Chơng Các nguyên lý thuỷ văn học ảnh Thành phố Houston Buftalo điều kiện mùa lũ năm 1989 1.1 Giới thiệu chung thuỷ văn học Thuỷ văn học đề cập tới nhiều đối tợng, nghiên cứu tuần hoàn phân bố nớc trái đất Phạm vi thuỷ văn học bao gồm tác động trình vật lý, hoá học, sinh học nớc tự nhiên môi trờng sống Chính đa dạng chu kỳ thuỷ văn tự nhiên quan hệ chúng với mô hình thời tiết, loại đất, dạng địa hình nhân tố địa chất khác làm cho ranh giới thuỷ văn ngành khoa học Trái Đất khác nh khí tợng, địa lý, sinh học hải dơng không rõ rệt Chu kỳ thuỷ văn qúa trình liên tục nớc bị bốc từ bề mặt đại dơng, sau di chuyển vào đất liền với khối không khí ẩm ớt, tạo thành giáng thuỷ gặp điều kiện thuận lợi Giáng thuỷ rơi xuống bề mặt đất đợc phân tán qua vài đờng (Hình 1.1) Một phần giáng thuỷ P, hay trận ma rào đợc giữ lại đất nơi mà rơi xuống phần quay trở lại khí 21 qua bốc E, trình chuyển đổi nớc thành nớc, bốc qua T, tổn thất nớc thông qua thực vật chuỗi liên quan với Sụ kết hợp tổn thất đợc gọi bốc qua ET Lợng tổn thất đạt lớn cung cấp nớc đất đầy đủ theo thời gian ( xem thiết diện hình 1.4) Phần lại chảy tràn mặt đất theo hớng nớc chảy cung cấp nớc cho suối sông Sau lợng nớc đáng kể ngấm vào lòng đất giống nh rò rỉ F trở lại vào suối sau hoà trộn với thấm qua hệ thống nớc ngầm sâu Nớc bề mặt nớc ngầm di chuyển tới nơi độ cao thấp cuối đổ vào đại dơng Tuy nhiên lợng lớn nớc bề mặt phần nớc ngầm quay trở lại khí thông qua bốc bề mặt bốc qua ( Xem phần1.4 ) Hình 1.1 Vòng tuần hoàn nớc Lịch sử thuỷ văn cổ đại Biswas (1972), luận súc tích lịch sử thuỷ văn đà mô tả thực tiễn việc điều khiển nguồn nớc thời kỳ đầu Sumerian Ai Cập cổ đại Trung Cận Đông dọc theo bờ sông Hoàng Hà Trung Quốc Khảo cổ học đà chứng tỏ tồn kết cấu thuỷ lực đợc xây dựng cho việc tới tiêu hoạt động điều tiết nguồn nớc Vào khoảng năm 400 trớc công nguyên đập đà đợc xây dựng ngang qua sông Nile, sau kênh để dẫn nớc đợc xây dựng Cairo Suez Các nhà triết học Hylạp sinh viên thuỷ văn học Aristotle đa chuyển không khí ẩm vào sâu bên núi nh nguồn nớc mạch sông suối Homer dà đề xuất ý tởng tồn tầng nớc ngầm dới đáy đại dơng giống nh tầng nớc ngầm mặt đất Phơng pháp đo lờng đợc thư hƯ thèng n−íc ë thµnh Roma (vµo năm 97 trớc công nguyên) dựa diện tích mặt cắt ngang dòng chảy Chính điều đà giúp cho Leonardo da Vinci kh¸m ph¸ mèi quan hƯ xác diện tích, vận tốc lu lợng dòng chảy 22 thời kỳ Phục hng Italia Lần quan trắc đợc ghi chép lợng ma rơi dòng chảy bề mặt đợc tiến hành vào kỷ thứ XVII Perault ông đà so sánh lợng ma rơi với dòng chảy ớc lợng sông Seine đà hai mối quan hệ chúng Phát Perault đợc công bố năm 1694 Halley, nhà thiên văn học ngời Anh (sinh năm 1656 năm1742) đà sử dụng vùng đất trũng lòng chảo để tiến hành ớc lợng bốc từ biển Địa Trung Hải kết luận đủ sở để ớc lợng cho dòng chảy sông nhánh Marriot đà đo vận tốc dòng chảy sông Seine Sự bắt đầu sớm nhà thuỷ văn đà cung cấp tảng cho phát triển kỷ 18, bao gồm định luật Becnulli, ống Pilot, công thức Sezi (1769), điều đà tạo nên tảng cho thủy lực học đo đạc Trong suốt kỷ thứ XIX, phát triển quan trọng thuỷ văn nớc ngầm đà xảy Định luật dòng chảy trong môi trờng lỏng Darcy, công thức xác Dupuit-Thiem phơng trình dòng chảy ống mao dẫn HagenPoiseuille đà phát triển mạnh mẽ Trong thuỷ văn nớc mặt nhiều công thức dòng chảy dụng cụ đo đạc đà phát triển cho phép bắt đầu đo dòng chảy cách có hệ thống Năm 1861 Humpgiờey Abbot đà gián tiếp đa phơng pháp đo lợng dòng chảy sông Mississippi Hợp chủng quốc Hoa Kỳ, đoàn khảo sát địa chất Mĩ đà xây dựng lên hệ thống chơng trình đo dòng chảy sông Misissippi Năm 1889 công thức Manning đà đợc giới thiệu lu tốc kế Price đà đợc phát năm 1885 Năm 1867, đo lu lợng đợc tổ chức sông Rhine Basel Trong suốt khoảng thời gian này, phủ Mỹ dà thành lập đợc số quan thuỷ văn bao gồm: Cục Công binh Mỹ (1802) Cục khảo sát địa chất Mỹ (1879), Cục thời tiết (1891) Uỷ ban sông Misissippi (1893) Khoảng thời gian từ năm 1900 đến năm 1930 đợc Chow (1964) gọi thời kỳ kinh nghiệm số lớn công thức kinh nghiệm đợc thiết lập Rất nhiều số chúng sau đợc thấy không thoả mÃn Các quan phủ đà cố gắng để tăng thêm nghiên cứu thuỷ văn số quan chuyên môn đà đợc thiết lập để phát triển ngành khoa học thủy văn Ví dụ: Khu nghiªn cøu thêi tiÕt ë Reclamation ( 1902 ) Cơc bảo vệ tài nguyên rừng (1906 ) Trạm kỹ thuật giao thông thuỷ quân đội Mỹ ( 1928 Ban phòng chống lũ lụt Los Angeles (1915 ) đợc hoạt động st thêi gian nµy vµ HiƯp héi khoa häc thuỷ văn quốc tế (1922), Liên hiệp địa vật lý Mỹ (ADU) đợc thành lập trớc năm 1930 Lịch sử đại Thời kỳ từ năm 1930 đến năm 1950 đợc gọi thời kỳ hợp lý hoá (Chow, 1964), tạo bớc phát triển có ý nghĩa lĩnh vực thuỷ văn quan Chính phủ bắt đầu phát triển nghiên cứu chơng trình riêng thuỷ văn Đờng trình đơn vị Sherman (1932) ( thảo luËn ch−¬ng 2), häc thuyÕt thÊm Horton (1933) ( chơng1) phong trình phi tuyến Theis (1935) thuỷ lực giếng (chơng 8) đà phát triển mạnh Năm 1958, Gumbel đề