Thủy văn học - Chương 1

Chương 1: Khái niệm về thuỷ văn học.
Chương 1.
KHÁI NIỆM VỀ THUỶ VĂN HỌC.

1.1. Nội dung và nhiệm vụ của thuỷ văn công trình.
1.1.1. Khái niệm về thuỷ văn học.
Thuỷ văn học là môn khoa học nghiên cứu những hiện tượng nước trong thiên
nhiên, nghiên cứu sự phân bố và biến hoá của những hiện tượng nước theo không gian và
thời gian, và những quy luật chi phối sự biến động của các hiện tượng đó.
1.1.2. Nội dung nghiên cứu của thuỷ văn học.
Nghiên cứu thuỷ văn cung cấp những nội dung cơ bản sau:
-Quá trình hình thành và vận động của nước trên các khu vực hoặc các lưu vực
sông.
-Xác định cân bằng nước và tài nguyên nước trên các khu vực và lưu vực.
-Xác định các đặc trưng của dòng chảy và quy luật diễn biến các đặc trưng đó
theo không gian và thời gian trong mối quan hệ với các yếu tố ảnh hưởng.
Do phạm vi nghiên cứu của thuỷ văn r
ất rộng nên được chia thành nhiều ngành.
Theo phạm vi nghiên cứu có thể phân loại thành:
-Thuỷ văn khí tượng: nghiên cứu sự liên hệ giữa hơi nước và nước rơi, các đặc
tính về nhiệt độ, độ ẩm, mật độ khí quyển để từ đó suy ra tình trạng diễn biến
của dòng chảy sông ngòi.
-Thuỷ văn địa chất: nghiên cứu những hiện tượng nước dưới mặt đất nh
ư hiện
tượng thẩm thấu, các quy luật tuần hoàn của dòng nước ngầm.
-Thủy văn hải dương: nghiên cứu địa hình vùng ven bờ và đáy biển; nghiên cứu
những hiện tượng nước trong biển (các yếu tố hải văn) như : thuỷ triều, hải lưu,
độ mặn, sóng, sự vận chuyển bùn cát ...
-Thuỷ văn lục địa: nghiên cứu những hiện tượng nước trên mặ
t đất như nghiên
cứu quá trình nước rơi tạo thành dòng chảy, sự biến thiên của lưu lượng dòng

nước, vấn đề tích nước của hồ chứa, vấn đề hình thành dòng chảy trên lưu vực ...
Theo mục tiêu nghiệp vụ có thể chia thành: tính toán thuỷ văn, đo đạc thuỷ văn, dự
báo thuỷ văn.
1.1.3. Nhiệm vụ của thủy văn công trình.
Thủy văn công trình là tập hợp các kiến thức cơ bản nhất của thủy văn học để phục
vụ cho quá trình quy hoạch, thiết kế, thi công, vận hành quản lý và duy tu bảo dưỡng các
công trình xây dựng trên sông, biển nói chung, trong đó đi sâu vào 3 vấn đề cơ bản:
-Khái quát về thuỷ văn đại cương.
-Phương pháp tính toán trong thuỷ văn.
-Tính toán các yếu tố thuỷ văn cần thiết.
1.2. Đặc đi
ểm của hiện tượng thủy văn và các phương pháp nghiên cứu
thủy văn.
1.2.1. Đặc điểm của hiện tượng thuỷ văn.

1-1
Chương 1: Mở đầu.
1.2.1.1. Hiện tượng thuỷ văn mang tính chất ngẫu nhiên.
Hiện tượng thuỷ văn chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố khí hậu (mưa, gió, nhiệt độ,
độ ẩm v.v..), địa chất địa hình, thực vật và sự tác động của con người, do đó hiện tượng
thuỷ văn có nguyên nhân hình thành vật lý rõ rệt.
Những nhân tố vật lý này rất nhiều và phức tạp, luôn luôn biến hoá, tác động lẫn
nhau và có bản chất ngẫu nhiên, điều này làm cho giá trị
định lượng của đại lượng thuỷ
văn có tính ngẫu nhiên.
VD : + Mực nước cao nhất từng ngày trên sông là một giá trị ngẫu nhiên, không
thể dự báo chính xác tuyệt đối.
do đó : hiện tượng thủy văn mang tính chất ngẫu nhiên.
Do tính ngẫu nhiên này nên để phán đoán đầy đủ quy luật của hiện tượng thuỷ văn
cần có tài liệu thu thập dài theo thời gian. Mặt khác cũng không thể lấy tài liệ

