Bài giảng Thủy văn công trình: Chương 1

Khoa Thuỷ văn – Tài nguyên nước Bộ môn Thuỷ văn – Tài nguyên nước

THUỶ VĂN CÔNG TRÌNH

1

Tài liệu tham khảo

 Sách “Engineering Hydrology”  Giáo trình “Thuỷ văn công trình” –

ĐHTL – 2008

 Giáo trình “Thuỷ văn công trình” –

ĐHTL – 2012

Các cuốn trên đều có ở thư viện ĐHTL http://lib.wru.edu.vn • Giáo trình dịch “Thuỷ văn công trình” • Bài giảng của giáo viên

2

Chương 1: Giới thiệu chung 1.1 Nước và sự phân bố của nước trên trái đất

1. Vai trò của nước -Là yếu tố quyết định đến sự tồn tại và phát triển của môi trường sống - Là nguồn tài nguyên hữu hạn, là tài nguyên có thể tái tạo được thông qua quá trình tuần hoàn nước. Khả năng tái tạo tùy thuộc vào ứng sử của con người với tài nguyên này.

3

2. Phân bố của nước trên trái đất

Tài nguyên nước

 Không đều  Nước ngọt (sử dụng được cho con người) chiếm tỷ lệ nhỏ

Đất liền

Đại dương

Khí quyển

Nước mặt

Nước ngầm

4

Nguồn: Gleick, P. H., 1996: Tài nguyên nước. Bách khoa từ điển về khí hậu và thời tiết. S.H Scheneide, Nhà xuất bản Đại học OXford, New york, quyển 2, trang 817 - 823.

5

Sự phân bố nước ở Việt Nam

6

3. Vòng tuần hoàn nước

7

1.2 Vòng tuần hoàn nước

8

1.2 Khái niệm về Thuỷ văn và Thuỷ văn công trình

 Thuỷ văn:

+ Là ngành khoa học nghiên cứu mọi pha của

nước trên trái đất:

Sự hình thành - phân bố/trữ - vận động

Đặc tính lý, hoá học

Sự tương tác với môi trường xung quanh

(mối quan hệ với các sinh vật sống)

9

+ Là một nghành khoa học thuộc lĩnh vực các khoa học về trái đất được phân ra nhiều chuyên ngành khoa học:

- Thủy văn lục địa nghiên cứu các hiện tượng thủy

văn xẩy ra trên đất liền (Thủy văn lưu vực, thủy

sông ngòi – Động lực học sông, thủy văn hô ao

đầm lầy, chỉnh trị sông, đo đạc thủy văn, thủy văn

công trình…

- Thủy văn biển – Hải dương học nghiên cứu các

quá trình của nước xẩy ra trên biển và đại dương

10

1.2 Khái niệm về Thuỷ văn và Thuỷ văn công trình  Thuỷ văn công trình:

+ Là ngành khoa học ứng dụng sử dụng các nguyên

tắc thuỷ văn trong việc giải quyết các vấn đề kỹ thuật

xuất phát từ sự khai thác nguồn nước trên trái đất của

con người.

11

1.2 Khái niệm về Thuỷ văn và Thuỷ văn công trình

 Thuỷ văn công trình:

+ Nghiên cứu và tính toán các đặc trưng thủy

văn phục vụ xây dựng công trình, thiết lập các

mối quan hệ theo không gian, thời gian hoặc các

biến đổi mang tính địa lý của nước, xác định các

rủi ro xã hội liên quan đến các công trình và hệ

thống thuỷ lợi.

