Thủy văn học và phân tích vùng ngập lụt ( ĐH Quốc Gia Hà Nội ) - Chương 1

Các nguyên lý thuỷ văn họcảnh Thành phố Houston và Buftalo trong điều kiện mùa lũ năm 19891.1.Giới thiệu chung về thuỷ văn họcThuỷ văn học đề cập tới nhiều đối tượng, nghiên cứu về sự tuần hoàn và sự phân bố nước trên trái đất. Phạm vi thuỷ văn học bao gồm các tác động của các quá trình vật lý, hoá học, sinh học của nước trong tự nhiên và trong môi trường sống. Chính bởi sự đa dạng của các chu kỳ thuỷ văn trong tự nhiên và quan hệ của chúng với các mô...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thủy văn học và phân tích vùng ngập lụt ( ĐH Quốc Gia Hà Nội ) - Chương 1Ch−¬ng 1. C¸c nguyªn lý thuû v¨n häc ¶nh Thµnh phè Houston vµ Buftalo trong ®iÒu kiÖn mïa lò n¨m 19891.1.Giíi thiÖu chung vÒ thuû v¨n häc Thuû v¨n häc ®Ò cËp tíi nhiÒu ®èi t−îng, nghiªn cøu vÒ sù tuÇn hoµn vµ sù ph©nbè n−íc trªn tr¸i ®Êt. Ph¹m vi thuû v¨n häc bao gåm c¸c t¸c ®éng cña c¸c qu¸ tr×nh vËtlý, ho¸ häc, sinh häc cña n−íc trong tù nhiªn vµ trong m«i tr−êng sèng. ChÝnh bëi sù ®ad¹ng cña c¸c chu kú thuû v¨n trong tù nhiªn vµ quan hÖ cña chóng víi c¸c m« h×nhthêi tiÕt, c¸c lo¹i ®Êt, d¹ng ®Þa h×nh vµ c¸c nh©n tè ®Þa chÊt kh¸c lµm cho ranh giíi gi÷athuû v¨n vµ c¸c ngµnh khoa häc Tr¸i §Êt kh¸c nh− khÝ t−îng, ®Þa lý, sinh häc vµ h¶id−¬ng lµ kh«ng râ rÖt. Chu kú thuû v¨n lµ mét qóa tr×nh liªn tôc trong ®ã n−íc bÞ bèc h¬i tõ bÒ mÆt ®¹id−¬ng, sau ®ã di chuyÓn vµo ®Êt liÒn víi nh÷ng khèi kh«ng khÝ Èm −ít, vµ t¹o thµnhgi¸ng thuû nÕu gÆp ®iÒu kiÖn thuËn lîi. Gi¸ng thuû r¬i xuèng bÒ mÆt ®Êt ®−îc ph©nt¸n qua mét vµi con ®−êng (H×nh 1.1). Mét phÇn gi¸ng thuû P, hay nh÷ng trËn m−arµo ®−îc gi÷ l¹i trong ®Êt t¹i n¬i mµ nã r¬i xuèng cßn mét phÇn quay trë l¹i khÝ quyÓn 21qua bèc h¬i E, qu¸ tr×nh chuyÓn ®æi cña n−íc thµnh h¬i n−íc, bèc h¬i qua l¸ T, sù tænthÊt h¬i n−íc th«ng qua thùc vËt lµ mét chuçi liªn quan víi nhau. Sô kÕt hîp tæn thÊttrªn ®−îc gäi lµ sù bèc h¬i qua l¸ ET. L−îng tæn thÊt trªn ®¹t lín nhÊt nÕu sù cung cÊpn−íc trong ®Êt lµ ®Çy ®ñ theo thêi gian ( xem thiÕt diÖn h×nh 1.4). PhÇn cßn l¹i ch¶ytrµn trªn mÆt ®Êt hoÆc theo h−íng n−íc ch¶y vµ cung cÊp n−íc cho nh÷ng con suèi vµnh÷ng con s«ng. Sau cïng mét l−îng n−íc ®¸ng kÓ ngÊm vµo trong lßng ®Êt gièng nh−sù rß rØ F vµ cã thÓ trë l¹i vµo nh÷ng con suèi sau ®ã sÏ hoµ trén víi nhau hoÆc cã thÓthÊm qua nh÷ng hÖ thèng n−íc ngÇm s©u h¬n. N−íc bÒ mÆt vµ n−íc ngÇm di chuyÓntíi nh÷ng n¬i ®é cao thÊp h¬n vµ cuèi cïng ®æ vµo ®¹i d−¬ng. Tuy nhiªn mét l−îng línn−íc bÒ mÆt vµ mét phÇn n−íc ngÇm cã thÓ quay trë l¹i khÝ quyÓn th«ng qua sù bèc h¬ibÒ mÆt vµ bèc h¬i qua l¸. ( Xem phÇn1.4 ). H×nh 1.1. Vßng tuÇn hoµn n−ícLÞch sö thuû