Baigiang thủy văn công trình

TR

NG

I H C GIAO THÔNG V N T I TP. H

CHÍ MINH

KHOA K THU T XÂY D NG
MÔN K THU T C

S

I GI NG

MÃ H C PH N: 092200
BIÊN SO N: TH.S NGUY N PH

M H C 2014-2015

NG TH O


Giáo trình TH Y V N CÔNG TRÌNH

MÔN K THU T XÂY D NG

MÔN H C THU V N CÔNG TRÌNH
Môn h c có ph n chính:
-

Thu v n:

c

m và các ph

ng pháp tính toán, o

c thu v n trong sông (45ti t)

Tài li u tham kh o:
-

Giáo trình thu h i v n c a Nguy n Kh c C
o

ng.

c và ch nh lý s li u Thu v n –Nguy n Thanh S n và c ng s .

-

Thu v n công trình- Tr

-

Giáo trình d báo Thu v n – PGS. TS.

Th.S NGUY N PH

ng

NG TH O

i h c Thu l i.
ng V n B ng.

1-


Giáo trình TH Y V N CÔNG TRÌNH

TH Y V N
CH

MÔN K THU T XÂY D NG

IC

NG

NG I: NHI M V N I DUNG MÔN H C VÀ PH

NG PHÁP NGHIÊN C U.

Bài 1: THU V N H C VÀ THU V N CÔNG TRÌNH.
I_ Th y v n h c:
-

Th y v n h c là môn h c nghiên c u các hi n t ng n c trong t nhiên

+ nghiên c u s phân b và bi n hóa các hi n t ng n c trong không gian và th i gian.

+ nghiên c u quy lu t s chi ph i s v n ng c a các hi n t ng n
Do nghiên c u r ng ã hình thành các ngành th y v n khác nhau.

c.

-

Khí t ng th y v n: nghiên c u quan h gi a h i n c và m a t c là các y u t v nhi t
,
m, áp su t không khí, gió,
d c báo c ng , s phân b c a m a t ó d
báo tr ng thái và di n bi n dòng ch y trong sông ngòi.

-

a ch t th y v n: nghiên c u các hi n t ng n c trong
quy lu t th m th u và v n ng c a dòng n c ng m.

-

t, c th là nghiên c u các

i v n: nghiên c u các hi n t ng n c trên bi n nh sóng, th y tri u, các dòng h i l u,
c v n chuy n c n cát,
m n, nhi t ,…
Th y v n l c

a: nghiên c u các hi n t

ng n

c trong

t li n.

II_ Th y v n công trình:
-

Là môn h c ng d ng nh ng ki n th c c a th y v n h c vào vi c nghiên c u tác ng
a các hi n t ng n c lên công trình nh m ph c v cho công tác quy h ach, thi t k ,
xây d ng và qu n lí khai thác.

Th.S NGUY N PH

NG TH O

2-


Giáo trình TH Y V N CÔNG TRÌNH

MÔN K THU T XÂY D NG

Bài 2: NHI M V VÀ N I DUNG C A MÔN H C
THU V N CÔNG TRÌNH
-

c là ng l c c a m i công trình xây d ng cho nên c n ph i hi u bi t m t cách y

v ngu n n c khi xây d ng c bi t là các công trình thu l i, c u c ng, b n c ng.

-

t c các c tr ng v ngu n n c c a các sông ngòi và s thay
không gian và th i gian
c g i là ch
thu v n.

i c a chúng theo

-

Ch
thu v n bao g m: ch
cát,…

sóng, ch

-

Khi nghiên c u 1 ch
max và trung bình.

-

i v i m i lo i công trình, yêu c u tính toán c th các c tr ng khác nhau.
Vd: Khi xây d ng b n c ng c n xác nh ch
dòng ch y (l u t c, l u h ng), ch

m cn

c, ch

l ul

nào ó c a 1 dòng sông c n chú ý

ng, ch

n vi c xác

bùn

nh tr s min,

sóng và ch
b i l ng, ch
m c n c.
Khi xây d ng công trình thu
n quan tâm n ch
l u l ng, ch
dòng
ch y, ch
b i l ng.
M t công trình xây d ng trên sông s làm thay i toàn b ch
thu v n c a dòng
sông th ng l u và h l u: ng p l t, s t l , b i l ng th ng l u công trình, ch
dòng ch y m t, dòng ch y ng m trên l u v c s thay i. h l u công trình lòng sông
b xói mòn m nh…

-

các
+

c

m nêu trên cho ta th y r ng:

i dung tính toán th y v n công trình là nh m ph c v cho giai
công và qu n lí khai thác.

n thi t k , thi

+ Nhi m v c a môn h c thu v n công trình: cung c p nh ng khái ni m c b n v
sông ngòi, l u v c và quá trình hình thành dòng ch y trên c s trình bày ph ng
pháp tính toán các c tr ng thu v n nói trên.

