Bài giảng thủy văn công trình chương 2 (tt)

Chương 2 Sự hình thành dòng
chảy sông ngòi


I. Hệ thống sông ngòi – Lưu vực sông
1. Hệ thống sông ngòi





Sông ngòi được hình thành dưới tác động bào mòn của dòng chảy do nước mưa hoặc tuyết tan



Ví dụ:

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.




HT sông Hồng: sông Hồng và các sông Đà, Thao, Lô,
Gâm…
HT sông Mã: sông Mã và các sông Chu, Âm, Bưở i


Phân loại và phân cấp hệ thống sông


Phân loại:






HT sông hình nan quạt
HT sông hình lông
chim
HT sông hình cành
cây
HT sông hình song
song

Một hệ thống sông lớn thường có hình dạng hỗn
hợp.



Phân cấp hệ thống sông:





Sông chính: là dòng
sông có kích thướ c
dài nhất và có lượ ng

nướ c chảy trong sông
là lớn nhất
Sông phụ:




Nhập lưu: là dòng
sông phụ cung cấp
nước cho hệ thống
Phân lưu: là dòng
sông phụ lấy nước
của hệ thống


2. 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).



Việc xác định đường chia nước ngầm là rất khó nên thông thường người ta lấy đường chia nước mặt là đường phân

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.

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


Sơ họa một lưu vực sông

Đường phân lưu
Sông nhánh

Sông chính

Cửa ra lưu vực


Sơ họa mặt cắt một lưu vực sông

Mặt cắt A-A
Mưa

Dòng chảy
mặt
Thấm
Dòng chảy
ngầm

Đường chia
nước mặt

Bốc
hơi

∇

Đường chia
nước ngầm


3. Các đặc trưng hình học của lưu vực sông








Diện tích lưu vực
Chiều dài sông
Chiều dài lưu vực
Chiều rộng bình quân lưu vực
Độ cao bình quân lưu vực
Độ dốc lòng sông
Độ dốc bình quân lưu vực









Mật độ lưới sông
Mặt cắt sông
Hệ số hình dạng lưu vực
Hệ số uốn khúc
Hệ số không đối xứng
Hệ số phát triển đường phân nước


a.Diện tích lưu vực


Là diện tích khu vực được khống chế bởi
2
đường phân lưu. Ký hiệu: F. Đơn vị: km .



Được xác định bằng máy đo diện tích hoặc
một số phương pháp khác.



Trong thực tế, thường sử dụng các bản đồ tỉ
lệ 1/10000; 1/25000; 1/50000 và 1/100000

F (km2)

b.Chiều dài sông


Là chiều dài đường nước chảy
trên sông chính tính từ nguồn
đến mặt cắt cửa ra lưu vực. Ký
hiệu: Ls. Đơn vị: km.

Ls (km)


c.Chiều dài lưu vực


Là chiều dài đường gấp khúc nối
từ cửa ra qua các điểm giữa của
các đoạn thẳng cắt ngang lưu
vực (vuông góc với trục sông
chính) cho đến điểm xa nhất của
lưu vực. Ký hiệu: Llv. Đơn vị: km

Llv (km)


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:

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- số mảnh diện tích

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

Một số đặc trưng hình học khác


o
Độ dốc lòng sông chính Js ( /oo):





tính theo đườ ng kẻ dọc sông sao cho các phần
diện tích thừa thiếu không chế bởi đườ ng thẳng
và đườ ng đáy sông bằng nhau

o
Độ dốc bình quân lưu vực J ( /oo)

Trong đó:

giữa hai đường đồng mức
li: chiều dài của đường
đẳng cao thứ i
trong phạm vi lưu vực

li −1 + li
∆hi
∑
2

i =1
=
 n

 ∑ fi = F 
 i =1

n

∆hi : chênh lệch cao độ

J lv


Một số đặc trưng hình học khác


2
Mật độ lưới sông (km/km )



Là tỷ số giữa tổng chiều dài của tất cả các sông suối trên
lưu vực chia cho diện tích lưu vực.

n

d=

∑L

i =1

F


Hệ thống sông ngòi Việt nam





Tổng số các sông trên lãnh thổ với dòng chảy thường xuyên và có chiều dài từ 10km trở
lên là 2.360
2
9 hệ thống sông có diện tích lưu vực từ 10.000km trở lên
2
166 sông có diện tích lưu vực từ 500-10000km , phần lớn là sông nhánh của các sông
lớn
2
2170 sông có diện tích lưu vực nhỏ hơn 500km (chiếm 93%), trong đó
 1556 sông có diện tích lưu vực nhỏ hơn 100km 2