v¨n cæ ®¹i Biswas (1972), trong bµi luËn sóc tÝch vÒ lÞch sö thuû v¨n ®· m« t¶ thùc tiÔn viÖc®iÒu khiÓn nguån n−íc thêi kú ®Çu ë Sumerian vµ Ai CËp cæ ®¹i ë Trung CËn §«ng vµdäc theo bê s«ng Hoµng Hµ ë Trung Quèc. Kh¶o cæ häc ®· chøng tá sù tån t¹i cña kÕtcÊu thuû lùc ®−îc x©y dùng cho viÖc t−íi tiªu vµ ho¹t ®éng ®iÒu tiÕt nguån n−íc. Vµokho¶ng n¨m 400 tr−íc c«ng nguyªn mét c¸i ®Ëp ®· ®−îc x©y dùng ngang qua con s«ngNile, vµ sau ®ã mét con kªnh ®Ó dÉn n−íc ngät còng ®−îc x©y dùng gi÷a Cairo vµ Suez. C¸c nhµ triÕt häc Hyl¹p vµ nh÷ng sinh viªn thuû v¨n häc ®Çu tiªn cïng Aristotle®−a ra sù chuyÓn kh«ng khÝ Èm vµo s©u bªn trong nói nh− lµ nguån cña c¸c n−íc m¹chvµ s«ng suèi. Homer d· ®Ò xuÊt ra ý t−ëng lµ tån t¹i mét tÇng n−íc ngÇm d−íi ®¸y ®¹id−¬ng gièng nh− tÇng n−íc ngÇm trªn mÆt ®Êt. Ph−¬ng ph¸p ®o l−êng ®Çu tiªn ®−îcthö trong hÖ thèng n−íc ë thµnh phè Roma (vµo n¨m 97 tr−íc c«ng nguyªn) dùa trªndiÖn tÝch mÆt c¾t ngang cña dßng ch¶y. ChÝnh ®iÒu ®ã ®· gióp cho Leonardo da Vincikh¸m ph¸ ra mèi quan hÖ chÝnh x¸c gi÷a diÖn tÝch, vËn tèc vµ l−u l−îng dßng ch¶y22trong thêi kú Phôc h−ng ë Italia. LÇn quan tr¾c ®Çu tiªn ®−îc ghi chÐp vÒ l−îng m−a r¬i vµ dßng ch¶y bÒ mÆt®−îc tiÕn hµnh vµo thÕ kû thø XVII bëi Perault. «ng ®· so s¸nh l−îng m−a r¬i víi dßngch¶y −íc l−îng cña s«ng Seine vµ ®· chØ ra hai mèi quan hÖ gi÷a chóng. Ph¸t hiÖn cñaPerault ®−îc c«ng bè n¨m 1694. Halley, nhµ thiªn v¨n häc ng−êi Anh (sinh n¨m 1656vµ mÊt n¨m1742) ®· sö dông mét vïng ®Êt tròng lßng ch¶o ®Ó tiÕn hµnh −íc l−îng bèch¬i tõ biÓn §Þa Trung H¶i vµ kÕt luËn r»ng nã ®ñ c¬ së ®Ó −íc l−îng cho dßng ch¶ys«ng nh¸nh. Marriot ®· tõng ®o vËn tèc dßng ch¶y t¹i s«ng Seine. Sù b¾t ®Çu sím cñac¸c nhµ thuû v¨n ®· cung cÊp nÒn t¶ng cho nh÷ng sù ph¸t triÓn trong thÕ kû 18, baogåm ®Þnh luËt Becnulli, èng Pilot, vµ c«ng thøc Sezi (1769), ®iÒu ®ã ®· t¹o nªn nÒn t¶ngc¬ b¶n cho thñy lùc häc vµ ®o ®¹c. Trong suèt thÕ kû thø XIX, sù ph¸t triÓn quan träng trong thuû v¨n n−íc ngÇm®· x¶y ra. §Þnh luËt vÒ dßng ch¶y trong trong m«i tr−êng láng cña Darcy, c«ng thøcchÝnh x¸c cña Dupuit-Thiem vµ ph−¬ng tr×nh dßng ch¶y trong èng mao dÉn cña Hagen-Poiseuille ®· ph¸t triÓn m¹nh mÏ. Trong thuû v¨n n−íc mÆt rÊt nhiÒu c«ng thøc dßngch¶y vµ c¸c dông cô ®o ®¹c ®· ph¸t triÓn vµ cho phÐp b¾t ®Çu ®o dßng ch¶y mét c¸ch cãhÖ thèng. N¨m 1861 Humpgiêey vµ Abbot ®· gi¸n tiÕp ®a ra ph−¬ng ph¸p ®o l−îngdßng ch¶y trªn s«ng Mississippi t¹i Hîp chñng quèc Hoa Kú, vµ ®oµn kh¶o s¸t ®Þa chÊtcña MÜ ®· x©y dùng lªn mét hÖ thèng ch−¬ng tr×nh ®o dßng ch¶y ®Çu tiªn ë trªn s«ngMisissippi. N¨m 1889 c«ng thøc Manning ®· ®−îc giíi thiÖu vµ l−u tèc kÕ cña Price ®·®−îc ph¸t hiÖn n¨m 1885. N¨m 1867, ®o l− ...