm này có số liệu không liên tục bị gián đoạn bởi chiến tranh chỉ sau
năm 1954 tài liệu đo đạc mới được liên tục.
Một số trạm đo mưa chỉ hoạt động trong thời gian ngắn sau đó ngưng không đo
do điều kiện kinh phí. Tính tới nay trên lưu vực chỉ còn 23 trạm đo mưa, 12 trạm
đo khí hậu.
Các trạm này đều thuộc mạng lưới trạm khí tượng và đo mưa cơ bản thuộc Bộ
Tài nguyên và Môi trường quản lý.
Bảng 1. 4. Lưới trạm khí tượng và đo mưa trong và lân cận lưu vực sông Cả
TT Tên trạm
Tọa độ Cao
độ
Vị trí
Liệt tài liệu Viện
QHTL hiện có
Vĩ độ Kinh độ Xã, huyện Tỉnh Khí tượng Mưa
1 Vinh 105°42’ 18°40’ 6 Nghệ An
1930-1976,
1996-2015
1960-
2015
2 Đô Lương 105°17' 18°54' Nghệ An 1961-2015
1958-
2015
3 Quỳ Châu 105°07’ 19°34’ 87 Nghệ An 1962- 2015
1961-
2015
4 Tây Hiếu 105°24’ 19°19’ 72 Nghệ An
1961-1976,
1994-2015
1960-
2015
5 Quỳnh Lưu 105°38’ 19°10’ 3 Nghệ An 1961-2015
1960-
2015
6 Con Cuông 104°53' 19°03' 3 Nghệ An 1961-2015
1960-
2015
7 Quỳ Hợp 105°09’ 19°19’ 88 Nghệ An 1996-2015
1996-
2015
8 Kỳ Anh 106°17’ 18°05’ 3 Hà Tĩnh 2001-2015
1961-
2015

32. 23
TT Tên trạm
Tọa độ Cao
độ
Vị trí
Liệt tài liệu Viện
QHTL hiện có
Vĩ độ Kinh độ Xã, huyện Tỉnh Khí tượng Mưa
9 Hà Tĩnh 105°54’ 18°21’ 3 Hà Tĩnh
1959-1976,
1998-2015
1961-
2015
10
Hương
Khê
105°43’ 18°11’ 10 Hà Tĩnh 1961-2015
1961-
2015
11 Hương Sơn 105°16' 18°27 Hà Tĩnh
1961-1963,
1996-2015
1962-
2015
12 Cửa Rào 104°26' 19°17' 0 Hà Tĩnh
1961-1976,
1996-2015
1960-
2015
13 Cửa Hội 105°43' 18°45' Nghệ An
1960-
1989,
1996-
2015
14 Dừa 105°02 18°59 Nghệ An
1960-
2015
15 Hoà Duyệt 105°35' 18°22' Nghệ An
1960-
2015
16
Mường
Xén
104°07' 19°24' Nghệ An
1960-
2015
17 Nam Đàn 105°29' 18°42' Nghệ An
1960-
2015
18
Nông
trường 3/2
105°17' 19°22'
Minh Hợp,
Quỳ Hợp
Nghệ An
1961-
2015
19
Yên
Thượng
105°23' 18°41' Nghệ An
1968-
2015
20
Nghĩa
Khánh
105°20' 19°26'
Nghĩa
Khánh,
Nghĩa Đàn
Nghệ An
1973-
2015
21 Đông Hiếu 105°30' 19°18'
Đông Hiếu,
Nghĩa Đàn
Nghệ An
2001-
2015
22
Tương
Dương
104°25' 19°17' Nghệ An
2001-
2015
23
Nông
trường 1/5
105°30' 19°23'
Nghĩa
Bình,
Nghĩa Đàn
Nghệ An
1960-
2015
Ghi chú: Trạm Khí tượng đo các yếu tố: Nhiệt độ, độ ẩm, số giờ nắng, bốc hơi,
tốc độ gió.

33. 24
Mạng lưới các trạm khí tượng và đo mưa lưu vực sông Cả được trình bày trong
phần Phụ Lục.
b. Tình hình quan trắc khí tượng, chất lượng tài liệu quan trắc
* Các trạm khí hậu
Các trạm khí hậu được phân bố tương đối đều trên lưu vực, mỗi vùng đều có
trạm khí hậu đo các yếu tố nhiệt độ, độ ẩm, bốc hơi, gió, nắng, v.v... chất lượng
tài liệu tin cậy, các trạm này đều do Bộ Tài nguyên Môi trường thiết lập quản lý,
tài liệu tương đối dài có thể đưa vào tính toán đặc trưng khí hậu trong vùng.
* Các trạm đo mưa
Trong số 48 trạm đo mưa đã được thiết lập hiện nay chỉ còn 23 trạm đo mưa
hoạt động, còn lại các trạm đã giải thể. Các trạm quan trắc mưa chủ yếu được
tập trung ở vùng đồng bằng hoặc thị trấn, thị tứ nằm ở thung lũng sông. Vùng
núi cao rất ít trạm đo mưa, đặc biệt trạm đo mưa bằng máy tự ghi rất ít chỉ trừ
một số trạm đo khí hậu có máy đo mưa tự ghi. Liệt tài liệu đo mưa không đồng
bộ về thời gian quan trắc, trạm có tài liệu ít năm có số liệu từ 7  10 năm, trạm
có số liệu dài năm có tài liệu đo đạc 30  40 năm, nên tính cả liệt tài liệu đo từ
năm 1960 thì thời gian đo đạc tới 50  60 năm.
Những trạm đo mưa do Bộ Tài Nguyên Môi trường quản lý có chất lượng tài
liệu tốt, các trạm đo mưa chuyên dùng tại các nông trường hoặc ở vùng sâu,
vùng xa chất lượng tài liệu kém tin cậy hay bị gián đoạn. Số lượng trạm đo mưa
hiện có trên lưu vực đủ đảm bảo tài liệu cho việc tính toán các đặc trưng mưa
thiết kế, phục vụ cho tính toán nguồn nước trên lưu vực.

34. 25
Hình 1. 5. Bản đồ mạng lưới khí tượng và đo mưa lưu vực sông Cả
c. Đặc điểm khí tượng vùng nghiên cứu
* Chế độ khí hậu
Lưu vực sông Cả nằm trong miền khí hậu nhiệt đới gió mùa, trong năm chịu ảnh
hưởng của các hoàn lưu khí quyển sau:
- Khối không khí cực đới lục địa Châu Á. Khối không khí này biến tính mạnh
khi di chuyển từ Bắc về phía Nam bán cầu. Hoạt động của khối không khí này
từ tháng XI tới tháng III gây nên thời tiết lạnh và khô vào các tháng mùa đông
và có mưa phùn vào các tháng cuối mùa đông.
- Khối không khí xích đạo Thái Bình Dương với hướng gió Đông Nam hoạt
động mạnh từ tháng V tới tháng X và mạnh nhất vào tháng IX, X. Đặc điểm của
khối không khí này là nóng ẩm mưa nhiều, gây nên nhiều nhiễu động thời tiết
như bão, áp thấp nhiệt đới. Những nhiễu động thời tiết có thể đơn thuần là một
hình thế thời tiết gây mưa hoặc tổ hợp nhiều hình thế thời tiết như bão và áp