xớng việc sử dụng phân tích tần số phân bố giá trị cực trị số liệu thuỷ lực, từ xây dựng mô hình thuỷ văn thống kê (chơng 23 3) Trong khoảng thời gian này, Cục công binh Mỹ, Cục dự báo thêi tiÕt Mü (nay lµ Cơc thêi tiÕt qc gia), Bộ nông nghiệp Mỹ, Cục khảo sát địa chất Mỹ (USGS) đà có đóng góp có ý nghĩa quan trọng lý thuyết thuỷ lực phát triển mạng lới trạm đo quốc gia giáng thuỷ, bốc dòng chảy sông ngòi Cục thời tiÕt qc gia vÉn cã tr¸ch nhiƯm chÝnh viƯc đo đạc ma rơi, thông báo trận bÃo tàn khốc, khảo sát thuỷ lực liên quan khác Cục công binh Mỹ Cục bảo vệ đất (SCS) ®· cã nh÷ng ®ãng gãp lín lÜnh vùc thủ văn học liên quan đến điều tiết lũ, xây dựng hồ chứa, hệ thống tới bảo vệ đất khoảng thời gian Nhiều năm gần Cục địa chất Hoa Kì đà cố gắng tạo bớc tiến vợt bậc để thiết lập nên mạng lới quốc gia việc đo dòng chảy lợng ma rơi với đầy đủ số liệu chất lợng đo đạc Cục địa chất Mỹ ( USGS ) đà công bố đặc biệt đà làm nghiên cứu, điều tra để phát triển trờng thuỷ văn loạt trình phân tích số liệu thuỷ văn phức tạp làm sáng tỏ mối quan hệ, giải thích tợng thuỷ văn Các quan phủ Hoa Kì đà đóng vai trò quan trọng việc nghiên cứu cung cấp tài cho cá nhân quan nghiên cứu lĩnh vực thuỷ văn Năm 1930, đập lớn, hồ chứa nớc nhân tạo đề án điều tiết lũ kết tiến thực tế học chất lỏng, hệ thống thuỷ văn, dự báo thuỷ văn, phân tích trình bay hơi, đờng trình lũ công tác nghiên cứu thuỷ văn Sự phát triển lĩnh vực hiểu biết trình bốc xuất từ năm 1940 -1950 liên quan đến tình trạng tới tiêu cần cho phát triển khu vực nông nghiệp Hoa Kỳ Những năm gần đô thị hoá cách nhanh chóng Hoa Kỳ Châu Âu đà dẫn tới dự án tốt việc dự đoán đỉnh dòng chảy dự báo biến đổi nớc hồ chứa Quá trình mô tả dự báo ranh giới vùng ngập lụt đà trở thành nhiệm vụ nhà thuỷ văn để đáp ứng yêu cầu quan điều khiển tình trạng khẩn cấp liên bang Mỹ (FEMWA) điều tiết lũ cho địa phơng hay khu vực tới tiêu Sự phát triển máy tính Trong suốt thời kì từ năm 1960-1970 với tham gia máy tính kĩ thuật số từ liệu đầu vào đà cho phép hoàn thành vấn đề liên quan đến nớc tơng tự nh việc hoàn thành hệ thống liệu thời kì đầu Ngày nay, mô hình tính máy đợc sử dụng để xem lại liệu thuỷ văn trớc giúp trả lời câu hỏi khó liên quan đến thuỷ văn Mô hình thuỷ lực đợc phát nhóm sinh viên trờng đại học Stanford (Crowford Linsley, 1966) đợc gọi với tên mô hình đờng phân nớc Stanford Mô hình dựa tất trình chu kì thuỷ văn bản, bao gồm trình giáng thuỷ, bốc hơi, bốc qua lá, trình thấm, dòng chảy bề mặt, dòng chảy ngầm dòng chảy sông ngòi Tất thuật ngữ chuyên môn đợc định nghĩa chơng Một mô hình khác có ý nghĩa quan trọng việc thay đổi tiến trình dòng 24 chảy thuỷ văn đại mô hình HEC-1, đợc phát đoàn kĩ s xây dựng Trung tâm kĩ thuật thuỷ văn Hoa Kỳ (1973) Mô hình dựa trận lũ, từ số liệu ma rơi ta sử dụng hàm tổn thất đơn giản dùng đơn vị thuỷ lực (trong chơng 5) Mô hình kèm theo HEC-2 đợc phát đoàn kỹ s Hoa Kỳ (1976) thực dựa ớc tính mặt cắt ngang dòng chảy sở tỉ lệ dòng chảy hình học đỉnh dòng chảy, thứ đợc tính toán mô hình HEC1 (trong chơng 7) Mô hình quản lí nớc sau ma (SWMM) đợc phát triển cho quan bảo vệ môi trờng (SWMM) mô hình có sẵn hoàn thiện việc điều khiển dòng chảy thành phố hệ thống tháo nớc sau ma (trong chơng 6) Mô hình ILLUDAS (Terstriep Stall, 1974) đà đựơc phát triển từ phòng thí nghiệm nghiên cứu đại Anh sử dụng lợng nớc chảy đợc tạo từ ma nhỏ cho đề án rút nớc tơng tự (chơng ) Mỗi mô hình đợc miêu tả cách chi tiết chơng Mô hình gần có tính đến mối quan hệ đầu vào sử dụng ngời điều tra, kỹ s thuỷ văn đợc mô tả qua số công cụ máy tính mô hình thuỷ văn Sự phát triển công cụ (cách 20 năm ) đà hớng dẫn ngời thu thập số liệu thuỷ văn để xác định điều kiện quan sát mô hình đối lập Những mô hình máy tính thuỷ văn đợc phát triển từ năm 1960-1970 đà đợc xác định để sử dụng vùng liệu không đợc nghiên cứu trớc đợc xác định theo kinh nghiệm có sẵn Ví dụ, tất ma thành phố, đồng ngập lụt lu vực thuỷ văn, đồ án tháo rút nớc, đồ án hồ chứa nhân tạo phơng pháp phân tích tần số xuất lũ quản lí lu vực sông rộng lớn đà giúp ích cho mô hình lập trình máy tính Những mô hình mô đà ứng dụng phân tích lu vực (đợc mô tả chi tiết chơng 5) Mô hình đơn giản nh HEC-1 hay SWMM đợc sử dụng để mô tả (hay tính toán ) trình biểu đồ thuỷ văn kết ma, từ diện tích lu vực xác định rõ ràng cho mô hình cụ thể cờng độ ma Sự tổn thất thuỷ văn nh trình thấm, bay hơi, bốc qua lá, lợng nớc đợc giữ lại hồ chứa trực tiếp tính đợc cho lu vực sông xác định Mô hình mô hình đờng phân nớc Stanford SWMM đánh giá cho khu đất chứa ẩm nơi có lợng thoát nớc qua ma kéo dài suốt thời gian dài Mô hình thống kê đợc sử dụng để đa chuỗi thời gian tính toán dòng chảy lợng ma rơi sau đợc phân tích phơng pháp cân lũ Những mô hình nh HEC-1 không quan tâm đến ngẫu nhiên tự nhiên, đầu vào trực tiếp lợng ma rơi nhng sử dụng với phơng pháp thống kê bắt nguồn từ ma đợc gọi tính toán lợng ma rơi chu kì trăm năm hay 24h Mô hình HEC-2 sau đợc sử dụng ớc lợng