Bài giảng thủy văn công trình chương i vũ thị minh huệ

Chương2: Các nguyên lý thủy văn

2.1

2.2

2.3

Hệ thống sông
ngòi Lưu vực

Các yếu tố khí
hậu, khí tượng

Dòng chảy sông
ngòi

Chương 2: Các nguyên lý thủy văn

1

Vũ Thị Minh Huệ - ĐHTL


2.1. Hệ thống sông ngòi:
• Sông ngòi được hình thành dưới tác động bào mòn của
dòng chảy do nước mưa hoặc tuyết tan
• Sông là một dải lãnh thổ trên đó có dòng nước chảy tương
đối lớn và tương đối ổn định.
• Một tập hợp những sông suối gồm một sông chính và các
phụ lưu phân lưu lớn nhỏ có liên quan chặt chẽ với nhau

về dòng chảy và lưu vực tập trung nước được gọi là hệ
thống sông.
Chương 2: Các nguyên lý thủy văn

2

Vũ Thị Minh Huệ - ĐHTL


Chương II. Các nguyên lý thủy văn

3

Vũ Thị Minh Huệ - ĐHTL


Lưu vực sông:
• Lưu vực của một con sông là phần mặt đất mà nước trên đó
sẽ chảy ra sông (kể cả nước mặt và nước ngầm).
• Đường chia nước của lưu vực sông là đường cong giới hạn
vùng cấp nước cho sông. Có hai loại: đường chia nước mặt
và đường chia nước ngầm.
• Việc xác định đường chia nước ngầm là rất khó nên thông
thường người ta lấy đường chia nước mặt là đường phân
lưu.
• Lưu vực kín: là lưu vực có đường chia nước mặt trùng với
đường chia nước ngầm
• Lưu vực hở: là lưu vực có đường chia nước mặt không trùng
với đường chia nước ngầm
Chương II. Các nguyên lý thủy văn

4

Vũ Thị Minh Huệ - ĐHTL


Sông
nhánh

Sông
chính
Đường
phân lưu

Cửa ra

Chương II. Các nguyên lý thủy văn

5

Vũ Thị Minh Huệ - ĐHTL


Chương II. Các nguyên lý thủy văn

6

Vũ Thị Minh Huệ - ĐHTL

Chương II. Các nguyên lý thủy văn

7

Vũ Thị Minh Huệ - ĐHTL


MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC KHÁC
•Chiều rộng bình quân lưu vực: Là tỷ số giữa diện tích lưu vực và chiều
dài lưu vực
Blv (km) = F/Llv ≈ F/Ls
•Độ cao bình quân lưu vực:

H i −1 + H i
fi
∑
2
H tb = i =1 n


f
=
F
∑ i
÷
 i =1

n

Trong đó:

Hi- cao trình đường đồng mức thứ i
fi- diện tích bộ phận của lưu vực
nằm giữa 2 đường đẳng cao liên tiếp
F- Diện tích lưu vực

n

n- số mảnh diện tích

d=

•Mật độ lưới sông (km/km2)

∑L
i =1

F

Là tỷ số giữa tổng chiều dài của tất cả các sông suối trên lưu vực chia
Chương
cho diện
II. Các
tích
nguyên
lưu lývực.
thủy văn

8

Vũ Thị Minh Huệ - ĐHTL

MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC KHÁC
•Độ dốc lòng sông chính Js (o/oo):
Tính theo đường kẻ dọc sông sao cho các phần diện tích thừa
thiếu không chế bởi đường thẳng và đường đáy sông bằng nhau
•Độ dốc bình quân lưu vực J (o/oo)
Trong đó:

giữa hai đường đồng mức

J lv

li: chiều dài của đường
đẳng cao thứ i
Chương II. Các nguyên lý thủy văn

trong phạm vi lưu vực

li −1 +li
∆hi
∑
2
= i =1 n


 ∑f i = F ÷
 i =1

n

Dhi : chênh lệch cao độ

9

Vũ Thị Minh Huệ - ĐHTL


2.2 Các yếu tố khí hậu, khí tượng:

Chương II. Các nguyên lý thủy văn

10

Vũ Thị Minh Huệ - ĐHTL


Nhân tố quan trọng:
1.Mưa
2.Bốc hơi

Chương II. Các nguyên lý thủy văn

11

Vũ Thị Minh Huệ - ĐHTL


a. Mưa:
Là hiện tượng nước ở thể lỏng hoặc thể

rắn từ các tầng khí quyển rơi xuống
bề mặt đất.

Quá trình hình thành mưa
Chương II. Các nguyên lý thủy văn

12

Vũ Thị Minh Huệ - ĐHTL


PHÂN LOẠI MƯA

Chương II. Các nguyên lý thủy văn

13

Vũ Thị Minh Huệ - ĐHTL


Các đặc trưng biểu thị mưa:
•

Lượng mưa: là lớp nước mưa đo được tại một
trạm quan trắc trên một đơn vị diện tích trong
một thời đoạn nào đó. Ký hiệu: HT. Đơn vị: mm.
– Lượng mưa trận, Lượng mưa ngày, Lượng
mưa tháng, Lượng mưa năm

•

Ht1t2

Cường độ mưa: Là lượng mưa rơi trong một đơn
vị thời gian. Ký hiệu: at. Đơn vị: mm/h, mm/phút.

