Giáo trình Thuỷ văn công trình - Lê Anh Tuấn

86 trang hapham 2080

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Thuỷ văn công trình - Lê Anh Tuấn", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

giao_trinh_thuyn_van_cong_trinh_le_anh_tuan.pdf

Nội dung text: Giáo trình Thuỷ văn công trình - Lê Anh Tuấn

Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún Chæång 1 GIÅÏI THIÃÛU MÄN HOÜC THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH oOo 1.1 MÅÍ ÂÁÖU Traïi âáút cuía chuïng ta thæåìng xuyãn chëu sæû taïc âäüng cuía sæû chuyãøn hoïa cuía doìng khê quyãøn vaì thuíy quyãøn taûo nãn. Chênh caïc hoaût âäüng tæû nhiãn naìy âaî laìm thay âäøi âaïng kãø caïc tênh cháút khê háûu, doìng chaíy, âáút âai, mäi træåìng tæû nhiãn vaì xaî häüi. Con ngæåìi âaî chuï tám tæì láu ghi nháûn, tçm hiãøu, phán loaûi vaì âäúi phoï våïi caïc diãùn biãún thåìi tiãút âãø täø chæïc xaî häüi, saín xuáút, âiãöu chènh cuäüc säúng vaì caíi taûo âiãöu kiãûn tæû nhiãn vaì phoìng chäúng caïc thiãn tai coï thãø xaíy ra. Næåïc âæåüc xem nhæ mäüt taìi nguyãn quê giaï vaì vénh cæîu. Næåïc baím âaím viãûc duy trç sæû säúng vaì phaït triãøn cuía caïc loaìi thæûc vaì âäüng váût. Sæû phong phuï taìi nguyãn næåïc laì tiãön âãö cho viãûc phaït triãøn näng nghiãûp, cäng nghiãûp, thuíy âiãùn, giao thäng váûn taíi, thuíy haíi saín vaì phaït triãøn cæ dán, Næåïc âäöng thåìi cuîng laì mäüt tai æång cho loaìi ngæåìi vaì caïc sinh váût khaïc. Thuíy vàn Cäng trçnh (Engineering Hydrology) laì män hoüc giåïi thiãûu caïc tênh cháút, âàûc âiãøm nguäön næåïc, phæång phaïp tênh cán bàòng taìi nguyãn næåïc trong hãû thäúng phuûc vuû cho viãûc tênh toaïn xáy dæûng caïc cäng trçnh thuíy âiãûn, thuíy näng, xáy dæûng cáöu âæåìng, cáúp thoaït næåïc, giao thäng thuíy, vaì tiãn læåüng caïc hiãûn tæåüng váût lyï xaíy ra trong khê quyãøn vaì doìng chaíy säng ngoìi, cuîng nhæ aính hæåíng qua laûi cuía caïc hiãûn tæåüng naìy våïi nhau. Män hoüc cuîng giuïp cho sinh viãn hiãøu roî caïc diãùn biãún phæïc taûp cuía thiãn nhiãn nhàòm phoìng, chäúng, traïnh mäüt pháön thiãn tai, giaím nheû caïc ruíi ro trong cuäüc säúng saín xuáút vaì caíi taûo mäi træåìng sinh säúng. Män hoüc Thuíy vàn Cäng trçnh ráút cáön thiãút cho nhiãöu ngaình trong xaî häüi nhæ näng nghiãûp, cäng nghiãûp, giao thäng váûn taíi, haìng khäng, ngæ nghiãûp, y tãú, v.v Caïc kãú hoaûch phaït triãøn saín xuáút, hçnh thaình måí räüng âä thë, âiãöu chènh cå cáúu näng thän, bäú trê dán cæ âiãöu cáön phaíi coï caïc dæî liãûu diãùn biãún cuía tênh cháút khê tæåüng - thuíy vàn khu væûc. 1.2 LIÃN QUAN VÅÏI CAÏC MÄN HOÜC KHAÏC Män hoüc Thuíy vàn Cäng trçnh chuyãn nghiãn cæïu caïc hiãûn tæåüng vaì quaï trçnh váût lyï diãùn biãún trãn khäng trung vaì màût âáút. Do váûy, män hoüc seî coï liãn quan âãún mäüt loaûi caïc män khoa hoüc tæû nhiãn nhæ Toaïn hoüc (hçnh hoüc, giaíi têch, âaûi säú, ), Váût lyï (cå hoüc, nhiãût hoüc, quang hoüc, ), Hoïa hoüc (vä cå, hæîu cå), Sinh hoüc (thæûc váût, âäüng váût hoüc) vaì Tin hoüc (xæí lyï dæî liãûu, âäö hoüa, GIS, ). 1 Chæång 1: GIÅÏI THIÃÛU MÄN HOÜC THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún Màût khaïc, män hoüc naìy laûi laì män cå såí cho caïc chuyãn ngaình khaïc nhæ thäø nhæåîng hoüc, näng hoüc, y sinh hoüc, quaín lyï âáút âai, qui hoaûch phaït triãøn, kiãún truïc, xáy dæûng, thuíy låüi, giao thäng váûn taíi, Trong caïc dæû aïn phaït triãøn, pháön âàûc âiãøm khê tæåüng - thuíy vàn khu væûc laì mäüt chæång khäng thãø thiãúu trong lyï luáûn thæûc tiãùn. CAÏC MÄN CÅ BAÍN TOAÏN HOÜC - VÁÛT LYÏ - HOÏA HOÜC - SINH HOÜC - TIN HOÜC - ÂËA LYÏ - THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH (MÄN HOÜC CÅ SÅÍ) CAÏC CHUYÃN NGAÌNH NÄNG NGHIÃÛP - NÀNG LÆÅÜNG - QUAÍN LYÏ ÂÁÚT ÂAI - MÄI TRÆÅÌNG THUÍY LÅÜI - XÁY DÆÛÜNG - GIAO THÄNG - QUY HOAÛCH - V.V Hçnh 1.1 Quan hãû män hoüc våïi caïc chuyãn ngaình 1.3 ÂÀÛC ÂIÃØM CUÍA HIÃÛN TÆÅÜNG THUÍY VÀN VAÌ PHÆÅNG PHAÏP NGHIÃN CÆÏU 1.3.1 Âàûc âiãøm cuía hiãûn tæåüng thuíy vàn Hiãûn tæåüng thuíy vàn laì mäüt quaï trçnh ráút phæïc taûp liãn quan âãún nhiãöu yãúu täú khaïc nhau cuía tæû nhiãn. Doìng chaíy laì kãút quaí tæång taïc cuía 3 nhán täú chênh: 1. Nhán täú khê tæåüng: nhæ nhiãût âäü, mæa, bäúc håi, gioï, aïp suáút khäng khê, Yãúu täú naìy biãún âäüng låïn theo thåìi gian, xaíy ra, diãùn biãún vaì cháúm dæït nhanh, væìa mang tênh chu kyì væìa mang tênh ngáùu nhiãn. 2. Nhán täú màût âãûm: nhæ diãûn têch khu væûc, âëa hçnh, âëa cháút, thäø nhæåîng, låïp phuí thæûc váût, Yãúu täú naìy thay âäøi cháûm so våïi thåìi gian, mang tênh qui luáût cuía khu væûc, cuía miãön coï âiãöu khiãûn tæång tæû. 3. Nhán täú con ngæåìi: bao gäöm táút caí caïc hoaût âäüng do con ngæåìi gáy ra nhæ xáy dæûng caïc cäng trçnh thuíy låüi, khai hoang måí räüng diãûn têch canh taïc, xáy dæûng nhaì maïy cäng nghiãûp, träöng hoàûc phaï ræìng, . Nhán täú naìy coï thãø thay âäøi nhanh hoàûc cháûm, coï thãø mang tênh qui luáût hoàûc qui luáût khäng roî raìng. táút caí tuìy thuäüc vaìo tênh hçnh kinh tãú - xaî häüi vaì caïc biãún âäüng cuía nhæîng quyãút âënh chuí quan cuía con ngæåìi. Con ngæåìi cuîng laì mäüt nhán täú aính hæåíng âãún 2 nhán täú khê tæåüng vaì nhán täú màût âãûm. 2 Chæång 1: GIÅÏI THIÃÛU MÄN HOÜC THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún DOÌNG CHAÍY NHÁN TÄÚ KHÊ TÆÅÜNG NHÁN TÄÚ MÀÛT ÂÃÛM NHÁN TÄÚ CON NGÆÅÌI + MÆA + DIÃÛN TÊCH LÆU VÆÛC +CÄNG TRÇNH THUÍY + BÄÚC HÅI + ÂËA HÇNH - ÂËA MAÛO + CANH NÄNG + GIOÏ, NHIÃÛT ÂÄÜ + ÂÁÚT ÂAI + XD CÄNG NGHIÃÛP + v.v + v.v + v.v (BIÃÚN ÂÄØI NHANH) (BIÃÚN ÂÄØI CHÁÛM) (BIÃÚN ÂÄØI ??? !!! ) Hçnh 1.2 Minh hoüa caïc quan hãû hçnh thaình doìng chaíy 1.3.2. Phæång phaïp nghiãn cæïu Ba nhán täú hçnh thaình doìng chaíy nhæ khê tæåüng, màût âãûm vaì con ngæåìi, do váûy caïc hiãûn tæåüng thuíy vàn âãöu mang caí 2 tênh cháút: tênh ngáùu nhiãn vaì tênh táút âënh. Hiãûn nay, coï 3 phæång phaïp chênh trong nghiãn cæïu thuíy vàn hoüc: (a) phæång phaïp phán têch nguyãn nhán hçnh thaình, (b) phæång phaïp täøng håüp âëa lyï, (c) phæång phaïp thäúng kã xaïc suáút. (a) Phæång phaïp phán têch nguyãn nhán hçnh thaình Phæång phaïp naìy xem sæû hçnh thaình mäüt hiãûn tæåüng thuíy vàn nhæ laì kãút quaí taïc âäüng cuía mäüt loaût caïc nhán täú váût lyï, bao gäöm caïc nhán täú váût lyï chênh vaì nhán täú phuû cho nhán täú chênh. Phæång phaïp naìy tçm caïc mäúi tæång quan giæîa caïc nhán täú vaì biãøu thë chuïng dæåïi daûng caïc biãøu thæïc, phæång trçnh toaïn hoüc, caïc baíng tra cæïu hoàûc caïc âäö thë. Caïc mä hçnh toaïn hoüc hoàûc váût lyï âãø mä phoíng mäüt hay nhiãöu hiãûn tæåüng thuíy vàn cuîng coï thãø xáy dæûng tæì phæång phaïp naìy. (b) Phæång phaïp täøng håüp âëa lyï Phæång phaïp naìy coï thãø chia laìm 3 phæång phaïp khaïc: • Phæång phaïp tæång tæû âëa lyï: Giaí sæí coï 2 traûm thuíy vàn (mäüt traûm âang xeït vaì 1 traûm tham khaío), nãúu 2 traûm naìy coï nhæîng âiãöu kiãûn âëa lyï tæû nhiãn (âëa hçnh, âëa maûo, khê háûu, ) tæång tæû giäúng nhau thç ta coï thãø suy âoaïn laì caïc âiãöu kiãûn thuíy vàn cuía chuïng cuîng tæång tæû nhæ nhau. Dæûa vaìo säú liãûu cuía traûm tham khaío ta coï thãø suy ra säú liãûu cuía traûm âang xeït trong âiãöu kiãûn chæa coï hoàûc khäng âuí säú liãûu. 3 Chæång 1: GIÅÏI THIÃÛU MÄN HOÜC THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún • Phæång phaïp näüi suy âëa lyï: Phæång phaïp naìy caïc âàûc træng thuíy vàn coï tênh caïch laì âàûc træng âëa lyï nãn coï thãø phán khu væûc, phán vuìng thuíy vàn hoàûc xáy dæûng caïc baín âäö âàóng trë cuía caïc âaûi læåüng thuíy vàn. • Phæång phaïp tham säú âëa lyï täøng håüp: Phæång phaïp naìy coi âaûi læåüng thuíy vàn laì haìm cuía nhiãöu yãúu täú âëa lyï. Caïc yãúu täú chênh âæåüc xem xeït chi tiãút riãng biãût, coìn caïc yãúu täú âëa lyï táûp håüp thaình caïc tham säú täøng håüp. (c) Phæång phaïp thäúng kã xaïc suáút Phæång phaïp naìy xem âàûc træng thuíy vàn xuáút hiãûn nhæ mäüt âaûi læåüng ngáùu nhiãn. Vç váûy, ta coï thãø aïp duûng caïc lyï thuyãút xaïc suáút vaì thäúng kã âãø tçm qui luáût diãùn biãún cuía hiãûn tæåüng thuíy vàn, xem sæû xuáút hiãûn mäüt giaï trë thuíy vàn naìo âoï coï âäü tin cáûy vaì xaïc suáút xuáút hiãûn khaïc nhau. Phæång phaïp naìy sæû duûng nhiãöu trong tênh toaïn caïc âàûc træng thuíy vàn cho caïc cäng trçnh thuíy låüi. PHÆÅNG PHAÏP NGHIÃN CÆÏU THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH PHÆÅNG PHAÏP PHÁN TÊCH + Quan hãû toaïn hoüc NGUYÃN NHÁN HÇNH THAÌNH + Mä hçnh toaïn + Mä hçnh váût lyï PHÆÅNG PHAÏP TÄØNG HÅÜP ÂËA LYÏ + Tæång quan âëa lyï PP. LÆU VÆÛC TÆÅNG TÆÛ + Quan hãû giaíi têch + Phán vuìng PP. NÄÜI SUY ÂËA LYÏ + Láûp baín âäö âàóng trë + Âiãöu tra, so saïnh PP. THAM SÄÚ ÂËA LYÏ TÄØNG HÅÜP + Quan hãû toaïn hoüc PHÆÅNG PHAÏP THÄÚNG KÃ XAÏC SUÁÚT + Lyï thuyãút thäúng kã + Phán têch táön suáút Hçnh 1.3 Caïc phæång phaïp nghiãn cæïu thuíy vàn 4 Chæång 1: GIÅÏI THIÃÛU MÄN HOÜC THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún 1.4 LËCH SÆÍ MÄN HOÜC Tæì thuåí hoang så, con ngæåìi âaî phaíi âäúi màût våïi thiãn nhiãn, theo doîi sæû thay âäøi thåìi tiãút vaì caïc diãùn biãún doìng chaíy. Tæì khi coï hoaût âäüng saín xuáút näng nghiãûp, con ngæåìi âaî dáön dáön têch luîy âæåüc êt nhiãöu caïc kinh nghiãûm, caïc qui luáût cuía thiãn nhiãn, khê háûu, vaì hån næîa coï thãø dæû âoaïn mäüt pháön caïc thay âäøi thåìi tiãút, doìng chaíy âãø phuûc vuû saín xuáút vaì baío vãû muìa maìng. Caïc cáu ca dao, tuûc ngæî vãö thiãn nhiãn, thåìi tiãút chênh laì caïc ghi cheïp, truyãön miãûng ban âáöu cuía ngaình khê tæåüng thuíy vàn cuía mäùi dán täüc. Sæû phaït triãøn cuía xaî häüi loaìi ngæåìi, cäng cuäüc måí mang båì coîi, phaït triãøn saín xuáút, con ngæåìi caìng luïc caìng væån xa hån hån nåi åí cäú âënh ban âáöu cuía mçnh vaì âaî dáön dáön hçnh thaình caïc baín ghi cheïp âáöu tiãn âàût nãön moïng cho ngaình khoa hoüc khê tæåüng thuíy vàn. Ngæåìi cäø Ai Cáûp âaî biãút táöm quan troüng cuía viãûc âo âaûc, âaïnh dáúu, ghi cheïp vaì tiãn âoaïn caïc diãùn biãún doìng chaíy trãn säng Nile tæì giai âoaûn 1800 træåïc Cäng nguyãn. Taïc pháøm Brihatsamhita cuía Varahamihira (ÁÚn Âäü, 505 - 587) âaî mä taí caïc traûm âo mæa, hæåïng gioï vaì tiãún trçnh phoíng âoaïn mæa. Caïc taìi liãûu khaío cäø khaïc cuîng cho tháúy, caïc quan saït ghi cheïp vãö khê tæåüng - thuíy vàn âaî tçm tháúy åí Trung Quäúc, Ai Cáûp, ÁÚn Âäü, Hy Laûp vaì mäüt säú quäúc gia khaïc tæì thãú kyí thæï IV - V. Âãún thãú kyí thæï XV - XVI, ngæåìi ta âaî coï caïc duûng cuû âo thåìi tiãút tuy coìn thä så nhæng cuîng âaïnh dáúu mäüt bæåïc tiãún quan troüng cuía lëch sæí ngaình. Tháût sæû âãún thãú kyí XVII tråí âi, caïc duûng cuû chênh xaïc hån vaì caïc nghiãn cæïu coï tênh hãû thäúng âaî thæûc sæû hçnh thaình khoa hoüc vãö khê tæåüng - thuíy vàn. Van Te Chow (1964) âaî phán chia lëch sæí ngaình hoüc Khê tæåüng - Thuíy vàn åí Cháu Áu ra laìm 8 giai âoaûn sau: 1. Giai âoaûn suy âoaïn (speculation): træåïc nàm 1400 2. Giai âoaûn quan saït (observation): tæì 1400 - 1600 3. Giai âoaûn âo ghi (measurement): tæì 1600 - 1700 4. Giai âoaûn thæûc nghiãûm (experimentation): tæì 1700 - 1800 5. Giai âoaûn hiãûn âaûi hoïa (modernization): tæì 1800 - 1900 6. Giai âoaûn kinh nghiãûm (empiricism): tæì 1900 - 1930 7. Giai âoaûn suy luáûn hoïa (rationalization): tæì 1930 - 1950 8. Giai âoaûn lyï thuyãút hoïa (theorization): tæì 1950 - nay Taûi Viãût nam, tæì træåïc thãú kyí thæï 20 chæa tçm tháúy caïc taìi liãûu ghi cheïp vãö khê tæåüng vaì thuíy vàn. Tuy nhiãn, lëch sæí cuîng âaî chæïng minh äng cha ta âaî coï nhæîng quan saït vaì phán têch caïc hiãûn tæåüng thåìi tiãút vaì doìng chaíy. Ngä Quyãön âaî aïp duûng qui luáût thuíy triãöu trãn säng Baûch Âàòng trong tráûn chiãún thàõng quán xám læåüc Nam Haïn. Caïc cáu haït, cáu hoì, ca dao vãö thåìi tiãút âaî coï láu âåìi. Hãû thäúng âã 5 Chæång 1: GIÅÏI THIÃÛU MÄN HOÜC THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún âiãöu åí miãön Bàõc coï âæåüc phaíi tæì caïc nghiãn cæïu vãö doìng chaíy säng ngoìi. Trong thãú kyí 19 âãún giæîa thãú kyí 20, caïc triãöu âçnh khaïc nhau âãöu læu duûng caïc quan Häü âã. Tuy nhiãn, khi ngæåìi Phaïp cai trë næåïc ta, hãû thäúng quan tràõc khê tæåüng thuíy vàn måïi thæûc sæû hçnh thaình. Taìi liãûu khê tæåüng âæåüc ghi nháûn âáöu tiãn tæì nàm 1902, vaì tæì 1010 âãún nay, háöu hãút caïc khu væûc âãöu coï maûng læåïi âo âaûc khê tæåüng thuíy vàn. Ngaìy nay, caïc phæång tiãûn vãû tinh, hãû thäúng maïy tênh nhanh vaì maûnh, caïc duûng cuû âo theo doîi thåìi tiãút tæû âäüng kyî thuáût säú âaî giuïp con ngæåìi ngaìy caìng hoaìn thiãûn hån trong cäng taïc theo doîi, âaïnh giaï vaì dæû baïo caïc diãùn biãún cuía thiãn nhiãn. Ngaình Khê tæåüng Näng nghiãûp thãú giåïi chênh thæïc thaình láûp nàm 1921, truû såí taûi Rome (YÏ). Âãø phuûc vuû saín xuáút näng nghiãûp hiãûu quaí, Täø chæïc Khê tæåüng Näng nghiãûp thãú giåïi âæåüc âàût