Thủy văn là ngành nghiên cứu về sự vận động, phân phối và chất lượng của nước. Giáo trình “ thủy văn công trình” của Trường đại học Thủy Lợi nghiên cứu đầy đủ tuần tự từ qui luật hình thành dòng chảy của sông ngòi, phương pháp thống kê xác xuất trong thủy văn đưa ra cách tính toán thiết kế thủy văn và tính toán các vùng sông ảnh hưởng của thủy triều, tính toán điều tiết lũ, dòng chảy. Nội dung tóm tắt Thêm vào Mời bạn đăng nhập để thêm tài liệu vào danh sách yêu thích! Nội dung Text: Bài giảng Thủy văn công trình: Chương 1 (tt) - Chương 1 Tổng quan Tài nguyên nước và vấn đề khai thác tài nguyên nước Nhiệm vụ và nội dung của môn học Thuỷ văn công trình Đặc điểm hiện tượng thuỷ văn và phương pháp nghiên cứu Vài nét về lịch sử phát triển của thủy văn học
- I. Tài nguyên nước Trên trái đất, nước là loại vật chất phong phú nhất, là thành phần cấu tạo chính của mọi vật thể sống và là lực lượng chủ lực làm thay đổi không ngừng hình thể bề mặt của trái đất. Nước giữ vai trò then chốt trong việc điều hòa nhiệt độ trái đất bảo đảm cho sự sinh tồn của nhân loại và cũng là nhân tố chủ yếu ảnh hưởng đến sự tiến triển của nền văn minh. (Ven Te Chow).
- 1. Nước trên trái đất Nước trên trái đất tồn tại trong một khoảng không gian gọi là thủy quyển. Khoảng không gian này phát triển đến độ cao 15km trong bầu không khí và đi sâu xuống mặt đất khoảng 1km trong thạch quyển tức là vỏ trái đất. Nước là một loại tài nguyên quý và được coi là vĩnh cửu. Không có nước thì không có sự sống trên trái đất. Nước được sử dụng rộng rãi trong sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, thủy điện, giao thông th ủy, nuôi trồng thủy sản …
- Ứớc tính phân bố nước toàn cầu: Thể tích nước tính Thể tích nước tính Phần trăm của nước Phần trăm của tổng Nguồn nước bằng km 3 bằng dặm khối ngọt lượng nước Lượng nước rất phong phú và tồn tại ở Đại dương, biển, và vịnh 1.338.000.000 321.000.000 96,5 những dạng khác nhau Đỉnh núi băng, sông băng, và vùng 24.064.000 5.773.000 68,7 1,74 tuyết phủ vĩnh cửu Nước ngầm 23.400.000 5.614.000 1,7 Ngọt 10.530.000 2.526.000 30,1 0,76 Mặn 12.870.000 3.088.000 0,94 Độ ẩm đất 16.500 3.959 0,05 0,001 Băng chìm và băng 300.000 71.970 0,86 0,022 tồn tại vĩnh cửu Các hồ 176.400 42.320 0,013 Ngọt 91.000 21.830 0,26 0,007 Mặn 85.400 20.490 0,006 Khí quyển 12.900 3,095 0,04 0,001 Nước đầm lầy 11.470 2.752 0,03 0,0008 Sông 2.120 509 0,006 0,0002 Nước sinh học 1.120 269 0,003 0,0001 Tổng số 1.386.000.000 332.500.000 100 Nguồn: Gleick, P. H., 1996: Tài nguyên nước. Bách khoa từ điển về khí hậu và thời tiết. S.H Scheneide, Nhà xuất bản Đại học OXford, New york, quyển 2, trang 817 823.
- 1. Nước trên trái đất
- Nước ngọt là tài nguyên có hạn Nguồn nước trên thế giới rất lớn nhưng nước ngọt mới là yêu cầu cơ bản cho hoạt động dân sinh kinh tế của con người Nước ngọt chiếm tỉ lệ khoảng 3% tổng lượng nước trên trái đất. Trong đó, – 2/3 trong số đó là băng tuyết ở các cực – Đại bộ phận của phần còn lại là nước ngầm ở độ sâu từ 200 đến 600m, đa phần bị nhiễm mặn Nước ngọt có thể khai thác được chiếm khoảng 1% tổng lượng nước trên trái đất
- Nước là tài nguyên có thể tái tạo được
- Nước phân bố không đều theo không gian và thời gian Theo không gian: – Vùng nhiều nước: Châu Âu, Châu Á – Vùng ít nước: Châu Phi Theo thời gian: – Mùa mưa và mùa khô – Mùa lũ và mùa kiệt
- Thuộc tính của nước Gây lợi: – Là động lực cho các hoạt động dân sinh kinh tế của con người Gây hại: – Lũ lớn, lũ quét, lụt lội gây thiệt hại về con người và tài sản
- Các đặc trưng của nước Lượng nước: – Là tổng lượng nước sinh ra trong một khoảng thời gian hoặc một thời kỳ nào đó. – Biểu thị mức độ phong phú của tài nguyên nước trên một vùng lãnh thổ Chất lượng nước: – Hàm lượng các chất hòa tan và chất không hòa tan trong nước (có lợi hoặc hại theo tiêu chuẩn sử dụng) Động thái của nước: – Sự thay đổi dòng chảy theo thời gian – Sự trao đổi nước giữa các khu vực chứa nước – Sự vận chuyển và quy luật chuyển động của nước trong sông – Sự chuyển động của nước ngầm – Quá trình trao đổi chất hòa tan – Truyền mặn – V.v…
- Vấn đề khai thác tài nguyên nước Chủ yếu là khai thác sử dụng nước ngọt. Khai thác nguồn nước theo các mục đích khác nhau Các biện pháp khai thác công trình và phi công trình Tác động của việc khai thác tài nguyên nước đến ch ế độ dòng chảy tự nhiên Theo quan điểm hiện đại, “Hệ thống tài nguyên nước là một hệ thống phức tạp bao gồm nguồn nước ở dạng tự nhiên hoặc dạng được tái tạo, hệ thống các yêu cầu về nước, hệ thống các công trình thủy lợi cùng với sự tác động qua lại giữa chúng và tác động của môi trường”. Nhiệm vụ của quy hoạch sử dụng nước là thiết lập một cân bằng hợp lý với hệ thống nguồn nước theo các tiêu chuẩn đã được quy định bởi các mục đích khai thác và quản lý nguồn nước.
