TÍNH TOÁN THỦY VĂN ( Nguyễn Thanh Sơn - NXB Đại học Quốc gia Hà Nội ) CHƯƠNG 6

SỰ PHÂN PHỐI DÒNG CHẢY TRONG NĂM Dòng chảy trong sông không những thay đổi hàng năm mà còn thay đổi theo các thời kỳ trong năm. Quá trình thay đổi dòng chảy trong năm mang tính chất chu kỳ rõ rệt, hình thành các pha nước lớn nhỏ xen kẽ lẫn nhau, phụ thuộc vào tính chất tuần hoàn của các yếu tố khí hậu. Sự thay đổi có tính chu kỳ này được gọi là sự phân phối dòng chảy trong năm. Sự phân phối dòng chảy trong năm thường không phù hợp với yêu cầu dùng nước....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
TÍNH TOÁN THỦY VĂN ( Nguyễn Thanh Sơn - NXB Đại học Quốc gia Hà Nội ) CHƯƠNG 6 Chương 6 SỰ PHÂN PHỐI DÒNG CHẢY TRONG NĂM Dòng chảy trong sông không những thay đổi hàng năm mà còn thay đổi theo các thời kỳ trong năm. Quá trình thay đổi dòng chảy trong năm mang tính chất chu kỳ rõ rệt, hình thành các pha nước lớn nhỏ xen kẽ lẫn nhau, phụ thuộc vào tính chất tuần hoàn của các yếu tố khí hậu. Sự thay đổi có tính chu kỳ này được gọi là sự phân phối dòng chảy trong năm. Sự phân phối dòng chảy trong năm thường không phù hợp với yêu cầu dùng nước. Chỉ có nắm vững qui luật tự nhiên của sự phân phối dòng chảy trong năm mới có thể lợi dụng nguồn tài nguyên thủy lợi sông ngòi một cách có ích và hợp lý. Vì vậy việc nghiên cứu phân phối dòng chảy trong năm có ý nghĩa thiết thực đối với việc thiết kế và khai thác các công trình thủy lợi, tính toán dung tích kho nước, công suất phát điện và cả trong giai đoạn vận hành của kho nước. Xác định sự phân phối dòng chảy trong năm còn có ý nghĩa nghiên cứu chế độ thủy văn chung, xác định được mối quan hệ giữa sự phân phối dòng chảy và các điều kiện địa lý tự nhiên để sử dụng trong trường hợp thiếu tài liệu. 6.1. CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ PHÂN PHỐI DÒNG CHẢY TRONG NĂM Tình hình phân phối dòng chảy trong năm thể hiện qua các đặc trưng cơ bản như biên độ, thời gian và thời kỳ xuất hiện các lưu lượng tương ứng. Phân phối dòng chảy trong năm thường biểu thị dưới hai hình thức: đường quá trình lưu lượng và đường duy trì lưu lượng tuỳ theo yêu cầu của việc thiết kế các công trình. Đường quá trình lưu lượng mô tả sự thay đổi dòng chảy theo thứ tự thời gian, thường được biểu thị dưới dạng đường quá trình lưu lượng bình quân tuần (10 ngày), tháng hoặc mùa (hoặc tỷ số phần trăm so với toàn năm), cho ta khái niệm trực quan về sự thay đổi dòng chảy ở các thời kỳ trong năm. Đường duy trì lưu lượng bình quân ngày (còn gọi là đường tần suất lưu lượng bình quân ngày), cho ta khái niệm thời gian duy trì một lưu lượng lớn hoặc bằng một lưu lượng nào đó, đường duy trì mực nước bình quân ngày thường được sử dụng khi tính toán các công trình tưới, giao thông thủy vv... Khi nghiên cứu đường quá trình dòng chảy trong năm trong trường hợp có đầy đủ tài liệu thủy văn, người ta thường chú ý những dạng quá trình điển hình đại biểu cho những năm hoặc những nhóm năm nước lớn, nước bé, nước trung bình. Trong trường hợp thiếu hoặc không có tài liệu, người ta giải quyết theo hai hướng. Hướng thứ nhất là xác định từ phương trình cân bằng nước của từng thời kỳ trong năm trên cơ sở biết được lượng mưa, lượng bốc hơi của các mặt đệm khác nhau và lượng trữ nước trong khu vực. Anđrêianốp đã sử dụng phương pháp này để xác định phân phối dòng chảy trong năm. Phương pháp này xuất phát từ lý thuyết căn nguyên dòng chảy nên có ý nghĩa vật lý rõ ràng, song việc xác định các thành phần trong phương trình cân bằng nước không đơn giản nhất là lượng trữ nước của lưu vực, vì vậy thường dẫn đến sai số lớn. Hướng thứ hai là nghiên cứu tính chất khu vực của các dạng phân phối dòng chảy, dùng phương pháp tương tự thủy văn để xác định phân phối trong năm của lưu vực thiếu tài liệu. 6.1.1. Vai trò các nhân tố ảnh hưởng đối với sự phân phối dòng chảy trong năm Sự phân phối trong năm của dòng chảy là do các nhân tố khí hậu và mặt đệm quyết định. Mặc dù phân phối dòng chảy giữa các năm khác nhau của cùng lưu vực rất khác nhau nhưng vẫn có thể tìm thấy những nét chung nhất phản ánh các đặc điểm về khí hậu và mặt đệm ở nơi đó. 72 Nhân tố khí hậu quyết định đặc tính nói chung của sự phân phối dòng chảy trong một khu vực địa lý nào đó, còn các nhân tố địa lý tự nhiên khác phản ánh sự điều tiết thiên nhiên và nhân tạo của dòng chảy trong sông mà với một mức độ nào đấy, chúng có thể làm thay đổi một cách đáng kể tình hình phân phối sẵn có. Xuất phát từ phương trình cân bằng dòng chảy của lưu vực: y= x - z ± Δv ± Δw (6.1) ta thấy sự phân phối dòng chảy trong năm phụ thuộc vào lượng mưa (x), lượng bốc hơi (z), trữ lượng nước của lưu vực (Δv) và sự trao đổi nước ngầm với lưu vực bên (Δw) trong từng thời gian. Sự phân phối mưa và bốc hơi chủ yếu do điều kiện khí hậu quyết định. Lượng trữ nước của lưu vực và sự trao đổi nước ngầm với lưu vực bên do điều kiện địa lý tự nhiên quyết định. Điều kiện địa vật lý cũng có tác dụng tới các yếu tố khí hậu ảnh hưởng gián tiếp tới phân phối dòng chảy trong năm nhưng chủ yếu thông qua trữ lượng nước của lưu vực làm cho phân phối dòng chảy điều hòa hơn. Trong yếu tố này cần chú ý tới diện tích lưu vực, ao hồ, đầm lầy, rừng và điều kiện địa chất thổ nhưỡng. Những hồ tự nhiên có nước sông lưu thông có tác dụng điều tiết rất mạnh, nó trữ nước trong mùa lũ, rồi bổ sung lại cho sông sau lũ làm cho dòng chảy điều hòa hơn. Tác dụng điều tiết của hồ quyết định bởi độ sâu của hồ và d ...