trong Täø chæïc Læång thæûc vaì Näng nghiãûp (Food and Agriculture Organization - FAO) dæåïi sæû håüp taïc chuyãn män cuía Täø chæïc Khê tæåüng Thãú giåïi (World Meteorological Organization - WMO). Âãún nay, täø chæïc WMO âaî coï âaûi diãûn vaì caïc traûm quan tràõc, trao âäøi säú liãûu åí nhiãöu næåïc vaì khu væûc trãn thãú giåïi. Táút caí caïc säú liãûu quan tràõc vaì kãút quaí phán têch âãöu âæåüc læu træî. Män hoüc khoa hoüc vãö khê tæåüng thuíy vàn âaî âæåüc hçnh thaình tæì láu vaì âæåüc giaíng daûy trong háöu hãút caïc træåìng âaìo taûo chuyãn ngaình vãö khoa hoüc - kyî thuáût. ÂO TÄÚC ÂÄÜ VAÌ HÆÅÏNG GIOÏ ÂO SÄÚ GIÅÌ ÂO NHIÃÛT ÂÄÜ, NÀÕNG ÁØM ÂÄÜ ÂO MÆA, BÄÚC HÅI Hçnh 1.4 Bäú trê caïc thiãút bë taûi væåìn âo khê tæåüng trãn màût âáút (Kêch thæåïc phäø biãún cuía væåìn 10 m x 10 m) 6 Chæång 1: GIÅÏI THIÃÛU MÄN HOÜC THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún VÃÛ TINH KHÊ TÆÅÜNG TAÌU KHÊ TÆÅÜNG TRAÛM NHÁÛN TIN MÀÛT ÂÁÚT THIÃÚT BË KHÊ TÆÅÜNG NÄØI TRAÛM KHÊ TÆÅÜNG MÀÛT ÂÁÚT Hçnh 1.5 Maûng thäng tin khê tæåüng 1.5 MAÛNG LÆÅÏI KHÊ TÆÅÜNG - THUÍY VÀN ÅÍ VIÃÛT NAM ÅÍ Viãût Nam, cå quan quaín lyï viãûc âo âaût, phán têch vaì nghiãn cæïu khê tæåüng thuíy vàn cuía chuïng ta laì Täøng cuûc Khê tæåüng Thuíy vàn (Department of Meteorology and Hydrology). Hiãûn nay, caïc tènh thaình vaì khu væûc âãöu coï caïc traûm âo âaûc theo nhiãöu chè tiãu khaïc nhau. Caïc caïn bäü khoa hoüc khê tæåüng thuíy vàn cuìng caïc phæång tiãûn âo âaûc, tênh toaïn ngaìy caìng hiãûn âaûi phuûc vuû cho saín xuáút, äøn âënh xaî häüi, haûn chãú thiãût haûi do thiãn tai vaì caïc giaíi phaïp khàõc phuûc. Næåïc ta coï 9 vuìng khê tæåüng - thuíy vàn, coï nhiãûm vuû theo doîi, âo daût, phán têch dæî liãûu vaì dæû baïo diãùn biãún khê háûu, mæûc næåïc, Mäùi vuìng coï mäüt âaìi khê tæåüng coï nhiãûm vuû thäng tin thåìi tiãút, phán bäú nhæ sau: 1. Âaìi KTTV vuìng Táy Bàõc, truû såí taûi thë xaî Sån La. 2. Âaìi KTTV vuìng Viãût Bàõc, truû såí taûi thaình phäú Viãût Trç. 3. Âaìi KTTV vuìng Âäng Bàõc, truû såí taûi thaình phäú Haíi Phoìng. 4. Âaìi KTTV vuìng Trung du vaì Âäöng bàòng Bàõc Bäü, truû såí taûi Haì Näüi. 5. Âaìi KTTV vuìng Bàõc Trung Bäü, truû såí taûi thaình phäú Vinh. 6. Âaìi KTTV vuìng Trung Trung Bäü, truû såí taûi thaình phäú Âaì Nàông. 7. Âaìi KTTV vuìng Nam Trung Bäü, truû såí taûi thaình phäú Nha Trang. 8. Âaìi KTTV vuìng Táy nguyãn, truû såí taûi thë xaî Pleyku. 9. Âaìi KTTV vuìng Nam Bäü, truû såí taûi thaình phäú Häö Chê Minh. === 7 Chæång 1: GIÅÏI THIÃÛU MÄN HOÜC THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún Chæång 2 TAÌI NGUYÃN NÆÅÏC TRÃN THÃÚ GIÅÏI oOo 2.1 NÆÅÏC VAÌ VAI TROÌ CUÍA NÆÅÏC TRONG CUÄÜC SÄÚNG 2.1.1 Âënh nghéa vaì tênh cháút cuía næåïc Næåïc laì mäüt cháút loíng phäø biãún vaì cáön thiãút cho sæû säúng. Næåïc chi phäúi nhiãöu hoaût âäüng cuía con ngæåìi, thæûc vaì âäüng váût vaì váûn haình cuía thiãn nhiãn. Theo âënh nghéa thäng thæåìng: " Næåïc laì mäüt cháút loíng thäng duûng. Næåïc tinh khiãút coï cäng thæïc cáúu taûo gäöm 2 nguyãn tæí hydro vaì mäüt nguyãn tæí oxy, næåïc laì mäüt cháút khäng maìu, khäng muìi, khäng vë. Dæåïi aïp suáút khê tråìi 1 atmosphere, næåïc säi åí 100°C vaì âäng âàûc åí 0°C, næåïc coï khäúi læåüng riãng laì 1000 kg/m3." Khaïi niãûm âån giaín vãö næåïc laì nhæ váûy, nhæng âi sáu nghiãn cæïu, ta tháúy næåïc coï nhiãöu tênh cháút kyì diãûu baío âaím cho sæû säúng âæåüc täön taûi vaì phaït triãøn. • Næåïc laì mäüt dung mäi vaûn nàng Næåïc coï thãø hoìa tan âæåüc ráút nhiãöu cháút, âàûc biãût laì caïc cháút khoaïng vaì cháút khê cung cáúp dinh dæåîng vaì giuïp cho sæû trao âäøi cháút trong cå thãø sinh váût. • Næåïc coï nhiãût dung ráút låïn Næåïc coï khaí nàng háúp thu ráút nhiãöu nhiãût læåüng khi noïng lãn vaì âäöng thåìi cuîng toía ra nhiãöu nhiãût læåüng khi laûnh âi. Khaí nàng naìy giuïp cho nhiãût âäü ban ngaìy trãn traïi âáút êt noïng hån vaì ban âãm âåî laûnh âi, giuïp cho sæû säúng khoíi sæû tiãu diãût åí mæïc chãnh lãûnh nhiãût âäü quaï låïn. • Næåïc ráút khoï bay håi ÅÍ 20 °C, muäún 1 lêt næåïc bäúc håi phaíi täún 539.500 calori. Âàûc tênh naìy cuía næåïc âaî cæïu thoaït sæû säúng khoíi bë khä heïo nhanh choïng vaì giuïp cho caïc nguäön næåïc khäng bë khä haûn, laìm tiãu diãût caïc sinh váût säúng trong noï. • Næåïc laûi nåí ra khi âäng âàûc Khi haû nhiãût âäü xuäúng tháúp dæåïi 4 °C thç thãø têch næåïc laûi tàng lãn. Âãún diãøm âäng âàûc 0 °C, thãø têch næåïc tàng lãn khoaíng 9 % so våïi bçnh thæåìng, laìm bàng âaï näøi lãn màût næåïc. Næåïc coï nhiãût âäü cao hån seî chçm xuäúng âaïy giuïp caïc thuíy sinh váût täön taûi vaì låïp bàng âaï - coï tênh dáùn nhiãût ráút keïm - tråí thaình chiãúc aïp giaïp baío vãû sæû säúng phêa dæåïi noï. 6 Chæång 2: TAÌI NGUYÃN NÆÅÏC TRÃN THÃÚ GIÅÏI
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún • Næåïc coï sæïc càng màût ngoaìi låïn Nhåì coï sæïc càng màût ngoaìi låïn nãn næåïc coï tênh mao dáùn maûnh. Hiãûn tæåüng nayì coï mäüt yï nghéa ráút låïn trong viãûc duy trç sæû säúng trãn traïi âáút, næåïc tæì dæåïi âáút coï thãø tháúm âãún tæìng ngoün cáy. Trong cå thãø ngæåìi vaì âäüng váût, maïu vaì dëch mä váûn chuyãøn âæåüc âãún caïc cå quan näüi taûng cuîng nhåì khaí nàng mao dáùn cuía næåïc. • Næåïc coï khaí nàng tæû laìm saûch Næåïc trong quaï trçnh váûn chuyãøn cuía noï khàõp nåi trong thiãn nhiãn coìn coï khaí nàng tæû laìm saûch, loaûi boí mäüt pháön cháút báøn, taûo âiãöu kiãûn cho mäi træoìng sinh thaïi âæåüc caíi thiãûn. 2.1.2 Vai troì cuía næåïc trong cuäüc säúng Næåïc laì yãúu täú haìng âáöu quyãút âënh sæû täön taûi vaì phaït triãøn cuía sinh giåïi. Khäng coï næåïc sæû säúng láûp tæïc bë räúi loaûn, ngæng laûi vaì tiãu diãût. • Næåïc chiãúm thaình pháön chuí yãúu trong cáúu taûo cå thãø thæûc vaì âäüng váût. Con ngæåìi coï khoaíng 65 - 75 % troüng læåüng næåïc trong cå thãø, âàûc biãût næåïc chiãúm tåïi 95 % trong huyãút tæång, caï coï khoaíng 80 % næåïc trong cå thãø, cáy trãn caûn coï 50 - 70 % næåïc, trong rong rãu vaì caïc loaûi thuíy thæûc váût khaïc coï 95 - 98 % laì næåïc. • Muäún coï thæûc pháøm cho ngæåìi vaì gia suïc cáön coï næåïc: muäún coï 1 táún luïa mç, cáön 300 - 500 m3 næåïc, 1 táún gaûo cáön tiãu thuû 1.500 - 2.000 m3 næåïc vaì âãø coï 1 táún thët trong chàn nuäi cáön täún 20.000 - 50.000 m3 næåïc. • Læåüng næåïc trãn traïi âáút laì mäüt maïy âiãöu hoìa nhiãût vaì laìm cho caïn cán sinh thaïi âæåüc cán bàòng. Sæû säúng thæåìng táûp trung åí caïc nguäön næåïc, pháön låïn caïc nãön vàn minh, caïc trung tám kinh tãú, cäng nghiãûp, näng nghiãûp, khoa hoüc kyî thuáût, vàn hoïa xaî häüi, dán cæ, âãöu nàòm doüc theo caïc vuìng táûp trung næåïc. • Sæû thay âäøi caïn cán phán phäúi næåïc hoàûc sæû phaï hoaûi nguäön næåïc coï thãø laìm taìn luûi caïc vuìng truì phuï, biãún caïc vuìng âáút maìu måî thaình caïc vuìng khä càòn. Trong nhæîng tháûp niãn sàõp tåïi, chiãún tranh, xung âäüt giæîa caïc quäúc gia vaì caïc vuìng khu væûc coï thãø do nguyãn nhán tranh giaình taìi nguyãn næåïc quê baïu naìy. 7 Chæång 2: TAÌI NGUYÃN NÆÅÏC TRÃN THÃÚ GIÅÏI
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún 2.2 CAÏC THÃØ CHÆÏA NÆÅÏC TRÃN TRAÏI ÂÁÚT Nhçn tæì vuî truû vãö traïi âáút, ta coï thãø tháúy næåïc hiãûn diãûn tæì moüi phêa. Âaûi dæång vaì biãøn âaî chiãúm hãút 2/3 diãûn têch bãö màût traïi âáút, ngoaìi ra næåïc coìn hiãûn diãûn åí caïc säng suäúi, ao häö, âáöm láöy, trong âáút âaï, trong caïc maûch næåïc ngáöm, trong khäng khê vaì caí trong cå thãø sinh váût næîa. Haình tinh chuïng ta âæåüc goüi âãø chè traïi âáút vaì khoaíng khäng gian daìy chæìng 80 - 90 km bao quanh. Trong traïi âáút, næåïc täön taûi åí 4 quyãøn: khê quyãøn, thuíy quyãøn, âëa quyãøn vaì sinh quyãøn. 2.2.1 Næåïc trong khê quyãøn Trong khê quyãøn, næåïc täön taûi åí daûng håi trong sæång muì hay caïc gioüt loíng li ti trong máy, daûng cæïng tinh thãø trong tuyãút hay bàng. Máût âäü håi næåïc giaím dáön theo chiãöu cao. Khê quyãøn chæïa khoaíng 12.000 - 14.000 km3 næåïc, bàòng 1/41 læåüng mæa råi hàòng nàm xuäúng traïi âáút. 2.2.2 Næåïc trong thuíy quyãøn Thuíy quyãøn bao gäöm âaûi dæång, biãøn caí, säng ngoìi, khe suäúi, ao häö, âáöm láöy, v.v kãø caí caïc khäúi bàng âaï bao phuí åí hai cæûc cuía âëa cáöu. Âáy laì quyãøn têch nhiãöu næåïc nháút. Âaûi dæång vaì biãøn caí chæïa 1,37 tyí km3 næåïc traîi ra trãn 360 km2 diãûn têch, chiãúm âãún 70,8 % diãûn têch âëa cáöu. Næåïc trong säng suäúi coï khoaíng 1.200 km3, trong caïc ao häö trãn 230.000 km3, thãø têch khäúi bàng trong 2 cæûc æåïc chæìng 26 triãûu km3, coï chiãöu daìy trung bçnh 2 - 3 km, nãúu caïc khäúi bàòng naìy tan ra seî laìm mæûc næåïc biãøn dáng cao trãn 60 m, diãûn têch biãøn vaì âaûi dæång tàng thãm 1,5 triãûu km2. 2.2.3 Næåïc trong âëa quyãøn Trong âáút âaï, næåïc chæïa trong caïc maûch ngáöm, säng ngáöm, ao häö ngáöm, næåïc coìn hiãûn diãûn trong caïc khe håí cuía âaï, trong caïc liãn kãút lyï hoïa cuía khoaïng âaï vaì læåüng áøm trong caïc låïp thäø nhæåîng. Læåüng næåïc chæïa trong âëa quyãøn toaìn bäü âëa cáöu coï khoaíng 64 triãûu km3, trong âoï læåüng næåïc trong âåïi trao âäøi - tæì màût âáút âãún âäü sáu 800 m - laì khoaíng 4 triãûu km3 vaì læåüng áøm trong caïc låïp âáút thäø nhæåîng æåïc chæìng 80 ngaìn km3. 2.2.4 Næåïc trong sinh quyãøn Næåïc hiãûn diãûn trong cå thãø âäüng váût vaì trong tãú baìo thæûc váût. Læåüng naìy tuy ráút êt so våïi toaìn thãø læåüng næåïc trãn traïi âáút nhæng ráút quan troüng, nãúu coï sæû biãún âäüng vãö læåüng næåïc naìy trong cå thãø seî gáy räúi loaûn trong sæû trao âäøi cháút vaì âe doüa sæû säúng ngay. Læåüng næåïc trong sinh quyãøn æåïc chæìng 10.000 km3. 8 Chæång 2: TAÌI NGUYÃN NÆÅÏC TRÃN THÃÚ GIÅÏI
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún 2.3 CHU TRÇNH THUÍY VÀN 2.3.1 Chu trçnh thuíy vàn Næåïc trong tæû nhiãn khäng ngæìng tuáön hoaìn do taïc duûng cuía nàng læåüng màût tråìi vaì troüng læûc traïi âáút. Næåïc trãn màût biãøn, âaûi dæång, trãn màût säng, häö åí màût âáút vaì tæì trong sinh váût âæåüc màût tråìi âäút noïng, khäng ngæìng bäúc håi vaì phaït taïn vaìo khê quyãøn. Håi næåïc trong khê quyãøn táûp trung thaìnhcaïc khäúi máy. Khi gàûp laûnh, håi næåïc ngæng tuû thaình mæa råi xuäúng màût biãøn, âaûi dæång vaì màût âáút. Mäüt pháön næåïc mæa bäúc håi tråí laûi khê quyãøn, mäüt pháön tháúm xuäúng âáút thaình doìng chaíy ngáöm räöi âäø ra säng biãøn, mäüt pháön khaïc chaíy traìn trãn màût âáút theo troüng læûc räöi âäø ra säng, biãøn. Cæï nhæ thãú, næoïc tæì traïi âáút bay vaìo khê quyãøn, räöi tæì hê quyãøn âäø vaìo âáút laûi taûo ra mäüt chu trçnh kheïp kên, hçnh thaình voìng tuáön hoaìn næåïc trong thiãn nhiãn, ta goüi âoï laì chu trçnh thuíy vàn (hydrological cycle). Háöu hãút caïc loaûi næåïc âãöu tham gia vaìo voìng tuáön hoaìn, chè træì caïc loaûi næåïc åí traûng thaïi liãn kãút hoïa hoüc trong caïc tinh thãø khoaïng váût, næåïc nàòm trong caïc táöng sáu cuía traïi âoáút vaì næåïc åí trong caïc nuïi bàng vénh cæíu åí 2 cæûc. 2.3.2 Minh hoüa Bæïc xaû màût tråìi Máy gáy mæa Sun Máy gáy mæa Máy hçnh thaình Mæa Bäúc håi Bäúc håi màût âáút 410 mm màût âáút khi mæa tæì tæì tæì Bäúc håi Bäúc håi 720 mm âáút sinh tæì biãøn tæì biãøn doìng chaíy váût 1250 mm Chaíy traìn Tháúm Säng Mæa råi xuäúng biãøn 310 mm Âáút liãön 1120 mm âáút Næåïc chiãúm 30% Âaï sáu Næåïc ngáöm Biãøn + Âaûi dæång chiãúm 70% diãûn têch Hçnh 2.1 Minh hoüa chu trçnh thuíy vàn 9 Chæång 2: TAÌI NGUYÃN NÆÅÏC TRÃN THÃÚ GIÅÏI
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún BÆÏC XAÛ MÀÛT TRÅÌI KHÄNG KHÊ MÆA BÄÚC - THOAÏT HÅI ÂOÜNG NÆÅÏC CHAÍY ÅÍ LÅÏP MÀÛT THÁÚM CHÆÏA TRONG ÂÁÚT BIÃØN NÆÅÏC NGÁÖM VAÌ MÆA CHAÍY TRAÌN MÀÛT SÆÛ CHAÍY LÁÙN CHÆÏA CHAÍY ÂAÛI LÅÏN CHAÍY NGÁÖM SÄNG DOÌNG DÆÅNG ÂËA QUYÃØN Hçnh 2.2 Så âäö hãû thäúng cuía chu trçnh thuíy vàn 2.4 PHÁN PHÄÚI NÆÅÏC TRÃN TRAÏI ÂÁÚT 2.4.1 Caïc säú liãûu vãö læåûng næåïc trãn traïi âáút Ráút khoï coï kãút quaí chênh xaïc vãö læåüng næåïc coï trãn traïi âáút, nhæng qua nhiãöu kãút quaí khaío saït, tênh toaïn vaì suy diãùn cho ta con säú täøng læåüng næåïc coï trãn haình tinh naìy æåïc chæìng 1,4 - 1,8 tyí km3 næåïc. Khäúi læåüng næåïc naìy chiãúm chæìng 1 % khäúi læåüng traïi âáút. Nãúu âem raîi âãöu trãn toaìn bäü bãö màût âëa cáöu ta seî âæåüc mäüt låïp næåïc daìy khoaíng 4.000 m vaì nãúu âem chia âãöu cho mäùi âáöu ngæåìi hiãûn nay trãn traïi âáút thç bçnh quán seî âæåüc 30 triãûu m3 næåïc/ngæåìi. 10 Chæång 2: TAÌI NGUYÃN NÆÅÏC TRÃN THÃÚ GIÅÏI
