c) Đặc trưng của dòng sông
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.66 MB, 195 trang )
Cao trình mặt đất (m)
Chương II: Tài nguyên nước mặt
Mặt cắt
ngang sông
Hình 2.4. Mặt cắt dọc sông Llyn ở Afon Glaslyn, xứ Wales, Anh
[Nguồn: http://www.geographyalltheway.com/ib_geography]
c2.
Mặt cắt ngang của sông
Mặt cắt ngang của sông tại một vị trí nào đó là mặt cắt vuông góc với hướng dòng chảy
ngay tại vị trí đó. Mặt cắt ngang của sông cho ta biết độ sai biệt rộng hẹp của lòng sông
giữa các mùa trong năm.
c3.
Độ dốc mặt nước
Độ dốc mặt nước i là tỷ số độ chênh lệch mực nước ΔH tại hai mặt cắt ngang của sông
cách nhau một khoảng cách L. Trong một con sông, độ dốc i nhỏ dần từ nguồn về phía
cửa sông.
(2.4)
trong đó
H1, H2: độ sâu mực nước trên sông tại mặt cắt 1 và 2 (m)
L: khoảng cách giữa hai mặt cắt muốn đo (m)
Giáo trình TÀI NGUYÊN NƯỚC LỤC ĐỊA
50
Lưu lượng
Gradient
Vận tốc
Độ sâu
Bề rộng
Chương II: Tài nguyên nước mặt
Lưu lượng
Lưu lượng
Lưu lượng
Hình 2.5. Đồ thị biểu diễn các mặt cắt ngang khác nhau dọc theo một con sông và mối
liên hệ giữa lưu lượng và các yếu tố dòng chảy theo các mặt cắt ngang đó
[Nguồn: http://www.geographyalltheway.com/ib_geography]
II.2. SỰ HÌNH THÀNH DÒNG CHẢY SÔNG NGÒI
II.2.1. Dòng chảy sông ngòi
a) Định nghĩa
Dòng chảy là lượng nước trong lưu vực chảy qua mặt cắt cửa ra sau một khoảng thời gian
nhất định cùng với sự thay đổi của nó trong thời gian đó.
Xét theo xuất phát điểm của dòng chảy, người ta chia dòng chảy ra hai phần:
-
Dòng chảy mặt: dòng chảy hình thành do nước trên bề mặt lưu vực tạo ra (do mưa
hoặc tuyết tan) và tập trung về tuyến cửa ra. Dòng chảy mặt chỉ hình thành trong thời
gian có mưa hoặc khi tuyết tan
Giáo trình TÀI NGUYÊN NƯỚC LỤC ĐỊA
51
Chương II: Tài nguyên nước mặt
-
Dòng chảy ngầm: dòng chảy do nước ngầm cung cấp cho sông. Dòng chảy ngầm hình
thành trong cả hai thời kỳ có mưa và không có mưa. Các con sông có nước ngay cả
trong mùa khô hạn là nhờ vào dòng chảy ngầm.
Một trong những đặc thù của dòng sông là sự tồn tại tính chu kỳ. Xét trong một khoảng
thời gian dài nhiều năm, có những năm liên tục dòng chảy dồi dào nhưng cũng có những
năm mực nước hạ thấp. Nếu xét trong thời đoạn một năm thì thời kỳ có nhiều nước trong
sông là vào các tháng mùa mưa (dòng chảy lũ) và thời kỳ dòng chảy yếu là vào các tháng
mùa khô (dòng chảy kiệt). Trong mùa mưa, dòng chảy sinh ra chủ yếu từ dòng chảy mặt;
còn trong mùa kiệt nước ngầm là nguồn bổ sung nước chủ yếu cho sông. Thời gian bắt
đầu và kết thúc cho mỗi mùa khác nhau phụ thuộc vào điều kiện khí hậu của từng vùng.
b) Các đặc trưng biểu thị dòng chảy
b1.
Lưu lượng dòng chảy
Lưu lượng Q là lượng nước chảy qua mặt cắt ngang trong một đơn vị thời gian tính bằng
m3/s hoặc L/s. Lưu lượng dòng chảy trong sông không ổn định theo thời gian, đồ thị biểu
diễn sự thay đổi đó gọi là đường quá trình lưu lượng Q(t).
