Giáo trình Thủy văn công trình - chương 3

Giạo trçnh THY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tún
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------- -------------------------------------------------------
Chỉång 3: CẠC ÚU TÄÚ KHÊ HÁÛU NH HỈÅÍNG ÂÃÚN DNG CHY
18
Chỉång 3
CẠC ÚU TÄÚ KHÊ HÁÛU NH HỈÅÍNG ÂÃÚN DNG CHY
--- oOo ---
3.1 MỈA
3.1.1 Sỉû giạng thy v mỉa
Sỉû giạng thy (precipitation) hay l sỉû ngỉng kãút håi nỉåïc trong khê quøn
l quạ trçnh nỉåïc tỉì thãø håi chuøn sang thãø lng (mỉa, sỉång) hồûc thãø ràõn (mỉa
âạ, tuút) v råi xúng màût âáút. Trong mäüt khại niãûm gáưn âụng åí nỉåïc ta, lỉåüng
giạng thy v lỉåüng mỉa råi (rainfall) cọ giạ trë gáưn nhỉ nhau. Mỉa l hiãûn tỉåüng
cạc hảt nỉåïc nỉåïc cọ tỉì sỉû ngỉng tủ håi nỉåïc trong máy v råi xúng âáút.

Mỉa l ngưn cung cáúp nỉåïc ngt chênh trãn thãú giåïi v l úu täú quan trng nháút
ca sỉû hçnh thnh dng chy säng ngi åí nỉåïc ta. Mỉa cng l âäúi tỉåüng nghiãn
cỉïu cå bn liãn quan âãún váún âãư khai thạc ti ngun nỉåïc v chäúng thiãn tai nhỉ
l lủt, hản hạn.

3.1.2 Sỉû hçnh thnh mỉa

Máy (cloud) l mäüt khäúi áøm khäng khê táûp håüp båíi sỉû bäúc thoạt håi ca
nỉåïc. Pháưn låïn håi nỉåïc bäúc lãn tỉì cạc âải dỉång v biãøn vng nhiãût âåïi. Mäüt khäúi
khäng khê áøm ỉåït khi gàûp lảnh s cọ sỉû ngỉng tủ hçnh thnh mỉa.
(Xem Bi âc thãm: "Sỉû hçnh thnh v phán biãût cạc loải máy" åí cúi chỉång)

Cọ 3 tiãún trçnh chênh tảo nãn sỉû lm lảnh, gáy ra mỉa:

• Do âëa hçnh (náng sån: Orographic lifting)
Khi mäüt khäúi khäng khê áøm âang di chuøn gàûp mäüt dy nụi cháûn lải, khäúi khê s
bë náng lãn gáy hiãûn tỉåüng lảnh âi vç âäüng lỉûc. Håi nỉåïc ngỉng tủ gáy mỉa åí mäüt
nãn sỉåìn dy nụi, bãn kia lải khä. Loải ny gi l mỉa âëa hçnh, ráút âàûc trỉng åí khu
vỉûc Trỉåìng sån nỉåïc ta. Mỉa âëa hçnh thỉåìng låïn v kẹo di.




Hçnh 3.1 Mỉa âëa hçnh

Mỉa
Âëa hçnh cao
Nụi

Máy

Giọ
Giạo trçnh THY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tún
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------- -------------------------------------------------------
Chỉång 3: CẠC ÚU TÄÚ KHÊ HÁÛU NH HỈÅÍNG ÂÃÚN DNG CHY
19
• Do âäúi lỉu (Convection)
Do sỉû gia tàng nhiãût âäü trong ma khä tảo nãn sỉû bäúc håi nỉåïc mảnh m, khäúi
khäng khê áøm sạt màût âäút bë náng lãn cao gáy hiãûn tỉåüng máút nhiãût, håi nỉåïc
ngỉng tủ gáy mỉa km sáúm chåïp.

Hçnh 3.2 Mỉa âäúi lỉu

• Do häüi tủ (Convergence)
Khi cọ bo, cạc cån giọ häüi tủ lải tảo ra cạc xoạy låïn (Cyclone) náng khäng khê áøm
lãn cao v gáy mỉa låïn. Âáy l hiãûn tỉåüng thỉåìng xy ra åí nỉåïc ta trong ma
mỉa. Khi mäüt khäúi khäng khê lảnh âang di chuøn gàûp mäüt khäúi khäng khê nọng
v áøm s tảo ra mäüt vng tiãúp xục gi l front. Khi khäúi khäng khê lảnh di chuøn
vo vng khäng khê nọng s tảo ra hiãûn tỉåüng front lảnh v ngỉåüc lải khi mäüt khäúi
khäng khê nọng âi vo vng khäng khê lảnh âỉïng n hay di chuøn cháûm s tảo
front nọng. Mỉa xy ra åí màût tiãúp xục giỉỵa khäúi khäng khê nọng v lảnh.