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún Baíng 2.1: Phán phäúi næåïc trãn traïi âáút (theo A. J. Raudkivi, 1979). TT NÅI CHÆÏA NÆÅÏC THÃØ TÊCH DIÃÛN TÊCH TÈ LÃÛ (Triãûu m3) (Triãûu km2) (%) 1 Biãøn vaì âaûi dæång 1.370.322,0 360 93.93 2 Næåïc ngáöm 64.000,0 129 4.39 (Læåüng næåïc âãún 800 m) (4.000,0) (0.27) 3 Bàng haì 24.000,0 16 1.65 4 Häö næåïc ngoüt 125,0 0.009 5 Häö næåïc màûn 105,0 0.008 6 Håi áøm trong âáút 75,0 0.005 7 Håi áøm trong khê quyãøn 14,0 510 0.001 8 Sinh váût 10,0 0.0008 9 Næåïc säng 1,2 0.0001 TÄØNG CÄÜNG 1.458.652,2 # 100 Baíng 2.2 Phán phäúi læåüng næåïc ngoüt trãn luûc âëa (theo Livovich, 1973) Diãûn têch Læåüng mæa Chaíy traìn Bäúc håi Luûc âëa Triãûu Täøng säú Chaíy ngáöm km2 mm km3 mm km3 mm km3 mm km3 Cháu Áu 9,8 734 7165 319 3110 109 1065 415 4055 Cháu AÏ 45,0 726 32690 293 13190 76 3410 433 19500 Cháu Phi 30,3 686 20780 139 4225 48 1465 547 16555 Bàõc Myî 20,7 670 13910 287 5960 84 1740 383 7950 Nam Myî 17,8 1648 29355 583 10380 210 3740 1065 18975 Cháu UÏc 8,7 736 6405 226 1965 54 465 510 4440 Liãn Xä (cuî) 22,4 500 10960 198 4350 46 1020 300 6610 TÄØNG SÄÚ * 132,3 834 110305 294 38830 90 11885 540 71468 * Täøng pháön âáút trong baíng naìy khäng kãø pháön âáút cuía Quáön âaío Antarctica, Greenland vaì Canidian. Baíng 2.3 Cán bàòng næåïc (mm/nàm) caïc âaûi dæång (theo K. Subgramanya, 1994) Âaûi dæång Diãûn têch Læåüng mæa Chaíy traìn Bäúc håi Trao âäøi (triãûu km2) tæì luûc âëa våïi caïc âaûi dæång khaïc Âaûi Táy Dæång 107 780 200 1040 - 60 Bàõc Bàng Dæång 12 240 230 120 350 ÁÚn Âäü Dæång 75 1010 70 1380 - 300 Thaïi Bçnh Dæång 167 1210 60 1140 130 11 Chæång 2: TAÌI NGUYÃN NÆÅÏC TRÃN THÃÚ GIÅÏI
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún KHÊ QUYÃØN V = 14 x 103 km3 T = 10 ngaìy 1,8 x 103 0,1 x 103 108 x 103 71,7 x 103 km3/nàm km3/nàm km3/nàm km3/nàm 416 x 103 454 x 103 BÀNG ÂA Ï km3/nàm km3/nàm ÂËA QUYÃØN V = 24 x 103 km3 V = 88,32 x 103 km3 T = 10.000 nàm 38x103 km3/nàm SÄNG V= 230 km3, T ≈ 12 ngaìy 1,2 x 103 ÂAÛI DÆÅNG HÄÖ km3/nàm BIÃØN V=230x106km3, T≈ 10 nàm V =1370 x 106 km3 ÂÄÜ ÁØM TRONG ÂÁÚT T ≈ 2600 nàm V= 75x106km3, T≈ 2-50 tuáön SINH QUYÃØN V = 10 km3, T ≈ vaìi tuáön NÆÅÏC NGÁÖM V = 64x106km3, T ≈ 5-10 ngaìn nàm NÆÅÏC NGÁÖM TRAO ÂÄØI V = 4 x106km3, T ≈ 300 nàm Hçnh 2.3 Âàûc træng phán phäúi chênh vãö læåüng næåïc åí daûng ténh vaì âäüng trãn traïi âáút. V laì thãø têch khäúi næåïc tênh bàòng km3 vaì T laì thåìi gian tuáön hoaìn cuía næåïc. 2.4.2 Nháûn xeït sæû phán phäúi næåïc trong thiãn nhiãn • Læåüng næåïc trãn traïi âáút táûp trung chuí yãúu åí âaûi dæång vaì biãøn caí, chiãúm âãún 94% täøng læåüng næåïc trãn traïi âáút. • Âa säú læåüng laì næåïc màûn khäng sæí duûng cho sinh hoaût vaì saín xuáút näng nghiãûp vaì cäng nghiãûp âæåüc. Næåïc màûn coï thãø gáy nghäü âäüc muäúi cho cå thãí sinh váût vaì gáy àn moìn caïc thiãút bë kim loaûi trong cäng nghiãûp. • Læåüng næåïc ngoüt åí trong loìng âáút vaì bàng haì åí 2 cæûc laì læåüng næåïc ngoüt khaï tinh khiãút, chiãúm trãn 1,6 % täøng læåüng næåïc trãn traïi âáút, tuy nhiãn do xa nåi åí cuía loaìi ngæåìi, vë trê thiãn nhiãn khàõc nghiãût nãn chi phê khai thaïc ráút låïn. • Con ngæåìi vaì caïc loaìi thæûc vaì âäüng váût khaïc táûp trung chuí yãúu åí khu væûc säng ngoìi nhæng læåüng næåïc säng chè chiãúm 0,0001 % täøng læåüng næåïc, khäng âuí cho caí nhán loaûi sæí duûng trong sinh hoaût vaì saín xuáút cäng näng nghiãûp. Ä nhiãùm nguäön næåïc thæåìng laì ä nhiãùm næåïc säng. • Læåüng næåïc mæa phán phäúi trãn traïi âáút khäng âãöu vaì khäng håüp lyï. Tuìy theo vë trê âëa lyï vaì biãún âäüng thåìi tiãút, coï nåi mæa quaï nhiãöu gáy luî luût, coï nåi khä kiãût, haûn haïn keïo daìi. 12 Chæång 2: TAÌI NGUYÃN NÆÅÏC TRÃN THÃÚ GIÅÏI
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún 2.4.3 Váún âãö sæí duûng nguäön næåïc Con ngæåìi chè måïi khai thaïc âæåüc 0,017 % læåüng næåïc coï trãn âëa cáöu. Theo säú liãûu baïo âäüng cuía Liãn hiãûp quäúc, hiãûn nay coï trãn 50 quäúc gia trãn thãú giåïi âang lám vaìo caính thiãúu næåïc, âàûc biãût nghiãm troüng åí caïc vuìng Cháu Phi, vuìng Trung Âäng, vuìng Trung AÏ, Cháu UÏc vaì caí åí caïc quäúc gia phaït triãøn nhæ Myî, Phaïp, Nháût, Âæïc, Singapore, v.v Lëch sæí thãú giåïi cuîng âaî ghi nháûn coï caïc cuäüc xung âäüt giæîa mäüt säú næåïc cuîng nhæ laînh thäø vç muäún tranh giaình nguäön næåïc. Mäùi ngaìy trãn thãú giåïi cuîng coï haìng tràm ngæåìi chãút vç nhæîng nguyãn nhán liãn quan âãún næåïc nhæ âoïi, khaït, dëch bãûnh, Caïc nhaì khoa hoüc - kyî thuáût trãn thãú giåïi âang laìm hãút sæïc mçnh âãø khai thaïc, bäø sung nhu cáöu næåïc cho loaìi ngæåìi. Mäüt säú phæång aïn taïo baûo âæåüc âãö xuáút nhàòm muûc tiãu phán phäúi nguäön næåïc håüp lyï nhæ: • Laìm thuíy låüi, thæûc hiãûn caïc kãnh âaìo khäøng läö âæa næåïc vaìo hoang maûc, xáy dæûng caïc häö chæïa, thaïo næåïc åí caïc vuìng ngáûp uïng, caíi taûo caïc âáöm láöy, • Khai thaïc caïc nguäön næåïc ngáöm. • Loüc, khæí næåïc biãøn thaình næåïc ngoüt. • Váûn chuyãøn caïc khäúi bàng haì vãö duìng. Caïc cäng viãûc trãn phuûc vuû cho kinh tãú xaî häüi loaìi ngæåìi vaì mäüt láön næîa khàóng âënh vai troì cuía con ngæåìi trong viãûc chinh phuûc thiãn nhiãn, hoàûc haûn chãú thiãn taûi, caíi taûo thãú giåïi. Nguäön næåïc cáön âæåüc hiãøu nhæ mäüt nguäön taìi nguyãn quê giaï cáön phaíi âæåüc baío vãû vaì khai thaïc håüp lyï. Tuìy vaìo váún âãö cáön giaíi quyãút, caïc nhaì thuíy hoüc thæåìng phaíi coï mäüt táûp håüp caïc dæî liãûu khu væûc khaío saït, gäöm: • Caïc ghi nháûn vãö thåìi tiãút: nhiãût âäü, âäü áøm, váûn täúc gioï, • Chuäùi säú liãûu vãö læåüng mæa • Caïc säú liãûu vãö doìng chaíy màût âáút • Säú liãûu vãö bäúc thoaït håi næåïc • Tênh cháút tháúm loüc cuía khu væûc • Âàûc âiãøm nguäön næåïc ngáöm • Tênh cháút âëa lyï vaì âëa cháút khu væûc khaío saït Viãûc khai thaïc âuïng mæïc vaì khoa hoüc taìi nguyãn næåïc seî taûo thãm nhiãöu læång thæûc vaì thæûc pháøm cuîng nhæ cuía caíi cho loaìi ngæåìi. Sæû thiãúu cán nhàõc, quaín lyï keïm trong khai thaïc coï thãø gáy caïc háûu quaí xáúu vãö mäi træåìng sinh thaïi. Cáön phaíi coï mäüt chæång trçnh qui hoaûch sæí duûng nguäön næåïc khoa hoüc, trong âoï viãûc phán têch caïc taïc âäüng qua laûi giæîa caïc thaình pháön cáúu thaình hãû thäúng. 13 Chæång 2: TAÌI NGUYÃN NÆÅÏC TRÃN THÃÚ GIÅÏI
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún Qui trçnh xem xeït nhæ sau: HÃÛ THÄÚNG NGUÄÖN NÆÅÏC HÃÛ THÄÚNG TAÌI NGUYÃN HÃÛ THÄÚNG CÄNG TRÇNH HÃÛ THÄÚNG CAÏC THUÍY LÅÜI NHU CÁÖU NÆÅÏC Taìi nguyãn næåïc - Kho næåïc, caïc cäng trçnh - Sæí duûng næåïc cáúp næåïc vaì âáöu mäúi - Tiãu hao næåïc - Xæí lyï cháút læåüng vaì - Phoìng luî, chäúng uïng Daûng: Âàûc træng: caíi taûo mäi træåìng - Baío vãû vaì caíi taûo -Næåïc màût - Læåüng - Phoìng luî, chäúng uïng mäi træåìng -Næåïc ngáöm - Cháút - Caïc yãu cáöu khaïc -Âaûi dæång - Âäüng thaïi CÁN BÀÒNG NÆÅÏC Âàûc træng cán bàòng Hãû thäúng chè tiãu âaïnh giaï Phæång phaïp âaïnh gia ï - Læåüng - Kinh tãú - Phæång phaïp täúi æu - Cháút læåüng - Chæïc nàng - Phæång phaïp mä phoíng - Âäüng thaïi - Mäi træåìng - Âäü tin cáûy Phæång phaïp xaïc âënh cán bàòng håüp ly ï Hçnh 2.4 Så âäö Hãû thäúng nguäön næåïc trong Qui hoaûch nguäön næåïc 2.5 BAÍO VÃÛ MÄI TRÆÅÌNG NÆÅÏC Næåïc cáön thiãút cho sæû säúng vaì hoaût âäüng cuía con ngæåìi. Nhu cáöu sæí duûng âuí næåïc saûch cho àn uäúng, sinh hoaût vaì saín xuáút ngaìy caìng gia tàng træåïc sæû gia tàng dán säú trãn thãú giåïi vaì nhu cáöu phaït triãøn toaìn diãûn cuía nhán loaûi. Sæû taïc âäüng qua loaûi giæîa næåïc, con ngæåìi vaì taìi nguyãn sinh thaïi hiãûn nay âang bë âe doüa máút quán bçnh. Caïc nguäön næåïc sæí duûng hiãûn nay êt nhiãöu âãöu bë ä nhiãùm våïi caïc mæïc âäü khaïc nhau, nhiãöu nåi ráút tráöm troüng, âe doüa cuäüc säúng sæïc khoeí con ngæåìi, phaï hoaûi sæû cán bàòng trong sinh giåïi. Do âoï, váún âãö baío vãû mäi træåìng næåïc hiãûn nay ráút quan troüng vaì cáúp baïch, âoìi hoíi sæû quan tám cuía táút caí moüi ngæåìi trãn haình tinh chuïng ta. Caïc dæû aïn âáöu tæ thuíy låüi hiãûn nay âãöu cáön phaíi âæåüc xem xeït cáøn tháûn åí caí 3 khêa caûnh cho cán âäúi (hay coìn goüi laì quan hãû 3E) laì: Kyî thuáût (Engineering), Kinh tãú (Economic) vaì Mäi træåìng (Environment). 14 Chæång 2: TAÌI NGUYÃN NÆÅÏC TRÃN THÃÚ GIÅÏI
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún Minh hoüa dæåïi âáy cho tháúy mäúi tæång quan áúy: Kyî thuáût (Engineering) Kinh tã ú (Economic) Mäi træåìng (Environment) Hçnh 2.5: Minh hoüa quan hãû 3E TÆÛ NHIÃN XAÎ HÄÜI VAÌ MÄI TRÆÅÌNG CHÊNH TRË ÂËA LYÏ TAÌI NGUYÃN NHU CÁÖÌU KINH TÃÚ ÂËA CHÁÚT NÆÅÏC NÆÅÏC XAÎ HÄÜI KHÊ HÁÛU TÆÛ NHIÃN LUÁÛT LÃÛ KHÊ TÆÅÜNG TÄØ CHÆÏC SINH VÁÛT LÆÅÜNG NÆÅÏC CHÁÚT LÆÅÜNG SINH THAÏI THUÍY THUÍY LÆÛC VÀN DOÌNG THÄNG TIN QUAÍN LYÏ TAÌI NGUYÃN NÆÅÏC DOÌNG PHAÍN HÄÖI KYÎ THUÁÛT KHOA HOÜC CÄNG NGHÃÛ SINH HOÜC ÆÏNG DUÛNG HOÏA HOÜC CÅ NÄNG NGHIÃÛP DÁN DUÛNG ÂIÃÛN LÁM NGHIÃÛP Y TÃÚ CÁÚP GIAÍM BAÍO VÃÛ KIÃØM SOAÏT TÆÅÏI THUÍY GIAO THÄNG NÆÅÏC Ä QUAÍN LYÏ LUÎ LUÛT TIÃU ÂIÃÛN THUÍY NHIÃÙM ÂÁÚT NÄÜI ÂËA Hçnh 2.6 : Minh hoüa sæû tæång quan viãûc quaín lyï næåïc våïi caïc yãúu täú khaïc nhau liãn quan âãún mäi træåìng, Klemes (1973). === 15 Chæång 2: TAÌI NGUYÃN NÆÅÏC TRÃN THÃÚ GIÅÏI
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún Chæång 3 CAÏC YÃÚU TÄÚ KHÊ HÁÛU AÍNH HÆÅÍNG ÂÃÚN DOÌNG CHAÍY oOo 3.1 MÆA 3.1.1 Sæû giaïng thuíy vaì mæa Sæû giaïng thuíy (precipitation) hay laì sæû ngæng kãút håi næåïc trong khê quyãøn laì quaï trçnh næåïc tæì thãø håi chuyãøn sang thãø loíng (mæa, sæång) hoàûc thãø ràõn (mæa âaï, tuyãút) vaì råi xuäúng màût âáút. Trong mäüt khaïi niãûm gáön âuïng åí næåïc ta, læåüng giaïng thuíy vaì læåüng mæa råi (rainfall) coï giaï trë gáön nhæ nhau. Mæa laì hiãûn tæåüng caïc haût næåïc næåïc coï tæì sæû ngæng tuû håi næåïc trong máy vaì råi xuäúng âáút. Mæa laì nguäön cung cáúp næåïc ngoüt chênh trãn thãú giåïi vaì laì yãúu täú quan troüng nháút cuía sæû hçnh thaình doìng chaíy säng ngoìi åí næåïc ta. Mæa cuîng laì âäúi tæåüng nghiãn cæïu cå baín liãn quan âãún váún âãö khai thaïc taìi nguyãn næåïc vaì chäúng thiãn tai nhæ luî luût, haûn haïn. 3.1.2 Sæû hçnh thaình mæa Máy (cloud) laì mäüt khäúi áøm khäng khê táûp håüp båíi sæû bäúc thoaït håi cuía næåïc. Pháön låïn håi næåïc bäúc lãn tæì caïc âaûi dæång vaì biãøn vuìng nhiãût âåïi. Mäüt khäúi khäng khê áøm æåït khi gàûp laûnh seî coï sæû ngæng tuû hçnh thaình mæa. (Xem Baìi âoüc thãm: "Sæû hçnh thaình vaì phán biãût caïc loaûi máy" åí cuäúi chæång) Coï 3 tiãún trçnh chênh taûo nãn sæû laìm laûnh, gáy ra mæa: • Do âëa hçnh (náng sån: Orographic lifting) Khi mäüt khäúi khäng khê áøm âang di chuyãøn gàûp mäüt daîy nuïi cháûn laûi, khäúi khê seî bë náng lãn gáy hiãûn tæåüng laûnh âi vç âäüng læûc. Håi næåïc ngæng tuû gáy mæa åí mäüt nãn sæåìn daîy nuïi, bãn kia laûi khä. Loaûi naìy goüi laì mæa âëa hçnh, ráút âàûc træng åí khu væûc Træåìng sån næåïc ta. Mæa âëa hçnh thæåìng låïn vaì keïo daìi. Máy Gioï Âëa hçnh cao Mæa Nuïi Hçnh 3.1 Mæa âëa hçnh 18 Chæång 3: CAÏC YÃÚU TÄÚ KHÊ HÁÛU AÍNH HÆÅÍNG ÂÃÚN DOÌNG CHAÍY
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún • Do âäúi læu (Convection) Do sæû gia tàng nhiãût âäü trong muìa khä taûo nãn sæû bäúc håi næåïc maûnh meî, khäúi khäng khê áøm saït màût âäút bë náng lãn cao gáy hiãûn tæåüng máút nhiãût, håi næåïc ngæng tuû gáy mæa keìm sáúm chåïp. Máy 700 600 Nhiãût âäü tháúp 500 400 300 Håi næåïc bäúc cao 200 100 Mæa Nhiãût âäü cao 0 Màût âáút Hçnh 3.2 Mæa âäúi læu • Do häüi tuû (Convergence) Khi coï baîo, caïc cån gioï häüi tuû laûi taûo ra caïc xoaïy låïn (Cyclone) náng khäng khê áøm lãn cao vaì gáy mæa låïn. Âáy laì hiãûn tæåüng thæåìng xaíy ra åí næåïc ta trong muìa mæa. Khi mäüt khäúi khäng khê laûnh âang di chuyãøn gàûp mäüt khäúi khäng khê noïng vaì áøm seî taûo ra mäüt vuìng tiãúp xuïc goüi laì front. Khi khäúi khäng khê laûnh di chuyãøn vaìo vuìng khäng khê noïng seî taûo ra hiãûn tæåüng front laûnh vaì ngæåüc laûi khi mäüt khäúi khäng khê noïng âi vaìo vuìng khäng khê laûnh âæïng yãn hay di chuyãøn cháûm seî taûo front noïng. Mæa xaíy ra åí màût tiãúp xuïc giæîa khäúi khäng khê noïng vaì laûnh. màût tiãúp xuïc Khê noïng Khê laûnh front noïng (di chuyãøn cháûm) Mæa råi Hçnh 3.3 Mæa front 19 Chæång 3: CAÏC YÃÚU TÄÚ KHÊ HÁÛU AÍNH HÆÅÍNG ÂÃÚN DOÌNG CHAÍY
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún 3.1.3 Tênh toaïn læåüng mæa bçnh quán Læåüng mæa trong mäüt thåìi âoaûn naìo âoï laì chiãöu daìy låïp næåïc mæa âo âæåüc taûi mäüt hay nhiãöu traûm âo mæa trong thåìi âoaûn âoï, læåüng mæa coï âån vë tênh laì mm. Duûng cuû âãø âo mæa goüi laì thuìng âo mæa (raingauge) âæåüc âàût giæîa tråìi âãø âo mæa âãø âo låïp næåïc mæa råi xuäúng âáút. (xem hçnh trong pháön phuû luûc). Coï thãø xaïc âënh læåüng mæa bçnh quán khi coï 1 traûm hay nhiãöu traûm âo mæa. a. Læåüng mæa bçnh quán theo thåìi âoaûn: Trong thåìi âoaûn 1 nàm, 1 muìa, 1 thaïng hay 1 tuáön, læåüng mæa bçnh quán cuía mäüt traûm âo mæa âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc sau: n ∑ X i X = i=1 (3-1) tb n trong âoï : Xtb laì læåüng mæa bçnh quán, Xi laì læåüng mæa åí thåìi âoaûn thæï i n laì säú thåìi âoaûn tênh toaïn. Nhæîng nàm liãn tuûc coï læåüng mua Xi ≥ Xtb láûp thaình nhoïm nàm mæa nhiãöu, ngæåüc laûi laì nhoïm nàm mæa êt. Trong tênh toaïn thuíy näng, læoüng mæa bçnh quán thaïng hay tuáön coï yï nghéa nhiãöu hån læåüng mæa tênh theo muìa hay nàm. 400 Can tho 350 Rach gia 300 Soc trang 250 200 150 100 50 0 123456789101112 Thaïng Hçnh 3.5 Sæû thay âäøi læåüng mæa bçnh quán thaïng caïc traûm: * Cáön Thå (1949-1987) * Raûch Giaï (1960-1987) * Soïc Tràng (1977-1987) b. Phæång phaïp tênh bçnh quán læu væûc Læu væûc laì pháön diãûn têch maì læåüng mæa råi trãn âoï seî táûp trung vaìo mäüt hãû thäúng säng. Pháön læu væûc seî noïi roî hån åí chæång sau. Trãn mäüt læu væûc coï thãø coï nhiãöu traûm âo mæa. caïc tênh læåüng mæa bçnh quán trãn læu væûc nhæ sau: • Phæång phaïp bçnh quán säú hoüc (Arithmetical-Mean Method) Phæång phaïp naìy sæí duûng khi traûm âo mæa khaï nhiãöu vaì âàût tæång âäúi âäöng âãöu trãn læu væûc: 20 Chæång 3: CAÏC YÃÚU TÄÚ KHÊ HÁÛU AÍNH HÆÅÍNG ÂÃÚN DOÌNG CHAÍY
