1. Trang Chủ
  2. Địa Lý
  3. Nguyên lý thủy văn ( NXB ĐH Quốc gia Hà Nội ) - Chương 7

Nguyên lý thủy văn ( NXB ĐH Quốc gia Hà Nội ) - Chương 7

Dòng chảy mặt 7.1 Giới thiệu chung Dòng chảy mặt hay dòng chảy sông ngòi là dòng chảy chuyển động do trọng lực của nước trong các lòng dẫn với kích thước thay đổi từ dòng chảy có quy mô nhỏ nhất tới những dòng chảy có quy mô lớn nhất (Amazon, Congo, và Yangtze). Cũng như dòng chảy sông ngòi, dòng chảy mặt có thể được đặc trưng bởi lưu lượng dòng chảy trong sông, hoặc lượng mưa sinh thuỷ của lưu vực. ở mức chung chung mối quan hệ giữa dòng chảy sông ngòi và giáng thủy có thể được... Ch­¬ng 7 Dßng

Thể loại Tài liệu miễn phí Địa Lý

Số trang 46

Ngày tạo 8/29/2018 11:44:02 PM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 3.54 M

Tên tệp

Tải Nguyên lý thủy văn ( NXB ĐH Quốc gia Hà Nội ) - Ch... (.pdf)

Xem mẫu

  1. Ch­¬ng 7 Dßng ch¶y mÆt 7.1 Giíi thiÖu chung Dßng ch¶y mÆt hay dßng ch¶y s«ng ngßi lµ dßng ch¶y chuyÓn ®éng do träng lùc cña n­íc trong c¸c lßng dÉn víi kÝch th­íc thay ®æi tõ dßng ch¶y cã quy m« nhá nhÊt tíi nh÷ng dßng ch¶y cã quy m« lín nhÊt (Amazon, Congo, vµ Yangtze). Còng nh­ dßng ch¶y s«ng ngßi, dßng ch¶y mÆt cã thÓ ®­îc ®Æc tr­ng bëi l­u l­îng dßng ch¶y trong s«ng, hoÆc l­îng m­a sinh thuû cña l­u vùc. ë møc chung chung mèi quan hÖ gi÷a dßng ch¶y s«ng ngßi vµ gi¸ng thñy cã thÓ ®­îc biÓu thÞ d­íi d¹ng vßng tuÇn hoµn liªn tôc cña n­íc th«ng qua chu tr×nh thñy v¨n. Chóng ta cã thÓ thõa nhËn r»ng trong nh÷ng tr­êng hîp ®¬n gi¶n th­êng xem l­u vùc bÒ mÆt vµ l­u vùc n­íc ngÇm trïng nhau vµ mçi dßng s«ng chØ tiÕp nhËn n­- íc tõ b¶n th©n l­u vùc cña chÝnh m×nh. Bëi vËy, cã thÓ xem mçi l­u vùc nh­ mét hÖ thèng ®Çu vµo lµ gi¸ng thñy vµ chuyÓn ho¸ chóng thµnh nh÷ng ®Çu ra lµ sù bay h¬i vµ dßng ch¶y s«ng ngßi. KÓ c¶ nh÷ng sù thay ®æi cña l­îng tr÷ trong hÖ thèng, ®Çu vµo ph¶i ®­îc c©n b»ng víi ®Çu ra. Trõ nh÷ng vïng kh« h¹n lín, ë tÊt c¶ c¸c vïng, ®Çu ra tõ hÖ thèng l­u vùc lµ liªn tôc, nh­ng nh÷ng ®Çu vµo cña gi¸ng thñy th× gi¸n ®o¹n vµ th­êng ®­îc rêi r¹c hãa theo thêi gian mét c¸ch phæ biÕn. Nh­ mét kÕt qu¶, ®­êng qu¸ tr×nh dßng ch¶y hµng n¨m vÒ c¬ b¶n gåm cã nh÷ng thêi kú ng¾n l­u l­îng bÞ t¨ng lªn mét c¸ch ®ét ngét liªn quan ®Õn m­a hoÆc tuyÕt tan vµ hçn hîp c¶ hai cã thêi gian dµi h¬n. Trong nh÷ng thêi kú n­íc rót khi dßng ch¶y s«ng ngßi ®­îc ®¹i diÖn cho dßng ch¶y ra lµ nuíc ngÇm tõ n­íc ®­îc dù tr÷ b»ng nguån n­íc ngÇm d­íi bÒ mÆt cña l­u vùc vµ khi ®ã ®­êng qu¸ tr×nh dßng ch¶y lÊy d¹ng hµm sè mò cña ®­- êng cong n­íc rót ®iÓn h×nh (xem H×nh 