- Sơ đồ hệ thống nguồn nước HỆ THỐNG NGUỒN NƯỚC CÁC BIỆN PHÁP HỆ THỐNG CÁC TÀI NGUYÊN NƯỚC KHAI THÁC YÊU CẦU VỀ NƯỚC NGUỒN NƯỚC XÁC ĐỊNH CÂN BẰNG NƯỚC HỢP LÝ ĐẶC TRƯNG HỆ THỐNG PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ ĐÁNH GIÁ
- Hệ thống nguồn nước Tài nguyên nước: Hệ thống các yêu cầu – Dạng: Nước mặt, nước ngầm, đại dương về nước: – Đặc trưng: Lượng, Chất lượng, – Sử dụng nước: Thủy Động thái Các biện pháp khai thác nguồn điện, giao thông thủy, du nước: lịch, … – Các hồ chứa, đập dâng, trạm – Tiêu hao nước: Tưới, bơm, và các công trình cấp nước khác cấp nước sinh hoạt, – Công trình xử lý chất lượng nước cho công nghiệp… nước và cải tạo môi trường – Phòng chống lũ, chống – Các công trình phòng chống lũ, chống úng úng, bảo vệ và cải tạo – Biện pháp phi công trình môi trường – Các yêu cầu khác
- Xác định cân bằng nước hợp lý Đặc trưng cân bằng: – Lượng – Chất lượng – Động thái Hệ thống chỉ tiêu đánh giá: – Kinh tế – Chức năng – Môi trường Phương pháp đánh giá: – Phương pháp tối ưu – Phương pháp mô phỏng
- II. Nhiệm vụ và nội dung của môn học Thuỷ văn công trình Thủy văn là môn khoa học nghiên cứu về nước trên trái đất, sự xuất hiện, chu kỳ và sự phân bố của nước, các đặc tính hoá học và lý học của nước và sự phản ứng của nước đối với môi trường, bao gồm cả mối quan hệ giữa nước với các vật sống. (HĐ Liên bang Mỹ về Khoa học và Công nghệ).
- Thủy văn được ứng dụng trong Thiết kế và vận hành các công trình thủy lợi Cấp nước đô thị Bố trí và xử lý các nguồn nước thải Tưới nước Tiêu úng Sản xuất năng lượng thủy điện Phòng chống lũ lụt Giao thông thủy Phòng chống xói lở và bồi lắng phù sa Ngăn mặn xâm nhập Giảm nhẹ ô nhiễm, sử dụng nước cho các nhu cầu giải trí, bảo vệ nguồn cá và động vật hoang dã
- Thủy văn công trình (Engineering Hydrology) Lànhững kiến thức của thủy văn có liên quan đến việc thiết kế, xây dựng và quản lý vận hành các công trình có liên quan đến nước Còn gọi là thủy văn thiết kế, hoặc thủy văn ứng dụng
- Nhiệm vụ môn học Thủy văn công trình Cung cấp kiến thức cơ bản về sự hình thành dòng chảy sông ngòi, lưu vực, quá trình hình thành dòng chảy sông ngòi Các phương pháp đo đạc và thu thập tài liệu thủy văn Cung cấp các phương pháp tính toán các đặc trưng thủy văn thiết kế phục vụ công tác quy hoạch, thiết kế và thi công h ệ thống công trình thủy lợi, giao thông và các công trình xây dựng khác. Phương pháp tính toán cân bằng nước trong hệ thống, đặc biệt là cân bằng nước đối với hệ thống hồ chứa nước
- Nội dung của môn học Thuỷ văn công trình Nội dung: – Phần I: Tính toán các đặc trưng thuỷ văn thiết kế Chương II: Sự hình thành dòng chảy sông ngòi Chương III: Ứng dụng xác suất thống kê trong thu ỷ văn Chương IV: Tính toán các đặc trưng dòng chảy năm thiết kế Chương V: Tính toán các đặc trưng dòng chảy lũ thiết k ế Chương VI: Tính toán các đặc trưng thuỷ văn vùng ảnh hưởng triều – Thực tập: Đo đạc thủy văn – Phần II: Điều tiết dòng chảy bằng hồ chứa Chương VII: Hồ chứa và điều tiết dòng chảy bằng hồ chứa Chương VIII: Tính toán điều tiết dòng ch ảy dài h ạn Chương IX: Tính toán điều tiết dòng ch ảy lũ Chương X: Biểu đồ điều phối
- Hướng dẫn học môn Thủy văn công trình Tài liệu tham khảo: – Giáo trình Thủy văn công trình – NXB Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, 2008. Phương pháp đánh giá: – Điểm quá trình: 30% Ý thức thái độ học tập Các bài tập Bài kiểm tra giữa kỳ – Điểm thi cuối học phần: 70% Thi cuối học phần: thi viết (lý thuyết) – Học phần I : 120 phút – Học phần II: 90 phút Ghi chú: Mỗi sinh viên 1 đề thi, mỗi đề có 3 câu hỏi. Sinh viên không được mang tài liệu vào phòng thi.
|