mặt cắt ngang sông đợc dự đoán xảy thời gian trung bình 100 năm Mức ngập lụt xác định đợc gọi năm ngập lụt đợc mô tả chi tiết chơng Lợi mô hình thuỷ văn làm máy tính bao gồm hiểu biết sâu sắc thu thập thiết lập liệu đầu vào céng víi sù hiĨu biÕt thùc tÕ, sù cè g¾ng để hiệu chỉnh kết tính toán dòng chảy mực nớc với số liệu khảo sát từ 25 lu vực thực tế Những thực hành thờng hớng dẫn thu thập thêm liệu bổ sung hoàn thiện ứng dụng mô hình riêng biệt Tính hạn chế mô hình tơng tự bao gồm nguy hiểm tin tởng mô hình đem lại kết xác tất trờng hợp Sự tin cậy mô hình tính máy tính mạnh năm 1970 đà dẫn đến nhiều hoài nghi thích ứng mô hình thuỷ văn năm 1980, với quay trở lại yêu cầu mô hình dẫn đến kéo dài sẵn có liệu đầu vào thực tế Tuy nhiên mô hình tơng tự thuỷ văn cung cấp liệu có khả suy luận cách đắn để hiểu hệ thống nguồn nớc phức tạp, kỉ nguyên ngành khoa học thuỷ văn đà bắt đầu Những đồ án phép tính đà tin tởng kiểm tra mà giúp đỡ phức tạp đôí với mô hình dùng máy tính Mô hình thuỷ văn thông thờng đà sử dụng từ năm 1990 cho việc phân tích lu vực thiết kế 1.2 Vòng tuần hoàn nớc Các thành phần vòng tuần hoàn nớc bao gồm: Ma, bốc hơi, thoát nớc, thấm, dòng chảy tràn mặt, dòng chảy sông ngòi dòng chảy ngầm Sự chuyển động nớc thông qua biến đổi trạng thái vòng tuần hoàn nớc không ổn định theo thời gian không gian, tạo nên giá trị cực trị lũ lụt hạn hán Vòng tuần hoàn nớc phức tạp, nhng dới điều kiện nguồn nớc xác định, tác động lu vực sông tới lợng ma, thấm, bốc nớc tính toán đợc giả thiết chúng đợc tạo thành từ quy luật đơn giản Ví dụ, cờng độ ma rơi lu vực nhỏ cờng độ thấm lợng trữ ẩm đất đá phong phú, ma không sinh dòng chảy dòng chảy sông không Nếu vùng đất khác, lợng ma trớc đà lấp đầy lỗ hổng chứa ẩm đất đá cờng độ ma rơi lu vực lớn cờng độ thấm cờng độ bốc hơi, toàn lợng ma rơi lu vực sinh dòng chảy mặt Trong phần lớn trờng hợp, điều kiện ma rơi nơi có điều kiện không thuận lợi phải đo đạc cách cẩn thận tính toán đến ảnh hởng nhiều nhân tố vòng tuần hoàn nớc để dự báo ảnh hởng lu vực Các nhà thuỷ văn học phải tính toán đánh giá cách xác dự án tài nguyên nớc tới biến đổi thành phần vòng tuần hoàn nớc Các dự án thuỷ lực lớn đợc thiết kế phải tính đến ảnh hởng tiêu cực trận lũ lụt hạn hán để bảo vệ thờng xuyên tiến hành tu sửa chăm sóc Đặc biệt vùng cửa sông mối quan tâm nhà kỹ s thuỷ văn, bao 26 gồm vùng sau: Sự phòng chống lũ lụt đập tràn cống ngầm đờng quốc lộ Dung tích hồ chứa đòi hỏi phải đảm bảo đầy đủ nớc tới cho nông nghiệp cung cấp nớc cho thành phố suốt thời kì khô hạn Hiệu ích hồ chứa, đê điều công tác kiểm soát ngời dòng chảy lũ sông ảnh hởng đô thị hoá tới dung tích chứa tơng lai hệ thống tiêu nớc mối liên hệ với dòng chảy lũ Sự mô tả lũ cực hạn tăng cờng bảo vệ dự án ngời làm nên khỏi lũ lụt xúc tiến việc phân vùng tốt Trong hệ thống thuỷ lực đó, kho nớc đợc đánh giá phát triển biến đổi hớng dòng chảy thành phần trữ nớc lu vực Hệ thống thuỷ lực đơn giản mặt nghiêng không thấm nớc, đợc giới hạn tất bốn bờ với cửa sông Nh mô hình nhiều khu để xe thành phố nhỏ Phơng trình liên tục cho hệ thống sông là: I Q = dS dt (1.1) đó: I: Dòng chảy vào lu đơn vị thời gian (m3/s) Q: Dòng chảy đơn vị thời gian (m3/s) dS/dt: Sự thay đổi trữ lợng nớc đơn vị thời gian (m3/s) Nh lợng ma tích tụ bề mặt, độ nhám bề mặt tăng cuối tạo dòng chảy khỏi hệ thống sông Sự bốc không đáng kể giai đoạn vào lu vực, tất lợng ma rơi lu vực cuối chảy khỏi lu vực (xem hình 1.2), nhng chúng bị giữ nơi thời gian định Sự khác phần nớc ®Õn vµ ®i ë bÊt kú thêi ®iĨn nµo lu vực thể thay đổi trữ lợng nớc lu vực Do vậy, vùng đợc che phủ thể thể tích giữ nớc liên quan tới khả trữ Một số khái niệm, áp dụng cho lu vực nhỏ lu vực lớn khó thêm vào đợc, điều tất thuật ngữ bị không đợc biết đến kho nớc Một lu vực đợc xác định nh vùng đất nớc chảy cửa sông đợc phân chia với lu vực khác đờng phân thuỷ lu vực Công thức toán học cho thời đoạn định toàn kho nớc hình 1.1, đơn vị độ sâu (in cm) l−u vùc P – R – G – E – T = S (1.2) đó: P: Lợng ma R: Dòng chảy mặt G: Dòng chảy ngầm 27 E: Lợng bốc T: Lợng nớc thoát S: Sự thay đổi trữ lợng nớc lu vực Hình 1.2 Một hệ thuỷ văn đơn giản Hệ số dòng chảy đợc xác định tỷ số R/P Chú ý lợng thấm I mát từ bề mặt tới nớc ngầm, sau lại chảy khỏi lu vực Các đơn vị đo inchs (hoặc cm) mô tả phÇn thĨ tÝch n−íc cđa l−u vùc VÝ dơ 1.1 Cân nớc Trong tháng, hồ 300 mẫu có lợng nhập lu 15 (ft3/s), lợng thoát 13 (ft3/s), tổng lợng trữ nớc tăng 16 (ac-ft), lợng ma đo đợc hồ tháng 1.3 (inchs) Giả thiết lợng thấm hồ đáng kể, hÃy xác định lợng nớc toàn hồ giải: áp dụng phơng trình cân nớc cho lợng nớc đến hồ lµ: E = I – O + P - ∆S mµ 15( ft / s).( acre / 43,560 ft ).12(in / ft).3600( s / giê ).(24 giê / ngày).30(ngày / thá ng ).1(thá ng) 300( acre) = 35.70 (inchs) I= 28 12( ft / s).