Thủy văn học và phân tích vùng ngập lụt ( ĐH Quốc Gia Hà Nội ) - Chương mở đầu

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:18

Thêm vào BST

Báo xấu

123
lượt xem 34
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hiện tượng lũ lụt, khô hạn, vấn đề điều khiển hệ thống thoát lũ và cung cấp nước, vấn đề chất lượng nước và môi trường là các vấn đề có ý nghĩa quan trọng trong thuỷ văn học hiện đại đang được sự quan tâm của các nhà thuỷ văn công trình, địa chất thuỷ văn, các nhà khoa học trong lĩnh vực Khoa học Trái Đất. Cuốn sách này nhấn mạnh các vấn đề về tính toán thuỷ văn, hướng tới đối tượng sinh viên các năm cuối nhằm cung cấp các kiến thức và cách tiếp cận...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Thủy văn học và phân tích vùng ngập lụt ( ĐH Quốc Gia Hà Nội ) - Chương mở đầu

Philip B. Bedient Wayne C. Huber Hydrology and Floodplain Analysis Second Edition
§¹i häc Quèc gia Hµ Néi Tr−êng §¹i häc Khoa häc Tù nhiªn Philip B. Bedient Wayne C. Huber Thuû v¨n häc vµ Ph©n tÝch vïng ngËp lôt Biªn dÞch: NguyÔn Thanh S¬n Hµ néi - 2003
Lêi ng−êi dÞch Cuèn s¸ch Thuû v¨n häc vµ Ph©n tÝch vïng ngËp lôt cña c¸c gi¸o s− Philip B. Bedient, tr−êng ®¹i häc Tæng hîp Rice vµ Wayne C. Huber, tr−êng ®¹i häc Tæng hîp bang Oregon do Addison - Wesley Publising Company xuÊt b¶n ®· tæng kÕt kinh nghiÖm gi¶ng d¹y gÇn 45 n¨m cña c¸c t¸c gi¶ trong lÜnh vùc nµy. §©y lµ mét cuèn s¸ch tr×nh bµy rÊt chi tiÕt vµ c« ®äng c¸c bµi gi¶ng vÒ thuû v¨n häc nãi chung vµ c¸c vïng thuû v¨n vïng ngËp lôt, nãi riªng. Cuèn s¸ch nµy gåm hai phÇn chÝnh nh− tªn s¸ch ®· nªu. §iÒu hÊp dÉn lµ c¸ch tr×nh bµy tõ lý thuyÕt, vÝ dô, bµi tËp mét c¸ch m¹ch l¹c, râ rµng, lµ mét cuèn gi¸o tr×nh kiÓu mÉu gióp ng−êi ®äc n¾m v÷ng c¸c vÊn ®Ò mét c¸ch khoa häc vµ cã kh¶ n¨ng tiÖm cËn ngay víi nh÷ng bµi to¸n thùc tiÔn. S¸ch cã 9 ch−¬ng, 5 ch−¬ng ®Çu tiªn dµnh ®Ó truyÒn ®¹t, ph©n tÝch nh÷ng vÊn ®Ò c¬ b¶n nhÊt cña thuû v¨n häc. Ba ch−¬ng tiÕp theo dµnh ®Ó ph©n tÝch thuû v¨n c¸c vïng ®Æc thï (vïng ®ång b»ng ngËp lôt) vµ thuû v¨n n−íc ngÇm. Ch−¬ng cuèi bµn vÒ c¸c vÊn ®Ò kü thuËt th−êng gÆp trong thiÕt kÕ thuû v¨n. B¹n ®äc cã thÓ t×m hiÓu kü thªm ë phÇn vÒ cuèn s¸ch cña c¸c t¸c gi¶. C¸c vÝ dô, bµi tËp ®−îc chän läc, phï hîp víi lý thuyÕt trªn kinh nghiÖm gi¶ng d¹y vµ thùc tiÔn nghiªn cøu cña c¸c t¸c gi¶. C¸c m« h×nh sö dông m¸y tÝnh ®· ®−îc cËp nhËt vµ gi¸o tr×nh mang mµu s¾c cña thuû v¨n hiÖn ®¹i. Víi h¬n 80 vÝ dô vµ lêi gi¶i cïng nhiÒu bµi tËp vÒ nhµ ®Ó rÌn luyÖn víi sù chuÈn bÞ c«ng phu c¬ së d÷ liÖu, cuèn s¸ch cã Ých kh«ng chØ ®èi víi sinh viªn mµ cßn lµ cÈm nang chØ dÉn ®èi víi c¸c nhµ nghiªn cøu, nhÊt lµ trong lÜnh vùc m« h×nh to¸n thuû v¨n vµ thuû lùc. Khi dÞch cuèn s¸ch nµy, ng−êi dÞch cè ý kh«ng chuyÓn ®æi c¸c ®¬n vÞ Anh, Mü dïng trong cuèn s¸ch bëi c¸c sè liÖu tÝnh to¸n trong c¸c b¶ng biÓu, vÝ dô vµ h×nh vÏ ®Òu dïng ®¬n vÞ Anh vµ kh«ng thÓ lµm l¹i. H¬n n÷a, trong phÇn phô lôc c¸c gi¶ ®· ®−a ra ®Çy ®ñ c¸c b¶ng biÓu chuyÓn ®æi ®¬n vÞ, c¸c thuËt gi¶i, c¸c m« t¶ ch−¬ng tr×nh m¸y tÝnh vµ c¸c ký hiÖu ®Çy ®ñ cã thÓ gióp ng−êi ®äc chuyÓn ®æi dÔ dµng, nÕu cã nhu cÇu. Tuy rÊt cè g¾ng chuyÓn t¶i trung thµnh néi dung cuèn s¸ch, do h¹n chÕ vÒ thuËt ng÷ nªn cã thÓ vÉn cßn cã nh÷ng khiÕm khuyÕt nhÊt ®Þnh. RÊt mong sù gãp ý cña b¹n ®äc ®Ó lÇn xuÊt b¶n sau ®−îc tèt h¬n. Xin ch©n thµnh c¶m ¬n PGS. TS. NguyÔn V¨n TuÇn ®· ®äc kü b¶n dÞch vµ hiÖu ®Ýnh ®Ó b¶n th¶o ®−îc hoµn thiÖn víi chÊt l−îng cao h¬n. Xin c¶m ¬n c¸c sinh viªn Lª ThÞ HuÖ, TrÇn Nam B×nh, Cao Phong Nh·, CÊn Thu V¨n vµ Ph¹m Quang Huy líp K45 TV ®· ®ãng gãp nhiÒu trong c«ng viÖc dÞch thuËt, chÕ b¶n ®Ó cuèn s¸ch sím hoµn thµnh. §©y lµ mét cuèn s¸ch hay, rÊt h÷u dông cho sinh viªn vµ häc viªn sau ®¹i häc còng nh− c¸c nhµ nghiªn cøu, thùc hµnh. Xin tr©n träng giíi thiÖu cïng ®éc gi¶. 11
