4. Ý NGHĨA CỦA ĐỊALÝ THỦY VĂN
3.2.2. Phân khu một số dạng dao động của dòng chảy
3.2.2.1. Phân khu theo sựđồng bộ của dao động dòng chảy năm
Sự biến đỏi của dòng chảy năm có liên quan mật thiết với các nhân tố khí hậu và mặt đệm. Các nhân tố này trong phạm vi một khu vực nhất định mang tính chất tương tự, dẫn đến sự thay đổi tương tự của dòng chảy năm và tạo nên tính đồng
95 bộ của các quá trình dòng chảy. Đây là một vấn đề có ý nghĩa lý luận và thực tiễ rất lớn, làm cơ sở cho việc phân vùng thủy văn cũng như phục vụ cho công tác qui hoạch thủy lợi, tính toán dự báo thủy văn.
Để xác định tính đồng bộ giữa các sông và phân chia khu vực đồng bộ có thể dựa vào quan hệ tương quan dòng chảy năm giữa các sông. Nếu hệ số tương quan γ lớn gấp (3÷4) lần sai số quân phương của nó ( 2
1−γ =
σγ ) thì sự tương quan giữa các sông riêng biệt có thể coi là ổn định và có thể gộp chung vào một khu. Nhưng khi phân khu vực đồng bộ phải xác định khá nhiều hệ số tương quan, khối lượng tính toán lớn.
Do đó thường thay thế bằng phương pháp tổ hợp ngẫu nhiên, tìm hệ số quan hệ mật thiết để làm chỉ tiêu phân chia. Cách làm như sau:
+ Phân cấp ượng dòng chảy năm theo tần suất, từ P<25% là năm nhiều nước, P=25÷65% là năm nước trung bình, P>65% là năm ít nước. Như vậy xác xuất xuất hiện của năm nhiều nước là 0.25, của năm nước trung bình là 0.4 và của năm ít nước là 0.35.
+ Giả sử sự thay đổi của 2 sông là không có quan hệ, hoàn toàn ngẫu nhiên. Khi ấy có 3 khả năng xẩy ra giữa 2 sông. Một là trùng cấp (nghĩa là 2 sông đều nhiều nước), hai là lệch cấp (nghĩa là hai sông xảy ra lệch nhau, một sống nhiều nước và một sông nước trung bình hoặc một sông nước trung bình và một sông ít nước), ba là xảy ra ngược cấp (nghĩa là một sông nhiều nước và một sông ít nước). Theo lý thuyết xác suất thì xác suất tổ hợp của các trường hợp như sau:
∗ Khả năng trùng cấp: P1 = (0,25.0.25)+ (0,4.0,4)+ (0,35.0,35) = 0,345 hay 34,5% ∗ Khả năng lệch cấp: P2 = (0,25.0,4)+ (0,4.0,35)+ (0,4.0,25)+ (0,35.0,4) = 0,48 hay 48% ∗ Khả năng ngược cấp: P3 = (0,25.0,35)+ (0,35.0,25) = 0,175 hay 17,5%. Tổng cộng: 100%.
Như vậy với giả thiết 2 sông không có quan hệ gì thì khả năng trùng cấp là 34,5%, hay nói cách khác quan hệ mật thiết dương là 34,5%. Tương tự khả năng mật thiết âm là 17,5%. Hiệu của hai khả năng trên biểu thị một cách gần đúng tính đồng bộ về sự thay đổi của hai con sông.
+Trong trường hợp chung có thể viết quan hệ như sau:
96 Trong đó: Kγ là hệ số quan hệ mật thiết đồng bộ giữa 2 sông,
m1 (%) là số năm 2 sông có dòng chảy cùng cấp (dương), m2 (%)là số năm 2 sông có dòng chảy ngược cấp (âm). a là hệ số của quan hệ, nếu chia cấp như trên thì a = 2. Thực vậy vì hai sông không có quan hệ nên Kγ = 0 ; m1= 34,56 ; m2 = 17,5% ; từđó suy ra
a = 2.
Khi phân chia các cấp dòng chảy năm không như trên thì hệ số a sẽ khác.
Kết quả nghiên cứu cho thấy sự chênh lệch giữa Kγ và γ không lớn lắm. Vì vậy có thể chọn Kγ >50% là chỉ tiêu xác định tính đồng bộ.
+Trong thực tế sau khi phân chia khu vực đồng bộ, cần nghiên cứu tính chu kỳ của thủy văn của các điểm so với trạm trung tâm có nhiều tài liệu.
3.2.2.2. Phân khu theo sựđồng bộ dao động dòng chảy trong năm.
Đây là phân khu dạng phân phối dòng chảy trong năm. Sự phân khu này được xây dựng trên cơ sở xét ảnh hưởng của nhân tố khí hậu có tính chất địa đới đối với phân phối dòng chảy trong năm, vì trong một khu vực, nguồn bổ sung nước sông và đường quá trình lưu lượng của các con sông trong đó có tính tương tự nhất định. Song do ảnh hưởng của các nhân tố địa phương, đồng thời đối tượng để tổng hợp địa lý ở đây là toàn bộ hình dạng đường quá trình, nên phương pháp tổng hợp hợp lý là bản đồ phân khu.
Các bước tiến hành phân khu phân phối dòng chảy năm như sau: ∗ Chọn trạm và đường quá trình lưu lượng điển hình:
+ Chọn các trạm thủy văn phân bố đều trên lưu vực, có liệt quan trắc dài, có tính khống chế. Sau đó tính toán và chọn quá trình lưu lượng điển hình của mỗi trạm.
+ Chọn quá trình lưu lượng điển hình, có thể đó là quá trình lưu lượng trung bình tháng của năm điển hình. Năm điển hình là năm mà lưu lượng trung bình năm gần với trung bình nhiều năm, dạng đường quá trình của nó gần với dạng thường gặp nhất và đỉnh lũ của nó gần với đỉnh lũ trung bình nhiều năm.
Tuy nhiên người ta thường dùng dạng phân phối của năm ứng với tần suất nhất định làm quá trình điển hình. Để có thể so sánh và dễ dàng tổng hợp, thay cho lưu lượng thường dùng hệ số tương đối .
Q Q K 0 i i =
97
∗ Dùng chỉ tiêu định tính tiến hành phân loại và vạch ranh giới các khu. Phân tích so sánh dạng đường quá trình điển hình, kết hợp nguyên nhân hình thành và ảnh hưởng của các yếu tố cảnh quan để phân khu.
∗ Trên cơ sở các dạng quá trình đã phân theo định tính ở trên, dùng chỉ tiêu định lượng để phân ra các dạng chi tiết hơn. Về cơ bản trong khu vực định tính, các đường quá trình có dạng tương tự, muốn chia khu chi tiết hơn có thể sử dụng tỷ số dòng chảy từng mùa, sau đó dùng tỷ số dòng chảy tháng so với mùa lũ để phân khu tiếp. Việc phân khu có thể chi tiết tới mức làm dễ dàng nội suy dạng đường quá trình cho khu vực thiếu số liệu.
Dĩ nhiên việc xác định ranh giới cũng tuân thủ nguyên tắc phân khu đã nêu. Lưu ý rằng càng chi tiết thì ở cấp càng thấp càng cần chú ý phân tích ảnh hưởng của nhân tố phi địa đới.
Ngoài ra cũng có thể dùng một số chỉ tiêu khác để phân khu. Việc phân khu các đặc trưng thủy văn khác cũng làm tương tự.
98
CHƯƠNG 4. PHÂN VÙNG THỦY VĂN