Nội dung và nhiệm vụ của thuỷ văn công trình

Thuỷ văn học là một môn khoa học nghiên cứu những hiện tượng nước trong thiên nhiên. Nghiên cứu sự phân bố và biến hoá của những hiện tượng nước theo không gian và thời gian, những quy luật chi ph

Chương 1

MỞ ĐẦU

1.1 Nội dung và nhiệm vụ của thuỷ văn công trình

1.1.1 Khái niệm về thuỷ văn học

Thuỷ văn học là một môn khoa học nghiên cứu những hiện tượng nước trong thiên nhiên

Nghiên cứu sự phân bố và biến hoá của những hiện tượng nước theo không gian và thời gian, những quy luật chi phối sự biến động của các hiện tượng đó

1.1.2 Nội dung nghiên cứu của thuỷ văn học

Nội dung nghiên cứu của thuỷ văn học rất rộng, nó bao gồm các ngành sau : 1/ Thuỷ văn khí tượng :

Nghiên cứu sự liên hệ giữa hơi nước và nước rơi, các đặc tính về nhiệt độ, độ ẩm, mật độ khí quyển để từ đó suy ra tình trạng diễn biến của lưu lượng dòng chảy

2/ Thuỷ văn địa chất :

Nghiên cứu những hiện tượng nước dưới mặt đất như hiện tượng thẩm thấu, các quy luật tuần hoàn của dòng nước ngầm

3/ Thủy văn hải dương :

Nghiên cứu địa hình vùng ven bờ và đáy biển Nghiên cứu những hiện tượng nước trong biển tức là những yếu tố hải văn : thuỷ triều, hải lưu, độ mặn, sóng, sự vận chuyển bùn cát

4/ Thuỷ văn lục địa :

Nghiên cứu những hiện tượng nước trên mặt đất như nghiên cứu quá trình nước rơi biến thành dòng chảy, xác định sự biến thiên của lưu lượng dòng nước, xác định Qmax, Qtb, Qmin Vấn đề tích nước của hồ chứa, vấn đề hình thành dòng chảy trên lưu vực

1.1.3 Nhiệm vụ của thủy văn công trình :

Thủy văn công trình là tập hợp các kiến thức cơ bản nhất của thủy văn học để phục vụ cho quá trình thiết kế, thi công và vận hành các công trình xây dựng

1.2 Đặc điểm của hiện tượng thủy văn và các phương pháp nghiên cứu thủy văn học

1.2.1 Đặc điểm của hiện tượng thuỷ văn

1.2.1.1 Hiện tượng thuỷ văn mang tính chất ngẫu nhiên

Hiện tượng thuỷ văn chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố khí hậu (mưa, gió, nhiệt độ, độ ẩm v.v ), địa chất địa hình, thực vật và sự tác động của con người Những yếu tố này rất nhiều và rất phức tạp, luôn luôn biến hoá, tác động lẫn nhau và không bao giờ lặp lại

VD : + Mực nước trên sông hằng năm luôn thay đổi + Nhiệt độ không khí cũng luôn biến đổi do đó : hiện tượng thủy văn mang tính chất ngẫu nhiên

1.2.1.2 Hiện tượng thủy văn mang tính chất chu kỳ

Hiện tượng thuỷ văn có tính chất biến hoá tuần hoàn theo chu kỳ vì nó chịu ảnh hưởng trực tiếp của nhân tố khí hậu Vì nhân tố khí hậu mang tính chất chu kỳ nên hiện tượng thuỷ văn có tính chất chu kỳ

VD : Sông Hồng từ tháng 6 – 10 hàng năm là mùa lũ, từ tháng 11 năm nay đến tháng 5 năm sau là mùa kiệt

Nhận thức được tính chất chu kỳ của hiện tượng thuỷ văn ta có thể nắm vững được quy luật và đặc điểm của sự biến hoá dòng nước, có được những căn cứ chắc chắn để lợi dụng tài nguyên của các dòng sông, phòng ngừa nước lũ, kiệt một cách có hiệu qủa

1.2.1.3 Hiện tượng thủy văn có tính chất khu vực

Hiện tượng thuỷ văn tuỳ theo từng khu vực khác nhau có những tính chất khác nhau vì mỗi vùng đều có những đặc điểm địa lý, khí hậu nhất định

VD : Miền Bắc một năm có 4 mùa rõ rệt

Miền Nam một năm có 2 mùa : mùa mưa và mùa khô - Lũ sông Hồng xảy ra vào tháng 7, tháng 8

- Sông miền Trung xảy ra vào tháng 9, 10

1.2.2 Phương pháp nghiên cứu :

Có 3 phương pháp

1.2.2.1 Phân tích nguyên nhân hình thành :

Một hiện tượng thuỷ văn cũng được phân tích như là kết quả của một nhóm các nhân tố vật lý, các nhân tố này được phân chia thành các nhân tố chính và nhân tố phụ Kết quả của việc nghiên cứu phân tích nguyên nhân hình thành cho phép thiết lập mối quan hệ giữa các đại lượng cần nghiên cứu với các nhân tố ảnh hưởng đến nó Mối quan hệ này thường được biểu thị bằng các công thức toán học hoặc các phương trình toán học

1.2.2.2 Phương pháp phân tích tính chất địa lý của hiện tượng thủy văn

Theo phương pháp này có thể chia làm 3 phương pháp cụ thể : * Phương pháp tương tự địa lý thuỷ văn :

- Giả sử có 2 trạm thuỷ văn (trạm đang xét và trạm tham khảo) có điều kiện địa lý và khí hậu tương tự giống nhau Chúng sẽ có quy luật thuỷ văn tương tự nhau Từ đó dựa vào số liệu thuỷ văn của trạm tham khảo ta có thể suy ra số liệu thuỷ văn của trạm đang xét chưa có hoặc không đủ số liệu

* Phương pháp nội suy địa lý :

Phương pháp này coi đặc trưng thuỷ văn với tính cách là đặc trưng địa lý nên có thể phân khu, phân vùng thủy văn hoặc xây dựng các bản đồ đẳng trị của các đại lượng thuỷ văn

* Phương pháp tham số địa lý tổng hợp :

Phương pháp này coi đại lượng thủy văn là hàm của nhiều yếu tố địa lý, các yếu tố chính được xét chi tiết, riêng biệt còn các yếu tố địa lý thứ yếu được tập hợp thành các tham số tổng hợp

1.2.2.3 Phương pháp phân tích số liệu thống kê toán học

- Giá trị của một đại lượng thủy văn xuất hiện như là một đại lượng ngẫu nhiên áp dụng lý thuyết xác suất thống kê để tìm ra quy luật thống kê của hiện tượng thủy văn Phương pháp này được sử dụng nhiều trong thuỷ văn để tính toán các giá trị xuất hiện của các đại lượng thủy văn ứng với độ tin cậy, những xác suất xuất hiện khác nhau