Th.S NGUY N PH

NG TH O

3-


Giáo trình TH Y V N CÔNG TRÌNH

Bài 3:

C

MÔN K THU T XÂY D NG

M C A CÁC HI N T
VÀ PH

I_

c
-

m c a các hi n t

NG NG U NHIÊN

NG PHÁP NGHIÊN C U.

ng ng u nhiên:

Hi n t ng thu v n m t m t mang tính t t nhiên, tính quy lu t, m t m t mang tính ng u
nhiên. Tính t t nhiên, tính quy lu t th hi n b n ch t c a hi n t ng do nh ng nguyên
nhân bên trong thúc

y, còn nh ng bi u hi n ng u nhiên ph n l n do bên ngoài quy t

nh.
-

Tu t ng tr ng h p, t ng n i, t ng lúc, tác ng c a các nguyên nhân bên trong, bên
ngoài s nh h ng khác nhau, nên trong cùng m t hi n t ng sinh ra có lúc t t nhiên, có

lúc ng u nhiên.
Vd: L ph thu c vào c

ng

m a, l

ng m a, th i gian m a,

m ban

uc al u

c,
u ki n a ch t, a hình, l p ph th c v t…
i v i các tr n m a v a và nh , nh
ng c a các nhân t l u v c s tr i lên, t h p v i nhau, có th t o nên m t môi tr ng có
kh n ng làm cho tr n l l n, nh tu theo m c
Tính ng u nhiên.
i v i nh ng tr n m a
n, nh h ng c a m a có tác d ng quy t nh, nh h ng c a các nhân t khác s lu m , ho c
óng vai trò th y u
II_ Ph

quan h m a- l mang tính t t nhiên.

ng pháp nghiên c u các hi n t

1. Ph

ng thu v n:

ng pháp “ Phân tích nguyên nhân hình thành”.

-

Trên c s nguyên lý nguyên nhân hình thành,
áp ng nhu c u th c t xây d ng công
trình có
+ Ph ng pháp t ng h p a lý: nghiên c u s quan h gi a các c tr ng thu v n v i
u ki n c nh quan a lý c a l u v c.
+ Ph ng pháp l u v c t ng t :
nghiên c u m t l u v c không có tài li u thu v n,
ng i ta ch n m t l u v c có nh ng
u ki n a lí a hình t ng t và m n các c
tr ng thu v n này cho l u v c nghiên c u. Các c tr ng này có th dùng tr c ti p ho c
c hi u ch nh b ng h s .
2. Ph
-

ng pháp th ng kê:

Xu t phát
m: hi n t ng thu v n là k t qu c a nhi u nhân t ph c t p. Các nhân t
này l i ph thu c vào hàng lo t nh ng
u ki n ph c t p khác, không th xét h t
c.
Do ó ng i ta ghép các hi n t ng trên thành hi n t ng ng u nhiên và dùng ph ng
pháp th ng kê xác su t nghiên c u.

Th.S NGUY N PH

NG TH O

4-


Giáo trình TH Y V N CÔNG TRÌNH

Hình 1.1 - Các ph

Th.S NGUY N PH

NG TH O

MÔN K THU T XÂY D NG

ng pháp nghiên c u thu v n

5-


Giáo trình TH Y V N CÔNG TRÌNH

CH

MÔN K THU T XÂY D NG

NG II: SÔNG NGÒI VÀ S

HÌNH THÀNH

DÒNG CH Y TRONG SÔNG.
Bài 1:

TH NG SÔNG NGÒI.

Hình 2.1 – Minh h

chu trình thu v n

-

c m a r i xu ng t m t ph n b t n th t do b c h i ho c
th m xu ng t d i tác d ng c a tr ng l c nó ch y d c theo s
c, khe su i và sông ngòi.

-

Các sông tr c ti p ch y ra bi n g i là sông chính. Các sông ch y vào sông chính g i là
sông ph ( sông nhánh).

-

phân b c a các sông nhánh d c theo sông chính có nh h
dòng n c. Do ó có th phân ra các lo i sông nh sau:

ng vào các ch tr ng và
n d c t o thành các l ch

ng quy t

nh

n t ng

1. Sông phân b hình nan qu t:
-

Các c a sông nhánh l n

Th.S NGUY N PH

g n nhau.

NG TH O

6-


Giáo trình TH Y V N CÔNG TRÌNH

MÔN K THU T XÂY D NG

2. Sông phân b hình lông chim:
-

Các sông nhánh ph i h p m t cách

u

n

các b sông chính.