Më ®Çu HiÖn t−îng lò lôt, kh« h¹n, vÊn ®Ò ®iÒu khiÓn hÖ thèng tho¸t lò vµ cung cÊp n−íc, vÊn ®Ò chÊt l−îng n−íc vµ m«i tr−êng lµ c¸c vÊn ®Ò cã ý nghÜa quan träng trong thuû v¨n häc hiÖn ®¹i ®ang ®−îc sù quan t©m cña c¸c nhµ thuû v¨n c«ng tr×nh, ®Þa chÊt thuû v¨n, c¸c nhµ khoa häc trong lÜnh vùc Khoa häc Tr¸i §Êt. Cuèn s¸ch nµy nhÊn m¹nh c¸c vÊn ®Ò vÒ tÝnh to¸n thuû v¨n, h−íng tíi ®èi t−îng sinh viªn c¸c n¨m cuèi nh»m cung cÊp c¸c kiÕn thøc vµ c¸ch tiÕp cËn ®Õn vÊn ®Ò øng dông quan träng trong viÖc ph©n tÝch l−u vùc, tÝnh to¸n ngËp lôt, kiÓm so¸t lò, thuû v¨n ®« thÞ, thiÕt kÕ m−a vµ thuû lùc dßng ch¶y vµ m« h×nh ho¸ b»ng m¸y tÝnh. Phiªn b¶n thø hai cña cuèn s¸ch nµy ®−îc giíi h¹n vµ më réng trong c¸c ch−¬ng 1, 2 vµ 4. Nh÷ng quan ®iÓm míi vÒ ®o ®¹c thuû v¨n, vÒ qu¸ tr×nh thÊm, vÒ m« h×nh HEC-1 vµ HEC-2 ®· ®−îc tr×nh bµy. Ch−¬ng 9 nhÊn m¹nh tÇm quan träng cña thiÕt kÕ thuû v¨n víi c¸c vÝ dô chi tiÕt vÒ c¸ch gi¶i hîp lý cho kªnh dÉn, l−u vùc nhá, hå chøa vµ vïng ngËp lôt. Ngoµi ra, c¸c biÓu b¶ng tÝnh to¸n thuû v¨n ®−îc s¾p xÕp râ rµng, trÝch dÉn h¬n 80 vÝ dô, 192 bµi tËp minh ho¹ vµ 4 h−íng nghiªn cøu chÝnh. sù ph¸t triÓn cña thuû v¨n häc Trong hai m−¬i n¨m qua, thñy v¨n häc lµ m«n häc ®−îc tr−ëng thµnh nh− mét khoa häc kü thuËt. H−íng theo sù ph¸t triÓn cña lý thuyÕt thñy v¨n häc truyÒn thèng tr−íc 1960, mét sù t¨ng ®ét biÕn vÒ sè l−îng vµ sù phøc t¹p cña c¸c nghiªn cøu thñy v¨n häc lµ tõ hai lùc ph¸t ®éng vµo cuèi nh÷ng n¨m 1960: ViÖc ph¸t triÓn, më réng thµnh thÞ trong Hoa Kú vµ sù quan t©m ®Õn m«i tr−êng, sù kiÓm tra chÊt l−îng n−íc mÆt ®−îc nhÊn m¹nh. Sù ra ®êi hµng lo¹t c«ng tr×nh vÒ m−a, dßng ch¶y vµ chÊt l−îng n−íc còng nh− sù ph¸t triÓn cña kü thuËt m¸y tÝnh t¹o c¬ së tèt h¬n cho viÖc ph©n tÝch d÷ liÖu vµ x©y dùng m« h×nh l−u vùc. Vµo nh÷ng n¨m 1970 thñy v¨n häc b−íc vµo mét kû nguyªn míi. Trong thËp niªn nµy mét sè lín m« h×nh tÝnh to¸n trªn m¸y tÝnh phøc t¹p ®−îc t¹o ra bëi c¸c c¬ quan thuéc ChÝnh phñ vµ c¸c tr−êng ®¹i häc ®Þnh h−íng vµo sù dù ®o¸n n¹n lôt, ®iÒu khiÓn n¹n lôt, c¸c kü thuËt tµi nguyªn n−íc, thñy lùc thiÕt kÕ, vÊn ®Ò t−íi n−íc, kiÓm tra ®é nhiÔm bÈn, qu¶n lý chÊt l−îng vµ nh÷ng vÊn ®Ò cung cÊp n−íc. Trong nh÷ng n¨m 1980, nh÷ng m« h×nh tÝnh to¸n trªn m¸y tÝnh ®−îc cËp nhËt tµi liÖu ®· trë thµnh th−êng lÖ vµ vËn hµnh c¸c thñ tôc ph©n tÝch thñy v¨n chi tiÕt c¸c l−tree vùc. Bæ sung tÝnh n¨ng sö dông b»ng nh÷ng m¸y tÝnh c¸ nh©n vµo nh÷ng n¨m 1980 7
®· c¸ch m¹ng hãa h¬n n÷a tÝnh thùc hµnh cña thñy v¨n häc. Hµng tr¨m ch−¬ng tr×nh lín, nhá ®· ®−îc viÕt ®Ó lµm ®¬n gi¶n ho¸ c«ng viÖc tÝnh to¸n trªn cña c¸c kü s− vµ c¸c nhµ thñy v¨n. NhiÒu m¸y tÝnh lín sím h¬n ®· tÝch hîp ®Ó cã nh÷ng phiªn b¶n ®−îc chuyÓn ®æi ch¹y trªn nh÷ng m¸y tÝnh c¸ nh©n m¹nh. Sù h÷u dông cña nh÷ng m« h×nh tÝnh to¸n trªn m¸y tÝnh ®· ®−îc khai triÓn cho líp häc vµ cho thùc tÕ thiÕt kÕ mét c¸ch ®¸ng kÓ. Ph¸t triÓn vÒ lý luËn ý t−ëng ®Çu tiªn cho quyÓn s¸ch b¾t nguån tõ nh÷ng kinh nghiÖm cña t¸c gi¶ trong viÖc d¹y vÒ ph©n tÝch thñy v¨n häc l−u vùc tõ 1976 t¹i tr−êng ®¹i häc Rice. Phiªn b¶n ®Çu tiªn cña cuèn s¸ch (1988) ®−îc viÕt trong thêi gian n¨m n¨m vµ cung cÊp c¸c ph−¬ng ph¸p tÝnh gÇn ®óng hiÖn ®¹i bao gåm sù liÖt kª chi tiÕt nh÷ng ph−¬ng ph¸p sè vµ nh÷ng m« h×nh tÝnh to¸n trªn m¸y tÝnh th−êng ®−îc sö dông trong thñy v¨n häc. Phiªn b¶n hai, sau bèn n¨m, ®· bæ sung ®¸ng