Bài giảng thuỷ văn đại cương

ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH
KHOA NÔNG – LÂM - NGƢ
----------   ----------

BÀI GIẢNG
(Lƣu h|nh nội bộ)

THỦY VĂN ĐẠI CƢƠNG
(Dành cho sinh viên ngành Quản lý Tài nguyên và Môi trƣờng)

Ngƣời biên soạn: Th.S Hoàng Anh Vũ

Quảng Bình, năm 2016


MỤC LỤC
CHƢƠNG I : TỔNG QUAN .......................................................................................... i
1.1.T|i nguyên nƣớc .................................................................................................... 1
1.1.1. Định nghĩa v| tính chất của nƣớc ............................................................... 1
1.1.2. Môi trƣờng nƣớc ........................................................................................... 2
1.1.3. Vai trò của t|i nguyên nƣớc trong cuộc sống ........................................... 2
1.2.Nhiệm vụ của học phần ....................................................................................... 3
1.3.Ðặc điểm hiện tƣợng thuỷ văn v| phƣơng ph{p nghiên cứu ........................ 4
1.4.V|i nét về lịch sử ph{t triển thuỷ văn học v| phƣơng ph{p nghiên cứu ..... 5
CHƢƠNG II - SỰ HÌNH TH\NH DÒNG CHẢY SÔNG NGÒI ............................ 7
2.1. Hệ thống sông ngòi v| lƣu vực sông ................................................................ 7
2.1.1. Hệ thống sông ngòi ....................................................................................... 7
2.1.2. Lƣu vực sông ................................................................................................. 8
2.1.3. C{c đặc trƣng hình học của lƣu vực ......................................................... 10
2.2. Hệ thống sông ngòi Việt Nam ......................................................................... 12
2.3. Dòng chảy sông ngòi ......................................................................................... 16

2.3.1.Ph}n loại dòng chảy sông ngòi .................................................................. 16
2.3.2. Sự hình th|nh dòng chảy sông ngòi ......................................................... 16
2.3.3. C{c đại lựợng biểu thị cho dòng chảy ...................................................... 19
2.4. Ảnh huởng của một số nh}n tố đến sự hình th|nh dòng chảy sông ngòi 21
2.4.1. Nh}n tố khí hậu, khí tƣợng: ...................................................................... 21
2.4.2. Nh}n tố mặt đệm ......................................................................................... 21
2.4.3. Nh}n tố con ngƣời....................................................................................... 21
2.5. Phƣơng trình c}n bằng nƣớc ............................................................................ 21
2.5.1.Nguyên lý c}n bằng nƣớc ........................................................................... 21
2.5.2. C{c loại phƣơng trình c}n bằng nƣớc ...................................................... 22
CHƢƠNG III: ÐO ÐẠC V\ CHỈNH LÝ SỐ LIỆU THUỶ VĂN .......................... 24
3.1. Khảo s{t, chọn tuyến đo đạc c{c yếu tố thuỷ văn ......................................... 25
3.1.1. Ph}n cấp v| ph}n loại trạm thuỷ văn ...................................................... 25
3.1.2. Khảo s{t lựa chọn vị trí đặt trạm thuỷ văn ( trạm thuỷ văn cấp 1) ..... 26
3.1.3. Khảo s{t vị trí đặt trạm ............................................................................... 28
3.1.4. Chuyển trạm ................................................................................................ 29
3.1.5. Quy hoạch quan trắc chuỗi thủy văn ....................................................... 30
3.2. Ðo đạc v| tính to{n mực nƣớc ......................................................................... 31
3.2.1. Những kh{i niệm cơ bản về chế độ mực nƣớc ....................................... 31
3.2.2. C{c nguyên tắc x}y dựng công trình đo mực nƣớc ............................... 32
3.2.3. Một số công trình đo mực nƣớc ................................................................ 34


3.2.4. Chế độ đo mực nƣớc ................................................................................... 39
3.2.5. Ðo v| tính to{n mực nƣớc.......................................................................... 40
3.3. Ðo độ s}u của dòng nƣớc v| tính to{n c{c đặc trƣng liên quan từ số liệu độ
sâu................................................................................................................................ 41
3.3.1. Ðộ s}u dòng nƣớc v| ứng dụng................................................................ 41
3.3.2 Hiệu chỉnh mực nƣớc .................................................................................. 42
3.3.3. Đo độ s}u ...................................................................................................... 45

3.3.4. Chế độ đo độ s}u ......................................................................................... 49
3.3.5. C{c phƣơng ph{p đo độ s}u...................................................................... 50
3.3.6. Chỉnh lý v| tính to{n đo độ s}u ............................................................... 52
CHƢƠNG IV: SƠ LUỢC VỀ HẢI DƢƠNG HỌC ................................................... 54
4.1. Kh{i niệm, nội dung nghiên cứu của hải văn học, hải dƣơng học ............. 54
4.1.1. Kh{i niệm, nội dung nghiên cứu của Hải dƣơng học ........................... 54
4.1.2. Cấu trúc đại dƣơng ..................................................................................... 57
4.1.3. Bức xạ mặt trời, tầng đột biến nhiệt độ, tầng quang hợp ..................... 59
4.2. Th|nh phần v| độ muối của nƣớc biển .......................................................... 60
4.2.1. Th|nh phần ho{ học của nƣớc biển .......................................................... 60
4.2.2. Ðộ muối của nƣớc biển............................................................................... 67
4.2.3 Các nh}n tố ảnh hƣởng đến độ muối nƣớc biển ..................................... 68
4.3. Sóng biển ............................................................................................................. 70
4.3.1. Ph}n loại sóng biển ..................................................................................... 70
4.3.2. C{c yếu tố của sóng ..................................................................................... 72
4.4. Thuỷ triều ............................................................................................................ 73
4.4.1. Kh{i niệm v| sự hình th|nh thuỷ triều .................................................... 73
4.4.2. Ph}n loại thuỷ triều ..................................................................................... 79
4.4.3. Ý nghĩa của việc nghiên cứu thuỷ triều ................................................... 80
4.4.4. C{c chế độ triều ở Việt Nam ..................................................................... 81


CHƢƠNG I : TỔNG QUAN
1.1.Tài nguyên nƣớc
1.1.1. Định nghĩa và tính chất của nước
Nƣớc đƣợc xem nhƣ một tài nguyên quí giá và cần thiết cho sự sống. Nƣớc
chi phối nhiều hoạt động của con ngƣời, thực vật, động vật và vận hành của thiên
nhiên. Theo định nghĩa thông thƣờng: "Nước là một chất lỏng thông dụng. Nước tinh
khiết có công thức cấu tạo gồm 2 nguyên tử hydro và một nguyên tử oxy, nước là một chất
không màu, không mùi, không vị. Dưới áp suất không khí 1 atmosphere, nước sôi ở 100°C

