Giáo trình Điều tra thủy văn và môi trường

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI<br /> KHOA THỦY VĂN - MÔI TRƯỜNG<br /> ------------- -----------PGS.TS LÊ VĂN NGHINH<br /> PGS.TS LÊ ĐÌNH THÀNH<br /> <br /> GIÁO TRÌNH<br /> ĐIỀU TRA THỦY VĂN VÀ MÔI TRƯỜNG<br /> <br /> HÀ NỘI 2002<br /> <br /> 1<br /> <br /> MỤC LỤC<br /> Chương I. MỞ ĐẦU.............................................................................................................................. 5<br /> I.1 Ý NGHĨA VÀ NHIỆM VỤ MÔN HỌC....................................................................................... 5<br /> I.2 NỘI DUNG MÔN HỌC ............................................................................................................... 5<br /> I.3 PHÂN LOẠI ĐỐI TƯỢNG ĐIỀU TRA ..................................................................................... 6<br /> I.4 NGUYÊN TẮC VÀ CÁC BƯỚC ĐIỀU TRA ............................................................................. 7<br /> I.4-1 Nguyên tắc điều tra thủy văn môi trường ............................................................................. 7<br /> I.4-2 Các bước tiến hành điều tra. ................................................................................................. 8<br /> I.5 CÔNG TÁC CHUẨN BỊ TRƯỚC KHI ĐIỀU TRA KHẢO SÁT THỰC ĐỊA......................... 9<br /> 1.5-1 Thu thập, nghiên cứu và xử lý các tài liệu đã có. ................................................................ 9<br /> 1.5-2 Lập kế hoạch khảo sát điều tra.......................................................................................... 10<br /> 1.5-3 Biên chế tổ chức................................................................................................................ 11<br /> 1.5-4 Chuẩn bị trang thiết bị, dụng cụ và các vật dụng.............................................................. 11<br /> Câu hỏi chương 1: ............................................................................................................................ 12<br /> Chương II. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU THỦY VĂN MÔI TRƯƠNG ........................................... 13<br /> 2.1 PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU TRA ĐỊA HÌNH ĐỊA MẠO .............................................................. 13<br /> 2.1-1 Xác định khoảng cách....................................................................................................... 13<br /> 2.2 PHƯƠNG PHÁP ĐO SÂU TRONG SÔNG HỒ....................................................................... 19<br /> 2.2-1 Dụng cụ và máy do sâu..................................................................................................... 19<br /> 2.2-3 Chỉnh lý số liệu đo sâu...................................................................................................... 23<br /> 2.3 LẬP TRẠM QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ MÔI TRƯỜNG.......................... 24<br /> 2.3-1 Đặt lưới trạm quan trắc khí tượng thủy văn - môi trường................................................. 24<br /> 2.3-2. Quan trắc các yếu tố khí tượng. ...................................................................................... 24<br /> 2.3-3. Quan trắc mực nước.......................................................................................................... 25<br /> 2.3-4. Quan trắc độ dốc mặt nước. .............................................................................................. 25<br /> 2.3-5. Xác định lưu lượng và thiết lập quan hệ mực nước lưu lượng. ........................................ 25<br /> 2.3-6. Nghiên cứu dòng chảy bùn cát và biến hình lòng sông. ................................................... 26<br /> 2.3-7. Quan trắc các yếu tố môi trường....................................................................................... 26<br /> 2.4 PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU TRA DÒ HỎI TRONG NHÂN DÂN............................................... 26<br /> 2.5 PHƯƠNG PHÁP HIỆU CHỈNH BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH VÀ GHI NHẬT KÝ THỰC ĐỊA...... 27<br /> 2.5-1. Hiệu chỉnh bản đồ địa hình. ............................................................................................. 27<br /> 2.5-2. Ghi nhật ký thực địa......................................................................................................... 27<br /> 2.6 PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU TRA ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG............................... 28<br /> 2-6.1 Các tài liệu nghiên cứu thu thập. ...................................................................................... 28<br /> 2-6.2 Các thông tin cần khảo sát, nghiên cứu lấy mẫu môi trường ngoài thực địa. .................. 28<br /> 2-6.3 Phương pháp điều tra khảo sát môi trường. ...................................................................... 29<br /> 2.7 PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG............................... 36<br /> 2.7-1 Phương pháp lấy mẫu nước. ............................................................................................. 