( acre / 43,560).12(in / ft).3600( s / giê ).24( giê / ngµy).30( ngày / thá ng).1( thá ng) 300( acre) = 30.94 (in) 16( ac − ft).12(in / ft) ∆S = == 0.64 (in) 300( acre) O= suy E = 35.70 – 30.94 + 1.3 – 0.64 = 5.42 (in) VÝ dơ C©n b»ng n−íc l−u vùc Trong năm, lu vực với diên tích 2500 km2 nhân đợc 130 cm ma Sự thay đổi lu lợng năm đo đợc 30 m3/s HÃy tính tổng lợng nớc nhân tố ảnh hởng bốc hơi, lợng nớc thấm xuống nớc ngầm, lợng nớc thoát Dòng chảy tới sông năm (theo cm)? Hệ số dòng chảy? giải Theo phơng trình cân nớc ta có: ET + G = P – R - ∆S Gi¶ thiÕt r»ng mùc n−íc không thay đổi năm, nghĩa S = 30(m / s).86400( s).365.100( cm / m) 2500 km 1000(m / km) = 130 37,9 = 92,1 (cm) ET + G = 130( cm) − VËy, víi 92,1 cm mÊt tỉn thÊt, cßn 37,9 cm dòng chảy cung cấp cho sông: Hệ số dòng chảy R/P = 37,9/130 R/P = 0.29 1.3 Giáng thuỷ Giáng thuỷ thành phần quan trọng vòng tuần hoàn nớc Ma, tuyết, ma đá dạng biểu giáng thuỷ thờng nhận đợc từ ẩm khí Trong trình lên nớc bị lạnh đi, ngng tụ hình thành c¸c giät n−íc tr−íc gi¸ng thủ cã thĨ xt Theo điều kiện chuyển động thẳng đứng khí ma đợc phân chia thành: 1) Đối lu, đốt nóng mÃnh liệt không khí sát mặt ®Êt dÉn ®Õn sù d·n në, ph¸t triĨn theo chiỊu cao không khí 29 2) Xoáy, kết hợp chuyển động khối khí lớn, nh trờng hợp front nóng front lạnh 3) Địa hình, nâng học khối không khí ẩm dÃy núi nh Tây Bắc Thái Bình Dơng Độ ẩm không khí Độ ẩm không khí nguồn cung cấp chủ yếu cho giáng thuỷ ẩm nhận đợc từ bốc nớc thoát thực vật Lợng ma nớc Mỹ lớn bốc đại dơng vận chuyển vào lục địa thuận lợi hệ thống tuần hoàn khí Các đại lợng độ ẩm thông dụng bao gồm áp suất nớc, độ ẩm riêng, tỉ lệ hỗn hợp, độ ẩm tơng đối nhiệt độ điểm sơng Dới điều kiện nhiệt ẩm, nớc đợc xem nh khí lí tởng, điều cho phép nhận đợc quan hệ đơn giản áp suất, mật độ nhiệt độ áp suất riêng áp suất tác động phần tử khí lên bề mặt bình chứa hỗn hợp khí áp suất riêng phần gây nớc đợc gọi áp suất nớc đợc xác định từ quy luật Dalton quy luËt khÝ lÝ t−ëng : ρ RT (1.3) e= w 0.622 đó: e : áp suất nớc (mb) w : mật độ nớc độ ẩm tuyệt đối (g/cm3) R : số không khí khô = 2.87 * 103 (mb cm3/goK) T : nhiƯt ®é tuyệt đối (oK) Thừa số 0.622 kết trọng lợng phân tử nớc trọng lợng phân tử không khí Gần bề mặt Trái Đất áp suất n−íc b»ng 1-2% cđa tỉng ¸p st khÝ qun, ë áp suất trung bình khí 1013.2 mb (1mb = 102 pascal (Pa)) áp suất nớc bÃo hoà áp suất riêng phần nớc không khí hoàn toàn bÃo hoà ( bốc xuất nữa) hàm nhiệt độ Độ ẩm tơng đối (H) tỉ lệ lợng nớc có không khí với lợng nớc không khí điều kiện bÃo hoà nhiệt độ H = 100 e/es độ ẩm tơng đối 50% có nghĩa khí giữ đợc 50% lợng ẩm dới điều kiện bÃo hoà nhiệt độ Độ ẩm riêng khối lợng nớc có đơn vị khối lợng không khí ẩm (g/g) w/m, w mật độ nớc m mật độ không khí ẩm Sử dụng định luật Dalton giả định khí bao gồm không khí n−íc ta cã ρm = ( P − e) + 0.622 e ρ = (1 − 0.387 e / P ) RT RT (1.4) C«ng thøc 1.4 thĨ hiƯn r»ng không khí ẩm thực nhẹ không khí khô áp suất nhiệt độ Vì thế: 30 d) Nơi c trú mật độ trung bình (3 đến nhà mẫu Anh ) e) Nơi c trú mật độ cao (9 nhà mẫu Anh ) f) Thơng mại g) Công nghiệp h) Công trình nghầm (bề mặt để trống ) i) Đất bỏ hoang đất không sử dụng j) Đất ẩm ớt k) BÃi đỗ xe 13) Trữ lợng khống chế, đơn vị ac - ft 14) Phần trăm lu vực thợng lu từ trữ lợng khống chế 15) Phần trăm diện tích nớc rút hệ thống thoát lũ 16) Phần trăm đờng có hè hệ thống rÃnh thoát nớc 17) Phần trăm đờng có mơng hệ thống thoát nớc dới thấp 18) Giá trị giáng thuỷ hàng năm theo inch 19) Cờng độ ma 1giờ hàng năm inch/giờ 20) lòng dẫn dòng chảy (pour/diện tích) 21) lòng dẫn tạo từ giáng thuỷ (pour/diện tích) 22) Lòng dẫn tự nhiên mùa khô (pour/diện tích) Kết luận Chơng đề cập đến yếu tố thuỷ văn nh giáng thuỷ, bốc hơi, bay hơi, thấm, cán cân nớc tính toán thuỷ văn Phần sách đà giải thích thành phần ví dụ bốc hơi, thấm tính toán thuỷ văn Quá trình ma dòng chảy đợc miêu tả chi tiết chơng 2, phân tích dòng chảy lũ chơng 3, trình lũ chơng 4, mô hình chơng Thuỷ văn đô thị chơng 6, Dòng chảy kênh hở phân tích bÃi tràn chơng Nớc ngầm chơng 8, chủ đề ví dụ chơng Hình 1.26 đà miêu tả thành phần thuộc chu trình thuỷ văn bao gồm chu trình tự nhiên nhân tạo đờng biến đổi Hơi nớc lợng mặt trời cung cấp chủ yếu cho hình thành giáng thuỷ bốc Lợng ma phần thấm vào đất tạo thành nớc ngầm, bốc trở lại khí quyển, Tạo dòng chảy mặt váo sông ngòi Đại dơng nơi thu thập luợng nớc mặt lợng nớc ngầm từ vùng xung quanh nguồn cung cấp lợng nớc vào khí Con ngời làm thay ®ỉi c¸c chu kú, thÊm thay ®ỉi ®Êt thay đổi, kho chứa nớc làm thay đổi dòng chảy mặt bốc hơi, kênh nhân tạo làm tăng dòng chảy, bốc thay đổi diện tích bề mặt tự nhiên biến đổi, đô thị hoá đất sử dụng tăng nhanh làm ảnh hởng đến chu kỳ thuỷ văn đợc miêu tả chơng vấn đề đợc đề cập chơng 2, 3, 4, 5, 81 Với thành phần đợc nói 2.16 đờng biến đổi lợng trữ đợc tính toán dễ dàng, số thành phần đợc xác định qua phơng trình cân nớc, thấm bốc đợc xác định thành phần tổn thất hệ thống đợc đo đạc trực tiếp Giáng thuỷ dòng chảy đợc đo đạc trực tiếp phơng pháp chơng Hình 1.26 Các dạng thức chu trình thuỷ văn Máy tính đợc nhà thuỷ văn dùng nhiều