Đang tải... (xem toàn văn)
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG CHƯƠNG 2. ĐẠI DƯƠNG VÀ BIỂN CHƯƠNG 3. THỦY VĂN SÔNG CHƯƠNG 4. ĐO ĐẠC VÀ CHỈNH LÝ SỐ LIỆU THỦY VĂN CHƯƠNG 5. ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG NƯỚC. Bài giảng thủy văn đại cương
BÀI GIẢNG THỦY VĂN ĐẠI CƯƠNG NỘI DUNG BÀI GIẢNG CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG CHƯƠNG 2 ĐẠI DƯƠNG VÀ BIỂN CHƯƠNG 3 THỦY VĂN SÔNG CHƯƠNG 4 ĐO ĐẠC VÀ CHỈNH LÝ SỐ LIỆU THỦY VĂN CHƯƠNG 5 ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG NƯỚC Chöông 1 GIÔÙI THIEÄU CHUNG 1.1 ÑOÁI TÖÔÏNG VAØ NHIEÄM VUÏ CUÛA THUÛY VAÊN 1 Hoùa hoïc cuûa nöôùc: - Coâng thöùc hoùa hoïc: H2O – trong phaân töû nöôùc coù 2 nguyeân töû hyñroâ vaø 1 nguyeân töû oâxy Caùc phaân töû nöôùc thöôøng khoâng toån taïi rieâng reõ maø taïo thaønh töøng nhoùm phaân töû nhö trình baøy döôùi ñaây: 236 O HO H H H H HO H 118 H 300pm H5O2+ O H OH H 94 245 H HO O 105 H (H2O)2 H3O2- - Traïng thaùi: Nöôùc coù theå toàn taïi ôû theå raén, theå loûng hoaëc theå hôi - ÔÛ aùp suaát 1 at, nöôùc ñoâng ñaëc ôû 00C, soâi ôû 1000C ÔÛ nhieät ñoä thoâng thöôøng nöôùc toàn taïo ôû theå loûng - Phaân töû nöôùc coù moâmen löôõng cöïc cao, haèng soá ñieän moâi cao, tyû troïng 1kg/l, nhieät dung rieâng 1cal/g0C, nhieät bay hôi cao (540cal/g), söùc caêng beà maët cuûa nöôùc baèng 73dyn/cm3 vaø ñoä nhôùt baèng 0,01 poise ôû 200C - Nöôùc coù nhöõng tính chaát ñaëc bieät nhö sau: + Nöôùc soâi ôû 1000C, trong khi ñoù caùc phaân töû coù caáu truùc phaân töû töông töï laïi coù coù nhieät ñoä soâi khaùc xa (VD: H2S soâi ôû -60,750C; H2Se soâi ôû -41,50C coøn H2T soâi ôû -1,80C + Nöôùc coù khaû naêng hoøa tan moät soá chaát raén, noù laø dung dòch ñieän li vôùi caùc anion (ion aâm), cation vaø caùc chaát khoâng ñieän li coù cöïc coù theå hoøa tan trong nöôùc vôùi noàng ñoä cao.Khi noàng ñoä chaát tan caøng lôùn thì nhieät ñoä soâi cuûa dung dòch caøng cao vaø nhieät ñoä ñoùng baêng caøng thaáp + Ñoä hoøa tan cuûa khí trong nöôùc phuï thuoäng vaøo nhieät ñoä vaø aùp suaát Thöôøng thì ñoä hoøa atn cuûa khí taêng khi nhieät ñoä giaûm vaø aùp suaát taêng Gía trò cuûa caùc thoâng soá hoøa tan coù theå xaùc ñònh theo ñònh luaät Henry: • Pi = H ai H – haèng soá Henry Pi – aùp suaát rieâng phaàn chaát i ai – noàng ñoä chaát I trong chaát loûng + Nöôùc khoâng coù maøu, trong suoát, cho aùnh saùng vaø soùng daøi ñi qua, nhö vaäy quaù trình toång hôïp quang hoïc coù theå thöïc