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún n ∑ X i i = 1 X = (3-2) tb n trong âoï : n laì säú traûm âo mæa trãn læu væûc Xi laì læåüng mæa åí traûm thæï i • Phæång phaïp âa giaïc Thiessen (Thiessen Polygons Method) Phæång phaïp naìy xem caïc âiãøm âo mæa taûi mäüt vë trê naìo âoï laì âaûi diãûn cho læåüng mæa chè åí khu væûc nháút âënh chung quanh noï. Khu væûc naìy âæåüc khäúng chãú båíi caïc âæåìng trung træûc näúi liãön caïc traûm våïi nhau. Trçnh tæû veî vaì tênh toaïn nhæ sau: + Näúi caïc traûm âo mæa trãn baín âäö thaình caïc tam giaïc, + Veî caïc âæåìng trung træûc cuía caïc tam giaïc âoï thaình caïc âa giaïc. + Læåüng mæa taûi traûm âo mæa nàòm trong mäùi âa giaïc seî âaûi diãûn cho læåüng mæa trãn pháön diãûn têch âa giaïc âoï. + Âo diãûn têch tæìng âa giaïc. + Læåüng mæa bçnh quán læu væûc seî âæåüc tênh theo cäng thæïc: n ∑ fXii. X = i=1 (3-3) bq  n   ∑ fFi =   i=1  trong âoï: Xi laì læåüng mæa taûi traûm thæï i âaûi diãûn cho maíng diãûn têch thæï i n laì säú âa giaïc hoàûc säú traûm mæa fi laì diãûn têch cuía khu væûc thæï i F laì diãûn têch khu væûc tênh bàòng km2 • Phæång phaïp âæåìng âàóng vuî (Isohyetal Method) Âæåìng âàóng vuî laì âæåìng cong näúi liãön caïc âiãøm coï læåüng mæa bàòng nhau, caïc âæåìng naìy âæåüc veî bàòng caïch näüi suy khi trãn vuìng coï nhiãöu traûm âo mæa. Læåüng mæa bçnh quán tênh theo cäng thæïc: n  XX+  f  ii+1  ∑ i  2  X = i=1 (3-4) bq F våïi fi laì diãûn têch giæîa 2 âuåìng âàóng vuî coï læåüng mæa tæång æïng laì Xi vaì Xi+1. 21 Chæång 3: CAÏC YÃÚU TÄÚ KHÊ HÁÛU AÍNH HÆÅÍNG ÂÃÚN DOÌNG CHAÍY
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún 16.5 Hçnh 3.6 Vê duû minh hoüa tênh mæa bçnh quán 48.8 71.6 Phæång phaïp bçnh quán säú hoüc 37.1 68.3 37.1+ 48.8 + 68.3 +114.3 + 75.7 +127.0 39.1 114.3 X = = 78.5 mm 6 127.0 75.1 49.5 44.5 16.5 Phæång phaïp âa giaïc Thiessen 48.8 71.6 Læåüng mæa Diãûn têch % täøng Læåüng mæa 37.1 âo âæåüc âa giaïc diãûn têch gia troüng 68.3 (mm) (km2) (%) (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 Phæång phaïp âæåìng âàóng vu î 37.1 76 25 68.3 Trë Diãûn têch Diãûn têch Læåüng mæa Thãø têch 39.1 114.3 102 âàóng vuî bao boüc*1 thæûc *2 trung bçnh mæa (mm) (km2) (km2) (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 === === === === === Σ = 107621 107621 Læåüng mæa bçnh quán = = 66 mm 1621 *1. laì diãûn têch giåïi haûn båíi âæåìng biãn âæåìng âàóng vuî *2. laì diãûn têch giæîa 2 âæåìng âàóng vuî vaì biãn cuía læu væûc 22 Chæång 3: CAÏC YÃÚU TÄÚ KHÊ HÁÛU AÍNH HÆÅÍNG ÂÃÚN DOÌNG CHAÍY
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún 3.2 ÁØM ÂÄÜ KHÄNG KHÊ 3.2.1 Caïc âàûc træng cuía áøm âäü khäng khê ÁØm âäü khäng khê (air humidity/ moisture) laì læåüng håi næåïc chæïa trong khäng khê. táöng khäng khê åí saït màût âáút luïc naìo cuîng coï håi næåïc: næåïc tæì häö ao, säng, biãøn, bäúc håi toía ra, thoaït håi næåïc tæì sæû hä háúp cuía thæûc vaì âäüng váût vaì håi næåïc tæì caïc hoaût âäüng cäng nghiãûp, loì håi phaït ra. Ngæåìi ta duìng 3 âàûc træng sau âãø xaïc âënh âäü áøm khäng khê. • AÏp suáút håi næåïc (e): coìn goüi laì sæïc træång håi næåïc laì pháön aïp suáút do håi næoïc chæïa trong khäng khê gáy ra vaì âæåüc biãøu thë bàòng milimeït cäüt thuíy ngán (mmHg) hoàûc milibar (mb): 1 mb = 10-3 bar = 102 N/m2 = 3/4 mmHg ÅÍ mäüt nhiãût âäü nháút âënh, aïp suáút håi næoïc æïng våïi giåïi haûn täúi âa cuía håi næåïc trong khäng khê goüi laì aïp suáút håi næåïc baîo hoìa hay aïp suáút cæûc âaûi cuía håi næåïc trong khäng khê vaì âæåüc kyï hiãûu laì E, tênh theo cäng thæïc: 76,.t E =×61, 10242+ t (3-5) trong âoï 6,1 laì aïp suáút baîo hoìa åí nhiãût âäü 0 °C 7,6 vaì 242 laì caïc hãû säú thæûc nghiãûm t laì nhiãût âäü khäng khê • Âäü áøm tuyãût âäúi (a): coìn goüi laì máût âäü håi næåïc, laì læåüng næåïc coï trong mäüt âån vë thãø têch khäng khê, âån vë thæåìng duìng laì g/m3 hay g/cm3. Giæîa âäü áøm tuyãût âäúi a vaì aïp suáút håi næåïc coï mäúi liãn hãû sau: 106, a = ⋅ e (g/m3) (3-6) 1+ α.t trong âoï t laì nhiãût âäü khäng khê (t °C) α laì hãû säú daîn nåí cuía khäng khê, α = 0,0036 e laì aïp suáút håi næåïc âo bàòng mmHg, træåìng håüp e tênh bàòng milibar thç hãû säú træåïc e (laì 1,06) âæåüc thay bàòng 0,8. Ghi chuï: 106, Tyí säú ≈ 1, nãn trë säú âäü áøm tuyãût âäúi a vaì aïp suáút håi næåïc e gáön bàòng nhau. 1+ α.t 23 Chæång 3: CAÏC YÃÚU TÄÚ KHÊ HÁÛU AÍNH HÆÅÍNG ÂÃÚN DOÌNG CHAÍY
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún • Âäü áøm tæång âäúi (R): laì tyí säú giæîa aïp suáút håi næåïc åí traûng thaïi thæûc tãú e våïi aïp suáút håi næåïc åí traûng thaïi baîo hoìa E, trong cuìng mäüt nhiãût âäü. R thæåìng âæåüc tênh bàòng %: e R = 100% (3-7) E Vç e ≤ E nãn R% ≤ 100 %. Trong näng nghiãûp, ta thæåìng sæí duûng âäü áøm tæång âäúi âãø chè säú læåüng håi næåïc trong khäng khê. Âäü áøm tæång âäúi R coï thãø tênh gáön âuïng tæì: 8  112−+ 0,. 1 TT R ≈ 100 d  (3-8)  112+ 0,. 9 T  trong âoï : T laì nhiãût âäü khäng khê tênh theo âäü Celsius Td laì nhiãût âäü âiãøm sæång (dewpoint). Td âæåüc âënh nghéa laì nhiãût âäü maì åí âoï håi næåïc trong khäng khê âaût tåïi traûng thaïi baîo hoìa. Td laì nhiãût âäü coï aïp suáút håi næåïc baîo hoìa E bàòng aïp suáút håi næåïc thæûc tãú e. • Âäü thiãúu huût baîo hoìa (d): hay coìn goüi laì âäü huût áøm, laì hiãûu säú giæîa aïp suáút håi næåïc baîo hoìa E vaì aïp suáút håi næåïc e trong khäng khê åí mäüt nhiãût âäü nháút âënh. d = E - e (mmHg) hoàûc (mb) (3-9) Hçnh 3.7 Nhiãût kãú max & min (Maximum & minimum thermometers), Nhiãût kãú báöu khä & æåït (Wet & dry bulb thermometers), Nhiãût kãú tæû ghi (Thermograph - records temperature), ÁØm kãú tæû ghi (Hydrograph - records humidity) 24 Chæång 3: CAÏC YÃÚU TÄÚ KHÊ HÁÛU AÍNH HÆÅÍNG ÂÃÚN DOÌNG CHAÍY
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún 3.4.2 Sæû thay âäøi âäü áøm khäng khê theo thåìi gian Hàòng ngaìy, âäü áøm khäng khê cao nháút tæì 4 - 5 giåì saïng (miãön Nam Viãût Nam) vaì khoaíng 6 - 7 giåì saïng (miãön Bàõc Viãût Nam), âäü áøm tháúp nháút vaìo khoaíng 13 - 14 giåì. Trong nàm, taûi miãön Bàõc Viãût Nam âäü áøm tæång âäúi cao nháút vaìo muìa Âäng (thaïng 12, thaïng 1), tháúp nháút vaìo muìa heì (thaïng 6 - 7). Miãön Nam Viãût Nam chëu sæû aính hæåíng roî rãût cuía gioï muìa, âäü áøm cao nháút vaìo muìa mæa (thaïng 8 - 9) vaì tháúp nháút vaìo muìa khä (thaïng 3 - 4). 3.3 BÄÚC HÅI 3.3.1 Âënh nghéa Bäúc håi (Evaporation) laì hiãûn tæåüng chuyãøn hoïa caïc phán tæí næåïc tæì thãø loíng sang thãø håi do taïc duûng chênh cuía nhiãût âäü, gioï vaì âi vaìo khäng khê. Thoaït håi (Transpiration) laì sæû bäúc håi xaíy ra åí bãö màût caïc mä cuía thæûc vaì âäüng váût. Trong cán bàòng næoïc ngæåìi ta goüi chung laì bäúc thoaït håi (Evapotranspiration), hoàûc noïi tàõt hån laì bäúc håi, laì täøng læåüng næåïc máút âi do sæû bäúc håi næåïc tæì màût næåïc, màût âáút, qua laï cáy cuía låïp phuí thæûc váût, Læåüng bäúc håi thæåìng tênh bàòng chiãöu daìy låïp næåïc bäúc håi, âån vë laì mm. Täúc âäü bäúc håi laì læåüng næåïc boïc håi trong mäüt âån vë thåìi gian (mm/ngaìy). Næåïc khäng ngæìng bäúc håi lãn khê quyãøn, læåüng bäúc håi phuû thuäüc vaìo nhiãöu yãúu täú: • thåìi gian (ngaìy, âãm, muìa nàõng, muìa mæa, ) • âàûc âiãøm âëa lyï (vuìng nuïi, âäöng bàòng, xêch âaûo, än âåïi, ) • diãùn biãún cuía khê tæåüng (nhiãût âäü, gioï, áøm âäü, ) • låïp âáút màût (âáút seït, âáút caït. ) • låïp phuí thæûc váût (ræìng cáy, hoang maûc, ) Caïc traûm khê tæåüng Viãût Nam thæåìng âo bäúc håi bàòng thuìng bäúc håi. Hçnh 3.8 Thuìng âo bäúc håi loaûi A 25 Chæång 3: CAÏC YÃÚU TÄÚ KHÊ HÁÛU AÍNH HÆÅÍNG ÂÃÚN DOÌNG CHAÍY
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún Mäüt säú cäng thæïc kinh nghiãûm xaïc âënh âäü bäúc håi: • Cäng thæïc Maietikhomirov: Z = d.(15 + 3 w) (3-12) • Cäng thæïc Poliacov: Z = 18,6 (1 + 0,2.w) d2/3 (3-13) • Cäng thæïc Davis: Z = 0,5 d (3-14) trong 3 cäng thæïc trãn: Z - læåüng bäúc håi thaïng (mm/thaïng) d - âäü thiãúu huût baîo hoìa bçnh quán thaïng (d = E - e) w - täúc âäü gioï trung bçnh thaïng (m/s) åí âäü cao 8 - 10 m. 2 Täøng læåüng bäúc håi Wz trãn mäüt diãûn têch bãö màût F (km ) trong mäüt thåìi âoaûn naìo âoï âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc: 3 3 Wz = 10 . E . F (m ) (3-15) trong âoï E (mm) laì täøng læåüng bäúc håi trong thåìi âoaûn tênh toaïn. 3.3.2 Chãú âäü bäúc håi vaì nhán täú aính hæåíng âãún bäúc håi Diãùn biãún bäúc håi hàòng ngaìy tæång æïng våïi diãùn biãún nhiãût âäü ngaìy. Âäü bäúc håi låïn nháút thæåìng tháúy vaìo nhæîng buäøi træa vaì nhoí nháût vaìo thåìi âiãøm træåïc khi màût tråìi moüc. Trong ngaìy, vaìo nhæîng luïc coï gioï låïn thç âäü bäúc håi cuîng gia tàng. Muìa heì diãùn biãún cuía bäúc håi ngaìy roî neït hån muìa âäng. Trong nàm bäúc håi cao nháút vaìo caïc thaïng 2 - 4 (miãön Nam VN), thaïng 5 - 7 (miãön Bàõc VN) vaì tháúp nháút vaìo thaïng 9 - 10 (miãön Nam VN), thaïng 12 - 1 (miãön Bàõc VN). 200 Can Tho 150 Soc trang 100 50 0 123456789101112 Thaïng Hçnh 3.9 Thay âäøi læåüng bäúc håi trung bçnh thaïng (mm) taûi Cáön Thå vaì Soïc Tràng 3.4 GIOÏ, BAÎO 26 Chæång 3: CAÏC YÃÚU TÄÚ KHÊ HÁÛU AÍNH HÆÅÍNG ÂÃÚN DOÌNG CHAÍY
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún 3.4.1 Sæû hçnh thaình gioï Sæû chuyãøn âäüng cuía khäng khê tæång âäúi våïi màût âáút theo phæång nàòm ngang goüi laì gioï. Khi màût âáút bë âäút noïng khäng âãöu taûo nãn caïc khäúi khäng khê coï nhiãût âäü khaïc nhau, dáùn âãún sæû chãnh lãûch aïp suáút khäng khê. Khäng khê coï khuynh hæåïng chuyãøn âäüng tæì nåi coï aïp suáút cao âãún nåi coï aïp suáút tháúp. Chênh sæû chuyãøn âäüng cuía khäng khê taûo ra gioï. Sæû dëch chuyãøn khäúi khäng khê diãùn ra cho âãún khi coï sæû cán bàòng aïp suáút måïi cháúm dæït. BÆÏC XAÛ MÀÛT TRÅÌI Doìng thàng GIOÏ Doìng giaïng MÀÛT ÂÁÚT Hçnh 3.10 Nguyãn nhán sinh ra gioï 3.4.2 Caïc âàûc træng cuía gioï + Hæåïng gioï : âæåüc biãøu thë bàòng hæåïng maì tæì âoï gioï thäøi âãún, vê duû gioï thäøi tæì phæång bàõc âãún goüi laì gioï bàõc. Ngæåìi ta âënh hæåïng gioï theo phæång phaïp phæång vë vaì theo âäü. Theo phæång phaïp phæång vë, ta qui æåïc chia màût phàóng traïi âáút theo 16 hæåïng, trong âoï coï 4 hæåïng chênh theo 4 phæång tråìi laì : Bàõc (N - North), Nam (S - South), Âäng (E - East) vaì Táy (W - West), nhæ hçnh sau: NW N NE Ghi chuï: NE - Âäng Bàõc NNW NNE NW - Táy Bàõc SE - Âäng Nam WNW ENE SW - Táy Nam W E NNW - Bàõc Táy Bàõc WSW ESE NNE - Bàõc Âäng Bàõc WNW - Táy Táy Bàõc SW SSW SSE SE ENE - Âäng Âäng Bàõc S WSW - Táy Táy Nam Hçnh 3.12 Hæåïng gioï ESE - Âäng Âäng Nam SSW - Nam Táy Nam SSE - Nam Âäng Nam 27 Chæång 3: CAÏC YÃÚU TÄÚ KHÊ HÁÛU AÍNH HÆÅÍNG ÂÃÚN DOÌNG CHAÍY
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún Hçnh 3.13 Âo täúc âäü vaì hæåïng gioï N (0 °) Hæåïng gioï coï thãø biãøu thë bàòng âäü våïi qui æåïc: láúy 0° laì hæåïng Bàõc, 90° laì hæåïng Âäng, 180° laì hæåïng W (270°) E (90°) Nam vaì 270° laì hæåïng Táy. S (180°) + Täúc âäü gioï : Täúc âäü gioï âo bàòng säú meït gioï di chuyãøn âæåüc trong 1 giáy (m/s) hoàûc säú kilämeït trong mäüt giåì (km/g). Täúc âäü gioï coìn coï thãø biãøu thë bàòng cáúp gioï theo 12 cáúp do Âä âäúc haíi quán Anh Francis Beaufort (1774 - 1857) âãö nghë. Baíng naìy âaî âæåüc Täø chæïc Khê tæåüng Thãú giåïi (WMO) cháúp nháûn tæì nàm 1894 trong mäüt cuäüc hoüp taûi Utrecht, Haì Lan. Baíng 3.1 Baíng cáúp gioï (Beaufort Scale) Cáúp gioï Täúc âäü (m/s) Phán haûng Mä taí (km/g) 1 0 - 0,2 Làûng gioï Moüi váût yãn ténh, khoïi lãn thàóng, häö næåïc (0 - 2,9) phàóng làûng nhæ gæång 2 0,3 - 1,5 Gioï ráút nheû Khoïi håi bë räúi âäüng, màût næåïc gåün lãn nhæ (3,0 - 8,9) vaíy caï 3 1,6 - 3,3 Gioï nheû Màût caím tháúy coï gioï, laï cáy xaìo xaûc, soïng gåün (9,0 - 15,9) nhæng khäng coï soïng väù 4 3,4 - 5,4 Gioï nhoí Laï vaì caình cáy nhoí bàõt âáöu rung âäüng. Cåì lay (16,0 - 13,9) nheû. Soïng ráút nhoí 5 5,5 - 7,9 Gioï væìa Buûi vaì maính giáúy nhoí bàõt âáöu bay. Caình nhoí (24,0 - 33,9) lung lay, soïng nhoí vaì daìi hån 6 8,0 - 10,7 Gioï khaï Cáy nhoí coï laï lung lay, màût næåïc häö ao gåün (34,0 - 43,9) maûnh soïng. Ngoaìi biãøn soïng væìa vaì daìi 28 Chæång 3: CAÏC YÃÚU TÄÚ KHÊ HÁÛU AÍNH HÆÅÍNG ÂÃÚN DOÌNG CHAÍY