7.14). Nh÷ng ®¬n vÞ ®o cña dßng ch¶y mÆt Dßng ch¶y mÆt th«ng th­êng ®­îc biÓu thÞ b»ng l­u l­îng n­íc vµ ®ã chÝnh lµ mét thÓ tÝch trªn mét ®¬n vÞ thêi gian. L­u l­îng n­íc cã ®¬n vÞ lµ mÐt khèi trªn gi©y (m3s-1) vµ m« ®un dßng ch¶y cã ®¬n vÞ lµ mÐt khèi trªn gi©y kil«met vu«ng (m3s-1km-2). Hai sè ®o trªn lµ nh÷ng ®¬n vÞ th­êng ®­îc sö dông. Dßng ch¶y cã thÓ còng ®­îc biÓu thÞ nh­ mét ®é s©u t­¬ng ®­¬ng trªn mét ®¬n vÞ ®o diÖn tÝch l­u vùc, tøc lµ millimeters trªn ngµy hoÆc th¸ng hoÆc n¨m. §©y lµ mét ®¬n vÞ ®Æc biÖt tiÖn lîi ®Ó so s¸nh tèc ®é vµ tæng l­îng gi¸ng thuû vµ dßng ch¶y v× gi¸ng thuû gÇn nh­ kh«ng thay ®æi trong c¸ch biÓu thÞ nµy. Nh÷ng biÓu diÔn dßng ch¶y kh¸c vÉn ®­îc t×m thÊy trong nghiªn cøu bao gåm hµng triÖu Gal«ng trªn mét ngµy (m.g.d.) vµ ®Æc biÖt lµ trong nghiªn cøu thuû lîi ë Mü hay dïng ®¬n vÞ lµ feet, tøc lµ thÓ tÝch cña líp vá n­íc mµ bao phñ mét mÉu Anh tíi ®é s©u mét feet. 216
  2. 7.2 Dßng ch¶y nhanh vµ dßng ch¶y ng­ng trÖ Ph¶n øng trùc tiÕp tøc thêi cña l­u vùc ®èi víi hiÖn t­îng m­a r¬i lµ mét phÇn cña l­îng m­a t¹o thµnh mét tuyÕn ®­êng cã dßng ch¶y chuyÓn ®éng rÊt nhanh trong lßng dÉn (tøc lµ dßng ch¶y xiÕt); t­¬ng øng tiÕp theo sau ®ã mét phÇn kh¸c cña trËn m­a t¹o thµnh mét tuyÕn ®­êng cã dßng ch¶y chuyÓn ®éng chËm h¬n ®ã lµ dßng ch¶y ng­ng trÖ vµ th­êng xuyªn ®­îc xem nh­ dßng ch¶y c¬ së. Hai thµnh phÇn nµy cña dßng ch¶y lµ hiÓn nhiªn trong nh÷ng dßng s«ng víi tÊt c¶ c¸c kÝch th­íc kh¸c nhau. Tuy nhiªn, ë c¸c hÖ thèng s«ng lín nh÷ng hiÖu øng trÔ, c¶ bªn trong vµ bªn ngoµi lßng dÉn ®Òu rÊt phøc t¹p. Nh÷ng ®ãng gãp dßng ch¶y cho dßng s«ng chÝnh tõ nhiÒu dßng s«ng nh¸nh lµm phøc t¹p. ViÖc gi¶i thÝch sù ph¶n øng cña l­u vùc th«ng qua qu¸ tr×nh dßng ch¶y cña nh÷ng dßng s«ng chÝnh ®èi víi gi¸ng thuû lµ rÊt phøc t¹p. Do ®ã nhiÒu th¶o luËn ban ®Çu vÒ qu¸ tr×nh dßng ch¶y trong ch­¬ng nµy nh»m gi¶i thÝch sù ph¶n øng cña l­u vùc ®èi víi gi¸ng thuû qua nh÷ng dßng s«ng suèi th­îng nguån cña c¸c l­u vùc nhá trong hÖ thèng l­u vùc s«ng lµ t­¬ng ®èi ®¬n gi¶n. H×nh 7.1 BiÓu ®å l­îng m­a vµ dßng ch¶y cña 3 trËn b·o ë Tennessee, USA (theo biÓu ®å gèc cña Ramser, 1927) Trong nh÷ng tr­êng hîp nh­ vËy sù ph¶n øng cña c¸c l­u vùc víi gi¸ng thuû th- ­êng lµ rÊt nhanh nh­ng hiÕm khi gièng nhau. Tøc lµ tØ lÖ cña gi¸ng thuû t¹o thµnh dßng ch¶y xuÊt hiÖn mét c¸ch nhanh chãng nh­ mét ®­êng qu¸ tr×nh dßng ch¶y lµ kh¸c nhau gi÷a c¸c trËn lò. H×nh 7.1 lµ nh÷ng ®å thÞ tõ mét bµi b¸o ®Çu tiªn cña Ramser (1927). Ramser ®· nhÊn m¹nh sù ph¶n øng cña l­u vùc ®èi víi m­a vµ tÝnh biÕn thiªn cña dßng ch¶y trong