Nguyên lý thủy văn ( NXB ĐH Quốc gia Hà Nội ) - Chương 6

Nước trong đất6.1. Giới thiệuNước trong đất thường được tính toán bao gồm cả nước trong tầng thông khí sát bề mặt đất và nước dưới tầng thông khí được giới hạn bởi bề mặt nước ngầm và tầng không thấm nước (xem mục 5.1). Như vậy định nghĩa nước trong đất bao gồm tất cả nước trong tầng thông khí và tầng sâu. Nước trong đới thông khí có thể sâu tới hàng chục hoặc hàng trăm mét ở dưới mặt đất. Tuy nhiên, nước trong tầng đất nông cây cối thực sự hấp thu được và giữ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nguyên lý thủy văn ( NXB ĐH Quốc gia Hà Nội ) - Chương 6 Ch¬ng 6 Níc trong ®Êt6.1. Giíi thiÖu Níc trong ®Êt thêng ®îc tÝnh to¸n bao gåm c¶ níc trong tÇng th«ng khÝ s¸tbÒ mÆt ®Êt vµ níc díi tÇng th«ng khÝ ®îc giíi h¹n bëi bÒ mÆt níc ngÇm vµ tÇngkh«ng thÊm níc (xem môc 5.1). Nh vËy ®Þnh nghÜa níc trong ®Êt bao gåm tÊt c¶níc trong tÇng th«ng khÝ vµ tÇng s©u. Níc trong ®íi th«ng khÝ cã thÓ s©u tíi hµngchôc hoÆc hµng tr¨m mÐt ë díi mÆt ®Êt. Tuy nhiªn, níc trong tÇng ®Êt n«ng c©y cèithùc sù hÊp thu ®îc vµ gi÷ l¹i lîng h¬i Èm cho ®Êt nãi chung vµ cã ý nghÜa vÒ thuûv¨n rÊt lín vµ do ®ã lµ träng t©m chÝnh cña nghiªn cøu trong ch¬ng nµy. TÇng th«ngkhÝ gåm c¸c líp ®Êt máng cã kh¶ n¨ng thÊm hoÆc kh«ng thÊm níc, lîng níc mach¶y nhanh trªn bÒ mÆt, thØnh tho¶ng g©y nªn sù xãi mßn vµ mét phÇn thÊm vµotrong ®Êt tÇng n«ng, do ®ã mét Ýt h¬i Èm ®îc gi÷ l¹i trong ®Êt ®Ó duy tr× sù sèng cñathùc vËt vµ ®éng vËt tíi tËn trËn ma tiÕp theo. Díi s©u h¬n gåm c¸c líp ®Êt thÊm®îc, trong sù t¬ng ph¶n, cã thÓ hÊp thu vµ tÝch tr÷ chÊt lîng níc lín vµ cung cÊplîng h¬i Èm dù tr÷ trong suèt thêi kú h¹n h¸n vµ cung cÊp mét lîng níc kh«ng®æi cho dßng ch¶y trong s«ng. TÇm quan träng cña níc díi ®Êt ngoµi viÖc t¹o nªn sù c©n b»ng níc tÇngn«ng th× cßn lµ mét phÇn nhá trong tæng lîng cña c©n b»ng níc toµn cÇu (b¶ng 1.1).§©y lµ mét lîng níc cã thêi gian tån t¹i trung b×nh cña níc trong ®Êt ng¾n,kho¶ng ba th¸ng. Quan tr¾c thùc tÕ cho thÊy níc trong ®Êt quay trë l¹i bèn lÇntrong mét n¨m. Sù ®ãng gãp níc bèn lÇn hµng n¨m cã thÓ t¹o nªn mét lîng níclín vµ biÕn ®æi tõ 65x13 3 tíi 260x103 km3. Tuy nhiªn, qua nhiÒu tµi liÖu quan tr¾ccho thÊy tÇm quan träng cña níc díi ®Êt vµ vai trß cña nã ®èi víi sù sèng nh métnguån níc cho thùc vËt. Th«ng thêng, hiÓu biÕt vÒ nh÷ng nh©n tè ®iÒu khiÓn lîngníc tr÷ vµ sù di chuyÓn cña níc trong ®Êt lµ yÕu tè cÇn thiÕt cho sù hiÓu biÕt kh¸cvíi ph¹m vi réng r·i cña c¸c qu¸ tr×nh trao ®æi chÊt, bao gåm kh«ng chØ lµ nguåncung cÊp níc cho c©y mµ cßn cho sù ph¸t sinh dßng ch¶y, phôc håi l¹i lîng nícngÇm n»m bªn díi vµ sù di chuyÓn