và đông đặc ở 0°C, nước có khối lượng riêng là 1000 kg/m3." Khái niệm đơn giản về
nƣớc l| nhƣ vậy, nhƣng đi s}u nghiên cứu, ta thấy nƣớc có nhiều tính chất kỳ diệu
bảo đảm cho sự sống đƣợc tồn tại và phát triển.
• Nước là một dung môi vạn năng
Nƣớc có thể hòa tan đƣợc rất nhiều chất, đặc biệt là các chất khoáng và chất
khí cung cấp dinh dƣỡng và giúp cho sự trao đổi chất trong cơ thể sinh vật.
• Nước có nhiệt dung rất lớn
Nƣớc có khả năng hấp thu rất nhiều nhiệt lƣợng khi nóng lên v| đồng thời
cũng tỏa ra nhiều nhiệt lƣợng khi lạnh đi. Khả năng n|y giúp cho nhiệt độ ban
ng|y trên tr{i đất ít nóng hơn v| ban đêm đỡ lạnh đi, giúp cho sự sống khỏi sự
tiêu diệt ở mức chênh lệnh nhiệt độ quá lớn.
• Nước rất khó bay hơi
Ở 20°C, muốn 1 lít nƣớc bốc hơi phải tốn 539.500 calori. Đặc tính này của
nƣớc đã cứu thoát sự sống khỏi bị khô héo nhanh chóng và giúp cho các nguồn
nƣớc không bị khô hạn, làm tiêu diệt các sinh vật sống trong nó.
• Nước nở ra khi đông đặc
Khi hạ nhiệt độ xuống thấp dƣới 4°C thì thể tích nƣớc lại tăng lên. Đến điểm
đông đặc 0°C, thể tích nƣớc tăng lên khoảng 9% so với bình thƣờng, l|m băng đ{
nổi lên mặt nƣớc. Nƣớc có nhiệt độ cao hơn sẽ chìm xuống đ{y giúp c{c thủy sinh
vật tồn tại và lớp băng đ{ - có tính dẫn nhiệt rất kém - trở thành chiếc áo giáp bảo vệ
sự sống phía dƣới nó.
• Nước có sức căng mặt ngoài lớn
Nhờ có sức căng mặt ngoài lớn nên nƣớc có tính mao dẫn mạnh. Hiện tƣợng
này có một ý nghĩa rất lớn trong việc duy trì sự sống trên tr{i đất, nƣớc từ dƣới
đất có thể thấm đến từng ngọn c}y. Trong cơ thể ngƣời v| động vật, máu và dịch
mô vận chuyển đƣợc đến c{c cơ quan nội tạng cũng nhờ khả năng mao dẫn của
nƣớc.
• Nước có khả năng tự làm sạch
1

Nƣớc trong quá trình vận chuyển của nó khắp nơi trong thiên nhiên còn có
khả năng tự làm sạch, loại bỏ một phần chất bẩn, tạo điều kiện cho môi trƣòng
sinh th{i đƣợc cải thiện.
Tài nguyên nước bao gồm nguồn nƣớc mặt, nƣớc dƣới đất, nƣớc mƣa v| nƣớc
biển thuộc lãnh thổ của một quốc gia (Luật Tài nguyên nƣớc, 2012).
1.1.2. Môi trường nước
Nƣớc bảo đảm việc duy trì sự sống và phát triển của các loài thực vật v| động
vật. Sự phong phú t|i nguyên nƣớc là tiền đề cho việc phát triển nông nghiệp, công
nghiệp, thủy điện,giao thông vận tải, thủy hải sản và phát triển cƣ d}n, ... Nƣớc
đồng thời cũng l| một tai ƣơng cho lo|i ngƣời và các sinh vật kh{c. Nƣớc là nguồn
sống cho tất cả mọi sinh giới và là một tài nguyên quan trọng của mỗi quốc gia.
Nƣớc đóng vai trò then chốt trong việc điều hòa nhiệt độ trên trái đất. Nƣớc đƣợc
sử dụng trong sinh hoạt, nông nghiệp, lâm nghiệp, ngƣ nghiệp, diêm nghiệp, thủy
điện, giao thông vận tải,< T|i nguyên nƣớc trên tr{i đất đƣợc đ{nh gi{ bởi ba đặc
trƣng: lƣợng, chất lƣợng v| động thái.
• Số lượng l| đặc trƣng biểu thị mức độ phong phú của t|i nguyên nƣớc trên
một lãnh thổ;
• Chất lượng nƣớc bao gồm c{c đặc trƣng về h|m lƣợng các chất hoà tan
hoặc không ho| tan trong nƣớc có lợi hoặc có hại theo tiêu chuẩn của đối tƣợng sử
dụng;
• Động thái của nƣớc đƣợc đ{nh gi{ bởi sự thay đổi c{c đặc trƣng dòng chảy
theothời gian, sự trao đổi nƣớc giữa các khu vực chứa nƣớc, sự vận chuyển và quy
luật chuyển động của nƣớc trong sông, nƣớc ngầm, c{c qu{ trình trao đổi chất hoà
tan, truyền mặn,<
Môi trường nước đƣợc hiểu l| môi trƣờng mà những cá thể tồn tại, sinh sống
v| tƣơng t{c qua lại đều bị ảnh hƣởng và phụ thuộc v|o nƣớc. Môi trƣờng nƣớc có
thể bao quát trong một lƣu vực rộng lớn hoặc chỉ chứa trong một giọt nƣớc. Môi
trƣờng nƣớc l| đối tƣợng nghiên cứu của nhiều ngành khoa học tự nhiên, kỹ thuật
và cả kinh tế - xã hội.

Tr{i đất của chúng ta thƣờng xuyên chịu sự t{c động của sự chuyển hóa của
dòng khí quyển và thủy quyển tạo nên. Chính các hoạt động tự nhiên n|y đã l|m
thay đổi đ{ng kểcác tính chất khí hậu, dòng chảy, đất đai, môi trƣờng tự nhiên và
xã hội. Con ngƣời đã chú tâm từ lâu ghi nhận, tìm hiểu, phân loại v| đối phó với
các diễn biến thời tiết, các thay đổi dòng chảy và các biến động môi trƣờng để tổ
chức xã hội, sản xuất, điều chỉnh cuộc sống và cải tạo điều kiện tự nhiên và phòng
chống các thiên tai thảm họa có thể xảy ra.
1.1.3. Vai trò của tài nguyên nước trong cuộc sống
2


Nƣớc là yếu tố h|ng đầu quyết định sự tồn tại và phát triển của sinh giới.
Không có nƣớc sự sống lập tức bị rối loạn, ngƣng lại và tiêu diệt.
 Nƣớc chiếm thành phần chủ yếu trong cấu tạo cơ thể thực vật v| động vật.
Con ngƣời có khoảng 65 - 75% trọng lƣợng nƣớc trong cơ thể, đặc biệt nƣớc chiếm
tới 95% trong huyết tƣơng, c{ có khoảng 80% nƣớc trong cơ thể, cây trên cạn có 50
– 70% nƣớc, trong rong rêu và các loại thủy thực vật khác có 95 - 98% l| nƣớc.
 Muốn có thực phẩm cho ngƣời và gia súc cần có nƣớc: muốn có 1 tấn lúa mì,
cần 300 - 500m3 nƣớc, 1 tấn gạo cần tiêu thụ 1.500 - 2.000m3 nƣớc v| để có 1 tấn thịt
trong chăn nuôi cần tốn 20.000 - 50.000m3 nƣớc.
 Lƣợng nƣớc trên tr{i đất là một m{y điều hòa nhiệt và làm cho cán cân sinh
th{i đƣợc cân bằng. Sự sống thƣờng tập trung ở các nguồn nƣớc, phần lớn các nền
văn minh, c{c trung t}m kinh tế, công nghiệp, nông nghiệp, khoa học kỹ thuật,
văn hóa xã hội, d}n cƣ, ... đều nằm dọc theo các vùng tập trung nƣớc.
 Sự thay đổi cán cân phân phối nƣớc hoặc sự phá hoại nguồn nƣớc có thể
làm tàn lụi các vùng trù phú, biến c{c vùng đất màu mỡ thành các vùng khô cằn.
Trong những thập niên sắp tới, chiến tranh, xung đột giữa các quốc gia và các
vùng khu vực có thể do nguyên nh}n tranh gi|nh t|i nguyên nƣớc quí báu này.
1.2.Nhiệm vụ của học phần
* Thủy văn l| môn khoa học nghiên cứu về nƣớc trên tr{i đất, sự xuất hiện,

