Bài giảng môn thủy văn đại cương

tRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT
Bé M¤N §ÞA CHÊT THUû V¡N

(30 tiết – Dành cho sinh viên ngành ĐCTV –ĐCCT, ĐCCT-ĐKT và ĐST)

1


Mở đầu
Bài giảng Thuỷ văn đại cương nhằm trang bị cho sinh viên ngành địa chất thủy
văn, địa chất công trình,Địa sinh thái và công nghệ Môi trường những kiến thức cơ
bản nhất về thuỷ văn và phương pháp ®o đạc, xử lý tài liệu thuỷ văn trong quá trình
thực hiện các công tác địa chất liên quan đến tài nguyên nước. Đồng thời là tài liệu tra
cứu, sử dụng cho sinh viên ngành Địa chất chung và khai thác mỏ trong quá trình điều
tra thăm dò, khai thác khoáng sản.
Bài giảng được biên soạn trên cơ sở các kiến thức chuyên môn về thuỷ văn và các
văn bản pháp quy hiện hành về công tác nghiên cứu, đo đạc và xử lý tài liệu thuỷ văn
nhằm giúp sinh viên nhanh chóng nắm bắt được nội dung và phương pháp tiến hành
các công tác thuỷ văn.
Thuỷ văn đại cương là môn học nghiên cứu những vấn đề cơ bản của khoa học
thủy văn và tài nguyên nước, cần thiết, liên quan đến việc tìm hiểu, thiết kế, xây dựng
và quản lý vận hành các công trình có liên quan đến nguồn nước.
Nhiệm vụ của môn học:
- Cung cấp kiến thức cơ bản về sự hình thành dòng chảy sông ngòi, lưu vực, quá
trình hình thành dòng chảy sông ngòi
- Các phương pháp đo đạc và thu thập tài liệu thủy văn
* Ứng dụng của thủy văn:
- Thiết kế và vận hành các công trình thủy lợi, sản xuất năng lượng thủy điện
- Cấp nước đô thị
- Bố trí và xử lý các nguồn nước thải
- Nông nghiệp (tưới nước, tiêu úng ...)

- Phòng chống lũ lụt
- Giao thông thủy
- Phòng chống xói lở và bồi lắng phù sa
- Ngăn mặn xâm nhập
- Giảm nhẹ ô nhiễm, sử dụng nước cho các nhu cầu giải trí, bảo vệ nguồn cá và
động vật hoang dã.
- Cung cấp các thông tin, số liệu để tính toán Địa chất thuỷ văn, môi trường, tính
toán lượng nước chảy vào mỏ, hồ chứa...
Bài giảng gồm 5 chương giới thiệu đại cương về thuỷ văn học và các phương
pháp nghiên cứu, đo đạc và xử lý, tính toán tài liệu thuỷ văn phục vụ các mục đích của
cuộc sống.
Do trình độ có hạn, nội dung và bố cục của bài giảng chắc chắn không tránh khỏi
những hạn chế và thiếu sót, rất mong các độc giả đóng góp ý kiến để bài giảng được
hoàn thiện hơn.

2


CHNG 1
Khái niệm chung về thuỷ văn và tài nguyên nớc
1.1 Thu vn hc l gỡ ?
Thu vn (hay Thu vn hc, Hydrology cú ngun gc t ting Hy Lp cú
ngha l khoa hc v nc) l khoa hc nghiờn cu v tớnh cht, s chuyn ng v
phõn b ca nc (th lng v th rn) trong ton b Trỏi t. Nú cú quan h tng tỏc
v vt lý v hoỏ hc ca nc vi phn cũn li ca Trỏi t v quan h ca nú vi s
sng trờn Trỏi t, v nh vy nú bao gm c chu trỡnh thu vn v ti nguyờn nc.
Cỏc lnh vc thu vn bao gm thu vn khớ tng, thu vn b mt, thu vn a
cht, vỡ ú nc úng vai trũ trung tõm. Nú khụng bao gm khớ tng hc v hi
dng hc, vỡ ú nc ch l mt trong nhiu mt quan trng. (Cn núi thờm rng
tu quỏ trỡnh phỏt trin tng quc gia m t mt lnh vc c tỏch ra thnh 1 ngnh

riờng bit, nờn khỏi nim lnh vc khụng cú ngha tuyt i).
Do cú s giao nhau gia khớ tng v thu vn nờn cú lnh vc Khớ tng thu vn v Thu vn - khớ tng (Hydrometeorology - ting anh ch l 1 t) l mt
khoa hc liờn ngnh bao gm vic nghiờn cu v phõn tớch mi quan h qua li gia
cỏc pha ca nc trong khớ quyn v t khi nú chuyn qua chu trỡnh thu vn. Cng
t ú m cú thut ng "nh thu vn - khớ tng" (hydrometeorologist) l ngi cú
kin thc thuc c 2 lnh vc khớ tng v thu vn.
Nc l vt cht quan trng nht ca s sng, l thnh phn cu to
chớnh ca mi vt th sng v l lc lng ch lc lm thay i khụng ngng hỡnh th
b mt ca trỏi t. Nc gi vai trũ then cht trong vic iu hũa nhit trỏi t bo
m cho s sinh tn ca nhõn loi, vạn vật v cng l nhõn t ch yu nh hng n
s tin trin ca nn vn minh (Ven Te Chow). Khụng cú nc thỡ khụng th cú
cuc sng hay ỳng hn nc chớnh l cuc sng.
Thy vn l mụn khoa hc nghiờn cu v nc trờn trỏi t, s xut hin, chu
k v s phõn b ca nc, cỏc c tớnh hoỏ hc v lý hc ca nc v s phn ng
ca nc i vi mụi trng, bao gm c mi quan h gia nc vi cỏc vt sng.
i tng nghiờn cu ca thu vn hc l nc trong cỏc dũng chy trờn mt
v mi quan h ca nc trờn mt vi mụi trng.
Nhim v ca thy vn: nghiờn cu s hỡnh thnh, s phõn b v nhng c
im ca dũng chy trờn trỏi t phc v cỏc lnh vc ca i sng.
Phng phỏp nghiờn cu: Thy vn hc ng dng cỏc kt qu ca cỏc lnh vc
khoa hc t nhiờn gii quyt cỏc nhim v trong thu vn. Vỡ vy nú ng dng v
cú mi quan h mt thit vi nhiu lnh vc: toỏn hc, vt lý, hoỏ hc, a cht hc,
khớ tng hc, mụi trng...
Ti sao sinh viờn ngnh a cht, a cht thu vn, a sinh thỏi v CNMT phi
hc mụn thu vn i cng ? Vỡ nú giỳp chỳng ta gii quyt nhiu vn trong
3


nghiên cứu và thực tế sản xuất đồng thời giúp chúng ta khai thác sử dụng hợp lý và
bảo vệ tài nguyên nước (nước mưa, nước mặt, nước dưới đất) và bảo vệ môi trường.