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún 7 10,8 - 13,8 Gioï maûnh Caìng låïn lung lay, dáy âiãûn ngoaìi phäú thäøi vi (44,0 - 54,9) vu. Ngoün soïng bàõt âáöu coï buûi næåïc bàõn lãn 8 13,9 - 17,1 Gioï khaï to Cáy to rung chuyãøn, khoï âi bäü ngæåüc chiãöu (55,0 - 67,9) gioï. Soïng khaï cao 9 17,2 - 20,7 Gioï to Caình nhoí bë beí gaîy. Khäng âi ngæåüc gioï âæåüc. (68,0 - 81,9) Ngoaìi biãøn soïng cao vaì daìi 10 20,8 - 24,4 Gioï ráút låïn Laìm hæ haûi nhaì cæía, giáût ngoïi trãn maïi nhaì. (82,0 - 95,9) Soïng låïn coï boüt daìy âàûc. Haûn chãú ra khåi 11 24,5 - 28,4 Gioï baîo Laìm báût rãù cáy. Phaï âäø nhaì cæía. Soïng ráút låïn (96,0 - 109,9) vaì reo dæî däüi. Cáúm taìu thuyãön ra khåi 12 > 28,5 Gioï baîo to Sæïc phaï hoaûi ráút låïn. Soïng cæûc kyì låïn, coï thãø (> 110,0) phaï våî caïc taìu nhoí, thiãût haûi låïn vaì ráút låïn 3.4.3 Caïc loaûi gio ï + Gioï haình tinh (planet wind): laì gioï quanh nàm thäøi theo mäüt hæåïng tæì miãön aïp cao âãún miãön aïp tháúp. Gioï haình tinh hçnh thaình do læûc Coriolis (læûc hçnh thaình do sæû quay traïi âáút), laìm cho caïc luäöng khäng khê åí bàõc baïn cáöu bë lãûch vãö bãn phaíi vaì åí nam baïn cáöu lãûch vãö bãn traïi. Hçnh 3.14 Gioï haình tinh + Gioï muìa (monsoon wind): laì nhæîng luäöng khäng khê di chuyãøn theo muìa khaï äøn âënh, âäøi hæåïng ngæåüc chiãöu hoàûc gáön nhæ ngæåüc chiãöu tæì muìa âäng qua muìa haû. Gioï muìa hçnh thaình do sæû khaïc nhau vãö nhiãût âäü dáùn âãún sæû chãnh lãûch aïp suáút khäng khê trãn âáút liãön vaì trãn biãøn. Vãö muìa âäng, gioï muìa thäøi tæì luûc âëa ra biãøn vaì muìa haû gioï muìa thäøi tæì biãøn vaì âáút liãön. 29 Chæång 3: CAÏC YÃÚU TÄÚ KHÊ HÁÛU AÍNH HÆÅÍNG ÂÃÚN DOÌNG CHAÍY
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún Hçnh 3.15 Sæû chãnh lãûch aïp suáút gáy nãn caïc luäöng gioï tæì âáút liãön ra biãøn + Gioï âëa phæång (local wind): laì gioï hçnh thaình do caïc taïc nhán váût lyï, âëa hçnh, âëa lyï cuía tæì âëa phæång cuûc bäü. Gioï âëa phæång coï thãø kãø ra nhæ sau: - Gioï âáút, gioï biãøn: laì gioï quan saït âæoüc åí vuìng ven biãøn tiãúp giaïp våïi âáút liãön. Gioï biãøn thäøi vaìo ban ngaìy tæì biãøn vaìo âáút liãön, gioï âáút thäøi vaìo ban âãm tæì âáút liãön ra âãún biãøn. Nguyãn nhán chênh laì sæû sæû noïng lãn vaì laûnh âi khäng âãöu cuía âáút liãön vaì màût næåïc trong mäüt ngaìy âãm. Biã øn Âáút liãön Hçnh 3.16 Gioï âáút, Gioï biãøn (Muîi tãn chè hæåïng gioï vãö âãm, ban ngaìy ngæåüc laûi) - Gioï nuïi, gioï thung luîng: laì gioï âäøi chiãöu mäüt caïch tuáön hoaìn, thäøi åí caïc vuìng nuïi trong caïc ngaìy quang âaîng vaì äøn âënh, roî rãût nháút laì vaìo muìa heì. Ban ngaìy gioï thäøi tæì thung luîng lãn cao doüc theo sæåìn nuïi noïng, ban âãm gioï thäøi tæì sæåìn nuïi laûnh xuäúng thung luîng. - Gioï Foehn (gioï âëa hçnh): cuîng laì mäüt loaûi gioï âëa phæång hçnh thaình do sæû hoaìn læu âäüng læûc. Âáy laì mäüt thæï gioï noïng, khä thäøi tæì trãn nuïi xuäúng. Bãn kia nuïi, do aính hæåíng cuía âëa hçnh caìng luïc caìng cao laìm nhiãût âäü gioï giaím dáön, âäü áøm gia tàng dáön dáùn âãún gáy mæa taûi chäù. Kãút quaí khi gioï lãn âãún âènh nuïi thç khaï khä vaì gia tàng nhiãût khi âi dáön xuäúng nuïi. Âáy laì loaûi gioï ráút âàûc træng cuía daîy Træåìng Sån næåïc ta, nháút laì âoaûn tènh Quaíng Trë - Quaíng Bçnh (gioï Laìo). 30 Chæång 3: CAÏC YÃÚU TÄÚ KHÊ HÁÛU AÍNH HÆÅÍNG ÂÃÚN DOÌNG CHAÍY
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún Máy vuìng æåït vuìng khä Hçnh 3.17 Gioï thung luîng Hçnh 3.18 Gioï front (Gioï nuïi coï chiãöu ngæåüc laûi) 3.4.4 Däng Däng (storm) laì hiãûn tæåüng thæåìng xaíy ra trong muìa heì, åí Viãût Nam khoaíng tæì thaïng 4 âãún thaïng 8. Däng hçnh thaình do sæû phoïng âiãûn trong caïc âaïm máy daìy âàûc, taûo thaình chåïp sáúm, âäi khi âi keìm våïi gioï maûnh vaì mæa raìo. Nguyãn nhán gáy ra däng laì trong muìa heì, màût âáút bë noïng lãn do háúp thu nhiãöu bæïc xaû màût tråìi laìm caïc luäöng khäng khê noïng vaì áøm bäúc lãn cao, khäng khê coï nhiãût âäü tháúp hån traìn tåïi åí phêa dæåïi. Âáy laì mäüt daûng âäúi læu, hçnh thaình däng nhiãût. Træåìng håüp, luäöng khäng khê noïng vaì áøm bäúc lãn cao doüc theo caïc sæåìn nuïi, goüi laì däng âëa hçnh. Khi lãn âãún mäüt âäü cao naìo âoï, caïc âaïm máy têch âiãûn chaûm nhau gáy nãn chåïp sáúm, nhiãût âäü khäúi khäng khê giaím gáy nãn caïc tráûn mæa raìo låïn. Hçnh 3.19 Ba giai âoaûn cuía mäüt cån däng • Giai âoaûn khåíi phaït: Hiãûn tæåüng âäúi læu taûo nãn nhæîng âaïm máy têch (cumulus), sau âoï phaït triãøn thaình máy vuî têch (cumulonuums). Håi næåïc chuyãøn thaình caïc gioüt næåïc giaíi phoïng nàng læåüng. • Giai âoaûn chên muäöi: Caïc gioüt næåïc bë âäng laûi. Trãn âènh máy bàõt âáöu traíi räüng ra nhæ hçnh "caïi âe". Caïc tinh thãø næåïc âaï vaì næåïc mæa hoaì láùn råi xuäúng maûnh meî. Mæa bàõt âáöu råi. 31 Chæång 3: CAÏC YÃÚU TÄÚ KHÊ HÁÛU AÍNH HÆÅÍNG ÂÃÚN DOÌNG CHAÍY
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún • Giai âoaûn suy taìn: Caïc cuûm máy máút dáön håi næåïc vaì raî tan dáön. Cån däng coï thãø tiãúp tuûc nãúu coï caïc cuûm máy måïi phaït triãøn chung quanh caïc båì caûnh cuía chuïng. Däng coï thãø gáy taïc haûi âäúi våïi muìa maìng vaì con ngæåìi. Trong cån däng coï mæa låïn, gioï giáût maûnh coï thãø laìm gaîy âäø cáy cäúi, gáy sáúm chåïp nguy hiãøm. Tuy nhiãn, ngæåìi ta ghi nháûn næåïc mæa trong caïc cån däng coï nhiãöu læåüng âaûm hån caïc cån mæa bçnh thæåìng. 3.3.5 Baîo Baîo (hurricane/typhoon) laì mäüt xoaïy thuáûn nhiãût âåïi phaït triãøn maûnh taûo nãn mäüt vuìng gioï låïn, xoaïy maûnh vaì mæa to traíi ra åí mäüt diãûn räüng. Trong muìa noïng, nhiãût âäü næåïc biãøn tàng cao (t° ≥ 25°C), læåüng khäng khê áøm vaì noïng bäúc lãn cao, gàûp taïc duûng cuía læûc ly tám cuía traïi âáút taûo thaình caïc xoaïy, caïc xoaïy naìy di chuyãøn gàûp caïc doìng khäng khê di chuyãøn thàóng âæïng seî taûo thaình caïc daíi häüi tuû laìm cho voìng xoaïy maûnh lãn vaì hçnh thaình baîo. Âæåìng kênh mäüt cån baîo coï thãø lãn âãún vaìi tràm kilämeït, chiãöu cao tæì 3 - 9 km, täúc âäü di chuyãøn cuía cån baîo khoaíng 10 - 20 km/giåì, diãûn têch aính hæåíng cuía cån baîo coï thãø räüng tæì 800 - 1.500 km2. Caïch khu væûc trung tám baîo khoaíng 100 - 200 km, thæåìng coï gioï cáúp 6, cáúp 7. Vuìng trung tám baîo gioï giáût lãn cáúp 10, cáúp 11, coï khi âãún cáúp 12 (váûn täúc gioï coï thãø tæì 100 - 200 km/giåì). Trong khu væûc baîo, læåüng mæa ráút låïn, coï khi âaût âãún vaìi tràm milimeït næåïc trong 1 ngaìy âãm. Taûi Viãût Nam, baîo thæåìng xuáút hiãûn tæì thaïng 7 âãún thaïng 11 hàòng nàm, khoaíng 60% cån baîo xuáút phaït tæì vuìng biãøn cuía quáön âaío Caroline, Philippines, coìn laûi khoaíng 40% cån baîo tæì caïc nåi khaïc phêa nam Biãøn Âäng. (Xem Baìi âoüc thãm: " Nhæîng âiãöu cáön biãút vãö baîo" åí cuäúi chæång) Hçnh 3.20: Hçnh aính cån baîo Andrew âäø bäü vaìo vuìng biãøn Florida (AÍnh vãû tinh khê tæåüng Meteosat) 32 Chæång 3: CAÏC YÃÚU TÄÚ KHÊ HÁÛU AÍNH HÆÅÍNG ÂÃÚN DOÌNG CHAÍY
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún Baìi âoüc thãm SÆÛ HÇNH THAÌNH VAÌ PHÁN BIÃÛT CAÏC LOAÛI MÁY oOo Máy laì saín pháøm cuía sæû ngæng kãút håi næåïc trong låïp khê quyãøn coï âäü cao vaìi tràm meït tråí lãn. Máy táûp håüp båíi caïc gioüt næåïc nhoí li ti coï âæåìng kênh låïn hån 0,005 mm hoàûc nhæîng tinh thãø bàng âaï coï kênh thæåïc cåî 0,25 - 0,50 mm. Nhæîng phán tæí næåïc trong máy tuû thaình tæìng âaïm, coï hçnh thãø thay âäøi tuìy theo âäü cao vaì lå læíng trong khäng khê. Nhæîng haût næåïc trang máy låïn hån 0,1 mm coï thãø råi xuäúng âáút thaình mæa. Haût mæa khi råi xuäúng âáút coï âæåìng kênh tæì 1 - 7 mm. Máy âæåüc hçnh thaình do caïc nguyãn nhán sau: • Do hiãûn tæåüng âäúi læu nhiãût. Caïc khäúi khê mang håi næåïc bäúc lãn theo phæång thàóng âæïng. Máy coï daûng muïi bäng, cuäün thaình tæìng âäúng, ngoün troìn, chán máy ngang. • Do aính hæåíng bæïc xaû. Trong âiãöu kiãûn thåìi tiãút äøn âënh, máy coï daûng táöng, tæìng låïp. • Do sæû hçnh thaình front. Thæåìng do khäng khê noïng chuyãøn âäüng âi lãn trãn màût däúc cuía khäng khê laûnh, hçnh daûng vaì maìu sàõc máy thay âäøi, coï daûng såüi, maìu tràõng âãún xaïm xanh âáûm. Máy naìy thæåìng bao phuí báöu tråìi. Tuyì theo âäü cao, ngæåìi ta chia ra laìm 4 loaûi máy chênh vaì 10 daûng máy cå baín: + Loaûi 1: máy táöng cao Chán máy cao trãn 6 km, cáúu taûo båíi nhæîng tinh thãø bàng, khäng gáy mæa, gäöm 3 daûng: + Máy ti (Cirrus - Ci): laì nhæîng âaïm máy coï daûng maìy phæåïn, hay hçnh såüi läng tå moíng, khäng che khuáút màût tråìi, khäng cho mæa, baïo hiãûu thåìi tiãút täút. Træåìng håüp máy ti coï daûng boï läng daìi nàòm song song, âáöu håi cuäún thç baïo træåïc coï thãø coï con däng hoàûc baîo seî âãún. + Máy ti têch (Cirro-cumulus - Cc): coï daûng muïi bäng, nuû máy tràõng moíng phán bäú thaình haìng, cuûm. Tæì dæåïi âáút nhçn lãn, máy ti têch giäúng nhæ mäüt baîi caït coï soïng, khäng che khuáút aïnh saïng màût tråìi, khäng cho mæa, thåìi tiãút täút nãúu coï maìu tràõng. Træåìng håüp máy chuyãøn qua maìu xaïm kãút håüp våïi may ti daûng boï läng daìi thç baïo træåïc tråìi coï thãø coï baîo. + Máy ti tàòng (Cirro-stratus - Cs): maìng máy moíng, maìu tràõng nhaût hoàûc xaïm tràõng, coï khi che phuí caí báöu tråìi nhæng khäng che khuáút hãút aïnh saïng màût tråìi hoàûc màût tràng gáy hiãûn tæåüng quáöng viãön saïng khäng cho mæa nhæng coï thãø sàõp coï mæa. + Loaûi 2: máy táöng giæîa Chán máy coï âäü cao tæì 2 - 6 km, táöng naìy máy låïn vaì daìy hån, mang håi næåïc vaì tinh thãø bàng, máy coï maìu xaïm vaì taûo boïng rám åí màût âáút, gäöm 2 daûng: + Máy trung têch (Alto-cumulus - Ac): gäöm nhiãöu maíng má tràõng vaì xaïm åí tháúp hån máy ti, coï kêch thæåïc låïn hån vaì phán bäú thaình haìng hay gåün soïng coï daûng luäúng caìy hoàûc cuäün troìn nhæ âaìn cæìu. Hiãûn tæåüng tiãu biãøu cuía máy naìy laì coï taïn vaì aïng saïng nguî sàõc. Nãúu coï daûng âaìn cæìu thç baïo hiãûu tråìi sàõp mæa. ÅÍ daûng chäöng cháút nhæ tæåìng thç seî coï däng. + Máy trung tàòng (Alto-stratus - As): coï hçnh daïng såüi tå moíng, maìu xaïm håi xanh nhæ mäüt táúm maìn hoàûc coï maìu tràõng âuûc nhæ nhçn qua cæía kênh måì. Máy naìy cho mæa. + Loaûi 3: máy táöng tháúp 33 Chæång 3: CAÏC YÃÚU TÄÚ KHÊ HÁÛU AÍNH HÆÅÍNG ÂÃÚN DOÌNG CHAÍY
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún Chán máy cao dæåïi 2 km, gäöm nhæîng may låïn, khäng coï âæåìng viãön, coï 3 daûng: + Máy tàòng (Stratus - St): chæïa nhiãöu håi næåïc, daìy, coï daûng âäöng nháút vaì maìu xaïm täúi. Máy thæåìng sinh ra mæa phuìn vaì thæåìng xuáút hiãûn vaìo muìa xuán. + Máy tàòng têch (Strato-cumulus - Sc): thæåìng xãúp thaình nhæîng daíi song song nhæng caïc luäúng caìy hay xãúp tæìng låïp soïng hoàûc daûng hçnh náúm. Máy tàòng têch coï maìu tràõng, åí giæîa coï maìu xaïm daìy âàûc. Máy naìy cho mæa nhoí raíi raïc. + Máy vuî táöng (Nimbo-stratus - Ns): låïp máy xaïm tháùm, daìy âàûc bao truìm báöu tråìi khäng cho aïng saïng chiãúu xuäúng. Máy naìy cho mæa låïn vaì keïo daìi. + Loaûi 4: máy phaït triãøn theo chiãöu thàóng âæïng Chán máy tháúp dæåïi 2 km nhæng âènh cuía máy coï thãø cao âaût 6 - 8 km, coï 2 daûng: + Máy têch (Cumulus - Cu): coï daûng cuäün bäng låïn, nhæ cuäün khoïi nhä lãn cao nhæ âáöu bàõp caíi, pháön trãn coï viãön roî rãût, näøi báûc trãn nãön tråìi xanh, âaïy phàóng. vãö muìa heì, máy têch thæåìng xuáút hiãûn buäøi saïng, khoaíng giæîa træa phaït triãøn maûnh nháút, vãö chiãöu toía räüng nhæ mäüt quaí nuïi. Máy naìy biãøu hiãûn thåìi tiãút täút. + Máy vuî têch (Cumulo-nimbus - Cb): khäúi máy tràõng låïn, chán maìu tháùm. máy Cb laì sæû phaït triãøn cuía máy Cu. Daûng máy phaït triãøn thaình hçnh khäúi, thàóng âæïng nhæ mäüt cäüt thaïp khäøng läö. Máy naìy coï thãø kãút thuïc bàòng caïc cån däng vaì mæa raìo coï sáúm chåïp, gioï läúc vaì âäi khi coï voìi räöng. Máy ti (Cirrus - Ci) Máy ti têch (Cirro-cumulus - Cc) Máy ti tàòng (Cirro-stratus - Cs) Máy trung têch (Alto-cumulus - Ac) Máy vuî têch (Cumulo-nimbus - Cb) Máy tàòng têch (Strato-cumulus - Sc) Máy têch (Cumulus - Cu) Máy vuî táöng (Nimbo-stratus - Ns) Hçnh 3.21 Hçnh daûng vaì vë trê caïc loaûi máy khaïc nhau 34 Chæång 3: CAÏC YÃÚU TÄÚ KHÊ HÁÛU AÍNH HÆÅÍNG ÂÃÚN DOÌNG CHAÍY