35. 26
thấp, áp thấp nhiệt đới kết hợp với không khí lạnh gây mưa lớn trên diện rộng
tạo nên lũ lụt nghiêm trọng trong vùng nghiên cứu.
- Khối không khí nhiệt đới Ấn Độ Dương với hướng gió Tây Nam hoạt động
mạnh vào các tháng V, VI, VII, VIII và mạnh nhất vào tháng VII. Khối không
khí này trước khi xâm nhập vào lưu vực phải vượt qua dãy Trường Sơn. Phần
lớn lượng ẩm đã bị mất đi do hiện tượng Fơn. Khi vào tới lưu vực, khối không
khí này trở nên nóng và khô, ít mưa thường gọi là gió Lào. Hàng năm ảnh
hưởng của những đợt gió Lào này từ 5 đến 7 đợt với tổng số ngày từ 35 đến 40
ngày, ảnh hưởng của gió Lào đã làm nhiệt độ không khí, nhiệt độ đất tăng rất
nhanh. Nhiệt độ không khí đạt tới 40  42º
C, nhiệt độ đất đạt tới 50  60°
C khi
có gió Lào thổi vào.
Nhân tố khí hậu kết hợp với yếu tố địa hình đã tạo nên sự phân hoá khí hậu giữa
các vùng khá sâu sắc. Phần phía Bắc và Tây Bắc của lưu vực mang đặc điểm
của vùng khí hậu chuyển tiếp từ Bắc Bắc Bộ và Trung Bộ. Với mùa mưa đến
sớm hơn ở phía Nam, lượng mưa tháng lớn nhất xảy ra vào tháng VIII và ba
tháng có lượng mưa lớn nhất là tháng VII, VIII, IX. Mùa lạnh nhiệt độ xuống
thấp nhất là vào tháng I. Về phía Nam của lưu vực ảnh hưởng của các hoàn lưu
phương Bắc yếu hơn, nhiệt độ tăng dần, mùa mưa đến chậm hơn và kết thúc
sớm. Lượng mưa tháng lớn nhất xảy ra vào tháng IX, ba tháng có lượng mưa lớn
nhất là VIII, IX, X. Những vùng được bao bọc bởi các dãy núi, ảnh hưởng của
gió mùa Đông Bắc và gió mùa Tây Nam ít hơn dần. Lượng mưa năm khá nhỏ
như vùng Mường Xén, Cửa Rào, Khe Bố có năm lượng mưa chỉ đạt từ 500 
700mm.
Những vùng có điều kiện địa hình thuận lợi cho việc đón gió (dạng phễu) đã tạo
nên những tâm mưa lớn trên lưu vực như vùng sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu, sông
Giăng với lượng mưa năm trung bình đạt 2.000  2.400mm.
Do sự lệch pha về chế độ mưa cho nên chế độ dòng chảy trên dòng chính ở
thượng nguồn và hạ du cũng không xuất hiện đồng nhất. Giữa sông nhánh và

36. 27
sông chính cũng khác nhau. Điều này cũng phần nào giảm mức độ căng thẳng
về lũ lụt ở hạ du sông Cả nhất là những trận lũ lớn.
* Phân vùng khí hậu
Do đặc điểm địa hình và ảnh hưởng các hoàn lưu gió mùa theo kinh vĩ độ nên
lưu vực sông Cả có thể phân thành các vùng khí hậu như sau:
- Vùng thượng nguồn sông Cả: Vùng này thuộc thượng nguồn sông Cả, lưu vực
sông Hiếu. Đây là vùng chịu ảnh hượng mạnh của hoạt động gió mùa Tây Nam
và gió mùa Đông Bắc. Mùa mưa trong vùng thường đến sớm hơn ở trung và hạ
lưu sông Cả 1 tháng. Vùng thượng nguồn dòng chính sông Cả có lượng mưa ít
hơn do địa hình núi cao bao bọc các hoàn lưu gió mùa mang hơi ẩm lớn xâm
nhập vào vùng yếu hơn. Gió mùa Tây Nam khi vượt Trường Sơn xâm nhập vào
vùng thường khô và nóng gây nên hiện tượng Fơn (gió Lào). Thời tiết mùa hè
nhất là từ tháng V-VII rất khô nóng, độ ẩm thấp, nhiệt độ cao nhất là ở các thung
lũng Mường Xén, Cửa Rào, Khe Bố.
- Vùng Trung và hạ du sông Cả: Vùng này có khí hậu tương đối ôn hòa hơn và
thường chịu tác động của mưa bão và áp thấp nhiệt đới v.v... Lượng mưa trong
vùng lớn thường xuất hiện ở những địa hình dạng phễu đón gió Đông Nam hoặc
Đông Bắc như thung lũng sông Giăng, vùng thung lũng sông Ngàn Sâu, Ngàn
Phố.
Mùa mưa ở vùng này thường chậm dần từ Bắc vào Nam vùng phía Nam của lưu
vực mùa mưa chậm hơn vùng phía Bắc 1 tháng.
d. Nhiệt độ
Mùa đông từ tháng XII tới tháng II và lạnh nhất là tháng I. Thời kỳ này lưu vực
ảnh hưởng chủ yếu của khối không khí cực đới lục địa Châu Á. Tuỳ theo sự ảnh
hưởng của khối không khí này tới các vùng trên lưu vực mà cho chế độ nhiệt về
mùa đông khác nhau. Vùng đồng bằng nhiệt độ trung bình cao hơn ở miền núi.
Nhiệt độ trung bình năm đạt 24,1°
C tại Vinh; 23,9°
C ở Cửa Rào; 24,0°
C ở Tây