chu kỳ và sự phân bố của nƣớc, c{c đặc tính hoá học và lý học của nƣớc và sự
phản ứng của nƣớc đối với môi trƣờng, bao gồm cả mối quan hệ giữa nƣớc với các
vật sống. (HĐ Liên bang Mỹ về Khoa học và Công nghệ).
* Thuỷ văn đƣợc ứng dụng trong:
o Thiết kế và vận hành các công trình thủy lợi
o Cấp nƣớc đô thị
o Bố trí và xử lý các nguồn nƣớc thải
o Tƣới nƣớc
o Tiêu úng
o Sản xuất năng lƣợng thủy điện
o Phòng chống lũ lụt
o Giao thông thủy
o Phòng chống xói lở và bồi lắng phù sa
o Ngăn mặn xâm nhập
o Giảm nhẹ ô nhiễm, sử dụng nƣớc cho các nhu cầu giải trí, bảo vệ
nguồn c{ v| động vật hoang dã
* Thuỷ văn đại cương: Là những kiến thức của thủy văn cơ bản, 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 nƣớc.
3


Nắm đƣợc những vấn đề về:
- Tài nguyên nƣớc, vai trò của t|i nguyên nƣớc;
- Hệ thống sông ngòi, Hệ thống sông ngòi Việt Nam;
- Dòng chảy sông v| c{c yếu tốảnh hƣởng đến dòng chảy
- Lƣu vực sông v| Phƣơng trình c}n bằng nƣớc;
- Ðo đạc v| tính to{n mực nƣớc;
- Kh{i niệm, nội dung nghiên cứu của hải văn học, hải dƣơng học
1.3.Ðặc điểm hiện tƣợng thuỷ văn và phƣơng pháp nghiên cứu

Y=f(X,Z)
Trong đó:
– Y: Dòng chảy sông ngòi
– X: tập hợp các yếu tố khí tƣợng, khí hậu tham gia vào sự hình thành dòng
chảy sông ngòi
X= (x1, x2, x3, <, xn)
Với x1, x2, x3, <, xn l| c{c đặc trƣng khí tƣợng, khí hậu nhƣ mƣa, bốc hơi,
nhiệt độ, gió, độ ẩm, số giờ nắng, điểm sƣơng, <
– Z: tập hợp c{c đặc trƣng mặt đệm t{c động lên sự hình thành dòng chảy
sông ngòi, biểu thị dƣới dạng vectơ
Z= (z1, z2, z3, <, zm)
Với z1, z2, z3, <, zm l| c{c đặc trƣng mặt đệm nhƣ diện tích lƣu vực, độ
dốc lƣu vực, điều kiện địa hình, địa chất, thổ nhƣỡng, thảm phủ thực vật, <
* Các nhóm nhân tố ảnh hưởng:
 Nhóm các yếu tố khí tƣợng, khí hậu X có đặc điểm:
– Biến động lớn theo thời gian
– Sự biến đổi vừa mang tính chu kỳ, vừa mang tính ngẫu nhiên
 Nhóm các nhân tố mặt đệm Z có đặc điểm:
– Biến đổi chậm theo thời gian
– Sự biến đổi theo không gian tạo thành các vùng, miền có điều kiện mặt
đệm đồng nhất
* Đặc điểm của hiện tượng thuỷ văn:
 Mang tính ngẫu nhiên:
– Phụ thuộc chủ yếu vào sự biến đổi ngẫu nhiên của nhóm nhân tố khí hậu,
khí tƣợng
 Mang tính tất định:
– Sự thay đổi có chu kỳ của các xu thế bình quân theo thời gian: chu kỳ một
năm (mùa lũ, mùa kiệt); chu kỳ nhiều năm (nhóm năm ít nƣớc, nhóm năm nhiều
nƣớc).
4

– Tính quy luật biểu thị quan hệ vật lý của các nhân tố ảnh hƣởng (X, Z) đến
c{c đặc trƣng dòng chảy Y.
– Tính địa đới của các hoạt động khí hậu, khí tƣợng tổ hợp với những hình
thế mặt đệm tƣơng đối ổn định của từng khu vực trên lãnh thổ, dẫn đếntính phân
vùng rõ rệt của hiện tƣợng thủy văn.
* Các phương pháp nghiên cứu:
 Phƣơng ph{p ph}n tích nguyên nh}n hình th|nh
– Cơ sở của phƣơng ph{p: do hiện tƣợng thủy văn có tính tất định thể hiện
ở tính chu kỳ, sự biến đổi có quy luật theo không gian, dòng chảy là hàm số của
các yếu tố khí tƣợng, các yếu tố mặt đệm.
 Phƣơng ph{p thống kê xác suất
– Cơ sở của phƣơng ph{p: do hiện tƣợng thủy văn mang tính ngẫu nhiên
nên có thể coi c{c đại lƣợng đặc trƣng của hiện tƣợng thủy văn l| c{c đại lƣợng
ngẫu nhiên.
1.4.Vài nét về lịch sử phát triển thuỷ văn học và phƣơng pháp nghiên cứu
 Trƣớc thế kỷ 18:
– Việc phân tích các hiện tƣợng thủy văn chủ yếu mang tính định tính
– Bƣớc đầu có quan trắc mực nƣớc v| lƣu tốc dòng chảy
 Từ thế kỷ 18 đến đầu thế kỷ 20:
– Một số tác giả ở c{c nƣớc phát triển đã nghiên cứu mối quan hệ mƣa r|o
dòng chảy, phân tích chế độ dòng chảy
– A. J. Vail}ykôp trên cơ sở tài liệu tích lũy đã đƣa 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 ph{t triển thành một môn khoa học độc lập.
– Các nhà khoa học đã x}y dựng th|nh công cơ sở lý luận của tính toán thủy văn.

– Các nghiên cứu khoa học về dòng chảy đƣợc tiến hành.
– Hệ thống các trạm quan trắc thủy văn đƣợc mở rộng và tổ chức một cách
hệ thống.
– Các thiết bị và kỹ thuật đo đạc phân tích số liệu thủy văn đƣợc hiện đại hóa.
 Giai đoạn từ năm 1960 đến nay: giai đoạn phát triển hiện đại
– Việc ứng dụng c{c phƣơng pháp tính sử dụng m{y tính điện tử đƣợc khai
thác triệt để.
– Phát triển nhiều phƣơng ph{p tính to{n thủy văn hiện đại trên cơ sở mối
quan hệ tƣơng t{c giữa dòng chảy sông ngòi, biện pháp công trình và các yêu cầu
về nƣớc.
5


– Ứng dụng hiệu quả trong thực tế quy hoạch và thiết kế hệ thống nguồn nƣớc.
– 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 lƣợng nƣớc.
– Các thiết bị quan trắc đƣợc hiện đại hóa: thiết bị tự động, kỹ thuật viễn
th{m,< đƣợc sử dụng rộng rãi