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún CAÏC QUI ÂËNH GOÜI MÆA TRONG CAÏC BAÍN TIN THÅÌI TIÃÚT Læåüng mæa âæåüc tênh bàòng chiãöu daìy âo bàòng mm cuía låïp næåïc råi trãn mäüt màût phàóng nàòm ngang, khäng bäúc håi, khäng tháúm vaì chaíy traìn âi. Cæåìng âäü mæa laì læåüng mæa tênh ra mm råi trong 1 phuït. Cæåìng âäü mæa væåüt quaï 1 mm/phuït goüi laì mæa raìo. Tãn goüi Qui âënh vãö diãûn mæa (khu væûc mæa) • Mæa vaìi nåi Säú traûm coï mæa ≤ 1/3 täøng säú traûm âo mæa khu væûc. • Mæa raíi raïc Säú traûm coï mæa > 1/3 hoàûc = 1/2 täøng säú traûm âo mæa khu væûc. • Mæa nhiãöu nåi Säú traûm coï mæa > 1/2 täøng säú traûm âo mæa khu væc. Tãn goüi Qui âënh vãö læåüng mæa • Mæa khäng âaïng kãø Læåüng mæa tæì 0,0 - 0,5 mm. • Mæa nhoí Læåüng mæa tæì 0,5 - 10,0 mm • Mæa væìa Læåüng mæa tæì 10,0 - 50,0 mm • Mæa to Læåüng mæa tæì 50,0 - 100,0 mm • Mæa ráút to Læåüng mæa > 100,0 mm Hçnh 3.22 Âo mæa 35 Chæång 3: CAÏC YÃÚU TÄÚ KHÊ HÁÛU AÍNH HÆÅÍNG ÂÃÚN DOÌNG CHAÍY
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún Baìi âoüc thãm NHÆÎNG ÂIÃÖU CÁÖN BIÃÚT VÃÖ BAÎO oOo 1. Thåìi gian thæåìng coï baîo taûi caïc âëa phæång Viãût Nam • Tæì Quaíng Ninh âãún Thanh Hoïa: thaïng 7, 8, 9 • Tæì Thanh Hoïa âãún Thæìa Thiãn - Huãú: thaïng 7, 8, 9, 10 • Tæì Âaì Nàóng âãún Thuáûn Haíi: thaïng 9, 10, 11 • Tæì Thuáûn Haíi âãún Caì Mau: thaïng 10, 11, 12 2. Phán biãût aïp tháúp nhiãût âåïi vaì baîo Vuìng aïp suáút tháúp cuía khäng khê phaït sinh trãn caïc biãøn nhiãût âåïi, khi coï sæïc gioï maûnh tæì cáúp 6 âãún cáúp 7 (tæïc laì tæì 39 âãún 61 km/giåì) goüi laì aïp tháúp nhiãût âåïi. Khi sæïc gioï maûnh tæì cáúp 8 tråí lãn (tæïc laì tæì 62 km/giåì tråí lãn) goüi laì baîo; sæïc gioï maûnh âãún cáúp 12 tråí lãn (trãn 118 km/giåì) thç âæåüc goüi laì baîo maûnh. 3. Phán biãût tin aïp tháúp nhiãût âåïi vãö caïc loaûi tin baîo 3.1 Tin baîo Càn cæï vaìo vë trê, tçnh hçnh phaït triãøn cuû thãø cuía baîo, caïc baín tin baîo âæåüc phán thaình 5 loaûi: 1. Tin baîo theo doîi: Khi baîo coìn åí phêa Âäng kinh tuyãún 120° Âäng, nhæng phaït hiãûn baîo coï khaí nàng di chuyãøn vaìo biãøn Âäng thç phaït tin baîo theo doîi. Loaûi tin naìy khäng phäø biãún räüng raîi. 2. Tin baîo xa: Khi vë trê trung tám baîo åí phêa táy kinh tuyãún 120° Âäng, coìn caïch båì biãøn âáút liãön næåïc ta trãn 1.000 km vaì coï khaí nàng di chuyãøn vãö phêa næåïc ta; hoàûc khi vë trê trung tám baîo caïch âiãøm gáön nháút thuäüc båì biãøn âáút liãön næåïc ta tæì 500 âãún 1.000 km nhæng chæa coï khaí nàng di chuyãøn vãö phêa âáút liãön næåïc ta. 3. Tin baîo gáön: Khi vë trê trung tám baîo åí phêa Táy kinh tuyãún 117° Âäng, caïch âiãøm gáön nháút thuäüc båì biãøn âáút liãön næåïc ta tæì 500 âãún 1.000 km vaì coï khaí nàng di chuyãøn vãö phêa âáút liãön næåïc ta; hoàûc khi vë trê trung tám baîo caïch âiãøm gáön nháút thuäüc båì biãøn âáút liãön næåïc ta tæì 300 âãún 500 km, nhæng chæa coï khaí nàng di chuyãøn vãö phêa âáút liãön næåïc ta trong mäüt vaìi ngaìy tåïi. 4. Tin baîo kháøn cáúp: Khi vë trê trung tám baîo åí phêa Táy kinh tuyãún 115° Âäng, caïch âiãøm gáön nháút thuäüc båì biãøn âáút liãön næåïc ta tæì 300 km tråí lãn vaì coï khaí nàng di chuyãøn vãö phêa âáút liãön næåïc ta trong mäüt vaìi ngaìy tåïi; hoàûc khi vë trê trung tám baîo caïch âiãøm gáön nháút caïch âiãøm gáön nháút thuäüc båì biãøn âáút liãön næåïc ta dæåïi 300 km. 5. Tin cuäúi cuìng vãö cån baîo: Khi baîo âaî tan hoàûc khäng coìn khaí nàng aính hæoíng âãún næåïc ta næîa. 3.2 Tin aïp tháúp nhiãût âåïi Âäúi våïi caïc baín tin aïp tháúp nhiãût âåïi khäng chia thaình caïc loaûi khaïc nhau nhæ âäúi våïi caïc baín tin baîo maì chè coï mäüt loaûi duy nháút laì "tin aïp tháúp nhiãût âåïi". (Theo Phán Viãûn Khê tæåüng Thuíy vàn TP. Häö Chê Minh) 36 Chæång 3: CAÏC YÃÚU TÄÚ KHÊ HÁÛU AÍNH HÆÅÍNG ÂÃÚN DOÌNG CHAÍY
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún Baìi âoüc thãm SAÍN XUÁÚT NÄNG NGHIÃÛP VAÌ 24 TIÃÚT KHÊ HÁÛU oOo Trong saín xuáút näng nghiãûp theo kiãøu cäø truyãön, ngæåìi näng dán Viãût Nam thæåìng quan saït sæû váûn âäüng vaì vë trê cuía màût tràng theo tæìng muìa âãø âënh thåìi gian gieo träöng, cáúy boïn, chàm soïc vaì æåïc tênh thåìi kyì thu hoaûch muìa maìng æïng våïi ám - dæång lëch maì saïng taûo ra mäüt kiãøu "näng lëch" cuía riãng mçnh. Ngæåìi Cháu Áu xæa caïch âáy vaìi tràm nàm træåïc Cäng nguyãn âaî càn cæï vaìo vë trê boïng màût tråìi hoàûc choìm sao Bàõc âáøu cuìng mäüt säú hiãûn tæåüng thiãn nhiãn khaïc âãø xaïc âënh âæåüc caïc ngaìy xuán phán, haû chê, thu phán vaì âäng chê. Ngæåìi Trung hoa xæa, tæì nhæîng nàm 130 træåïc Cäng nguyãn âaî coï nhæîng saïch Thiãn vàn ghi cheïp tæì vë trê læu væûc säng Hoaìng Haì âãø xáy dæûng lëch. Hoü nhçn vë trê Màût tråìi chuyãøn âäüng biãøu kiãún giæîa caïc choìm sao, vaûch ra mäüt âæåìng troìn goüi laì âæåìng Hoaìng âaûo. Chia âæåìng Hoaìng âaûo ra laìm 12 cung, mäùi cung daìi 30° vaì goüi tãn 12 con váût tæåüng træng cho 12 cung: Tyï (chuäüt), Sæíu (tráu), Dáön (coüp), Maîo (meìo - theo ngæåìi Viãût nam, coìn ngæåìi Trung hoa thç láúy con thoí -), Thçn (räöng), Tyñ (ràõn), Ngoü (ngæûa), Muìi (dã), Thán (khè), Dáûu (gaì), Tuáút (choï), Håüi (heo). Màût tråìi di chuyãøn tæì Âäng sang Táy, ngæåüc chiãöu kim âäöng häö, cuû thãø theo thæï tæû tæì cung Håüi sang cung Tuáút, räöi âãún cung Dáûu vaì cuäúi cuìng âãún cung Tyï. Ngaìy maì Màût tråìi âi qua 2 cung goüi laì Trung khê, ngaìy âi qua âiãøm giæîa mäùi cung goüi laì Tiãút khê. Täøng cäüng coï 12 Trung khê vaì 12 Tiãút khê xen keî nhau trong 1 nàm, gäüp chung goüi laì 24 tiãút, coï ngaìy thaïng dæång lëch vaì tãn goüi nhæ sau: Tiãút khê Trung khê 4/2 Láûp xuán (âáöu xuán) 20/2 Vuî thuíy (áøm æåït) 6/3 Kinh tráûp (sáu nåí) 21/3 Xuán phán (giæîa xuán) 3/4 Thanh minh (trong saïng) 21/4 Cäúc vuî (mæa thuáûn) 6/5 Láûp haû (âáöu heì) 22/5 Tiãøu maîn (luïa xanh) 6/6 Mang chuíng (luïa träø) 22/6 Haû chê (giæîa heì) 8/7 Tiãøu thæí (nàõng væìa) 23/7 Âaûi thæí (nàõng to) 8/8 Láûp thu (âáöu thu) 24/8 Xæí thæí (nàõng yãúu) 8/9 Baûch läü (mæa ngáu) 23/9 Thu phán (giæîa thu) 8/10 Haìn läü (maït meí) 24/10 Sæång giaïng (sæång råi) 8/11 Láûp âäng (âáöu âäng) 23/11 Tiãøu tuyãút (tuyãút nheû) 8/12 Âaûi tuyãút (tuyãút nhiãöu) 22/12 Âäng chê (giæîa âäng) 6/1 Tiãøu haìn (laûnh væìa) 21/1 Âaûi haìn (giaï reït) Mäüt âiãöu læu yï laì 24 tiãút khê háûu naìy âãöu âæåüc ghi trong ám lëch, trong khi ngaìy xuáút hiãûn cuía noï laûi háöu nhæ råi vaìo nhæîng ngaìy nháút âënh trong nàm cuía dæång lëch. Nhæîng phaín aïnh âàûc træng khê háûu, váût háûu chè phuì håüp våïi vuìng læu væûc säng Hoaìng Haì nãn nãúu aïp duûng åí Viãût Nam thç phaíi coï âiãöu chènh, sæía âäøi cho phuì håüp. Tuy nhiãn hiãûn nay, caïch theo doîi khê háûu kiãøu naìy, caìng ngaìy caìng êt âæåüc näng dán sæí duûng hån laì theo doîi caïc baín tin dæû baïo thåìi tiãút cuía caïc cå quan chuyãn män. 37 Chæång 3: CAÏC YÃÚU TÄÚ KHÊ HÁÛU AÍNH HÆÅÍNG ÂÃÚN DOÌNG CHAÍY
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún Chæång 4 LÆU VÆÛC SÄNG VAÌ PHÆÅNG TRÇNH CÁN BÀÒNG NÆÅÏC oOo 4.1 HÃÛ THÄÚNG SÄNG NGOÌI Håi næåïc tæì màût thoaïng âëa cáöu bäúc lãn khê quyãøn, táûp håüp laûi thaình máy. Trong caïc âiãöu kiãûn thêch håüp, håi næåïc trong máy ngæng tuû laûi thaình mæa råi xuäúng âáút. Læåüng næåïc mæa mäüt pháön bë täøn tháút do bäúc håi tråí laûi trãn khäng trung, mäüt pháön âoüng laûi åí caïc khu truîng vaì tháúm xuäúng âáút, pháön coìn laûi seî chaíy traìn theo sæåìn däúc theo taïc duûng cuía troüng læûc. Pháön chaíy traìn naìy seî âi theo caïc khe raînh, dáön dáön håüp thaình suäúi, säng vaì tiãúp tuûc âäø ra häö hoàûc biãøn. Táút caí caïc khe, suäúi, häö, âáöm, säng raûch låïn nhoí khaïc nhau håüp laûi thaình hãû thäúng säng ngoìi (river system). Tãn cuía hãû thäúng säng thæåìng láúy tæì tãn con säng chênh trong hãû thäúng âoï. Thäng thæåìng con säng chênh laì con säng daìi nháút, coï læu læåüng doìng chaíy låïn nháút træûc tiãúp âäø ra biãøn hoàûc caïc häö näüi âëa. Caïc säng âäø vaìo säng chênh goüi laì säng nhaïnh cáúp I, säng chaíy vaìo säng nhaïnh cáúp I goüi laì säng nhaïnh cáúp II, tæång tæû nhæ váûy, säng nhaïnh cáúp III seî âäø vaìo säng nhaïnh cáúp II, Sæû phán bäú cuía caïc säng nhaïnh doüc theo säng chênh quyãút âënh têch cháút doìng chaíy trãn hãû thäúng säng. Hãû thäúng säng coï thãø coï daûng hçnh nan quaût, daûng hçnh läng chim, daûng phán bäú song song hoàûc daûng häùn håüp caïc daûng trãn. Hçnh 4.1 Hãû thäúng säng hçnh nan quaût Hçnh 4.2 Hãû thäúng säng hçnh läng chim Hçnh 4.3 Hãû thäúng säng hçnh caình cáy Hçnh 4.4 Hãû thäúng säng hçnh song song 38 Chæång 4: LÆU VÆÛC SÄNG VAÌ PHÆÅNG TRÇNH CÁN BÀÒNG NÆÅÏC
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún Hçnh 4.5 Mäüt daûng phán bäú säng giæîa hçnh caình cáy vaì hçnh läng chim 4.2 LÆU VÆÛC SÄNG VAÌ CAÏC ÂÀÛC TRÆNG CUÍA LÆU VÆÛC SÄNG 4.2.1 Læu væûc säng Læu væûc säng (river basin) laì pháön màût âáút maì næåïc trãn âoï (kãø caí næåïc màût vaì næåïc ngáöm) seî chaíy ra säng. Noïi caïch khaïc, læu væûc säng laì pháön diãûn têch khu væûc táûp trung næåïc cuía säng. Læu væûc säng âæåüc giåïi haûn bàòng âæåìng phán næåïc (water-shed line) cuía læu væûc. Coï 2 loaûi âæåìng phán næåïc: âæìng phán næåïc màût vaì âæåìng phán næåïc ngáöm. • Âæåìng phán næåïc màût laì âæåìng näúi liãn tuûc caïc âiãøm cao nháút chung quanh læu væûc vaì giåïi haûn båíi caïc læu væûc khaïc. Næåïc mæa råi xuäúng âæåìng phán næåïc seî chaíy vãö 2 phêa cuía âæåìng phán næåïc vaì âi vãö 2 læu væûc khaïc kãú cáûn nhau theo sæåìn däúc cuía chuïng. • Âæåìng phán næåïc ngáöm phán chia sæû táûp trung næåïc ngáöm giæîa caïc læu væûc. Thäng thæåìng âæåìng phán næåïc màût vaì ngáöm khäng truìng nhau. Thæûc tãú, ngæåìi ta thæåìng láúy âæåìng phán næåïc màût âãø xaïc âënh diãûn têch læu væûc vaì goüi laì âæåìng phán læu. Muäún xaïc âënh âæåìng phán læu phaíi càn cæï vaìo baín âäö âëa hçnh coï veî caïc âæoìng âäöng cao âäü. 39 Chæång 4: LÆU VÆÛC SÄNG VAÌ PHÆÅNG TRÇNH CÁN BÀÒNG NÆÅÏC
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún Âæåìng phán næåïc ngáöm Âæåìng phán næåïc màût Âæåìng phán næåïc màût vaì ngáöm Säng Âäöng Låïp khäng tháúm næåïc Hçnh 4.5 Âæåìng phán næåïc vaì giåïi haûn cuía læu væûc Cao âiãøm nguäön säng Cao âiãøm ∆ Säng nha ïnh cá úp III Âæå ìng Håüp læu phán næåïc Cao âiãøm ∆ Säng nha ïnh cáúp Säng chênh Âæåìng Säng nhaïnh cáúp I Håüp læu phán næåïc Âiãøm thaïo næåïc Hçnh 4.6 Minh hoüa læu væûc vaì âæåìng phán næåïc màût 4.2.2 Khaïi niãûm sæû hçnh thaình doìng chaíy säng ngoìi Doìng chaíy trong säng åí næåïc ta âãöu do mæa xuäúng khu væûc taûo thaình. Khi mæa råi xuäúng âáút, mäüt pháön taûo thaình doìng chaíy màût âäø ra säng, pháön coìn laûi ngáöm xuäúng âáút vaì taûo thaình doìng chaíy ngáöm cung cáúp cho hãû thäúng säng. Sæû hçnh thaình doìng chaíy màût sinh ra trong thåìi gian coï mæa. Khi coï mæa, luïc âáöu do âäü áøm cuía âáút nhoí, læåüng mæa bë ngáöm vaìo âáút vaì khäng sinh ra doìng chaíy. Sau mäüt thåìi gian kãø tæì luïc bàõt âáöu mæa, cæåìng âäü tháúm giaím âi vaì trãn màût âáút bàõt âáöu sinh ra doìng chaíy màût. Læåüng næåïc chaíy trãn màût læu væûc mäüt pháön bë täøn tháút do phaíi láúp vaìo caïc chäù truîng trãn màût âáút, mäüt pháön bë ngáúm xuäúng âáút trong quaï trçnh chuyãøn âäüng trãn màût læu væûc, mäüt pháön bë bäúc håi, pháön coìn laûi chaíy vaìo caïc khe nhoí vaì táûp trung dáön vaìo caïc khe låïn hån vaì dáön dáön âäø vaìo hãû thäúng säng suäúi. Thåìi gian táûp trung næåïc mæa vãö hãû thäúng säng suäúi khaï nhanh, 40 Chæång 4: LÆU VÆÛC SÄNG VAÌ PHÆÅNG TRÇNH CÁN BÀÒNG NÆÅÏC
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún båíi váûy doìng chaíy màût seî khäng coìn næîa sau mäüt khoaíng thåìi gian khäng daìi khi mæa kãút thuïc. Læåüng næåïc mæa ngáúm vaìo âáút seî bäø sung cho læåüng næåïc ngáöm coï trong âáút, laìm cho mæûc næåïc ngáöm tàng lãn. Mäüt pháön læåüng næåïc ngáúm xuäúng bë bäúc hoi qua màût âáút, mäüt pháön máút âi do rãù cáy huït. Næåïc ngáöm váûn chuyãøn vãö hãû thäúng säng våïi thåìi gian táûp trung tuìy thuäüc låïn vaìo tæång quan giæîa mæûc næåïc säng vaì mæûc næåïc ngáöm. Do âoï, sæû täön taûi doìng chaíy ngáöm trãn hãû thäúng säng ngoìi keïo daìi sau mäüt khoaíng thåìi gian khaï daìi. Âäúi våïi caïc säng nhoí hoàûc khe suäúi, thåìi gian duy trç doìng chaíy ngáöm coï thãø chè mäüt vaìi thaïng, coìn caïc säng låïn doìng chaíy ngáöm coï thãø keïo daìi caí nàm. 4.2.3 Caïc âàûc træng hçnh hoüc cuía læu væûc a. Diãûn têch læu væûc F Diãûn têch læu væûc F (km2) laì diãûn têch âæåüc khäúng chãú båíi âæìng phán læu cuía khu væûc. Diãûn têch læu væûc âæåüc xaïc âënh tæì baín âäö coï tè lãû xêch trong khoaíng 1/10.000 âãún 1/100.000. Coï thãø duìng phæång phaïp phán ä vuäng hoàûc duìng maïy âo diãûn têch âãø xaïc âënh diãûn têch læu væûc. b. Chiãöu daìi säng chênh L vaì chiãöu daìi læu væûc L1 Chiãöu daìi säng chênh L (km) laì chiãöu daìi theo chiãöu doìng chaíy âo tæì nguäön säng âãún cæía säng. Chiãöu daìi læu væûc L1 (km) laì täøng cac chiãöu daìi caïc âoaûn gáöp khuïc tæì cæía säng qua caïc âiãøm giæîa caïc âoaûn thàóng càõt ngang læu væûc cho âiãøm xa nháút cuía læu væûc. Caïc âæåìng càõt ngang læu væûc thæåìng láúy vuäng goïc våïi truûc doìng chênh taûi vë trê veî âæåìng càõt ngang âoï. Thäng thæåìng, ngæåìi ta coi chiãöu daìi loìng säng chênh laì chiãöu daìi læu væûc, tæïc L = L1. l6 Chiãöu daìi læu væûc L1 = l1 + l2 + l3 + l4 + l5 l4 l3 Chiãöu daìi l2 l1 Säng chênh L (km) Hçnh 4.7 Minh hoüa caïc xaïc âënh chiãöu daìi säng chênh vaì chiãöu daìi læu væûc 41 Chæång 4: LÆU VÆÛC SÄNG VAÌ PHÆÅNG TRÇNH CÁN BÀÒNG NÆÅÏC