năm gần lĩnh vực phân tích (chơng 5-7) thiết kế (chơng 9) Bài tập 1.1 Mét hå víi diƯn tÝch 525 ac st thêi kỳ tháng lợng nhập 30 cfs, lợng lµ 27 cfs, tỉn thÊt thÊm lµ 1.5 in Cịng thời gian giáng thuỷ 4,25 in, bay 6,2 in Xác định thay đổi lợng trữ hồ tháng 1.2 Diện tích mặt hồ 708.000 m2, tháng hồ có lợng vào 15 m3/s lợng 1.25 m3/s, lợng trữ hồ thay đổi 708.000 m3 đợc ghi lại giáng thuỷ đo đợc 22.5 cm tháng Xác định lợng bốc hồ Giả sử thấm không đáng kể 1.3 Hình P1.3 danh sách số liệu lợng ma USGS trận ma 1/09/1979 Humphútgbirb Dựa vào số liệu xác định đồ ma, thời gian ma, 82 cờng độ ma lớn ? Trạm Số trạm 08074910 Bảng ghi ma dòng chảy Lợng nớc năm 1979 Đờng Hummingrird Houston, Texas Trận ma ngày 1/9/1979 Bốc luỹ Lu lợng ( in Dòng chảy tích( in ) Ngày giê ft /s ) luü tÝch ( in ) Sè trạm 4910 ngày 1/9 0000 0.0 0.0 0.0 0.0 1610 0.0 0.0 0.0 0.0 1615 0.10 0.10 0.0 0.0 1620 0.40 0.40 0.5 0.0002 1625 0.60 0.60 5.0 0.0022 1630 1.10 1.10 22.0 0.0111 1635 1.40 1.40 60.0 0.0353 1640 1.60 1.60 90.0 0.0716 1645 1.80 1.80 102.0 0.1128 1650 1.90 1.90 111.0 0.1576 1655 2.00 2.00 119.0 0.2056 1700 2.20 2.20 124.0 0.2556 1705 2.30 2.30 130.0 0.3081 1710 2.40 2.40 134.0 0.3622 1715 2.50 2.50 137.0 0.4175 1720 2.50 2.50 138.0 0.4731 1725 2.60 2.60 137.0 0.5284 1730 2.60 2.60 135.0 0.6101 1740 2.60 2.60 128.0 0.7651 1800 2.60 2.60 111.0 0.9891 1830 2.60 2.60 79.0 1.1804 Tr¹m Số trạm 08074910 Bảng ghi ma dòng chảy Lợng nớc năm 1979 Đờng Hummingrird Houston, Texas Bốc luỹ Lu lợng ( in Dòng chảy 83 tích( in ) TrËn m−a ngµy 1/9/1979 Ngµy vµ giê ft3/s ) luü tÝch ( in ) Sè tr¹m 4910 1900 2.60 2.60 46.0 1.2917 1930 2.60 2.60 24.0 1.3498 2000 2.60 2.60 11.0 1.3765 2030 2.60 2.60 5.9 1.3908 2100 2.60 2.60 3.5 1.3992 2130 2.60 2.60 2.0 1.4041 2200 2.60 2.60 1.2 1.4070 2230 2.60 2.60 0.7 1.4087 2300 2.60 2.60 0.4 1.4101 2400 2.60 2.60 0.2 1.4106 H×nh P1.4 1.4 Một lu vực nhỏ có trạm đo nh hình P1.4, tổng lợng ma đợc ghi lại liệt kê trạm suốt thời gian ma Tính lợng ma lu vực, sử dụng : a) Phơng pháp trung bình số học b) Phuơng pháp Thiessen 84 Tr¹m M−a (in) a 3.26 b 2.92 c 3.01 d 3.05 Hình P1.5 1.5 Mud Creek có biên lu vực nh hình P1.5 Có trạm đo ma lu vc lu vực bên cạnh lợng trạm thuỷ văn trận ma bảng có tỉ lệ in =1000 m Xác định lợng ma trận ma sử dụng phơng pháp Thiesen Tính kết lợng ma đà thấy sử dụng phơng pháp trung bình phơng pháp đồ giải Trạm Số M−a (cm) 5.5 4.5 4.0 3.2 4.0 3.3 2.5 1.6 Theo c¸c täa độ tạo thành chu vi lu vực sông (-2,5), (2,5), (4,3), (4,-1), 85 2,-3), (-2,-3), (-4,-1), (-4,3) §o lợng ma đợc thực suốt trận bÃo lu vực Đơn vị cacs toạ độ dặm (mile) Xác định lợng ma trung bìmh phơng pháp Thiesen so sánh với phơng pháp trung bình số học phơng pháp đờng đẳng ma Toạ độ trạm Ma (cm) (0,-1) 2.2 (1,2) 2.4 (-3,3) 3.1 (-4,-2) 2.5 (2,4) 2.6 (-2,7) 3.6 (3,1) 1.3 1.7 a) Sử dụng định luËt khÝ lý t−ëng ( p = ρRT ), t×m mật độ không khí 250c áp suất 950mb Hằng số khí R có giá trị 2,78.106cm2/s2k cho không khí khô áp suất có đơn vị mb b) Tìm mật độ không khí ẩm nhiệt độ áp suất độ ẩm tơng đối 65% 1.8 Tại trạm khí tợng áp suất khong khí đo dợc 101,1(kpa),nhiệt độ khong khí 220c nhiệt độ điểm sơng 180c Tính mật độ không khí tơng ứng, áp suất nớc, độ ẩm tơng đối độ ẩm tuyệt đối Hình P1.9 1.9 Đờng cong khối lợng hình p1.9 mô tả giáng thuỷ đợc ghi nhận cho Bráy Bayou Gesner Drive vào ngày 29-30 tháng 11 năm 1981 a) Khoảng thời gian có cờng độ ma rơi lớn b) Cờng độ ma rơi thời gian phần a c) Tổng lợng giáng thuỷ từ đến 24 ( vào ngày 29/XI) d) Tổng lợng giáng thuỷ từ đến 48 ( vào ngày 30/XI) 1.10.Sử dụng hình 1.12 tìm lợg bốc ngày từ hồ nhỏ theo đặc trng: 86 Nhiệt độ trung bình ngày 25,6oc Bức xạ mặt trời 550,6 cal/cm2 Nhiệt độ điểm sơng b»ng 4,4oc Tèc dé giã b»ng 5,5 ft/s 1.11 Mét thùng đợc đặt gần hồ nhỏ để xác định lợng bốc ngày.Mực nuớc thùng đợc quan trắc hàng ngày đợc thêm vào mục nớc giảm xuống 7in Xác định lợng bốc hàng ngày cđa hå nÕu hƯ sè thïng lµ 0,70 1.12 Cho cờng độ thấm ban đầu 1,25 in/h dung tích cân 0,25 in/h, sử dụng phơng trình Horton (phơng trình 1.19) để tìm cờng độ thấm thêi ®iĨm t = 10phót, 15phót, 30phót, 1giê, 2giê, 4giê 6giờ Giả thiết khoảng thời gian không đổi 0,25h-1 Bảng P1.11 Ngày Lợng Ma (in) Mực nớc (in) 8.00 0.23 7.92 0.56 7.87 0.05 7.85 0.01 7.76 7.58 0.02 7.43 0.01 7.32 7.25 10 7.19 11 7.08* 12 0.01 7.91 13 7.86 14 0.02 7.80 * Không đầy diểm 1.13 Xác định phơng trình Horton phù hợp với thời gian vµ dung tÝch thÊm Thêi gian (giê) f (in/giê) 3.17 2.60 6.5 1.25 ∞ 0.6 1.14 Mét trËn m−a giê trªn mét l−u vùc 15 ac cung cấp in lợng ma: 1,2 in/h đầu tiªn, 2,1 in/h giê thø hai, 0,9 in/h giê thø ba vµ 0,4 in/h hai giê cuèi Xác định lợng thấm theo mô hình Horton với k = 1,1h-1, fc = 0,2 in/h 87 vµ fo = 0,9 in/h Đồ thị dòng chảy tràn cho diện tích này, đơn vị in/h t Hình P1.16 1.15 Tính toán thể tích lợng khỏi lu vực cho cởng độ ma thấm 1.14 với điều kiện ao tù có trữ lợng 2,5ac-ft đợc đặt cửa lối thoát lu vực (giả thiết