12

1.3 Nhiệm vụ và nội dung môn học

 Nhiệm vụ :

1. Cung cấp những kiến thức cơ bản về sự hình thành dòng chảy

sông ngòi, lưu vực, quá trình hình thành dòng chảy sông ngòi

2. Các phương pháp đo đạc và thu thập tài liệu thuỷ văn

3. Cung cấp các phương pháp tính toán các đặc trưng thuỷ văn

thiết kế

4. Phương pháp tính toán cân bằng nước trong hệ thống, đặc biệt là

cân bằng nước đối với hệ thống hồ chứa

13

1.3 Nhiệm vụ và nội dung môn học

 Nội dung:

1. Chương 1: Giới thiệu chung

2. Chương 2: Các nguyên lý thuỷ văn

3. Chương 3: Phân tích tần suất & phân tích tương quan

4. Chương 4: Tính toán các đặc trưng thuỷ văn thiết kế

5. Chương 5: Điều tiết dòng chảy bằng hồ chứa

14

1.4 Đặc điểm của hiện tượng thuỷ văn và phương pháp nghiên cứu

1. Đặc điểm hiện tượng thủy văn:

Các hiện tượng thuỷ văn là kết quả tác động của nhiều nhân tố tự nhiên. Dòng chảy sinh ra trên mặt đất là một quá trình phụ thuộc và nhiều yếu tố: Khí hậu, thời tiết, mặt đệm…. Dòng chảy sông ngòi là kết quả tổng hợp của các nhân tố trên có thể định lượng được. Có thể biểu thị đại lượng dòng chảy Y với các yếu tố trên theo quan hệ: Y = f(X, Z) trong đó X là nhóm nhân tố khí hậu là nhóm biến đổi nhanh. Nhóm này tập hợp tất cả các yếu tố khí tượng: Mưa, bốc hơi, nhiệt đọ, gió…;

15

Z là nhóm nhân tố đặc trưng mặt đệm là nhóm biến đổi chậm. Nhóm này tập hợp các đạc trưng: diện tích lưu vực, điều kiện địa hình, địa chất, độ dốc lưu vực, thảm phủ thực vật…

Các hiện tượng thủy văn vừa mang tính tất định, vừa mang tính

ngẫu nhiên.

Tất định: sự thay đổi có tính chu kỳ (mùa lũ, mùa kiệt)…; mối quan hệ vật lý giữa các nhân tố ảnh hưởng (X, Z) đến các đặc trưng dòng chảy (Y)…; Biến đổi có quy luật theo không gian bị chi phối bởi tính địa đới của khí hậu

Ngẫu nhiên: phụ thuộc vào sự biến đổi ngẫu nhiên của nhóm

nhân tố khí hậu, khí tượng.

16

1.4 Đặc điểm của hiện tượng thuỷ văn và phương pháp nghiên cứu

2. Phương pháp nghiên cứu:

Phương pháp Phân tích nguyên nhân hình thành Là phương pháp xây

dựng dựa trên tính tất định của hiện tượng thuỷ văn.

1.

Phân tích căn nguyên: Phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến sự hình

thành các quá trình dòng chảy.

2. Tổng hợp địa lý: Hiện tượng thuỷ văn mang tính địa đới, khu vực. Có

thể xây dựng bản đồ phân vùng, bản đồ đẳng trị các đặc trưng…

3. Lưu vực tương tự: mượn thông số, đặc trưng thuỷ văn của lưu vực

khác có nhiều tài liệu hơn.

17

Bản đồ đẳng trị mưa ở Việt Nam

18

1.4 Đặc điểm của hiện tượng thuỷ văn và phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu:

Phương pháp Thống kê xác suất

Hiện tượng thuỷ văn mang tính ngẫu nhiên, do đó có

thể coi các đại lượng thuỷ văn đặc trưng là các đại

lượng ngẫu nhiên. Từ đó áp dụng lý thuyết thống kê

xác suất để xác định các đặc trưng thuỷ văn thiết kế

theo một tần suất thiết kế đã được quy định.

19

Câu hỏi và thảo luận

1. Các khái niệm Thuỷ văn và Thuỷ văn công trình

2. Vòng tuần hoàn nước là gì? Sơ đồ mô tả vòng tuần

hoàn nước.

3. Đặc điểm của hiện tượng thủy văn, Các phương

pháp nghiên cứu

20