Lưu lượng bình quân trong thời gian T được tính như sau:
(m³/s)
trong đó
(2.5)
: lưu lượng bình quân (m3/s, L/s)
T: thời gian muốn đo lưu lượng (giây, giờ, ngày…)
b2.
Tổng lượng dòng chảy
Tổng lượng dòng chảy W (m³) là lượng nước chảy ra mặt cắt cửa ra trong khoảng thời
gian Δt nào đó. Để xác định tổng lượng dòng chảy cũng dựa trên đường quá trình lưu
lượng Q(t).
(m³)
trong đó
b3.
(2.6)
t1, t2: thời điểm bắt đầu và kết thúc xác định tổng lượng dòng chảy
Độ sâu dòng chảy của lưu vực
Độ sâu dòng chảy của lưu vực Y (mm) là tỷ số giữa tổng lượng dòng chảy W (m³) và
diện tích lưu vực F (km²).
(mm)
b4.
(2.7)
Module dòng chảy
Giáo trình TÀI NGUYÊN NƯỚC LỤC ĐỊA
52
Chương II: Tài nguyên nước mặt
Module dòng chảy M là lưu lượng dòng chảy trên một đơn vị diện tích của lưu vực.
(L/s*km²)
trong đó
(2.8)
Q: lưu lượng dòng chảy (L/s)
F: diện tích lưu vực (km²)
b5.
Hệ số dòng chảy
Hệ số dòng chảy α là tỷ số giữa độ sâu dòng chảy của lưu vực và lượng mưa.
(2.9)
trong đó
Y: độ sâu dòng chảy của lưu vực (mm)
X: lượng mưa rơi xuống lưu vực (mm)
II.2.2. Các quá trình tạo thành dòng chảy
Các dòng chảy trong sông ngòi đều do mưa rơi xuống lưu vực tạo thành, nên mưa là khâu
đầu tiên trong quá trình hình thành dòng chảy sông ngòi. Do đó đầu tiên chúng ta sẽ tìm
hiểu về quá trình tạo mưa.
a) Quá trình mưa
Khi có mưa, lúc đầu độ ẩm của đất nhỏ nên lượng mưa bị ngấm hết vào đất và không
sinh ra dòng chảy. Sau một khoảng thời gian kể từ lúc bắt đầu mưa, cường độ thấm giảm
đi và trên mặt đất bắt đầu tạo ra dòng chảy mặt. Một phần của dòng chảy này sẽ chảy vào
các khe nhỏ, sau đó tập trung dần vào các khe lớn rồi chảy vào hệ thống sông suối. Thời
gian tập trung nước mưa về hệ thống sông suối rất nhanh, bởi vậy dòng chảy mặt sẽ
không còn nữa sau một khoảng thời gian ngắn khi mưa kết thúc.
Cường độ mưa (hay tần số mưa) là lượng mưa rơi xuống trong một đơn vị thời gian, luôn
thay đổi theo thời gian. Thực tế cho thấy một trận mưa có thể rải khắp khu vực, cũng có
thể chỉ rơi trên một phần của khu vực. Mặt khác trong cùng thời gian lượng mưa ở các
nơi trên khu vực cũng không giống nhau, có nơi mưa lớn có nơi mưa nhỏ. Khu vực có
cường độ mưa lớn nhất gọi là trung tâm mưa. Trong một trận mưa, trung tâm mưa cũng
không cố định mà thường di chuyển. Sự thay đổi lượng mưa theo không gian và thời gian
sẽ chi phối quá trình thay đổi của lượng nước chảy ra ở cửa lưu vực.
b) Quá trình tổn thất
Xét mặt cắt ngang của lưu vực trong thời kỳ đầu của một trận mưa, ta thấy có một phần
nước mưa rơi xuống ngay mặt sông trực tiếp tham gia vào dòng chảy trong sông, còn lại
Giáo trình TÀI NGUYÊN NƯỚC LỤC ĐỊA
53