kÓ c¸c kiÕn thøc míi, nh÷ng vÝ dô, b¶ng biÓu vµ mét ch−¬ng míi vÒ nh÷ng vÊn ®Ò dù ¸n trong thñy v¨n häc. T¸c gi¶ ®· lùa chän nh÷ng m« h×nh tÝnh ®¬n gi¶n ®Ó sinh viªn häc nhiÖt t×nh vµ hiÖu qu¶ h¬n khi hä tiÖm cËn nh÷ng vÊn ®Ò thñy v¨n häc hiÖn ®¹i. Víi kh¶ n¨ng hiÖn thêi cña nh÷ng m¸y tÝnh c¸ nh©n, nh÷ng ho¹t ®éng nh− vËy ®ang trë thµnh lµ quy t¾c cho sù rÌn luyÖn cña c¸c kü s− vµ c¸c nhµ thñy v¨n häc. V¨n b¶n nµy cung cÊp mét sè ch−¬ng tr×nh vµ nh÷ng b¶ng biÓu FORTRAN ®¬n gi¶n ®−îc sö dông trong thñy v¨n häc vµ thñy lùc häc, s½n sµng trªn ®Üa cho hÖ m¸y PC hoÆc m¸y tÝnh Macintosh. Bèn ch−¬ng ( 5, 6, 7, vµ 9) cèng hiÕn cho lý thuyÕt vµ øng dông chi tiÕt ba m« h×nh ®−îc sö dông réng r·i nhÊt ®Ó lµm mÉu: HEC - 1, HEC - 2 vµ SWMM. Víi tr−êng hîp chi tiÕt, chÝnh lµ häc vÒ l−u vùc vµ lËp kÕ ho¹ch thñy v¨n thùc t¹i. §iÒu nµy lµ mét sù c¶i tiÕn ®Æc biÖt kh¸c tr−íc, céng thªm ch−¬ng 9 tr×nh bµy vÒ vÊn ®Ò dù ¸n, phiªn b¶n hai lµ mét sù tham kh¶o cã Ých cho c¶ nh÷ng sinh viªn lÉn nh÷ng ng−êi chuyªn nghiÖp trong thñy v¨n. Tæ chøc cuèn s¸ch Cuèn s¸ch ®−îc chia ra hai phÇn chñ yÕu: PhÇn ®Çu tiªn, gåm cã bèn ch−¬ng bao trïm nh÷ng chñ ®Ò thuû v¨n truyÒn thèng nh− sù thÊm, m−a, bèc h¬i, sù ®o ®¹c vµ ph©n tÝch l−u l−îng trËn m−a, x¸c suÊt ngËp lôt vµ nh÷ng ph−¬ng ph¸p kh¶o s¸t n¹n lôt. Nh÷ng chñ ®Ò nµy cung cÊp cho sinh viªn mét sù hiÓu biÕt toµn diÖn chu tr×nh thñy v¨n häc trong tù nhiªn còng nh− bµi to¸n x©y dùng thiÕt kÕ bªn trong giíi h¹n nhÊt ®Þnh cña n¹n lôt. NhiÒu vÝ dô thùc tÕ ®−îc sö dông ®Ó minh ho¹ c¸c lý thuyÕt vµ ®Þnh nghÜa. Nh÷ng ph−¬ng ph¸p thùc nghiÖm vµ nh÷ng sù tÝnh to¸n gÇn ®óng cïng c¸c b¶ng biÓu ®−îc sö dông kh¾p n¬i. Ch−¬ng 3, Sù ph©n tÝch tÇn sè, giíi thiÖu nh÷ng ph©n phèi chuÈn ®Ó ph©n tÝch d÷ liÖu cã liªn quan n¹n lôt vµ nhÊn m¹nh t¹i sao nh÷ng ph©n phèi ®Æc thï trªn ®−îc chän còng nh− bµn ®Õn sù phï hîp d÷ liÖu ®o ®−îc. Ch−¬ng 4, DiÔn to¸n lò, bao gåm nh÷ng vÝ dô chi tiÕt vÒ ®éng lùc häc dßng s«ng vµ bÓ chøa ®ång thêi liªn hÖ víi nh÷ng ph−¬ng ph¸p sè trÞ. Nh÷ng ph−¬ng tr×nh diÔn to¸n lò ®−îc dÉn xuÊt ra chi tiÕt, ®−îc ph©n tÝch vµ cung cÊp kÌm theo mét ch−¬ng 8
tr×nh m¸y tÝnh. Mét th¶o luËn ®Çy ®ñ vÒ nh÷ng ph−¬ng ph¸p diÔn to¸n thñy lùc tiªn tiÕn h¬n vµ nh÷ng m« h×nh s½n cã ®· ®−îc tr×nh bµy. C¸c ch−¬ng 5 - 9 ®−îc thiÕt kÕ ®Ó ¸p dông kü thuËt m¸y tÝnh lý thuyÕt vµ m« h×nh thñy v¨n häc cho mét sè vïng ®Æc thï cña viÖc thiÕt kÕ thñy v¨n vµ thiÕt kÕ - ph©n tÝch l−u vùc, sù m« t¶ ph¸c häa vïng ngËp lôt vµ thuû v¨n ®« thÞ. Nh÷ng ph−¬ng ph¸p vµ nh÷ng m« h×nh m¸y tÝnh hiÖn ®¹i nhÊt ®Ó dù ®o¸n n¹n lôt, tÝnh to¸n vïng ngËp lôt, vµ thiÕt kÕ thuû v¨n ®« thÞ ®−îc nhÊn m¹nh trong mäi chi tiÕt ®¸p øng cho sö dông thùc tiÔn vµ cung cÊp nh÷ng sù nghiªn cøu chi tiÕt qua c¸c tr−êng hîp vÝ dô. Ch−¬ng 5 giíi thiÖu c¸c m« h×nh m« pháng trong thñy v¨n, nh÷ng ph−¬ng ph¸p m« pháng ®iÒu khiÓn vµ dù ®o¸n n¹n lôt, ®−êng qu¸ tr×nh lò trªn l−u vùc. Giíi thiÖu ph−¬ng ph¸p luËn toµn diÖn vÒ tæ chøc d÷ liÖu ®Çu vµo cña m« h×nh ngËp lôt. Ch−¬ng nµy bµn vÒ øng dông cña HEC-1, ®−êng qu¸ tr×nh l−u l−îng ®¬n vÞ, ph−¬ng ph¸p sãng ®éng häc vµ hiÖu øng l−u vùc tõ qu¸ tr×nh ®« thÞ ho¸, viÖc ph©n chia c¸c kªnh vµ bÓ chøa, ®¸nh gi¸ tÝnh hiÖu dông trong c¸c ®iÒu kiÖn mÆt ®Öm phøc t¹p trªn l−u vùc cho thÊy nh÷ng khã kh¨n khi øng dông m« h×nh hÖ thèng. Ch−¬ng 6, Thñy v¨n ®« thÞ, tæng quan nh÷ng ph−¬ng ph¸p chuÈn vµ nh÷ng m« h×nh m¸y tÝnh cho c¸c cèng vµ kªnh më t¹i c¸c hÖ thèng cèng r·nh. Nh÷ng sù ph¸t triÓn gÇn ®©y trong thiÕt kÕ hÖ thèng tho¸t hå chøa, kÓ c¶ phÇn qu¶n lý n−íc (SWMM), ®−îc tr×nh bµy víi mét