mét l­u vùc nhá. L­îng m­a vµ dßng ch¶y ®­îc ph¸c häa trªn h×nh 7.1 cã cïng quy m« ®· x¸c ®Þnh sè rÊt Ýt phÇn tr¨m cña l­îng m­a t¹o nªn dßng ch¶y xiÕt d­íi d¹ng ®­êng qu¸ tr×nh dßng ch¶y. Sè phÇn tr¨m gi¸ng thñy t¹o thµnh dßng thay ®æi theo c¸c ®Æc tr­ng gi¸ng thuû vµ c¸c ®iÒu kiÖn l­u vùc vµ nã ®­îc x¸c ®Þnh trung b×nh toµn cÇu lµ 36% cña toµn bé gi¸ng thuû r¬i trªn nh÷ng vïng 217
  3. ®Êt sau ®ã ch¶y tíi c¸c ®¹i d­¬ng. Trong sè l­îng phÇn tr¨m nµy dßng ch¶y xiÕt chØ chiÕm kho¶ng 11% vµ dßng ng­ng trÖ tÝnh to¸n chiÕm 25% cßn l¹i cña gi¸ng thuû. 7.3 C¸c nguån vµ c¸c thµnh phÇn cña dßng ch¶y Sù ph¶n øng kh¸c nhau cña l­u vùc ®èi víi gi¸ng thuû lµ t¹o thµnh dßng ch¶y vµ dßng ch¶y thay ®æi c¶ theo kh«ng gian vµ theo thêi gian. Hai lo¹i dßng ch¶y mÆt vµ ngÇm do gi¸ng thuû t¹o nªn ®Òu chuyÓn ®éng vÒ phÝa nh÷ng lßng dÉn dßng ch¶y. H×nh 7.2 cho thÊy r»ng gi¸ng thuû cã thÓ ®Õn ch¶y ®Õn lßng dÉn dßng bëi mét sè lo¹i dßng ch¶y: dßng ch¶y mÆt do gi¸ng thuû trùc tiÕp ®ã lµ dßng ch¶y trªn bÒ mÆt l­u vùc; dßng ch¶y d­íi mÆt tÇng n«ng (dßng s¸t mÆt) vµ dßng ch¶y d­íi mÆt ®Êt, dßng ch¶y tÇng s©u (dßng n­íc ngÇm). Nh÷ng sù tÝch tr÷ cña tuyÕt vµ sù tan ch¶y cña tuyÕt t¹o nªn mét trong sè bèn lo¹i dßng ch¶y nµy. H×nh 7.2 H­íng ch¶y cña c¸c nguån cung cÊp cho dßng ch¶y s«ng: Qp lµ gi¸ng thñy trùc tiÕp xuèng mÆt n­íc, Q0 lµ dßng ch¶y trµn trªn mÆt, Qt lµ dßng ch¶y s¸t mÆt vµ Qg lµ dßng ch¶y ngÇm. Nh÷ng lo¹i dßng ch¶y nµy ®­îc nghiªn cøu mét c¸ch réng r·i vµ t­¬ng ®èi râ rµng. NÕu chØ nghiªn cøu dßng ch¶y mÆt vµ dßng ch¶y trùc tiÕp ®· dÉn ®Õn sù kh«ng ®Çy ®ñ vµ kh«ng râ rµng vµ H×nh 7.3 cung cÊp mét m« h×nh h×nh thµnh dßng ch¶y thÝch hîp, logic tõ m­a trªn l­u vùc. §iÒu nµy cho thÊy r»ng dßng ch¶y bÒ mÆt lµ bé phËn cña dßng ch¶y tæng céng ch¶y ®Õn cöa ra cña l­u vùc qua dßng ch¶y trµn trªn mÆt vµ c¸c lßng dÉn. Dßng ch¶y tæng céng nµy bao gåm dßng ch¶y s¸t mÆt, dßng ch¶y trªn bÒ mÆt ®Êt vµ dßng ch¶y ngÇm. Dßng ch¶y d­íi mÆt lµ tæng cña dßng ch¶y s¸t mÆt vµ dßng ch¶y ngÇm vµ nã th­êng b»ng toµn bé dßng n­íc ®Õn t¹i s«ng suèi khi dßng ch¶y ®· b·o hßa qua tÇng ®Êt ®¸y vµ c¸c bê lßng dÉn. Dßng ch¶y nhanh, hay dßng ch¶y trùc tiÕp, lµ tæng cña gi¸ng thuû t¹o thµnh, dßng ch¶y xiÕt trªn mÆt vµ dßng ch¶y s¸t mÆt nhanh vµ nã lµ thµnh phÇn dßng ch¶y quan träng ®ãng gãp dßng ch¶y chÝnh trong thêi gian nh÷ng thêi kú lò vµ phÇn lín c¸c trËn lò. Ta thÊy r»ng dßng ch¶y nhanh vµ dßng ch¶y mÆt nh­ ®­îc ®Þnh nghÜa ë trªn th× kh«ng ph¶i lµ t­¬ng ®­¬ng nhau. Dßng ch¶y c¬ së hay dßng ch¶y ng­ng trÖ lµ thµnh phÇn dßng ch¶y duy tr× liªn tôc thËm chÝ qua nh÷ng thêi kú thêi tiÕt kh« h¹n. Nã th­êng ®­îc xem nh­ tæng cña dßng ch¶y ngÇm vµ dßng ch¶y s¸t mÆt ng­ng trÖ, mÆc dï mét sè c¸c nhµ thñy v¨n häc kh«ng thÝch gép toµn bé dßng s¸t mÆt víi dßng ch¶y ngÇm nh­ ®­îc minh häa bëi ®­êng nÐt ®øt trong H×nh 7.3. Mét lÇn n÷a dßng ch¶y c¬ së vµ dßng n­íc ngÇm, theo 218
