Đáp án Các vấn đề về nước và kiểm soát lũ môn Thủy văn & tài nguyên nước | Trường Đại học Thủy Lợi

lOMoAR cPSD| 58478860
1, Thế nào là diện tích hứng nước (Diện tích tập trung nước)?
2, Những nhân tố nào ảnh hưởng tới dòng chảy mặt và các yếu tố thủy lực lòng dẫn?
3, Thế nào là tổn thất thủy văn và mưa hiệu quả? Tổn thất thủy văn và mưa hiệu quả liên quan
đến dòng chảy mặt như thế nào?
4, Qúa trình hình thành nước ngầm trong tự nhiên?
5, Phân loại và sự biến động và các yếu tố ảnh hưởng của nước ngầm?
6, Phân tích các nhân tố ảnh hưởng tới dòng chảy mặt và các yếu tố thủy lực lòng dẫn?
7, Thế nào là hạn thủy văn? Hạn khí tượng? Hạn nông nghiệp? Hạn kinh tế? Những tác hại của
hạn hán đối với các hoạt động kinh tế xã hội
8, Trình bày các phương pháp tưới cho các loại cây trồng trong nông nghiệp thường được áp dụng
hiện nay? (Uư và nhược điểm của từng phương pháp)
9, Trình bày các nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn các phương pháp tưới thích hợp?
10, Trình bày các phương án kiểm soát lũ (giải pháp công trình và các giải pháp phi công trình)?
1. Thế nào là diện tích hứng nước (Diện tích tập trung nước)?
Diện tích hứng nước, hay còn gọi là lưu vực, là vùng đất mà ở đó nước mưa hoặc tuyết tan chảy
tập trung lại và chảy vào một con sông, hồ chứa hoặc một điểm thoát nước chung. Lưu vực
được xác định bởi đường phân thủy, là ranh giới tự nhiên chia tách các lưu vực khác nhau.
2. Những nhân tố nào ảnh hưởng tới dòng chảy mặt và các yếu tố thủy lực lòng dẫn?
Các nhân tố ảnh hưởng đến dòng chảy mặt và các yếu tố thủy lực lòng dẫn bao gồm: •
Lượng mưa: Lượng mưa lớn và cường độ cao sẽ tạo ra dòng chảy mặt lớn. •
Đặc điểm lưu vực: Hình dạng, kích thước, độ dốc và loại đất của lưu vực ảnh hưởng đến
tốc độ và lượng dòng chảy mặt. •
Thảm thực vật: Thảm thực vật dày đặc giúp giữ nước và làm chậm dòng chảy mặt. •
Độ dốc của lòng dẫn: Độ dốc lớn làm tăng tốc độ dòng chảy. •
Độ nhám của lòng dẫn: Lòng dẫn nhám làm giảm tốc độ dòng chảy. •
Hình dạng và kích thước của lòng dẫn: Ảnh hưởng đến khả năng chứa và vận chuyển nước. lOMoAR cPSD| 58478860
3. Thế nào là tổn thất thủy văn và mưa hiệu quả? Tổn thất thủy văn và mưa hiệu quả liên quan
đến dòng chảy mặt như thế nào? •
Tổn thất thủy văn: Là lượng nước mưa bị giữ lại trên bề mặt đất hoặc thấm vào đất, không
tham gia vào dòng chảy mặt. •
Mưa hiệu quả: Là lượng mưa còn lại sau khi trừ đi tổn thất thủy văn, trực tiếp tạo ra dòng chảy mặt.
Mối quan hệ: Mưa hiệu quả càng lớn, dòng chảy mặt càng nhiều. Tổn thất thủy văn bao gồm bốc
hơi, thấm và nước đọng trên bề mặt.
4. Quá trình hình thành nước ngầm trong tự nhiên?
Nước ngầm được hình thành từ nước mưa thấm qua các lớp đất và đá xuống các tầng chứa nước. Quá trình này bao gồm: •
Xâm nhập: Nước mưa thấm qua bề mặt đất. •
Di chuyển: Nước di chuyển qua các khe nứt, lỗ rỗng trong đất và đá. •
Tích trữ: Nước tích tụ trong các tầng chứa nước ngầm.