sù nghiªn cøu l−u l−îng ®« thÞ toµn diÖn nhÊt. NhÊn m¹nh vÒ khÝa c¹nh ph©n tÝch thèng kª d÷ liÖu vµ lý thuyÕt trªn nÒn c¸c ®−êng cong IDF ®−îc sö dông trong hÖ thèng thiÕt kÕ tho¸t n−íc thµnh thÞ vµ nh÷ng sù so s¸nh t¹o ra c¸c ph−¬ng ph¸p hîp lý lµm chuÈn thiÕt kÕ. Ch−¬ng 7, Thñy lùc häc vïng ngËp lôt cho nh÷ng tæng quan ®Çu tiªn, nh÷ng kh¸i niÖm tõ dßng ch¶y trong kªnh hë, c¸c yªu cÇu ®Ó vËn hµnh theo tr¾c diÖn tÝnh to¸n. TiÕp theo, HEC - 2 cña Trung t©m kü thuËt thñy v¨n ®−îc m« t¶ chi tiÕt bëi v× tÝnh phæ biÕn cña nã vµ yªu cÇu sö dông cña nh÷ng kü s− thùc hµnh. §−êng cong n−íc mÆt ngoµi vµ mÆt nghiªng ®−îc yªu cÇu trong ®a sè c¸c vïng ngËp lôt vµ kªnh thiÕt kÕ cña c¸c dù ¸n, nh÷ng thiÕt diÖn t¹i ng· t− cã cÇu b¾c qua ®ßi hái x¸c ®Þnh vÞ trÝ vµ nh÷ng hÖ sè c¬ b¶n. Mét nghiªn cøu tr−êng hîp chi tiÕt ®−îc giíi thiÖu minh ho¹ cho m« h×nh. Sù dù ®o¸n n¹n lôt gåm c¸c ®Ønh cho mét trËn m−a lÞch sö hoÆc dù b¸o, sö dông ph−¬ng ph¸p hîp lý hoÆc mét m« h×nh tÝnh ®· kÐo theo sù biÕn ®æi c¸c ®Ønh ®iÒu chØnh trong vïng ngËp lôt. §©y lµ mét trong nh÷ng bµi to¸n khã nhÊt trong viÖc lËp quy ho¹ch thñy v¨n. Ch−¬ng 9 h−íng vµo vµi vÊn ®Ò thùc tiÔn liªn quan ®Õn trËn m−a thiÕt kÕ, l−u v−c nhá thiÕt kÕ, hå chøa thiÕt kÕ, vµ réng h¬n lµ l−u vùc ngËp lôt thiÕt kÕ. C¸c ch−¬ng 5, 6,7, vµ 9 cïng tr×nh bµy mét tæ hîp ®¬n nhÊt c¸c ph−¬ng ph¸p th−êng sö dông bëi nh÷ng kü s− thùc hµnh vµ nh÷ng nhµ thñy v¨n häc nh−ng tr−íc ®ã ch−a bao giê ®Ò tµi nµy kÕt hîp trong mét cuèn s¸ch gi¸o khoa phæ th«ng. Ch−¬ng 8 tr×nh bµy thñy v¨n häc n−íc d−íi ®Êt nh− mét ch−¬ng ®éc lËp, bao gåm dßng trong m«i tr−êng xèp, nh÷ng thuéc tÝnh tÇng chøa n−íc, giÕng vµ c¸c øng dông m¸y tÝnh. §−a ra nh÷ng ph−¬ng tr×nh cña dßng vµ øng dông vµo mét sè bµi to¸n n−íc ngÇm, bao gåm sù ph©n tÝch c¶ tr¹ng th¸i dõng lÉn tr¹ng th¸i ®éng. Sù ph©n chia vÒ nh÷ng ph−¬ng ph¸p sè giíi thiÖu kü thuËt thùc nghiÖm trong n−íc ngÇm vµ nh÷ng vÝ dô sö dông nh÷ng ch−¬ng tr×nh m¸y tÝnh ®¬n gi¶n ®Ó m« t¶. 9
Phiªn b¶n míi cña cuèn s¸ch cung cÊp kü thuËt hoÆc cho sinh viªn hoÆc cho c¸c nhµ khoa häc víi tÊt c¶ lý thuyÕt thÝch hîp ®Ó hiÓu thñy v¨n häc vµ sù ph©n tÝch vïng ngËp lôt. Kü s− thùc hµnh t×m thÊy quyÓn s¸ch mét sù tham kh¶o hiÖn ®¹i cho nh÷ng nguyªn lý thñy v¨n häc, sù ph©n tÝch tÇn sè n¹n lôt, sù ph©n tÝch vïng ngËp lôt, sù m« pháng b»ng m¸y tÝnh vµ n−íc m−a thiÕt kÕ. lêi c¶m ¬n Cuèn s¸ch vÒ c¸c ph©n tÝch thuû v¨n l−u vùc nµy ®· ®−îc tÝch luü trong mét sè n¨m gi¶ng d¹y. Trong qu¸ tr×nh trao ®æi víi c¸c ®ång nghiÖp vµ sinh viªn ®· dÇn hoµn thiÖn c¸c ý t−ëng vÒ sù nhÊn m¹nh c¸c ph−¬ng ph¸p hiÖn ®¹i. T¸c gi¶ c¶m thÊy m¾c nî nhiÒu nhãm nghiªn cøu, c¸c tæ chøc vµ c¸ nh©n v× nh÷ng ®ãng gãp ®¸ng kÓ cña hä ®Ó cÊu tróc néi dung cuèn s¸ch ®−îc hoµn thiÖn chÊt l−îng cao. Sù ®ãng gãp cña c¸c nhµ biªn tËp trong viÖc rµ so¸t b¶n th¶o cÈn thËn vµ c¸c gãp ý quý b¸u cña: Robert Johanson, tr−êng ®¹i häc Pacific; Richard H. McCuen, tr−êng ®¹i häc Maryland; Ed Schroeder, tr−êng ®¹i häc California, Davis; Stuart G. Walesh, tr−ëng khoa, tr−êng ®¹i häc Valparaiso; vµ Ralph A. Wurbs, tr−êng ®¹i häc Texas A& M. Tom Robbins, biªn tËp viªn nhµ xuÊt b¶n Addison - Wesley, trong c¶ hai phiªn b¶n. Sù qu¶n lý cña c¬ quan Flanagan Barbara trong viÖc qu¶n lý toµn bé c¸c chi tiÕt kü thuËt lµ sèng cßn tíi sù xuÊt b¶n phiªn b¶n ®Çu tiªn. Helen Wythe ®ãng gãp nhiÒu vÒ nh÷ng sù thay ®æi cho phiªn b¶n hai. Nh÷ng t¸c gi¶ còng c¸m ¬n tÊt c¶ c¸c ®ång nghiÖp ë Addison - Wesley v× nh÷ng nç lùc cña hä . Lêi c¶m ¬n ®Æc biÖt dµnh cho kü thuËt viªn tËn t©m Pamela Ross ë tr−êng ®¹i häc Rice