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún c. Chiãöu räüng bçnh quán læu væûc B Chiãöu räüng bçnh quán læu væûc B (km) laì tè säú diãûn têch vaì chiãöu daìi læu væûc. F B = (4-1) L1 d. Hãû säú hçnh daûng læu væûc Kd Hãû säú hçnh daûng læu væûc Kd laì tè säú giæîa bãö räüng læu væûc vaì chiãöu daìi læu væûc. Kd biãøu thë hçnh daûng cuía læu væûc, thäng thæåìng thç Kd ≤ 1. Læu væûc caìng coï hçnh daûng vuäng thç Kd → 1.0, ngæåüc laûi caìng heûp vaì caìng daìi thç Kd caìng nhoí vaì khaí nàng táûp trung næåïc luî caìng låïn. B LB1 . F Kd ==2 =2 (4-2) L1 L1 L1 e. Âäü cao bçnh quán læu væûc Hbq Âäü cao bçnh quán læu væûc xaïc âënh tæì baín âäö âæåìng âäöng mæïc cao âäü. n ∑ fhii. H = i=1 ()m (4-3) bq  n  ∑ fFi =   i=1  trong âoï: hi - cao trçnh bçnh quán giæîa 2 âæåìng âäöng mæïc cao âäü fi - diãûn têch giæîa 2 âæåìng âäöng mæïc cao âäü n - säú maính diãûn têch 1100 Hçnh 4.8 1200 Læu væûc våïi âæåìng âäöng cao âäü hi+1 fi+1 1000 i+1 fi hi i 900 800 700 f. Âäü däúc bçnh quán læu væûc J n ∑ li Jh= ∆ . i=1 (4-4)  n  ∑ fFi =   i=1  trong âoï: li - khoaíng caïch bçnh quán giæîa 2 âæåìng âäöng mæïc gáön nhau. ∆h - chãnh lãûch cao âäü giæîa 2 âæåìng âäöng mæïc (trãn baín âäö âëa hçnh thæåìng coï caïc giaï trë nhæ nhau âäúi våïi moüi âuåìng âäöng mæïc, nghéa laì caïc giaï trë tàng giaím cuía âæåìng âäöng mæïc âãöu nhæ nhau). 42 Chæång 4: LÆU VÆÛC SÄNG VAÌ PHÆÅNG TRÇNH CÁN BÀÒNG NÆÅÏC
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún g. Máût âäü læåïi säng D Máût âäü læåïi säng D (km/km2) bàòng täøng chiãöu daìi cuía táút caí caïc säng suäúi trãn læu væûc chia cho diãûn têch læu væûc. n ∑ Li D = i=1 (4-5) F Säng suäúi caìng daìy, máût âäü læåïi säng caìng låïn. Nhæîng vuìng coï nguäön næåïc phong phuï thç D thæåìng coï giaï trë cao. 4.2.4 Caïc âàûc træng biãøu thë doìng chaíy Âãø âaïnh giaï læåüng doìng chaíy vaì khaí nàng cáúp næåïc cuía mäüt læu væûc säng, ngæåìi ta sæí duûng caïc âàûc træng biãøu thë doìng chaíy. a. Læu læåüng næåïc Q Læu læåüng næåïc (water discharge) laì læåüng næåïc chaíy qua màût càõt cæía ra trong mäüt âån vë thåìi gian laì 1 giáy (m3/s). Læu læåüng næåïc taûi mäüt thåìi âiãøm báút kyì goüi laì læu læåüng tæïc thåìi. Quaï trçnh thay âäøi cuía læu læåüng næåïc theo thåìi gian taûi tuyãún cæía ra goüi laì quaï trçnh læu læåüng, kyï hiãûu laì Q(t) hoàûc Q ~ t. Âäö thë cuía sæû thay âäøi giæîa læu læåüng næåïc vaì thåìi gian laì âæåìng quaï trçnh læu læåüng næåïc. Læu læåüng bçnh quán trong mäüt khoaíng thåìi gian T báút kyì laì giaï trë trung bçnh cuía læu læåüng næåïc trong khoaíng thåìi gian âoï. Læu læåüng bçnh quán âæåüc tênh theo cäng thæïc têch phán hoàûc biãøu thæïc sau: n ∑ Qi 1 T Q = .()Qtdt hoàûc Q = i=1 (4-6) T ∫o n trong âoï Q laì giaï trë bçnh quán cuía læu læåüng, n laì säú thåìi gian tênh toaïn, Qi laì læu læåüng bçnh quán taûi mäùi thåìi âoaûn thæï i báút kyì. Hçnh 4.9 Læu täúc kãú, duûng cuû âo váûn täúc doìng chaíy 43 Chæång 4: LÆU VÆÛC SÄNG VAÌ PHÆÅNG TRÇNH CÁN BÀÒNG NÆÅÏC
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún b. Täøng læåüng doìng chaíy W Täøng læåüng doìng chaíy W (m3 hay km3) laì læåüng næåïc chaíy qua màût cáút cæía ra trong mäüt khoaíng thåìi gian T naìo âoï tæì thåìi âiãøm t1 âãún t2, T = t2 - t1. t2 WQtdt= () ∫ hoàûc WQtt=−( 21) (4-7) t1 trong âoï Q laì læu læåüng bçnh quán trong khoaíng thåìi gian T. c. Âäü sáu doìng chaíy Y Giaí sæí âem täøng læåüng næåïc chaíy qua màût càõt cæía ra trong mäüt khoaíng thåìi gian naìo âoï traíi âãöu trãn toaìn diãûn têch læu væûc, ta âæåüc 1 låïp næåïc coï chiãöu daìy laì Y (thæåìng tênh bàòng mm) - goüi laì âäü sáu doìng chaíy. 103 .W W Y == (4-8) 1063 F 10 F trong âoï W laì täøng læåüng næåïc (m3), F laì diãûn têch læu væûc (km2). d. Module doìng chaíy M Module doìng chaíy laì trë læu læåüng trãn 1 âån vë diãûn têch læu væûc laì 1 km2. 103 .Q M = (l/s.km2) (4-9) F Tìæì caïc cäng thæïc trãn, ta coï daûng caïc biãún âäøi sau: W = Y. F . 103 (4-10) vaì Y = M.T.106 (mm) (4-11) e. Hãû säú doìng chaíy α Hãû säú doìng chaíy laì tyí säú giæîa âäü sáu doìng chaíy Y (mm) (hay coìn goüi laì låïp doìng chaíy) vaì læåüng mæa tæång æïng X (mm) sinh ra trong thåìi gian T. Y α = (4-12) X α laì hãû säú khäng thæï nguyãn, vç 0 ≤ Y ≤ X nãn 0 ≤ α ≤ 1. Hãû säú α caìng låïn, täøn tháút doìng chaíy caìng nhoí vaì ngæåüc laûi. Båíi váûy, α phaín aïnh tçnh hçnh saín sinh doìng chaíy trãn læu væûc. Module doìng chaíy M phaín aïnh khaí nàng phong phuï cuía nguäön næåïc trong mäüt læu væûc. Tæång tæû, âäü sáu doìng chaíy Y caìng låïn thç læåüng næåïc caìng nhiãöu. Âãø so saïnh mæïc âäü däöi daìo nguäön næåïc, 2 trë säú M vaì Y thæåìng âæåüc sæí duûng. 44 Chæång 4: LÆU VÆÛC SÄNG VAÌ PHÆÅNG TRÇNH CÁN BÀÒNG NÆÅÏC
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún 4.3 PHÆÅNG TRÇNH CÁN BÀÒNG NÆÅÏC Phæång trçnh phaín aïnh mäüt caïch âënh læåüng voìng tuáön hoaìn cuía næåïc trong mäüt læu væûc säng, trong mäüt læu væûc riãng biãût hoàûc trãn toaìn traïi âáút âæåüc goüi laì phæång trçnh cán bàòng næåïc (water balance equation). Phæång trçnh cán bàòng næåïc xuáút phaït tæì âënh luáût baío toaìn váût cháút, âäúi våïi mäüt læu væûc coï thãø phaït biãøu nhæ sau: "Hiãûu säú cuía læåüng næåïc âãún vaì læåüng næåïc âi khoíi mäüt læu væûc trong mäüt thåìi âoaûn tênh toaïn nháút âënh bàòng sæû thay âäøi træî læåüng næåïc chæïa trong læu væûc âoï ". NÆÅÏC ÂÃÚN - NÆÅÏC ÂI = THAY ÂÄØI NÆÅÏC TRÆÎ 4.3.1 Phæång trçnh cán bàòng næåïc thäng duûng Trong mäüt khu væûc báút kyì, giaí thiãút coï mäüt màût truû thàóng âæïng bao quanh khu væûc âoï tåïi táöng khäng tháúm næåïc nhæ hçnh veî 4.10. Y1 Z2 X Hçnh 4.10 Z1 Khu væûc säng vaì caïc thaình pháön cuía U1 cán bàòngnæåïc W1 Y2 W2 Choün thåìi âoaûn ∆t báút kyì. Dæûa vaìo nguyãn lyï cán bàòng næåïc, ta coï biãøu thæïc sau: (X + Z1 + Y1 + W1 ) - (Z2 + Y2 + W2) = U2 - U1 = ± ∆U (4-13) trong âoï : X - læåüng mæa bçnh quán råi trãn læu væûc Z1 - læåüng næåïc ngæng tuû trãn màût læu væûc Y1 - læåüng doìng chaíy màût âãún W1 - læåüng doìng chaíy ngáöm âãún Z2 - læåüng næåïc bäúc håi bçnh quán khoíi læu væûc Y2 - læåüng doìng chaíy màût âi W2 - læåüng doìng chaíy ngáöm âi U1 - læåüng næåïc træî trong læu væûc åí thåìi âoaûn âáöu cuía ∆t U2 - læåüng næåïc træî trong læu væûc åí thåìi âoaûn cuäúi cuía ∆t ∆U : mang dáúu + khi U1 > U2 vaì ngæåüc laûi 45 Chæång 4: LÆU VÆÛC SÄNG VAÌ PHÆÅNG TRÇNH CÁN BÀÒNG NÆÅÏC
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún 4.3.2 Phæång trçnh cán bàòng næåïc cuía læu væûc kên vaì håí trong thåìi âoaûn báút ky ì a. Læu væûc kên Læu væûc kên laì læu væûc maì âæåìng phán chia næåïc màût vaì ngáöm truìng nhau, khi âoï khäng coï næåïc màût vaì næåïc ngáöm tæì læu væûc khaïc chaíy âãún, tæïc laì Y1 = 0 vaì W1 = 0. Goüi Y = Y2 + W2 laì täøng læåüng næåïc màût vaì ngáöm chaíy ra khoíi læu væûc vaì Z = Z2 - Z1 laì læåüng bäúc håi âaî træì læåüng ngæng tuû, ta coï: X = Y + Z ± ∆U (4-14) b. Læu væûc håí Âäúi våïi læu væûc håí seî coï læåüng næåïc ngáöm tæì læu væûc khaïc chaíy vaìo hoàûc ngæåüc laûi, khi âoï phæång trçnh cán bàòng næåïc coï daûng: X = Y + Z ± ∆W ± ∆U (4-15) trong âoï : ± ∆W = W2 - W1 4.3.3 Phæång trçnh cán bàòng næåïc trong nhiãöu nàm Phæång trçnh (4-14) vaì (4-15) viãút cho thåìi âoaûn báút kyì, tæïc ∆t coï thãø laì 1 nàm, 1 thaïng, 1 ngaìy hoàûc nhoí hån næîa. Âãø viãút phæång trçnh cán bàòng næåïc trong thåìi âoaûn nhiãöu nàm, ngæåìi ta láúy bçnh quán trong nhiãöu nàm caïc thaình pháön trong phæång trçnh cán bàòng næåïc. Våïi (4-14), xeït trong n nàm: n n n n n ∑∑Xi ()YZii+±∆∆ U i ∑∑∑Yi Zi ± Ui i==11i i === 111i i = =++ (4-16) n n n n n Täøng Σ ±∆U coï thãø xem nhæ bàòng 0 do coï sæû xen keî cuía nhæîng nàm nhiãöu næåïc vaì êt næåïc, do âoï phæång trçnh (4-16) seî tråí thaình: X0 = Y0 + Z0 (4-17) n n n ∑Xi ∑Yi ∑Zi trong âoï: X = i=1 ; Y = i=1 ; Z = i=1 . 0 n 0 n 0 n Nãúu n âuí låïn, thç X0 , Y0 , Z0 láön læåüc âæåüc goüi laì chuáøn mæa nàm, chuáøn doìng chaíy nàm vaì chuáøn bäúc håi nàm. Âäúi våïi læu væûc håí, tæång tæû seî coï: X0 = Y0 + Z0 ± ∆W0 (4-18) Trong træåìng håüp læu væûc håí, giaï trë bçnh quán nhiãöu nàm cuía ± ∆Wi khäng tiãún 46 Chæång 4: LÆU VÆÛC SÄNG VAÌ PHÆÅNG TRÇNH CÁN BÀÒNG NÆÅÏC
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún âãún 0 âæåüc vç sæû trao âäøi næåïc ngáöm giæîa caïc læu væûc khäng cán bàòng thæåìng diãùn ra 1 chiãöu. Baíng 4.1 Cán bàòng næåïc trung bçnh nhiãöu nàm trãn thãú giåïi vaì Viãût Nam Laînh thä ø Diãûn têch Mæa Chaíy màût Bäúc håi Vuìng 103 Km2 mm 103Km3 mm 103Km3 mm 103Km3 Toaìn thãú giåïi 510.000 1130 577 - - 1130 577 Toaìn luûc âëa 149.000 800 119 315 47 485 72 Âaûi dæång 361.000 1270 458 130 47 1400 505 Viãût Nam 365 1850 857 993 4.4 THUÍY ÂÄÖ VAÌ BAÍN ÂÄÖ THUÍY VÀN 4.4.1 Thuíy âäö Thuíy âäö (hydrograph) laì mäüt âäö thë biãøu thë quan hãû caïc âàûc træng cuía doìng chaíy våïi thåìi gian. Caïc âàûc træng cuía doìng chaíy coï thãø laì váûn täúc, læu læåüng, cháút læåüng næåïc, thæåìng âæåüc thãø hiãûn trãn truûc tung, coìn yãúu täú thåìi gian thæåìng biãøu hiãûn åí truûc hoaình. 250 200 Hçnh 4.11 150 Mäüt vê duû vãö thãø hiãûn m3/s 100 thuíy âäö: Læu læåüng trung 50 bçnh thaïng cuía 2 0 säng A vaì B I II V X III IV VI IX XI VII XII VIII Month Rive r A River B 4.4.2 Baín âäö thuíy vàn Baín âäö thuíy vàn (hydrological map) laì baín âäö maì trãn âoï caïc âàûc træng thuíy vàn nhæ vuìng ngáûp luî, âæåìng ranh màûn, âæåìng âàóng mæa, âæåüc thãø hiãûn. Hçnh 3, trang 127 (åí pháön phuû chæång) laì mäüt baín âäö thuíy vàn. === 47 Chæång 4: LÆU VÆÛC SÄNG VAÌ PHÆÅNG TRÇNH CÁN BÀÒNG NÆÅÏC
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún Chæång 6 TÊNH TOAÏN THUÍY VÀN VUÌNG CÆÍA SÄNG CHËU AÍNH HÆÅÍNG THUÍY TRIÃÖU oOo 6.1 CÆÍA SÄNG Cæía säng laì âoaûn säng näúi tiãúp giæîa doìng säng vaì khu væûc chæïa næåïc säng, khu væûc naìy coï thãø laì doìng säng, häö, kho næåïc hoàûc biãøn. Trong chæång naìy, ta chè noïi vãö cæía säng thäng våïi biãøn chëu aính hæåíng cuía thuíy triãöu. Khu cæía säng laì khu quaï âäü giæîa säng vaì biãøn. Coï thãø chia laìm 3 âoaûn, mäüt caïch så bäü vaì mang tênh khaïi niãûm, tuìy vaìo loaûi cæía säng khaïc nhau: 6.1.1 Vuìng ven biãøn ngoaìi cæía säng Vuìng ven biãøn laì vuìng biãøn træåïc cæía säng, coï chiãöu sáu tæì 10 - 20 m. Vuìng naìy chæïa caïc váût tráöm têch cuía säng, dáön dáön bäöi âoüng thaình baîi caûn vaì næåïc biãøn bë nhaût roî rãût (nháút laì vãö muìa luî) so våïi ngoaìi biãøn. ÅÍ âáy, doìng chaíy chëu aính hæåíng cuía biãøn laì chuí yãúu. Båì biãøn Âoaûn cæía säng Âoaûn trãn ngoaìi cæía säng cæía säng Hçnh 6.1 Khu væûc cæía säng 6.1.2 Âoaûn cæía säng Âoaûn cæía säng coìn goüi laì tam giaïc cháu (delta), laì pháön giæîa cuía khu cæía säng tæì meïp biãøn cho tåïi chäù säng phán nhaïnh. ÅÍ âáy, doìng chaíy chëu chi phäúi båíi aính hæåíng cuía caí biãøn láùn doìng säng. 6.1.3 Âoaûn trãn cæía säng Âoaûn trãn cæía säng laì pháön trãn cuía khu væûc cæía säng, bàõt âáöu tæì âènh tam giaïc cháu (chäù säng phán nhaïnh) lãn âãún chäù giåïi haûn thuíy triãöu låïn nháút trong muìa kiãût. ÅÍ âáy, doìng chaíy chëu chi phäúi cuía säng laì chuí yãúu. 90 Chæång 6: TÊNH TOAÏN THUÍY VÀN VUÌNG CÆÍA SÄNG CHËU AÍNH HÆÅÍNG THUÍY TRIÃÖU
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún 6.2 THUÍY TRIÃÖU 6.2.1 Âënh nghéa thuíy triãöu Mæûc næåïc biãøn lãn xuäúng theo mäüt chu kyì nháút âënh goüi laì thuíy triãöu (tide). Noïi caïch khaïc, thuíy triãöu laì hiãûn tæåüng chuyãøn âäüng cuía næåïc biãøn dæåïi taïc âäüng cuía caïc læûc gáy ra båíi màût tràng, màût tråìi vaì caïc haình tinh khaïc lãn caïc cháút âiãøm næåïc cuía âaûi dæång. Noïi chung, trong mäüt ngaìy âãm, thæåìng coï 2 láön triãöu lãn vaì 2 láön triãöu xuäúng (mäüt láön vaìo ban ngayì, mäüt láön vaìo ban âãm), coï 2 âènh vaì 2 chán khaïc nhau. Z [m] Âènh triãöu cao Biãn âäü triãöu Âènh triãöu tháúp (låïn) 2- Triãöu Triãöu 1- lãn xuäúng Mæûc næåïc biãøn 0- Thåìi gian -1- Biãn âäü triãöu (nhoí) -2- Chán triãöu cao SOÏNG TRIÃÖU Chán triãöu tháúp Chu kyì triãöu Mäüt ngaìy âãm Hçnh 6.2 Diãùn biãún mäüt con triãöu ngaìy Âäúi våïi mäùi con triãöu (xem hçnh 6.2), khi mæûc næåïc triãöu lãn goüi laì triãöu dáng (the rising tide), dáng âãún mæïc cao nháút goüi laì âènh triãöu. Khi mæûc næåïc triãöu xuäúng goüi laì triãöu ruït (the flowing-out tide), ruït âãún mæïc tháúp nháút goüi laì chán triãöu. Âäúi våïi 2 con triãöu trong 1 ngaìy, âènh tæång âäúi cao goüi laì âènh triãöu cao, âènh tháúp hån goüi laì âènh triãöu tháúp. Tæång tæû, ta cuîng coï chán triãöu cao vaì chán triãöu tháúp. Chãnh lãûch mæûc næåïc giæîa âènh triãöu vaì chán triãöu kãú tiãúp goüi laì biãn âäü triãöu (tidal amplitude). Ngæåìi ta cuîng phán biãût biãn âäü triãöu låïn (chè khoaíng caïch giæîa mæûc næåïc cao nháút vaì tháúp nháút), tæång tæû laì biãn âäü triãöu nhoí. Khoaíng caïch vãö thåìi gian giæîa 2 âènh (hoàûc 2 chán) liãön nhau goüi laì chu kyì triãöu (tidal cycle). Trong 1 thaïng coï 2 thåìi kyì triãöu låïn, mäùi thåìi kyì tæì 3 - 5 ngaìy, triãöu lãn xuäúng ráút maûnh (lãn ráút cao, xuäúng ráút tháúp), goüi la ì kyì triãöu cæåìng, vaì 2 thåìi kyì triãöu beï lãn xuäúng ráút yãúu, goüi laì kyì triãöu keïm. 91 Chæång 6: TÊNH TOAÏN THUÍY VÀN VUÌNG CÆÍA SÄNG CHËU AÍNH HÆÅÍNG THUÍY TRIÃÖU
