Nguyên lý thủy văn ( NXB ĐH Quốc gia Hà Nội ) - Chương 3

Sự giữ nước trên lưu vực3.1 Giới thiệu và định nghĩaKhi giáng thủy rơi xuống bề mặt có thực vật, chỉ có một phần có thể rơi tới được bề mặt đất phía dưới. Một phần của lượng mưa có thể bị chặn lại bởi lá và thân của thảm thực vật và được chứa tạm thời trên bề mặt của chúng. Một ít hoặc tất cả lượng nước này có thể bay hơi lại vào trong khí quyển và do đó không tham gia vào các thành phần của vòng tuần hoàn thủy văn. Quá trình này được...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nguyên lý thủy văn ( NXB ĐH Quốc gia Hà Nội ) - Chương 3 Ch¬ng 3 Sù gi÷ níc trªn lu vùc3.1 Giíi thiÖu vµ ®Þnh nghÜa Khi gi¸ng thñy r¬i xuèng bÒ mÆt cã thùc vËt, chØ cã mét phÇn cã thÓ r¬i tíi ®îcbÒ mÆt ®Êt phÝa díi. Mét phÇn cña lîng ma cã thÓ bÞ chÆn l¹i bëi l¸ vµ th©n cñath¶m thùc vËt vµ ®îc chøa t¹m thêi trªn bÒ mÆt cña chóng. Mét Ýt hoÆc tÊt c¶ lîngníc nµy cã thÓ bay h¬i l¹i vµo trong khÝ quyÓn vµ do ®ã kh«ng tham gia vµo c¸cthµnh phÇn cña vßng tuÇn hoµn thñy v¨n. Qu¸ tr×nh nµy ®îc ®Æt tªn lµ tæn thÊt dobÞ gi÷ l¹i (interception loss). Lîng níc cßn l¹i tíi ®îc bÒ mÆt ®Êt t¹o thµnh lîngma thùc (net rainfall) (H×nh 3.1). PhÇn chñ yÕu cña lîng ma nµy bao gåm lîngma xuyªn qua ®îc gåm nh÷ng nh÷ng giät ma r¬i xuyªn qua kho¶ng trèng cña t¸nc©y vµ níc nhá xuèng tõ nh÷ng l¸, cµnh vµ th©n c©y ít xuèng mÆt ®Êt; mét lîngníc thêng thêng nhá h¬n rÊt nhiÒu ch¶y thµnh dßng nhá däc c¸c cµnh vµ nh¸nhc©y råi theo th©n c©y xuèng mÆt ®Êt gäi lµ dßng ch¶y ch¶y theo cµnh c©y (stemflow).Mét khu rõng cã thÓ cã líp phñ c©y bôi mµ b¶n th©n nã còng cã sù chÆn níc vµnh÷ng thµnh phÇn stemflow. Mét líp cña ®èng r¸c l¸ trªn mÆt ®Êt còng cã thÓ chÆnl¹i mét Ýt níc. Qu¸ tr×nh gi÷ níc rÊt quan träng do mét sè nguyªn nh©n sau. Thø nhÊt,lîng ma thùc bªn díi t¸n c©y thêng nhá h¬n lîng ma tæng céng (grossrainfall) r¬i xuèng phÇn trªn cña t¸n c©y. Trong mét sè trêng hîp, tæn thÊt do sù gi÷níc cã thÓ kh¸ lín vµ cã ¶nh hëng ®¸ng kÓ ®Õn c©n b»ng níc. Thø hai, v× lµ kÕtqu¶ cña sù ®i qua t¸n l¸ c©y nªn sù biÕn thiªn theo kh«ng gian cña lîng ma thùclín h¬n nhiÒu so víi lîng ma tæng céng. Lîng ma xuyªn qua ®îc vµ níc ch¶ynhá giät ®îc tÝch tô ë c¸c r×a cña c¸c t¸n c©y, trong lóc ®îc tÝch tô l¹i nh÷ng giätníc s¸t víi th©n c©y vµ dßng ch¶y theo cµnh c©y thêng ®a ®Õn nh÷ng gi¸ trÞ líncña sù thÊm vµ sù bæ sung ®é Èm cho ®Êt vµ thËm chÝ sù khëi ®Çu cña nh÷ng dßngch¶y vµ l¹ch nhá trªn bÒ mÆt. Thø ba, sù di chuyÓn cña lîng ma qua t¸n l¸ cñathùc vËt cã thÓ lµm t¨ng sù biÕn ®æi kÝch thíc c¸c giät níc. §iÒu nµy cã thÓ liªnquan tíi sù xãi