u trong quá
khứ làm căn cứ cho thiết kế hiện tại nếu không có sự phân tích đánh giá và xử lí thận
trọng các số liệu ấy.
1.2.2.2. Hiện tượng thủy văn mang tính chất chu kỳ.
Hiện tượng thuỷ văn có tính chất biến hoá tuần hoàn theo chu kỳ vì nó chịu ảnh
hưởng trực tiếp của nhân tố khí hậu. Vì nhân tố khí hậu mang tính chất chu kỳ nên hiện
tượng thuỷ văn có tính chất chu kỳ (gồm chu kỳ năm và nhiều năm).
VD : Sông Hồng từ tháng 6 – 10 hàng năm là mùa lũ, từ tháng 11 năm nay đến
tháng 5 năm sau là mùa kiệt.
Nhận thức được tính chất chu kỳ của hiện tượ
ng thuỷ văn ta có thể nắm vững được
quy luật và đặc điểm của sự biến hoá dòng nước, có được những căn cứ chắc chắn để lợi
dụng tài nguyên của các dòng sông, phòng ngừa nước lũ, kiệt một cách có hiệu quả.
Tổng hợp từ tính chất thứ nhất và thứ hai, nhận thấy hiện tượng thuỷ văn về diễn
biến thì có tính qui luật nh
ưng về giá trị thì ngẫu nhiên. Hai tính chất này không hề mâu
thuẫn với nhau.
1.2.2.3. Hiện tượng thủy văn có tính chất khu vực.
Mỗi vùng địa lý có những đặc trưng địa hình, địa chất, khí hậu khác nhau nên hiện
tượng thuỷ văn cũng khác nhau theo từng khu vực.
→ Hiện tượng thuỷ văn có tính địa lý rõ rệt.
VD : Miền Bắc một năm có 4 mùa rõ rệt
-Miền Nam một năm có 2 mùa : mùa mưa và mùa khô
- Lũ sông Hồng xảy ra vào tháng 7, tháng 8.
- Lũ trên các sông miền Trung xảy ra vào tháng 9, 10.
Đặc điểm này cho thấy việc nghiên cứu và phân tích thuỷ văn phải kế
t hợp với đặc
điểm từng vùng, lưu ý 2 vấn đề:
-Không áp dụng máy móc tài liệu và kết quả phân tích thuỷ văn của vùng này
cho vùng khác.

-Hai vùng có điều kiện địa lý tự nhiên tương tự nhau thì hiện tượng thuỷ văn
cũng tương tự nhau. Có thể thông qua nghiên cứu vùng điển hình để tìm ra quy

1-2
Chương 1: Khái niệm về thuỷ văn học.
luật thuỷ văn của các vùng giống nhau, giúp cho công tác nghiên cứu thuỷ văn
nhanh chóng hơn.
1.2.2. Phương pháp nghiên cứu thuỷ văn.
Dựa theo đặc điểm của hiện tượng thuỷ văn, có thể sử dụng 3 phương pháp nghiên
cứu sau:
1.2.2.1. Phân tích nguyên nhân hình thành vật lý.
Một hiện tượng thuỷ văn được phân tích như là kết quả của một nhóm các nhân tố
vật lý, các nhân tố này được phân chia thành các nhân tố chính và nhân tố phụ. Kết quả
của việc nghiên cứu phân tích nguyên nhân hình thành cho phép thiết lập mối quan hệ
giữa các đại lượng cần nghiên cứu với các nhân tố ảnh hưởng đến nó. Mối quan hệ này
thường được biểu thị bằng các công thức toán học hoặc các phươ
ng trình toán học.
1.2.2.2. Phương pháp tổng hợp địa lý.
Xuất phát từ quan điểm địa lý học, dựa trên đặc điểm hiện tượng thuỷ văn có tính
địa lý rõ rệt, giả định trị số đặc trưng thuỷ văn thay đổi đều đặn trên khu vực để tiến hành
thống kê, tổng hợp và quy nạp tài liệu thuỷ văn theo vùng.
Theo phương pháp này có thể chia làm 3 phương pháp cụ thể:
a. Phương pháp tương tự địa lý thuỷ văn:
Gi
ả sử có 2 trạm thuỷ văn (trạm đang xét và trạm tham khảo) có điều kiện địa lý và
khí hậu tương tự giống nhau. Chúng sẽ có quy luật thuỷ văn tương tự nhau. Từ đó dựa
vào số liệu thuỷ văn của trạm tham khảo ta có thể suy ra số liệu thuỷ văn của trạm đang
xét chưa có hoặc không đủ số liệu.
b. Phương pháp nội suy đị
a lý:

Phương pháp này coi đặc trưng thuỷ văn với tính cách là đặc trưng địa lý nên có thể
phân khu, phân vùng thủy văn hoặc xây dựng các bản đồ đẳng trị của các đại lượng thuỷ
văn.
c. Phương pháp tham số địa lý tổng hợp:
Phương pháp này coi đại lượng thủy văn là hàm của nhiều yếu tố địa lý, các yếu tố
chính được xét chi tiết, riêng biệt còn các yếu tố địa lý thứ y
ếu được tập hợp thành các
tham số tổng hợp.
1.2.2.3. Phương pháp phân tích số liệu thống kê toán học.
Giá trị của một đại lượng thủy văn xuất hiện như là một đại lượng ngẫu nhiên. Do
đó có thể áp dụng lý thuyết xác suất thống kê để tìm ra quy luật thống kê của hiện tượng
thủy văn. Phương pháp này được sử dụng nhiều trong thuỷ văn để tính toán các giá trị
xuất hiện của các đại lượng thủy văn ứng với những độ tin cậy, nh
ững xác suất xuất hiện
khác nhau.


1-3