36<br /> 2.7-2 Phương pháp lấy mẫu đất.................................................................................................. 37<br /> 2.8 ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ TTĐL TRONG ĐIỀU TRA TV VÀ MT. .............................. 37<br /> 2.8-1 Khái niệm chung................................................................................................................ 37<br /> 2.8-2 Ứng dụng Viễn thám và hệ thông tin địa lý trong điều tra tài nguyên thiên nhiên và môi<br /> trường. ......................................................................................................................................... 38<br /> 2.9 KỸ THUẬT AN TOÀN TRONG ĐIỀU TRA THỰC ĐỊA. ..................................................... 39<br /> Câu hỏi chương 2: ............................................................................................................................ 41<br /> Chương III. ĐIỀU TRA TV PHỤC VỤ QH SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC MỘT KHU VỰC, LVS... 42<br /> 3.1. ĐẶT VẤN ĐỀ........................................................................................................................... 42<br /> 3.2. ĐIỀU TRA KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN .................................................... 42<br /> 3.2-1 Vị trí địa lý địa hình........................................................................................................... 42<br /> 3.2-2 Mạng lưới sông ngòi kênh rạch ......................................................................................... 43<br /> 3.2-3 Điều tra địa chất thổ nhưỡng............................................................................................. 43<br /> 3.2-4 Điều tra thảm phủ thực vật................................................................................................ 43<br /> 3.2-5 Điều tra sự ảnh hưởng của điều kiện địa lý tự nhiên tới chế độ dòng chảy ...................... 44<br /> 3.2-6 Điều tra khảo sát thung lũng sông và vùng phụ cận. ........................................................ 44<br /> <br /> 2<br /> <br /> 3.2-7 Điều tra lòng sông............................................................................................................. 46<br /> 3.2-8 Điều tra hoạt động kinh tế của con người......................................................................... 48<br /> 1. Các hoạt động nông - lâm nghiệp.................................................................................................... 48<br /> 2. Các hoạt động thuỷ lợi ..................................................................................................................... 48<br /> 3.2-9 Tình hình nghiên cứu đo đạc khí tượng thuỷ văn lưu vực................................................ 49<br /> 3.3 ĐIỀU TRA KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU, KHÍ TƯỢNG ............................................ 49<br /> 3.3-1 Yếu tố mưa........................................................................................................................ 50<br /> 3.3-2 Yếu bốc hơi....................................................................................................................... 50<br /> 3.3-3 Các yếu tố khí tượng khác. ............................................................................................... 50<br /> 3.4 ĐIỀU TRA KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN THỦY VĂN.................................................................. 51<br /> 3.4-1 Chế độ mực nước ............................................................................................................... 51<br /> 3.4-2 Chế độ dòng chảy năm....................................................................................................... 51<br /> 3.4-3 Dòng chảy nhỏ nhất .......................................................................................................... 51<br /> 3.4-4 Khảo sát chế độ bùn cát. ................................................................................................... 52<br /> 3.5 ĐIỀU TRA KHẢO SÁT CHẾ ĐỘ LŨ, TÌNH HÌNH ÚNG NGẬP .......................................... 52<br /> 3.5-1 Khảo sát chế độ lũ.............................................................................................................. 52<br /> 3.5-2 Điều tra lũ lịch sử.............................................................................................................. 53<br /> 3.5-3 Điều tra tình hình úng ngập. .............................................................................................. 57<br /> 3.5-4 Điều tra lũ quét. ................................................................................................................ 58<br /> 3.6 ĐIỀU TRA ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MT CỦA LŨ, LŨ QUÉT VÀ ÚNG NGẬP................. 59<br /> 3.6-1. Điều tra các vị trí xói lở nghiêm trọng............................................................................. 59<br /> 3.6-2 Điều tra diễn biến vùng cửa sông. ................................................................................... 60<br /> 3.6-3. Điều tra thiệt hại các công trình thủy lợi. ........................................................................ 60<br /> 3.6-4 Điều tra đánh giá môi trường............................................................................................ 