5. Phân loại và sự biến động và các yếu tố ảnh hưởng của nước ngầm? Phân loại nước ngầm: •
Nước ngầm tầng nông: Tồn tại trong các tầng chứa nước gần mặt đất. •
Nước ngầm tầng sâu: Tồn tại trong các tầng chứa nước sâu hơn, thường có áp.
Biến động của nước ngầm: •
Theo mùa: Phụ thuộc vào lượng mưa và quá trình khai thác. •
Theo không gian: Phụ thuộc vào đặc điểm địa chất và địa hình.
Các yếu tố ảnh hưởng: •
Lượng mưa: Lượng mưa lớn bổ sung nước cho các tầng chứa nước. •
Đặc điểm địa chất: Ảnh hưởng đến khả năng chứa và dẫn nước của các tầng chứa nước. •
Khai thác nước ngầm: Khai thác quá mức có thể làm cạn kiệt nguồn nước ngầm.
6. Phân tích các nhân tố ảnh hưởng tới dòng chảy mặt và các yếu tố thủy lực lòng dẫn? lOMoAR cPSD| 58478860 •
Nhân tố khí tượng: Lượng mưa, cường độ mưa, phân phối mưa theo thời gian và không gian. •
Nhân tố địa hình: Diện tích lưu vực, hình dạng lưu vực, độ dốc lưu vực, độ dốc lòng dẫn. •
Nhân tố địa chất, thổ nhưỡng: Loại đất, độ thấm của đất, cấu trúc địa chất. •
Nhân tố thảm phủ thực vật: Loại thảm phủ, mật độ thảm phủ. •
Nhân tố con người: Các hoạt động xây dựng, khai thác tài nguyên, thay đổi mục đích sử dụng đất.
7. Thế nào là hạn thủy văn? Hạn khí tượng? Hạn nông nghiệp? Hạn kinh tế? Những tác hại của
hạn hán đối với các hoạt động kinh tế xã hội? •
Hạn khí tượng: Thiếu hụt lượng mưa so với trung bình nhiều năm. •
Hạn thủy văn: Thiếu hụt nguồn nước mặt và nước ngầm. •
Hạn nông nghiệp: Thiếu hụt độ ẩm đất cần thiết cho cây trồng. •
Hạn kinh tế: Thiếu hụt nguồn nước ảnh hưởng đến các hoạt động kinh tế. Tác hại của hạn hán: •
Nông nghiệp: Giảm năng suất cây trồng, thiếu nước cho chăn nuôi. •
Công nghiệp: Thiếu nước cho sản xuất, làm mát thiết bị. •
Sinh hoạt: Thiếu nước cho sinh hoạt hàng ngày. •
Kinh tế: Giảm GDP, tăng chi phí sản xuất, ảnh hưởng đến du lịch và các ngành dịch vụ khác. •
Xã hội: Thiếu nước sinh hoạt, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng, gây ra xung đột về tài nguyên nước.
8. Trình bày các phương pháp tưới cho các loại cây trồng trong nông nghiệp thường được áp
dụng hiện nay? (Ưu và nhược điểm của từng phương pháp) Các phương pháp tưới phổ biến: •
Tưới mặt ruộng: Dẫn nước trực tiếp lên bề mặt ruộng.
o Ưu điểm: Đơn giản, chi phí thấp.
o Nhược điểm: Tiêu tốn nhiều nước, hiệu quả tưới thấp, dễ gây xói mòn và rửa trôi chất dinh dưỡng. •
Tưới phun mưa: Phun nước dưới dạng mưa nhân tạo. lOMoAR cPSD| 58478860
o Ưu điểm: Tiết kiệm nước hơn tưới mặt ruộng, hiệu quả tưới cao hơn, có thể tưới
cho địa hình phức tạp.
o Nhược điểm: Chi phí đầu tư cao hơn, dễ bị ảnh hưởng bởi gió. •
Tưới nhỏ giọt: Dẫn nước nhỏ giọt trực tiếp vào gốc cây.
o Ưu điểm: Tiết kiệm nước tối đa, hiệu quả tưới cao nhất, giảm thiểu cỏ dại và sâu bệnh.
o Nhược điểm: Chi phí đầu tư cao nhất, yêu cầu kỹ thuật cao.
