Dòng chảy phù sa là dòng vật chất dạng hạt chuyển động trong sông cùng với dòng nước. Nguồn cung cấp phù sa cho sông là: 1- Xói mòn bề mặt và cuốn theo do dòng nước, gió; 2- Xói mòn bờđáy.
Phù sa trong sông được phân thành hai loại theo đặc điểm chuyển động là phù sa lơ
lửng và phù sa đáy (di đẩy). Sự phân loại này chỉ có tính tương đối do trạng thái lơ lửng của hạt vật chất phụ thuộc: 1- Đặc tính bản thân hạt (độ thô thuỷ lực); 2- Đặc điểm thuỷ lực khối nước. Độ thô thuỷ lực của hạt là tốc độ rơi đều của nó trong nước tĩnh, phụ thuộc vào kích thước, hình dạng, trọng lượng riêng của hạt, mật độ hạt cũng nhưđộ nhớt và mật độ nước. Độ thô thuỷ lực (w) được tính bằng công thức:
w = [d.(ρ - 1). β-1]1/n (2.9) trong đó: d- đường kính hạt; ρ- mật độ hạt; n,
β - tham số thực nghiệm:
Khi d <0,2 cm n=1,2 β = 0,007 Khi d >0,2 cm n = 2 β = 0,006
Khi thành phần thẳng đứng của vận tốc nước lớn hơn hoặc bằng độ thô thuỷ lực của hạt thì nó sẽ ở trạng thái lơ lửng.
Phù sa lơ lửng lại phân thành hai loại là: 1- Chất tạo lòng, chiếm đa số; 2- Chất không tạo lòng, kích thước nhỏ (<0,005 mm), luôn luôn ở trạng thái lơ lửng mà không phụ thuộc đặc tính thuỷ lực của nước. Theo độ sâu các hạt nhỏ phân bố tương đối đồng đều trong khi phân bố hạt lớn tăng dần khi đi xuống sâu. Vận tốc dòng chảy càng lớn thì phân bố phù sa lơ lửng theo độ sâu càng đều. Xuôi dọc sông lưu lượng phù sa tăng nhưng độ thô thuỷ lực và độđục giảm do giảm vận tốc và hạt bị mài mòn trong quá trình chuyển động.
Phù sa đáy chuyển dịch theo ba cách trượt, lăn và nhảy cóc tuỳ theo đặc điểm bề mặt đáy, hình dạng, kích thước và trọng lực hạt, tốc độ nước vùng sát đáy, tuân theo quy luật Eri: trọng lượng hạt lăn tỷ lệ với luỹ thừa bậc sáu của tốc độ. Giả sử tỷ lệ tốc độ dòng chảy sông giữa vùng hạ lưu và thượng lưu là 1:4 thì tỷ lệ trọng lượng các hạt chuyển dịch tại hai đoạn sông này là 1: 4096, do đó phù sa sông đồng bằng thường là cát nhỏ, trong khi phù sa sông miền núi có cả cuội, sỏi, đá tảng.
Sức tải cát của dòng là lượng phù sa mà dòng nước có thể mang được ứng với mỗi trạng thái động lực (vận tốc) cụ thể. Vận tốc thay đổi khả năng tải cát của dòng cũng thay đổi. Khi lượng phù sa thực tế lớn hơn sức tải cát thì sẽ xảy ra bồi lắng phần vượt trội. Còn khi sức tải cát lớn hơn lượng phù sa thực tế trong sông thì năng lượng dư sẽ bị hướng vào công phá bờ đáy gây xói mòn và bổ sung phù sa để tạo cân bằng. Có rất nhiều công thức lý thuyết, bán kinh nghiệm và kinh nghiệm để tính sức tải cát của dòng nước. Tuy nhiên các công thức cho những kết quả tính toán không giống nhau và chưa sát với giá trị thực đo.
Chếđộ phù sa trong năm phụ thuộc đặc điểm nguồn cung cấp phù sa, chếđộ mưa và chế độ nước sông. Mùa kiệt độđục và lưu lượng bùn cát đều nhỏ và ít biến động. Ở Việt Nam độ đục các sông nhỏ 10 - 50g/m3, sông lớn 50 - 200g/ m3. Đầu mùa lũ độđục và lưu lượng phù sa đều tăng mạnh, đường quá trình phù sa có dạng răng cưa nhiều đỉnh, phù hợp với đường quá trình nước. Trên các sông nhỏ miền núi, đỉnh đường quá trình phù sa thường xuất hiện cùng hoặc sau đỉnh lũ; Trên các sông lớn đồng bằng - xuất hiện trước.
Phù sa sông ngòi là lượng vật chất có giá trị dinh dưỡng cao và nguồn cung cấp cho các quá trình bồi lắng hình thành một số dạng địa hình. Kích thước phù sa lơ lửng thích hợp nhất ˜ 0,15mm, lớn hơn sẽ gây bồi lắng kênh, nhỏ hơn gây màng bít lỗ rỗng của đất.
Chương 3
TÀI NGUYÊN NƯỚC HỒ VÀ HỒ CHỨA