f) Độ ẩm không khí

Chương II: Tài nguyên nước mặt



Có nhiều phương pháp biểu thị độ ẩm khác nhau:

-



Độ ẩm tuyệt đối a (g/cm3, kg/m3) hay còn gọi mật độ hơi nước là lượng hơi nước có

trong một đơn vị thể tích không khí.



-



Áp suất hơi nước e (mmHg, mbar) là áp lực do hơi nước trong không khí gây ra tác

dụng lên một đơn vị diện tích.



-



Độ ẩm tương đối R (%) là tỷ số giữa áp suất hơi nước thực tế e với áp suất hơi nước ở

trạng thái bão hòa E (mmHg, mbar) tại cùng một nhiệt độ.



-



Độ thiếu hụt bão hòa d (mmHg, mbar) là đại lượng biểu thị mức độ bão hòa hơi nước

trong không khí và được tính bằng hiệu số giữa áp suất hơi nước ở trạng thái bão hòa

với áp suất hơi nước E – e.



Ở nước ta trong năm thường độ ẩm tuyệt đối đạt cực đại vào tháng 7 và cực tiểu vào

tháng 1. Ở các độ cao khác nhau độ ẩm tuyệt đối cũng khác nhau, càng lên cao càng

giảm. Giữa các miền, độ ẩm tuyệt đối ở miền nóng lớn hơn miền lạnh, gần biển lớn hơn

trong lục địa.

g) Bốc hơi

Bốc hơi là quá trình biến đổi của nước từ thể lỏng hay thể rắn sang thể hơi do tác dụng

chính của nhiệt độ và sau đó đi vào không khí. Thoát hơi là sự bốc hơi xảy ra trên bề mặt

các mô của thực vật. Trong tính toán cân bằng nước người ta gọi chung bốc thoát hơi là

tổng lượng nước mất đi do sự bốc hơi từ mặt đất, mặt nước và qua lớp phủ thực vật.

Nước không ngừng bốc hơi lên khí quyển, tuy nhiên lượng bốc hơi thay đổi khác nhau

theo nhiều yếu tố:

-



Thời gian (ngày đêm, mùa...)



-



Địa điểm địa lý (vùng núi, đồng bằng, xích đạo, ôn đới...)



-



Diễn biến của các yếu tố khí tượng khác (nhiệt độ, gió, độ ẩm...)



-



Lớp đất mặt (sét, cát...)



-



Lớp phủ thực vật (rừng cây, hoang mạc...)



Sau đây ta xét một số loại bốc hơi:

1. Bốc hơi mặt nước chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác nhau nhưng chủ yếu là các

yếu tố khí tượng sau:

-



Độ thiếu hụt bão hòa d: nếu độ thiếu hụt bão hòa của không khí càng lớn thì khả năng

chứa thêm hơi nước của không khí càng nhiều, tốc độ bốc hơi càng nhanh. Tốc độ bốc

hơi tỷ lệ thuận với độ thiếu hụt bão hòa và tiếp tục cho đến khi d = 0.



Giáo trình TÀI NGUYÊN NƯỚC LỤC ĐỊA



59



Chương II: Tài nguyên nước mặt



-



Tốc độ gió: gió thổi đưa hơi nước trong lớp không khí sát nước đi nơi khác làm cho

độ thiếu hụt bão hòa tăng lên tạo điều kiện cho bốc hơi phát triển mạnh hơn.



-



Nhiệt độ: nhiệt độ của nước càng cao, sự chuyển động hỗn loạn của các phân tử khí

càng lớn thì càng có nhiều phần tử hơi nước thoát ra ngoài không khí, do đó bốc hơi

càng nhiều.



-



Chất nước và diện tích mặt bốc hơi: tốc độ bốc hơi của nước biển nhỏ hơn tốc độ bốc

hơi của nước ngọt. Diện tích mặt bốc hơi lớn thì tốc độ bốc hơi lớn hơn diện tích mặt

bốc hơi bé.