9. Trình bày các nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn các phương pháp tưới thích hợp? •
Loại cây trồng: Mỗi loại cây trồng có nhu cầu nước và đặc điểm sinh lý khác nhau. •
Điều kiện địa hình: Địa hình bằng phẳng thích hợp cho tưới mặt ruộng, địa hình dốc hoặc
phức tạp cần tưới phun mưa hoặc nhỏ giọt. •
Nguồn nước: Lượng nước, chất lượng nước và khoảng cách đến nguồn nước. •
Điều kiện kinh tế: Chi phí đầu tư, vận hành và bảo dưỡng hệ thống tưới. •
Điều kiện kỹ thuật: Trình độ kỹ thuật của người sử dụng. 10.
Trình bày các phương án kiểm soát lũ (giải pháp công trình và các giải pháp phi công trình)? Giải pháp công trình: •
Xây dựng hồ chứa: Điều tiết dòng chảy, giảm đỉnh lũ. •
Xây dựng đê điều: Ngăn chặn nước lũ tràn vào khu dân cư và sản xuất. •
Nạo vét lòng sông, kênh rạch: Tăng khả năng thoát lũ. •
Xây dựng công trình phân lũ, chậm lũ: Giảm áp lực lũ cho các khu vực xung yếu.
Giải pháp phi công trình: •
Quy hoạch sử dụng đất hợp lý: Hạn chế xây dựng ở vùng trũng thấp, ven sông. •
Trồng rừng phòng hộ: Tăng khả năng giữ nước, giảm dòng chảy mặt. •
Dự báo và cảnh báo lũ sớm: Giúp người dân chủ động phòng tránh. •
Nâng cao nhận thức cộng đồng: Tăng cường kỹ năng ứng phó với lũ lụt. •
Xây dựng bản đồ ngập lụt: Xác định các khu vực có nguy cơ ngập lụt cao. lOMoAR cPSD| 58478860 •
Mua bảo hiểm lũ lụt: Giảm thiểu thiệt hại kinh tế cho người dân.
1. Diện tích hứng nước (diện tích tập trung nước):
Theo giáo trình, diện tích hứng nước được hiểu theo khái niệm “lưu vực” – tức là “phần diện
tích bề mặt đất trong tự nhiên, nơi mà mọi lượng nước mưa khi rơi xuống sẽ tập trung lại và
thoát qua một cửa ra duy nhất.” Nhờ đó, lưu vực không chỉ xác định được lượng mưa góp phần
tạo ra dòng chảy mặt mà còn là cơ sở để tính toán nguồn nước mặt của một khu vực. Ví dụ:
“Tài nguyên nước mặt của một quốc gia là tổng của lượng dòng chảy sông ngòi từ ngoài vùng
chảy vào và dòng chảy nội địa” – qua đó, diện tích hứng (lưu vực) chính là yếu tố quyết định
(theo nội dung của chương 1 và 2 trong giáo trình; xem phần mô tả chung về lưu vực trong giáo trình, ).
2. Những nhân tố ảnh hưởng tới dòng chảy mặt và các yếu tố thủy lực lòng dẫn: Đối với
dòng chảy mặt, giáo trình chỉ ra rằng các nhân tố chính bao gồm: -
Cường độ và thời gian mưa: Lượng mưa rơi và thời gian mưa tác động trực tiếp
đến lượng nước sinh ra. -
Đặc tính đất và thảm thực vật: Khả năng thấm, độ ẩm ban đầu và khả năng giữ
nước của đất, cũng như sự che phủ của cây cối, giúp làm giảm tổn thất thủy văn. -
Độ dốc và hình dạng của lưu vực: Diện tích, độ dốc và cấu trúc hình học của
lưu vực quyết định tốc độ tập trung nước.