màût tiãúp xục

Khê nọng
Khê lảnh
front nọng (di chuøn cháûm)
Mỉa råi





Hçnh 3.3 Mỉa front

700
600
500
400

300
200
100
0
Màût âáút
Nhiãût âäü cao
Håi nỉåïc bäúc cao
Mỉa
Nhiãût âäü tháúp
Máy
Giaùo trỗnh THUY VN CNG TRầNH Ló Anh Tuỏỳn
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------- -------------------------------------------------------
Chổồng 3: CAẽC YU T KHấ HU ANH HặNG N DOèNG CHAY
20
3.1.3 Tờnh toaùn lổồỹng mổa bỗnh quỏn
Lổồỹng mổa trong mọỹt thồỡi õoaỷn naỡo õoù laỡ chióửu daỡy lồùp nổồùc mổa õo õổồỹc
taỷi mọỹt hay nhióửu traỷm õo mổa trong thồỡi õoaỷn õoù, lổồỹng mổa coù õồn vở tờnh laỡ
mm. Duỷng cuỷ õóứ õo mổa goỹi laỡ thuỡng õo mổa (raingauge) õổồỹc õỷt giổợa trồỡi õóứ õo
mổa õóứ õo lồùp nổồùc mổa rồi xuọỳng õỏỳt. (xem hỗnh trong phỏửn phuỷ luỷc). Coù thóứ xaùc
õởnh lổồỹng mổa bỗnh quỏn khi coù 1 traỷm hay nhióửu traỷm õo mổa.

a. Lổồỹng mổa bỗnh quỏn theo thồỡi õoaỷn:
Trong thồỡi õoaỷn 1 nm, 1 muỡa, 1 thaùng hay 1 tuỏửn, lổồỹng mổa bỗnh quỏn
cuớa mọỹt traỷm õo mổa õổồỹc xaùc õởnh theo cọng thổùc sau:

X
X
n

tb
i
i
n
=
=

1
(3-1)
trong õoù : X
tb
laỡ lổồỹng mổa bỗnh quỏn, X
i
laỡ lổồỹng mổa ồớ thồỡi õoaỷn thổù i
n laỡ sọỳ thồỡi õoaỷn tờnh toaùn.
Nhổợng nm lión tuỷc coù lổồỹng mua Xi

Xtb lỏỷp thaỡnh nhoùm nm mổa nhióửu,
ngổồỹc laỷi laỡ nhoùm nm mổa ờt. Trong tờnh toaùn thuớy nọng, lổoỹng mổa bỗnh quỏn
thaùng hay tuỏửn coù yù nghộa nhióửu hồn lổồỹng mổa tờnh theo muỡa hay nm.

Hỗnh 3.5 Sổỷ thay õọứi lổồỹng mổa bỗnh quỏn thaùng caùc traỷm:
* Cỏửn Thồ (1949-1987) * Raỷch Giaù (1960-1987) * Soùc Trng (1977-1987)


b. Phổồng phaùp tờnh bỗnh quỏn lổu vổỷc
Lổu vổỷc laỡ phỏửn dióỷn tờch maỡ lổồỹng mổa rồi trón õoù seợ tỏỷp trung vaỡo mọỹt
hóỷ thọỳng sọng. Phỏửn lổu vổỷc seợ noùi roợ hồn ồớ chổồng sau. Trón mọỹt lổu vổỷc coù thóứ
coù nhióửu traỷm õo mổa. caùc tờnh lổồỹng mổa bỗnh quỏn trón lổu vổỷc nhổ sau:


Phổồng phaùp bỗnh quỏn sọỳ hoỹc (Arithmetical-Mean Method)
Phổồng phaùp naỡy sổớ duỷng khi traỷm õo mổa khaù nhióửu vaỡ õỷt tổồng õọỳi õọửng õóửu
trón lổu vổỷc:
0
50
100
150
200
250
300
350
400
123456789101112
Can tho
Rach gia
Soc trang


Thaùng

Giaùo trỗnh THUY VN CNG TRầNH Ló Anh Tuỏỳn
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------- -------------------------------------------------------
Chổồng 3: CAẽC YU T KHấ HU ANH HặNG N DOèNG CHAY
21