2. Bốc hơi mặt đất diễn ra phức tạp hơn bốc hơi mặt nước:

-



Tính chất vật lý của đất: đất có mao quản to sẽ bốc hơi ít hơn đất có mao quản bé.



-



Độ sâu của mực nước ngầm: mực nước ngầm càng gần mặt đất tốc độ bốc hơi càng lớn.



-



Độ ẩm ướt của đất: đất càng khô bốc hơi diễn ra càng chậm.



-



Bề mặt: bề mặt nhẵn bốc hơi ít hơn bề mặt gồ ghề vì diện tích bề mặt của nó nhỏ hơn.



-



Lớp phủ thực vật: làm giảm lượng bốc hơi từ mặt đất vì nó che không cho đất bị đốt

nóng, làm tăng độ ẩm không khí, làm giảm tốc độ gió.



3. Thoát hơi qua lá cây: các yếu tố ảnh hưởng đến bốc hơi qua lá cây gồm:

-



Nhiệt độ: yếu tố chủ yếu ảnh hưởng đến bốc hơi qua lá cây, nhiệt độ tăng lên 10oC thì

tốc độ bốc hơi sẽ tăng lên 1 cấp.



-



Ánh sáng: sự bốc hơi qua lá cây hầu như xảy ra vào ban ngày. Nếu che kín không cho

thực vật nhận ánh sáng mặt trời, tốc độ bốc hơi sẽ giảm một nửa.



-



Loại thực vật: những loại thực vật khác nhau có cấu tạo lá cây khác nhau thì tốc độ

bốc hơi cũng khác nhau.



-



Độ ẩm của đất: khi độ ẩm của đất giảm đến một giới hạn nhất định thì thực vật không

thể hút được nước từ dưới đất lên được nữa, bốc hơi sẽ nhỏ. Nếu độ ẩm cao bốc hơi

qua lá cây sẽ lớn.



Tại ÐBSCL do nền nhiệt cao quanh năm, nhiều kênh rạch và sông ngòi cộng với canh tác

lúa nước nên ẩm độ không khí thường xuyên đạt trên 80%. Do đó bốc hơi diễn ra mạnh

mẽ, đặc biệt trong mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau.

Hiện nay các trạm khí tượng ở nước ta sử dụng phổ biến hai loại dụng cụ đo bốc hơi: đo

bằng ống Piche và đo bằng thùng bốc hơi Penman. Nghiên cứu quá trình bốc hơi ngoài

việc có ý nghĩa quan trọng đối với sự cân bằng nước, nó còn ý nghĩa thực tiễn rất lớn

trong tính toán kho nước, quy hoạch tưới và các vấn đề khác của nền kinh tế quốc dân.



Giáo trình TÀI NGUYÊN NƯỚC LỤC ĐỊA



60



Chương II: Tài nguyên nước mặt



h) Mưa

Mưa là hiện tượng không khí ẩm lạnh xuống dưới điểm sương và nhờ có các hạt bụi

trong không khí tạo điều kiện cho phần hơi nước quá bão hòa có hạt nhân ngưng kết lại

thành hạt mưa, trọng lượng hạt mưa đủ lớn để vượt qua sự ma sát khí quyển và tốc độ các

luồng không khí đi lên để rơi xuống thành mưa. Điểm sương là nhiệt độ để hơi nước

trong không khí đạt tới trạng thái bão hòa. Có nhiều nguyên nhân làm cho không khí lạnh

xuống dưới điểm sương như:

-



Khi khối không khí ẩm và nóng đi qua mặt đệm lạnh.



-



Do không khí bức xạ mà mất nhiệt.



-



Do sự xáo trộn hai khối khí đã bão hòa hoặc gần bão hòa có nhiệt độ khác nhau.

