Bài giảng Thủy văn môi trường - Chương 1: Mở đầu - Nguyễn Thị Bảy

Nội dung text: Bài giảng Thủy văn môi trường - Chương 1: Mở đầu - Nguyễn Thị Bảy

1. Chương 1: MỞ ĐẦU 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SÔNG NGÒI VÀ NỀN KINH TẾ QUỐC DÂN. Trên trái đất, nước là loại vật chất phong phú nhất, là thành phần cấu tạo chính của mọi vật thể sống, là lực lượng chủ lực không ngừng làm thay đổi hình thể bề mặt trái đất. Nước giữ vai trò then chốt trong việc điều hòa nhiệt độ quả đất, bảo đảm cho sự sinh tồn của nhân loại. Sông ngòi và nền kinh tế Quốc dân liên hệ với nhau rất chặt chẽ. Muốn sống và tồn tại, con người cần có nước. Người ta có thể nhịn đói được, nhưng không thể nhịn khát. Trong điều kiện phát triển kinh tế hiện nay, mọi hoạt động của con người đều liên quan đến việc khai thác và sử dụng nguồn nước. Nước để phục vụ ruộng đồng, phục vụ sinh hoạt hàng ngày, nước làm lạnh nồi hơi, máy móc, nước phục vụ giao thông vận tải, quốc phòng, năng lượng nước làm ra điện, Theo số liệu sơ bộ, nước ta có trên 1000 sông, suối với trữ năng tiềm tàng khoảng 260-280 tỷ KW/h. Trong đó, sông Đà, sông Lô, sông Đồng Nai có nguồn năng lượng rất lớn. Nhiều nhà máy thủy điện lớn ở nước ta được xây dựng: Hoà Bình, Trị An, Thác Bà, Đa Nhim, và nhiều nhà máy khác đang xây dựng. Bên cạnh đó, tác hại mà sông ngòi đem đến cho chúng ta không ít. Lũ lụt đã đem lại cho chúng ta bao nhiêu chết chóc đau thương. Dòng chảy trong những đoạn sông quanh co đã lôi cuốn đi hàng vạn mét đất, làm sụp lỡ bờ, nhà của, con người tiêu tan. Lợi và hại là hai mặt trái phải của dòng sông. Chúng ta cần nghiên cứu kỹ lưỡng để lợi dụng và chinh phục nó, bắt nó phải phục vụ cho cuộc sống của con người.
2. thấm vào lòng đất thành dòng nước ngầm, chảy vào các lòng sông thành dòng chảy mặt. Phần lớn lượng nước được các lớp thảm thực vật giữ lại, , và một phần dòng chảy mặt sẽ quay lại bầu khí quyển qua con đường bốc hơi, phần còn lại đổ ra biển, và cũng sẽ bốc hơi. Dòng chảy ngầm sẽ ở sâu trong lòng đất, đến tầng không thấm, và sẽ xuất lộ thiên ra các dòng suối chảy dần vào sông, cuối cùng cũng bốc hơi hoặc đổ ra biển. Hơi ẩm chuyền vào Mưa rơi Mưa trên mặt đất mặt đất xuống đại dương Bốc hơi từ mặt đất Dòng chảy mặt Mặt đất Bốc hơi từ đại Dòng chảy mặt dương Tầng thấm Dòng chảy ngầm Tầng không thấm Biển H. 1.1 Tuần hoàn Thủy văn Theo thống kê của Ven Techow, nếu tổng lượng nước trên trái đất là 100%, thì 96,5% là nước đại dương, 1,7% là băng ở hai cực, 1,7% là nước ngầm, chỉ có 0,1% là nước mặt và hơi nước trong không khí 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CÁC HIỆN TƯỢNG THỦY VĂN 1. Phương pháp “Phân tích nguyên nhân hình thành” Hiện tượng thủy văn là kết quả của nhiều nguyên nhân khác. Dòng chảy sinh ra trên mặt đất phụ thuộc vào mưa, điều kiện địa chất, lớp
3. 1.5 SỰ PHÂN BỐ NƯỚC TRÊN TRÁI ĐẤT Trữ lượng nước trên trái đất theo tài liệu của M.I.Lơvovitra Các thành phần Thể tích Chiếm tỷ lệ 1000km3 % Nước trong đại dương 1.70.23 94,20 Nước ngầm đến độ sâu 5km 64.000 4,39 Các lớp băng 24.000 1,65 Nước ao hồ 230 0,016 Nước trong đất 75 0,005 Hơi nước trong khí quyển 14 0,001 Nước sông ngòi, suối 1,2 0,0001 Tổng trữ lượng 1.454.643 100 1.6 LƯU VỰC Định nghĩa lưu vực: Lưu vực của một con sông là phần mặt đất mà từ đó nước chảy vào sông. Đây là khu vực tập trung nước cho con sông. Đường cong khép kín bao quanh, phân chia các lưu vực, mà từ đó, nước chảy về các các phía của các lưu vực khác nhau gọi là đường phân nước. Nước chảy vào sông từ dòng nước mặt và nước ngầm nên có hai dường phân nước: đường phân nước mặt và đường phân nước ngầm. Trong thực tế rất khó xác định đường phân nước ngầm nên thường lất đường phân nước mặt làm đường phân nước của lưu vực, đây là đường cong khép kín nối các điểm chung quanh lưu vực 1.7 CÂN BẰNG NƯỚC
4. Lưu vực kín là lưu vực có đường phân nước mặt và đường phân nước ngầm trùng nhau, do đó không có nước mặt và nước ngầm từ lưu vực khác chảy đến, Y1=0 và W1=0. Thông thường đây là lưu vực cho những sông lớn, khi mà nước của nó cung cấp cho những sông nhỏ và vừa (1.2) X+Z1+U1=Z2+Y2+W2+U2 3. Cân bằng nước của lưu vực kín trong nhiều năm: Trong nhiều năm, ta tính bình quân, chênh lệch lượng nước trữ trong lưu vực không đáng kể, do đó đối với lưu vực kín, ta có: X+Z =Z +Y +W 1 2 2 2 (1.3) 1.8 CÁC ĐẠI LƯỢNG THỦY VĂN và KHÁI NIỆM CẦN THIẾT: 1. Cao độ mực nước : z; Độ sâu dòng chảy trong sông tại một vị trí nào đó: H 2. Đường dòng, ống dòng, dòng nguyên tố 3. Diện tích mặt cắt ướt: A 4. Chu vi ướt: χ 5. Bán kính thủy lực: R= A/χ 6. Lưu lượng nước: QudA= ∫ , u là vận tốc điểm; Q=m3/s A 7. Vận tốc dòng chảy, (trung bình mặt cắt) : V=Q/A T 3 8. Tổng lượng nước: W = ∫ Qdt ; m 0 9. Module dòng chảy : M=103Q/F Trong đó F: diện tích lưu vực 10. Độ sâu dòng chảy: (Y) Là chiều dày lớp nước bình quân được sinh ra trên bề mặt lưu vực sau một khoảng thời gian nào đó : W Y = 103 F