  4. ®Þnh nghÜa ë trªn, th× kh«ng ph¶i lµ t­¬ng ®­¬ng nhau. Thùc vËy, trong mét sè l­u vùc nói dèc, dßng ch¶y c¬ së cã thÓ bao gåm gÇn nh­ trän vÑn dßng ch¶y ë trong tÇng kh«ng b·o hßa tõ mÆt c¾t ®Êt (xem 'Vai trß cña dßng ch¶y s¸t mÆt' ë phÇn sau trong ch­¬ng nµy). H×nh 7.3 BiÓu ®å biÓu diÔn qu¸ tr×nh dßng ch¶y TÇm quan träng t­¬ng ®èi cña nh÷ng nguån dßng ch¶y c¬ së nµy cã thÓ thay ®æi theo kh«ng gian vµ phô thuéc vµo nh÷ng ®Æc tr­ng cña l­u vùc, nh­ lo¹i ®Êt vµ nguån vµ mËt ®é líp phñ thùc vËt vµ phô thuéc vµo nh÷ng ®iÒu kiÖn gi¸ng thuû. Ngoµi ra, tÇm quan träng cña c¸c thµnh phÇn dßng ch¶y riªng lÎ kh¸c cã thÓ thay ®æi theo thêi gian, vÝ dô nh­ trong mét n¨m hoÆc tõng mïa vµ còng cã thÓ thay ®æi kh¸ ®¸ng kÓ trong thêi gian mét trËn lò riªng lÎ hoÆc chuçi c¸c trËn m­a g©y lò liªn tôc, nh÷ng biÕn ®æi cña kh¶ n¨ng thÊm, mùc n­íc ngÇm, vµ diÖn tÝch tÇng n­íc mÆt. 7.3.1 Sù gi¸ng thuû trªn lßng dÉn (Qp) §ãng gãp cña gi¸ng thuû r¬i trùc tiÕp trªn bÒ mÆt n­íc th­êng lµ nhá bëi v× ®¬n gi¶n lµ hÖ thèng lßng dÉn th­êng xuyªn quanh n¨m chØ chiÕm mét phÇn nhá diÖn tÝch l­u vùc, gi¸ trÞ gi¸ng thuû trªn lßng dÉn rÊt nhá vµ cã thÓ lµ thµnh phÇn duy nhÊt cña biÓu ®å qu¸ tr×nh dßng ch¶y. Khi hÖ thèng lßng dÉn cã kÝch th­íc réng lín h¬n, trong c¸c l­u vùc cã mét diÖn tÝch lín hå hoÆc nh÷ng ®Çm lÇy lín h¬n vµ trong nh÷ng tr­êng hîp nµy gi¸ trÞ Qp sÏ cã xu h­íng t¨ng lªn. Ngoµi ra, Q p sÏ t¨ng mét c¸ch ®¸ng kÓ trong thêi gian mét trËn lò kÐo dµi hoÆc chuçi nèi tiÕp cña nh÷ng ®ît gi¸ng thuû liªn tôc vµ lóc nµy m¹ng l­íi lßng dÉn ®­îc më réng (Xem môc 7.4.2). L­îng Qp cã 219
  5. thÓ chiÕm 60% hoÆc h¬n n÷a cña toµn bé dßng ch¶y trong mét sè l­u vùc nhá (VÝ dô Rawitz vµ nh÷ng ng­êi kh¸c n¨m 1970). 7.3.2 Dßng ch¶y trµn trªn mÆt (Qo) Dßng ch¶y trµn trªn mÆt lµ dßng ch¶y qua bÒ mÆt nÒn ®Êt tíi c¸c lßng dÉn s«ng suèi kh¸c. Dßng ch¶y gÇn nh­ lµ ch¶y tÇng hoÆc dßng ch¶y rèi. Dßng ch¶y nµy th«ng th­êng lµ dßng ch¶y nèi c¸c dßng ch¶y nhá ë c¸c khe suèi phô nhá. Mét nguyªn nh©n h×nh thµnh cña Qo lµ do kh«ng cã kh¶ n¨ng cña n­íc ®Ó x©m nhËp vµo trong c¸c líp ®Êt vµ lµ kÕt qu¶ cña c­êng ®é m­a cao v­ît kh¶ n¨ng thÊm thÊp. Nh÷ng ®iÒu kiÖn lý t­ëng ®­îc t×m thÊy hiÖn t­îng s¶n sinh dßng ch¶y mÆt trªn c¸c s­ên dèc tõ ®é dèc