Về mặt thủy lực lòng dẫn (các đặc tính của các kênh, ống dẫn), các yếu tố bao gồm:
- Hình dạng tiết diện của kênh (chiều rộng, độ sâu) và độ dốc: Điều này ảnh hưởng đến vận tốc dòng chảy. -
Độ nhám bề mặt và các yếu tố cản trở: Ví dụ như đá, cặn bã, cây cối bên trong
kênh có thể làm giảm hiệu quả dẫn nước.
Như giáo trình đã phân tích:
“Các nhân tố tự nhiên của lưu vực và đặc tính kỹ thuật của các cấu trúc dẫn nước
sẽ quyết định được cường độ và hiệu quả truyền tải dòng chảy”
(nghiệp vụ này được trình bày chi tiết ở các chương liên quan đến dòng chảy mặt và thủy lực –
tham khảo nội dung trong các chương 1 và 2, ).
3. Tổn thất thủy văn và mưa hiệu quả – mối quan hệ với dòng chảy mặt: -
Tổn thất thủy văn: Là lượng mưa “mất đi” trong quá trình xử lý tại bề mặt đất
do các quá trình như ngấm, bay hơi, và hấp thụ bởi thảm thực vật, không góp phần vào
việc hình thành dòng chảy. -
Mưa hiệu quả (hay lượng mưa sinh dòng chảy): Là lượng mưa còn lại sau khi
trừ đi tổn thất thủy văn, chính là lượng mưa góp phần trực tiếp hình thành dòng chảy mặt tại cửa ra lưu vực.
Giáo trình khẳng định rằng:
“Lượng mưa sinh dòng chảy được xác định bằng lượng mưa sau khi trừ đi các tổn
thất do ngấm, bay hơi và lưu giữ trên bề mặt” lOMoAR cPSD| 58478860
Do đó, khi tổn thất thủy văn tăng lên (do đất khô, thảm thực vật thưa, nhiệt độ cao,…), lượng
mưa hiệu quả giảm, từ đó làm giảm cường độ dòng chảy mặt.
(Thông tin này được trình bày ở phần phân tích mưa – dòng chảy trong chương 2, ).
4. Quá trình hình thành nước ngầm trong tự nhiên:
Nước ngầm hình thành qua quá trình thấm của nước mưa từ bề mặt đất xuống tầng đất chưa bão
hòa. Sau khi thấm qua lớp đất, nước di chuyển qua các khe hở, rãnh và khe nứt trong các lớp đá
hoặc trầm tích để tích tụ thành tầng nước ngầm. Giáo trình mô tả chi tiết quá trình này với nội dung:
“Nước ngầm chảy qua môi trường xốp, môi trường đứt gãy và các đường dẫn (Karst)” Điều
này nhấn mạnh vai trò của đặc tính địa chất trong việc tạo thành và điều tiết dòng chảy ngầm (tham khảo chương 3, ).
5. Phân loại, sự biến động và các yếu tố ảnh hưởng của nước ngầm:
Giáo trình phân loại nước ngầm dựa trên đặc tính của các thành hệ chứa nước, cụ thể:
- Thành hệ chứa nước lỗ hổng trong trầm tích: Phổ biến ở đồng bằng, có khả năng chứa và
dẫn nước tương đối cao. -
Thành hệ chứa nước Karst: Phân bố chủ yếu ở khu vực miền Bắc, nơi cấu trúc
đá cacbonat tạo ra các khe nứt, kênh dẫn đặc trưng. -
Thành hệ chứa nước khe nứt: Thường gặp ở vùng Tây Nguyên, nơi nước ngầm
di chuyển qua các khe nứt nhỏ trong bazan.