v× sù gióp ®ì cña c« Êy, vÒ kü n¨ng xem l¹i v¨n b¶n, biªn tËp nh÷ng vÝ dô, nh÷ng bµi to¸n, bµi tËp ë nhµ, vµ nh÷ng ch−¬ng tr×nh m¸y tÝnh. Tim Jenkin, Beth Erlanson, Carol Ellinger gióp ®ì nhiÒu vÒ nh÷ng b¶ng biÓu, nh÷ng vÝ dô, vµ bµi tËp ë nhµ nh÷ng bµi to¸n cho phiªn b¶n hai. Chóng ta v« cïng c¶m ¬n Kelsey - Bettschen vµ Diana Freeman Marilyn ®¸nh m¸y hÇu hÕt ph¸c th¶o ®Çu tiªn. Cuèi cïng, chóng ta dµnh sù c¶m ¬n cho Kathy Moore, ng−êi tæ chøc tÊt c¶ sù ®¸nh m¸y, minh ho¹, vÒ nh÷ng sù thay ®æi v¨n b¶n vµ h×nh vÏ cho phiªn b¶n thø hai. Philip B. Bedient Wayne C. Huber 10
VÒ cuèn s¸ch Thuû v¨n häc vµ Ph©n tÝch vïng ngËp lôt, phiªn b¶n thø hai cung cÊp ®Çy ®ñ c¸c kh¸i niÖm c¬ b¶n vµ c¸c ph−¬ng ph¸p thiÕt kÕ trong thuû v¨n vµ ph©n tÝch vïng ngËp lôt. Bèn ch−¬ng ®Çu tiªn bao trïm c¸c chñ ®Ò vÒ dßng ch¶y mÆt nh− gi¸ng thuû, bèc tho¸t h¬i, thÊm vµ ph©n tÝch m−a - dßng ch¶y, tÇn suÊt lò vµ c¸c ph−¬ng ph¸p diÔn to¸n lò. Ch−¬ng 5, 6 vµ 7 ®Ò cËp tíi lý thuyÕt vµ kü thuËt m¸y tÝnh hiÖn ®¹i ®èi víi mét sè lÜnh vùc thuû v¨n c«ng tr×nh gåm ph©n tÝch l−u vùc, thuû v¨n ®« thÞ vµ thuû lùc vïng ngËp lôt. Ch−¬ng 8 bµn luËn mét c¸ch sóc tÝch vÒ chñ ®Ò n−íc ngÇm bao gåm n−íc ngÇm, dßng ch¶y ngÇm, thuû lùc giÕng vµ c¸c kü thuËt m« h×nh ho¸ n−íc d−íi ®Êt. §iÓm míi trong phiªn b¶n nµy ë ch−¬ng 9 víi c¸c ph−¬ng ph¸p thiÕt kÕ m−a - dßng ch¶y nhÊn m¹nh ®Õn c¸c l−u vùc nhá vµ lín ®ang ®« thÞ ho¸. C¸c ph−¬ng ph¸p thiÕt kÕ víi qui m« c¸c kªnh vµ èng sö dông phÐp xÊp xØ ®−êng qu¸ tr×nh ®¬n vÞ ®Ó m« t¶ c¸c chØ tiªu thiÕt kÕ chuÈn cho vïng ®« thÞ. Ch−¬ng 9 kÕt thóc víi mét chuyªn ®Ò ph©n tÝch vïng ngËp lôt vµ thiÕt kÕ sö dông HEC-1 vµ HEC-2. Thªm vµo trong ch−¬ng 9, ë phiªn b¶n thø hai nµy, ®¸ng chó ý lµ c¸c vÝ dô tÝnh dïng b¶ng sè vµ më réng c¸c phÐp ®o thuû v¨n nh− ph−¬ng ph¸p SCS, ph©n tÝch tèc ®é tæn thÊt mµ HEC -1 vµ HEC -2 ®· th¶o luËn. Tr×nh bµy thªm h¬n 60 bµi tËp vÒ nhµ míi ®Ó rÌn luyÖn. Phiªn b¶n nµy thÝch hîp ®èi víi c¸c kho¸ thuû v¨n d©n sù, kü thuËt m«i tr−êng, ®Þa chÊt häc vµ c¸c khoa häc tr¸i ®Êt kh¸c. LÇn xuÊt b¶n nµy l−îc duyÖt tiÕp tôc c¸c vÊn ®Ò vÒ thuËt to¸n dïng trong thuû v¨n hiÖn ®¹i ®¸p øng ®µo t¹o ®¹i häc vµ sau ®¹i häc vÒ c¸c khÝa c¹nh c©n b»ng vµ ph©n tÝch l−u vùc, diÔn to¸n vµ kiÓm so¸t lò, thuû v¨n ®« thÞ, m−a thi¸t kÕ vµ c¸c m« h×nh m¸y tÝnh. Ngoµi c¸c vÊn ®Ò chÝnh, trong cuèn s¸ch cßn g¾n kÌm theo h¬n 80 vÝ dô vµ lêi gi¶i; cuèi c¸c ch−¬ng ®Òu tæng kÕt c¸c ý t−ëng chÝnh, l−îc duyÖt vµ xem xÐt 192 c¸c kiÓm nghiÖm trong lÜnh vùc thiÕt kÕ thùc tiÔn. 5
VÒ t¸c gi¶ Philip B. Bedient lµ Gi¸o s− thuéc lÜnh vùc kü thuËt m«i tr−êng cña §¹i häc Tæng hîp Rice, Houton, Texas. ¤ng b¶o vÖ luËn ¸n Ph.D. Kü thuËt m«i tr−êng ë §¹i häc Tæng hîp Florrida. C¸c quan t©m nghiªn cøu cña «ng vÒ thuû v¨n n−íc mÆt trong lÜnh vùc m« h×nh ho¸ l−u vùc, chÊt l−îng n−íc m−a ®« thÞ, hÖ thèng ®iÒn tròng vµ ph©n tÝch vïng ngËp lôt. GÇn ®©y c¸c nghiªn cøu cña «ng h−íng tíi m« h×nh thuû v¨n n−íc ngÇm vËn t¶i c«ng céng vµ c¸c n¬i ®æ r¸c th¶i nguy hiÓm. ¤ng lµ nghiªn cøu viªn thuéc C¬ quan trung t©m quèc gia b¶o hé m«i tr−êng vÒ nghiªn cøu n−íc ngÇm. Dr. Bedient lµ ng−êi ®iÒu tra chÝnh cña 30 dù ¸n vµ lµ t¸c gi¶ cña h¬n 80 bµi b¸o kü thuËt. ¤ng thÝch hîp vai trß cè vÊn trong c¶ hai lÜnh vùc c«ng céng vµ t− nh©n vµ lµ mét kü s− chuyªn nghiÖp cã tiÕng. Dr. Bedient ®−îc thõa nhËn lµ ng−êi l·nh ®¹o −u tó tÇm quèc gia trong khoa häc m«i tr−êng tõ 1988-1993. Wayne C. Huber lµ Gi¸o s− vµ tr−ëng khoa Kü thuËt d©n sù tr−êng §¹i häc Tæng hîp Oregon ë Corvalis. ¤ng b¶o vÖ Ph.D. ë tr−êng ®¹i häc Kü thuËt Massachusetts. ¤ng thùc hiÖn luËn ¸n tiÕn sü thuéc lÜnh vùc thèng kª vµ ®−îc biÕt ®Õn qua h¬n 90 c«ng tr×nh vµ bµi b¸o vÒ kü thuËt thèng kª. ¤ng cßn lµ nhµ kü thuËt vµ cè vÊn cho c¸c x−ëng vµ c¸c h·ng phim. Qua nhiÒu n¨m trªn c−¬ng vÞ Gi¸o s− ë tr−êng Tæng hîp Florida t¹i Gainesville, Dr. Huber nghiªn cøu vÒ thuû v¨n l−u vùc s«ng, hå, thèng kª m−a, m« h×nh thuû lùc vµ chÊt l−îng n−íc. ¤ng gãp phÇn vµo x©y dùng m« h×nh SWMM, vÒ nghiªn cøu tæng l−îng vµ chÊt l−îng n−íc trong c¸c vïng ®« thÞ 6