mßn ®Êt vµ dÉn ®Õn nh÷ng thay ®æi ®¸ng kÓ cña thµnh phÇn hãa häccña níc (xem ch¬ng 8). Sù gi÷ níc ®îc tr×nh bµy trong mét ch¬ng riªng biÖt víi ch¬ng bèc h¬i(ch¬ng 4) tuy chóng cã cïng b¶n chÊt vËt lý, tæn thÊt do chÆn níc chØ cã thÓ xuÊthiÖn khi t¸n cña th¶m thùc vËt bÞ Èm ít. Lîng gi÷ nµy phô thuéc nhiÒu vµo nh÷ngbiÕn ®æi cña lîng ma h¹n ng¾n vµ thêi ®o¹n cña ma c¸ biÖt vµ kho¶ng thêi giankh« h¹n gi÷a c¸c trËn ma.3.2 Sù chÆn níc vµ c©n b»ng níc Do nh÷ng tiÕn triÓn gÇn ®©y trong hiÓu biÕt cña chóng ta vÒ nh÷ng c¬ chÕkiÓm so¸t bèc h¬i vµ tho¸t h¬i tõ thùc vËt mµ vai trß cña sù chÆn níc trong c©n b»ng 68níc cña nh÷ng lu vùc ®· t¬ng ®èi s¸ng tá. Trong rÊt nhiÒu n¨m ®· cã hai quan®iÓm tr¸i ngîc. Mét quan ®iÓm cho r»ng tæn thÊt do sù chÆn níc kh«ng cã ¶nhhëng thùc tÕ nµo ®Õn c¸n c©n níc cña lu vùc trong khi quan ®iÓm kia cho r»ng nãlµm gi¶m nh÷ng gi¸ trÞ ®Çu vµo thùc vµ do ®ã sÏ lµm gi¶m bít sù bæ sung níc cho®Êt vµ dßng s«ng.H×nh 3.1 Tæn thÊt do bÞ chÆn níc (l) ®îc ®Þnh nghÜa lµ hiÖu sè gi÷a lîng gi¸ng thñy tæng céng (P) vµ lîngma thùc (N). Lîng ma thùc ®îc h×nh thµnh bëi lîng ma xuyªn qua ®îc (T) vµ dßng ch¶y qua th©n vµ cµnh c©y (S). MÆc dï cã b»ng chøng ®¸ng kÓ chøng minh r»ng lîng gi¸ng thñy thùc tÕ phÝadíi rõng c©y nhá h¬n nhiÒu so víi ë vïng ®Êt trèng (vÝ dô Horton, 1919) nhng nãcòng kh«ng ch¾c ch¾n v× tæn thÊt níc do bÞ chÆn níc cho thÊy sù t¨ng râ rµng cñabèc h¬i. Mét ®iÒu cã thÓ g©y tranh luËn lµ tæn thÊt do chÆn níc ®îc c©n b»ng bëimét sù gi¶m t¬ng øng cña lîng níc mµ th¶m thùc vËt hót lªn (lîng níc nµy sÏngõng l¹i khi t¸n l¸ ít). Trong trêng hîp ®ã, t¸c ®éng tæng céng lªn sù c©n b»ngníc sÏ ®îc trung hßa hoÆc rÊt nhá cã thÓ bá qua. §Õn hiÖn t¹i mÆc dï tÇm quanträng cña sù chÆn níc ®· ®îc nhËn thøc réng r·i h¬n rÊt nhiÒu nhng nã vÉn chØ®îc tr×nh bµy trong mét phÇn tham kh¶o ng¾n ngñi trong mét sè s¸ch vÒ thñy v¨nc«ng tr×nh gÇn ®©y (vÝ dô Shaw, 1994; Hornberger vµ c¸c céng sù, 1998). Tuy nhiªn,trong ch¬ng nµy sÏ chØ ra sù quan träng cña sù chÆn níc ®èi víi thñy v¨n häc. Gi¶ thuyÕt nhÊn m¹nh r»ng tæn thÊt do sù chÆn níc vÒ c¬ b¶n cã thÓ bay h¬itrong bÊt kú thêi gian nµo b»ng chØ mét lîng nhÊt ®Þnh n¨ng lîng lµ cã thÓ thùchiÖn ®îc. N¨ng lîng nµy hoÆc ®îc sö dông ®Ó lµm bèc h¬i níc trong l¸ c©y (tho¸th¬i) hoÆc ®Ó bèc h¬i níc trªn bÒ mÆt cña l¸ c©y (interception). Do ®ã, sù chÆn níc ÝtnhÊt mét phÇn ®îc c©n b»ng bëi sù gi¶m lîng tho¸t h¬i (sÏ xuÊt hiÖn nÕu trêikh«ng ma) (Rutter, 1968). Nh÷ng thÝ nghiÖm tríc ®©y trªn nh÷ng c©y th©n cá b»ngc¸ch sö dông thÈm kÕ c©n (McMillan vµ Burgy, 1960) cho thÊy kh«ng cã sù kh¸c biÖtg ...