võa ph¶i ®Õn dèc ®øng ë nh÷ng vïng ®Êt b¸n kh« h¹n vµ kh« h¹n. ë ®©y, líp phñ thùc vËt cã thÓ lµ th­a thít hoÆc kh«ng tån t¹i, do ®ã ®Êt bÞ ph¬i bµy bÒ mÆt ®Ó cho c¸c h¹t m­a t¸c ®éng lµm biÕn ®æi vá tr¸i ®Êt. Nh­ mét hËu qu¶ mµ thùc tÕ cho thÊy r»ng ë vïng bÞ tµn ph¸ bÒ mÆt dßng ch¶y xuÊt hiÖn d­íi d¹ng dßng ch¶y trµn trªn bÒ mÆt (Abrahams vµ nh÷ng ng­êi kh¸c n¨m 1994). Nh÷ng ®iÒu kiÖn kh¸c nh­ ®Êt kþ n­íc, ®Êt rÊt kh« vµ ®Êt cã cá Ýt thÊm lµ nh÷ng yÕu tè rÊt quan träng ®èi víi h×nh thµnh dßng ch¶y mÆt Q0. nh÷ng ¶nh h­ëng KH¸C cã h¹i cña c¸c ho¹t ®éng n«ng nghiÖp ®Õn kh¶ n¨ng thÊm, vµ sù ®ãng b¨ng cña bÒ mÆt cña nÒn ®Êt còng cã t¸c ®éng ®Õn Q0. ë nh÷ng vïng Èm ­ít, líp phñ thùc vËt dµy h¬n lµ quan träng ®èi víi s¶n sinh dßng ch¶y mÆt Q0 v× ë vïng nµy cã gi¸ trÞ thÊm cao ®ã lµ ®Æc tr­ng quan träng cña hÇu hÕt c¸c bÒ mÆt cã thùc vËt bao phñ. ë ®©y dßng ch¶y trµn trªn bÒ mÆt hiÕm khi quan tr¾c ®­îc, kÓ c¶ ë vïng rõng m­a nhiÖt ®íi (vÝ dô Anderson vµ Spencer, 1991). Tuy nhiªn cã nhiÒu vïng vµ c¶ Èm ­ít lÉn b¸n Èm ­ít, n¬i mµ nh÷ng ¶nh h­ëng cña ®Þa h×nh dèc vµ sù t¨ng lªn cña mÆt n­íc ngÇm tÇng n«ng tíi bÒ mÆt ®Êt trong thêi gian m­a còng lµm t¨ng l­îng dßng ch¶y s¸t mÆt. Trong nh÷ng ®iÒu kiÖn nh­ vËy kh¶ n¨ng thÊm t¹i c¸c bÒ mÆt nÒn gi¶m tíi b»ng 0 vµ kÕt qu¶ lµ t¹o ra sù b·o hßa trong líp ®Êt vµ t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho s¶n sinh dßng ch¶y trµn (Qo(s)) (Xem môc 7.4.2). 7.3.3 Dßng ch¶y s¸t mÆt (Qt) N­íc thÊm vµo mÆt ®Êt vµ sau ®ã di chuyÓn qua tÇng ®Êt s¸t mÆt sau ®ã chuyÓn ®éng vÒ phÝa nh÷ng lßng dÉn s«ng suèi. Líp dßng ch¶y cã thÓ lµ ch­a b·o hßa hoÆc th«ng th­êng h¬n lµ dßng ch¶y qu¸ b·o hoµ tÇng n«ng ë trªn mùc n­íc ngÇm vµ th­êng ®­îc gäi lµ dßng ch¶y s¸t mÆt. Nh÷ng d¹ng kh¸c cña dßng ch¶y s¸t mÆt ®­îc t×m thÊy trong nghiªn cøu bao gåm dßng ch¶y phèi hîp cña dßng lò s¸t mÆt, dßng thÊm do lò vµ dßng ch¶y c¬ së thø cÊp. Dßng s¸t mÆt dïng ®Ó tÝnh dÉn thñy lùc cña tÇng ®Êt bÒ mÆt sang h­íng ngang khi nã lín h¬n ®¸ng kÓ so víi dÉn thñy lùc th¼ng ®øng. Sau ®ã, trong thêi gian trËn m­a kÐo dµi hoÆc m­a lín x¶y ra trªn mét s­ên dèc, n­íc sÏ di chuyÓn theo h­íng ngang bªn trªn cña mÆt c¾t th¼ng ®øng nhanh chãng h¬n lµ nã chuyÓn ®éng theo ph­¬ng th¼ng ®øng xuyªn qua phÇn ®Êt thÊp h¬n. Nh­ vËy tÝch lòy dßng ch¶y vµ h×nh thµnh mét líp dßng ch¶y qu¸ b·o hoµ sÏ lµm cho n­íc sÏ 'tho¸t' ra theo h­íng ngang tøc lµ theo h­íng cña tÝnh dÉn thñy lùc lín h¬n. Khi kh«ng cã sù nhiÔu lo¹n nh©n t¹o, søc Ðp bÒ mÆt do m­a, do lò, do ®Þa h×nh dèc ®Ó s¶n sinh dßng ch¶y s¸t mÆt lµ th«ng th­êng nhÊt ®­îc t×m thÊy. ThËm chÝ trong mét hiÖn tr¹ng ®Êt t­¬ng ®èi ®ång nhÊt ë d­íi tÇng s©u, tÝnh dÉn thñy lùc sÏ cã xu h­íng lín ë nh÷ng líp ®Êt bÒ mÆt h¬n lµ ë líp ®Êt tÇng s©u trong mÆt c¾t th¼ng 220
