bài giảng địa chất thủy văn

CHƯƠNG I NƯỚC TRONG THIÊN NHIÊN Dr Nguyen Dinh Tu- 1/73 CHƯƠNG I KHÁI NIỆM DÒNG CHẢY Khái niệm: Mưa rơi xuống mặt đất, phần bốc trở lại khí quyển, phần di chuyển từ chỗ cao xuống chỗ thấp tạo thành dòng chảy (khe, lạch, suối, sông), phần ngấm xuống đất cung cấp cho nước đất Nước đất lại chảy lộ cung cấp cho sông suối Dòng chảy hiểu chung vận động nước mặt – dòng chảy mặt, đất đá – dòng chảy ngầm Dr Nguyen Dinh Tu- 2/73 CHƯƠNG I Dr Nguyen Dinh Tu- 3/73 CHƯƠNG I Dr Nguyen Dinh Tu- 4/73 CHƯƠNG I Dr Nguyen Dinh Tu- 5/73 Hydrogeology Defined Hydrogeology Defined CHƯƠNG I Water/Earth Water/Earth Interactions Interactions Earth materials • • • Rock Sediment (Soil) Fluids (Water) Geologic processes • • • • Form, Distribute and Change Earth materials Water is a primary agent of many (all?) geologic processes Dr Nguyen Dinh Tu- 6/73 Hydrogeology Defined Hydrogeology Defined CHƯƠNG I Water/Earth Water/Earth Interactions Interactions Interactions go both ways Groundwater controls geologic processes Geology controls flow and availability of groundwater Dr Nguyen Dinh Tu- 7/73 Hydrogeology Defined Hydrogeology Defined CHƯƠNG I Water/Earth Water/Earth Interactions Interactions Geology controls groundwater flow  Permeable pathways are controlled by distributions of geological materials Dr Nguyen Dinh Tu- 8/73 CHƯƠNG I Dr Nguyen Dinh Tu- 9/73 CHƯƠNG I Dr Nguyen Dinh Tu- 10/73 CHƯƠNG I Trên sở thí nghiệm thấm nước qua cát chứa ống thí nghiệm, nhà thủy lực học người Pháp A Darci năm 1856 xác lập quan hệ: ∆H Q = kF L V = kI Với Q – lưu lượng nước qua ống; k – hệ số tỉ lệ (Hệ số thấm); F – tiết diện ngang ống; ∆H – Tổn thất áp lực nước thấm; L – chiều dài đường thấm Ký hiệu tỉ số tổn thất áp lực ∆H với chiều dài đường thấm L gradient thủy lực I, chia hai vế phương trình cho tiết diện ngang ống sử dụng khái niệm vận tốc thấm v=Q/F ta có công thức:v=kI Dr Nguyen Dinh Tu- 59/73 CHƯƠNG I Ở chế độ chảy rối quan sát thấy sai lệch với đònh luật tuyến tính Vận động chảy rối tuân thủ theo quy luật A.A Krasnopolski: v = kk I Với kk – hệ số thấm theo Krasnopolski Từ công thức thấy chảy rối, vận tốc thấm tỉ lệ thuận với bậc hai gradient thủy lực Dòng chảy tầng – rối hỗn hợp thường biểu diễn phương trình Proni: I = av + bv2 Với a b – thông số phụ thuộc vào tính chất môi trường lỗ rỗng chất lỏng vận động (Được xác đònh thực nghiệm) Dr Nguyen Dinh Tu- 60/73 CHƯƠNG I Các đònh luật thấm nước