6


CHƢƠNG II - SỰ HÌNH THÀNH DÒNG CHẢY SÔNG NGÒI
2.1. Hệ thống sông ngòi và lƣu vực sông
2.1.1. Hệ thống sông ngòi
Hơi nƣớc từ mặt tho{ng địa cầu bốc lên khí quyển, tập hợp lại th|nh m}y.
Trong c{c điều kiện thích hợp, hơi nƣớc trong m}y ngƣng tụ lại th|nh mƣa rơi
xuống đất. Lƣợng mƣa n|y một phần bị tổn thất do bốc hơi trở lại khí quyển, một
phần thấm xuống đất v| đọng lại ở c{c vùng trũng, một phần chảy tr|n theo c{c
sƣờn dốc theo t{c dụng của trọng lực. Phần chảy tr|n sẽ chảy theo c{c khe rãnh,

dần dần tạo th|nh khe, suối, sông v| tiếp tục đổ ra c{c đầm, hồ v| biển. Các khe,
suối, hồ, đầm, sông rạch lớn nhỏ hợp th|nh hệ thống sông ngòi (river system).
Tên của một hệ thống sông thƣờng lấy từ con sông chính trong hệ thống đó.
Thông thƣờng con sông chính l| con sông d|i nhất có lƣu lƣợng dòng chảy lớn
nhất trực tiếp đổ ra biển hoặc c{c hồ nội địa.
C{c con sông đổ trực tiếp v|o sông chính đƣợc gọi l| sông nh{nh cấp I, sông
đổ v|o sông nh{nh cấp I gọi l| sông nh{nh cấp II, tƣơng tự nhƣ vậy sông nh{nh
cấp III sẽ đổ v|o sông nh{nh cấp II,< Sự ph}n bố của c{c sông nh{nh dọc theo
sông chính quyết định tính chất dòng chảy trên hệ thống sông đó. Một hệ thống
sông có thể có nhiều hình dạng: hình nan quạt, dạng hình lông chim, dạng ph}n
bố song song, hoặc dạng hỗn hợp c{c dạng trên.
 Đặc trƣng của sông
+ Chiều d|i lòng sông (L): l| chiều d|i tính bằng kilomét của đƣờng nƣớc
chảy kể từ nguồn đến cửa sông.
+ Độ uốn khúc của sông ( KU ): l| tỷ số giữa chiều d|i sông L với khoảng c{ch
thẳng ( l ) tính từ nguồn đến cửa sông.
KU 

L
l

+ Độ s}u nƣớc sông: l| khoảng c{ch thẳng đứng từ mặt nƣớc đến đ{y sông.
+ Mặt cắt sông: có hai loại mặt cắt đó l| mặt cắt dọc v| mặt cắt ngang.
(a) Mặt cắt dọc: l| mặt cắt qua trục lòng sông.
(b) Mặt cắt ngang: l| mặt cắt vuông góc với hƣớng nƣớc chảy.

7


+ Độ dốc mặt nƣớc: l| tỷ số giữa độ chênh lệch mực nƣớc (H) tại 2 mặt cắt

H1, H2 c{ch nhau một đoạn L
i

H 2  H 1 H

L
L

Về mặt hình th{i, một con sông ph{t triển đầy đủ thƣờng có thể ph}n chia
l|m 5 đoạn có tính chất kh{c nhau: nguồn sông, thƣợng lƣu, trung lƣu, hạ lƣu v|
cửa sông.
- Nguồn sông: l| nơi bắt đầu của một con sông, nó thƣờng l| những khe
suối, lạch nƣớc, đầm lầy hay một hồ nƣớc từ đó cấp nƣớc cho sông..
- Vùng thƣợng lƣu của sông thƣờng l| c{c vùng cao với địa hình dốc, chia
cắt phức tạp. Đ}y l| nơi khởi nguồn của c{c dòng sông v| bề mặt thƣờng bao phủ
bằng những c{nh rừng đƣợc ví nhƣ những “kho nƣớc xanh” có vai trò điều hòa
dòng chảy, l|m giảm dòng chảy đỉnh lũ v| tăng lƣợng dòng chảy mùa cạn cho
khu vực hạ lƣu.
- Vùng trung lƣu c{c con sông thƣờng l| vùng đồi núi hoặc cao nguyên có
địa hình thấp v| thoải hơn, l| vùng trung gian chuyển nƣớc xuống vùng hạ lƣu.
Tại vùng trung lƣu, c{c con sông thƣờng có độ dốc nhỏ hơn, lòng sông bắt đầu mở
rộng ra v| bắt đầu có bãi, đ{y sông có nhiều c{t mịn. C{c bãi ven sông thƣờng có
nguy cơ bị ngập nƣớc tạo th|nh c{c bãi chứa lũ tạm thời.
- Hạ lƣu sông l| vùng thấp nhất của lƣu vực sông, phần lớn l| đất bồi tụ l}u
năm có thể tạo nên c{c vùng đồng bằng rộng. Nhìn chung c{c sông khi chảy đến
hạ lƣu thì mặt cắt sông mở rộng, sông thƣờng ph}n th|nh nhiều nh{nh đổ ra biển.
Sông ở hạ lƣu thƣờng có độ dốc nhỏ, dòng bùn c{t chủ yếu ở đ{y sông l| c{t mịn
và bùn. Do mặt cắt sông mở rộng nên tốc độ nƣớc giảm nhỏ khiến cho qu{ trình
bồi lắng l| chủ yếu, còn xói lở chỉ xảy ra trong mùa lũ tại một số điểm nhất định.
Tại hạ lƣu gần biển c{c sông thƣờng dễ bị ph}n nh{nh, lòng sông biến dạng uốn

khúc theo hình sin và thƣờng có sự biến đổi về hình th{i dƣới t{c động của qu{
trình bồi xói liên tục.
- Cửa sông: l| nơi tiếp gi{p giữa sông v| biển, hồ hoặc sông kh{c.
2.1.2. Lưu vực sông
Lưu vực sông l| vùng đất m| trong phạm vi đó nƣớc mặt, nƣớc dƣới đất
chảy tự nhiên v|o sông v| tho{t ra một cửa chung hoặc tho{t ra biển. Lƣu vực
sông gồm có lƣu vực sông liên tỉnh v| lƣu vực sông nội tỉnh. (Luật Tài nguyên
nước, 2012)
8


Hình 2.1. Sơ đồ minh họa một lƣu vực sông
Nƣớc trên bề mặt đất theo quy luật chung đều chảy từ nơi cao xuống nơi
thấp, l}u ng|y c{c đƣờng chảy tạo th|nh sông, suối. Mỗi một dòng sông đều có
phần diện tích hứng v| tập trung nƣớc gọi l| lƣu vực sông.
Một lƣu vực sông l| vùng địa lý đƣợc giới hạn bởi đƣờng chia nƣớc (hay
còn gọi l| đƣờng ph}n thủy) trên mặt v| dƣới đất. Đƣờng chia nƣớc trên mặt (hay
còn gọi l| đƣờng ph}n nƣớc mặt) l| đƣờng nối c{c đỉnh cao của địa hình. Nƣớc từ
đỉnh cao chuyển động theo hƣớng dốc của địa hình để xuống ch}n dốc l| c{c suối
nhỏ rồi tập trung đến c{c nh{nh sông lớn hơn chảy về biển. Cứ thế chúng tạo
th|nh mạng lƣới sông.
Trên lƣu vực sông, ngo|i c{c diện tích đất trên cạn còn có c{c phần chứa
nƣớc trong lòng sông, hồ v| c{c vùng đất ngập nƣớc theo từng thời kỳ. Tất cả
phần bề mặt lƣu vực cả trên cạn v| dƣới nƣớc l| môi trƣờng cho các loài sinh
sống. Đƣờng chia nƣớc dƣới đất (hay còn gọi đƣờng ph}n nƣớc ngầm) l| đƣờng
giới hạn trong lòng đất m| theo đó nƣớc ngầm chảy về hai phía đối lập nhau.
Đƣờng ph}n nƣớc mặt v| đƣờng ph}n nƣớc ngầm nhìn chung l| không trùng
nhau, do đó sẽ có hiện tƣợng nƣớc từ lƣu vực n|y chuyển sang lƣu vực kh{c. Sự
kh{c nhau l| do cấu tạo v| ph}n bố địa chất kh{c nhau.