  6. ®øng, do ®ã nã thóc ®Èy sù ph¸t sinh cña dßng ch¶y s¸t mÆt. VÉn cßn nh÷ng ®iÒu kiÖn kh¸c thuËn tiÖn h¬n cho s¶n sinh dßng ch¶y s¸t mÆt tån t¹i bao gåm (i) ®Êt thÊm n­íc máng n»m trªn ®¸ gèc kh«ng thÊm n­íc, (ii) hiÖn tr¹ng ®Êt ®­îc xÕp thµnh tÇng mét c¸ch râ rµng, hoÆc (iii) mét tÇng ®Êt h×nh qu¹t hoÆc tÇng ®Êt sÐt cã h×nh qu¹t xuÊt hiÖn t¹i c¸c líp ®Êt s¸t d­íi bÒ mÆt. Cã thÓ cã mét vµi møc cña l­u l­îng s¸t mÆt Qt ë bªn d­íi bÒ mÆt, t­¬ng øng víi nh÷ng thay ®æi cÊu t¹o gi÷a c¸c tÇng vµ mèi quan hÖ gi÷a líp phñ trªn mÆt ®Êt chÞu ¶nh h­ëng cña thêi tiÕt vµ líp ®¸ gèc. Ngoµi ra, cã nhiÒu b»ng chøng cho thÊy n­íc s¸t mÆt cã thÓ dÞch chuyÓn xuèng d­íi s­ên dèc xuyªn qua nh÷ng lç hæng vÜ m« vµ nh÷ng khe nøt vÜ m« (xem ®Ò môc 'Nh÷ng lç hæng vü m«' trong môc 6.5.2). C¸c lç hæng vÜ m« nµy liªn quan ®Õn ho¹t ®éng cña sinh häc trong ®Êt vµ nã ®ãng mét vai trß quan träng trong viÖc ph¸t sinh dßng ch¶y (Bonell vµ nh÷ng ng­êi kh¸c n¨m 1984) còng nh­ trong sù xãi mßn l­u vùc (Jungerius, 1985). Nh­ vËy víi c¸c c¬ chÕ kh¸c nhau cña sù h×nh thµnh dßng ch¶y s¸t mÆt dÉn ®Õn tèc ®é chuyÓn ®éng n­íc kh¸c nhau cho nh÷ng lßng dÉn s«ng suèi kh¸c nhau. T­¬ng øng, ®«i khi ta cã thÓ ph©n biÖt mét c¸ch râ rµng gi÷a dßng ch¶y s¸t mÆt 'nhanh' vµ dßng ch¶y 'ng­ng trÖ' (Xem H×nh 7.3). Tuy nhiªn, ngoµi dßng ch¶y nhanh xuyªn qua nh÷ng lç hæng vÜ m« th«ng víi nhau th× dßng ch¶y s¸t mÆt còng ®· ®­îc c¸c nhµ ®iÒu tra quan s¸t thÊy nã còng ®Õn rÊt nhanh tíi nh÷ng lßng dÉn s«ng suèi. Dßng ch¶y s¸t mÆt cã vÎ nh­ nã ®· chiÕm chç trong c¸c lç rçng pit-t«ng' (xem 'Vai trß cña dßng ch¶y s¸t mÆt' trong ch­¬ng nµy). Mét sè dßng ch¶y s¸t mÆt ë mét sè vÞ trÝ kh«ng th¸o n­íc ®­îc trùc tiÕp vµo trong lßng dÉn. Nh÷ng ®iÓm bÒ mÆt nµy lµ ®iÓm n»m gi÷a ph©n chia l­u vùc cña c¸c s«ng suèi. L­îng n­íc nµy tiÕp tôc sau ®ã ch¶y qua bÒ mÆt ®Êt tíi s«ng suèi. Thµnh phÇn nµy cã thÓ ®­îc xem xÐt nh­ dßng ch¶y d­íi mÆt, mÆc dÇu ®«i khi nã ®­îc xem nh­ mét sù thªm vµo cho dßng ch¶y trµn vµ dßng ch¶y bÒ mÆt, nh­ ®· ®­îc chØ dÉn bëi ®­êng liÒn nÐt ®Ëm trong h×nh 7.3. Vai trß cña Qt trong toµn bé dßng ch¶y ®­îc bµn luËn chi tiÕt h¬n trong c¸c phÇn kÕ tiÕp cña ch­¬ng nµy. KÕt qu¶ nghiªn cøu qua c¸c b»ng chøng thÝ nghiÖm ®· chØ ra r»ng dßng ch¶y s¸t mÆt cã thÓ tÝnh to¸n chiÕm trªn 85% cña tæng l­îng dßng ch¶y (Hertzler, 1939). 