Bài giảng Thủy văn công trình - ĐH Lâm Nghiệp

Bài giảng Thủy văn công trình gồm có 2 phần, Phần 1 Thủy văn đại cương: gồm các chương từ Mở đầu đến chương 4. Phần này chủ yếu trình bày những kiến thức cơ bản của thủy văn và các phương pháp tính toán các yếu tố dòng chảy. Phần 2 Thủy văn công trình: từ chương 5 đến chương 7. Nội dung các chương này nhằm ứng dụng các phương pháp tính toán thủy văn phục vụ công tác quy hoạch, thiết kế và thi công các công trình thủy lợi, thủy điện, giao thông, xây dựng dân dụng và công nghiệp, cấp thoát nước...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Thủy văn công trình - ĐH Lâm Nghiệp TS. PHẠM VĂN TỈNH (Chủ biên) ThS. PHẠM MINH VIỆT, ThS. LÊ THỊ HUỆ KS. ĐẶNG THỊ HỒNG THñY V¡N C¤NG TR×NH TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - 2017 TS. PHẠM VĂN TỈNH (Chủ biên) THS. PHẠM MINH VIỆT, THS. LÊ THỊ HUỆ, KS. ĐẶNG THỊ HỒNG BÀI GIẢNG THỦY VĂN CÔNG TRÌNH TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - 2017 1 2 LỜI NÓI ĐẦU Thuỷ văn công trình là môn học cơ sở ngành quan trọng đối với sinh viên các ngành học liên quan đến tài nguyên nước nói chung và đối với sinh viên ngành Kỹ thuật công trình xây dựng - Trường Đại học Lâm nghiệp nói riêng. Nhiệm vụ của môn học là cung cấp những kiến thức cơ bản về sự hình thành dòng chảy sông ngòi, các phương pháp tính toán các đặc trưng thủy văn thiết kế phục vụ công tác quy hoạch, thiết kế, thi công, quản lý và vận hành hệ thống công trình thủy lợi - thủy điện, giao thông và các công trình xây dựng khác. Bài giảng “Thuỷ văn công trình” được biên soạn dựa trên các tài liệu tham khảo trong và ngoài nước liên quan đến lĩnh vực thủy văn - tài nguyên nước và tiếp cận những phương pháp tính toán hiện đại trên thế giới trong lĩnh vực tính toán thuỷ văn. Nội dung bài giảng gồm hai phần chính: (1) Thủy văn đại cương: gồm các chương từ Mở đầu đến chương 4. Phần này chủ yếu trình bày những kiến thức cơ bản của thủy văn và các phương pháp tính toán các yếu tố dòng chảy. (2) Thủy văn công trình: từ chương 5 đến chương 7. Nội dung các chương này nhằm ứng dụng các phương pháp tính toán thủy văn phục vụ công tác quy hoạch, thiết kế và thi công các công trình thủy lợi, thủy điện, giao thông, xây dựng dân dụng và công nghiệp, cấp thoát nước... Nhóm tác giả xin trân trọng cảm ơn Bộ môn Kỹ thuật công trình, Hội đồng khoa học khoa Cơ điện và Công trình - Trường Đại học Lâm nghiệp, các nhà khoa học đã có ý kiến phản biện cho nội dung bài giảng. Mặc dù nhóm tác giả đã cố gắng chọn lọc những nội dung cơ bản, các phương pháp tính toán hiện đại, thực tế đang được áp dụng trong tính toán thủy văn phục vụ xây dựng các công trình có liên quan đến nước nhưng chắc chắn không tránh khỏi những sai sót và khiếm khuyết, rất mong nhận được sự góp ý của các thầy, cô đồng nghiệp và các em sinh viên để cuốn bài giảng được hoàn thiện hơn trong lần xuất bản sau. Các ý kiến đóng góp xin gửi về Bộ môn Kỹ thuật công trình - Khoa Cơ điện và Công trình - Trường Đại học Lâm nghiệp. Nhóm tác giả 3 4 Chương 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đối tượng nghiên cứu của môn học 1.1.1. Đối tượng nghiên cứu Thủy văn là một nhánh của khoa học trái đất, nghiên cứu về các dạng tồn tại, vòng tuần hoàn và phân bổ của tài nguyên nước trong tự nhiên. Thủy văn công trình là một bộ phận trong khoa học thủy văn, nghiên cứu nguồn nước và dòng chảy, điều tra, đo đạc, thu thập, phân tích xử lý số liệu và cung cấp các phương pháp tính toán nguồn nước - dòng chảy để phục vụ công tác quy hoạch, thiết kế, xây dựng, quản lý, khai thác vận hành các công trình giao thông, thủy lợi, thủy điện, xây dựng, các công trình chính trị sông, gia cố và bảo vệ bờ và các công trình có liên quan đến nước khác. Nước trong tự nhiên là một loại tài nguyên thiên nhiên quý giá và có hạn. Nước chi phối mọi hoạt động dân sinh kinh tế của con người, là yếu tố quyết định đến sự tồn tại và phát triển môi trường sống. Các nền văn minh sớm nhất của loài người được phát triển dọc theo các con sông có nguồn nước ổn định và phong phú như: nền văn minh Ai Cập bên dòng sông Nile, nền văn minh Lưỡng Hà gắn với hai dòng sông Euphrates và Tigris, nền văn minh Ấn Độ phát triển dọc theo sông Ấn và sông Hằng, nền văn minh Trung Quốc được hình thành trên lưu vực sông Trường Giang và Hoàng Hà... Ở Việt Nam, nền văn minh sông Hồng là nền văn minh lúa nước lâu đời, có văn hóa đặc sắc hình thành và phát triển trên lưu vực sông Hồng. Ngày nay, nước được sử dụng rộng rãi trong sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, thủy điện, giao thông vận tải, chăn nuôi, thuỷ sản... Ở những vùng sa mạc và bán sa mạc, nước còn có chức năng xã hội, sự thiếu hụt nguồn nước là nhân tố hạn chế đến sự phát triển kinh tế và xã hội. Bởi vậy, tài nguyên nước được coi là một loại hàng hoá đặc biệt. Trên hành tinh chúng ta, nước tồn tại dưới ba dạng cơ bản như: dạng lỏng, dạng rắn và hơi nước. Nước trên trái đất phân bố ở các đại dương, biển, sông, suối, ao, hồ, đầm lầy, nước ngầm, trong không khí, băng tuyết và các dạng liên kết khác. Theo số liệu ước tính của UNESCO (1978), tổng lượng nước trên trái đất khoảng 1.385.984.610 km3.Trong đó, nước mặn tồn tại trong các biển và đại 5 dương xấp xỉ 1.344.405.000 km3 (chiếm 97%). Nước ngọt trên trái đất chiếm tỷ lệ rất nhỏ chỉ vào khoảng 3%. Nước ngọt tồn tại ở dạng: nước ngầm, nước mặt, dạng băng tuyết và các dạng khác. Lượng nước ở dạng băng, tuyết chiếm tỷ lệ cao nhất (xấp xỉ 68,7%), nước ngọt ở các tầng ngầm dưới đất chiếm tỷ lệ vào khoảng 30,1%, trong khi đó nước trong hệ thống sông suối chỉ chiếm khoảng 0,006% tổng lượng nước ngọt trên trái đất, một tỷ lệ rất nhỏ (bảng 1.1 và hình 1.1). Bảng 1.1. Ước lượng nước trên trái đất Tổng Tổng lượng Diện tích Thể tích lượng Hạng mục nước (106 Km2) (Km3) nước ngọt ...