BÁO CÁO CUỐI KÌ MÔN THỦY VĂN MÔI TRƯỜNG CHỦ ĐỀ: THỦY VĂN SÔNG

BÁO CÁO CUỐI KÌ MƠN THỦY VĂN MƠI TRƯỜNG CHỦ ĐỀ: THỦY VĂN SƠNG • Sinh viện thực hiện: Trần Thị Thẩm Tuyến • MSSV: 91800091 GVHD: Ts Phạm Anh Đức MỤC LỤC I MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ SÔNG VÀ LƯU VỰC IX TÀI LIỆU THAM KHẢO VIII PHÙ SA VÀ DIỄN BIẾN LỊNG SƠNG VII CHẾ ĐỘ NƯỚC TRONG SƠNG II PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NƯỚC III CÁC LOẠI CHUYỂN ĐỘNG CỦA NƯỚC TRONG SÔNG IV SỰ HÌNH THÀNH DỊNG CHẢY SƠNG NGỊI VI CÁC ĐẠI LƯỢNG V SỰ HÌNH THÀNH ĐẶC TRƯNG DỊNG DỊNG CHẢY LŨ CHẢY I MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ SƠNG VÀ LƯU VỰC Sơng Hệ thống sơng Nguồn4.sông Thượng lưu, trung lưu, hạ lưu Cửa sông Chiều dài độ ngang uốn khúc sông 9.8.Lịng sơng bãi sơng Mặt cắt sơng 3.5 Nguồn sông A Các khái niệm sông 10 Độ dốc lưu, dọc sông Thượng lưu, trung hạ lưu Đoạn có độ 11 Sơng chính, sơng nhánh • Thượng lưu: đoạn sông Độ rộng vàcách độ sâu sơng •Cửa Độ dài sơng làcuối khoảng từ nguồn đến cửa sông sông nơi sông Cửa rộng độ sâu sơng khơng thay đổi •Độ Điểm bắt đầu dịng sơng gọi nguồn Mặt cắt ngang sông mặt phẳng giới hạn dốc lớn, nước chảy xiết, xói lở theo chiều sâu mạnh, lịng Sơng Mặt cắt dọc sông mặt thẳng đứng biểu Cửa sông đo theo đường nước chảy Độ dài sông sơng nơi dịng chảy sơng đổ vào sông khác, không gian theo chiều chảy dịng nước, mà cịn Hệ thống sơng sơng hẹp, thường ghềnh thác lớn đường mặt nước vàcócàng chu vi ướt lịng sơng Mặt(mực Trong hệ thống sơng có dịng sơng thị thay đổi độ cao đáy sông mặt nước sông Theo quy luật chung, xa nguồn, sông rộng Ở lớn khoảng cách thẳng nối từ nguồn đến cửa thay đổi theo thời gian mặt cắt định vào hồ, đầm lầy, biển Cũng có sơng khơng có ••phẳng Sơng bắt nguồn từ dòng suối ngầm, khe núi, Trung lưu: đoạn sông kế với đoạn thượng lưu, độ dốc vng góc với hướng chảy bình qn dịng nước kiệt năm) từ nguồn cửa sơng Mặt cắt đặc nhánh Việc xác định sơng phải dựa Chiều dài độ uốn khúc sơng Sơng dịng nước tự vào nhiên chảy theo lịng hạ du sơng lớn có khiđổ rộng tớisơng hàng ngàn mét Đồng sơng.(L, km) mặt cắt dọc Lúc mực nước thấp, dịng sơng chảy Tậpao, hợp tấtlầy sơng với đầm sơng băng cửa sơng Có trường hợp nước sơng khơng thể lịng sơng giảm dần, khơng có ghềnh thác lớn, trưng cho thay đổi độ dốc đáy sông độ dốc mặt nước Mặt cắt ngang sông lịng sơng khơng lượng nước, hướng dịng chảy sơng, kích thời với tăng độ rộng lúc dần phía hạ du, độ sâu mộtdạng cách thường xun hay vớisơng giai đoạn •sơng Hình mặt lòng lòng phức tạp phần thấp thung lũng sơng, phần gọi lịng •trũng gọi hệ thống sơng Từ nguồn đến hạ lưu, lượng nước sông tăng lên bổ chảy cửa sơng thiên