3. Sông phân b hình cành cây:
4. Sông phân b song song:

Hình 2.2 – Hình d ng h th ng sông

Th.S NGUY N PH

NG TH O

7-


Giáo trình TH Y V N CÔNG TRÌNH

MÔN K THU T XÂY D NG

Bài 2:

U V C SÔNG.

u v c c a m t con sông là ph n m t t mà n c trên ó s ch y vào sông.
Nói cách khác, l u v c là khu v c t p trung n c c a sông.
I_

ng phân th y c a l u v c:
-

là

ng n i li n các

khác
-

m cao nh t xung quanh l u v c và ng n cách nó v i các l u v c

bên c nh.

c m a r i xu ng hai phía c a
hình có v các
ng ng m c.

ng phân thu l u v c ph i c n c vào bình

Hình 2.3 – Xác
-

nh

ng ng
ng phân thu m t còn có
trùng ho c không trùng nhau tu thu c vào

II_ Các

a

ng phân thu l u v c
ng phân thu ng m. Hai
ng này có t h
c
m c u t o a ch t c a l u v c.

c tr ng hình h c c a l u v c:

1. Di n tích F và tình hình phân b l u v c:
-

Di n tích
c kh ng ch b i
ng phân thu g i là di n tích l u v c. Sau khi xác
ng phân thu trên bình , ta ti n hành tính toán di n tích l u v c theo hai cách:
+ chia l i ô vuông.
+ l y tích phân: chia nh .

Th.S NGUY N PH

NG TH O

nh

8-

Giáo trình TH Y V N CÔNG TRÌNH

MÔN K THU T XÂY D NG

2. Chi u dài l u v c(L1):
-

là chi u dài
ng g p khúc u t c a sông qua các
ngang l u v c n
m xa nh t c a l u v c.

-

Ho c: l y chi u dài sông chính tính t ngu n

m gi a c a các

n th ng c t

n c a sông chính.

3. Chi u r ng bình quân c a l u v c:
_

F
L1

B

4.
-

s hình d ng c a l u v c:
bi u th m c

phát tri n c a l u v c
Kd

F
2
L1

L1.B
L12

Kd

1 : l u v c có hình vuông

Kd

0 : l u v c h p, dài.

B
L1

III_ Lòng sông và bãi sông:

Hình 2.4 – Lòng sông và bãi sông

-

Lòng sông là ph n sông có n

-

Bãi sông là ph n sông có n

-

Ranh gi i gi a lòng sông và bãi sông ho c bãi sông không b ng p th
thay i t ng t.
t con sông phát tri n y
g m5
n:

Th.S NGUY N PH

NG TH O

c ch y vào mùa ki t
c ch y vào mùa l
ng là

a hình

9-


Giáo trình TH Y V N CÔNG TRÌNH

Hình 2.5 – Các

MÔN K THU T XÂY D NG

n c a m t con sông

-

Ngu n: là n i b t u c a dòng sông. Nh ng con sông l n th ng b t ngu n t các mi n
núi cao, r ng r m, c ng có khi b t ngu n t m ch n c ng m ho c h ch a n c l n.

-

Th

-

Trung du:
n sông d i th ng du,
d c lòng sông gi m nhi u, không có nh ng thác
gh nh l n, n c ch y y u h n, xói l phát tri n sang hai bên b m nh làm lòng sông m
ng d n t o hi n t ng u n khúc nhi u.

-

du:
n sông cu i cùng c a con sông.
d c lòng sông r t nh , n c ch y ch m,
i nhi u h n xói, t o nên nhi u bãi sông n m ngang gi a lòng sông, hình d ng sông

quanh co u n khúc rõ r t, lòng sông m r ng nhi u so v i các
n trên.

-

ng du: n i v i ngu n.
n này có
d c l n n c ch y xi t xói l theo chi u sâu
nh, lòng sông h p, th ng có nh ng thác gh nh l n.

a sông: là n i ti p giáp v i bi n, h , ho c con sông khác.

III_ Các

c tr ng chính c a sông:

1. Hình thái lòng sông trên m t b ng:
a) Hi n t ng u n khúc c a sông ngòi:
-

Các
n sông vùng ng b ng th ng b u n khúc nhi u, hi n t ng này có th gi i
thích
Gi s hình d ng c a sông lúc u là th ng, dòng ch y xu i dòng theo h ng dòng sông.
Sau ó vì m t nguyên nhân nào ó làm cho h ng n c ch y b l ch i, dòng ch y i
xiên vào m t bên b , gây ra hi n t ng xói l làm b d n d n b lõm h n vào. t cát xói
b dòng n c cu n i r i l ng xu ng, b i vào m t ch khác h l u làm cho b
ây

Th.S NGUY N PH

NG TH O

10-


Giáo trình TH Y V N CÔNG TRÌNH

MÔN K THU T XÂY D NG

i ra. M t khác, dòng n

c ch y t i ch b lõm nàu g p s c c n c a b làm cho dòng

c hu yn h

ng xiên góc vào b bên kia, l i gây ra xói l . Các quá trình c th di n

ra liên t c theo th i gian làm cho sông càng quanh co u n khúc. Khi sông càng cong,
hi n t
b)

ng u n khúc càng nhi u xói l l i càng m nh.

thay i hình thái lòng sông trên m t b ng:
Do ch y u n khúc nên dòng n c có tác d ng t o nên
ch sâu. Gi a bãi b i và l ch sâu là

2.

t c t sông:

a)

t c t d c:

b l i các bãi l i và b lõm các

n lòng sông th ng.