37. 28
Hiếu. Nhiệt độ trung bình tháng I tại đồng bằng cao hơn ở vùng núi thượng
nguồn sông Hiếu. Nhưng ở vùng thung lũng Mường Xén, Cửa Rào nhiệt độ
tháng I, II lại cao hơn ở đồng bằng. Nguyên nhân chính là do vùng này được bao
bọc bởi các dãy núi cao làm hạn chế sự xâm nhập của gió mùa Đông Bắc, mùa
đông trở nên ấm hơn.
Bảng 1. 5. Nhiệt độ trung bình tháng, năm vùng nghiên cứu (Đơn vị:ºC)
Mùa nóng từ tháng V tới tháng VIII với nhiệt độ trung bình tháng đạt từ 27 
30°C. Tháng nóng nhất là tháng VII do hoạt động mạnh của gió Lào. Nhiệt độ
trung bình tháng VII đạt 29,7°C ở Vinh; 28,8°C ở Tây Hiếu; 27,9°C ở Cửa Rào.
Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối đạt 42,1°C tháng VI/1912 tại Vinh; 42,7°C tháng
V/1966 tại Cửa Rào; 43°C tháng 31/IV/2007 tại Tây Hiếu.
Do vị trí lưu vực nằm ở vĩ độ thấp hơn so với các lưu vực ở phía Bắc nên ảnh
hưởng của gió mùa Đông Bắc tới vùng này đã giảm bớt, ảnh hưởng của gió mùa
Tây Nam đến sớm hơn, mùa đông ở đây chấm dứt sớm hơn. Tổng nhiệt độ trung
bình tháng lạnh nhất cao hơn phía Bắc 10°C.
Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Con Cuông 17,5 18,8 21,3 25,0 27,6 28,8 28,7 27,8 26,6 24,3 21,4 18,3 23,8
Cửa Rào 17,7 19,5 22,3 25,6 27,6 28,2 27,9 27,4 26,4 24,2 21,3 18,5 23,9
Đô Lương 17,9 18,7 21,0 24,7 27,7 29,1 29,1 28,1 26,7 24,6 21,7 19,4 24,0
Hà Tĩnh 17,6 18,7 20,9 25,1 27,9 29,7 29,6 28,6 26,9 24,5 21,7 18,8 24,2
Hương Khê 17,3 22,4 21,3 25,0 27,7 29,1 29,1 27,9 26,3 23,9 20,8 18,4 24,1
Hương Sơn 17,7 19,0 31,9 25,1 28,0 29,6 29,3 28,3 26,8 24,5 22,0 18,5 25,1
Kỳ Anh 17,5 19,5 21,2 25,1 27,9 30,4 30,0 28,8 27,1 25,2 22,4 19,2 24,5
Quỳ Châu 17,1 18,7 21,4 24,7 27,1 28,0 28,0 27,3 26,2 23,8 20,8 17,7 23,4
Qùy Hợp 17,5 19,0 21,5 25,2 27,8 28,7 28,8 27,9 26,5 24,7 22,0 18,4 24,0
Quỳnh Lưu 17,5 18,3 20,4 23,9 27,4 29,2 29,2 28,3 27,0 24,7 21,7 18,7 23,8
Tây Hiếu 17,1 18,4 20,9 24,4 27,6 29,0 28,8 27,8 26,4 24,3 25,3 18,0 24,0
Vinh 17,5 18,3 20,6 24,3 28,0 29,7 29,7 28,8 27,0 24,7 22,0 18,7 24,1

38. 29
Nhiệt độ tối thấp đạt 4°C ở Vinh (tháng I/1914); -0,5°C ở Quỳ Châu (I/1974);
1,7°C ở Cửa Rào tháng I/1974.
e. Độ ẩm tương đối
Độ ẩm tương đối trung bình nhiều năm đạt 83,8% tại Vinh; 85,1% tại Tây Hiếu;
82,1% tại Cửa Rào. Cũng như sự biến đổi của nhiệt độ vùng Mường Xén, Cửa
Rào, Khe Bố là vùng ít mưa, ít chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc cũng như
các hình thế thời tiết gây mưa khác. Chỉ số khô hạn ở đây cao hơn ở các vùng
khác, độ ẩm nhỏ hơn ở các vùng khác của lưu vực. Độ ẩm trung bình đạt thấp
nhất vào tháng VII.
Bảng 1. 6. Độ ẩm tương đối trung bình tháng, năm vùng nghiên cứu (Đơn vị:
%)
Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Con Cuông 87,3 89,3 88,4 85,4 81,8 80,0 79,4 84,1 87,5 88,4 87,7 87,7 85,6
Cửa Rào 81,9 80,7 79,7 78,6 78,7 80,5 81,0 84,2 85,7 85,8 85,2 83,4 82,1
Đô Lương 86,9 88,3 88,6 86,7 81,9 78,6 78,4 83,2 86,4 86,0 85,2 84,9 84,6
Hà Tĩnh 88,4 90,1 89,9 85,6 79,2 73,7 73,6 79,0 85,1 86,9 87,3 87,5 83,8
Hương Khê 89,5 90,3 89,3 85,8 80,9 76,8 75,5 82,0 86,9 88,8 88,4 88,3 85,2
Hương Sơn 89,8 90,2 89,4 86,6 81,2 75,6 76,7 81,0 85,6 88,3 88,1 87,7 85,0
Kỳ Anh 90,9 91,6 90,7 86,5 79,2 71,0 71,3 76,8 85,1 87,3 87,4 87,4 83,8
Quỳ Châu 86,9 86,5 86,1 84,2 83,1 84,3 84,8 87,8 88,3 87,7 87,3 87,0 86,2
Qùy Hợp 84,9 85,8 85,6 82,7 80,7 78,9 80,5 85,5 87,0 85,9 84,0 84,0 83,8
Quỳnh Lưu 85,5 87,9 89,9 89,2 84,0 77,9 80,2 84,9 86,2 84,2 83,1 83,6 84,7
Tây Hiếu 87,3 87,9 87,6 85,2 81,6 80,0 80,9 85,7 87,2 86,9 85,6 85,3 85,1
Vinh 88,2 90,1 90,3 87,1 80,4 73,4 73,8 79,7 85,2 86,0 85,6 85,6 83,8
f. Bốc hơi (đo bằng ống Piche)
Lượng bốc hơi piche toàn vùng dao động từ 750  1080mm. Vùng ven biển do
tốc độ gió trung bình lớn hơn nên bốc hơi đạt cao hơn ở vùng núi. Bốc hơi piche
trung bình năm đạt 974mm tại Vinh, 890mm tại Cửa Rào, 813mm tại Tây Hiếu.
Lượng bốc hơi piche đạt cao nhất chủ yếu vào tháng VII đạt 174,8mm tại Vinh;

39. 30
104,8mm tại Cửa Rào và 109mm tại Tây Hiếu. Bốc hơi vào tháng II nhỏ nhất
đạt trung bình 33mm tại Vinh, 19,8mm tại Hà Tĩnh và 32,3mm tại Hương Khê.
Bảng 1. 7. Tổng lượng bốc hơi Piche trung bình tháng, năm vùng nghiên cứu
(Đơn vị: mm)
Trạm
Tháng
Năm
I II III IV V VI VII VIII I X X XI XII
Con cuông 41 41 51 73 98 107 113 78 56 48 46 44 797
Cửa Rào 58 64 82 96 105 94 92 74 59 56 55 56 890
Đô Lương 47 41 48 64 101 120 120 88 67 64 59 53 873
Hà Tĩnh 37 30 37 60 102 133 141 101 67 58 52 45 862
Hương Khê 36 34 47 71 110 136 157 103 61 51 45 40 892
Hương Sơn 37 35 46 65 109 155 168 111 65 50 45 39 927
Kỳ Anh 38 34 42 69 132 197 184 129 77 67 62 51 1080
Quỳ Châu 52 46 55 71 98 106 117 80 61 65 64 55 869
Qùy Hợp 40 40 50 73 94 102 95 61 49 49 48 42 742
Quỳnh Lưu 52 43 40 50 94 121 128 87 67 74 70 64 892
Tây Hiếu 45 41 49 73 103 107 109 70 55 57 53 49 813
Vinh 40 33 40 62 106 157 175 121 71 65 55 49 974
g. Bức xạ, nắng
Tổng số giờ nắng trung bình năm biến động từ 1146 giờ (Hương Khê) tới 1655
giờ tại Quỳnh Lưu. Vùng đồng bằng và trung du có tổng số giờ nắng cao, vùng
núi cao có số giờ nắng nhỏ hơn. Tháng V, VI, VII có số giờ nắng cao nhất do
hoạt động của gió Lào, khô nóng và ít mưa. Tháng XII, I, II không khí ẩm trời
nhiều mây nên số giờ nắng đạt thấp nhất trong năm.
Bảng 1. 8. Số giờ nắng trung bình tháng, năm vùng nghiên cứu (Đơn vị: h)
Trạm
Tháng
Năm
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Con cuông 83 67 109 134 191 172 188 160 153 134 113 102 1607
Cửa Rào 96 83 111 147 191 161 175 156 153 142 120 108 1643