nhiên người ta lấy nước chảy yếu Độ rộng vàđổi độ sâu củalũng sông nước dọc sông cố định mà thay theo lượng nước sông Do của7 sông tăng lên Độ rộng độsông, sâu sông thay thước đặc điểm thung chiều dài vàđổi đứt quãng mùa khơ Lịng sơng thẳng mà thường uốn khúc quanh sông Vào mùa lũ, nước dâng lên khỏi lịng sơng chiếm sung nước từ sườn, nước ngầm, đá, •hết Hạ lưu: đoạn cuối sông, đoạn độ dốc phần nước để dẫn vào hệ thống Độ dốc đáy sơng hay mặtlớn nước làsẽtỷcó số hiệu độ nhiều ởuốn cửa cáclũng sông nhánh Nhưng thay đổisơng ứng với mực nước khác mặt cắt diện tích lưu vực co Độ khúc sông tỷ số chiều dài •một phần lớn thung sơng, phần gọi bãi sơng Với cách sản sinh sơng, nguồn đóng vai trị to lớn sơng rấtH1 nhỏ, chảy chậm, bồi nhiều xói, … 8.ởcũng Mặt cắt ngang sơng tưới, tượng kiệt nước xảy thời cao điểm đầu vànước cuối H2 đoạn sơng cần vậylịng thường thấy ởđiểm chỗ cócủa đảo, thác, đá ngầm ngang tương ứng bãi lịng sơng chếnhiều độ cách nước vàlànên khoảng thẳng từLlịng nguồn đến sơng = tạo bãi bồi sơng cửađó nghiên cứu với khoảng cách hai điểm gian ngắn năm vào mùa khơ Lịng sơng bãi sơng 10 Độ dốc dọc sơng 11 Sơng chính, sơng nhánh B LƯU VỰC SƠNG Lưu vực sơng: vùng địa lý mà phạm vi nước mặt, nước đất chảy tự nhiên vào sông Giống bồn tắm hứng tất nước rơi vào nhánh nó, lưu vực sơng giữ tất nước rơi xuống đến sơng trung tâm cửa sông đại dương B LƯU VỰC SÔNG Đường phân nước lưu vực B Các khái niệm lưu vực sông Các đặc trưng hình học địa lý tự nhiên lưu vực B LƯU VỰC SƠNG Lưu vực sơng bao gồm hai phần: lưu vựcĐường mặt nước lưu vực ngầm Các lưu vực phân mặt đường phân nước ngầm thường không phân cách với đường phân trùng nước: Đường phân nước cố • Đường phân nước mặt lưu vực định mà biến đổi đường bắt nối dòng điểm cao tượng hay phân lưu xung quanh lưu vực, nước mưa rơi xuống Lưu vực sơng có tác dụng quan trọng chảy hai phía củangịi hai sườn dốc tới dịng chảy sông Lưu vực sông lớn, mức độ điều tiết tự hai lưu vực khác nhiên lớn • Đường phân nước ngầm đường nối liền điểm cao tầng nham thạch không thấm nước bao quanh lưu vực 20 30 40 0 40 30 20 10 250 500m B LƯU VỰC SƠNG Đ øn g p h a ân l u m a ët Đ ö ô øn g p h a ân l ö u n g a àm S o ân g L ô ùp k h o ân g t h a ám n ùc Đường phân nước mặt nước ngầm B LƯU VỰC SƠNG Các đặc trưng hình học địa lý tự nhiên lưu vực Diện tích lưu vực • Là phần mặt đất khống chế đường phân nước lưu vực • F() Chiều dài lưu vực • Chiều dài sơng chính: L (km) • Chiều dài lưu vực sơng: L' (km) or L1, or Chiều rộng trung bình lưu vực sơng • Chiều rộng trung bình lưu vực diện tích lưu vực chia cho chiều dài • B=(km) Hệ số hình dạng • Hệ số hình dạng lưu vực tỷ lệ chiều rộng lưu