dòng chảy có hớng qua ao tù, ao phải đợc làm đầy trớc khỏi lu vực) 1.16 Một đờng cong thấm khái quát đạt đợc sử dụng phơng trình Horton hình 1.16 Chúng phác hoạ k = (fo - fc)/F' F'là diện tích đờng cong fc 1.17 Số liệu lợng ma bảng đợc ghi trạm đo ma lu vực đô thị nhỏ a) Vẽ biểu đồ ma b) Xác dịnh tổng thể tích ma c) Nếu lợng ma 30,5cm, t×m chØ sè Φ (cm/h) Thêi gian (h) 0 0.5 5.0 1.0 5.5 1.5 10.0 2.0 12.0 2.5 10 3.0 4.5 3.5 3.0 4.0 2.5 4.5 88 L−ỵng m−a (cm) Hình P1.19 1.18 Xác định số cho trận bÃo ngày 29-30/XI/1981 Đà đa 1.9 Chỉ ý khoảng thời gian từ t=12h ®ã l−ỵng m−a l tÝch b»ng 1,3cm, ®Õn t = 24h lợng ma luỹ tích 4,7cm Tổng lợng dòng chảy khoảng 12h 1,4cm 1.19 Xác định số hình p1.19 độ sâu dòng chảy 3,15in 1.20 Tìm số (in/h) tổng độ sâu thấm sử dụng số liệu bên dới - Dòng chảy trực tiếp 4,5in cho diện tích 1000ac Thêi gian L−ỵng m−a 4 1.21 NÕu theo sè liƯu t−¬ng ứng với lợng ma trận ma 24h,độ sâu dòng chảy ghi đợc 7,6cm Xác định số Φ Thêi gian (h) 0-3 3-5 5-9 9-12 12-19 19-24 C−êng ®é m−a (cm/h) 0.4 0.7 1.1 1.4 0.5 0.2 1.22 Một loại sét pha cát có lợng trữ ẩm ban đầu 0,18, hệ số thấm thuỷ lực 7,8mm/h, cột nớc mao dẫn mao dẫn trung bình 100mm.Lợng ma xấp xỉ 2,9cm/h 6h lợng trữ ẩm đo đợc cuối 0,45 Vẽ đồ thị quan cờng độ thấm thể tích thấm, sử dụng phơng pháp Green-Ampt 1.23 Sử dụng thông số đa đồ thị quan hệ cờng độ thấm thể tích thấm cho ma hai loại đất Chuẩn bị đồ thị sử dụng phơng pháp Green - Ampt, so sánh với tất đờng cong đợc tính toán với hai thông số dộ rỗng giới hạn thấp độ rỗng giới hạn cao Cờng độ ma cửa trận ma 89 1,5cm/h vài lợng trữ ẩm ban đầu tất loại đất 0.15 Loại đất Độ rỗng Cột mao dÉn(cm) HÖ sè thÊm(cm/h) SÐt bïn 0.42-0.58 16.75 0.65 Sét cát 0.37-0.49 23.95 0.10 1.24 Cần calo nhiệt để làm lít nớc 150c b) Tổng lợng nhiệt cần thiết để khối lợng đơn vị vật chất tăng lên 1o đợc định nghĩa nhiệt dung riêng chất Bằng lợng nhiệt phần a) làm tan gam băng Nếu băng - 90c.(nhiệt dung riêng băng = 0,5cal/goK) 1.25 Theo cácphơng trình hình 1.8 a) Khoảng thời gian trận ma ghi đợc 3,1in/giờ giê ë Houston,Texas ? b) Tỉng l−ỵng (in) m−a r¬i giê cđa mét trËn m−a 100 năm Houston c) Khoảng thời gian trận ma mà cuối đợc lợng ma 3,5in Các tập 1.26-1.28 để sử dụng số liƯu Humgbirb Street Ditch bµi 1.3 1.26 a) VÏ đờng cong khối lợng luỹ tích ma dòng chảy đồ thị b) Sử dụng đờng cong khối lợng, xác định số cho trận ma 1.27 Hệ số dòng chảy cho trận ma ngày 1/IX/1979 1.28 Vẽ biểu đồ ma cho trận ma (quan hệ l lợng với thời gian) theo cá tiêu đề: a) Lu lợng đỉnh lũ Qp b) Thời gian xuất đỉnh lũ (khoảng thời gian từ tâm ma đến có đỉnh lũ) c) Thời gian nớc lên TR( khoảng thơì gian bắt đầu có dòng chảy đến đỉnh lũ) d)Thời gian lũ TB(khoảng thời gian bắt đầu có dòng chảy đến kết thúc) 1.29 Làm lại ví dụ 1.9, Tăng tốc độ độ sâu trung bình lên 50%.Trên đồ thị vẽ đờng l lợng từ ví dụ đờng lu lợng tính toán cho vị trí 1.30 Giả sử vị trí B cách L ví dụ 1.9 tất sâu 0,2 ft Trong điều kiện sông nhánh nhập vào sông cộnh thêm xấp xỉ 500 ft3/s dòng chảy vào sông Tính toán tổng lu lợng cho vị trí có thay đổi độ sâu cộng với đóng góp sông nhánh qua sông tỉ số với phân bố lu lợng ban đầu Giả thiết phân bố tốc độ hầu nh không thay đổi 90 Tài liệu tham khảo Betson, R P., 1964, “What Is Watershed Runoff?” J Geophys Res., vol 69, pp 1541—1551 Biswas, A K., 1972, History of Hydrology, North Holland Publishing Co., Amsterdam Blaney, H F., and W D Criddle, 1950, “Determining Water Requirements in Irrigated Areas from Climatological and Irrigation Data,” U.S Dept Agriculture, Soil Conservation Service, Tech Pap 96, Washington, D.C Brutsaert, W H., 1982, Evaporation into the Atmosphere, D Reidel Publishing Co., Boston Chezy, 1769, referred to in Rouse, H., and S Inee, 1957, History of Hydraulics, Iowa Institute of Hydraulic Research, State University of Iowa Carlisle, V W., C T Hallmark, F Sodek, III, R E Caldwell, L C Hammond, and V E Berkheiser, 1981 (June), Characterization Data for Selected Florida Soils, Soil Characterization Laboratory, Soil Science Department, University of Florida, Gainesville Chow, V T (editor), 1964, Handbook of Applied Hydrology, McGraw-Hill Book Company, New York Chow, V T., D R Maidment, and L W Mays, 1988, Applied Hydrology, McGraw-Hill, New York Crawford, N H., and R K Linsley, Jr., 1966, Digital Simulation in Hydrology: Stanford Watershed Model IV, Tech Rept No 39, Department of Civil Engineering, Stanford University, Stanford, California 10 Criddle, W D., 1958, “Methods of Computing Consumptive Use of Water,” J Irrigation and Drainage Division, Proc ASCE, vol 84, no.IR1, January, p 27 11 Eagleson, P S., 1970, Dynamic Hydrology, McGraw-Hill Book Company, New York 12 Englund, C B., 1977, “Modeling Soil Water Hydrology Under a Post OakShortleaf Pine Stand in East Texas,” Water Resources Res., vol 13, no 3, June, pp 683—686 13 Farnsworth, R K., and E S Thompson, 1982, “Mean Monthly, Seasonal, and Annual Pan Evaporation for