1.2. Tài nguyên nước và phân bố của nước trong không gian
Tài nguyên nước bao gồm: nước mưa, nước mặt, nước dưới đất, nước biển. Nước
không những được sử dụng để duy trì sự sống, phục vụ cuộc sống mà còn được sử
dụng rộng rãi trong sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, thủy điện, giao thông thủy,
nuôi trồng thủy sản, phát triển kinh tế xã hội… Người ta dựa theo vị trí tồn tại của
nước trong không gian để phân chia ra các lĩnh vực nghiên cứu :
Nước trong vũ trụ : tồn tại phía ngoài khí quyển của trái đất –lĩnh vực
nghiên cứu chính là khoa học thiên văn
Nước trong khí quyển : tồn tại trong lớp khí quyển của trái đất – lĩnh vực
nghiên cứu chính là khoa học khí tượng
Nước trên bề mặt đất : tồn tại trên bề mặt đất (sông, suối, ao, hồ...) – lĩnh
vực nghiên cứu chính là khoa học thuỷ lợi
Nước dưới đất : tồn tại từ bề mặt đất trở xuống (trong đất đá) – lĩnh vực
nghiên cứu chính là khoa học địa chất thuỷ văn.
Nước tồn tại trong quả đất với một bề dày khá lớn, gọi là thủy quyển. Thủy
quyển là phần không gian của trái đất mà nước tồn tại. Khoảng không gian này thường
có bề dày từ độ cao 15 km trong bầu không khí đi sâu xuống mặt đất khoảng 1km
trong thạch quyển, tức là vỏ trái đất. Phân bố của nước trên trái đất thể hiện ở bảng
1.1.
Bảng 1.1. Phân bố nước trên địa cầu
Nguồn nước

Thể tích nước
tính bằng km3

Thể tích nước tính
bằng dặm khối

Phần trăm của
nước ngọt

Phần trăm
của tổng
lượng nước

Đại
dương,
biển, và vịnh

1.338.000.000

321.000.000

--

96,5

Đỉnh núi băng,
sông băng, và
vùng tuyết phủ
vĩnh cửu

24.064.000

5.773.000

68,7

1,74

Nước ngầm

23.400.000

5.614.000

--

1,7

Ngọt

10.530.000

2.526.000

30,1

0,76

Mặn

12.870.000

3.088.000

--

0,94

Độ ẩm đất

16.500

3.959

0,05

0,001

Băng chìm và
băng tồn tại

300.000

71.970

0,86

0,022

4


Thể tích nước
tính bằng km3

Thể tích nước tính
bằng dặm khối

Phần trăm của
nước ngọt

Phần trăm
của tổng
lượng nước

Các hồ

176.400

42.320

--

0,013

Ngọt

91.000

21.830

0,26

0,007

Mặn

85.400

20.490

--

0,006

Khí quyển

12.900

3,095

0,04

0,001

Nước đầm lầy

11.470

2.752

0,03

0,0008

Sông

2.120

509

0,006

0,0002

Nước sinh học

1.120

269

0,003

0,0001

1.386.000.000

332.500.000

-

100

Nguồn nước
vĩnh cửu

Tổng số

Nguồn: Gleick, P. H., 1996: Tài nguyên nước.Bách khoa từ điển về khí hậu và thời tiết. S.H
Scheneide, Nhà xuất bản Đại học OXford, New york, quyển 2, trang 817 - 823.

* Nước trên trái đất

Hình 1.1. Biểu đồ phân bố nước trên trái đất
+ Nguồn nước trên thế giới rất lớn nhưng nước ngọt (fresh water) mới là yêu cầu
chính, là động lực cơ bản cho hoạt động vafg phát triển dân sinh kinh tế của con
người.
+ Nước ngọt chiếm tỉ lệ khoảng 3% tổng lượng nước trên trái đất. Trong đó,
– 2/3 trong số đó là băng tuyết ở các cực (Bắc cực, Nam cực)
5


– Đại bộ phận của phần còn lại là nước ngầm ở độ sâu từ 200 đến 600m,
Phần dưới sâu chủ yếu đã bị nhiễm mặn
+ Nước ngọt có thể khai thác được chiếm khoảng 1% tổng lượng nước trên trái đất.
* Nước là nguồn tài nguyên có thể tái tạo được: Khác với các tài nguyên khoáng
sản rắn và dầu, nước là tài nguyên có thể tái tạo.

Hình 1.2. Vòng tuần hoàn của nước trong thiên nhiên
* Nước phân bố không đều theo không gian và thời gian :
Theo không gian:
– Vùng nhiều nước: Châu Âu, Châu Á
– Vùng ít nước: Châu Phi
Theo thời gian:
– Mùa mưa và mùa khô
– Mùa lũ và mùa kiệt
* Thuộc tính của nước :
Gây lợi:

– Là động lực cho các hoạt động dân sinh kinh tế của con người
Gây hại:
– Lũ lớn, lũ quét, lụt lội gây thiệt hại về con người và tài sản
– Gây ra những hiện tượng địa chất động lực và địa chất nhân tạo (xói lở
bờ, cát chảy, xói ngầm, trượt lở sừon dốc, bờ moong…)
* Các đặc trưng của nước :
Lượng nước:
– Là tổng lượng nước sinh ra trong một khoảng thời gian hoặc một thời kỳ nào đó.
6


– Biểu thị mức độ phong phú của tài nguyên nước trên một vùng lãnh thổ. Có
nhiều cách biểu thị: modul dòng chảy, chiều cao dòng chảy, giá trị tuyệt đối tinh toán
dòng chảy…
Chất lượng nước:
– Hàm lượng các chất hòa tan và chất không hòa tan trong nước (có lợi hoặc hại
theo tiêu chuẩn sử dụng)
Động thái của nước: Động thái là sự biến động về cả chất và lượng do các tác
nhân tự nhiên và nhân tạo gây ra. Các yếu tố động thái như mực nước, thành phần hoá
học nước, nguồn bổ sung hoặc thoát nước của dòng chảy…Động thái của nước được
thể hiện ở các đặc trưng là:
– Sự thay đổi dòng chảy theo thời gian
– Sự trao đổi nước giữa các khu vực chứa nước
– Sự vận chuyển và quy luật chuyển động của nước trong sông
– Sự chuyển động của nước ngầm
– Quá trình trao đổi chất hòa tan (hoà tan, hấp phụ, ngưng keo…)
– Xâm nhập mặn từ nước biển và sông và vào tầng chứa nước ngầm.
– V.v…
* Vấn đề khai thác tài nguyên nước :
Chủ yếu hiện nay là khai thác, sử dụng nguồn nước ngọt.

- Khai thác sử dụng các nguồn nước theo các mục đích khác nhau (ăn uống, sinh
hoạt, làm nguyên liệu, dùng trong công nghiệp…)
- Các biện pháp khai thác công trình và phi công trình (có công trình khai thác, sử
dụng các nguồn lộ tự nhiên…)
- Tác động của việc khai thác tài nguyên nước đến chế độ dòng chảy tự nhiên (thay
đổi dòng chảy, biến đổ chế độ dòng chảy, làm mất dòng chảy..)
Theo quan điểm hiện đại:
“Hệ thống tài nguyên nước là một hệ thống phức tạp bao gồm nguồn nước ở
dạng tự nhiên hoặc dạng được tái tạo, hệ thống các yêu cầu về nước, hệ thống các
công trình thủy lợi cùng với sự tác động qua lại giữa chúng và tác động của môi
trường”.
Nhiệm vụ của quy hoạch sử dụng nước là thiết lập một cân bằng hợp lý với hệ
thống nguồn nước theo các tiêu chuẩn đã được quy định bởi các mục đích khai thác và
quản lý nguồn nước.

7


• Sơ đồ hệ thống nguồn nước :
HỆ THỐNG
NGUỒN NƯỚC

TÀI NGUYÊN NƯỚC

CÁC BIỆN PHÁP
KHAI THÁC
NGUỒN NƯỚC

HỆ THỐNG CÁC
YÊU CẦU VỀ NƯỚC

XÁC ĐỊNH
CÂN BẰNG NƯỚC
HỢP LÝ

ĐẶC TRƯNG
CÂN BẰNG

HỆ THỐNG
CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ

PHƯƠNG PHÁP
ĐÁNH GIÁ

Hình 1.3. Sơ đồ hệ thống nguồn nước
* Hệ thống nguồn nước :
Tài nguyên nước:

Hệ thống các yêu cầu về nước:

–
Dạng: Nước mặt, nước ngầm,
- Sử dụng nước: Thủy điện, giao
thông thủy, du lịch, …
nước đại dương
–
Động thái

Đặc trưng: Lượng, Chất lượng,

- Tiêu hao nước: Tưới, cấp nước
sinh hoạt, nước cho công nghiệp…

- Phòng chống lũ, chống úng, bảo
–
Các hồ chứa, đập dâng, trạm vệ và cải tạo môi trường
bơm, và các công trình cấp nước khác
- Các biện pháp khai thác nguồn nước:

–
Công trình xử lý chất lượng
nước và cải tạo môi trường
Các công trình phòng chống lũ, chống úng
- Biện pháp phi công trình
- Các yêu cầu khác
* Xác định cân bằng nước hợp lý :
Đặc trưng cân bằng:
– Cân bằng về số lượng (trữ lượng)
– Cân bằng về chất lượng
– Các yếu tố về động thái
Hệ thống chỉ tiêu đánh giá:
8


– Kinh tế
– Chức năng
– Môi trường
Phương pháp đánh giá:
– Phương pháp tối ưu
– Phương pháp mô phỏng

1.4. Vài nét về lịch sử phát triển thuỷ văn học
Trước thế kỷ 18:
–

Việc phân tích các hiện tượng thủy văn chủ yếu mang tính định tính

–

Bước đầu có quan trắc mực nước và lưu tốc dòng chảy

Từ thế kỷ 18 đến đầu thế kỷ 20:
– Một số tác giả ở các nước phát triển đã nghiên cứu mối quan hệ mưa rào dòng
chảy, phân tích chế độ dòng chảy
- A. J. Vailâykôp trên cơ sở tài liệu tích lũy đã đưa ra nhận xét nổi tiếng: Sông ngòi
là sản phẩm của khí hậu.
- Đầu thế kỷ 20 một số ứng dụng của thủy văn phục vụ cho công tác thiết kế công trình
Giai đoạn từ 1930-1960:
- Thủy văn học đã phát triển thành một môn ngành khoa học độc lập
- Các nhà khoa học đã xây dựng thành công cơ sở lý luận của tính toán thủy văn
- Các nghiên cứu khoa học về dòng chảy được tiến hành
- Hệ thống các trạm quan trắc thủy văn được mở rộng và tổ chức một cách hệ thống
- Các thiết bị và kỹ thuật đo đạc phân tích số liệu thủy văn được hiện đại hóa
Giai đoạn từ năm 1960 đến nay: giai đoạn phát triển hiện đại
- Việc ứng dụng các phương pháp tính sử dụng máy tính điện tử được khai thác
triệt để
- Phát triển nhiều phương pháp tính toán thủy văn hiện đại trên cơ sở mối quan
hệ tương tác giữa dòng chảy sông ngòi, biện pháp công trình và các yêu cầu về nước
- Ứng dụng hiệu quả trong thực tế quy hoạch và thiết kế hệ thống nguồn nước.
- Xu thế hiện nay: xây dựng các mô hình mô phỏng hệ thống là sự kết hợp giữa
mô hình thủy văn, mô hình thủy lực và mô hình quản lý chất lượng nước.

- Các thiết bị quan trắc được hiện đại hóa: thiết bị tự động, kỹ thuật viễn thám,
… được sử dụng rộng rãi

9


CHƯƠNG 2
SỰ HÌNH THÀNH DÒNG CHẢY SÔNG NGÒI
2.1. Hệ thống sông ngòi và lưu vực sông
2.1.1. Hệ thống sông ngòi
* Khái niệm:
Nước rơi xuống đất, một phần bị tổn thất do bốc hơi, đọng vào các chỗ trũng, ngấm
xuống đất, một phần dưới tác dụng của trọng lực chảy dọc theo sườn dốc tạo thành các
lạch nước, khe suối và sông ngòi gọi chung là dòng chảy. Dòng chảy có 2 loại: dòng
tạm thời và dòng thường xuyên. Dòng tạm thời là dòng chảy chỉ tồn tại về mùa mưa.
Dòng thường xuyên là dòng có nước chảy quanh năm, liên tục. Trên thực tế người ta
thường quan tâm đến các dòng chảy thường xuyên, nhất là các sông, suối.
- Sông:là một dải lãnh thổ trên đó có dòng nước chảy tương đối lớn và tương đối
ổn định.
Hệ thống sông: là 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.
Các sông chảy trực tiếp ra biển hoặc chảy vào hồ trong nội địa gọi là sông chính.
Các sông chảy vào sông chính gọi là sông nhánh cấp 1,… Người ta thường lấy tên
sông chính để đặt tên cho hệ thống sông. Ví dụ: HT sông Hồng: sông Hồng và các
sông Đà, Thao, Lô, Gâm…; HT sông Mã: sông Mã và các sông Chu, Âm, Bưởi; HT
sông Thái Bình (sông Cầu, sông Thương, sông Lục Nam,…)
* Phân loại và phân cấp sông
- Phân loại theo hình dạng dòng chảy:
+ HT sông hình nan quạt

- Phân cấp hệ thống sông:

+ HT sông hình cành cây

+ Sông chính: là dòng sông có kích thước
dài nhất và có lượng nước chảy trong
sông là lớn nhất

+ HT sông hình song song

+ Sông phụ:

+ HT sông hình lông chim

Một hệ thống sông lớn thường có hình + Nhập lưu: là dòng sông phụ cung cấp
nước cho hệ thống
dạng hỗn hợp.
+ Phân lưu: là dòng sông phụ lấy nước
của hệ thống
2.1.2. 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). Nói cách khác, lưu vực sông là khu vực tập trung nước của
sông.
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.

10

Đường chia nước của lưu vực là đường nối liền các điểm cao nhất xung quanh lưu
vực và ngăn cách nó với các lưu vực khác ở bên cạnh. Nước mưa rơi xuống 2 phía của
đường phân nước sẽ chảy theo 2 sườn dốc chảy vào 2 con sông khác.
MÆt­c¾t­A-A
M­a

§­êng­chia­n­
íc­mÆt

Bèc­h¬i
Dßng­ch¶y­mÆt
ThÊm
∇

Dßng­ch¶y­ngÇm

§­êng­chia­n­
íc­ngÇm

Hình 2.1. Mặt cắt ngang một lưu vực sông
Muốn xác định được đường phân nước của lưu vực phải căn cứ vào bản đồ địa
hình có vẽ các đường cùng cao trình. Việc xác định đường chia nước ngầm là rất khó
nên thông thường người ta lấy đường chia nước mặt là đường phân lưu. Thông
thường do cấu tạo địa chất mà đường chia nước ngầm và đường chia nước mặt của lưu
vực sông không trùng nhau. Vì vậy người ta chia ra lưu vực hở: là lưu vực có đường
chia nước mặt không trùng với đường chia nước ngầm. Lưu vực kín: là lưu vực có
đường chia nước mặt trùng với đường chia nước ngầm

11

* Sơ hoạ một lưu vực sông

Đường phân lưu
Sông nhánh

Sông chính

Hình 2.2. Sơ hoạ một lưu vực sông
Cửa ra lưu vực

2.1.3. Các đặc trưng hình học của lưu vực
a. Diện tích lưu vực : Là diện tích khu vực được khống chế bởi đường phân lưu.
Ký hiệu: F. Đơn vị: km2.

Để xác định diện tích lưu vực có thể dựa vào đường chia nước của lưu vực trên bản
đồ địa hình sau đó xác định diện tích lưu vực một cách dễ dàng bằng máy đo diện tích
hoặc một số phương pháp khác. Trong thực tế, để đảm bảo độ chính xác thường sử
dụng các bản đồ tỉ lệ 1/10000; 1/25000; 1/50.000 và 1/100.000
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

12

Llv

(km)


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

∑

- 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
- 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)
li −1 + li
∆hi
2
i =1
J lv = n


 ∑ fi = F 
 i =1

n

∑

Trong đó:
Δhi : chênh lệch cao độ giữa hai đường đồng mức
li: chiều dài của đường đẳng cao thứ i trong phạm vi lưu vực
- Mật độ lưới sông (km/km2): 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