X
X
n
tb
i
i
n
=
=

1
(3-2)

trong õoù : n laỡ sọỳ traỷm õo mổa trón lổu vổỷc
X
i
laỡ lổồỹng mổa ồớ traỷm thổù i


Phổồng phaùp õa giaùc Thiessen (Thiessen Polygons Method)
Phổồng phaùp naỡy xem caùc õióứm õo mổa taỷi mọỹt vở trờ naỡo õoù laỡ õaỷi dióỷn cho lổồỹng
mổa chố ồớ khu vổỷc nhỏỳt õởnh chung quanh noù. Khu vổỷc naỡy õổồỹc khọỳng chóỳ bồới
caùc õổồỡng trung trổỷc nọỳi lióửn caùc traỷm vồùi nhau.

Trỗnh tổỷ veợ vaỡ tờnh toaùn nhổ sau:
+ Nọỳi caùc traỷm õo mổa trón baớn õọử thaỡnh caùc tam giaùc,
+ Veợ caùc õổồỡng trung trổỷc cuớa caùc tam giaùc õoù thaỡnh caùc õa giaùc.
+ Lổồỹng mổa taỷi traỷm õo mổa nũm trong mọựi õa giaùc seợ õaỷi dióỷn cho lổồỹng
mổa trón phỏửn dióỷn tờch õa giaùc õoù.
+ o dióỷn tờch tổỡng õa giaùc.
+ Lổồỹng mổa bỗnh quỏn lổu vổỷc seợ õổồỹc tờnh theo cọng thổùc:


X
fX
fF
bq
ii
i
n
i
i
n
=
=






=
=

.
1
1
(3-3)

trong õoù: Xi laỡ lổồỹng mổa taỷi traỷm thổù i õaỷi dióỷn cho maớng dióỷn tờch thổù i
n laỡ sọỳ õa giaùc hoỷc sọỳ traỷm mổa
f
i
laỡ dióỷn tờch cuớa khu vổỷc thổù i
F laỡ dióỷn tờch khu vổỷc tờnh bũng km
2



Phổồng phaùp õổồỡng õúng vuợ (Isohyetal Method)
ổồỡng õúng vuợ laỡ õổồỡng cong nọỳi lióửn caùc õióứm coù lổồỹng mổa bũng nhau, caùc
õổồỡng naỡy õổồỹc veợ bũng caùch nọỹi suy khi trón vuỡng coù nhióửu traỷm õo mổa.

Lổồỹng mổa bỗnh quỏn tờnh theo cọng thổùc:

X
f
XX
F
bq
i
ii

i
n
=
+






+
=

1
1
2
(3-4)
vồùi f
i
laỡ dióỷn tờch giổợa 2 õuồỡng õúng vuợ coù lổồỹng mổa tổồng ổùng laỡ X
i
vaỡ X
i+1
.
Giaùo trỗnh THUY VN CNG TRầNH Ló Anh Tuỏỳn
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------- -------------------------------------------------------
Chổồng 3: CAẽC YU T KHấ HU ANH HặNG N DOèNG CHAY
22

16.5
Hỗnh 3.6 Vờ duỷ minh hoỹa tờnh mổa bỗnh quỏn

48.8
71.6
Phổồng phaùp bỗnh quỏn sọỳ hoỹc

37.1
68.3
39.1 114.3

=
+++++
=
6
0.1277.753.1143.688.481.37
X
78.5 mm


127.0

75.1 49.5


44.5


16.5
Phổồng phaùp õa giaùc Thiessen

48.8
71.6 Lổồỹng mổa Dióỷn tờch % tọứng Lổồỹng mổa
37.1 õo õổồỹc õa giaùc dióỷn tờch gia troỹng
68.3 (mm) (km
2
) (%) (c1 x c3, mm)
39.1 114.3 ==c1===== ==c2==== ==c3=== ==c4=====
16.5 18 1.1 0.18
127.0 37.1 311 19.1 7.11
48.8 282 17.3 8.48
75.1 49.5 68.3 311 19.1 13.10
39.1 52 3.2 1.25
75.7 238 14.6 11.11
127.0 212 13.0 16.60
44.5 114.3 197 12.1 13.89

======== ======= ======= ========

1621 # 100 71.76 mm

16.5
48.8
51 71.6
Phổồng phaùp õổồỡng õúng vuợ

37.1 76
25 68.3 Trở Dióỷn tờch Dióỷn tờch Lổồỹng mổa Thóứ tờch
39.1 114.3 102 õúng vuợ bao boỹc*
1

thổỷc *
2
trung bỗnh mổa


(mm) (km
2
) (km
2
) (mm) (c4 x c4)
127.0 ==c1== ==c2== ==c3=== ===c4==== ==c5===
127 34 34 135 4590
75.1 49.5 102 233 199 117 23283
51 76 534 300 89 26000
51 1041 508 64 32448
76 25 1541 500 38 19000
44.5 < 25 1621 80 20 1600