vực trung bình chiều dài sơng Hệ số uốn khúc Hệ số khơng đối xứng • khu vực bên trái bên phải sơng () B LƯU VỰC SƠNG Chiều cao trung bình lưu vực: • độ cao bình qn hai đường đồng mức kề • F: diện tích lưu vực • : diện tích đường đồng mức kề B LƯU VỰC SÔNG Độ dốc trung bình lưu vực : J • : khoảng cách trung bình hai đường đồng mức • ∆h: chênh lệch chiều cao hai đường đồng mức III CÁC LOẠI CHUYỂN ĐỘNG CỦA NƯỚC TRONG SƠNG Các dạng chuyển động nước sơng: Chuyển động ổn định: Là chuyển động mà yếu tố thủy lực không thay đổi theo thời gian mặt cắt Chuyển động ổn định có đặc điểm lưu lượng khơng thay đổi dọc theo dịng chảy theo thời gian, yếu tố thủy lực mặt cắt không thay đổi Chuyển động không ổn định: chuyển động mà yếu tố thủy lực thay đổi theo thời gian Chuyển động khơng ổn định có đặc điểm lưu lượng thay đổi dọc theo dòng chảy theo thời gian, yếu tố thủy lực mặt cắt thay đổi theo thời gian Dòng ổn định chảy đều: có đặc điểm yếu tố thủy lực (lưu tốc trung bình, hình dạng diện tích mặt cắt ướt, chiều sâu dịng chảy khơng thay đổi dọc theo dịng chảy Dịng ổn định chảy khơng đều: có đặc điểm yếu tố thủy lực (lưu tốc trung bình, hình dạng diện tích mặt cắt ướt, chiều sâu dịng chảy thay đổi dọc theo dòng chảy III CÁC LOẠI CHUYỂN ĐỘNG CỦA NƯỚC TRONG SÔNG b Vận tốc dòng nước phân bố vận tốc mặt cắt ngang Tốc độ dịng chảy trung bình tính cơng thức Sezi: R – Bán kính thủy lực C – Hệ số Sezi C= IV SỰ HÌNH THÀNH DỊNG CHẢY SƠNG NGỊI Hình thành dịng chảy bề mặt: • Dịng chảy bề mặt xảy đất có nguồn cung cấp nước vượt độ thấm tối đa, nước mưa, nước chảy nước từ nguồn khác chảy qua đất Đây phần chu trình nước tác nhân xói mịn nước Q trình mưa : Dịng chảy sơng ngịi nước ta mưa rơi xuống lưu vực tạo thành, mưa khâu q trình hình thành dịng sơng ngịi Quá trình tổn thất Lượng nước mưa rơi xuống mặt lưu vực khơng phải sinh dịng chảy mà có phần bị tổn thất bốc hơi, phần ngấm vào đất bị giữ lại đất, phần đọng lại cây, điền ô trũng Quá trình chảy tràn sườn dốc Khi nước mưa chảy thành lớp mặt dốc lưu vực gọi chảy tràn sườn dốc Q trình tập trung nước sơng Nước chảy tràn sườn dốc vào sơng, sau lại tiếp tục chảy sông đến cửa lưu vực IV SỰ HÌNH THÀNH DỊNG CHẢY SƠNG NGỊI Sự hình thành dòng chảy ngầm: - Một phần lượng nước mưa ngấm vào đất bổ sung cho lượng nước ngầm đất, làm cho mực nước ngầm tăng lên Một phần lượng nước ngấm xuống bị bốc qua mặt đất, phần bị rễ hút - Nước ngầm vận chuyển vào hệ thống sông với thời gian tập trung lớn tùy thuộc vào tương quan mực nước sơng mực nước ngầm IV SỰ HÌNH THÀNH DỊNG CHẢY SƠNG NGỊI X Z Z Ym Yng Ym Yng Q trình hình thành dịng mặt dịng chảy ngầm V SỰ HÌNH THÀNH DỊNG CHẢY LŨ • Nếu mưa tiếp tục