Sự biến động của nước ngầm phụ thuộc vào:
• Lượng mưa và khả năng bổ sung nước vào tầng chứa.
• Đặc tính của tầng chứa (độ dày, khả năng dẫn, mức độ xốp hay đặc của đá đất).
• Hoạt động khai thác nước (nông nghiệp, sinh hoạt, công nghiệp) gây giảm mực nước. Như giáo trình cho biết:
“Các tầng chứa nước này có khả năng chứa nước và dẫn nước với mức từ vài trăm đến 2000 m²/ngày”
(và các sự biến đổi của mực nước ngầm được ghi nhận theo mùa – xem chương 3, ).
6. Phân tích các nhân tố ảnh hưởng tới dòng chảy mặt và các yếu tố thủy lực lòng dẫn: Ở
mức độ tổng thể, dòng chảy mặt được điều chỉnh bởi: -
Tính chất của mưa: Cường độ, thời gian và sự phân bố mưa không đều theo không gian và thời gian. -
Đặc tính của lưu vực: Bao gồm diện tích, độ dốc, hình dạng lưu vực và khả năng thấm của đất. -
Tổn thất thủy văn: Các quá trình ngấm, bay hơi và giữ nước trên bề mặt làm
giảm lượng nước chuyển hóa thành dòng chảy.
Về mặt thủy lực lòng dẫn, các yếu tố kỹ thuật quan trọng là: -
Hình dạng và kích thước tiết diện của kênh dẫn, độ dốc và độ nhám của bề mặt bên trong kênh. lOMoAR cPSD| 58478860 -
Sự có mặt của các chướng ngại vật hoặc các yếu tố gây cản trở dòng chảy (như
đá, cặn bã, cành lá…). Giáo trình đã nêu rõ:
“Lòng dẫn chính thường là lòng dẫn được định rõ có thể uốn lượn qua đồng bằng
vùng lũ, vận chuyển dòng chảy dưới thấp, trong khi dòng chảy tràn bờ thường nông hơn và chảy
với vận tốc nhỏ hơn”
(điều này được trình bày chi tiết ở các phần liên quan đến dòng chảy và kiểm soát lũ, ).
7. Hạn thủy văn, hạn khí tượng, hạn nông nghiệp, hạn kinh tế và tác hại của hạn hán đối
với các hoạt động kinh tế – xã hội:
Giáo trình phân loại hạn hán theo bốn loại chính như sau (trích dẫn nguyên văn):
“Theo tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO), hạn hán được phân thành bốn loại là: (1) Hạn khí
tượng; (2) Hạn thủy văn; (3) Hạn nông nghiệp; (4) Hạn kinh tế - xã hội (hình 7.1)” (). -
Hạn khí tượng phản ánh sự thiếu hụt nước do mất cân bằng giữa lượng mưa và
bốc hơi, thể hiện đặc trưng vật lý của khí hậu. -
Hạn nông nghiệp xảy ra khi độ ẩm đất không đáp ứng đủ nhu cầu của cây trồng,
gây ảnh hưởng đến năng suất. -
Hạn thủy văn liên quan đến sự thiếu hụt nguồn nước mặt và ngầm, được lượng
hóa qua dòng chảy, mực nước hồ, … -
Hạn kinh tế - xã hội phản ánh mối quan hệ giữa cung và cầu nước, khi sự thiếu
hụt nước ảnh hưởng đến sản xuất công nghiệp, sinh hoạt và an ninh lương thực.
Các tác hại của hạn hán được nêu rõ trong giáo trình với ví dụ: “những đợt hạn hán khắc nghiệt
đã gây thiệt hại đến hàng triệu hecta đất trồng, ảnh hưởng nghiêm trọng đến nguồn cung nước
cho nông nghiệp và sinh hoạt” (chi tiết trong chương 7, và ).