Nhưng quan trọng nhất là khi khối không khí thăng lên cao, do áp suất xung quanh nó

giảm đi rất nhanh theo chiều cao làm cho thể tích khối không khí đó nở ra và sinh

công. Năng lượng sinh ra công đó lấy ngay trong bản thân khối không khí làm cho

nhiệt độ nó giảm đi, đó là trường hợp lạnh đi vì động lực.



Căn cứ vào nguyên nhân làm không khí thăng lên cao, ta có thể phân loại mưa:

-



Mưa do đối lưu: về mùa hè mặt đệm bị đốt nóng, lớp không khí ẩm sát mặt đệm cũng

nóng theo và bốc lên cao làm thành một luồng khí đối lưu với lớp không khí trên cao.

Luồng đối lưu mạnh có thể gây ra gió lớn, mây nhiều và mưa to, đồng thời kèm theo

hiện tượng sấm sét. Nước ta ở vùng nhiệt đới nên có mưa đối lưu vào mùa hè, cường

độ mưa lớn, lượng mưa nhiều nhưng phạm vi không rộng và thời gian không kéo dài.



-



Mưa do địa hình: khối không khí ẩm trên đường di chuyển gặp núi cao sẽ bốc lên

sườn núi sinh ra hiện tượng lạnh đi vì động lực, hơi nước đọng lại thành mưa rơi

xuống. Mưa địa hình thường có lượng mưa lớn, mưa tập trung ở sườn núi đón gió,

còn sườn núi phía bên kia rất ít khi có mưa. Mưa theo mùa ở hai phía của dãy Trường

Sơn, ở biên giới Việt Lào là điển hình của loại mưa này.



-



Mưa do hội tụ (mưa front): là loại mưa có kèm theo hiện tượng gió xoáy. Loại này có

mưa lớn, phạm vi rộng, thời gian đủ dài dễ sinh ra lụt lội.



Mưa là nguồn cung cấp nước ngọt chính trên thế giới và là đối tượng nghiên cứu cơ bản

nhất liên quan đến các vấn đề khai thác tài nguyên và phòng chống thiên tai như lũ lụt,

hạn hán... Lượng mưa trong một thời đoạn nào đó là chiều dày lớp nước mưa đo được tại

một trạm đo mưa trong thời đoạn đó, đơn vị đo mưa là mm.

Mưa là yếu tố quan trọng nhất vì nó ảnh hưởng đến tất cả các nhân tố thủy văn khác. Ở

những nơi không có tài liệu dòng chảy, khi tính toán thiết kế các công trình thường căn

cứ vào tài liệu mưa để tính ra dòng chảy.

Ở Việt Nam lượng mưa rất dồi dào trung bình khoảng 2000mm/năm, nhưng phân bố

không đều trong năm. Chẳng hạn ở ÐBSCL, trên 96% lượng mưa năm tập trung từ tháng

5 đến 11, các tháng còn lại mưa ít, có tháng hầu như không mưa như tháng 2 và tháng 3.

Giáo trình TÀI NGUYÊN NƯỚC LỤC ĐỊA



61



Chương II: Tài nguyên nước mặt



II.3.2. Yếu tố mặt đệm

Các đặc tính về vị trí, thổ nhưỡng, địa chất, lớp phủ thực vật, hồ ao đầm lầy trong lưu vực

đều ảnh hưởng trực tiếp đến sự hình thành dòng chảy, ta gọi chung là yếu tố mặt đệm.

Điều kiện mặt đệm chi phối mạnh mẽ các quy luật về sự hình thành dòng chảy cũng như

diễn biến hoạt động của sông ngòi.

Cường độ và thời gian mưa tạo sự hình thành dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm trên lưu

vực. Độ dốc càng lớn, khả năng chảy trên bề mặt càng lớn dẫn đến điều kiện tập trung

dòng chảy lũ càng lớn, tốc độ nước sẽ tỷ lệ với độ bào mòn mặt đất. Ngược lại nếu trên

bề mặt dòng chảy có nhiều chướng ngại vật, cây cỏ, bãi bồi... sẽ gia tăng độ nhám dòng

chảy. Các vùng trũng tạo khả năng điều tiết của sông ngòi tăng lên kéo dài thời gian lũ.