40. 31
Trạm
Tháng
Năm
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Đô Lương 73 57 69 123 191 185 192 166 142 128 112 77 1514
Hà Tĩnh 61 56 68 135 212 217 215 195 142 118 95 54 1568
Hương Khê 50 43 62 109 155 160 153 137 95 77 69 36 1146
Hương Sơn 60 53 70 118 182 176 173 153 126 100 88 59 1358
Kỳ Anh 69 67 80 148 207 220 211 192 137 112 88 51 1579
Quỳ Châu 85 61 75 122 177 152 161 143 136 140 115 94 1463
Qùy Hợp 69 63 75 130 186 179 177 157 142 128 110 74 1491
Quỳnh Lưu 83 63 70 133 209 197 200 181 158 152 129 81 1655
Tây Hiếu 74 58 73 124 193 181 193 162 149 133 112 92 1545
Vinh 70 51 68 127 210 198 209 180 145 120 102 65 1547
h. Gió, bão
Về mùa đông hướng gió thịnh hành là gió mùa Đông Bắc, mùa hè là gió mùa
Tây Nam. Tốc độ gió trung bình trong các tháng mùa đông đạt 1,3  2,0m/s và
trong các tháng mùa hè là 1,5  3,0m/s. Vùng ven biển do ảnh hưởng mạnh của
gió mùa Đông Bắc và gió do bão gây ra. Tốc độ gió bão lớn nhất đạt 37m/s tại
Vinh ngày 18/VIII/1965.
Từ tháng IV tới tháng VII không khí ẩm Vịnh Bengal tràn sang khi vượt qua dãy
Trường Sơn tràn vào lưu vực, phần lớn lượng hơi ẩm đã mất đi khi tới lưu vực,
gió trở nên khô nóng. Những đợt gió này thường kéo dài từ 5  7 ngày, hàng
năm có từ 5 tới 7 đợt ảnh hưởng gió Tây khô nóng đã tạo nên một thời tiết khắc
nghiệt ở vùng nghiên cứu. Nhiệt độ không khí và nhiệt độ đất tăng lên vào tháng
VI, VII. Bốc hơi mạnh, tổn thất dòng chảy lớn, hoa màu cây cối bị mất hơi nước
mạnh trở nên khô, héo, tổn thất về của cải rất lớn. Hàng năm số ngày có gió Tây
khô nóng (gió Lào) có thể đạt từ 30  35 ngày.

41. 32
Bảng 1. 9. Tốc độ gió trung bình tháng, năm vùng nghiên cứu (Đơn vị: m/s)
Tên trạm
Tháng
Năm
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Con cuông 0,9 0,9 1,0 1,1 1,0 1,3 1,1 0,9 0,7 0,7 0,7 0,8 0,9
Cửa Rào 1,0 1,2 1,2 1,0 0,9 0,7 0,6 0,6 0,5 0,5 0,6 0,7 0,8
Đô Lương 1,2 1,2 1,2 1,3 1,3 1,4 1,3 1,2 1,2 1,3 1,1 1,2 1,2
Hà Tĩnh 1,5 1,4 1,4 1,4 1,6 1,5 1,5 1,4 1,6 2,5 2,4 1,7 1,6
Hương Khê 1,2 1,1 1,1 1,1 1,3 1,7 1,5 1,2 1,0 1,3 1,2 1,2 1,3
Hương Sơn 0,7 0,8 0,9 0,9 1,1 1,5 1,5 1,2 0,8 0,8 0,8 0,7 1,0
Kỳ Anh 2,1 1,8 1,7 1,8 2,1 2,3 2,2 2,1 1,9 2,2 2,4 2,4 2,2
Quỳ Châu 0,5 0,5 0,5 0,7 0,5 0,5 0,4 0,4 0,3 0,2 0,2 0,3 0,4
Qùy Hợp 0,6 0,5 0,7 0,8 0,7 0,7 0,7 0,5 0,4 0,4 0,4 0,5 0,6
Quỳnh Lưu 2,0 2,0 1,7 1,7 1,9 2,1 2,2 1,7 1,7 2,1 1,8 1,7 1,9
Tây Hiếu 0,8 0,8 0,9 0,9 0,9 1,0 0,9 0,7 0,8 1,0 0,8 0,7 0,9
Vinh 1,6 1,6 1,6 1,7 2,3 2,2 2,4 1,9 1,6 1,9 1,7 1,6 1,8
Vùng nằm sát ven biển trong hạ du sông Cả chịu ảnh hưởng mùa mưa bão
mạnh. Theo thống kê nhiều năm từ 1891  1990 số bão đổ bộ vào vùng Thanh
Nghệ Tĩnh là 87 cơn bão trong tổng số 469 cơn bão đổ bộ vào Việt Nam chiếm
tỉ trọng 18,6%. Thời kỳ bão đổ bộ vào vùng Thanh Nghệ Tĩnh từ 1961  1990
chiếm 19,4% và từ 1891 tới 1959 là 18%.
Bắt đầu từ tháng VII khi mà các nhiễu động về hình thế thời tiết gây mưa tăng
lên nhiều cơn bão đổ vào Bắc Bộ cũng gây nên mưa lớn ở thượng nguồn như
trận lũ tháng VII/1963, đặc biệt là vào tháng VIII/1973 ở Cửa Rào. Sang tháng
IX, X nhiều trận bão đổ bộ vào vùng nghiên cứu, có năm chỉ trong vòng 15 ngày
của tháng IX có 3 cơn bão liên tiếp đổ bộ vào hạ du sông Cả gây mưa lớn trên
diện rộng, gây lũ đặc biệt lớn ở hạ du như trận mưa bão tháng IX/1977 hoặc
tháng X/1988.
Mưa bão có cường độ rất lớn, trận mưa bão tháng IX/1978 lượng mưa 1 ngày
lớn nhất đạt 788mm ngày 27/IX/1978 tại Đô Lương, 684mm ngày 27/IX/1978