hieän ñöôïc ôû ñoä saâu trong lôùp nöôùc + Nöôùc coù tyû troïng toái ña ôû 40C vì vaäy maø baêng noåi treân maët nöôùc, tuaàn hoøan nöôùc theo phöông thaúng ñöùng vaø giaûm hieän töôïng phaân taàng + Nhieät bay hôi cuûa nöôùc > nhieät bay hôi cuûa caùc chaát khaùc, cho neân nöôùc coù theå söû duïng roäng raõi trong quaù trình truyeàn nhieät + Nhieät hoøa tan cuûa nöôùc cao hôn caùc chaát loûng khaùc (tröø NH3 vaø ñieàu kieän giöõ nhieät ñoä oån ñònh ôû ñieåm keát tinh cuûa nöôùc + Nhieät dung rieâng cuûa nôôùc cao hôn nhieät dung rieâng cuûa caùc chaát loûng khaùc (tröø NH3) neân coù theå oån ñònh nhieät ñoä ôû caùc vuøng ñòa lyù khaùc nhau 1 Vai troø cuûa nöôùc: + Söû duïng nöôùc cho sinh hoaït: Vai troø quan troïng nhaát trong pt KT-XH: sd nöôùc ñeå uoáng vaø sinh hoaït (Hieän nay – 2008, coù 2,6 tyû ngöôøi thieán nöôùc saïch) + Caáp nöôùc cho noâng thoân - Ñoái vôùi phaùt trieån KT – XH: + Caáp vaø thoaùt nöôùc cho ñoâ thò + söû duïng nöôùc cho noâng nghieäp: * Chieán löôïc phaùt trieån noâng nghieäp * Phaùt trieån noâng nghieäp sinh thaùi (vd: ÑBSCL goàm 6 vuøng STNN – vuøng phuø sa ngoït giöõa s Tieàn vaø s.Haäu, vuøng ven bieån phía Ñoâng, vuøng ven bieån phía Nam, vuøng töù giaùc long Xuyeân, Long Chaâu Haø, vuøng Ñoàng Thaùp Möôøi vaø vuøng truõng Taây soâng Haäu * Phaùt trieån n/n haøng hoaù, pt noâng thoân môùi * Tieàm naêng n/n ôû VN * Nöôùc vaø yeâu caàu cuûa n/n *Söû duïng nöôùc trong thuûy saûn + Söû duïng nöôùc trong giao thoâng thuûy: Vai troø, tieàm naêng vaø nhöõng v/ñ caàn löu yù + söû duïng nöôùc trong coâng nghieäp: C/n laø hoä duøng nöôùc lôùn coù nhöõng yeâu caàu rieâng, + Nöôùc vaø söùc khoeû + Vaán ñeà nhieãm baån moâi tröôøng nöôùc (sinh vieân chuaån bò ñeà muïc naøy ñeå trình baøy) 2 Ñoái töôïng n/c: Nöôùc toài taïi treân Quaû Ñaát vaø luoân thay ñoåi theo t/g vaø k/g coù quan heä giöõa caùc hieän töôïng cuûa nöôùc vôùi caùc nhaân toá cuûa moâi tröôøng töï nhieân ñöôïc nhaønh TV n/c moät caùch toaøn dieän – ñoù laø moät ngaønh lôùn trong heä thoáng caùc khoa hoïc veà Traùi Ñaát 3 Phaân loaïi: Do söï pt, TH hoïc chia thaønh: * TV luïc ñòa: TV soâng ngoøi, TV ao hoà vaø ñaàm laày, TV nöôùc ngaàm, TV baêng haø, * TV haûi döông 1.2 TRAO ÑOÅI NÖÔÙC TREÂN TRAÙI ÑAÁT I Söï phaân boá nöôùc treân voû traùi ñaát: (baûng 1.1) + 96,5% löôïng nöôùc toøan caàu thuoäc veà caùc ñaïi döông – daøy 2,6km quanh TÑ +1,7% laø baêng ôû 2 cöïc + 1,7% laø nöôùc ngaàm + 0,1% laø nöôùc maët vaø