-

là m t c t i qua tr c lòng sông.

-

n
m t c t d c cho bi t tình hình phân b
gi a các v trí trên sông.

d c lòng sông và chênh l ch m c n

c

Hình 2.6 – M t c t d c sông H ng
b)
-

t c t ngang:
t c t ngang c a sông t i m t v trí nào ó là m t c t vuông góc v i h

i v trí ó.
t c t ngang thay
ki t.
tc t

i theo tình hình m c n

ng dòng ch y

c, v mùa l m t c t l n h n m t c t mùa

n và m t c t kép

Th.S NGUY N PH

NG TH O

11-


Giáo trình TH Y V N CÔNG TRÌNH

a)

3.

d cm tn

a)

d c d c:

-

MÔN K THU T XÂY D NG

tc t n
b)M t c t kép
Hình 2.7 – M t c t ngang c a sông
c:

là t s gi a chênh l ch m c n

c ( H) t i 2 m t c t v i kho ng cách (L) gi a hai m t c t

y
i

b)
-

d c gi m t ngu n
d c ngang:

H
L

H1

H2

L

n c a sông.

t n c theo chi u ngang sông th ng không ph i n m ngang mà h i nghiêng v m t
bên b do l c Côriôlit và l c li tâm t o nên.

Th.S NGUY N PH

NG TH O

12-


Giáo trình TH Y V N CÔNG TRÌNH

Bài 3:

MÔN K THU T XÂY D NG

HÌNH THÀNH DÒNG CH Y SÔNG NGÒI.

I_ S hình thành dòng ch y m t:
1. Quá trình m a
Dòng ch y trong sông ngòi
a là khâu
ng

u do m a r i xu ng l u v c t o thành, cho nên quá trình

u tiên trong quá trình hình thành dòng ch y sông ngòi.

m a: là l

ng m a trong m t

n v th i gian Khu v c có c

nh t g i là trung tâm m a. Trong m t tr n m a, trung tâm m a không c

ng

m al n

nh mà th

ng

di chuy n
2. Quá trình t n th t
n th t ban u: x y ra

giai

n

u c a m t tr n m a. M a r i xu ng b m t l u

c trong giai
n này ch a th s n sinh dòng ch y. L ng m a b t n th t hoàn toàn do

n vào nh ng ch tr ng trên l u v c, b gi l i trên lá cây và th m xu ng t. C ng
m a trong giai
n này nh h n c ng th m ti m n ng c a t.
Quá trình thay i c ng
m a, t n th t th m ban u và t n th t th m trong quá trình
n sinh dòng ch y c a m t tr n m a
Quá trình t n th t do b c h i: Hi n t ng b c h i x y ra trong su t th i gian hình thành
dòng ch y bao g m: b c h i qua lá và b c h i c a l ng n c b gi l i trên lá cây; b c
i m t n c; b c h i t m t t.
Quá trình t n th t do th m: T n th t th m x y ra trong su t th i gian m a và c sau khi
a khi trên s n d c v n còn dòng ch y m t.
ng cong th m bi u th kh n ng th m
trên b m t l u v c và ph thu c vào lo i t và
m c a t. Khi
m t t tr ng
thái bão hòa thì c ng
th m t giá tr n nh g i là c ng
th m n nh.
3. Quá trình ch y tràn trên s n d c
Quá trình ch y tràn trên s n d c: Hi n t ng ch y tràn trên s n d c ch b t u khi
xu t hi n l ng m a v t th m (c ng
m a l n h n c ng
th m). N c m a ch
thành t ng l p trên m t s n d c c a l u v c g i là ch y tràn trên s n d c.
Trong quá trình ch y tràn, n c không ng ng b t n th t vì ng m và b c h i ng th
a v n ti p t c, b sung cho l p n c ch y tràn. L p n c ch y tràn dày hay m ng, t
ch y tràn m nh hay y u, hi n t ng ch y tràn duy trì lâu hay chóng ch y u do t
quan so sánh gi a c ng
m a và c ng
th m quy t nh.