9


Đặc biệt, với c{c lƣu vực sông nằm trên vùng đ{ vôi thƣờng xuất hiện hiện
tƣợng kaster, tức dòng chảy ngầm từ lƣu vực n|y chuyển sang lƣu vực kh{c, thậm
chí dòng chảy mặt trên sông tự nhiên biến mất v| lộ ra ở hạ lƣu hay chuyển sang
một dòng sông của lƣu vực kh{c...).

Hình 2.2. Sơ đồ hình thành dòng chảy
Lƣu vực sông l| một hệ thống mở v| luôn tƣơng t{c với tầng khí quyển bên
trên thông qua hoạt động của ho|n lƣu khí quyển v| chu trình thuỷ văn, nhờ đó
h|ng năm lƣu vực sông đều nhận đƣợc một lƣợng nƣớc đến từ mƣa để sử dụng
cho c{c nhu cầu của con ngƣời v| duy trì hệ sinh th{i.
Tóm lại, lƣu vực sông là vùng đất mà tất cả lƣợng mƣa rơi trên đó đều tập
trung về một sông hoặc suối. Lƣu vực sông đƣợc giới hạn bằng c{c đƣờng chia
nƣớc. Lƣu vực sông đƣợc gọi l| lƣu vực kín khi có đƣờng chia nƣớc mặt v| đƣờng
chia nƣớc ngầm trùng nhau; nếu không trùng nhau thì gọi l| lƣu vực hở. Trong
thực tế tính toán rất khó có thể x{c định chính x{c đƣờng ph}n nƣớc ngầm nên
thƣờng coi là trùng với đƣờng ph}n nƣớc mặt. Lƣu vực tƣơng tự l| lƣu vực có
cùng điều kiện hình thành dòng chảy với lƣu vực nghiên cứu.
2.1.3. Các đặc trưng hình học của lưu vực
a. Diện tích lưu vực (F)
Diện tích lƣu vực F (km2) l| diện tích đƣợc khống chế bởi đƣờng ph}n lƣu
của khu vực. Diện tích lƣu vực đƣợc x{c định từ bản đồ có tỷ lệ xích trong khoảng
1/10.000 đến 1/100.000. Có thể dùng phƣơng ph{p ph}n ô hoặc dùng m{y đo diện
tích để x{c định diện tích lƣu vực.
10


b. Chiều dài sông chính L và chiều dài lưu vực (L1)

Chiều d|i sông chính L (km) l| chiều d|i theo chiều dòng chảy đo từ nguồn
sông đến cửa sông.
Chiều d|i lƣu vực L1 (km) l| chiều d|i tính theo đƣờng tim của lƣu vực kể
từ điểm xa nhất của lƣu vực đến cửa sông. Trong thực tế ngƣời ta thƣờng lấy
chiều d|i sông l|m chiều d|i lƣu vực: L1 L.
c. Chiều rộng bình quân lưu vực (B)
Chiều rộng bình qu}n lƣu vực B (km) l| tỷ số giữa diện tích v| chiều d|i lƣu vực
B

F
L1

d. Hệ số hình dạng Kd
Hệ số hình dạng lƣu vực Kd l| tỷ số giữa bề rộng lƣu vực v| chiều d|i lƣu
vực. Kd biểu thị hình dạng của lƣu vực, thông thƣờng thì Kd  1. Lƣu vực c|ng có
hình dạng vuông thì Kd 1.0, ngƣợc lại c|ng hẹp v| c|ng d|i thì Kd c|ng nhỏ v|
khả năng tập trung nƣớc lũ c|ng lớn

B
L1

Kd 
e. Độ cao bình quân lưu vực Hbq

Độ cao bình qu}n lƣu vực đƣợc x{c định từ bản đồ đƣờng đồng mức cao độ
n

H bq 

fh

i i

i 1
n

f
i 1

i

Trong đó hi – cao trình bình qu}n giữa hai đƣờng đồng mức cao độ
fi - diện tích giữa hai đƣờng đồng mức cao độ kề nhau (km2)
n - số mảnh diện tích
f. Độ dốc bình quân lưu vực Ibq
Độ dốc bình qu}n lƣu vực l| độ dốc trung bình của lƣu vực
n

I bq  H

l
i 1
n

i

f
i 1

i

11


Trong đó H – chênh lệch về độ cao giữa 2 đƣờng đồng mức
fi - diện tích giữa hai đƣờng đồng mức cao độ kề nhau (km2)
li - khoảng c{ch bình qu}n giữa 2 đƣờng đồng mức gần nhau
Trong trƣờng hợp không có đƣờng đồng mức cao độ, ta có thể dùng công
thức gần đúng nhƣ sau:

I bq 

H max  H min
F

Trong đó Hmax – cao trình điểm cao nhất của khu vực
Hmin – cao trình điểm thấp nhất của lƣu vực
F - diện tích của lƣu vực
Công thức n|y chỉ đúng khi độ dốc lƣu vực biến đổi ít.
g. Mật độ lưới sông D
Mật độ lƣới sông D (km/km2) bằng tổng chiều d|i của tất cả c{c con sông
suối trên lƣu vực chia cho diện tích lƣu vực
n

D

L
i 1

i

F

Sông suối c|ng d|y, mật độ lƣới sông c|ng lớn. Những vùng có nguồn nƣớc
phong phú thì D thƣờng có gi{ trị cao.
2.2. Hệ thống sông ngòi Việt Nam
- Tổng số c{c sông trên lãnh thổ với dòng chảy thƣờng xuyên v| có chiều d|i
từ 10km trở lên l| 2.360 con sông
- 9 hệ thống sông có diện tích lƣu vực từ 10.000km2 trở lên
- 166 sông có diện tích lƣu vực từ 500-10000km2, phần lớn l| sông nh{nh của
c{c sông lớn
- 2170 sông có diện tích lƣu vực nhỏ hơn 500km2 (chiếm 93%), trong đó 1556
sông có diện tích lƣu vực nhỏ hơn 100km2
Do c{c sông bắt nguồn từ c{c núi cao nên sông ở thƣợng lƣu rất dốc.Chính vì
vậy v|o mùa mƣa sông chảy xiết, khi chảy về đồng bằng, sông uốn khúc quanh co.
Việt Nam Có 9 hệ thống sông lớn trải từ Bắc v|o Nam gồm:

12


THỐNG SÔNG BẰNG GIANG - KỲ CÙNG: Hệ thống sông Bằng Giang - Kỳ
Cùng gồm 2 sông chảy ngƣợc hƣớng nhau v| gặp nhau ở Quảng T}y (Trung Quốc)
tạo th|nh sông Tả Giang chảy v|o sông T}y Giang đổ ra biển Quảng Ch}u. Bao gồm
các con sông:
1. Sông Kỳ Cùng:
2. Sông Bắc Giang:
3. Sông Bắc Khê
4. Sông Ba Thín
5. Sông Bằng Giang
HỆ THỐNG SÔNG TH[I BÌNH: Hệ thống sông Th{i Bình gồm sông Th{i