Môc lôc Ch−¬ng1. C¸c nguyªn lý thuû v¨n häc 21 1.1. Giíi thiÖu chung vÒ thuû v¨n häc 21 LÞch sö thuû v¨n cæ ®¹i 22 LÞch sö hiÖn ®¹i 23 Sù ph¸t triÓn cña m¸y tÝnh 24 1.2. Vßng tuÇn hoµn n−íc 26 1.3. Gi¸ng thuû 29 §é Èm kh«ng khÝ 30 Giai ®o¹n biÕn ®æi 31 Nguyªn nh©n vµ c¬ chÕ thµnh t¹o 32 §iÓm gi¸ng thuû 33 Vïng gi¸ng thuû 41 1.4. Bèc h¬i vµ bèc tho¸t h¬i n−íc 45 X¸c ®Þnh bèc h¬i b»ng ph−¬ng ph¸p c©n b»ng n−íc 46 Ph−¬ng ph¸p trao ®æi khèi l−îng 47 Ph−¬ng ph¸p c©n b»ng n¨ng l−îng 48 Thïng bèc h¬i 49 Bèc tho¸t h¬i n−íc 52 1.5. ThÊm 55 Ph−¬ng tr×nh c−êng ®é thÊm 55 C¸c ph−¬ng ph¸p thÊm lü thuyÕt 63 1.6. Dßng ch¶y s«ng ngßi 70 C¸c thµnh phÇn cña biÓu ®å thuû v¨n 71 1.7. §o ®¹c thuû v¨n 72 §é Èm kh«ng khÝ 72 M−a 72 Bèc h¬i 73 ThÊm vµ n−íc ngÇm 73 §o ®¹c dßng ch¶y s«ng ngßi 73 12
HÖ thèng tr¹m thuû v¨n ®« thÞ 77 HÖ thèng kiÓm so¸t thuû v¨n ®« thÞ 77 HÖ thèng phßng lò 79 C¸c ®Æc tr−ng ®Þa lý 80 KÕt luËn 81 Bµi tËp 82 Tµi liÖu tham kh¶o 91 Ch−¬ng 2. Ph©n tÝch quan hÖ m−a - dßng ch¶y 96 2.1. C¸c quan hÖ m−a dßng ch¶y 96 2.2 . Ph©n tÝch ®−êng qu¸ tr×nh thuû v¨n 98 HiÖn t−îng dßng ch¶y mÆt 98 C¸c thµnh phÇn ®−êng qu¸ tr×nh 100 Nh¸nh xuèng vµ sù ph©n chia dßng ch¶y 100 M−a hiÖu qu¶ vµ ®−êng qu¸ tr×nh 101 2.3. Häc thuyÕt ®−êng qu¸ tr×nh ®¬n vÞ 109 Nguån gèc ®−êng qu¸ tr×nh ®¬n vÞ. Tr¹m ®o l−u vùc 109 Ph−¬ng ph¸p ®−êng cong - S 113 TËp hîp c¸c ®−êng cong ®¬n vÞ 117 2.4. Ph¸t triÓn ®−êng ®¬n vÞ tæng hîp 124 C¸c gi¶ thiÕt vµ nh©n tè biÕn ®æi 125 Ph−¬ng ph¸p Sneyder 127 Ph−¬ng ph¸p SCS 129 Ph−¬ng ph¸p Espey 135 2.5. C¸c øng dông cña ®−êng qu¸ tr×nh thuû v¨n ®¬n vÞ 138 2.6. M« h×nh nhËn thøc 142 C¸c ®−êng cong ®¬n vÞ tøc thêi (IUH) 142 C¸c m« h×nh tuyÕn tÝnh 143 2.7. C¸c ph−¬ng ph¸p sãng ®éng häc ®èi víi dßng ch¶y trµn 145 2.8. TuyÕt r¬i vµ tuyÕt tan 147 §Æc tr−ng vËt lý cña b¨ng tuyÕt 148 N¨ng l−îng dù tr÷ cña b¨ng tuyÕt 150 C¸c ph−¬ng tr×nh chØ sè tuyÕt tan - ®é - ngµy hoÆc nhiÖt ®é 151 TÝnh to¸n dßng ch¶y tõ tuyÕt tan 152 KÕt luËn 154 Bµi tËp 155 13
Tµi liÖu tham kh¶o 160 Ch−¬ng 3. Ph©n tÝch tÇn suÊt 163 3.1. Lêi giíi thiÖu 163 Ph¹m vi nghiªn cøu 163 C¸c biÕn cè ngÉu nhiªn 164 BiÓu diÔn sè liÖu 165 3.2. C¸c kh¸i niÖm x¸c suÊt 168 3.3. C¸c biÕn cè ngÉu nhiªn vµ c¸c luËt ph©n bè x¸c suÊt 170 C¸c biÕn cè ngÉu nhiªn vµ biÕn cè rêi r¹c 170 C¸c moment cña mét ph©n bè 172 ¦íc l−îng moment tõ c¸c sè liÖu 174 Lµm tr¬n ph©n bè chuçi sè liÖu 178 3.4. Thêi kú lÆp l¹i vµ thêi kho¶ng t¸i diÔn 178 3.5. C¸c m« h×nh ph©n bè x¸c suÊt c¬ b¶n 181 Chñ quan vµ kh¸ch quan 181 LuËt ph©n bè nhÞ thøc 182 Quy luËt ph©n bè mò 186 LuËt ph©n bè chuÈn 187 LuËt ph©n bè Log chuÈn 189 LuËt ph©n bè Gamma (Pearson3) 191 LuËt ph©n bè Log Pearson3 193 LuËt ph©n bè Gumbel (Gi¸ trÞ cùc trÞ lo¹i I) 196 3.6. Miªu t¶ sè liÖu b»ng biÓu ®å 198 Giíi thiÖu 198 GiÊy x¸c suÊt 199 TrËt tù b¶n vÏ 202 Giíi h¹n tin cËy, ®iÒu kiÖn biªn vµ tr¹ng th¸i sè kh«ng 202 So s¸nh c¸c ®iÓm 208 Tæng kÕt 211 Bµi tËp 212 Tµi liÖu tham kh¶o 221 Ch−¬ng 4. DiÔn to¸n lò 223 4.1. DiÔn to¸n thuû v¨n vµ thuû lùc 223 C¸c ph−¬ng ph¸p diÔn to¸n thuû v¨n 229 14