đất Vận động nước liên kết yếu v đất loại sét (động thái dẻo nhớt) đặc trưng phương trình sau: V= k(I–Io) Vơi Io – gradient ban đầu Sự thấm nước liên kết yếu bắt đầu gradient áp lực lớn gradient ban đầu Io Dr Nguyen Dinh Tu- Ith I0 I 61/73 CHƯƠNG I ∆H Q = kF L V= F = F1 + F2 F1: Tổng diện tích phần rỗng F2: tổng diện tích hạt F1 n= F Dr Nguyen Dinh Tu- Q ∆H =k F L Q u= F1 V u = >V n V = n.u 62/73 CHƯƠNG I Hướng vận động của mặt? Hướng vận động của nước dưới đất +Nước ngầm? + Nước có áp? Dr Nguyen Dinh Tu- 63/73 CHƯƠNG I Hướng vận động của nước dưới đất 1-Đường bình đồ; 2- Đường thủy đẳng áp; 3- đường đẳng sâu tầng chứa nước; 4- Hướng vận động nước có áp; 5- Giếng khoan (Tử số: số hiệu hố khoan; mẫu số: cao trình miệng hố khoan) Dr Nguyen Dinh Tu- 64/73 CHƯƠNG I XÁC ĐỊNH TRỮ LƯỢNG ĐỘNG TiỀM NĂNG QUA HIỆU LƯU LƯNG TẠI MẶT CẮT THỦY VĂN Qn=Q2-Q1 Q1, Q2: lưu lượng sông mặt cắt Lưu lượng đơn vò dòng ngầm: Q2 − Q1 qn = L L: khoảng cách mặt cắt thủy văn Dùng để xác đònh TLĐTN NDĐ bổ cấp từ dòng mặt, vùng castơ, thung lũng núi Cần chọn mặt cắt cho hiệu lưu lượng lớn sai số đo lưu lượng Dr Nguyen Dinh Tu- 65/73 CHƯƠNG I XÁC ĐỊNH TLĐTN QUA DÒNG KIỆT CỦA SÔNG: Dòng kiệt: dòng chảy có lưu lượng nhỏ tương đối ổn đònh Trên đồ thò dòng chảy có khuynh hướng gần nằm ngang.Trong thời kỳ cung cấp ổn đònh NDĐ đới trao đổi nước mạnh ảnh hưởng dòng mặt nhỏ xem lưu lượng NDĐ chảy từ diện tích thu nước sông phía mặt cắt nghiên cứu lưu lượng sông mặt cắt Sơ đồ phân chia thời kỳ kiệt dòng sông Dr Nguyen Dinh Tu- 66/73 CHƯƠNG I PHÂN CHIA THỦY ĐỒ CỦA SÔNG Là biểu đồ dao động lưu lượng dòng sông theo thời gian Dr Nguyen Dinh Tu- 67/73 TÍNH DÒNG NGẦM KHI PHÂN THỦY ĐỒ DÒNG SÔNG CHƯƠNG I Qp=Fc.mc Gía trò dòng ngầm:  Fc: diện tích giới hạn đường cong thủy đồ với trục tọa độ  mc: tích số đơn vò trục lưu lượng với đơn vò trục thời gian  mc=mp.mb  mp: số đo trục lưu lượng  mb: số đo trục thời gian Yn = 0, 001 Từ Qp tính được:  Giá trò trung bình lớp:  Qp: lưu lượng dòng ngầm năm chảy vào sông (m 3/n)  Fb: diện tích lưu vực sông (km )  Modul dòng ngầm Mn(l/s.km ):  Hệ số dòng ngầm:  X: lớp nước mưa (mm/n) Dr Nguyen Dinh Tu- Mn = Qp Fb Qp 31,5.103.Fb Yn K n = 100% X 68/73 CHƯƠNG I Cẩn trọng nguồn bổ cấp cho sông phức hệ chứa nước giá trò dòng ngầm cung cấp phức hệ Số đo trạm thủy văn toàn lưu lượng dòng ngầm tương ứng bò tiêu hao dạng bốc hơi, thâm xuyên… Q = 0,0186bh3/2, (l/s) Ván chắn với lỗ khoét hình thang Q = 