the United States,” NOAA Tech Rept NWS34, Washington, D.C 14 Freeze, R A., 1972, “Role of Subsurface Flow in Generating Surface Runoff, 2: Upstream Source Areas,” Water Resources Res., vol 8, no 5, pp 1272— 1283 15 Gray, D M., 1970, Principles of Hydrology, Water Information Center, New York, New York 16 Green, W H., and G A Ampt, 1911, “Studies of Soil Physics, 1: The Flow of Air and Water Through Soils,” J ofAgriculture Science, vol 4,no 1,pp 1—24 91 17 Gumbel, E J., 1958, Statistics of Extremes, Columbia University Press, New York 18 Hamon, W R., 1961, “Estimating Potential Evapotranspiration,” J Hydraulics Division, Proc ASCE, vol 87, no HY3, May, pp 107— 120 19 Harbeck, G E., 1958, Water-Loss Investigations: Lake Mead Studies, U.S Geol Surv Prof Pap 298, pp 29—37 20 Harbeck, G E., and J S Meyers, 1970, “Present Day Evaporation Measurement Techniques,” Proc ASCE, J Hyd Div., vol 96, no HY7, pp 1381—1389 21 Hargreaves, G H., and Z A Samani, 1982, “Estimating Potential Evapotranspiration,” J Irrigation and Drainage Division, Proc ASCE, vol 108, no 1R3, September, pp 225—230 22 Heimburg, K F., L H Allen, Jr., and W C Huber, 1982, Evapotranspiration Estimates Based on Surface Temperature and Net Radiation Development of Remote Sensing Methods, Publication No 66, Florida Water Resources Research Center, University of Florida, Gainesville 23 Hess, S L., 1959, Introduction to Theoretical Meteorology, Holt,Rinehart and Winston, New York 24 Hillel, D., 1982, Introduction to Soil Physics, Academic Press, NewYork 25 Hornbeck, R W., 1982, Numerical Methods, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey 26 Horton, R E., 1933, “The Role of Infiltration in the Hydrologic Cycle,” Trans Am Geophys Union, vol 14, pp 446—460 27 Horton, R E., 1940, “An Approach Towards a Physical Interpretation of Infiltration Capacity,” Proc Soil Sci Soc Am., vol 5, pp.399—417 28 Huber, W C., J P Heaney, S J Nix, R E Dickinson, and LX J Polmann, 1981, Storm Water Management Model User’s Manual,Version III, EPA-600/284-109a (NTIS PB84-198423), Environmental Protection Agency, Athens, Georgia, November 29 Huber, W C., and R E Dickinson, 1988, Storm Water Management Model User’s Manual, Version IV, EPA-600/3-88-OOla (NTIS PB88-2 3664 1/AS), Environmental Protection Agency, Athens,Georgia 30 Humphreys, A A., and H L Abbot, 1861, “Report upon the Physics and Hydraulics of the Mississippi River,” Profess Papers Corps Topograph Engrs., 1861, Philadelphia, 2nd ed., 1876, Washington,D.C 31 Hydrologic Engineering Center, 1973, HEC-1 Flood Hydrograph Package: User’s Manual and Programmer’s Manual, updated 1987, United States Army Corps of Engineers, Davis, California 32 Hydrologic Engineering Center, 1976, HEC-2 Water Surface Profiles: User’s Manual, updated 1985, United States Army Corps of Engineers, Davis, California 92 33 Jennings, M E., 1982, “Data collection and instrumentation,” in Urban Storm water Hydrology, ed by D F Kibler, Water Resources Monograph 7, American Geophysical Union, pp 189—217, Washington, D C 34 Jensen, M E., R D Burman, and R G Allen, 1990, Evapotranspiration and Irrigation Water Requirements, ASCE Manuals and Reports on Engineering Practice No 70, American Society of Civil Engineers, New York 35 Jones, J W., L W Allen, S F Shih, J S Rogers, L C Hammond, A Smajstrla, and J D Martsolf, 1984, Estimated and Measured Evapotranspiration for Florida Climate, Crops, and Soils, Bulletin 840, Institute of Food and Agricultural Sciences, University of Florida, Gainesville 36 Kohler, M A., T J Nordenson, and W E Fox, 1955, “Evaporation from Pans and Lakes,” U.S Weather Bureau Res Paper 38, Washington, D.C 37 List, R J., 1966, Smithsonian Meteorological Tables, 6th ed., Smithsonian Institution, Washington, D.C 38 Manning, R., 1889, “on the Flow of Water in Open Channels and Pipes,” Trans Inst Civil Engrs., Ireland, vol 20, pp 161 —207, 1891, Dublin, Ireland; Supplement, vol 24, pp 179—207, 1895 (The formula was first presented on Dec 4, 1889, at a meeting of the Institution.) 39 Marciano, J J., and G E Harbeck, 1954, “Mass Transfer Studies,” Water Loss Investigations: Lake Hefner, USGS Prof Paper 269, Washington, D.C 40 Mein, R G., and C L Larson, 1973, “Modeling Infiltration During a Steady Rain,” Water Resources Res., vol 9, no 2, pp 384—394 41 Meyer, A F., 1944 (June), Evaporation from Lakes and Reservoirs, Minnesota Resources Commission, St Paul 42 National Weather Service, 1972, National Weather Service River Forecast System Forecast Procedures, NOAA Tech Memo NWS HYDRO 14, Silver Spring, Maryland 43 Penman, H L., 1948, “Natural Evaporation from Open Water, Bare Soil, and Grass,” Proc R Soc London, ser A, vol 27, pp 779—787 44 Penman, H L., 1950, “Evaporation over the British Isles,” Quart Jl Roy Met Soc., vol 76, no 330, pp 372—383 45 Philip, J R., 1957, “The Theory of Infultration: I The Infiltration Equation and Its