C¸c ph−¬ng ph¸p diÔn to¸n thuû lùc 229 4.2. DiÔn to¸n thuû v¨n s«ng ngßi 230 Ph−¬ng ph¸p Muskingum 232 X¸c ®Þnh c¸c h»ng sè l−îng tr÷ 236 4.4. Ph−¬ng tr×nh c¬ b¶n diÔn to¸n thuû lùc s«ng ngßi 248 4.5. Sù chuyÓn ®éng cña sãng lò 251 4.6. DiÔn to¸n sãng ®éng häc 254 Ph−¬ng tr×nh c¬ b¶n diÔn to¸n sãng ®éng häc ®èi víi dßng ch¶y trµn 255 DiÔn to¸n ®éng häc trong kªnh 258 C¸c ph−¬ng ph¸p gi¶i tÝch ®èi víi bÒ mÆt kh«ng thÊm 260 XÊp xØ sai ph©n h÷u h¹n 264 Gi¶i c¸c ph−¬ng tr×nh sãng ®éng häc b»ng ph−¬ng ph¸p sai ph©n phÇn tö h÷u h¹n 267 4.7. DiÔn to¸n thuû lùc s«ng ngßi 268 C¸c ph−¬ng ph¸p ®Æc tr−ng 268 Ph−¬ng ph¸p hiÖn 269 Ph−¬ng ph¸p Èn 270 M« h×nh khuyÕch t¸n 271 Ph−¬ng ph¸p Muskingum - Cunge 271 M« h×nh sãng ®éng lùc (DWOPER) 275 §−êng cong tû lÖ 276 KÕt luËn 278 Bµi tËp 278 Tµi liÖu tham kh¶o 287 Ch−¬ng 5. C¸c m« h×nh thuû v¨n m« pháng 289 5.1. Giíi thiÖu vÒ c¸c m« h×nh m« pháng 289 5.2. Tæ chøc ph©n tÝch thuû v¨n l−u vùc 292 5.3. M« t¶ c¸c m« h×nh m« pháng thuû v¨n chÝnh 293 5.4. m« h×nh HEC-1 296 Ph¸c th¶o l−u vùc 297 Gi¸ng thuû 298 TuyÕt r¬i vµ tuyÕt tan 298 Ph©n tÝch tû lÖ tæn thÊt 298 TÝnh to¸n dßng ch¶y trªn c¸c l−u vùc con 300 TÝnh to¸n dßng c¬ b¶n 303 DiÔn to¸n lò 304 15
C¸c kh¶ n¨ng kh¸c cña m« h×nh HEC-1 305 5.5. Sè liÖu ®Çu vµo vµ ®Çu ra cña HEC-1 306 Kh¸i qu¸t sè liÖu ®Çu vµo 306 Kh¸i qu¸t d÷ liÖu ®Çu ra 214 5.6. Ph©n tÝch l−u vùc b»ng HEC-1: Nghiªn cøu ®iÓn h×nh 315 Miªu t¶ l−u vùc 315 C¸c th«ng sè vËt lý 316 Sè liÖu l−îng m−a 317 Sè liÖu ®−êng qu¸ tr×nh dßng ch¶y ®¬n vÞ 318 Sè liÖu diÔn to¸n qu¸ tr×nh tr÷ n−íc trong kªnh 321 §−êng qu¸ tr×nh kÕt qu¶ 327 C¸c ph−¬ng ¸n ph©n lò 329 Tæng kÕt 333 Bµi tËp 334 Tµi liÖu tham kh¶o 338 Ch−¬ng 6. Thuû v¨n ®« thÞ 341 6.1 §Æc ®iÓm thuû v¨n ®« thÞ 341 Ph¹m vi nghiªn cøu cña ch−¬ng nµy 341 Lêi më ®Çu 342 VÊn ®Ò øng dông c«ng nghÖ kü thuËt trong thuû v¨n ®« thÞ 344 §èi t−îng thiÕt kÕ 346 6.2. Tæng quan c¸c qu¸ tr×nh vËt lý 347 M−a - Dßng ch¶y 347 M« t¶ l−u vùc 347 TÝnh to¸n l−îng tæn thÊt 348 Thêi gian tËp trung 351 Thêi gian trÔ 353 Dßng ch¶y 354 6.3. Ph©n tÝch l−îng m−a 354 Nguån sè liÖu 354 §o l−îng m−a 356 §−êng cong c−êng ®é - thêi gian - tÇn suÊt sö dông vµ kh«ng sö dông 357 X¸c ®Þnh biÕn cè trËn lò 358 Lùa chän l−îng m−a thiÕt kÕ 361 ThiÕt kÕ tæng hîp c¸c trËn lò 361 16
Lùa chän trËn lò thiÕt kÕ tæng hîp 363 6.4.C¸c ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch l−îng n−íc 365 Dßng ch¶y cùc ®¹i, tæng l−îng lò hoÆc ®−êng qu¸ tr×nh lò? 365 Ph©n tÝch dßng ch¶y cùc ®¹i b»ng ph−¬ng ph¸p thÝch hîp 365 HÖ sè vµ c¸c ph−¬ng ph¸p khö ®uæi 370 C¸c ph−¬ng ph¸p tÇn suÊt - khö ®uæi lò 371 C¸c ®−êng qu¸ tr×nh thuû v¨n ®¬n vÞ 373 C¸c ph−¬ng ph¸p thêi gian - diÖn tÝch 373 Ph−¬ng ph¸p sãng ®éng häc 373 C¸c bÓ chøa tuyÕn tÝnh vµ phi tuyÕn 374 6.5. HÖ thèng cèng ngÇm thuû lùc 377 DiÔn to¸n dßng ch¶y 377 HÖ ph−¬ng tr×nh Saint -Venant 378 Sù qu¸ t¶i 379 DiÔn to¸n c¸c cÊu tróc thuû lùc bªn trong 380 6.6. C¸c ®iÓm kiÓm so¸t 381 Sù giam gi÷/duy tr× 381 Sù gia t¨ng l−îng thÊm 386 C¸c ph−¬ng ph¸p kh¸c 387 6.7 C¸c m« h×nh thao t¸c trªn m¸y tÝnh 388 Kh¸i niÖm 388 B¶o vÖ ®Êt 389 M« h×nh ILUDAS 389 M« h×nh dßng ch¶y ®« thÞ bang PENN 390 M« h×nh HSPF 390 M« h×nh STORM 390 M« h×nh tæng hîp SWMM 392 M« h×nh Côc nghiªn cøu ®Þa chÊt Mü (USGS) 393 Sù lùa chän m« h×nh 393 6.8. Ph¹m vi nghiªn cøu 394 Giíi thiÖu 394 L−u vùc 394 Sè liÖu ®Çu vµo vµ viÖc ®¸nh gi¸ m« h×nh SWMM 394 Ph©n tÝch tÇn suÊt xuÊt hiÖn c¸c kÕt qu¶ liªn tôc 397 C¸c trËn m−a thiÕt kÕ tæng hîp 400 C¸c kü thuËt thiÕt kÕ kh¸c 400 17