13


• Mặt cắt sông:
Mặt cắt sông gồm có : Mặt cắt ngang sông và mặt cắt dọc sông
- Mặt cắt dọc: Là mặt cắt qua trục lòng sông.
+ Cách xác định: Đo cao trình các điểm giữa lòng sông tại những nơi địa hình thay
đổi rõ rệt. Lấy chiều dài sông làm hoành độ và cao trình của các điểm tương ứng
làm tung độ, rồi nối các điểm trên hệ tọa độ vuông góc, ta được biểu đồ mặt cắt dọc
sông.
+ Ý nghĩa: Cho biết tình hình phân bố độ dốc lòng sông và chênh lệch mực nước
giữa các vị trí trên sông. Là căn cứ chủ yếu để nghiên cứu đặc tính của dòng nước
và dự tính năng lượng tiềm tàng của sông.
- Mặt cắt ngang sông: Mặt cắt ngang của sông tại một vị trí trên sông là mặt cắt
vuông góc với hướng chảy tại vị trí đó.
Mặt cắt ngang thay đổi theo tình hình mực nước, vì vậy người ta phân ra làm 2
loại: mặt cắt lớn và mặt cắt thường.
+ Mặt cắt lớn là mặt cắt chỉ về mùa lũ nước mới chảy qua
+ Mặt cắt thường (gọi tắt là mặt cắt) chỉ bộ phận luôn có nước chảy qua.
Ngoài ra, căn cứ vào hình dạng khác nhau, người ta còn phân mặt cắt ngang sông
thành mặt cắt đơn và mặt cắt kép.
• Lòng sông và bãi sông:
- Lòng sông là phần sông có nước chảy về mùa kiệt. Bãi sông là phần đất đai bị
ngập về mùa lũ. Ranh giới giữa lòng sông và bãi sông, giữa bãi sông và phần
không bị nước ngập tới trong thung lũng thường là những chỗ có địa hình thay đổi
đột ngột.
Trên thung lũng sông, nhiều khi quan sát thấy từng bậc rất rõ rệt, mỗi bậc có những

cấu tạo khác nhau về địa mạo và địa chất.
- Một con sông phát triển đầy đủ thường có thể phân chia làm 5 đoạn có tính chất
khác nhau : nguồn sông, thượng lưu, trung lưu, hạ lưu và cửa sông.
+ Nguồn sông : Là nơi bắt đầu của một dòng sông. Những con sông lớn thường bắt
nguồn từ các miền núi cao, rừng rậm. Tại đó có nhiều khe suối nhỏ chằng chịt, nước
chảy quanh năm. Cũng có khi sông bắt nguồn từ một mạch nước ngầm hoặc một hồ
lớn.
+ Thượng lưu : Là đoạn sông nối với nguồn sông
Đặc điểm :

- Độ dốc lớn, nước chảy xiết
- Xói lở theo chiều sâu mạnh
- Lòng sông hẹp, nhiều thác ghềnh lớn.

+ Trung lưu :

Là đoạn sông ở dưới đoạn thượng lưu

Đặc điểm :

- Độ dốc lòng sông đã giảm nhiều
- Không nhiều thác ghềnh lớn
14


- Nước chảy yếu hơn, xói lở phát triển sang hai bên bờ mạnh, làm
cho lòng sông mở rộng dần, sông ngày càng uốn khúc nhiều hơn.
+ Hạ lưu : Là đoạn cuối cùng của sông
Đặc điểm :

- Độ dốc lòng sông nhỏ

- Nước chảy chậm, bồi nhiều hơn xói, tạo nên nhiều bãi sông nằm
ngay giữa lòng sông.
- Hình dạng sông quanh co uốn khúc rất rõ rệt. Lòng sông mở
rộng ra nhiều so với các đoạn trên.
+ Cửa sông : Là nơi sông tiếp giáp với biển, hồ hoặc một con sông khác.
Cũng có khi nước sông chưa chảy ra đến biển hoặc một con sông khác, nước đã
cạn hết vì ngấm hoặc bốc hơi. Trường hợp này không có cửa sông, sông loại này gọi là
sông cụt.
2.2. Hệ thống sông ngòi Việt Nam
Việt nam là nước có nhiều dòng chảy. Tổng số các sông trên lãnh thổ với dòng
chảy thường xuyên có chiều dài từ 10 km trở lên là 2.360, trong đó:
- Có 9 hệ thống sông có diện tích lưu vực từ 10.000km2 trở lên
- Có166 sông có diện tích lưu vực từ 500-10000km 2, phần lớn là sông nhánh của
các sông lớn
- Có 2170 sông có diện tích lưu vực nhỏ hơn 500km 2 (chiếm 93%), trong đó có
1556 sông có diện tích lưu vực nhỏ hơn 100km2
Bảng 2.1. Trữ lượng nước các hệ thống sông trên lãnh thổ Việt Nam
Tổng lượng nước (km3/năm)

Diện tích
(km2)

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

Thu Bồn

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

Hệ thống sông

15


Tổng lượng nước (km3/năm)

Diện tích
(km2)

Trong nước

Côn

2.980

2,58

2,58

Kỳ Lộ

1.920

1,45

1,45

Ba

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

Hệ thống sông

(*): không tính ở Tây Nguyên

16

Ngoài vào

Toàn bộ


10600'

10400'

11000'

10800'



Hà
Hà
HàGiang
Giang
Giang

Giang
Hà
Hà
Hà
Giang
Giang
Hà
Hà
Hà
Giang
Giang
Giang
Cao
Cao
CaoBằng
Bằng
Bằng
Bằng
Cao
Cao
Cao
Bằng
Bằng
Cao
Cao
Cao
Bằng
Bằng
Bằng

Trung quốc

G
ng
Sô
âm

Lào
Lào
LàoCai
Cai
Cai
Cai
Lào
Lào
Lào
Cai
Cai
Lào
Lào
LàoCai
Cai
Cai
Lai
Lai
LaiChâu
Châu
Châu
Châu
Lai

Lai
Lai
Châu
Châu
Lai
Lai
Lai
Châu
Châu
Châu

Sô
ng

22
00'

H

Sô
ng
ồn
g

Hồ Thác Bà
Yên
Yên
YênBái
Bái
Bái

Bái
Yên
Yên
Yên
Bái
Bái
Yên
Yên
YênBái
Bái
Bái

à

Sơn
Sơn
Sơnla
la
lala
la
Sơn
Sơn
Sơn
la
Sơn
Sơn
Sơnla
lala
Sôn
Sô

ng
M

Sô
ng

H

ã

Bắc
Bắc
Bắc
Ninh
Ninh
Bắc
Bắc
BắcNinh
Ninh
Ninh
Ninh
Bắc
Bắc
Bắc
Ninh
Ninh
Ninh
Sông Đuống

Hà

Hà
HàNội
Nội
Nội
Nội
Hà
Hà
Hà
Nội
Nội
Hà
Hà
Hà
Nội
Nội
Nội

Hạ
Hạ
Hạ
Long
Long
Hạ
Hạ
HạLong
Long
Long
Long
Hạ
Hạ

Hạ
Long
Long
Long

Hải
Hải
HảiD
DD
DDơng
ơng
ơng
ơng
Hải
Hải
Hải
ơng
ơng
Sông
Thái
Hải
Hải
Hải
DDD
DBình
ơng
ơng
ơng

Hải

Hải
HảiPhòng
Phòng
Phòng
Phòng
Hải
Hải
Hải
Phòng
Phòng
Hải
Hải
Hải
Phòng
Phòng
Phòng

Hòa
Hòa
HòaBình
Bình
Bình
Bình
Hòa
Hòa
Hòa
Bình
Bình
Hòa
Hòa

Hòa
Bình
Bình
Bình

Sô
ng
M

Bằng Giang-Kỳ Cùng
Flv = 12.880 km2
W = 8,92 km3

Nam
Bắc
Bắc
Bắc
Giang
Giang
ục
Bắc
Bắc
Bắc
Giang
Giang
Giang
LGiang
Bắc
Bắc
Bắc

Giang
Giang
Giang
Sông

Việt
Việt
ViệtTrì
Trì
Trì
Trì
Việt
Việt
Việt
Trì
Trì
Việt
Việt
ViệtTrì
Trì
Trì

à

22
00'
ng

Thái
Thái

TháiNguyên
Nguyên
Nguyên
Nguyên
Thái
Thái
Thái
Nguyên
Nguyên
Thái
Thái
Thái
Nguyên
Nguyên
Nguyên