Bình cùng c{c phụ lƣu v| chi lƣu của nó,c{c phụ lƣu gồm sông Cầu, sông Thƣơng
v| sông Lục Nam ở thƣợng nguồn.Tổng chiều d|i của hệ thống khoảng 1.650 km
v| diện tích lƣu vực khoảng 10.000 km². Ngo|i ra, hệ thống sông n|y còn nhận
một phần dòng chảy của sông Hồng, để đổ ra biển Đông. Bao gồm c{c con sông:
1. Sông Thái Bình
2. Sông Cầu
3. Sông Đu
4. Sông Công
5. Sông C| Lồ
6. Sông Thƣơng
7. Sông Lục Nam
8. Sông Đuống
9. Sông Kinh Thầy
10. Sông Kinh Môn
11. Sông Hàn
12. Sông Cấm
13. Sông Lạch Tray
14. Sông Văn Úc
15. Sông Hƣơng (hay Sông Gùa)

16. Sông Rạng hay Sông Lai Vu
17. Sông Đ{ Bạch
18. Sông Chanh
20. Sông Mạo Khê
21. Sông Mía
22. Sông Hóa
23. Kênh Cái Tráp
24. Sông Đ|o Hạ Lý
25. Sông Phi Liệt
26. Sông Ruột Lợn

27. Sông Kênh Khê
28. Sông Cầu Xe
29. Sông Trà Lý
30. Sông Uông
31. Kênh Yên Mô

HỆ THỐNG SÔNG HỒNG: Hệ thống sông hồng l| hệ thống sông lớn nhất
Việt Nam.Hệ thống sông hồng có rất nhiều phụ lƣu, hai phụ lƣu quan trọng nhất
l| Sông Đ| v| Sông Lô.Hai phụ lƣu chính n|y cùng với c{c phụ lƣu kh{c tạo th|nh
mạng lƣới sông hình rẻ quạt v| hội tụ tại Việt Trì. Chính dạng mạng lƣới sông n|y
đã tổ hợp lũ c{c phụ lƣu vói lũ của dòng chính để g}y nên những trận lũ lớn ở
đồng bằng bắc bộ. Bao gồm c{c con sông:
13


1. Sông Hồng
2. Nậm Thi
3. Sông Đ|
4. Sông Nậm Na
5. Sông Lô
6. Sông Gâm
7. Sông Nho Quế
8. Sông Phó Đ{y
9. Sông Con
10. Sông Luộc
11. Sông Đ{y
12. Sông Hoàng Long
13. Sông Bôi
14. Sông Vạc
15. Sông Sào Khê

16. Sông Vân
17. Sông Càn
18. Sông Đ|o Nam Định
19. Sông Ninh Cơ
20. Kênh Quần Liêu
21. Sông Thanh Hà
22. Sông Đập
23. Sông Lạng
24. Sông Vị Ho|ng
25. Sông Cửu An
26. Sông Diêm Hộ
27. Sông Trà Lý
28. Sông Tích
29. Sông Nhuệ

HỆ THỐNG SÔNG MÃ: Hệ thống sông Mã gồm dòng chính l| sông Mã v|
2 phụ lƣu lớn l| sông Chu, sông Bƣởi. Hệ thống sông n|y có tổng chiều d|i l| 881
km, tổng diện tích lƣu vực l| 39.756 km², trong đó có 17.520 km² nằm trong lãnh
thổ Việt Nam. Bao gồm c{c con sông:
1. Sông Mã
2. Sông Bƣởi
3. Sông Chu
4. Sông Cầu Ch|y
5. Sông Lèn
HỆ THỐNG SÔNG LAM: Hệ thống sông Lam có 2 nguồn chính: Nậm Nơn
từ dãy Pu Lôi và Nậm Mô từ cao nguyên Trấn Ninh. Chiều d|i của sông tính theo
Nậm Nơn l| 530km, tính theo Nậm Mô dài 432km. Sông Lam theo Nậm Mô qua
Cửa Rào- Đô Lƣơng-Vinh v| đổ ra biển ở Cửa Hội. hệ thống sông Lam có c{c phụ
lƣu quan trọng: sông con bên tả ngạn, sông Ngàn Phố, sông Ngàn S}u bên hữu

ngạn. Bao gồm c{c con sông:
1. Sông Lam
2. Sông Hiếu (Nghệ An)
3. Sông La
4. Sông Ng|n Phố
5. Sông Ngàn Sâu
6. Sông Nghèn
14


HỆ THỐNG SÔNG THU BỒN – VU GIA: Hệ thống sông thu bồn có c{c chi
lƣu lớn: sông Cái, sông Bung, chảy v|o sông Vu Gia, nhập với sông Thu Bồn chảy ra
Cửa Đại v| một phần chảy v|o sông H|n ra vịnh Đà Nẵng . Bao gồm c{c con sông:
1. Sông Thu Bồn
2. Sông Vu Gia
3. Sông Túy Loan
4. Sông Hàn
5. Sông Cầu Đỏ
6. Sông Yên
HỆ THỐNG SÔNG BA (Sông Đ| Rằng): Dòng sông chính của hệ thống
Sông Ba dài 388km. Bắt nguồn từ c{c núi Kông Ka Kinh chảy ra biển ở cửa Đà
Giang Tuy Hòa. Cửa sông kh{ rộng, tại đ}y có cầu đƣờng bộ đi qua, một trong
những c}y cầu d|i ở Việt Nam. Bao gồm c{c con sông:
1. Sông Đ| Rằng
2. Sông Hinh
HỆ THỐNG SÔNG ĐỒNG NAI: Hệ thống Sông Đồng Nai gồm c{c sông:
Đồng Nai, V|m Cỏ, S|i Gònd|i khoảng 635 km. sông bắt nguồn từ cao nguyên Lâm Viên ở độ cao 1.770km,
lƣu vực sông nằm gần nhƣ trọn ven trên lãnh thỗ Việt Nam. Diện tích lƣu vực
Sông Đồng Nai khoảng 23.252 km2, nếu tính cả phụ lƣu sông S|i Gòn là 29.520km2.

Bao gồm c{c con sông:
1. Sông Đồng Nai
2. Sông Đa Nhim
3. Sông Bé
4. Sông La Ngà
5. Sông Sài Gòn
6. Sông Bến Nghé
7. Sông Đạ Huoai
8. Sông V|m Cỏ

9. V|m Cỏ Đông
10. V|m Cỏ T}y
11. Sông Cần Giuộc
12. Sông Lòng Tàu (sông Ngã
Bảy)
13. Sông Ngã Bảy
14. Sông Đồng Tranh
15. Sông Thị Vải
16. Sông So|i Rạp

HỆ THỐNG SÔNG MÊ KÔNG (Cửu Long): Sông Mekong l| một trong
mƣời con sông lớn nhất thế giới, có chiều d|i hơn 4.800 km, bắt nguồn từ cao
nguyên T}y Tạng. Diện tích lƣu vực 795.000 km2 rộng gần bằng nƣớc Ph{p v| Đức
cộng lại.Sông MêKông chảy qua lãnh thổ của 6 quốc gia l| Trung Quốc, Myanmar,
Th{i Lan, L|o, Campuchia v| Việt Nam. Đ}y l| nơi sinh sống của trên 65 triệu
15


ngƣời v| có nguồn t|i nguyên phong phú, đa dạng, rất thuận lợi cho ph{t triển
kinh tế của c{c nƣớc ven sông. Bao gồm c{c con sông:

1. Sông Tiền
2. Sông Hậu
3. Sông tại Serepôk
4. Sông Sê San
5. Sông Pô Kô

6. Sông Đắk Bla
7. Sông Hàm Luông
8. Sông Cổ Chiên
9. Sông Vàm Nao
10. Sông Ch}u Đốc

2.3. Dòng chảy sông ngòi
2.3.1.Phân loại dòng chảy sông ngòi
Theo nguồn gốc:
- Dòng chảy mặt
- Dòng chảy ngầm
Theo thời gian:
- Dòng chảy năm
- Dòng chảy lũ
- Dòng chảy kiệt
2.3.2. Sự hình thành dòng chảy sông ngòi
Nƣớc mƣa rơi xuống lƣu vực, một phần chảy trên mặt đất (dòng chảy mặt),
một phần ngấm xuống đất rồi tập trung thành mạch nƣớc ngầm (dòng chảy ngầm)
chảy vào sông, sau đó chảy qua mặt cắt cửa ra của lƣu vực gọi là dòng chảy sông
ngòi. Theo nguồn gốc của dòng chảy, ngƣời ta chia ra dòng chảy mặt và dòng chảy
ngầm. Dòng chảy mặt hình thành trên bề mặt lƣu vực sinh ra do mƣa hoặc tuyết
tan và tập trung về tuyến cửa ra. Dòng chảy ngầm do nƣớc dƣới đất cung cấp.
Dƣới đ}y trình bày một số khái niệm liên quan đến sự hình thành dòng
chảy sông ngòi:

Tổn thất ban đầu: xảy ra ở giai đoạn đầu của một trận mƣa. Mƣa rơi xuống bề
mặt lƣu vực trong giai đoạn này chƣa thể sản sinh dòng chảy. Lƣợng mƣa bị tổn
thất hoàn toàn do điền vào những chỗ trũng trên lƣu vực, bị giữ lại trên lá cây và
thấm xuống đất. Cƣờng độ mƣa trong giai đoạn này nhỏ hơn cƣờng độ thấm tiềm
năng của đất.

16


Hình 2.3. Sơ đồ minh họa sự hình thành dòng chảy sông ngòi
Quá trình thay đổi cƣờng độ mƣa, tổn thất thấm ban đầu và tổn thất thấm
trong quá trình sản sinh dòng chảy của một trận mƣa
Quá trình tổn thất do bốc hơi: Hiện tƣợng bốc hơi xảy ra trong suốt thời gian
hình thành dòng chảy bao gồm: bốc hơi qua lá và bốc hơi của lƣợng nƣớc bị giữ lại
trên lá cây; bốc hơi mặt nƣớc; bốc hơi từ mặt đất.
Quá trình tổn thất do thấm: Tổn thất thấm xảy ra trong suốt thời gian mƣa và cả
sau khi mƣa khi trên sƣờn dốc vẫn còn dòng chảy mặt. Đƣờng cong thấm biểu thị
khả năng thấm trên bề mặt lƣu vực và phụ thuộc vào loại đất và độ ẩm của đất. Khi
độ ẩm đất đạt trạng thái bão hòa thì cƣờng độ thấm đạt giá trị ổn định gọi là cƣờng
độ thấm ổn định.
Quá trình chảy tràn trên sườn dốc: Hiện tƣợng chảy tràn trên sƣờn dốc chỉ bắt
đầu khi đã xuất hiện lƣợng mƣa vƣợt thấm (cƣờng độ mƣa lớn hơn cƣờng độ
thấm). Nƣớc mƣa chảy thành từng lớp trên mặt sƣờn dốc của lƣu vực gọi là chảy
tràn trên sƣờn dốc.
Trong quá trình chảy tràn, nƣớc không ngừng bị tổn thất vì ngấm và bốc hơi
đồng thời mƣa vẫn tiếp tục, bổ sung cho lớp nƣớc chảy tràn. Lớp nƣớc chảy tràn
dày hay mỏng, tốc độ chảy tràn mạnh hay yếu, hiện tƣợng chảy tràn duy trì lâu
hay chóng chủ yếu do tƣơng quan so sánh giữa cƣờng độ mƣa và cƣờng độ thấm
quyết định.
Sự hình thành dòng chảy ngầm: Nƣớc mƣa thấm xuống đất đƣợc phân chia ra

thành các thành phần sau:
- Một phần bị giữ lại ở tầng đất mặt rồi dần dần bốc hơi qua đất hoặc qua
thực vật.
17


- Tạo thành dòng sát mặt và chảy vào hệ thống sông ngay trong thời gian
đang có mƣa và lũ. Dòng chảy sát mặt sau khi xuất lộ tập trung nhanh vào hệ
thống sông và tham gia vào sự hình thành lũ.
- Một phần nƣớc ngấm sâu xuống tầng đất bão hoà nƣớc làm cho mực nƣớc
ngầm dâng lên. Nƣớc ngầm qua một thời gian khá dài dần dần thấm ngang qua
các lớp đất chuyển động đến sông hình thành dòng chảy ngầm. Đ}y là thành phần
chủ yếu của dòng chảy bổ sung cho hệ thống sông trong thời gian mùa kiệt. Sơ đồ
hình thành dòng chảy mặt, dòng chảy sát mặt và dòng chảy ngầm đƣợc mô tả trên
hình:

Hình 2.4. Sơ đồ sự hình thành dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm
Hƣớng chảy tràn trên sƣờn dốc thƣờng trùng với hƣớng độ dốc mặt đất lớn
nhất. Tốc độ chảy tràn lớn hay nhỏ tuỳ thuộc vào sự thay đổi của độ sâu lớp nƣớc
chảy tràn, vào độ dốc mặt đất và độ nhám của mặt dốc.
Quá trình tập trung dòng chảy trong sông
Nƣớc chảy tràn trên sƣờn dốc rồi đổ vào các khe suối nhỏ, sau đó lại tiếp tục
chảy trong lòng sông đến cửa ra của lƣu vực. Giai đoạn chảy trong sông gọi là quá
trình tập trung dòng chảy trong sông.
Về bản chất, quá trình tập trung dòng chảy trong sông là một quá trình thuỷ
lực rất phức tạp, nó có liên quan mật thiết với hình dạng hình học (nhƣ hình dạng
mặt cắt ngang của sông và sự thay đổi của nó dọc theo chiều dài sông, độ uốn
khúc của sông...) và cƣờng độ thấm của lòng sông, v.v... Các quá trình mƣa, thấm,
chảy tràn trên sƣờn dốc và tập trung nƣớc trong sông có thể diễn ra đồng thời,
không phải quá trình này kết thúc thì quá trình kia mới xuất hiện. Có thể trên cùng

một lƣu vực, một quá trình nào đó có nơi phát sinh sớm, có nơi phát sinh muộn,
thậm chí có nơi không hình thành.
18


2.3.3. Các đại lựợng biểu thị cho dòng chảy
Lưu lượng nước Q (m3/s): Là lƣợng nƣớc chảy qua mặt cắt ngang nào đó của
sông trong thời gian 1 giây.
Lƣu lƣợng nƣớc tại một thời điểm t bất kỳ gọi là lƣu lƣợng tức thời Q(t).
Quá trình thay đổi lƣu lƣợng nƣớc theo thời gian tại một tuyến mặt cắt nào đó gọi
là quá trình lƣu lƣợng nƣớc, ký hiệu Q~t. Đồ thị của quá trình lƣu lƣợng nƣớc
đƣợc gọi là đƣờng quá trình lƣu lƣợng nƣớc.