0,018bh3/2, (l/s); Ván chắn với lỗ khoét hình chữ nhật Dr Nguyen Dinh Tu- Q = 0,014h5/2, (l/s) Ván chắn với lỗ khoét hình tam giác 69/73 CHƯƠNG I Bài tập Bài 1: Một bể bơi dài 50m, rộng 25m Trong tháng bảy lượng bốc bồn đất loại A 0,17m Nếu hệ số bồn 0,8, hỏi tổn thất nước hàng tháng bể bơi bốc bao nhiêu? Bài giải: - Diện tích mặt nước bể 50 x 25 = 1250m3 - Giả sử bốc tháng nhau, tổn thất nước hàng tháng bể là: 1250 m2 x 0,17m x 0,8 = 170m3 Dr Nguyen Dinh Tu- 70/73 CHƯƠNG I Bài 2: Một hồ chứa nước có diện tích bề mặt 690ac Bảng cho dòng đầu vào hàng tháng nước mặt, dòng đầu qua đập tràn, mưa rơi trực tiếp vào hồ bốc từ hồ Độ cao hồ 701 feet vào ngày 1/1 tính cao độ hồ vào cuối tháng in = 0.0833 ft = 25.4mm 1ft = 305mm ac (acre) = 0.405ha Dr Nguyen Dinh Tu- 71/73 CHƯƠNG I Mưa Dòng Tháng vào (ac ft) - Bốc Thay đổi thực Dòng (ac-ft) Cao độ (in) (ac-ft) (in) (ac-ft) (in) (ac-ft) 12 (ft) 701.0 1732 175 2,75 158 1,05 60 +1655 +2.4 703.4 1755 190 3,05 216 1,55 89 +1691 +2.5 705.9 872 232 3,76 216 2,05 118 +738 +1.1 706.9 955 375 4,11 236 2,80 161 +655 +0.9 707.9 708 525 2,70 155 3,75 216 +123 +0.2 708.0 Dr Nguyen Dinh Tu- 72/73 CHƯƠNG I Bài tập nhà: Bài – 10 trang 68, 69 ĐCTV ứng dụng Dr Nguyen Dinh Tu- 73/73 [...]... Dinh Tu- 19/73 CHƯƠNG I  Hay K M Mn = 100 Với K là hệ số môđun dòng ngầm tính theo phần trăm M min K= 100% M Bài tập 2, 3, 5 trang 44, ĐCTV ứng dụng tập 1 Dr Nguyen Dinh Tu- 20/73 CHƯƠNG I Các nhân tố ảnh hưởng đến dòng chảy Các nhân tố chủ yếu : Khí hậu, đòa hình, đòa chất , đòa chất thuỷ văn, lớp phủ thực vật và hoạt động của con người 1 Lưu lượng dòng chảy đến lượng mưa và lượng bốc hơi     Theo... giữa hệ số dòng chảy với lượng thiếu ẩm d  d η = 1− 4,8 Dr Nguyen Dinh Tu- 21/73 CHƯƠNG I Theo N.S.Kriski: Theo Polikanov Dr Nguyen Dinh Tu- 11 η= 3 d d +1 9 η= 3 d +9 22/73 CHƯƠNG I LƯU VỰC-ĐƯỜNG PHÂN THỦY Dr Nguyen Dinh Tu- 23/73 CHƯƠNG I Dr Nguyen Dinh Tu- 24/73 CHƯƠNG I      Mật độ dòng chảy : Tỷ số của số km dòng chảy trên một đơn vò diện tích lưu vực L 2 D = , km / km F •Độ dốc trung bình của ... 100% M Bài tập 2, 3, trang 44, ĐCTV ứng dụng tập Dr Nguyen Dinh Tu- 20/73 CHƯƠNG I Các nhân tố ảnh hưởng đến dòng chảy Các nhân tố chủ yếu : Khí hậu, đòa hình, đòa chất , đòa chất thuỷ văn, lớp... N.S.Kriski: Theo Polikanov Dr Nguyen Dinh Tu- 11 η= d d +1 η= d +9 22/73 CHƯƠNG I LƯU VỰC-ĐƯỜNG PHÂN THỦY Dr Nguyen Dinh Tu- 23/73 CHƯƠNG I Dr Nguyen Dinh Tu- 24/73 CHƯƠNG I      Mật độ dòng chảy