vµ sù tÝch luü cña chÊt g©y « nhiÔm (Bear vµVerrôit, 1987). Nh mét kÕt qu¶, nh÷ng thay ®æi ngîc l¹i cña t×nh tr¹ng níc trong®Êt cã thÓ t¹o ra tõ nh÷ng thay ®æi vi khÝ hËu mét c¸ch tù nhiªn hay cã nguån gèc tõcon ngêi vµ ®ã lµ mèi quan t©m lín cña chóng ta (Gleick, 1993a). Níc trong ®Êt rÊtquan träng do ®ã ®îc sù quan t©m cña c¸c nhµ thuû v¨n häc, c¸c nhµ n«ng nghiÖphäc, khÝ hËu häc, l©m nghiÖp häc, ®Þa m¹o häc vµ c¸c kü s n«ng nghiÖp.6.2. Nh÷ng ®Æc tÝnh vËt lý cña c¸c lo¹i ®Êt ¶nh hëng ®Õn níc trong ®Êt Tr¾c diÖn cña ®Êt lµ mÆt c¾t ngang líp ®Êt ch¹y tõ bÒ mÆt ®Êy xuyªn qua c¸c líp®Êt b×nh thêng bao gåm mét sè líp hay mét sè mÆt n»m ngang cã ®Æc tÝnh vËt lý 173kh¸c nhau ®Õn tÇng níc ngÇm. B¶n chÊt cña c¸c tr¾c diÖn ®Êt phô thuéc vµo mét ph¹m vi réng lín cña c¸cnh©n tè bao gåm nh÷ng nguyªn liÖu cã nguån gèc ®Çu tiªn, chiÒu dµi thêi gian cña sùph¸t triÓn ®Þa chÊt vµ cña khÝ hËu ®ang thÞnh hµnh, còng nh th¶m thùc vËt vµ ®Þah×nh. Ba pha trong hÖ thèng ®Êt: pha r¾n, hay chÊt ®Êt nÒn, bao gåm mét Ýt chÊtkho¸ng vµ mét Ýt chÊt h÷u c¬ cña m«i trêng cã c¸c lç rçng nhá li ti. Pha thÓ khÝ cñakhÝ trong ®Êt vµ pha thÓ láng cña níc trong ®Êt. GÇn ®©y ®· cã mét kh¸i niÖm phïhîp h¬n ®ã lµ nh¾c ®Õn “sù hßa tan” cña ®Êt bëi v× nã lu«n chøa ®ùng mét vµi vËtchÊt hßa tan. HÖ thèng níc trong ®Êt lµ hÕt søc phøc t¹p, nhÊt lµ v× c¸c thuéc tÝnhtrong ®Êt thêng thay ®æi trong ph¹m vi nhá vµ cã thÓ kh«ng gi÷ nguyªn tÝnh bÊtbiÕn theo thêi gian cña ®Þa tÇng, bëi v× c¸c nh©n tè nh lµ sù në ra vµ co l¹i cña ®ÊtsÐt, sù nÐn chÆt vµ sù nhiÔu lo¹n bëi thùc vËt, ®éng vËt vµ con ngêi lµ kh«ng nhiÒu.V× lý do nµy c¸c nhµ vËt lý ®Êt trong thêi gian tríc ®· ®Ò ra ph¬ng ph¸p ®Ó nghiªncøu m«i trêng “lý tëng ho¸” bao gåm c¸c dät níc nhá do kiªn kÕt vËt lý vµ nh÷ngcét níc chøa trong c¸c èng mao dÉn. Bëi vËy, c¸c nhµ thuû v¨n häc thêng ¸p dôngnh÷ng kh¸i niÖm lý luËn vµ kh¸i niÖm thÝ nghiÖm ®îc thùc hiÖn ë c¸c c¬ së thùcnghiÖm trªn c¸c c¸nh ®ång. Môc ®Ých cña ch¬ng nµy lµ cung cÊp c¸c th«ng tin giíithiÖu vÒ c¸c hiÖn tîng quan träng cña häc thuyÕt níc trong ®Êt vµ c¸c kÕt qu¶ thùcnghiÖm thiÕt thùc cho c¸c nhµ thuû v¨n. Lîng níc ®ã cã thÓ ®îc gi÷ trong mét thÓ tÝch nhÊt ®Þnh cña ®Êt vµ tèc ®écña níc di chuyÓn qua ®Êt phô thuéc vµo c¶ kÕt cÊu ®Êt, nghÜa lµ thµnh phÇn cÊpphèi h¹t cña vËt chÊt trong ®Êt vµ vµo cÊu tróc ®Êt. Níc cã thÓ chøa trong c¶ cÊutróc cña kho¶ng kh«ng trèng rçng vµ kho¶ng kh«ng cã kÕt cÊu (gi÷a c¸c phÇn nhá). ënh÷ng chç chøa ®ùng h¬i Èm cao níc ch¶y qua nh÷ng chç cò cã thÓ bÞ chi phèi,nhng trë nªn kÐm quan träng h¬n khi ®Êt trë nªn kh« h¬n. Th«ng thêng, nh÷ng lçnhá lín h¬n sÏ x¶y ra gi÷a c¸c kho¶ng tr ...