42. 33
tại Dừa, 779,6mm ngày 27/IX/1978 tại Thác Muối. Lượng mưa 3 ngày lớn nhất
từ 26  28/IX/1978 đạt 958mm tại Đô Lương, 809mm tại Dừa, 778 mm tại Hoà
Quân, 749mm tại Yên Thượng. Do mưa lớn ở hạ du mặc dù lũ ở thượng nguồn
sông Cả chỉ ở mức trên trung bình, cũng làm cho mực nước lũ ở hạ du tăng lên
rất nhanh và đạt mức nước lũ lịch sử ở hạ du sông Cả. Trận lũ do bão này gây ra
làm ngập lụt nghiêm trọng ở hạ du sông Cả.
Bão tan thành áp thấp nhiệt đới di chuyển lên phía Bắc gặp không khí lạnh tràn
về gây mưa lớn trên diện rộng trong vùng đây là hình thế thời tiết gây mưa lớn
trên diện rộng gây lũ lớn trên các triền sông ở hạ du tạo nên lũ rất lớn ở hạ du
sông Cả đó là lũ cuối tháng X/1988.
Dạng hình thế thời tiết gây mưa tạo nên lũ lớn ở hạ du sông Cả. Có thể tóm tắt
một số dạng như sau:
- Bão liên tiếp đổ bộ vào trong thời gian ngắn.
- Bão tan thành áp thấp nhiệt đới gây mưa lớn trên diện rộng.
- Áp thấp nhiệt đới di chuyển lên phía Bắc Tây Bắc gặp không khí lạnh tăng
cường gây mưa lớn trên diện rộng gây lũ lớn.
Những hình thế thời tiết hoặc xuất hiện độc lập hoặc tổ hợp nhiều hình thế thời
tiết gây mưa đã xuất hiện trên lưu vực, gây lũ lớn hoặc đặc biệt lớn ở hạ du sông
Cả. Hậu quả của nó là những trận lũ lụt nghiêm trọng vào tháng IX/1978,
X/1988, IX/1964 v.v...
1.2.6. Đặc điểm mưa
a. Các đặc trưng về mưa
Lượng mưa năm trung bình nhiều năm trên lưu vực sông Cả biến động khá
mạnh mẽ ở các vùng nó dao động từ 1.133  1.700mm ở vùng ít mưa như khu
vực Tương Dương, Mường Xén, Cửa Rào, hạ sông Hiếu và từ 1.800  2.500mm
ở vùng mưa vừa và lớn như ở thượng nguồn sông Hiếu 2.000  2.100mm, vùng

43. 34
sông Giăng, khu giữa từ Cửa Rào - Nghĩa Khánh tới Dừa, lượng mưa năm trung
bình từ 1.800  2.100mm. Vùng sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu lượng mưa năm
trung bình đạt 2.200  2.400mm. Vùng đồng bằng ven biển lượng mưa năm đạt
1.800  1.900mm. Trên lưu vực xuất hiện vùng tâm mưa lớn nhất như tâm mưa
thượng nguồn sông Hiếu, thượng nguồn sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu.
Vùng ít mưa xuất hiện ở những thung lũng kín, khuất gió như dọc theo thung
lũng Mường Xén - Cửa Rào, Cửa Rào - Khe Bố lượng mưa năm chỉ đạt từ 1.200
 1.300mm. Có năm tại Khe Bố lượng mưa năm chỉ đạt 511mm năm 1984, Cửa
Rào đạt 773 mm năm 1977.
Mùa mưa thay đổi theo từng vị trí của lưu vực. Vùng thượng nguồn sông Cả,
sông Hiếu mùa mưa từ tháng V và kết thúc vào tháng X. Lượng mưa tháng lớn
nhất vào tháng VIII, ba tháng có lượng mưa lớn nhất là tháng VII, VIII, IX.
Càng về trung, hạ du sông Cả mùa mưa dịch chuyển dần bắt đầu từ tháng VI và
kết thúc vào tháng X, XI. Tháng XI có lượng mưa lớn nhất là tháng VIII, IX, X.
Càng dần về phía Nam của lưu vực mùa mưa bắt đầu từ tháng VIII và kết thúc
tháng X như vùng sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu.
Tỷ trọng lượng mưa mùa mưa chiếm từ 80 - 87% còn lại là mùa ít mưa trên lưu
vực. Mùa mưa có xu hướng chậm dần từ Bắc vào Nam từ thượng nguồn về hạ
du. Trong mùa mưa thường xuất hiện 2 đỉnh cực trị. Vào tháng IX và tháng V
hoặc tháng VI ... Tháng V, VI do hoạt động mạnh gió mùa Tây Nam và gió Tín
Phong Bắc bán cầu. Sự hội tụ giữa hai luồng gió này gây nên mưa tiểu mãn vào
tháng V, VI gây lũ tiểu mãn trong mùa mưa. Tổng lượng mưa hai tháng này có
vùng chiếm tới 20% lượng mưa năm ở các trạm thượng nguồn sông Cả, sông
Hiếu, Ngàn Phố, Ngàn Sâu. Trận lũ tiểu mãn lớn như tháng V/1943, tháng
V/1989. Đặc biệt là trận mưa tháng V/1989 gây lũ lịch sử trên sông Ngàn Phố.
Lượng mưa 1 ngày max đạt 483mm ngày 26/V/1989 tại Kim Cương, 296mm
ngày 26/V/1989 tại Hoà Duyệt.

44. 35
Do hoạt động của gió mùa Tây Nam gây nên thời tiết khô nóng do hiện tượng
Fơn mà vào đầu mùa hạ lượng mưa đạt cực đại vào tháng V, VI và cực tiểu phụ
vào tháng VII. Khi gió Lào hoạt động mạnh trên lưu vực lượng mưa tháng VII
giảm nhỏ chỉ đạt 5  10% lượng mưa năm.
Sang tháng VIII, IX, X dải hội tụ nhiệt đới dịch chuyển dần về phía Nam kết
hợp với các loại hình thế thời tiết gây mưa lớn như áp thấp nhiệt đới, bão đã tạo
ra những trận mưa lớn kéo dài từ 3  10 ngày gây lũ lớn trên các triền sông.
Lượng mưa hai tháng IX, X đạt tới 40% lượng mưa năm. Lượng mưa tháng IX,
X phân bố không đều trên lưu vực. Vùng đồng bằng chịu ảnh hưởng của mưa do
bão gây ra, lượng mưa hai tháng đạt 1.000  1.100mm. Càng về phía thượng lưu
dòng chính lượng mưa hai tháng giảm dần do ảnh hưởng ít của bão chỉ đạt 500 
800mm.
Lượng mưa cực tiểu tháng II vùng Mường Xén, Cửa Rào, thượng nguồn sông
Hiếu chỉ đạt từ 6  12mm vào tháng này. Các tháng khác đạt từ 6  12mm,
lượng mưa tháng II chỉ chiếm 1  2% lượng mưa năm. Tổng lượng mưa 5 tháng
mùa khô từ tháng XII tới tháng IV chỉ chiếm 10  20% lượng mưa năm.
Biến động lượng mưa theo thời gian khá mạnh mẽ. Lượng mưa năm lớn nhất đạt
3.520mm năm 1989 tại Vinh, 3.670mm năm 1989 tại Hoà Duyệt, 3.470mm năm
1978 tại Đô Lương và từ 2.500  2.700mm tại các vùng thượng sông Cả, sông
Hiếu. Lượng mưa năm nhỏ nhất biến động tuỳ theo các vùng, vùng ít mưa như
Khe Bố, Mường Xén, Cửa Rào có năm lượng mưa chỉ đạt 500  700mm. Vùng
mưa nhiều năm ít mưa nhất đạt từ 1.200  1.500mm.
Hệ số biến sai Cv mưa năm dao động từ 0,25  0,35.