Sông

Diện tích (km )
2

Tổng lượng nước (km3/năm)
Trong nước

Ngoài vào

Toàn bộ

Bằng- Kỳ Cùng

12.880

7,19

1,73

8,92

Hồng-Thái Bình

168.700

93,0

44

137

Mã-Chu

28.400

15,76

4,34

20,1

Cả

27.200

19,46

4,74

24,2

Gianh

4.680

8,14

8,14

Quảng Trị

2.660

4,68

4,68

Hương

2.830

5,64

5,64

10.350

19,3

19,3

Vệ

1.260

2,36

2,36

Trà Khúc

3.189

6,19

6,19

An Lão

1.466

1,64

1,64

Côn

2.980

2,58

2,58

Kỳ Lộ

1.920

1,45

1,45

13.800

10,36

10,36

Cái (Nha Trang)

1.900

1,9

1,9

Cái (Phan Rang)

3.000

1,72

1,72

Lũy

1.910

0,82

0,82

Cái (Phan Thiết)

1.050

0,488

0,488

Đồng Nai

44.100

29,2

1,4

30,6

Mê Kông

795.000

20,6*

500

520,6

Thu Bồn

Ba

(*): không tính ở Tây Nguyên

II. Các nhân tố khí hậu, khí tượng


Chế độ thủy văn của một vùng phụ thuộc chủ yếu khí hậu, sau đó là địa hình, địa chất và thổ nhưỡng và lớp phủ thực vật.



Các nhân tố khí hậu ảnh hưởng trực tiếp đến dòng chảy là mưa và bốc hơi



Mưa và bốc hơi lại phụ thuộc vào nhiều yếu tố khí tượng khác: nhiệt độ, bức xạ, độ ẩm, áp suất không khí, gió, ...


Các yếu tố khí tượng










Nhiệt độ mặt đất
Nhiệt độ mặt nước
Nhiệt độ không khí
Áp suất không khí
Độ ẩm không khí

Gió
Bão
Mưa
Bốc hơi


1. Mưa
a. Khái niệm và phân loại


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:





Không khí ẩm bị lạnh đi
xuống dướ i điểm sươ ng
Hơi nướ c quá bão hòa
ngưng kết lại thành hạt
Các hạt lớn lên và khi
trọng lượ ng thắng lực ma
sát của tầng khí quyển
và tốc độ các luồng
không khí đi lên mà rơi

xuống thành mưa.


Phân loại mưa


Theo tính chất của mưa:
 Mưa rào






Mưa dầm
Mưa phùn

Theo nguyên nhân làm khối không khí thăng lên cao:
 Mưa đố i lưu




Mưa địa hình
Mưa gió xoáy





Mưa front lạnh
Mưa front nóng

Mưa bão


b. Các đặc trưng 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.






Lượ ng mưa trận, Lượ ng mưa ngày, Lượ ng mưa tháng, Lượ ng mưa
năm

Cường độ mưa: Là lượng mưa rơi trong một đơn vị thời gian. Ký hiệu: at. Đơn vị: mm/h, mm/phút.
Đường quá trình mưa: là sự biến đổi của cường độ mưa theo thời gian

t
aa
t max
a(mm/ph
T
)

Ht1t1t2 t2
T

t


Thùng đo mưa chuẩn


Thiết bị đo mưa tự ghi


c. Các phương pháp tính mưa bỡnh quân lưu vực
•
•
•

Phương pháp bỡnh quân số học
Phương pháp đa giác Theisson
Phương pháp đường đẳng trị


Phương pháp bỡnh quân số học
Trạm đo mưa
n

X =

∑X
i =1

i

n

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
vị trí đặc trưng.


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 phỏp:







Nối các trạm đo mưa bằng các đoạn
thẳng
Kẻ đường trung trực của các đoạn thẳng
đó
Cỏc đường trung trực này chia lưu vực
thành cỏc đa giỏc. Lượng mưa của trạm
đo nằm trong mỗi đa giỏc là lượng mưa
bỡnh quõn của phần diện tớch thuộc đa
giỏc đú.