7.3.4 Dßng ch¶y ngÇm (Qg) L­¬ng n­íc m­a ®i ra khái tõ bÒ mÆt t­¬ng ®èi xiªn vµ dèc cña c¸c vïng ®Êt líp trªn mÆt, n¬i mµ dßng ch¶y d­íi mÆt ®­îc thèng trÞ bëi dßng s¸t mÆt, hÇu hÕt l­îng m­a mµ x©m nhËp vµo bÒ mÆt l­u vùc sÏ ®­îc läc qua c¸c líp ®Êt tíi tÇng n­íc ngÇm n»m bªn d­íi tÇng ®Êt s©u vµ sÏ dÇn dÇn chuyÓn ®éng ®Õn nh÷ng lßng dÉn dßng chÝnh vµ ®­îc xem nh­ dßng n­íc ngÇm xuyªn qua ®íi b·o hßa. V× n­íc ë d­íi s©u chØ cã thÓ di chuyÓn rÊt chËm ch¹p xuyªn qua ®Êt, sù ch¶y ra cña n­íc ngÇm vµo trong nh÷ng lßng dÉn s«ng ngßi cã thÓ c¸ch mét kho¶ng thêi gian vµi ngµy sau sù x¶y ra cña gi¸ng thuû hoÆc vµi tuÇn hoÆc thËm chÝ vµi n¨m. Dßng n­íc ngÇm ch¶y ra s«ng cã xu thÕ rÊt cã quy luËt. Nã thÓ hiÖn quy luËt rót n­íc cña l­u vùc lµm cho dßng ch¶y tõ kho chøa cña l­u vùc biÕn ®æi chËm cña l­îng Èm ­ít trong ®Êt vµ nh÷ng líp ®¸. Tuy nhiªn, trong mét sè tr­êng hîp nhÊt ®Þnh, n­íc ngÇm cã thÓ thÓ hiÖn mét sù ph¶n øng l¹i nhanh ®èi víi gi¸ng thuû. Thùc vËy, c¬ chÕ 'chiÕm chç pit-t«ng' (Bµn luËn trong 'Vai trß cña dßng ch¶y s¸t mÆt') th­êng dÉn ®Õn mét sù ®¸p l¹i nhanh cña dßng ch¶y ngÇm ®èi víi gi¸ng thuû trong nh÷ng thêi kho¶ng lò riªng biÖt, vµ ®Æc biÖt trong 221
  7. thêi gian m­a mµ lò lín vµ ®iÒu nµy ®­îc biÓu diÔn bëi ®­êng th¼ng ®¸nh dÊu chÊm ngang trong H×nh 7.3. HiÖn t­îng nµy chØ cã thÓ x¶y ra trong nh÷ng ®iÒu kiÖn ®Êt vµ tÇng ®Êt thÞt Èm ­ít. Tuy nhiªn, sù bæ xung l­îng Èm ­ít lín do sù thiÕu hôt lín t¹o ra, ®Æc biÖt trong thêi gian mïa hÌ cã thÓ dÉn ®Õn mét sù ph¶n øng chËm ®¸ng kÓ cña dßng n­íc ngÇm ch¶y ra sau khi gi¸ng thuû ®· xuÊt hiÖn. Nh×n chung, Qg ®¹i diÖn cho thµnh phÇn dßng ch¶y dµi h¹n chÝnh cña tæng l­îng dßng ch¶y vµ ®Æc biÖt quan träng trong thêi gian cã ¶nh h­ëng kh« h¹n vµ khi dßng ch¶y mÆt v¾ng mÆt. 7.4 Nh÷ng sù biÕn ®æi sù kiÖn c¬ b¶n C¸c yÕu tè cña dßng ch¶y mÆt, ngÇm, s¸t mÆt ph¶n øng víi gi¸ng thuû ë c¸c quy m« theo thêi gian kh¸c nhau (vÝ dô sù kiÖn trËn m­a ®¬n, m­a tõng mïa vµ m­a hµng n¨m). C¸c thµnh phÇn dßng ch¶y trªn ®­îc x¸c ®Þnh mét c¸ch chÝnh x¸c theo ®iÒu kiÖn ®Þa lý tù nhiªn. Sù c©n b»ng gi÷a dßng ch¶y mÆt nhanh vµ dßng ch¶y ngÇm c¬ b¶n lµ yÕu tè quyÕt ®Þnh quan träng ®èi víi h×nh d¹ng ®­êng qu¸ tr×nh dßng ch¶y. Trªn h×nh 7.2 vµ 7.3 x¸c nhËn vai trß quan träng cña hai thµnh phÇn dßng ch¶y mÆt nhanh vµ dßng ch¶y ngÇm c¬ b¶n. Nh÷ng thÝ nghiÖm ban ®Çu ®· gi¶i thÝch sù biÕn ®æi cña dßng ch¶y theo thêi gian, ®Æc biÖt sù biÕn ®æi cña dßng ch¶y qua sù biÕn ®æi cña gi¸ng thuû. §Æc biÖt sù biÕn ®æi cña gi¸ng thñy ¶nh h­ëng ®Õn dßng ch¶y trªn mÆt ®Êt. Nh÷ng nghiªn cøu kh¸c ®· lµm s¸ng tá nguån gèc lµm thay ®æi cña dßng