===== ====== ====== ======= ======
= 107621
Lổồỹng mổa bỗnh quỏn =
107621
1621
= 66 mm

*1. laỡ dióỷn tờch giồùi haỷn bồới õổồỡng bión õổồỡng õúng vuợ
*2. laỡ dióỷn tờch giổợa 2 õổồỡng õúng vuợ vaỡ bión cuớa lổu vổỷc
Giạo trçnh THY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tún
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------- -------------------------------------------------------
Chỉång 3: CẠC ÚU TÄÚ KHÊ HÁÛU NH HỈÅÍNG ÂÃÚN DNG CHY
23
3.2 ÁØM ÂÄÜ KHÄNG KHÊ
3.2.1 Cạc âàûc trỉng ca áøm âäü khäng khê
ÁØm âäü khäng khê (air humidity/ moisture) l lỉåüng håi nỉåïc chỉïa trong
khäng khê. táưng khäng khê åí sạt màût âáút lục no cng cọ håi nỉåïc: nỉåïc tỉì häư ao,
säng, biãøn, ... bäúc håi ta ra, thoạt håi nỉåïc tỉì sỉû hä háúp ca thỉûc v âäüng váût v
håi nỉåïc tỉì cạc hoảt âäüng cäng nghiãûp, l håi phạt ra. Ngỉåìi ta dng 3 âàûc trỉng
sau âãø xạc âënh âäü áøm khäng khê.

•
Ạp sút håi nỉåïc (e): cn gi l sỉïc trỉång håi nỉåïc l pháưn ạp sút do håi
nỉọc chỉïa trong khäng khê gáy ra v âỉåüc biãøu thë bàòng milimẹt cäüt thy ngán
(mmHg) hồûc milibar (mb):

1 mb = 10
-3
bar = 102 N/m
2
= 3/4 mmHg

ÅÍ mäüt nhiãût âäü nháút âënh, ạp sút håi nỉọc ỉïng våïi giåïi hản täúi âa ca håi nỉåïc
trong khäng khê gi l ạp sút håi nỉåïc bo ha hay ạp sút cỉûc âải ca håi nỉåïc
trong khäng khê v âỉåüc k hiãûu l E, tênh theo cäng thỉïc:

E
t
t
=×

+
61 10
76
242
,
,.
(3-5)

trong âọ 6,1 l ạp sút bo ha åí nhiãût âäü 0
°
C
7,6 v 242 l cạc hãû säú thỉûc nghiãûm
t l nhiãût âäü khäng khê

•
Âäü áøm tuût âäúi (a): cn gi l máût âäü håi nỉåïc, l lỉåüng nỉåïc cọ trong mäüt
âån vë thãø têch khäng khê, âån vë thỉåìng dng l g/m
3
hay g/cm
3
. Giỉỵa âäü áøm
tuût âäúi a v ạp sút håi nỉåïc cọ mäúi liãn hãû sau:


a
t
e=
+
⋅
106

1
,
.
α
(g/m
3
) (3-6)

trong âọ t l nhiãût âäü khäng khê (t
°
C)

α
l hãû säú dn nåí ca khäng khê,
α
= 0,0036
e l ạp sút håi nỉåïc âo bàòng mmHg, trỉåìng håüp e tênh bàòng milibar
thç hãû säú trỉåïc e (l 1,06) âỉåüc thay bàòng 0,8.

Ghi chụ:
T säú
106
1
,
.+
α
t

≈
1, nãn trë säú âäü áøm tuût âäúi a v ạp sút håi nỉåïc e gáưn bàòng nhau.

Giạo trçnh THY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tún
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------- -------------------------------------------------------
Chỉång 3: CẠC ÚU TÄÚ KHÊ HÁÛU NH HỈÅÍNG ÂÃÚN DNG CHY
24
•
Âäü áøm tỉång âäúi (R): l t säú giỉỵa ạp sút håi nỉåïc åí trảng thại thỉûc tãú e
våïi ạp sút håi nỉåïc åí trảng thại bo ha E, trong cng mäüt nhiãût âäü. R thỉåìng
âỉåüc tênh bàòng %:

R
e
E
= 100%
(3-7)
Vç e
≤
E nãn R%
≤
100 %. Trong näng nghiãûp, ta thỉåìng sỉí dủng âäü áøm tỉång âäúi
âãø chè säú lỉåüng håi nỉåïc trong khäng khê. Âäü áøm tỉång âäúi R cọ thãø tênh gáưn âụng
tỉì:

R
TT
T
d
≈

−+
+






100
112 0 1
112 0 9
8
,.
,.
(3-8)

trong âọ : T l nhiãût âäü khäng khê tênh theo âäü Celsius
T
d
l nhiãût âäü âiãøm sỉång (dewpoint).
T
d
âỉåüc âënh nghéa l nhiãût âäü m åí âọ håi nỉåïc trong khäng khê âảt
tåïi trảng thại bo ha. Td l nhiãût âäü cọ ạp sút håi nỉåïc bo ha E bàòng ạp sút
håi nỉåïc thỉûc tãú e.

•
Âäü thiãúu hủt bo ha (d): hay cn gi l âäü hủt áøm, l hiãûu säú giỉỵa ạp sút
håi nỉåïc bo ha E v ạp sút håi nỉåïc e trong khäng khê åí mäüt nhiãût âäü nháút
âënh.

d = E - e (mmHg) hồûc (mb) (3-9)













Hçnh 3.7 Nhiãût kãú max & min (Maximum & minimum thermometers),
Nhiãût kãú báưu khä & ỉåït (Wet & dry bulb thermometers),
Nhiãût kãú tỉû ghi (Thermograph - records temperature),
ÁØm kãú tỉû ghi (Hydrograph - records humidity)

Giạo trçnh THY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tún
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------- -------------------------------------------------------
Chỉång 3: CẠC ÚU TÄÚ KHÊ HÁÛU NH HỈÅÍNG ÂÃÚN DNG CHY
25
3.4.2 Sỉû thay âäøi âäü áøm khäng khê theo thåìi gian
Hàòng ngy, âäü áøm khäng khê cao nháút tỉì 4 - 5 giåì sạng (miãưn Nam Viãût
Nam) v khong 6 - 7 giåì sạng (miãưn Bàõc Viãût Nam), âäü áøm tháúp nháút vo khong
13 - 14 giåì.

Trong nàm, tải miãưn Bàõc Viãût Nam âäü áøm tỉång âäúi cao nháút vo ma Âäng
(thạng 12, thạng 1), tháúp nháút vo ma h (thạng 6 - 7). Miãưn Nam Viãût Nam chëu
sỉû nh hỉåíng r rãût ca giọ ma, âäü áøm cao nháút vo ma mỉa (thạng 8 - 9) v
tháúp nháút vo ma khä (thạng 3 - 4).

3.3 BÄÚC HÅI
3.3.1 Âënh nghéa
Bäúc håi (Evaporation) l hiãûn tỉåüng chuøn họa cạc phán tỉí nỉåïc tỉì thãø lng
sang thãø håi do tạc dủng chênh ca nhiãût âäü, giọ v âi vo khäng khê. Thoạt håi
(Transpiration) l sỉû bäúc håi xy ra åí bãư màût cạc mä ca thỉûc v âäüng váût. Trong
cán bàòng nỉọc ngỉåìi ta gi chung l bäúc thoạt håi (Evapotranspiration), hồûc nọi tàõt
hån l bäúc håi, l täøng lỉåüng nỉåïc máút âi do sỉû bäúc håi nỉåïc tỉì màût nỉåïc, màût âáút,
qua lạ cáy ca låïp ph thỉûc váût, ...

Lỉåüng bäúc håi thỉåìng tênh bàòng chiãưu dy låïp nỉåïc bäúc håi, âån vë l mm. Täúc âäü
bäúc håi l lỉåüng nỉåïc bọc håi trong mäüt âån vë thåìi gian (mm/ngy). Nỉåïc khäng
ngỉìng bäúc håi lãn khê quøn, lỉåüng bäúc håi phủ thüc vo nhiãưu úu täú:
•
thåìi gian (ngy, âãm, ma nàõng, ma mỉa, ...)
•
âàûc âiãøm âëa l (vng nụi, âäưng bàòng, xêch âảo, än âåïi, ...)
•
diãùn biãún ca khê tỉåüng (nhiãût âäü, giọ, áøm âäü, ...)
•
låïp âáút màût (âáút sẹt, âáút cạt. ...)
•
låïp ph thỉûc váût (rỉìng cáy, hoang mảc, ...)
Cạc trảm khê tỉåüng Viãût Nam thỉåìng âo bäúc håi bàòng thng bäúc håi.

Hçnh 3.8 Thng âo bäúc håi loải A