với cường độ mưa tăng dần lớn cường độ thấm mặt đất bắt đầu hình thành dịng chảy mặt • Dịng chảy sinh phần lưu vực tác dụng trọng lực chảy theo sườn dốc, phần tích lại chỗ trũng, hang hốc, phần tiếp tục chảy từ nơi cao đến nơi thấp Khi dịng • Chảy đổ vào sơng, mực nước sơng bắt đầu dâng cao, q trình chảy vào sơng khơng ngừng bổ sung thêm nước hai bên sườn dốc dọc sơng đổ vào • Q trình chảy tụ từ điểm sinh dịng chảy tới mặt cắt cửa q trình vơ phức tạp • Lũ xảy khối lượng nước vượt khả kênh VI CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG DỊNG CHẢY Mơđun dịng chảy Độ dịng chảy Hệ sâu số dòng chảy Tổng lượng dòng chảy Lưu lượng nước Là Làlượng tỷnước số nước độ có sâu khả dòng chảy sản sinh vàtổng lượng ralượng mưa tương đơn vị ứng diện lượng nước chảy qua mặt ngang sông đơn vịsinh thời Là chiều dày lớp nước khicắt đem dòng chảy trải LàLà lượng chảy qua mặt cắt ngang sông thời đoạn tínhgian tốnKý hiệu: tích ratháng, độ sâu dịng đơn chảy vịđó thời gian: kýkỳ hiệu M (l/s.) Qtrên (/s) bề mặt diện tích lưu vực: kýthời hiệu Ynhiều (mm) (ngày, mùa, năm năm: ký hiệu W ( ) Lưu lượng nước M Y= =Q/F (l/s.) W/F = Tổng lượng dòng chảy Trong đó:đó: Trong Hoặc biểu tình hình sảnchảy sinh(l/s.) dịng chảy dịng tình Mơđun M Y–thị mơđun dịng – độ sâu dịng chảy (mm) hình tổn thất trênnước lưu vực ≤ α p Q –W lưu lượng (/s) chảy – tổng lượng dòng Q: lưu lượng bình quân thời đoạn T lớn tỏ lượng mưa sinh chảy nhiều, lượng F –chứng diện tích lưu vực () Độdòng sâu dòng chảy thời đoạn T ( ) tổn thất ngược lại F – diện tích lưu vực ( ) Hệ số dòng chảy VII CHẾ ĐỘ NƯỚC TRONG SÔNG Chế độ mực nước Chế độ dịng chảy Sự thay đổi lượng nước chảy vào sơng nguyên nhân chủ yếu gây nên tượng giao động mực nước, tức thay đổi độ cao mặt nước so với mặt chuẩn Mùa khô mực nước giảm, mùa lũ mực nước tăng Ngồi cịn có số nguyên nhân khác gây nên tượng giao động mực nước • Dịng chảy mùa lũ: Mùa lũ khoảng thời gian liên tục sơng ngịi có lượng dịng chảy lớn dịng chảy trung bình năm • Dòng chảy mùa cạn: Sau mùa lũ mùa cạn với xuất khác mùa lũ vùng, mùa cạn xuất tương ứng Mùa cạn có lượng mưa nhỏ VIII PHÙ SA VÀ DIỄN BIẾN LỊNG SƠNG Khái niệm phù sa (bùn cát) Nước sơng thiên nhiên có chứa nhiều phần tử vật chất rắn sỏi, cát … Những thành phần vật chất rắn gọi chung bùn cát Việc nghiên cứu bùn cát sơng có ý nghĩa thực tiễn to lớn, khơng có liên quan đến việc sử dụng bùn cát để bón ruộng, phát triển nông nghiệp, cấp nước sinh hoạt, cho công nghiệp … mà cịn liên quan diễn biến lịng sơng, đến tuổi thọ cơng trình thuỷ lợi, tình hình ngập lụt… VIII PHÙ SA VÀ DIỄN BIẾN LỊNG SƠNG Nguồn gốc bùn cát - Mưa rào có cường độ lớn, kích thước hạt nước