61<br /> 3.7 TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG NƯỚC LŨ ĐIỀU TRA ............................................................... 61<br /> 3.7-1 Xác định lưu lượng đỉnh lũ theo quan hệ (H ~ Q) ........................................................... 61<br /> 3.7-2 Tính lưu lượng đỉnh lũ theo phương pháp độ dốc ............................................................ 62<br /> 3.7-3 Tính lưu lượng đỉnh lũ điều tra theo phương pháp đường cong mặt nước. ...................... 64<br /> 3.7-4 Lợi dụng địa hình đặc biệt hay công trình ........................................................................ 66<br /> 3.8 ĐIỀU TRA NƯỚC NGẦM........................................................................................................ 68<br /> 1. Tìm kiếm ................................................................................................................................. 68<br /> 2. Điều tra sơ bộ .......................................................................................................................... 68<br /> 3. Điều tra tỷ mỉ .......................................................................................................................... 69<br /> 4. Đo vẽ địa chất thuỷ văn........................................................................................................... 69<br /> 3.9 ĐIỀU TRA ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC .................................................................... 70<br /> 1. Thông số vật lý........................................................................................................................ 70<br /> 2. Thông số hoá học. ................................................................................................................... 70<br /> 3. Thông số sinh học. .................................................................................................................. 71<br /> 3.10 ĐIỀU TRA PHỤC VỤ QH MÔI TRƯỜNG VÀ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG LƯU VỰC. ... 71<br /> 3.10-1 Các thông tin về điều kiện tự nhiên và tài nguyên lưu vực............................................. 71<br /> 3.10-2. Các thông tin về kinh tế xã hội ....................................................................................... 72<br /> 3.10-3 Các thông tin về môi trường. .......................................................................................... 72<br /> 3.11 ĐÁNH GIÁ NGUỒN NƯỚC VÀ KIẾN NGHỊ SỬ DỤNG .................................................. 73<br /> 3.11-1 Đánh giá mức độ tin cậy của số liệu điều tra. ................................................................. 73<br /> 3.11-2 Đánh giá trữ lượng các nguồn nước (nước mặt và nước ngầm) của toàn bộ khu vực. ... 73<br /> 3.11-3 Đánh giá chất lượng nguồn nước.................................................................................... 73<br /> Câu hỏi chương 3: ............................................................................................................................ 73<br /> Chương IV. ĐIỀU TRA TV - MT PHỤC VỤ ĐÁNH GIÁ VÀ XÃY DỰNG HỒ CHỨA ................ 75<br /> 4.1 ĐẶT VẤN ĐỀ............................................................................................................................ 75<br /> 4.2 ĐIỀU TRA ĐÁNH GIÁ KHO NƯỚC ĐÃ XÂY DỰNG.......................................................... 75<br /> 4.2-1 Điều tra thực trạng các kho nước..................................................................................... 75<br /> 4.2-2 Điều tra đánh giá cân bằng nước ..................................................................................... 76<br /> 4.2-3 Điều tra đánh giá tác động môi trường của kho nước...................................................... 78<br /> 4.2-4 Kiến nghị sử dụng các kho nước đã xây dựng................................................................. 79<br /> 4.3 ĐIỀU TRA PHỤC VỤ LẬP DỰ ÁN THIẾT KẾ KHO NƯỚC................................................ 79<br /> <br /> 3<br /> <br /> 4.3-1 Khảo sát chế độ thuỷ văn khí tượng ................................................................................ 79<br /> 4.3-2 Điều tra khảo sát chọn vị trí kho nước............................................................................. 80<br /> 4.3-3 Điều tra khảo sát địa chất khu lòng hồ............................................................................. 81<br /> 4.3-4 Điều tra khảo sát địa hình lòng hồ. .................................................................................. 81<br /> 4.3-5 Điều tra khảo sát vị trí đường tràn lũ. .............................................................................. 83<br /> 4.3-6 Điều tra khảo sát mạng lưới sông ngòi đổ vào kho nước. ............................................... 83<br /> 4.4 ĐIỀU TRA KHẢO SÁT THỰC ĐỊA TỔNG HỢP ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MT. ................. 84<br /> 4.4-1 Thu thập nghiên cứu tổng quan của dự án. ....................................................................... 84<br /> 4.4-2 Điều tra về tài nguyên môi trường khu vực dự án. ........................................................... 84<br /> 4.5 ĐIỀU TRA TV MT PHỤC VỤ KHAI THÁC KHO NƯỚC SAU KHI XÂY DỰNG. ............ 