45. 36
Hình 1. 6. Bản đồ đẳng trị tổng lượng mưa năm LVS Cả
Bảng 1. 10. Lượng mưa tháng năm trung bình nhiều năm (Đơn vị: mm)
T
T
Tên Trạm Liệt tài liệu
Tháng
Năm
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
1 Chợ Tràng 1996-2015 39 35 47 60 148 96 106 257 451 467 144 55 1904
2 Con Cuông 1960-2015 34 34 51 85 178 153 171 270 354 284 77 31 1722
3 Cửa Hội
1960-1989,
1996-2015
55 44 50 61 122 113 100 247 503 440 146 65 1946
4 Đại Lộc 1958-2015 33 27 40 58 130 116 104 193 487 520 176 58 1942
5 Đô Lương 1958-2015 31 31 44 80 160 142 152 260 400 356 100 36 1792
6 Đông Hiếu 2001-2015 23 25 42 54 129 173 192 295 394 288 71 32 1719
7 Dừa 1960-2015 29 35 50 83 179 144 158 264 383 312 92 33 1761
8 Hoà Duyệt 1960-2015 62 50 61 81 202 136 140 281 500 559 207 94 2373
9 Mường Xén 1960-2015 7 7 27 72 153 153 148 230 202 108 20 6 1133
10 Nam Đàn 1960-2015 26 27 39 64 136 131 119 235 422 414 115 41 1768
11 Nghĩa Khánh 1973-2015 24 25 33 68 129 145 159 252 324 266 66 23 1515
12 NT 1/5 1960-2015 19 21 31 55 115 150 136 229 297 244 65 22 1385
13 NT 3/2 1961-2015 18 22 33 65 167 186 163 233 339 231 55 16 1526

46. 37
T
T
Tên Trạm Liệt tài liệu
Tháng
Năm
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
14 Quỳ Châu 1961-2015 16 14 29 83 219 211 202 290 321 218 53 19 1675
15 Quỳ Hợp 1996-2015 18 18 48 70 219 184 176 274 303 199 45 22 1575
16 Quỳnh Lưu 1960-2015 17 22 31 55 104 138 126 241 405 334 86 32 1589
17 Tây Hiếu 1960-2015 21 21 32 65 149 169 179 272 346 273 60 21 1606
18
Tương
Dương
2001-2015 17 16 37 72 152 160 196 262 268 130 31 10 1349
19 Vinh 1960-2015 51 40 50 62 145 111 116 234 485 507 161 71 2032
20 Yên Thượng 1968-2015 36 34 46 78 163 131 132 250 444 425 122 50 1912
21 Bàu Nước
1963-1985,
1992-2015
149 90 62 69 118 96 84 200 532 739 376 220 2735
22 Cẩm Nhượng 1960-2015 140 81 64 62 131 107 99 208 525 738 379 227 2761
23 Cẩm Xuyên 1970-2015 104 73 69 64 139 105 95 234 520 778 325 171 2677
24 Chu Lễ 1960-2015 47 41 57 90 198 134 139 276 468 567 203 66 2286
25 Cửa Rào 1960-2015 11 14 35 78 154 160 160 236 238 147 34 11 1278
26 Hà Tĩnh 1961-2015 100 61 62 77 158 146 105 235 522 719 313 160 2657
27 Hương Khê 1961-2015 41 45 62 93 210 160 156 288 466 574 192 74 2361
28
Kim Cương
(Hương Sơn)
1962-2015 54 49 64 100 209 141 146 245 457 463 179 75 2183
29 Kỳ Anh 1961-2015 113 69 63 64 149 119 98 236 561 739 396 204 2812
30 Linh Cảm 1958-2015 37 30 47 65 154 121 124 236 454 461 146 54 1930
31 Sơn Diệm 1960-2015 52 52 67 94 205 139 144 261 439 418 151 65 2087
32 Thạch Đồng 1979-2015 87 53 55 70 143 131 87 221 457 706 238 153 2400
1.2.7. Tình hình hạn hán khí tượng
Hạn hán khí tượng thường gắn liền với hiện tượng lượng mưa thông thường
trong khu vực giảm đáng kể, được thể hiện qua nhiệt độ (thường so sánh với
nhiệt độ trung bình hoặc nhiệt độ bình thường) và thời gian khô hạn. Hàng năm
hạn hán xảy ra ở vùng này hay vùng khác với mức độ và thời gian khác nhau,
gây ra những thiệt hại to lớn đối với kinh tế.
Trong những năm gần đây, tình hình hạn hán tại hạ lưu sông Cả diễn ra gay gắt.
Lượng mưa mùa khô liên tục giảm mạnh, năm sau thấp hơn năm trước. Cùng
với tác động của gió Lào nên hạn hán tại vùng này càng khốc liệt hơn. Theo
thống kê , trong giai đoạn từ năm 1960 trở về đây số năm bị hán hán là 36 năm

47. 38
chiếm 75%, với các mức độ hạn khác nhau (hạn vụ Đông xuân 13 năm, vụ màu
11 năm, vụ Hè thu 12 năm). Trong khoảng 15 năm gần đây, tình hình hạn hán
xảy ra thường xuyên hơn, nghiêm trọng hơn trong đó có thể thống kê những đợt
hạn hán nặng như hạn năm 1983, 1987, 1988, 1990, 1992, 1993, 1998, 2003,
2004, 2010 và đặc biệt hạn rất nghiêm trọng vào năm 1993, 1998 và năm 2010.
Những nguyên nhân chính gây hạn hán năm:
- Mùa lũ kết thúc sớm hơn so với mọi năm, lượng mưa mùa mưa năm trước
cũng ít hơn lượng mưa trung bình nhiều năm 10÷30%.
- Mực nước và dòng chảy trên các sông suối thiếu hụt so với trung bình nhiều
năm từ 20÷60%, nhiều sông suối nhỏ bị cạn kiệt. Mực nước ngầm xuống rất
thấp hơn so với từ 2÷3m.
- Lòng hồ trên địa bàn bị bồi lắng, dung tích không đảm bảo dung tích thiết kế.
Nhiều hồ chứa vận hành còn thiếu khoa học. Các trạm bơm được trang bị lâu
ngày, hiệu suất sử dụng không cao.
Theo đánh giá của Viện Quy hoạch Thủy lợi (2018), sự thay đổi của chỉ số khô
hạn trên lưu vực sông Cả như sau:
+ Hạn tháng
Số tháng hạn trung bình năm trong vùng là 5,7. Tuy nhiên tại trạm Bảo Lộc số
tháng hạn chỉ là 4,1 do tại Hà Tĩnh lượng mưa tương đối lớn hơn so với các
vùng khác. Tại Quỳnh Lưu có số tháng hạn cao nhất (6,9). Độ lệch chuẩn
khoảng 1÷1,4; biến suất khoảng 16 ÷ 34% và năm nào cũng có tháng hạn. Hạn
tương đối nhiều trong giai đoạn 2011-2015, kế tiếp đến là thập kỷ 2001-2010.
Tại các lưu vực sông Cả, thời kỳ hạn hạn tập trung vào khoảng tháng XII đến
tháng IV năm sau, nhiều nhất tập trung vào tháng I và II.
Nhìn chung, hạn hán có xu thế tăng lên nhưng với mức độ khác nhau giữa các
cùng và các trạm trong từng vùng khí hậu.