ồn
g

Vĩnh
Vĩnh
VĩnhYên
Yên
Yên
Yên
Vĩnh
Vĩnh
Vĩnh
Yên
Yên

Vĩnh
Vĩnh
Vĩnh
Yên
Yên
Yên
gĐ

Hà
Hà
HàĐông
Đông
Đông
Đông
Hà
Hà
Hà
Đông
Đông
Hà
Hà
Hà
Đông
Đông
Đông

20
00'

Lạng

Lạng
Lạng
Sơn
Sơn
Sơn
SônSơn
Lạng
Lạng
Lạng
Sơn
Lạng
Lạng
Lạng
Sơn
Sơn
Sơn
gSơn
Kỳ
Cù

Sông Cầu

Tuyên
Tuyên
TuyênQuang
Quang
Quang
Quang
Tuyên
Tuyên

Tuyên
Quang
Quang
Tuyên
Tuyên
TuyênQuang
Quang
Quang
Sôn
gĐ

Dự án Phối hợp Quốc gia
về Quản lý Tài nguyên n ớc

Bắc
Bắc
BắcKạn
Kạn
Kạn
Kạn
Bắc
Bắc
Bắc
Kạn
Kạn
Bắc
Bắc
Bắc
Kạn
Kạn

Kạn
Lô

H
HH
ng
ng
ng
Yên
Yên
Yên
Luộc
H
ng
ng
Yên
Yên
HH
HH
Hng
ng
ng
ngYên
Yên
Yên
Yên
Sô ng
Phủ
Phủ
PhủLý

Lý
Lý
Lý
Cử
Phủ
Phủ
Phủ
Lý
Lý
Phủ
Phủ
Phủ
Lý
Lý
Lý
aT
Sông Trà Lý
há
iB
Sô
ình
ng
Thái
Thái
TháiBình
Bình
Bình
Bình
Đá
Thái

Thái
Thái
Bình
Bình
Thái
Thái
Thái
Bình
Bình
Bình
Nam
Nam
NamyĐịnh
Định
Định
Định
Nam
Nam
Nam
Định
Định
Nam
Nam
Nam
Định
Định
Định
Cử
aB
a

Ninh
Ninh
NinhBình
Bình
Bình
Bình
Lạt
Ninh
Ninh
Ninh
Bình
Bình
Ninh
Ninh
Ninh
Bình
Bình
Bình

ã

l à o

Hồng và Thái Bình
Flv = 168.700 km2
W = 137 km3

Sông Chu
Thanh
Thanh

ThanhHoá
Hoá
Hoá
Hoá
Thanh
Thanh
Thanh
Hoá
Hoá
Thanh
Thanh
ThanhHoá
Hoá
Hoá

20
00'

Sông Yên

Sôn
g

Mã-Chu
Flv = 28.490 km2
W = 20,1 km3

Cả

Vinh

Vinh
Vinh
Vinh
Vinh
Vinh
Vinh
Vinh
Vinh
L am

i ể

Hà
Hà
HàTĩnh
Tĩnh
Tĩnh
Tĩnh
Hà
Hà
Hà
Tĩnh
Tĩnh
Hà
Hà
Hà
Tĩnh
Tĩnh
Tĩnh

Cả
Flv = 27.200 km2
W = 24,2 km3

Thạch Hãn
Flv = 2.660 km2
W = 4,68 km3

n
Đ
ô

G ia

18
00'

g

Sông

n

18
00'

B

Sông

nh

Đồng
Đồng
ĐồngHới
Hới
Hới
Hới
Đồng
Đồng
Đồng
Hới
Hới
Đồng
Đồng
ĐồngHới
Hới
Hới
N
Sông

hậ t

Lệ

GIANH
FLV = 4.680 KM2
W = 8,14 KM3

H ơng

Flv =2.830 km2
W = 5,64 km3

Đông
Đông
ĐôngHà
Hà
Hà
Hà
Đông
Đông
Đông
Hà
Hà
Đông
Đông
Đông
Hà
Hà
Hà
Sông Thạch Hãn
Sô
ng
Bồ

Huế
Huế
Huế
Huế
Huế

Huế
Huế
Huế
Huế ơng
H
ng
Sô

Vụng Cầu Hai
Đà
Đà
ĐàNẵng
Nẵng
Nẵng
Nẵng
Đà
Đà
Đà
Nẵng
Nẵng
Đà
Đà
Đà
Nẵng
Nẵng
Nẵng

Thu Bồn
Flv = 10.496 km2
W = 19,3 km3

16
00'

Trà Khúc
Flv = 4.680 km2
W = 8,14 km3

Sông Hàn
Sông Thu Bồn

Tam
Tam
Tam
Kỳ
Kỳ
Kỳ
Tam
Tam
Tam
Kỳ
Kỳ
Tam
Tam
TamKỳ
Kỳ
Kỳ
Kỳ
Sông Tam Kỳ

16
00'

Quảng
Quảng
Quảng
Ngãi
Ngãi
Quảng
Quảng
QuảngNgãi
Ngãi
Ngãi
Ngãi
Quảng
Quảng
Quảng
Ngãi
Ngãi
Ngãi
Sông Trà Khúc

SÊ SAN
FLV =
KM2
W=
KM3

Kone
Flv = 2.980 km2

W = 2,58 km3

Kon
Kon
KonTum
Tum
Tum
Tum
Kon
Kon
Kon
Tum
Tum
Kon
Kon
KonTum
Tum
Tum

S
ng
Sô

14
00'

an
êS

Plei

Plei
PleiKu
Ku
Ku
Ku
Plei
Plei
Plei
Ku
Ku
Plei
Plei
PleiKu
Ku
Ku
Sông Kon
Qui
Qui
Qui
Nhơn
Nhơn
Nhơn
Qui
Qui
Qui
Nhơn
Nhơn
Qui
Qui
QuiNhơn

Nhơn
Nhơn
Nhơn
Hồ Núi Một
Ia

14
00'

Ay
un

Sông Cái
Sô
n

Srê Pốk
Flv =
km2
W=
km3

gB

Tuy
Tuy
Tuy
Hoà
Hoà
Tuy

Tuy
TuyHoà
Hoà
Hoà
Hoà
Tuy
Tuy
Tuy
Hoà
Hoà
Hoà
Rằng

a

Đà
Sông
Sông
H in

Buôn
Buôn
BuônMa
Ma
Ma
MaThuột
Thuột
Thuột
Thuột
Buôn

Buôn
Buôn
Ma
Ma
Thuột
Thuột
Buôn
Buôn
BuônMa
Ma
MaThuột
Thuột
Thuột

h

Ba
Flv = 13.900 km2
W = 2,58 km3

Sông
Srepok

Nha
Nha
NhaTrang
Trang
Trang
Trang
Nha

Nha
Nha
Trang
Trang
Nha
Nha
NhaTrang
Trang
Trang

12
00'

12
00'

Đà
Đà
Đà
Lạt
Lạt
Đà
Đà
ĐàLạt
Lạt
Lạt
Lạt
Đà
Đà
Đà

Lạt
Lạt
Lạt
Hồ Đơn D ơng

Sông Bé

Phan
Phan
PhanRang
Rang
Rang
RangTháp
Tháp
Tháp
ThápChàm
Chàm
Chàm
Chàm
Phan
Phan
Phan
Rang
Rang
Tháp
Tháp
Chàm
Chàm
Phan
Phan