86<br /> Câu hỏi chương 4: ............................................................................................................................ 86<br /> Chương V. ĐIỀU TRA THỦY VĂN VÙNG SÔNG ẢNH HƯỞNG THỦY TRIỀU........................ 88<br /> 5.1 ĐIỀU TRA GIỚI HẠN KHU VỰC ẢNH HƯỞNG THỦY TRIỀU. ........................................ 88<br /> 5.2 ĐIỀU TRA CHẾ ĐỘ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN.................................................................... 89<br /> 5.2-1 Chế độ khí tượng. ............................................................................................................. 89<br /> 5.2-2 Chế độ thủy văn. ............................................................................................................... 89<br /> 5.3 ĐIỀU TRA TC HOÁ HỌC CỦA NƯỚC VÀ SỰ THÂM NHẬP MẶN THEO DỌC SÔNG.. 91<br /> 5.3-1 Tính chất hoá học............................................................................................................... 91<br /> 5.3-2 Sự thâm nhập nước mặn. .................................................................................................. 92<br /> 5.4 ĐIỀU TRA KHU GIÁP NƯỚC. ............................................................................................... 92<br /> Câu hỏi và thảo luận:........................................................................................................................ 93<br /> Chương VI. ĐIỀU TRA TV MÔI TRƯỜNG PHỤC VỤ CÁC NGÀNH KINH TẾ KHÁC ............... 95<br /> 6.1 ĐIỀU TRA TV PHỤC VỤ XD CÁC CÔNG TRÌNH TƯỚI TIÊU VÀ CẤP NƯỚC.............. 95<br /> 6.1-1 Điều tra thủy văn môi trường phục vụ tưới tiêu nông nghiệp............................................ 95<br /> 6.1-2 Điều tra thủy văn môi trường phục vụ cấp nước. ............................................................. 96<br /> 6.2 ĐIỀU TRA THỦY VĂN MÔI TRƯỜNG PHỤC VỤ GIAO THÔNG ĐƯỜNG THỦY. ........ 97<br /> 6.3 ĐIỀU TRA THỦY VĂN MÔI TRƯỜNG PHỤC VỤ GIAO THÔNG SẮT BỘ...................... 97<br /> Câu hỏi và thảo luận:........................................................................................................................ 99<br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................................... 100<br /> PHỤ LỤC............................................................................................................................................ 102<br /> <br /> 4<br /> <br /> Chương I. MỞ ĐẦU<br /> I.1 Ý NGHĨA VÀ NHIỆM VỤ MÔN HỌC.<br /> Ngày nay ở nước ra cũng như nhiều nước trên thế giới, sự phát triển nhanh<br /> chóng về thủy lợi và các ngành kinh tế quốc dân khác đòi hỏi phải quy hoạch sử dụng<br /> nguồn nước một cách hợp lý và có hiệu quả trong sự phát triển bền vững. Để đạt được<br /> mục đích đó cần phải có số liệu về nguồn nước và các yếu tố chi phối nguồn nước,<br /> song thực tế không phải ở đâu cũng có đầy đủ các số liệu. Để có số liệu cho quy<br /> hoạch, sử dụng và bảo vệ nguồn nước ta cần phải tiến hành điều tra thủy văn môi<br /> trường. Với những số liệu điều tra thu thập được các nhà hoạch định kinh tế, các cơ<br /> quan quy hoạch, thiết kế và xây dựng các công trình sử dụng nguồn nước sẽ giải quyết<br /> một cách hợp lý và có hiệu quả nhất những vấn đề chủ yếu đã đề ra.<br /> Như vậy thực hiện công tác điều tra thủy văn môi trường thúc đẩy việc giải<br /> quyết nhanh chóng và có hiệu quả nhiều nhiệm vụ phát triển kinh tế quốc dân có quan<br /> hệ mật thiết với việc sử dụng và bảo vệ nguồn nước thiên nhiên hoặc nghiên cứu các<br /> biện pháp có hiệu quả để đối phó và hạn chế tới mức thấp nhất tác hại của thiên tai<br /> như lũ lụt, hạn hán...<br /> Xuất phát từ ý nghĩa nêu trên nhiệm vụ của môn học là nghiên cứu các phương<br /> pháp tiến hành điều tra thủy văn môi trường, nắm được nội dung và các bước tiến<br /> hành điều tra khảo sát, thu thập, đánh giá và tính toán số liệu thủy văn môi trường cho<br /> từng đối tượng nghiên cứu vào từng bài toán cụ thể.<br /> I.2 NỘI DUNG MÔN HỌC<br /> Mục đích của điều tra thủy văn môi trường là thu thập được số liệu của đối<br /> tượng nghiên cứu nhằm phục vụ cho thủy điện, tưới tiêu, giao thông thủy bộ, cấp nước<br /> sinh hoạt và công nghiệp, cho bài toán sử dụng tổng hợp nguồn nước, bảo vệ nguồn<br /> nước và phòng chống thiên tai.<br /> Để sử dụng tổng hợp nguồn nước và xây dựng các công trình thủy lợi một cách<br /> hợp lý và có hiệu quả cao cần nghiên cứu hiện trạng khu vực và đối tượng nghiên cứu<br /> về chế độ thủy văn, khí tượng, địa chất thủy văn, về môi trường và các yếu tố ảnh<br /> hưởng đến chúng, dự đoán được khả năng biến đổi của chúng trong tương lai.<br /> Trong thực tế giải quyết vấn đề khả năng sử dụng nguồn nước vào các mục<br /> đích kinh tế khác nhau, cần phải có tài liệu mô tả quy luật biến đổi khí tượng thủy<br /> văn, về địa chất và địa chất thủy văn, thổ nhưỡng, địa hình địa mạo, thảm phủ thực<br /> vật, về hiện trạng môi trường tự nhiên, môi trường đất, nước,.... Các tài liệu này có thể<br /> thu thập được ở các cơ quan có liên quan và có thể tiến hành điều tra khảo sát thực địa<br /> để thu thập.<br /> Nội dung điều tra thủy văn môi trường gồm các vấn đề sau:<br /> 1. Điều tra khảo sát đặc điểm địa lý tự nhiên của khu vực, lưu vực nghiên cứu<br /> bao gồm: địa hình địa mạo, địa chất thổ nhưỡng, thảm phủ thực vật, địa lý thủy văn.<br /> <br /> 5<br /> <br />