Thủy văn nước mặt
Thủy văn nước mặt nghiên cứu dòng chảy và lượng nước được lưu trữ trên bề mặt đất liền, đặc biệt là trong các sông và kênh, bao gồm cách thức các dòng chảy được hình thành, định tuyến và đo lường, cũng như cách đặc trưng hóa các trận lũ cực đoan.
Definition
Thủy văn nước mặt là một nhánh của thủy văn học liên quan đến sự xuất hiện, chuyển động, đo lường và thống kê của nước trên bề mặt Trái Đất, chủ yếu là dòng chảy trong sông và kênh, cùng với lũ lụt và tải lượng trầm tích mà chúng mang theo.
Scope
Lĩnh vực này bao gồm dòng chảy trong kênh hở và thủy lực của nó, biểu đồ thủy văn bão và chế độ dòng chảy của sông, đặc điểm thống kê và vật lý của lũ lụt, và sự vận chuyển trầm tích định hình lòng kênh. Nó tập trung vào nước khi đã tập trung trong kênh và trên bề mặt, trong khi sự hình thành dòng chảy trên sườn đồi được phát triển trong các quá trình lưu vực và dòng chảy, và dòng chảy dưới bề mặt được nghiên cứu trong thủy văn nước ngầm.
Sub-topics
Core questions
- Dòng chảy sông suối được hình thành, định tuyến qua các kênh và đo lường như thế nào?
- Hình dạng của biểu đồ thủy văn tiết lộ điều gì về phản ứng của lưu vực đối với lượng mưa?
- Cường độ lũ lụt và xác suất của chúng được ước tính như thế nào cho mục đích thiết kế và đánh giá rủi ro?
- Các con sông đang chảy cuốn theo và vận chuyển trầm tích, cũng như định hình lòng kênh của chúng như thế nào?
Key concepts
- Dòng chảy sông suối và lưu lượng
- Thủy lực kênh hở
- Biểu đồ thủy văn bão
- Thời gian duy trì dòng chảy và chế độ dòng chảy
- Tần suất lũ lụt và chu kỳ lặp lại
- Vận chuyển trầm tích và hình học thủy lực
Key theories
- Dòng chảy kênh hở và hình học thủy lực
- Dòng chảy trong kênh được mô tả bằng thủy lực kênh hở, và hình học thủy lực thực nghiệm liên hệ chiều rộng, chiều sâu và vận tốc với lưu lượng, cung cấp các mô tả có hệ thống về cách các kênh điều chỉnh theo lượng nước mà chúng mang theo.
- Phân tích tần suất lũ lụt
- Cường độ lũ lụt được đặc trưng thống kê bằng cách điều chỉnh các phân bố xác suất cho các đỉnh dòng chảy hàng năm, tạo ra các lượng tử lũ lụt và chu kỳ lặp lại làm nền tảng cho thiết kế kỹ thuật và quản lý vùng ngập lũ.
Clinical relevance
Thủy văn nước mặt là nền tảng cho việc thiết kế đập, cầu, cống và các quy định về vùng ngập lũ, vận hành hồ chứa và nguồn cấp nước, dự báo và cảnh báo lũ lụt, cũng như quản lý sông ngòi cho mục đích giao thông, sinh thái và chất lượng nước.
History
Việc đo lường dòng chảy sông suối một cách có hệ thống và đánh giá các con sông đã phát triển trong suốt thế kỷ 19 và 20 cùng với thủy lực kênh hở; giữa thế kỷ 20 đã xuất hiện biểu đồ thủy văn đơn vị, phân tích tần suất lũ lụt thống kê, và địa mạo học định lượng của Leopold và các đồng nghiệp, liên kết hình thái kênh với dòng chảy.
Key figures
- Luna B. Leopold
- Ven Te Chow
- David R. Maidment
Related topics
Seminal works
- dingman2015
- chow1988
- leopold1953
Frequently asked questions
- Lưu lượng sông thực sự được đo như thế nào?
- Lưu lượng thường được xác định bằng cách đo vận tốc nước trên một mặt cắt ngang và nhân với diện tích, sau đó liên hệ nó với mực nước được ghi liên tục thông qua đường cong quan hệ mực nước-lưu lượng để có thể ước tính dòng chảy chỉ từ mực nước.
- Lũ lụt 100 năm có nghĩa là gì?
- Đó là cường độ lũ lụt với xác suất ước tính là một phần trăm có thể bằng hoặc vượt quá trong bất kỳ năm nào, được suy ra từ phân tích tần suất lũ lụt; đây là một tuyên bố về xác suất, không phải là sự đảm bảo rằng những trận lũ như vậy chỉ xảy ra một lần mỗi thế kỷ.