Phan
Rang
Rang
Rang
Tháp
Tháp
Tháp
Chàm
Chàm
Chàm

Sôn
gB
é

ng
Sô

Thủ
Thủ
ThủDầu
Dầu
Dầu
DầuMột
Một
Một
Một
Thủ
Thủ
Thủ

Dầu
Dầu
Một
Một
Thủ
Thủ
Thủ
Dầu
Dầu
Dầu
Một
Một
Một

m
Và

ậu

Cử
aC
un

Sg
H
ậu

Sóc
Sóc
SócTrăng

Trăng
Trăng
Trăng
Sóc
Sóc
Sóc
Trăng
Trăng
Sóc
Sóc
Sóc
Trăng
Trăng
Trăng

Cử
a

Bạc
Bạc
BạcLiêu
Liêu
Liêu
Liêu
Bạc
Bạc
Bạc
Liêu
Liêu
Bạc

Bạc
Bạc
Liêu
Liêu
Liêu
Cà
Cà
CàMau
Mau
Mau
Mau
Cà
Cà
Cà
Mau
Mau
Cà
Cà
Cà
Mau
Mau
Mau

Đồng Nai
Flv = 42.655 km2
W = 30,6 km3

ai
gN

Cần
Cần
CầnThơ
Thơ
Thơ
Thơ
Sô
Cần
Cần
Cần
Thơ
Thơ
Cần
Cần
CầnThơ
Thơ
Thơ
ng
H

Tân
Tân
TânAn
An
An
An
Tân
Tân
Tân
An

An
Tân
Tân
Tân
An
An
An

Sông Vàm Cỏ
Vũng
Vũng
VũngTàu
Tàu
Tàu
Tàu
Vũng
Vũng
Vũng
Tàu
Tàu
Mỹ
Mỹ
MỹTho
Tho
Tho
Tho
Vũng
Vũng
Vũng
Tàu

Tàu
Tàu
Mỹ
Mỹ
Mỹ
Tho
Tho
Mỹ
Mỹ
Mỹ
Tho
Tho
Tho
Sông Cửa
Tiểu
Sôn
g H Sông
CTre
Bến
Bến
Tre
Tre
àmBến
ửa
Bến
Bến
Bến
Tre
Tre
Tre

Bến
Bến
Tre
Tre
Tre
Đại
LBến
uô
ng
Trà
Trà
TràVinh
Vinh
Vinh
Vinh
Trà
Trà
Trà
Vinh
Vinh
Trà
Trà
Trà
Vinh
Vinh
Vinh

Vĩnh
Vĩnh
VĩnhLong

Long
Long
Long
Vĩnh
Vĩnh
Vĩnh
Long
Long
Vĩnh
Vĩnh
Vĩnh
Long
Long
Long
Rạch
Rạch
RạchGiá
Giá
Giá
Giá
Rạch
Rạch
Rạch
Giá
Giá
Rạch
Rạch
RạchGiá
Giá
Giá

Phan
Phan
PhanThiết
Thiết
Thiết
Thiết
Phan
Phan
Phan
Thiết
Thiết
Phan
Phan
Phan
Thiết
Thiết
Thiết

ồn

g
ôn

Hồ
Hồ
HồChí
Chí
Chí
ChíMinh

Minh
Minh
Minh
Hồ
Hồ
Hồ
Chí
Chí
Minh
Minh
Hồ
Hồ
Hồ
Chí
Chí
Chí
Minh
Minh
Minh

Cỏ
Tây

Cao
Cao
Cao
Lãnh
Lãnh
Lãnh
Cao

Cao
Cao
Lãnh
Lãnh
Lãnh
Cao
Cao
Cao
Lãnh
Lãnh
SôLãnh
ng
Tiề
Long
Long
LongXuyên
Xuyên
Xuyên
Xuyên
Long
Long
Long
Xuyên
Xuyên
n
Long
Long
LongXuyên
Xuyên
Xuyên

10
00'

Sôn

Đ
Cỏ

iền
Sg. T

Sôn
gV
àm

Sông La Ngà
Hồ Trị An

Biên
Biên
BiênHoà
Hoà
Hoà
Hoà
Biên
Biên
Biên
Hoà
Hoà

Biên
Biên
Biên
Hoà
Hoà
Hoà

gĐ

Cửu Long
Flv = 795.00 km2
W = 520,3 km3

Đồ

Hồ Dầu Tiếng
Tây
Tây
TâyNinh
Ninh
Ninh
Ninh
Tây
Tây
Tây
Ninh
Ninh
Tây
Tây
Tây

Ninh
Ninh
Ninh

c h i a

Sông

p u

ng N
ai

Đồng
Đồng
ĐồngXoài
Xoài
Xoài
Xoài
Đồng
Đồng
Đồng
Xoài
Xoài
Đồng
Đồng
Đồng
Xoài
Xoài
Xoài

c ă m

Cử
aĐ
ịnh

Tr
an
h

gH

10
00'

ầu

An

Đề

Sông Chàm Chim

10400'

10600'

10800'

11000'

Hỡnh 2.3. Lu vc cỏc h thng sụng chớnh Vit Nam

17


2.3. Dòng chảy sông ngòi
2.3.1.Phân loại dòng chảy sông ngòi
- Theo nguồn gốc:
+ Dòng chảy do mưa
+ Dòng chảy do tuyết tan, băng tan
- Theo vị trí dòng chảy:
+ Dòng chảy mặt
+ Dòng chảy ngầm
- Theo thời gian:
+ Dòng chảy năm
+ Dòng chảy lũ
+ Dòng chảy kiệt
- Theo chế độ dòng chảy:
+ Dòng chảy tạm thời
+ Dòng chảy thường xuyên
2.3.2. Sự hình thành dòng chảy sông ngòi
Khi mưa rơi xuống bề mặt lưu vực: Một phần bị giữ lại trên lá cây, mái nhà …
một phần bị giữ lại trong các chỗ trũng (điền trũng), một phần bị bốc hơi trở lại: bốc
hơi qua lá, bốc hơi của lượng nước bị giữ lại trên lá cây, bốc hơi mặt nước, bốc hơi
mặt đất, một phần bị thấm xuống đất, phần còn lại chảy tràn trên sườn dốc tạo thành
các lạch nước rồi đổ vào suối, suối đổ vào sông nhánh, sông nhánh đổ vào sông chính
và cuối cùng chảy ra biển hoặc hồ lớn. Phần nước sau khi bị thấm xuống đất sẽ tham
gia vào quá trình hình thành dòng chảy ngầm, sau một thời gian cũng sẽ chảy về biển

hoặc hồ lớn.

Chưa
bão
hòa
Bão
hòa

Bốc hơi

t
oá
Th ơi
h

Mưa

Tổn thất điền trũng
Mực nước ng

Bốc hơi
ầm

Thấm
Sông

Nước
ngầm

Hình 2.4. Sơ hoạ sự hình thành dòng chảy sông ngòi

Tóm lại, sông ngòi được hình thành bở 4 quá trình:
- Quá trình mưa
18


- Quá trình tổn thất
- Quá trình chảy tràn trên sườn dốc
- Quá trình tập trung nước trong sông
2.3.3. Các đại lượng biểu thị cho dòng chảy
* Lưu lượng dòng chảy Q (m3/s): Là lượng nước chảy qua một đơn vị diện tích tiết
diện dòng chảy trong một đơn vị thời gian.
Lưu lượng tại một thời điểm bất kỳ gọi là lưu lượng tức thời. Lưu lượng bình quân
trong một thời khoảng T bất kỳ là giá trị trung bình của lưu lượng trong khoảng thời
n
gian đó.
T
Q=

1
Q( t ) dt
T ∫0

Q=

∑Q
i =1

i

n

* Tổng lượng dòng chảy W (m3)
Là lượng nước sinh ra trên lưu vực chảy qua mặt cắt cửa ra trong một khoảng
t2
thời gian nào đó.

W = ∫ Q( t ) dt
t1

Q(t) là lưu lượng trong khoảng thời gian vô cùng nhỏ dt
Lưu lượng dòng chảy và tổng lượng dòng chảy: Phản ánh mức độ lớn nhỏ về
lượng nước mà lưu vực có khả năng cung cấp
* Chiều cao dòng chảy Y (mm) là chiều dày lớp nước tính bằng mm khi ta
trải đều tổng lượng nước trong một năm trên toàn bộ bề mặt diện tích lưu vực

Y=

W
.10 −3 (mm)
F

* Mô đun dòng chảy M (l/s.km2): Là lượng nước sinh ra trên mỗi đơn vị diện tích lưu
vực trong một đơn vị thời gian.