hôi nöôùc trong khoâng khí + Heä thoáng nöôùc khí quyeån – nguoàn ñoäng löïc cuûa TV nöôùc maët: chöùa khoûang 12.900km3 nöôùc (chöa ñaày 1/100.000 toång löôïng nöôùc toøan caàu) + Veà nöôùc ngoït: 2/3 löôïng nöôùc naøy laø baêng tuyeát ôû cöïc Haàu heát phaànnöôùc coøn laïi laø nöôùc ngaàm ñi xuoáng töø chieàu saâu: 200 ÷ 600m (haàu heát bò nhieãm maën) + Löôïng nöôùc ngoït ôû soâng ngoøi:chieám khoûang 0,006% trong toång löôïng nöôùc ngoït + Löôïng nöôùc sinh hoïc (tích tuï trong caùc moâ thöïc vaät, ñoäng vaät): chieám 0,003% löôïng nöôùc ngoït (baèng ½ löôïng nöôùc ngoït trong soâng ngoøi) II Voøng tuaàn hoaøn cuûa nöôùc trong thieân nhieân (h.1-1): ⇑ * Voøng tuaàn hoaøn nhoû * Voøng tuaàn hoaøn noäi ñòa * Ñaëc ñieåm: Nhôø voøng tuaàn hoaøn – nöôùc laø taøi nguyeân thieân nhieân taùi taïo ⇐ ⇐ ⇐ ⇘ ⇓ ⇑ 100 möa rôi treân maët ñaát 39 löôïng hôi aåm treân maët ñaát ⇓ 61 boác hôi töø maët ñaát ⇑ thaám Doøng chaûy maët 38,5 möa rôi xuoáng ñaïi döông Boác hôi vaø thoùat hôi 42,4 boác hôi töø ñaïi döông Löôïng aåm trong ñaát 38 Doøng maët ra Taàng khoâng thaám Möïc nöôùc ngaàm Doøng chaûy ngaàm Doøng ngaàm ra h.1-1 Voøng tuaàn hoøan thuûy vaên vôùi caân baèng nöôùc trung bình naêm toøan ñòa caàu Cho döôùi daïng ñôn vò töông ñoái so vôùi 100 löôïng möa rôi treân luïc ñòa Baûng 1-1 öôùc löôïng nöôùc treân traùi ñaát Haïng muïc Dieän tích Theå tích Phaàn traêm cuûa toång Phaàn traêm cuûa (106km2) (km3) löôïng nöôùc nöôùc ngoït Ñaïi döông Nöôùc ngaàm 361,3 1.338.000.000 96,5 30,1 Nöôùc ngoït Nöôùc nhieãm maën 134,8 10.530.000 0,76 0,05 Löôïng aåm trong ñaát 134,8 12.870.000 0,93 68,6 Baêng ôû caùc cöïc 82,0 0,0012 1,0 Caùc loïai baêng tuyeát khaùc 16,0 16,500 1,7 Hoà 0,3 24.023.500 0,025 0,26 Nöôùc ngoït Nhieãm maën 1,2 340.600 0,007 0,03 Ñaàm laày 0,8 0,006 0,006 Soâng ngoøi 2,7 91.000 0,0008 0,003 Nöôùc sinh hoïc 148,8 85.400 0,0002 0,04 Nöôùc trong khí quyeån 510,0 11.470 0,0001 Toång löôïng 510,0 2.1201 0,001 100 Nöôùc ngoït 510 1.120 100 148,8 12.900 2,5 1.385.984.610 35.029.210 Baûng 1.2 Caân baèng nöôùc haøng naêm treân toøan caàu Haïng muïc Ñôn vò Ñaïi döông Luïc ñòa (km2) (km2) Dieän tích Km3/naêm 361.300.000 148.800.000 Möa rôi mm/naêm 458.000 in/naêm 1270 119.000 Boác hôi Km3/naêm 50 800 mm/naêm 505.000 34 Doøng chaûy maët ñeán ñaïi döông in/naêm 1.400 Soâng n goøi 55 72.000 Nöôùc ngaàm Km3/naêm 484 Toång doøng chaûy maët Km3/naêm - 19 Km3/naêm - mm/naêm - 44.700 - 2.200 in/naêm - 47.000 316 12