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún 6.2.2 Phán loaûi thuíy triãöu Dæûa vaìo chu kyì triãöu, ngæåìi ta phán thuíy triãöu trãn thãú giåïi thaình 4 loaûi: 1. Baïn nháût triãöu âãöu (regular semidiurnal tide) Laì hiãûn tæåüng xaíy ra trong mäüt ngaìy màût tràng (24 h 48 ') coï 2 láön triãöu lãn vaì 2 láön triãöu xuäúng. Âènh vaì chán trong 2 láön xáúp xè bàòng nhau, chu kyì triãöu gáön bàòng 12 h 24 '. Daûng triãöu naìy xuáút hiãûn åí khàõp Âaûi Táy Dæång. ÅÍ Viãût Nam, cæía biãøn Thuáûn An, Huãú coï loaûi thuíy triãöu naìy. Vuìng biãøn Banboa, Panama laì nåi âiãøn hçnh cho loaûi triãöu naìy. Z[m] Âènh triãöu t Chán triãöu Mäüt ngaìy màût tràng Hçnh 6.3 Baïn nháût triãöu âãöu 2. Nháût triãöu âãöu (regular diurnal tide) Laì hiãûn tæåüng xaíy ra trong 1 ngaìy màût tràng chè coï 1 láön triãöu lãn vaì 1 láön triãöu xuäúng, chu kyì triãöu xáúp xè bàòng 24 h 48'. Daûng triãöu naìy coï trong mäüt säú êt biãøn chuí yãúu thuäüc Thaïi Bçnh Dæång. ÅÍ Viãût Nam, vuìng biãøn Hoìn Daïu, Haíi Phoìng daûng triãöu naìy. Vuìng biãøn næåïc UÏc laì nåi âàûc træng cho loaûi nháût triãöu âãöu. Mäüt ngaìy màût tràng Z [m] Âènh t Chán Hçnh 6.4 Nháût triãöu âãöu 3. Baïn nháût triãöu khäng âãöu (irregular semidiurnal tide) Laì hiãûn tæåüng xaíy ra trong 1 ngaìy màût tràng, cuîng coï 2 láön triãöu lãn vaì 2 láön triãöu xuäúng, nhæng âènh vaì chán triãöu trong 2 láön âoï khaïc nhau. Daûng triãöu naìy coï 92 Chæång 6: TÊNH TOAÏN THUÍY VÀN VUÌNG CÆÍA SÄNG CHËU AÍNH HÆÅÍNG THUÍY TRIÃÖU
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún nhiãöu nåi thuäüc ÁÚn Âäü Dæång vaì Thaïi Bçnh Dæång. Vuìng biãøn Vuîng Taìu thuäüc daûng baïn nháût triãöu naìy. Z [m] Âènh triãöu t ∆z Chán triãöu Mäüt ngaìy màût tràng Hçnh 6.5 Baïn nháût triãöu khäng âãöu 4. Nháût triãöu khäng âãöu (irregular diurnal tide) Laì hiãûn tæåüng trong 1 ngaìy màût tràng coï 1 láön triãöu lãn vaì 1 láön triãöu xuäúng, nhæng trong thåìi gian næía thaïng säú ngaìy xuáút hiãûn nháût triãöu khäng quaï 7 ngaìy, caïc ngaìy coìn laûi xuáút hiãûn baïn nháût triãöu. loaûi triãöu naìy coï åí nhiãöu nåi thuäüc Thaïi Bçnh Dæång. ÅÍ biãøn Viãût Nam, vuìng Cæía Häüi, Qui Nhån laì nháût triãöu khäng âãöu. Vuìng biãøn caíng Âaì Nàóng, coï chãú âäü nháût triãöu khäng âãöu, trong næía thaïng coï tåïi 10 ngaìy coï 1 láön næåïc låïn vaì 1 láön næåïc roìng trong ngaìy. Z[m] t 1 ngaìy 1 ngaìy Giai âoaûn baïn nháût triãöu Giai âoaûn nháût triãöu khäng âãöu khäng âãöu Hçnh 6.6 Baïn nháût triãöu khäng âãöu Hai loaûi triãöu dæåïi goüi chung laì laì triãöu häùn håüp (mixed tide) hay taûp triãöu. Vuìng biãøn Haì tiãn cuîng laì mäüt nåi mang tênh cháút triãöu häùn håüp. 93 Chæång 6: TÊNH TOAÏN THUÍY VÀN VUÌNG CÆÍA SÄNG CHËU AÍNH HÆÅÍNG THUÍY TRIÃÖU
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún Chãú âäü thuíy triãöu ráút phæïc taûp, khäng thãø hoaìn toaìn giäúng nhau cho duì trãn cuìng mäüt vuìng biãøn. Baíng dæåïi âáy cho tháúy, doüc theo båì biãøn Âäng cuía Viãût Nam, chãú âäü thuíy triãöu khaï khaïc xa nhau. Baíng 6.1 Thuíy triãöu åí mäüt säú caíng chênh åí Viãût Nam MÆÛC NÆÅÏC ÂÄÜ LÅÏN THUÍY TT CAÍNG CHÃÚ ÂÄÜ TRIÃÖU TRUNG BÇNH TRIÃÖU TR. BÇNH KYÌ (m) NÆÅÏC CÆÅÌNG (m) 1 Cæía Äng Nháût triãöu âãöu 2,19 3,0 2 Haíi Phoìng Nháût triãöu âãöu 2,00 3,1 3 Âäö Sån Nháût triãöu âãöu 1,90 3,0 4 Vinh Nháût triãöu khäng âãöu 1,71 2,5 5 Âaì Nàóng Nháût triãöu khäng âãöu 0,90 1,0 6 Qui Nhån Nháût triãöu khäng âãöu 1,24 1,4 7 Nha Trang Nháût triãöu khäng âãöu 1,30 1,4 8 Cam Ranh Nháût triãöu khäng âãöu 1,24 1,5 9 Caì Naï Nháût triãöu khäng âãöu 1,00 1,6 10 Saìi Goìn Baïn nháût triãöu khäng âãöu - 3,0 11 Vuîng Taìu Baïn nháût triãöu khäng âãöu 2,42 3,3 12 Haì Tiãn Nháût triãöu khäng âãöu - 0,8 13 Cän Sån Nháût triãöu khäng âãöu 2,28 3,3 6.2.3 Nguyãn nhán gáy ra thuíy triãöu Màût tràng vaì màût tråìi taïc duûng tæång häù våïi traïi âáút vaì gáy ra læûc taûo triãöu. Do màût tràng åí gáön traïi âáút hån nãn læûc taûo triãöu cuía màût tràng låïn hån 2,17 láön læûc taûo triãöu cuía màût tråìi, màût dáöu màût tråìi coï khäúi læåüng låïn hån nhiãöu. FE α FP θ r R θ I M (màût tràng) Traïi âáút Hçnh 6.7 Læûc huït giæîa Traïi âáút vaì màût tràng lãn cháút âiãøm næåïc Theo luáût vaûn váût háúp dáùn, læûc huït cuía màût tràng âäúi våïi 1 âån vë khäúi læåüng cháút âiãøm næåïc bàòng: M FGP = . (6-1) R 2 94 Chæång 6: TÊNH TOAÏN THUÍY VÀN VUÌNG CÆÍA SÄNG CHËU AÍNH HÆÅÍNG THUÍY TRIÃÖU
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún Trong âoï : G : laì hàòng säú háúp dáùn M : khäúi læåüng màût tràng R : khoaíng caïch tæì màût tràng âãún cháút âiãøm næåïc Thuíy triãöu trãn thæûc tãú laì täøng håüp cuía læûc taûo thuíy triãöu màût tràng vaì thuíy triãöu màût tråìi. Thãm vaìo âoï caïc âiãöu kiãûn váût lyï nhæ âëa hçnh âaïy, âæåìng båì, ma saït doìng chaíy v.v coìn taïc duûng laìm cho hiãûn tæåüng thuíy triãöu biãún daûng vaì phæïc taûp hån. Do phán têch chuyãøn âäüng cuía hãû thäúng màût tràng - traïi âáút, mäüt cháút âiãøm næåïc trãn traïi âáút seî chëu taïc duûng cuía 4 læûc: 1. Læûc háúp dáùn cuía màût tràng 2. Læûc háúp dáùn vãö tám traïi âáút 3. Læûc ly tám do traïi âáút quay chung quanh troüng tám chung 4. Læûc ly tám do traïi âáút tæû quay quanh truûc cuía noï Trong âoï, læûc (2) vaì (4) coï hæåïng vaì âäü låïn taïc duûng âäúi våïi mäùi âiãøm cuû thãø trãn traïi âáút âãöu khäng âäøi, nãn khäng aính hæåíng âãún thuíy triãöu. Coìn laûi læûc (1) vaì (3) laì 2 læûc gáy ra thuíy triãöu. 6.3 ÂÀÛC TÊNH THUÍY VÀN ÅÍ CÆÍA SÄNG COÏ THUÍY TRIÃÖU 6.3.1 Hiãûn tæåüng thuíy triãöu åí cæía säng Quaï trçnh truyãön soïng triãöu vaìo cæía säng coï thãø mä taí nhæ sau: • Trong thåìi gian triãöu bàõt âáöu lãn, täúc âäü næåïc säng tæång âäúi maûnh hån täúc âäü doìng triãöu cho nãn âènh soïng triãöu khäng thãø tiãún ngay vaìo trong säng. Tuy váûy, sæïc maûnh cuía næåïc säng cuîng khäng âuí âãø âáøy doìng triãöu ra ngoaìi xa, kãút quaí næåïc triãöu nàòm taûi nåi tiãúp giaïp giæîa säng vaì biãøn, âäöng thåìi næåïc säng bë biãøn caín khäng ngæìng âoüng laûi phêa træåïc, soïng triãöu dáön phaït triãøn vãö phêa thæåüng læu. • Triãöu lãn âãún luïc täúc âäü doìng triãöu låïn hån täúc âäü doìng säng, âènh soïng triãöu måïi dáön dáön truyãön vaìo säng, næåïc biãøn cuîng chaíy vaìo säng. Trong quaï trçnh truyãön triãöu vaìo säng, do aính hæåíng cuía âaïy säng cao dáön vaì næåïc säng chaíy vãö caín tråí, nàng læûc cuía doìng triãöu bë tiãu hao, täúc âäü dáön dáön giaím nhoí, biãn âäü triãöu cuîng beï dáön. • Khi triãöu tiãún sáu vaìo säng, ngoaìi cæía säng bàõt âáöu thåìi kyì triãöu xuäúng, mæûc næåïc triãöu haû dáön, næåïc triãöu sau soïng triãöu chaíy tråí laûi biãøn, cho nãn doìng 95 Chæång 6: TÊNH TOAÏN THUÍY VÀN VUÌNG CÆÍA SÄNG CHËU AÍNH HÆÅÍNG THUÍY TRIÃÖU
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún triãöu âang tiãún vaìo säng bë yãúu âi âãún mäüt âiãøm naìo âoï, täúc âäü doìng triãöu triãût tiãu våïi täúc âäü doìng næåïc säng chaíy xuäúng, næåïc biãøn seî ngæìng chaíy ngæåüc lãn trãn. Nåi âoï âæoüc goüi laì giåïi haûn doìng triãöu. Phêa trãn giåïi haûn naìy soïng triãöu váùn coìn tiãúp tuûc âi mäüt khoaíng næîa (do sæû têch âoüng cuía næåïc säng bë æï laûi sinh ra). Nhæng cao âäü vaì biãn âäü soïng triãöu giaím âi ráút nhanh. Âãún luïc biãn âäü triãöu bàòng 0, luïc âoï soïng triãöu tiãún âãún âãún âiãøm giåïi haûn goüi laì giåïi haûn thuíy triãöu. Âoaûn säng tæì cæía säng âãún giåïi haûn thuíy triãöu goüi laì âoaûn säng chëu aính hæåíng thuíy triãöu. Vë trê giåïi haûn naìy luän thay âäøi theo muìa luî hay muìa kiãût cuía doìng chaíy säng ngoìi. Qué âaûo cuía caïc âènh soïng triãöu goüi laì âæåìng âènh triãöu, qué âaûo caïc chán soïng goüi laì âæåìng chán triãöu. 6.3.2 Sæû thay âäøi mæûc næåïc cæía säng chëu aính hæåíng triãöu Sæû thay âäøi cuía mæûc næåïc åí cæía säng chëu aính hæåíng khäng nhæîng quan hãû våïi læu læåüng chaíy trong säng maì coìn quan hãû våïi sæû thay âäøi thuíy triãöu, täúc âäü vaì hæåïng gioï, sæû thay âäøi âëa hçnh vaì âaïy säng, v.v Gioï thäøi tæì biãøn vaìo laìm cho mæûc næåïc triãöu cao thãm vaì ngæåüc laûi, gioï thäøi tæì tæì âáút liãön ra biãøn laìm cho mæûc næåïc triãöu tháúp âi. Mæïc næåïc tàng lãn hay båït âi do gioï goüi laì næåïc tàng hay næåïc giaím. Khi qui hoaûch thiãút kãú cäng trçnh åí cæía säng coï thuíy triãöu, ta thæåìng duìng caïc loaûi mæûc næåïc âàûc træng sau: Mæûc næåïc triãöu bçnh quán Mæûc næåïc triãöu bçnh quán laì trë säú bçnh quán cuía mæûc næåïc triãöu âo tæìng giåì hoàûc næía giåì cuía mäüt con triãöu hay mäüt thåìi kyì naìo âoï. Âæåìng mæûc næåïc tçm âæåüc bàòng caïch näúi caïc âiãøm mæûc næåïc bçnh quán trong mäüt thåìi kyì cuía caïc traûm doüc säng, laì âæåìng phán bäú âäü däúc màût næåïc cuía säng khi chëu aính hæåíng cuía doìng chaíy. Âäü däúc naìy tæång tæû våïi âäü däúc doìng säng, do âoï tæì sæû thay âäøi cuía mæûc næåïc triãöu bçnh quán ta coï thãø hiãøu âæåüc sæû thay âäøi âëa hçnh loìng säng. Mæûc næåïc triãöu giæîa Mæûc næåïc triãöu giæîa laì trë säú bçnh quán giæîa âènh vaì chán cuía mäüt con triãöu hay mäüt kyì triãöu naìo âoï. Nãúu con triãöu coï daûng hinh sin âãöu thç mæûc næåïc triãöu giæîa vaì mæûc næåïc triãöu bçnh quán coï trë säú giäúng nhau. Trong thæûc tãú, soïng triãöu thæåìng coï biãún daûng nãn 2 trë säú trãn coï chãnh lãûnh nhau. Tuìy theo mæûc âäü chãnh lãûch ta coï thãø âaïnh giaï mæïc âäü biãún daûng cuía soïng triãöu. 96 Chæång 6: TÊNH TOAÏN THUÍY VÀN VUÌNG CÆÍA SÄNG CHËU AÍNH HÆÅÍNG THUÍY TRIÃÖU
Giaïo trçnh THUÍY VÀN CÄNG TRÇNH Lã Anh Tuáún Mæûc næåïc âènh triãöu Mæûc næåïc âènh triãöu laì mæûc næåïc cao nháút cuía mäüt con triãöu. Trong thåìi kyì triãöu cæåìng, mæûc næåïc âènh triãöu cao hån mæûc næåïc âènh triãöu åí caïc kyì khaïc. Mæûc næåïc chán triãöu trong thåìi kyì triãöu keïm cuîng tháúp hån mæûc næåïc âènh triãöu kyì bçnh thæåìng. Vç váûy, ta coï trë säú mæûc næåïc âènh triãöu cæåìng bçnh quán, trë säú mæûc næåïc âènh triãöu bçnh quán thåìi kyì bçnh thæåìng vaì trë säú mæûc næåïc âènh triãöu keïm bçnh quán. Mæûc næåïc triãöu cao nháút laì trë säú mæûc næåïc âènh triãöu trong mäüt thåìi kyì naìo âoï. Noï bë aính hæåíng båíi læåüng næåïc triãöu, læåüng næåïc trong säng vaì gioï. Nãúu åí mäüt traûm âo mæûc næåïc naìo âoï, ngoün luî xuáút hiãûn âuïng vaìo luïc âènh triãöu cuía con triãöu cæåìng thç mæûc næåïc khi âoï laì mæûc næåïc luî cao nháút trong giai âoaûn quan tràõc. Mæûc næåïc chán triãöu Coï thãø phán ra caïc trë säú mæûc næåïc chán triãöu cæåìng bçnh quán, mæûc næåïc chán triãöu keïm bçnh quán, mæûc næåïc chán triãöu bçnh quán vaì mæûc næåïc chán triãöu tháúp nháút. ÅÍ cæía säng vaì ven biãøn thç mæûc næåïc chán triãöu cæåìng laì tháúp nháút. Traïi laûi åí sáu vaìo phêa säng, do sæïc caín loìng säng, læåüng næåïc triãöu lãn khi triãöu cæåìng khäng thãø ruït hãút khi triãöu ruït maì coìn laûi mäüt pháön næåïc triãöu dæìng laûi trong säng. Vç váûy, mæûc næåïc chán triãöu cæåìng laûi cao hån mæûc næåïc chán triãöu keïm khi vaìo sáu trong säng. Biãn âäü triãöu Sæû thay âäøi doüc âæåìng cuía biãn âäü triãöu chuí yãúu phuû thuäüc vaìo âëa hçnh loìng säng, nãúu âäü räüng vaì âäü sáu cuía säng khäng âäøi doüc theo âæåìng âi thç nàng læåüng cuía soïng triãöu seî giaím dáön do ma saït tæì cæía säng ngæåüc lãn phêa trãn. Nãúu âäü sáu khäng âäøi maì âäü räüng cuía säng thu heûp dáön thç biãn âäü cuía soïng triãöu seî tàng lãn. 6.4 TÄÚC ÂÄÜ CUÍA DOÌNG TRIÃÖU Täúc âäü chaíy åí cæía säng coï thuíy triãöu vä cuìng phæïc taûp. Theo kãút quaí thæûc âo, quan hãû giæîa täúc âäü chaíy våïi mæûc næåïc triãöu thç bçnh thæåìng næåïc chaíy xuäi vaì ngæåüc xen nhau 1 chu kyì khoaíng 24 giåì 48 phuït (âäúi våïi nháût triãöu) vaì 12 giåì 24 phuït (âäúi våïi baïn nháût triãöu). Hæåïng chaíy vaìo luûc âëa goüi laì doìng triãöu dáng, hæåïng ra biãøn goüi laì doìng triãöu ruït. Tæì doìng triãöu dáng chuyãøn thaình doìng triãöu ruït vaì ngæåüc laûi tæì doìng triãöu ruït chuyãøn sang doìng triãöu dáng giæîa âoï coï mäüt khoaíng thåìi gian ráút ngàõn, täúc âäü chaíy ráút nhoí hoàûc coï hiãûn tæåüng ngæng chaíy goüi 97 Chæång 6: TÊNH TOAÏN THUÍY VÀN VUÌNG CÆÍA SÄNG CHËU AÍNH HÆÅÍNG THUÍY TRIÃÖU