103 Q
M=
F

(l/s.km2)

Mô đun dòng chảy và chiều cao dòng chảy phản ánh mức độ phong phú về
nguồn nước của lưu vực. Do không phụ thuộc vào diện tích của lưu vực nên có thể sử
dụng để so sánh mức độ phong phú của dòng chảy giữa các lưu vực.
* Hệ số dòng chảy α: Là tỉ số giữa chiều cao dòng chảy và lượng mưa tương ứng sinh
ra dòng chảy trong thời gian T. Nó phản ánh tình hình sản sinh dòng chảy trên lưu
vực, α càng lớn thì lượng tổn thất càng ít và ngược lại

α=

Y
X

2.4. Ảnh hưởng của các nhân tố đến sự hình thành dòng chảy
Nhân tố khí hậu, khí tượng:
19


- Mưa: Là nhân tố quan trọng nhất, là nguyên nhân chủ yếu sinh ra dòng chảy ở
nước ta, chi phối quy luật dòng chảy theo thời gian
- Bốc hơi: ảnh hưởng trực tiếp đến sự hình thành dòng chảy qua quá trình tổn thất
dòng chảy
- Nhiệt độ, gió, độ ẩm không khí: ảnh hưởng gián tiếp đến sự hình thành dòng chảy
do tác động đến mưa và bốc hơi
Nhân tố mặt đệm
- Diện tích lưu vực: có tác dụng điều hòa dòng chảy. Lưu vực càng lớn thì dòng
chảy ngầm càng lớn.
- Độ dốc lưu vực: ảnh hưởng đến tốc độ dòng chảy, đặc biệt dòng chảy lũ
- Địa chất, thổ nhưỡng: ảnh hưởng gián tiếp đến quá trình tổn thất dòng chảy do
thấm
- Địa hình: ảnh hưởng đến hướng đón gió của lưu vực, qua đó gián tiếp ảnh

hưởng đến lượng mưa sinh dòng chảy
Nhân tố con người:
Các hoạt động sản xuất ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp đến sự hình thành dòng
chảy sông ngòi. Con người có thể tạo nên dòng chảy hoặc nắn dòng chảy theo ý muốn.
Ví dụ trong khai thác mỏ, để tránh lượng nước chảy vào moong người ta nắn cho dòng
chảy ra khỏi khu vực mỏ.
2.5. Phương trình cân bằng nước
Nguyên lý cân bằng nước:
“Xét trong một thời đoạn bất kỳ, chênh lệch giữa lượng nước đến và lượng nước
đi ra khỏi một thể tích bằng lượng nước tích đọng trong thể tích đấy.”
Các loại phương trình cân bằng nước
Phương trình cân bằng nước tổng quát
Xét một khu vực bất kỳ trên lưu vực trong một thời đoạn bất kỳ ∆t
Các thành phần nước đến:
- Lượng mưa: X
- Lượng nước ngưng tụ: Z1
- Lượng nước mặt đến: Ym1
- Lượng nước ngầm đến: Yng1
Các thành phần nước đi:
- Lượng bốc hơi: Z2
- Lượng nước mặt đi: Ym2
20


- Lượng nước ngầm đi: Yng2
Chênh lệch trữ lượng nước trên khu vực tại đầu và cuối thời đoạn tính toán:
∆W=W2 -W1
Phương trình tổng quát:
(X+Z1+Ym1+Yng1) - (Z2+Ym2+Yng2)=∆±W
Ym

Z2

1

Yn

X
Z1

±∆W

g1

Ym
2

Yn

Phương trình cân bằng nước cho một lưu vực

g2

+ Đối với lưu vực kín: Vì đường phân chia nước mặt và đường phân chia nước
ngầm trùng nhau nên: Ym1=0, Yng1=0
Đặt Y= Ym2+Yng2; Z= Z2-Z1
X - (Z+Y) = ∆±W
Đối với lưu vực hở: Vì đường phân chia nước mặt và đường phân chia nước ngầm
không trùng nhau, nên: Ym1=0, Yng1≠0.
X+Yng1-(Z+Y)=∆±W

Đối với lưu vực kín:
Phương trình cân bằng nước viết cho năm thứ i: Xi - (Zi+Yi)=∆±Wi
Phương trình cân bằng nước cho n năm:

ΣXi - ΣZi- ΣYi= ∆±ΣWi

Chia cả 2 vế cho n và đặt:
X0=(ΣXi)/n

là chuẩn mưa năm

Y0=(ΣYi)/n

là chuẩn dòng chảy năm

Z0=(ΣZi)/n

là chuẩn bốc hơi năm

Trong thời kỳ nhiều năm có năm thừa nước, có năm thiếu nước nên ∆±ΣWi ≅ 0
Kết luận: X0 - Z0 - Y0= 0
Đối với lưu vực hở: X0+ (ΣYng1)/n - Z0 - Y0 = 0

21


CHƯƠNG 3
CÁC YẾU TỐ KHÍ TƯỢNG CƠ BẢN
Các yếu tố khí tượng ảnh hưởng trực tiếp đến chế độ và quy luật
biến đổi thủy văn của một vùng. Khi nghiên cứu thủy văn các tài liệu

khí tượng giúp cho việc giải thích và phân tích những quy luật thay
đổi của thủy văn nói chung và các dòng chảy nói riêng. Mặt khác
trong quá trình tìm kiếm, thăm dò mỏ, tính toán và thực hiện các
công việc cho sinh thái và bảo vệ môi trường, các yếu tố khí tượng
còn giúp chúng ta tổ chức sản xuất, thi công công việc một cách hợp
lý.
Chế độ thủy văn của một vùng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trước hết là 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 như nhiệt độ, bức xạ, độ ẩm, áp suất không khí,
gió… Sau đây là một số yếu tố khí tượng cơ bản:
3.1. Nhiệt độ (nhiệt độ mặt đất, nhiệt độ mặt nước, nhiệt độ không khí)
+ Nhiệt độ không khí chủ yếu do bức xạ của mặt trời gây ra. Nhiệt độ thay đổi theo
không gian và thời gian. Theo không gian nhiệt độ thay đổi theo vĩ độ và độ cao. Vĩ độ
càng cao nhiệt độ càng giảm tức là càng về các cực của trái đất nhiệt độ càng giảm. Độ
cao càng lớn nhiệt độ cũng càng giảm. Trong tầng bình lưu của không khí nhiệt độ chủ
yếu có giá trị âm. Sang quyển ion nhiệt độ tăng mãnh liệt và đạt tới 1000 oC ở độ cao
800 km.
+ Nhiệt độ nước thay đổi phụ thuộc vào môi trường. Nước trong các dòng chảy
trên mặt phụ thuộc chặt chẽ vào nhiệt độ khí quyển.
+ Nhiệt độ nước ngầm ở phần trên thay đổi phụ thuộc vào môi trường và liên hệ
chặt chẽ với nhiệt độ không khí. Tuy nhiên trong đới bình ổn nhiệt trở xuống, nhiệt độ
phụ thuộc vào cấp địa nhiệt. Trong các đới chứa nước khoáng nhiệt độ phụ thuộc vào
nguồn địa nhiệt. Có những mạch nước nhiệt độ lên tới 80 oC, thậm chí trên 100oC
(nước khoáng Bang – Quảng Bình).
Trong quá trình nghiên cứu về địa chất thủy văn, địa sinh thái hay thăm dò mỏ,
người ta thường thu thập nhiệt độ của trạm gần khu vực nghiên cứu hoặc nhiều trạm
trong khu vực. Số liệu thu thập bao gồm nhiệt độ trung bình tháng, trung bình năm,
trung bình nhiều năm, nhiệt độ cao nhất, thấp nhất trong ngày, trong tháng. Số liệu thu
thập được lập thành bảng và vẽ thành đồ thị. Đơn vị đo nhiệt đô là oC.