48. 39
+ Hạn mùa
Các mùa được xem xét là các thời kỳ 3 tháng liên tiếp của mùa khô và 2 tháng
liên tiếp của mùa mưa, cụ thể là XI-I, XII-II, I-III, III-V, VI-VII, VII-VIII.
Trong vùng, hạn thường tập trung vào khoản từ tháng XI đến tháng IV năm sau,
tập trung nhiều từ tháng XII đến tháng II năm sau.

50. 41
CHƯƠNG 2: CÔNG CỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Cách tiếp cận nghiên cứu
Hạn hán là một hiện tượng tự nhiên không thể tránh khỏi và có tần suất lặp lại
(D.A. Wilhite [2]). Đánh giá hạn hán thường dựa vào các đặc trưng về thời gian,
mức độ, sự lan rộng trong không gian và tác động của hạn hán đến kinh tế xã
hội. Donald A. Wilhite & Michael H. Glantz [26] đã phân hạn hán thành bốn
loại là: hạn khí tượng; hạn thủy văn; hạn nông nghiệp và hạn kinh tế xã hội. Hạn
khí tượng thường xuất hiện đầu tiên và là nguyên nhân chính gây ra các loại hạn
tiếp theo. Do đó, đánh giá và cảnh báo được hạn khí tượng sẽ có tác dụng với
các nhà quản lý trong việc phòng chống, giảm nhẹ hạn hán. Một mặt lợi thế
khác của hạn khí tượng là các chỉ số của loại hạn này thường yêu cầu ít số liệu
đầu vào như mưa hoặc nhiệt độ, do đó hạn khí tượng có thể được ứng dụng ở
nhiều vùng khác nhau trên thế giới. Việc phân tích đặc trưng theo không gian và
thời gian của hạn khí tượng cũng như phân tích các nhân tố gây ra hạn hán có
một ý nghĩa hết sức quan trọng trong việc khai thác và quản lý tài nguyên nước
cũng như trong dự báo, phòng chống, giảm nhẹ thiệt hại do hạn hán gây ra.
Chính vì thế, trong luận văn này tác giả sẽ lựa chọn hạn khí tượng là đối tượng
để nghiên cứu.
Trong việc xác định, nhận dạng, giám sát và cảnh báo hạn hán, các tác giả
thường sử dụng công cụ chính là các chỉ số hạn hán. Việc theo dõi sự biến động
của giá trị các chỉ số hạn hán sẽ giúp ta xác định được sự khởi đầu, thời gian kéo
dài cũng như cường độ hạn. Chỉ số hạn hán là hàm của các biến đơn như lượng
mưa, nhiệt độ, bốc thoát hơi, dòng chảy... hoặc là tổng hợp của các biến. Mỗi chỉ
số đều có ưu điểm nhược điểm khác nhau, và mỗi nước đều sử dụng các chỉ số
phù hợp với điều kiện của nước mình. Việc xác định hạn hán bằng các chỉ số
hạn không chỉ áp dụng với bộ số liệu quan trắc mà còn áp dụng với bộ số liệu là
sản phẩm của mô hình khí hậu khu vực và mô hình khí hậu toàn cầu [3].

51. 42
Các nghiên cứu ở Việt Nam về cảnh báo sớm hạn khí tượng thì đã sử dụng một
số chỉ số hạn khí tượng phổ biến như: Đào Xuân Học [22] đã sử dụng chỉ số khô
hạn Sazonop để khảo sát, đánh giá và dự báo hạn khí tượng cho các tỉnh DHMT;
Nguyễn Quang Kim [23] đã lập trình phần mềm dự báo hạn khí tượng bằng chỉ
số SPI; Nguyễn Văn Thắng [16] cũng sử dụng chỉ số SPI dự báo hạn cho 7 vùng
khí hậu ở Việt Nam; Nguyễn Lương Bằng [27] đã sử dụng 2 chỉ số SPI và SPEI
để dự báo hạn khí tượng cho tỉnh Khánh Hòa.
Các thành phần khác nhau trong chu trình tuần hoàn nước có mức độ phản ứng
về thời gian khác nhau đối với lượng tích lũy mưa. Ví dụ, nước mặt có thời gian
phản ứng nhanh hơn với sự thiếu hụt lượng mưa trong khi nước dưới đất phản
ứng chậm hơn. T. B. McKee, và cộng sự [28] đã diễn giải được đặc tính của hạn
hán bằng việc phát triển chỉ số chuẩn hóa lượng mưa SPI. SPI có thể được tính
toán được nhiều thời đoạn khác nhau bằng việc chuyển hóa liệt số liệu mưa
thành hàm tiêu chuẩn hóa. Với đặc tính thứ hai, SPI có thể so sánh được hạn hán
ở các vùng có điều kiện thời tiết khác nhau. Tuy nhiên, SPI cũng tồn tại một số
hạn chế. Ví dụ, SPI cần phải có liệt thời gian dài để đảm bảo độ chính xác trong
tính toán. WMO [29] đề nghị ít nhất 30 năm dữ liệu. Ngoài ra, chỉ số SPI giả
thiết rằng nguyên nhân của hạn khí tượng là do mưa gây ra chủ yếu còn các yếu
tố khí tượng khác không ảnh hưởng hoặc ảnh hưởng không đáng kể (ví dụ: nhiệt
độ, bốc hơi).
Chỉ số SPI đã được Tổ chức Khí tượng Thế giới WMO [10] đề xuất là chỉ số
thông dụng nhất để đánh giá và dự báo hạn hán, chỉ số này đã được nghiên cứu
và ứng dụng ở Việt Nam để đánh giá và cảnh báo. Các kết quả nghiên cứu cho
thấy chỉ số SPI là phù hợp với Việt Nam.
Vì thế, để đánh giá tình hình hạn hán trong vùng nghiên cứu. Trong luận văn
này sẽ sử dụng chỉ số SPI để đánh giá sự thiếu hụt lượng mưa (hạn khí tượng)
xảy ra tại các thời điểm trong năm theo các giai đoạn 3 tháng và 6 tháng, trong
đó lượng mưa theo các thời đoạn tương ứng là yếu tố đầu vào... Số lượng và