8. Các phương pháp tưới cho các loại cây trồng trong nông nghiệp (ưu – nhược điểm):
Giáo trình trình bày một số phương pháp tưới hiện nay, trong đó phổ biến nhất là: - Tưới
rải (surface irrigation):
• Ưu điểm: Đơn giản, chi phí đầu tư ban đầu thấp.
• Nhược điểm: Phân bố nước không đồng đều, hiệu suất sử dụng nước thấp và dễ gây xói mòn đất.
- Tưới phun (sprinkler irrigation):
• Ưu điểm: Phân bố nước đồng đều, phù hợp với nhiều loại cây trồng.
• Nhược điểm: Chi phí đầu tư và vận hành cao, dễ mất nước do bay hơi. - Tưới
nhỏ giọt (drip irrigation):
• Ưu điểm: Tiết kiệm nước cao, cung cấp nước trực tiếp đến rễ, hạn chế bay hơi.
• Nhược điểm: Yêu cầu đầu tư ban đầu cao, cần bảo trì hệ thống thường xuyên. Giáo trình ghi nhận:
“Vi tưới gồm phương pháp tưới nhỏ giọt (mặt đất và trong tầng đất) và hệ thống tưới phun mưa”
(), qua đó làm nổi bật tính khả dụng của từng phương pháp trong từng điều kiện thực tế. lOMoAR cPSD| 58478860
9. Các nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn phương pháp tưới thích hợp: Việc chọn lựa
phương pháp tưới phụ thuộc vào nhiều yếu tố: -
Đặc điểm đất đai: Loại đất, khả năng giữ và thấm nước, cấu trúc và tính chất hóa học của đất. -
Điều kiện khí hậu: Lượng mưa, nhiệt độ, gió và các hiện tượng thời tiết ảnh
hưởng đến mất nước qua bay hơi. -
Đặc tính của cây trồng: Nhu cầu nước, chu kỳ sinh trưởng và yêu cầu về độ ẩm của từng loại cây. -
Yếu tố kinh tế – xã hội: Chi phí đầu tư, khả năng tài chính, quy mô sản xuất và
điều kiện hạ tầng thủy lợi hiện có. Giáo trình nhấn mạnh:
“Tính toán chế độ tưới cho cây trồng là việc xác định chế độ cung cấp nước nhằm
thoả mãn yêu cầu về nước cho quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng”
(), từ đó cho thấy sự liên kết giữa nhu cầu thực tế và các điều kiện tự nhiên – kinh
tế trong lựa chọn phương pháp tưới.
10.Các phương án kiểm soát lũ (giải pháp công trình và phi công trình): Giáo trình phân
chia kiểm soát lũ thành hai nhóm chính: - Giải pháp công trình:
• Bao gồm xây dựng các cấu trúc như hồ chứa, đập hướng dòng, đê bao, kè chắn và cải tạo lòng dẫn.
• Mục tiêu là thay đổi dòng chảy lũ, điều tiết lượng nước đột biến và giảm thiệt hại của lũ lụt.
Ví dụ, giáo trình nói rõ:
“Các biện pháp công trình được thiết kế dựa trên các đặc tính của lũ, bao
gồm các hồ chứa, đập hướng dòng/kênh chuyển dòng, đê bao hoặc kè, và các công trình cải tạo lòng dẫn” ().
- Giải pháp phi công trình:
• Bao gồm các biện pháp quản lý tự nhiên như kiểm tra, cảnh báo sớm lũ, quy
hoạch sử dụng đất hợp lý và các biện pháp can thiệp mềm.
• Mục đích là giảm thiểu thiệt hại mà không cần đầu tư lớn vào công trình cứng,
đồng thời hỗ trợ việc ứng phó nhanh với lũ lụt.
Giáo trình khẳng định:
“Các biện pháp phi công trình được thiết kế để điều chỉnh giảm nhẹ các
thiệt hại tiềm ẩn đối với các công trình cố định và hỗ trợ làm giảm thiệt hại trong suốt từng trận lũ”