3.2 Áp suất không khí và gió: áp suất không khí do trọng lượng cột không khí trên
địa điểm nghiên cứu ép lên một đơn vị diện tích nghiên cứu gây ra. Đơn vị đo áp suất
là milibar hay atmotphe hay mmHg.
1 milibar (mb) =1000 dyn/cm2 = 10-3 bar và tương đương 0,75008 mmHg.
22


Người ta quy định áp suất tiêu chuẩn là áp suất ở nhiệt độ 0 oC tại vĩ độ 45 trên mặt
biển bằng 760 mmHg, tức bằng 1,0132 mb. Càng lên cao áp suất không khí càng giảm.
Áp suất không khí luôn thay đổi theo không gian và thời gian. Do quy luật thay đổi
nhiệt độ theo vĩ tuyến và do đặc điểm phân bố của đại dương và lục địa theo từng thời
gian nên trên quả đất thường xuyên tồn tại những vùng có áp suất cao và những vùng
có áp suất thấp. Ở Việt nam chúng ta thường chịu ảnh hưởng của những vùng khí áp
cao và khí áp thấp là trung tâm khí áp cao Mông Cổ-Siberi (khí áp cao về mùa đông)
và trung tâm khí áp thấp Thái bình dương và vùng Tây bắc Ấn độ (mùa hè).
* Gió : Gió được sinh ra do sự di chuyển của khối không khí từ nơi áp suất cao đến
nơi có áp suất thấp. Mùa đông khí áp cao ở Mông Cổ - Siberi di chuyển xuống phía
nam nên thường có gió mùa đông bắc. Mùa hè do có trung tâm áp cao ở Haoai và Ấn
độ nên thường có gió mùa đông nam và tây nam thổi đến nước ta.
Khi nghiên cứu về gió người ta quan tâm đến 2 đại lượng chính là hướng gió và
cường độ gió. Hướng gió được biểu thị theo 8 phương, 16 phương hay 32 phương
(hình 3.1). Tên của gió được gọi theo tên của hướng gió thổi tới từ nơi xuất phát đến
nơi nó sẽ đến. Ví dụ gió Đông bắc là thổi từ phía đông bắc tới.
Cường độ gió (còn gọi là sức gió) được biểu thị theo thang Bôfo biểu thị bằng 17
cấp độ. Cấp 0 là cấp nhỏ nhất tức lặng gió (không có gió thổi), từ cấp 8, cấp 9 trở lên
là cấp có sức phá hoại lớn được gọi là bão, cấp 12 trở lên đến cấp 17 gọi là siêu bão.
Những gió này có sức tàn phá rất ghê gớm gây nhiều thảm họa cho đời sống và phá
hủy bề mặt đất, thảm thực vật,..
Khi thu thập tài liệu về gió thường quan tâm nhiều đến tốc độ gió trung bình hàng
tháng và hướng gió thịnh hành theo tháng. Tài liệu gió được thành lập theo bảng và có

khi được vẽ thành đồ thị hoa hồng (còn gọi là đồ thị hoa gió).
B

BTB

ĐB

TB

B

BĐB
ĐB

TB

ĐĐB

TTB
T

Đ

T

Đ
ĐĐN

TTN
TN

ĐN

TN

N

Hình 3.1 Đồ thị hoa gió theo 8 phương

ĐN
NTN

N

NĐN

Hình 3.2 Đồ thị hoa gió theo 16 phương

3.3. Độ ẩm không khí: Độ ẩm không khí là lượng hơi nước có trong không khí.
Lượng hơi nước này luôn thay đổi theo thời gian và không gian. Ở nước ta độ ẩm
không khí thường rất lớn. Nhiều ngày, ở miền bắc không khí gần đạt tới trạng thái bão
hòa. Người ta đưa ra 2 khái niệm về độ ẩm là độ ẩm tuyệt đối (a) và độ ẩm tương đối
(e).
23


Độ ẩm tuyệt đối a : là lượng hơi nước tính bằng gam (g) có trong 1 m 3 không khí
tại thời điểm nghiên cứu. Tuy nhiên do hơi nước có áp suất riêng phần trong hỗn hợp
không khí nên có thể xác định a theo giá trị của e theo biểu thức :
a = 1,06

e
1 + αt

Trong đó : α - Hệ số bằng 1/273
t - Nhiệt độ không khí, oC
e – áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí (mmHg)
Độ ẩm tương đối E : độ ẩm tương đối biểu thị mức độ ẩm ướt của không khí. E
cho biết rằng so với không khí bão hòa hơi nước thì thực tế không khí đã đạt đến mức
độ ẩm ướt như thế nào. Độ ẩm tương đối được xác định bằng tỷ số giữa độ ẩm tưệt đối
và độ ẩm bão hòa của không khí ứng với nhiệt độ khi nghiên cứu.
E=

a
100%
A

Với a : Độ ẩm tuyệt đối
A : Độ ẩm bão hòa
Để gián tiếp nói lên mức độ ẩm ướt của không khí người ta còn sử dụng một đại
lượng là Độ thiếu ẩm bão hòa (d). Giá trị d càng nhỏ tức là không khí càng ẩm ướt hay
nói cách khác d chính là lượng độ ẩm thiếu hụt để không khí đạt đến trạng thái bão hòa
hơi nước ứng với nhiệt độ khi nghiên cứu.
3.4. Mưa: Mưa là hiện tượng hơi nước ngưng tụ trong khí quyển rơi xuống mặt đất mà
thành. Để không khí ngưng tụ cần có 2 điều kiện : không khí phải bão hòa hơi nước và
phải có nhân ngưng tụ. Để đặc trưng cho mưa của một vùng nào đó người ta dựa vào
loại mưa, tổng lượng mưa, cường độ mưa và sự phân bố của mưa theo thời gian.
- Theo vị trí phân ra các loại :
+ Mưa khí tượng cao : là loại mưa hình thành trên các lớp cao của khí quyểnvà
rơi xuống mặt đất như mưa đá, mưa tuyết...

+ Mưa khí tượng thấp : là loại mưa hình thành ngay ở lớp khí quyển sát mặt đất
như sương, sương muối.
- Theo trạng thái chia ra các loại mưa rắn, mưa lỏng
- Theo cường độ và thời gian kéo dài của mưa chia ra : Mưa rào và mưa dầm.
Mưa rào là loại mưa có cường độ lớn và thời gian kéo dài của cơn mưa ngắn.
Mưa dầm là mưa có cường độ bé và thời gian kéo dài, có khi từ ngày này sang ngày
khác. Cường độ mưa là lượng mưa rơi trong một phút. Cường độ mưa trên
0,5mm/phút đều gọi là mưa rào. Để đo mưa người ta dùng chậu đo mưa (vũ kế), đơn
vị đo là mm.
Quá trình hình thành mưa như sau:
- Không khí ẩm bị lạnh đi xuống dưới điểm sương
24


- Hơi nước quá bão hòa ngưng kết lại thành hạt
- Các hạt nước lớn dần lên đến khi trọng lượng của nó thắng được lực ma sát của tầng
khí quyển và lực đẩy của các luồng không khí đi lên sẽ rơi xuống thành mưa.

Hình 3.3 Hình ảnh một trận mưa
Các đặc trưng của 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: X, đơn vị: mm.
Người ta phân biệt các khái niệm: Lượng mưa trận là tổng lượng nước đo được ở
thiết bị đo tại trạm đo trong một trận mưa. Lượng mưa ngày là tổng lượng nước mưa
đo được tại trạm đo trong thời gian 1 ngày. Lượng mưa tháng là tổng lượng nước đo
được trong một tháng. Lượng mưa năm là tổng lượng mưa đo được trong một năm.
- Cường độ mưa: Là lượng mưa rơi trong một đơn vị thời gian. Đơn vị: mm/h,
mm/phút.
- Đường quá trình mưa: là sự biến đổi của cường độ mưa theo thời gian
at

a(mm/ph)
t max
at
Ht1-t2

t2

t1
T

Hình 2.3. Đường quá trình mưa

25

t