Th.S NGUY N PH

NG TH O

ã
y
i
c

ng

13-


Giáo trình TH Y V N CÔNG TRÌNH

MÔN K THU T XÂY D NG

4. Quá trình t p trung dòng ch y trên sông
c ch y tràn trên s n d c r i
vào các khe su i nh , sau ó l i ti p t c ch y trong
lòng sông n c a ra c a l u v c. Giai
n ch y trong sông g i là quá trình t p trung
dòng ch y trong sông.
b n ch t, quá trình t p trung dòng ch y trong sông là m t quá trình thu l c r t ph c
p, nó có liên quan m t thi t v i hình d ng hình h c (nh hình d ng m t c t ngang c a
sông và s thay i c a nó d c theo chi u dài sông,
u n khúc c a sông...) và c ng
th m c a lòng sông, v.v... Các quá trình m a, th m, ch y tràn trên s n d c và t p trung

c trong sông có th di n ra ng th i, không ph i quá trình này k t thúc thì quá trình
kia m i xu t hi n. Có th trên cùng m t l u v c, m t quá trình nào ó có n i phát sinh
m, có n i phát sinh mu n, th m chí có n i không hình thành.
II_ S hình thành dòng ch y ng m:
c m a th m xu ng t
- M t ph n b gi l i t ng

c phân chia ra thành các thành ph n sau:
t m t r i d n d n b c h i qua t ho c qua th c v t.

- T o thành dòng sát m t và ch y vào h th ng sông ngay trong th i gian ang có m a và
. Dòng ch y sát m t sau khi xu t l t p trung nhanh vào h th ng sông và tham gia vào
hình thành l .
- M t ph n n c ng m sâu xu ng t ng t bão hoà n c làm cho m c n c ng m dâng
lên. N c ng m qua m t th i gian khá dài d n d n th m ngang qua các l p t chuy n
ng n sông hình thành dòng ch y ng m. ây là thành ph n ch y u c a dòng ch y b
sung cho h th ng sông trong th i gian mùa ki t. S
hình thành dòng ch y m t, dòng
ch y sát m t và dòng ch y ng m
c mô t trên hình:

Th.S NGUY N PH

NG TH O

14-


Giáo trình TH Y V N CÔNG TRÌNH

Hình 2.8 - S

MÔN K THU T XÂY D NG

s hình thành dòng ch y m t và dòng ch y ng m

ng ch y tràn trên s n d c th ng trùng v i h ng
d c m t t l n nh t. T c
ch y tràn l n hay nh tu thu c vào s thay i c a
sâu l p n c ch y tràn, vào
c m t t và
nhám c a m t d c.

Th.S NGUY N PH

NG TH O

15-


Giáo trình TH Y V N CÔNG TRÌNH

MÔN K THU T XÂY D NG

Bài 4: NH NG NHÂN T

NH H

NG

N DÒNG CH Y.

I_ Nhân t khí h u:
1. Nhi t

m t

m và không khí:

a) Nhi t
m t t:
Ban ngày do b c x m t tr i, nhi t
m t t t ng lên, ban êm thì to nhi t nên nhi t
xu ng. Biên
thay i nhi t
c a m t t t ng i l n.
t d n nhi t kém nên s trao
t >20m, nhi t
qu

i nhi t gi a m t

t v i t ng d

t ng d n theo chi u sâu do nh h

i r t ít.

d

i sâu m t

ng c a ngu n n i nhi t trong long

t.

b) Nhi t
m t n c:
Nhi t dung c a n c l
n so v i t, biên
Ngoài ra n c còn có
xu ng r t sâu trong n
300m.

n h n 2-3 l n so v i t, vì v y s thay i nhi t
c a nó ch m
thay i c ng nh h n nhi u.
c m chuy n ng h n lo n nên s bi n thiên nhi t truy n
c hàng ngày nh h ng t i
sâu 15-20m và hàng n m t i 200-

c) Nhi t
không khí:
Nhi t
không khí theo qui nh là nhi t
o ch không có ánh sáng m t tr i chi u
vào, không khí l u thông d dàng, không có gió và
cao 2m trên m t t.
thay i nhi t
không khí c ng có tính ch t chu k nh ng biên

thay i nh h n
và th i gian x y ra c c i, c c ti u c ng ch m h n.
Nhi t
không khí thay i theo
cao (c lên cao 100m nhi t
h th p xu ng ch ng
0,6oC) nh ng
gi m không n nh, nó bi n i theo mùa, ni n i theo vùng ng
ng hay mi n núi.
2. Áp su t không khí:
Không khí có tr ng l ng và không ng ng chuy n ng, do ó nó gây ra áp su t tác d ng
lên m t t và các v t trên m t t. Càng lên cao áp su t không khí càng gi m.
i nào nhi t
cao, m t
không khí gi m, áp su t nh . N i nào nhi t
th p, m t
không khí t ng lên, áp su t không khí l n.

Th.S NGUY N PH

NG TH O

16-


Giáo trình TH Y V N CÔNG TRÌNH

MÔN K THU T XÂY D NG

3. Gió:

a.

hình thành gió:
chuy n ng c a không khí t

Khi m t

t

t nóng không

ng

iv im t

t theo ph

u t o nên các kh i không khí có nhi t

n s chênh l ch áp su t không khí. Không khí có khuynh h
áp su t cao

ng n m ngang g i là gió.

n n i có áp su t th p. Chính s chuy n

ch chuy n kh i không khí di n ra cho

khác nhau, d n

ng chuy n

ng t n i có

ng c a không khí t o ra gió. S

n khi có s cân b ng áp su t m i ch m d t.