Sự thay đổi các lớp đất nơi có dòng chảy đi qua cũng ảnh hưởng đến độ thấm rút của lớp

nước, làm thay đổi lưu lượng nước. Các lưu vực có nhiều rừng rậm sẽ thuận lợi trong

việc điều tiết dòng chảy nhờ khả năng giữ một lượng nước lớn trong các tầng rễ, làm gia

tăng độ ẩm khu vực, đồng thời kích thích sự hội tụ mây gây ra mưa trong vùng.

a) Vị trí địa lý và địa hình của khu vực

Vị trí địa lý của khu vực là vị trí trung tâm và xung quanh ranh giới của lưu vực, thường

dùng kinh độ và vĩ độ để biểu thị. Khi nói về vị trí của lưu vực cần biết rõ xung quanh

lưu vực có những ngọn núi nào, giáp với con sông nào, đồng thời đề cập đến nguồn sông

cách biển bao xa để có thể thấy được mối quan hệ về vị trí của nó với các lưu vực khác,

đồng thời xem xét hơi nước từ ngoài biển vận chuyển vào lưu vực đó như thế nào. Các

nhân tố khí hậu thay đổi theo vĩ độ tương đối rõ rệt, vùng nhiệt đới ẩm ướt mưa nhiều

nhưng vùng sa mạc lại khô cằn... Vì vậy vị trí địa lý của một lưu vực phản ánh điều kiện

khí hậu của lưu vực đó.

Do nguyên nhân hình thành khí hậu tương đối đồng nhất trên một lưu vực rộng lớn, và

thổ nhưỡng có tính chất lưu vực rõ rệt nên tình hình thủy văn trên các lưu vực trong cùng

một khu vực có tính tương tự nhất định. Nếu hai lưu vực gần nhau thì điều kiện địa lý tự

nhiên và thủy văn của chúng tương tự nhau cho phép ta dùng phương pháp “lưu vực

tương tự” để giải quyết vấn đề dòng chảy cho những lưu vực thiếu tài liệu thực đo. Địa

thế, địa hình của lưu vực không những ảnh hưởng đến bốc hơi mà còn ảnh hưởng trực

tiếp đến sự tập trung dòng chảy. Nếu địa hình cao và dốc thì dòng chảy sẽ tập trung

nhanh. Ngược lại, địa hình bằng phẳng làm cho vận tốc dòng chảy giảm xuống, sự bồi

lắng tăng lên, hình dạng lòng sông uốn lượn và phân nhánh trước khi đổ ra biển. Ðây

chính là những yếu tố cơ bản hình thành nên vùng châu thổ sông Mê-kông.

b) Đặc tính thổ nhưỡng và địa chất của lưu vực

Đặc tính thổ nhưỡng và địa chất bao gồm tính chất của nham thạch và cấu tạo địa chất

của lưu vực, nó quyết định lượng nước ngấm xuống đất và lượng nước trữ trong lưu vực

là hai nhân tố có ảnh hưởng rõ rệt đến dòng chảy. Ngoài ra do đặc tính về cấu tạo địa chất

có thể dẫn đến đường phân nước mặt và nước ngầm của lưu vực không trùng nhau khiến

cho việc phân tích thủy văn trở nên phức tạp.