52. 43
chất lượng của tài liệu mưa có tác động lớn đến chất lượng tính toán của các mô
hình toán nêu trên.
Hiện nay trên lưu vực sông Cả hiện nay chỉ có 23 trạm đo mưa hoạt động, đạt
được mật độ lưới trạm là 778km2
/trạm, trong khi đó theo tiêu chuẩn của WMO
thì yêu cầu tối thiểu là 575km2
/trạm. Các trạm quan trắc mưa chủ yếu được tập
trung ở vùng đồng bằng hoặc thị trấn, thị tứ nằm ở thung lũng sông. Vùng núi
cao rất ít trạm đo mưa, đặc biệt trạm đo mưa bằng máy tự ghi rất ít chỉ trừ một
số trạm đo khí hậu có máy đo mưa tự ghi.
Về chuỗi số liệu đo, dữ liệu từ các trạm đo mưa do Bộ Tài Nguyên Môi trường
quản lý có chất lượng tài liệu tốt, các trạm đo mưa chuyên dùng tại các nông
trường hoặc ở vùng sâu, vùng xa chất lượng tài liệu kém tin cậy hay bị gián
đoạn. (Viện Quy hoạch Thủy lợi, 2012).
Như vậy, tài liệu đo mưa trên lưu vực sông Cả có những khoảng trống khá lớn
theo cả không gian và thời gian. Để khắc phục vấn đề này, luận văn sử dụng kết
hợp mưa vệ tinh để bù vào những lỗ hổng số liệu trên và tính toán chỉ số SPI
trên lưu vực, sử dụng công nghệ GIS tạo bản đồ phân bố sự thiết hụt nguồn
nước (hạn khí tượng) cho toàn vùng với các lượng mưa đến trên lưu vực khác
nhau. Cũng từ kết quả tính toán sẽ xác định được diện tích bị hạn tại từng địa
phương với cấp độ hạn khác nhau và qua đó có cơ sở để đề xuất các giải pháp
thích ứng phù hợp.
2.2. Thu thập, phân tích số liệu mưa thực đo
2.2.1. Xác định mạng lưới trạm
Lựa chọn các trạm đo trong số 23 trạm mưa còn hoạt động trong vùng nghiên
cứu để tính toán chỉ số thiếu hụt nguồn nước dựa trên các tiêu chí sau:
- Có chuỗi số liệu đủ dài, liên tục. Với yêu cẩu tính toán chỉ số chuẩn hóa lượng
mưa SPI (Standardlized Precipitation Index) có chuỗi số liệu tối thiểu 30 năm để
đảm bảo độ tin cậy.

53. 44
- Có tính đại diện cho mỗi khu vực trong vùng nghiên cứu (vùng núi, vùng đồng
bằng và vùng ven biển)
- Có sự phân bố phù hợp để phục vụ cho việc nội suy, xây dựng bản đồ thể hiện
mức độ thiếu hụt nguồn nước trên toàn lưu vực.
Dựa trên các tiêu chí trên, lựa chọn được 9 trạm đo khí tượng như sau:
Bảng 2. 1. Khoảng trống số liệu mưa tại các trạm trên lưu vực sông Cả
TT Tên trạm
Tọa độ Liệt tài liệu
Vĩ độ
Kinh
độ
Thực đo
Khoảng trống số liệu (1986-
2015)
1 Quỳ Châu 105°07’ 19°34’ 1961-2015 Năm 1995, năm 2011
2
Tây Hiếu (Tương
Dương)
105°24’ 19°19’ 1960-2015 Tháng 4,10,11, 12/1987, 7/1988
3 Quỳnh Lưu 105°38’ 19°10’ 1960-2015
Tháng 6/1987, 10,11/1988,
8,9/1995, năm 2011, 2012,
2013
4 Con Cuông 104°53' 19°03' 1960-2015 Tháng 6, tháng 12 năm 1995
5 Quỳ Hợp 105°09’ 19°19’ 1996-2015 Các năm từ 1986 đến 1995
6 Kỳ Anh 106°17’ 18°05’ 1961-2015 Các năm từ 1986 đến 2000
7 Hà Tĩnh 105°54’ 18°21’ 1961-2015
Các năm 1986, 1987, 1988,
1989, 1990, 1996, 1997,
8
Kim Cương
(Hương Sơn)
105°16' 18°27 1962-2015 Các năm từ 1986 đến 2000
9
Cửa Rào (Hương
Khê)
104°26' 19°17' 1960-2015
Các năm 1986, 1987, 1988,
1989, 1990, 1996, 1997, 1998,
19999
Mạng lưới các trạm được lựa chọn được thể hiện trong Hình 2.1

54. 45
Hình 2. 1. Các trạm mưa được lựa chọn
2.2.2. Xác định chuỗi số liệu mưa thực đo
Số liệu mưa thực đo được thu thập, phân tích cho 9 trạm đã được lựa chọn ở
trên. Trong đó một số trạm có số liệu không liên tục (Bảng 2.1), nguyên nhân do
số liệu ghi chép, thống kê không đầy đủ. Đối với các số liệu còn thiếu này sẽ
được xem xét, bổ sung từ mưa vệ tinh được trình bày trong Mục 2.3. dưới đây.
Hình 2. 2. Số liệu mưa thực đo (trạm Quỳ Hợp)

55. 46
2.3. Lựa chọn, thu thập và xử lý mưa vệ tinh
a. Lựa chọn
CHIRPS (Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Station) là dữ liệu
lượng mưa toàn cầu gần 30 năm của Cục Khảo sát địa chất Hoa Kỳ (USGS) và
nhóm hiểm họa khí hậu (CHG). CHIRPS kết hợp hình ảnh vệ tinh có độ phân
giải 0.05 ° với dữ liệu trạm tại chỗ để tạo ra chuỗi thời gian mưa theo dạng lưới
để phân tích và theo dõi hạn hán theo mùa.
b. Thu thập số liệu
Căn cứ vào các tiêu chí tính toán chỉ số thiếu hụt nguồn nước ở mục 2.1. và các
số liệu còn thiếu của các trạm khí tượng được lựa chọn, dữ liệu mưa CHIRPS
được thu thập cho lưu vực sông Cả với chuỗi thời gian từ năm 1986 đến năm
2015.
c. Xử lý mưa vệ tinh CHIRPS
Số liệu ban đầu:
1. Ảnh mưa vệ tinh CHIRPS (30 năm từ 1986 đến 2015).
2. Shapefile lưu vực sông Cả.
3. Shapefile vị trí 9 trạm mưa.
4. Số liệu thực đo 9 trạm mưa.
Trích giá trị mưa từ ảnh CHIRPS:
- Add data: ảnh CHIRPS từng tháng, shapefile lưu vực sông Cả, shapefile 9 trạm
mưa vào phần mềm ArcGIS.
- Trích dữ liệu mưa từ vị trí 9 trạm mưa:
+ Dùng lệnh “Extract by mask”, để trích ra giá trị mưa CHIRPS tại vị trí 9 trạm
mưa.

56. 47
+ Open Attribute Table của file vừa tạo được ở bước trên.
+ Export ra file *.txt;

57. 48
Hình 2. 3. Trích dẫn giá trị mưa CHIRPS tại 9 trạm đo mưa
+ Mở file *.txt bằng Excel, copy giá trị mưa từ ảnh CHIRPS.
- Làm tương tự cho các tháng còn lại.
Hình 2.4. Số liệu mưa CHIRPS lưu vực sông Cả và lân cận tháng 9/1995

58. 49
So sánh số liệu mưa CHIRPS với mưa thực đo
Hình 2.5. So sánh số liệu mưa CHIRPS và mưa thực đo trạm Quỳ Hợp
Hình 2.6. So sánh số liệu mưa CHIRPS và mưa thực đo trạm Hà Tĩnh