Hình 2.9 - Nguyên nhân sinh ra gió.
b. Các

c tr ng c a gió:

-

ng gió:
c bi u th b ng h ng mà t ó gió th i n, ví d gió th i t ph ng
c n g i là gió b c. Ng i ta nh v h ng gió theo ph ng pháp ph ng v và theo
. Theo ph ng pháp ph ng v , ta qui c chia m t ph ng trái t theo 16 h ng, trong
ó có 4 h ng chính theo ph ng tr i là: B c (N- North), Nam (S- South), ông (EEast), Tây (W-West), nh hình sau:

Hình 2.10 - H
Th.S NGUY N PH

NG TH O

ng gió.
17-

Giáo trình TH Y V N CÔNG TRÌNH

MÔN K THU T XÂY D NG

c
gió: T c
gió o b ng s mét di chuy n
c trong 1 giây (m/s) ho c s
kilomet trong 1 gi (km/gi ). T c
gió còn có th bi u th b ng c p gió theo 12 c p do
ô c h i quân Anh Francis Beaufort (1744-1857) ngh . B ng này ã
c T ch c
Khí t ng Th gi i (WMO) ch p nh n t n m 1894.
ng 2.1- B ng c p gió (Beaufort Scale)
p gió
1

T c
(m/s)
(km/gi )

Phân h ng
ng gió

0-0,2
(0-2,9)

Mô t
i v t yên t nh, khói lên th ng, h n
ph ng l ng nh g

ng.

2

0,3-1,5
(3,0-8,9)

Gió r t nh

3

1,6-3,3
(9,0-15,9)

Gió nh

4

3,4-5,4
(16,0-23,9)

Gió nh

Lá và cành cây nh b t
nh , sóng r t nh .

5

5,5-7,9

(24,0-33,9)

Gió v a

i và m nh gi y nh b t u bay. Cành nh
lung lay, sóng nh và dài h n.

6

8,0-10,7
(34,0-43,9)

Gió khá m nh Cây nh có lá lung lay, m t n c ao h g n
sóng. Ngoài bi n sóng v a và dài.

7

10,8-13,8
(44,0-54,9)

Gió m nh

Cành l n lung lay. Ng n sóng b t
c b n lên.

u có b i

8

13,9-17,1

(55,0-67,9)

Gió khá to

Cây to rung chuy n, khó i b ng
gió. Sóng khá l n.

c chi u

9

17,2-20,7
(68,0-81,9)

Gió to

Cành nh b b gãy. Không i ng c gió
c. Ngoài bi n sóng cao và dài.

10

20,8-24,4
(82,0-95,9)

Gió r t l n

Làm h h i nhà c a, gi t ngói trên mái nhà.
Sóng l n có b t dày c. H n ch ra kh i.

11

24,5-28,4
(96,0-109,9)

Gió bão

Làm b t r cây. Phá
nhà c a. Sóng r t l n
và reo d d i. C m tàu thuy n ra kh i.

12

> 28,5
(> 110,0)

Gió bão to

c phá ho i r t l n. Sóng c c k l n, có th
phá v các tàu nh , thi t h i l n và r t l n.

Th.S NGUY N PH

NG TH O

Khói h i b r i
y cá.

c

ng, m t n

c g n lên nh

t c m th y có gió, lá cây xào x c, sóng g n
u rung

ng. C lay

18-


Giáo trình TH Y V N CÔNG TRÌNH

MÔN K THU T XÂY D NG

c. Các lo i gió:
-

Gió hành tinh (Planet wind): là gió quanh n m th i theo m t h ng t mi n áp cao n
mi n áp th p. Gió hành tinh hình thành do l c Coriolis, làm cho các lu ng không khí
c bán c u b l nh v bên ph i và nam bán c u l ch v bên trái.

Hình 2.11 – Gió hành tinh
-

Gió mùa (moonsoon wind): là nh ng lu ng không khí di chuy n theo mùa khá n nh,
i h ng ng c chi u ho c g n nh ng c chi u t mùa ông qua mùa h . Gió mùa
hình thành do s khác nhau v nhi t
d n n s chênh l ch áp su t không khí trên t
li n và trên bi n. V mùa ông, gió mùa th i t l c a ra bi n và mùa h gió mùa th i t

bi n và t li n.

Th.S NGUY N PH

NG TH O

19-


Giáo trình TH Y V N CÔNG TRÌNH

MÔN K THU T XÂY D NG

Hình 2.12 – S chênh l ch áp su t gây nên các lu ng gió t
-

t li n ra bi n.