Tính chất vật lý thổ nhưỡng có ảnh hưởng trực tiếp đến tình hình thủy văn (đất cát dễ

ngấm hơn đất sét). Nếu điều kiện mưa như nhau, dòng chảy mặt hình thành trên đất sét sẽ

Giáo trình TÀI NGUYÊN NƯỚC LỤC ĐỊA



62



Chương II: Tài nguyên nước mặt



lớn hơn. Tính chất thổ nhưỡng khác nhau, tình hình xâm thực khác nhau thì hàm lượng

cát trong sông sẽ khác nhau. Tính chất của thổ nhưỡng còn có ảnh hưởng rõ rệt đến lượng

bốc hơi mặt đất. Đất có kết cấu chặt, màu đất thẫm thì lượng bốc hơi mặt đất sẽ lớn. Đất

có kết cấu rời rạc, hạt thô thì lượng bốc hơi sẽ nhỏ.

c) Lớp phủ thực vật

c1.



Phân bố lại lượng nước mưa



Nếu không có lớp thực vật, nước mưa rơi xuống hoặc tạo thành dòng chảy mặt hoặc thấm

xuống đất. Như vậy sự tác động của cường độ mưa lên sự phân bổ này là quan trọng

nhất. Cường độ mưa lớn sẽ tạo dòng chảy mặt ngay, đôi khi đất chưa kịp bão hòa nước.

Làm tăng độ ngấm đất, rễ cây làm cho đất xốp rời rạc, lượng nước ngấm tăng lên, dòng

chảy ngầm lớn và phân phối dòng chảy trong năm điều hòa hơn.

c2.



Ðiều hòa dòng chảy



Mật độ cây cối và chiều cao của chúng đóng vai trò điều chỉnh cường độ mưa trước khi

xuống tới mặt đất. Thêm nữa, nhờ thực vật, tầng thảm mục và mùn sẽ ngày một dày lên

tạo điều kiện giữ nước tốt hơn. Kết quả là dòng chảy mặt sẽ được điều hoà và ổn định

hơn rất nhiều, đặc biệt, sẽ tránh được lũ quét và lũ bùn đá.

c3.



Thay đổi đặc tính lý, hóa của nước



Xói lở, sạc lở, bào mòn, rửa trôi… được hạn chế rất nhiều bởi lớp thực vật. Khi không có lớp

thảm thực vật các quá trình trên diễn ra rất mạnh. Do đó đặc tính lý, hóa của nước sông một

phần chịu ảnh hưởng của những quá trình này. Chúng ta có thể nhận thấy bằng mắt sự thay

đổi về mức độ phù sa, độ đục… trong sông, đặc biệt thời điểm trước khi đỉnh lũ tràn về.

d) Hồ ao và đầm lầy

Hồ ao và đầm lầy có tác dụng điều tiết dòng chảy sông ngòi. Trong mùa hè một phần

nước lũ được chứa lại trong hồ, đến lúc nước rút mới chảy đi. Khả năng điều tiết của hồ

lớn hay nhỏ do dung tích của hồ và vị trí của nó trong một lưu vực quyết định. Trong lưu

vực hiếm nước, do lượng bốc hơi mặt nước lớn hơn lượng bốc hơi mặt đất nên hồ ao làm

giảm một phần dòng chảy.

e) Hoạt động của con người

Trong quá trình phát triển kinh tế xã hội, con người đã tiến hành công cuộc cải tạo thiên

nhiên quy mô ngày càng lớn với các công trình thủy lợi, chống xói mòn, trồng cây gây

rừng... Những tác động có ý thức và vô ý thức này đã làm thay đổi bộ mặt tự nhiên của

các lưu vực, làm thay đổi lượng dòng chảy và sự phân phối dòng chảy. Những thay đổi

này có thể là từ từ qua nhiều năm hoặc đột ngột trong một thời gian ngắn. Ngoài ra việc

cải tạo thiên nhiên của con người cũng thể hiện ở việc cải tạo khí hậu và cải tạo mặt đệm.

Con người ngày càng can thiệp vào thiên nhiên qua các hoạt động khai thác nguồn nước

cho sinh hoạt, cho tưới tiêu, phát điện, phòng lũ, khai thác thủy sản, giao thông vận tải,

Giáo trình TÀI NGUYÊN NƯỚC LỤC ĐỊA



63