Solution,” Soil Sci., vol 83, pp 345 — 357 46 Priestly, C H B., and R J Taylor, 1972, “On the Assessment of Surface Heat Flux and Evaporation Using Large Scale Parameters,” Mon Weather Rev., vol 100, pp 81—92 47 Rawls, W J., D L Brakensiek, and N Miller, 1983, “Green-Ampt Infiltration Parameters from Soils Data,” J Hydraulic Engineering, ASCE, vol 109, no 1, pp 62—70 48 Rawls, W., P Yates, and L Asmussen 1976 Calibration of selected infiltration 93 equations for the Georgia Coastal Plain U.S Department of Agriculture, Agricultural Research Service, ARS-S- 113, Washington, D.C 49 Richards, L A., 1931, “Capillary Conduction of Liquids Through Porous Mediums,” Physics, vol 1, pp 318—333 50 Roesner, L A., J A Aldrich, and R E Dickinson, 1988, Storm Water Management Model User’s Manual, Version IV, EXTRAN Addendum, EPA600/3-88-OOlb (NTIS PB88-236658/AS), Environmental Protection Agency, Athens, Georgia 51 Roesner, L A., R P Shubinski, and J A Aldrich, 1981, Storm Water Management Model User’s Manual, Version III: Addendum I, EXTRAN, EPA600/2-84- 09b (NTIS PB84- 198431), Environmental Protection Agency, Cincinnati, November 52 Rubin, J., and R Steinhardt, 1963, “Soil Water Relations During Rain Infiltration, I: Theory,” Soil Sci Soc Amer Proc., vol 27, pp.246—251 53 Rubin, J., R Steinhardt, and P Reiniger, 1964, “Soil Water Relations During Rain Infiltration, II: Moisture Content Profiles During Rains of Low Intensities,” Soil Sci Soc Amer Proc., vol.28, pp —5 54 Salisbury, F B., and C Ross, 1969, Plant Physiology, Wadsworth Publishing Co., Belmont, California 55 Shelley, P E., 1977, “Sampling of Water and Wastewater,” Rep EPA -600/4-77039, 321 pp., Environmental Protection Agency, Washington, D.C 56 Sherman, L K., 1932, “Streamflow from Rainfall by the Unit-Graph Method,” Eng News-Rec., vol 108, pp 501—505 57 Shih, S F., L H Allen, Jr., L C Hammond, J W Jones, J S Rogers, and A G Smajstrla, 1983, “Basinwide Water Requirement Estimation in Southern Florida,” Trans American Soc Agricultural Engineers, vol 26, no 3, pp 760— 766 58 Sierra/Misco, Inc., 1986, Flood Early Warning System for Harris County, Texas, Berkeley, California 59 Skaggs, R W., and R Khaleel, 1982, “Chapter 4, Infiltration,’ in Hydrologic Modeling of Small Watersheds, C T Haan, J P Johnson, and D L Brakensiek, eds., American Society of Agricultural Engineers, Monograph No 5, St Joseph, Michigan 60 Smajstrla, L C., and A G and J D Martsolf, 1984, Estimated and Measured Evapotranspiration for Florida Climate, Crops, and Soils,Bulletin 840, Institute of Food and Agricultural Sciences, University of Florida, Gainesville 61 South Florida Water Management District, 1987, Management and Storage of Surface Waters, Permit Information Manual, Volume IV, Resource Control Department, South Florida Water Management District, West Palm Beach, Florida 62 Spreen, W C., 1947, “Determination of the Effect of Topography upon 94 Precipitation,” Trans Am Geophys Union, vol 28, no 2, pp.285 —290 63 Terstriep, M L., and J B Stall, 1974, The Illinois Urban Drainage Area Simulator, ILL UDAS, Bull 85, Illinois State Water Survey, Urbana, Illinois 64 Theis, C V., 1935, “The Relation Between the Lowering of the Piezometric Surface and the Rate and Duration of a Well Using Ground-Water Recharge,” Trans Am Geoph vs Union, vol 16, pp 19—524 65 Thornthwaite, C W., 1948, “An Approach Toward a Rational Classification of Climate,” Geograph Rev., vol 38, pp 55—94 66 Turc, L., 1954, Calcul du Bilan de L ‘eau Evaluation en Fonction des Précipitations et des Temperatures, lASH Rome Symp 111 Pub No 38, pp 188—202 67 U.S Geological Survey, 1980 (Feb.), USGS-EPA Urban Hydrology Studies Program Technical Coordination Plan, draft, 30 pp., Reston, Virginia 68 Van Bavel, C H M., 1966, “Potential Evaporation: The Combination Concept and Its Experimental Verification,” Water Resources, vol 2, no 3, pp 455—467 69 Wallace, J M., and P V Hobbs, 1977, Atmosphere Science An Introductory Survey, Academic Press, New York 70 Weaver, H A., and J C Stephens, 1963, “Relation of Evaporation of Potential Evapotranspirationi’ Trans American Soc Agricultural Engineers, vol 6, pp 55—56 95 ... 7/25 /19 65 8/23 /19 21 8/23 /19 21 5/ 21/ 1876 0.3 3(8 ) 0.6 5 (1 7) 0.8 3(2 1) 1. 0 7(2 7) 2.3 4(5 9) 4.6 7 (1 19 11 /25 /19 26 11 /4 /19 18 3/4 /19 12 3/4 /19 12 10 /11 /19 62 1/ 29 /18 81 - - - 4.0 0 (1 0 2) 15 .6 7(3 9 7) 43.0 0 (1 09 2) -. .. 7/9 /19 42 8 /15 /19 46 1. 0 0(2 5) 1. 9 0(3 5) 3 .1 8(8 1) 4.7 1( 1 2 0) 8.6 2(2 1 9) 14 .0 1( 3 5 6) 4/25 /19 53 4/25 /19 53 4/25 /19 53 9/6 /19 26 4 /15 /19 27 0.9 1( 2 3) 1. 5 7(4 0) 1. 9 9(5 1) 2.2 0(5 6) 2.9 1( 7 4) 6.5 3 (1 6 6) 7/25 /19 65... 0.05 12 7 (0 .42 5-0 .53 3) (0 .33 4-0 . 51 2) (6 .1 3 -1 39. 4) 0.475 0.385 31. 63 0.03 2 91 (0 .42 7-0 .52 3) SÐt 11 .78 (0 .37 0-0 .49 0) SÐt bïn 4.95 (0 . 41 8-0 .52 4) SÐt c¸t 0.4 71 (0 .40 9-0 . 51 9) Bïn sÐt pha 0.437 (0 .33 2-0 .464)