Gió

a ph ng (local wind): là gió hình thành do các tác nhân v t lý, a hình, a lý c a
a ph ng c c b . Gió a ph ng có th k ra nh sau:
o Gió t, gió bi n: là gió quan sát
c vùng ven bi n ti p giáp v i t li n. Gió
bi n th i vào ban ngày t bi n vào t li n, gió t th i vào ban êm t
t li n ra
bi n. Nguyên nhân chính là s nóng lên và l nh i không u c a t li n và m t
c trong m t ngày êm

Hình 2.13- Gió

t, gió bi n

o Gió núi, gió thung l ng: là gió i chi u m t cách tu n hoàn, th i các vùng núi
trong các ngày quang ãng và n nh, rõ r t nh t là vào mùa hè. Ban ngày gió
th i t thung l ng lên cao d c theo s n núi nóng, ban êm gió th i t s n núi
nh xu ng thung l ng.

Th.S NGUY N PH

NG TH O

20-


Giáo trình TH Y V N CÔNG TRÌNH

o Gió Foehn (gió
u

MÔN K THU T XÂY D NG

a hình): c ng là m t lo i gió

a ph

ng hình thành do s hoàn

ng l c. ây là m t th gió nóng, khô th i t trên mi n núi xu ng. bên kia

núi, do nh h

ng c a

m gia t ng d n d n

a hình càng lúc càng cao làm nhi t
n gây m a t i ch . K t qu khi gió lên

và gia t ng nhi t khi i d n xu ng núi. ây là lo i gió r t
Tr

ng S n, nh t là

gió gi m d n,
nh núi thì khá khô

c tr ng c a dãy

n Qu ng Tr - Qu ng Bình (gió Lào).

Hình 2.14 – Gió thung l ng

Hình 2.15 – Gió front

d. Dông:
Dông (storm) là hi n t ng th ng x y ra vào mùa hè, Vi t Nam kho ng t tháng 4
n tháng 8. Dông hình thành do s phóng n trong các ám mây dày c, t o thành
ch p s m, ôi khi i kèm v i gió m nh và m a rào. Nguyên nhân gây ra dông là trong
mùa hè, m t t b nóng lên do h p thu nhi u b c x m t tr i làm các lu ng không khí

nóng và m b c lên cao, không khí có nhi t
th p h n tràn t i phía d i. ây là m t
ng i l u hình thành dông nhi t. Tr ng h p không khí nóng và m b c lên cao d c
theo các s n núi, g i là dông a hình. Khi lên n m t
cao nào ó, các ám mây tích
n ch m nhau gây nên ch p s m, nhi t
không khí gi m gây ra các tr n m a rào l n.

Hình 2.16 – Ba giai
Th.S NGUY N PH

NG TH O

n c a m t c n dông
21-


Giáo trình TH Y V N CÔNG TRÌNH

MÔN K THU T XÂY D NG

-

Giai
n kh i phát: Hi n t ng i l u t o nên nh ng ám mây tích (cumulus), sau ó
phát tri n thành mây v tích (cumulonuums). H i n c chuy n thành các gi t n c gi i
phóng n ng l ng.

-

Giao

n chín mu i: Các gi t n

hình trên. Các tinh th n
-

cb

c á và n

ông l i. Trên

nh mây b t

u tr i r ng ra nh

c m a hoà l n r i xu ng m nh.

Giai
n suy tàn: Các c m mây m t d n h i n c và rã tan d n. C n dông có th ti p
c n u có các c m mây m i phát tri n chung quanh.
Trong c n dông có m a l n, có gió gi t m nh có th làm
hi m. Tuy nhiên ng
n m a bình th

i ta ghi nh n n

cây c i, gây s m ch p nguy

c m a trong các c n dông có nhi u

m h n các

ng.

4. Bão:
Bão (Hurricane/ Typhoon) là m t xoáy thu n nhi t i phát tri n m nh t o nên m t vùng
gió l n, xoáy m nh và m a to tr i ra m t di n r ng. Trong mùa nóng, nhi t
n c
bi n tang cao (to 25oC), l ng không khí m và nóng lên cao, g p tác d ng c a l c ly
tâm c a trái t t o thành các xoáy, các xoáy này di chuy n g p các dòng không khí di
chuy n th ng ng s t o thành các d i h i t làm cho xoáy m nh lên t o thành bão.
ng kính m t c n bão có th lên t i vài tr m km, chi u cao t 3-9km, t c
di chuy n
a c n bão t 10-20km/ gi , di n tích nh h ng c a c n bão có th lên t i 8001500km2. Cách khu v c trung tâm bão kho ng 100-200km, th ng có gió c p 6, c p 7.
Vùng trung tâm bão có gió gi t c p 10, 11, có khi gi t t i c p 12 (v n t c gió có khi 100200km/ gi ). Trong khu v c bão, l ng m a r t l n, có khi t n vài tr m milimet
c trong m t ngày êm.
i Vi t Nam, bão th ng xu t hi n t tháng 7-11 hàng n m, kho ng 60% c n bão xu t
phát t vùng bi n Caroline, Philippines, còn l i 40% c n bão xu t phát t n i khác phía
nam bi n ông.
5.