KÕt qu¶ 401 Tãm t¾t ph¹m vi nghiªn cøu 403 Tãm t¾t 404 Bµi tËp 404 Tµi liÖu tham kh¶o 412 Ch−¬ng 7. Thuû lùc vïng ngËp lôt 421 7.1. Dßng ch¶y ®Òu 421 7.2. tÝnh to¸n dßng ch¶y ®Òu 423 7.3. N¨ng l−îng riªng vµ dßng ch¶y giíi h¹n 430 7.4. Tr¹ng th¸i ®é s©u giíi h¹n 434 7.5. Dßng kh«ng ®Òu hay dßng ch¶y biÕn ®æi chËm 435 7.6. Ph−¬ng tr×nh dßng biÕn ®æi chËm 436 7.7. Ph©n lo¹i c¸c ®−êng bÒ mÆt n−íc 440 C¸c tr−êng hîp ®é dèc tho¶i 442 Tr−êng hîp ®é dèc ®øng 444 Tr−êng hîp ®é dèc nghÞch vµ n»m ngang 444 7.8. B−íc nh¶y thuû lùc 444 7.9. Giíi thiÖu vÒ m« h×nh HEC-2 446 7.10. C¬ së lý thuyÕt cña m« h×nh HEC-2 447 7.11. Yªu cÇu cña c¬ së d÷ liÖu 449 7.12. C¸c kh¶ n¨ng tuú chän cña HEC-2 452 7.13. NhËp vµ xuÊt c¸c ®Æc tr−ng 453 CÊu tróc d÷ liÖu vµ tµi liÖu 453 C¸c tuyÕn thay ®æi vµ ®iÒu khiÓn c«ng viÖc 453 C¸c tuyÕn mÆt c¾t ngang 455 C¸c tuyÕn ph©n dßng ch¶y 455 7.14. VÒ ph−¬ng ph¸p liªn kÕt chuÈn ®Æc biÖt 455 BiÖn ph¸p liªn kÕt chuÈn 455 Ph−¬ng ph¸p liªn kÕt ®Æc biÖt 456 Lùa chän ph−¬ng ph¸p liªn kÕt trong HEC-2 457 C¸ch bè trÝ mÆt c¾t ngang ®èi víi kiÓu liªn kÕt 457 Lùa chän diÖn tÝch hiÖu qu¶ 459 7.15. VÝ dô cña ch−¬ng tr×nh tÝnh HEC-2 460 Tãm t¾t 475 Bµi tËp 476 18
Tµi liÖu tham kh¶o 480 Ch−¬ng 8. Thuû v¨n n−íc ngÇm 481 8.1. Më ®Çu 481 8.2. Nh÷ng tµi nguyªn n−íc ngÇm 483 Sù ph©n bè theo chiÒu th¼ng ®øng cña n−íc ngÇm 483 TÇng chøa n−íc 485 8.3. Sù chuyÓn ®éng cña n−íc ngÇm 488 §Þnh luËt Darcy 488 HÖ sè thÊm thuû lùc 489 X¸c ®Þnh hÖ sè thÊm thuû lùc 490 C¸c tÇng chøa n−íc dÞ h−íng 491 M¹ng l−íi dßng ch¶y 492 8.4. C¸c ph−¬ng tr×nh dßng ch¶y tæng qu¸t 495 Tr¹ng th¸i æn ®Þnh cña dßng ch¶y trong ®íi b·o hoµ 495 Dßng ch¶y tøc thêi trong ®íi b·o hoµ 496 Gi¶ thiÕt Dupuit 497 Dßng ch¶y vµ ®−êng ®¼ng thÕ 502 8.5. Thuû lùc giÕng trong tr¹ng th¸i æn ®Þnh 504 Dßng ch¶y mét æn ®Þnh 504 B¸n kÝnh dßng ch¶y æn ®Þnh tíi giÕng khoan cã ¸p 505 B¸n kÝnh dßng ch¶y æn ®Þnh tõ giÕng khoan kh«ng ¸p 506 GiÕng trong mét tr−êng dßng ch¶y ®ång nhÊt 508 HÖ thèng giÕng phøc t¹p 509 8.6. Thuû lùc giÕng kh«ng æn ®Þnh 511 Gi¶i b»ng ph−¬ng ph¸p Theis 511 Ph−¬ng ph¸p gi¶i Coooper - Jacob 515 Ðp n−íc thÝ nghiÖm 517 B¸n kÝnh dßng ch¶y trong tÇng chøa n−íc khe nøt 521 8.7. GiÕng n−íc 523 CÊu tróc giÕng n«ng 523 CÊu tróc giÕng s©u 524 GiÕng hoµn chØnh vµ giÕng ph¸t triÓn 525 8.8. Kü thuËt m« h×nh n−íc ngÇm 526 C¸c lo¹i m« h×nh n−íc ngÇm 526 C¸c ph−¬ng ph¸p sai ph©n h÷u h¹n 527 19
Ph−¬ng ph¸p sai ph©n h÷u h¹n cho dßng ch¶y t¹m thêi 534 Ph¸t triÓn c¸c ph−¬ng ph¸p n−íc ngÇm 536 Tæng kÕt 538 Bµi tËp 539 Tµi liÖu tham kh¶o 543 Ch−¬ng 9. Nh÷ng vÊn ®Ò thiÕt kÕ trong thuû v¨n häc 545 9.1. Giíi thiÖu 545 9.2. L−îng m−a thiÕt kÕ 546 C¸c ®−êng cong ×D 546 TÇn suÊt m−a thiÕt kÕ cho l−u vùc lín 547 9.3. ThiÕt kÕ trªn l−u vùc nhá 550 ThiÕt kÕ lý t−ëng 550 Dßng ch¶y cùc ®¹i trong khu vùc kh«ng ph¸t triÓn 551 Ph−¬ng ph¸p thÝch hîp thiÕt kÕ ®èi víi mét ph©n khu 553 9.4. ThiÕt kÕ c¸c biÓu ®å thuû v¨n cho dßng ch¶y trong cèng trßn, dßng 555 ch¶y trµn vµ dßng ch¶y trong c¸c lßng dÉn hë ThiÕt kÕ c¸c cöa s«ng l−u vùc nhá 555 Ph©n khu thiÕt kÕ sö dông m« h×nh HEC-1 557 C¸c ph−¬ng ph¸p kiÓm so¸t lò lôt 562 9.5. ThiÕt kÕ ao khèng chÕ trong viÖc kiÓm so¸t lò lôt 562 9.6. ThiÕt kÕ vµ ph©n tÝch ®ång b»ng ngËp lôt t¹i c¸c vïng rõng. tr−êng 568 hîp nghiªn cøu ®iÓn h×nh Giíi thiÖu 568 HÖ thèng thuû v¨n c¸c vïng rõng 568 Nh÷ng øng dông cña m« h×nh HEC-1 vµ HEC-2 571 C¸c mèi quan hÖ l−u l−îng - tr÷ l−îng 572 ¶nh h−ëng cña tr÷ l−îng n−íc hå chøa vµo c¸c môc ®Ých sö dông ®Êt kh¸c nhau 574 C¸c ph©n tÝch thuû v¨n trong viÖc thay ®æi kÕ ho¹ch ph¸t triÓn 574 Tãm t¾t tr−êng hîp nghiªn cøu 575 Tæng kÕt 576 Bµi tËp 576 Tµi liÖu tham kh¶o 580 Phô lôc 581 20