Lƣu lƣợng nƣớc bình quân trong khoảng thời gian T là giá trị trung bình
của lƣu lƣợng nƣớc trong khoảng thời gian đó, đƣợc tính theo công thức sau đ}y:

hoặc đƣợc viết dƣới dạng sai phân:

Trong đó: Qi - Lƣu lƣợng bình quân của thời đoạn tính toán thứ i; n là số
thời đoạn tính toán trong khoảng thời gian T.
Tổng lượng dòng chảy W (m3): là lƣợng nƣớc chảy qua mặt cắt ngang sông
trong một khoảng thời gian T nào đó từ thơi điểm t1 đến thời điểm t2 (T = t2 - t1).
Tổng lƣợng dòng chảy W đƣợc tính theo công thức sau:

19


hoặc:

Độ sâu dòng chảy Y (lớp dòng chảy): Giả sử đem tổng lƣợng nƣớc chảy qua

mặt cắt cửa ra của lƣu vực trong một khoảng thời gian nào đó trải đều trên toàn bộ
diện tích lƣu vực, ta đƣợc một lớp nƣớc có chiều dày Y gọi là độ sâu dòng chảy
(hoặc còn gọi là lớp dòng chảy). Công thức tính Y nhƣ sau:

Trong đó: W- Tổng lƣợng dòng chảy trong khoảng thời gian T, tính bằng m3;
F - diện tích lƣu vực tính bằng km2;
T - khoảng thời gian tính toán tính bằng giây;
Y - là lớp dòng chảy đơn vị tính là mm.
Mô đun dòng chảy M (l/s-km2): là trị số lƣu lƣợng tính trên một đơn vị diện
tích (1 km2) tham gia vào sự hình thành vào lƣu lƣợng ở tuyến cửa ra của lƣu vực.

Trong đó: Q - Lƣu lƣợng tính bằng m3/s,
F - Diện tích lƣu vực, tính bằng km2.
Nhƣ vậy mô đun dòng chảy biểu thị mức độ sinh dòng chảy của một đơn vị
diện tích (1km2) trong một đơn vị thời gian 1 giây, đƣợc tính trung bình trong
khoảng thời gian T nào đó. Nếu thời gian T là thời đoạn năm ta có M là mô dun
dòng chảy năm.
Từ các công thức trên có các dạng công thức biến đổi sau:

20


Độ sâu dòng chảy và mô đun dòng chảy là hai đặc trƣng đã loại trừ tham số
diện tích lƣu vực trong công thức tính toán, bởi vậy các đại lƣợng này đƣợc sử
dụng để so sánh mức độ phong phú của dòng chảy của các lƣu vực khác nhau.
Hệ số dòng chảy α: là tỉ số giữa độ sâu dòng chảy Y (mm) (hay còn gọi là
lớp dòng chảy) và lƣợng mƣa tƣơng ứng X (mm) sinh ra trong thời gian T.

α là hệ số không thứ nguyên. Vì 0 ≤ Y ≤ X nên 0 ≤ α ≤ 1.
Hệ số α càng lớn, tổn thất dòng chảy càng bé và ngƣợc lại. Hệ số này phản ánh

mức độ tổn thất dòng chảy trên lƣu vực.
2.4. Ảnh huởng của một số nhân tố đến sự hình thành dòng chảy sông ngòi
2.4.1. Nhân tố khí hậu, khí tượng:
- Mưa: L| nh}n tố quan trọng nhất, l| nguyên nh}n chủ yếu sinh ra dòng
chảy ở nƣớc ta, chi phối quy luật dòng chảy theo thời gian
- Bốc hơi: ảnh hƣởng trực tiếp đến sự hình th|nh dòng chảy qua qu{ trình
tổn thất dòng chảy
- Nhiệt độ, gió, độ ẩm không khí: ảnh hƣởng gi{n tiếp đến sự hình th|nh dòng
chảy do t{c động đến mƣa v| bốc hơi
2.4.2. Nhân tố mặt đệm
- Diện tích lưu vực: có t{c dụng điều hòa dòng chảy. Lƣu vực c|ng lớn thì
dòng chảy ngầm c|ng lớn;
- Độ dốc lưu vực: ảnh hƣởng đến tốc độ dòng chảy, đặc biệt dòng chảy lũ;
- Địa chất, thổ nhưỡng: ảnh hƣởng gi{n tiếp đến qu{ trình tổn thất dòng chảy do
thấm;
- Địa hình: ảnh hƣởng đến hƣớng đón gió của lƣu vực, qua đó gi{n tiếp ảnh
hƣởng đến lƣợng mƣa sinh dòng chảy.
2.4.3. Nhân tố con người
C{c hoạt động sản xuất ảnh hƣởng trực tiếp v| gi{n tiếp đến sự hình th|nh
dòng chảy sông ngòi
2.5. Phƣơng trình cân bằng nƣớc
2.5.1.Nguyên lý cân bằng nước
21


“Xét trong một thời đoạn bất kỳ, chênh lệch giữa lƣợng nƣớc đến v| lƣợng
nƣớc đi ra khỏi một thể tích bằng lƣợng nƣớc tích đọng trong thể tích đấy.”
2.5.2. Các loại phương trình cân bằng nước
Phƣơng trình phản {nh một c{ch định lƣợng vòng tuần ho|n của nƣớc trong
một lƣu vực sông, trong một lƣu vực riêng biệt hoặc trên to|n tr{i đất đƣợc gọi l|

phương trình cân bằng nước (water balance equation).
Phƣơng trình c}n bằng nƣớc xuất phát từ định luật bảo to|n vật chất, đối
với một lƣu vực có thể ph{t biểu nhƣ sau: “hiệu số của lượng nước đến và lượng nước
đi khỏi lưu vực trong một thời đoạn tính toán nhất định bằng lượng thay đổi trữ lượng
nước chứa trong lưu vực đó”.
a. Phƣơng trình cân bằng nƣớc thông dụng
Trong một khu vực bất kỳ, giả thiết có một mặt trụ thẳng đứng bao quanh
khu vực đó tới tầng không ngấm nƣớc
Chọn một thời đoạn t bất kỳ. Dựa v|o nguyên lý c}n bằng nƣớc, ta có biểu
thức sau:
(X + Z1 + Y1 + W1) - (Z2 + Y2 + W2) = U2 – U1 = U
Nước đến

+

Nước đi

=

Thay đổi nước trữ

Trong đó:
X

- lƣợng mƣa bình quân rơi trên lƣu vực

Z1

- lƣợng nƣớc ngƣng tụ trên mặt lƣu vực

Y1

- lƣợng dòng chảy mặt đất

W1

- lƣợng dòng chảy ngầm

Z2

- lƣợng nƣớc bốc hơi bình qu}n khỏi khu vực

Y2

- lƣợng dòng chảy mặt đi

W2

- lƣợng dòng chảy ngầm đi

U1

- lƣợng nƣớc trữ trong lƣu vực ở thời điểm đầu

U2

- lƣợng nƣớc trữ trong lƣu vực ở thời đoạn cuối

U

- mang dấu + khi U1> U2 v| ngƣợc lại.

b. Phƣơng trình cân bằng nƣớc của lƣu vực kín và hở trong thời đoạn t bất kỳ
22