m không khí:
Là l ng h i n c ch a trong không khí. T ng không khí sát m t t lúc nào c ng có
i n c: h i n c t ao, h , sông bi n,…b c h i to ra, thoát h i n c t s hô h p c a
th c và ng v t và h i n c t các ho t ng công nghi p, lò h i n c thoát ra. Ng i
ta dùng 3 c tr ng sau xác nh
m không khí.

-

Áp su t h i n
mmHG.

Th.S NGUY N PH

c: là ph n áp su t do h i n
NG TH O

c ch a trong không khí gây ra, bi u th b ng
22-


Giáo trình TH Y V N CÔNG TRÌNH

-

-

-

6.

MÔN K THU T XÂY D NG

m tuy t i: còn g i là m t
không khí (g/cm3 hay g/m3).

h in

c, là l

m t ng i: là t s gi a áp su t h i n c
tr ng thái bão hoà trong cùng m t nhi t .
thi u h t bão hoà: còn g i là
áp su t h i n c trong không khí
ch i
c h i (Evaporation) là hi n t

ng n

c có trong m t

n v th tích

tr ng thái th c t v i áp su t h i n

h t m, là hi u s gi a áp su t h i n
m t nhi t
nh t nh.

ng chuy n hoá các phân t n

c

c bão hoà vá

c t th l ng sang th

i do tác d ng chính c a nhi t , gió và i vào không khí.
Thoát h i (Transpiration) là s b c h i x y ra b m t các mô c a th c v t và ng v t.
trong cân b ng n c ng i ta g i chung là b c thoát h i (Evapotranspiration) ho c nói t t
là b c h i, là t ng l ng n c m t i do s b c h i t m t n c, m t t, qua lá cây c a
p ph th c v t,…
ng b c h i
c tính b ng chi u dày l p n c b c h i, n v mm.
c
b c h i là l ng n c b c h i trong m t n v th i gian (mm/ngày).
c không ng ng b c h i lên khí quy n, l ng b c h i ph thu c vào nhi u y u t :
-

Th i gian (ngày, êm, mùa n ng, mùa m a,…)
c

m

a lý (vùng núi,

Di n bi n c a khí t

ng b ng, xích

ng (nhi t

, gió, m

-

p

-

p ph th c v t (t ng cây, hoang m c,…)

t m t ( t sét,

o, ôn

i,…)

,…)

t cát,…)

7.

a
a là hi n t ng các h t n c có t s ng ng t h i n c trong mây và r i xu ng t.
Ph n l n h i n c b c lên t các i d ng và bi n vùng nhi t i. M t kh i không khí
m t khi g p l nh s có s ng ng t hình thành m a.
Có 3 ti n trình chính nên s làm l nh, gây ra m a:

-

Do a hình (nâng s n: Orographic lifting):
Khi m t kh i không khí m ang di chuy n g p m t dãy núi ch n l i, kh i khí s b nâng
lên g p hi n t ng l nh i vì ng l c. H i n c ng ng t gây m a m t bên s n dãy

Th.S NGUY N PH

NG TH O

23-


Giáo trình TH Y V N CÔNG TRÌNH

MÔN K THU T XÂY D NG

núi, bên kia l i khô. Lo i này g i là n a
c ta. M a ia hình th

a hình, r t

ng S n

a hình

Do i l u (Convection)
Do s gia tang nhi t
trong mùa khô t o nên s b c h i n c m nh m , kh i không khí
m sát m t t b nâng lên cao gây hi n t ng m t nhi t, h i n c ng ng t gây m a
kèm s m ch p.

Hình 2.18 – M a
-

khu v c Tr

ng l n và kéo dài.

Hình 2.17 - M a
-

c tr ng

il u

Do h i t (Convergence):
Khi có bão, các c n gió h i t l i t o ra các xoáy l n (Cyclone) nâng không khí m lên
cao và gây m a. ây là hi n t ng th ng x y ra n c ta trong mùa m a. Khi m t
kh i không khí l nh ang di chuy n g p kh i không khí nóng và m s t o ra m t vùng
ti p xúc g i là front. Khi kh i không khí l nh di chuy n vào vùng không khí nóng s t o
ra hi n t ng front l nh và ng c l i khi m t kh i không khí nóng i vào vùng không khí
nh ng yên hay di chuy n ch m s t o ra fornt nóng. M a x y ra m t ti p xúc gi a
kh i không khí nóng và l nh.

Th.S NGUY N PH

NG TH O

24-