to đập mạnh lên mặt đất bở rời phong hóa làm cho hạt đất tách khỏi mặt đất bắn lên cao xa Khi mưa vượt thấm, hình thành dịng chảy tràn mặt, hạt đất bị xuống phía sườn dốc - Mưa to, kích thước hạt lớn lớp dịng chảy tràn mặt đất dày lượng xói mịn lớn bề mặt lưu vực bị trơi vào sơng ngịi, tạo thành nguồn bùn cát sơng ngịi VIII PHÙ SA VÀ DIỄN BIẾN LỊNG SƠNG Phân loại bùn cát Căn vào đặc điểm chuyển động phân bùn cát thành hai loại: bùn cát lơ lửng bùn cát di đẩy - Là bùn cát có đường kính nhỏ trơi theo dịng nước, phân bố khắp dòng nước - Do dòng chảy thiên nhiên thuộc trạng thái chảy rối, nên tác dụng xốy chảy rối làm cho bùn cát lơ lửng trơi theo dịng nước - Tốc độ chuyển động loại bùn cát tốc độ chuyển động dòng nước Bùn cát lơ lửng Là bùn cát chuyển động gần đáy sông Loại bùn cát chuyển động với hình thức di đẩy nên ta gọi bùn cát di đẩy chất di đẩy Qua quan trắc phòng thí nghiệm thấy bùn cát lúc lăn, lúc trượt, lúc nhảy vọt lên rơi xuống đáy sông Trên sở người ta phân bùn cát đáy làm ba loại: • Chất trượt • Chất lăn • Chất nhảy vọt Bùn cát di đẩy (bùn cát đáy) VIII PHÙ SA VÀ DIỄN BIẾN LỊNG SƠNG Đặc trưng hình học vật lý bùn cát Đặc trưng hình học Đặc trưng vật lý Đường kính đẳng dung Trọng lượng riêng (thực) hạt bùn cát: (N/ kg/) Tiêu chuẩn bình qn Trọng lượng riêng khơ (N/hoặc kG/) Tỷ lệ đường kính tiêu chí trung bình VIII PHÙ SA VÀ DIỄN BIẾN LỊNG SƠNG Sự vận động bùn cát sông - Chuyển động bùn cát sông tượng phức tạp Tốc độ vận chuyển liên quan đến nhiều biến số xả nước, tốc độ dịng chảy trung bình, lượng dịng chảy, độ dốc lượng, ứng suất cắt, độ sâu nước, kích thước hạt, nhiệt độ nước cường độ nhiễu loạn - Muốn dự tính diễn biến lịng sơng ta cần biết chuyển động bùn cát dòng chảy IX TÀI LIỆU THAM KHẢO [ ] Nguyễn Hữu Khải, Nguyễn Văn Tuấn 2001 Hydrogeology s.l. : NB ĐHQG, 2001 [ ] Shaw, Elizabeth M 2011 Hydrology in Practice 4th Edition s.l. : Pearson Prentice Hall, 2011 [ ] Nguyễn Khắc Cường 2007 Thủy Văn Môi Trường s.l. : NXB ĐHQG TP.HCM, 2007     Cảm ơn lắng nghe ... động mà yếu tố th? ??y lực thay đổi theo th? ??i gian Chuyển động khơng ổn định có đặc điểm lưu lượng thay đổi dọc theo dòng chảy theo th? ??i gian, yếu tố th? ??y lực mặt cắt thay đổi theo th? ??i gian Dòng... động mà yếu tố th? ??y lực không thay đổi theo th? ??i gian mặt cắt Chuyển động ổn định có đặc điểm lưu lượng khơng thay đổi dọc theo dịng chảy theo th? ??i gian, yếu tố th? ??y lực mặt cắt không thay đổi Chuyển... Mặt(mực Trong hệ th? ??ng sơng có dịng sơng th? ?? thay đổi độ cao đáy sông mặt nước sông Theo quy luật chung, xa nguồn, sông rộng Ở lớn khoảng cách th? ??ng nối từ nguồn đến cửa thay đổi theo th? ??i gian mặt