•

at
at max
(mm/p
ah)
T

t1

T

t2

Đường quá trình mưa: là sự biến đổi của cường
độ mưa theo thời gian

Chương II. Các nguyên lý thủy văn

14

Vũ Thị Minh Huệ - ĐHTL

t

CÁC DỤNG CỤ ĐO MƯA

Chương II. Các nguyên lý thủy văn

15

Vũ Thị Minh Huệ - ĐHTL


Các phương pháp tính mưa bình quân lưu vực

Chương II. Các nguyên lý thủy văn

16

Vũ Thị Minh Huệ - ĐHTL


Phương pháp bình quân số học
Trạm đo mưa
n

∑X

X = i =1
n

i

Trong đó:
n là số trạm đo mưa trên lưu vực
Xi là lượng mưa ở trạm thứ i
Nhận xét: Phương pháp này chỉ sử
dụng tốt khi trên lưu vực có nhiều
trạm mưa và được bố trí ở những
vịChương
trí đặcII.trưng.
Các nguyên lý thủy văn

17

Vũ Thị Minh Huệ - ĐHTL


•

•

•

Phương pháp đa giác Theissen
Cơ sở của phương pháp: coi lượng mưa đo được ở một vị
trí nào đó trên lưu vực chỉ đại diện cho lượng mưa của
một vùng nhất định quanh nó
Nội dung phương pháp:
– Nối các trạm đo mưa bằng các đoạn thẳng
– Kẻ đường trung trực của các đoạn thẳng đó
– Các đường trung trực này chia lưu vực thành các đa

giác. Lượng mưa của trạm đo nằm trong mỗi đa giác
là lượng mưa bình quân của phần diện tích thuộc đa
giác đó.
Nhận xét:
– Phương pháp này ứng dụng được khi trên lưu vực và
lân cận nó có nhiều điểm đo mưa với n≥3.
– Phương pháp đa giác là phương pháp thường dùng
nhất trong tính toán thuỷ văn hiện nay.
– ưu điểm của phương pháp: xét được quyền số diện
tích fi/F (so với phương pháp bỡnh quân số học)

Chương II. Các nguyên lý thủy văn

18

n

∑f

i

Xi

X = ni =1


∑f i =F ÷
 i =1

Vũ Thị Minh Huệ - ĐHTL

•

•

Phương pháp đường đẳng trị
Đường đẳng trị là đường cong nối liền

2400mm

các điểm trên bản đồ có lượng mưa

2200mm

bằng nhau.

2000mm

Các bước thực hiện:

1800mm

– Dựa vào tài liệu quan trắc trong và

1600mm

ngoài lưu vực đồng bộ, tiến hành

1400mm

tính toán và vẽ các đường đẳng trị
mưa.

n

– Xác định diện tích khống chế bởi
các đường đẳng trị lượng mưa kế

X=

∑
i =1

 X + X i +1 
fi  i
÷
2


F

1200mm

cận nhau
Chương II. Các nguyên lý thủy văn

19

Vũ Thị Minh Huệ - ĐHTL

•

Nhận xét:
– Phương pháp này cho kết quả chính xác nhất
– Phương pháp này không chỉ cho ta tính được lượng mưa bỡnh quân lưu
vực mà còn cho biết quy luật biến đổi của mưa theo không gian (vị trí tâm
mưa, giảm dần về các hướng như thế nào ...)
– Khối lượng tính toán lớn, cần tài liệu đủ nhiều, trạm phân bố đều trong
không gian

Chương II. Các nguyên lý thủy văn

20

Vũ Thị Minh Huệ - ĐHTL


Ví dụ:
Cho lưu vực F = 28.6 km2.
Các trạm mưa như hình vẽ.
Tính toán mưa trung bình trên
toàn lưu vực theo các phương
pháp sau:
(a) phương pháp mưa trung bình
(b) Phương pháp đa giác Thiessen
(c) phương pháp đường đẳng trị
mưa.

Chương II. Các nguyên lý thủy văn

21

Vũ Thị Minh Huệ - ĐHTL


Chương II. Các nguyên lý thủy văn

22

Vũ Thị Minh Huệ - ĐHTL


b. Tổn thất:

CÁC DẠNG TỔN THẤT

Chương II. Các nguyên lý thủy văn

23

Vũ Thị Minh Huệ - ĐHTL


Chương II. Các nguyên lý thủy văn

24

Vũ Thị Minh Huệ - ĐHTL

Bốc hơi
•
•

•

Là hiện tượng thoát hơi nước từ mặt
nước, mặt đất hoặc lá cây.
Lượng bốc hơi: được tính bằng bề dày
lớp nước bị bốc thoát trong thời đoạn nào
đó.
Z (mm)
– Lượng bốc hơi ngày
– Lượng bốc hơi tháng
– Lượng bốc hơi năm
Quy luật về sự thay đổi lượng bốc hơi
theo thời gian được gọi là chế độ bốc hơi.

Chương II. Các nguyên lý thủy văn

25

Vũ Thị Minh Huệ - ĐHTL