ch¶y trµn ®· phô thuéc vµo dßng ch¶y s¸t mÆt vµ thËm chÝ cã liªn quan ®Õn dßng ch¶y ngÇm. NhiÒu nhµ thñy v¨n häc ®· ®ãng gãp cho sù hiÓu biÕt cña chóng ta hiÖn nay vÒ qu¸ tr×nh dßng ch¶y trong ®ã ®¸ng chó ý lµ R.E.Horton vµ J.D.Hewlett. Hä lµ ng­êi më ®­êng chñ yÕu vµ c«ng viÖc cña hä ®· chøng tá cã ¶nh h­ëng m¹nh ®Õn ph¸t triÓn vÒ sau. Bëi vËy sau ®©y lµ bµn luËn vÒ nh÷ng ®ãng gãp riªng lÎ cña hä. 7.4.1 Gi¶ thuyÕt Horton Horton (1933) ®· ®Ò xuÊt gi¶ thiÕt kh¸ ®¬n gi¶n, ®ã lµ sù ph©n chia m­a r¬i trªn bÒ mÆt ®Êt mét phÇn biÕn ®æi nhanh chãng thµnh dßng ch¶y trµn vµ ch¶y tíi lßng dÉn dßng s«ng vµ phÇn kh¸c lµ dßng ch¶y s¸t mÆt ®i vµo trong ®Êt vµ tõ ®ã biÕn thµnh dßng n­íc ngÇm vµ chuyÓn ®éng tíi lßng dÉn s«ng ngßi trong ®ã cã mét l­îng n­íc sÏ bÞ bay h¬i tíi khÝ quyÓn. C¨n cø vµo kh¶ n¨ng thÊm cña bÒ mÆt ®Êt, tèc ®é thÊm ®­îc ®Þnh nghÜa nh­ sau: ‘…tèc ®é thÊm lµ tèc ®é cùc ®¹i mµ t¹i ®ã m­a cã thÓ bÞ hót bëi mét diÖn tÝch ®Êt nhÊt ®Þnh trong mét ®iÒu kiÖn x¸c ®Þnh'. H×nh 7.4 chØ ra r»ng, trong thêi gian (t) cña mét trËn m­a b·o cã c­êng ®é m­a r¬i (i) lín h¬n tèc ®é thÊm (f) do søc hót bÒ mÆt ®Êt do ®ã sÏ xuÊt hiÖn mét l­îng gi¸ng thuû cã hiÖu qu¶ (Pe), ch¶y qua bÒ mÆt ®Êt nh­ dßng ch¶y trµn (Qo). SÏ x¶y ra tr­êng hîp kh«ng cã dßng ch¶y trµn nÕu c­êng ®é trËn m­a (i) thÊp h¬n kh¶ n¨ng thÊm (f). Sù thÊm trªn mÆt sÏ diÔn ra tr­íc hÕt lµm ®Çy ¾p c¸c lç rçng, khe nøt ®­îc xem nh­ mét kho chøa n­íc trong ®Êt cho ®Õn khi ®¹t tíi kh¶ n¨ng tr÷ Èm trong ®Êt b·o hoµ, sau ®ã sù thÊm sÏ chuyÓn ®éng tíi c¸c tÇng ®Êt läc sau ®ã chuyÓn ®éng tíi tÇng chøa n­íc ngÇm vµ t¹o thµnh dßng ch¶y ngÇm (Qg) vµ l­îng (Qg) cuèi cïng còng ®i tíi lßng dÉn dßng s«ng ngßi. Horton (1933) ®· ®Ò xuÊt r»ng kh¶ n¨ng thÊm mÆt (f) qua mét chu tr×nh ®­îc x¸c ®Þnh râ rµng cho mçi thêi kú m­a lò (Xem thªm môc 6.4.2). B¾t ®Çu trËn m­a gi¸ trÞ cùc ®¹i cña thÊm bÒ mÆt xuÊt hiÖn, f gi¶m dÇn. §Çu tiªn gi¸ trÞ f gi¶m rÊt nhanh sau ®ã gi¶m dÇn vµ ®­îc m« t¶ bëi ®­êng cong thÊm. Nguyªn nh©n cña hiÖn t­îng 222
  8. nµy nh­ lµ mét kÕt qu¶ cña sù Ðp (nÐn) cña bÒ mÆt ®Êt bëi c¸c giät m­a r¬i, sù phång lªn cña c¸c h¹t ®Êt lµm ®ãng kÝn nh÷ng vÕt r¹n nøt do søc ®èt cña mÆt trêi vµ nh÷ng khe hë kh¸c vµ sù bÝt kÝn cña nh÷ng khe hë bëi sù lµm ­ít cña c¸c h¹t mÞn ®Êt sÐt. Sau sù gi¶m nhanh ban ®Çu, kh¶ n¨ng thÊm trë nªn æn ®Þnh hoÆc chØ gi¶m rÊt chËm trong phÇn cßn l¹i cña trËn m­a lò vµ b¾t ®Çu kh«i phôc ngay lËp tøc tr¹ng th¸i æn ®Þnh sau khi kÕt thóc m­a lò. ¤ng ®· x¸c nhËn r»ng chu tr×nh nµy cña kh¶ n¨ng thÊm do sù ho¹t ®éng cña c¸c qu¸ tr×nh biÕn ®æi tÝnh chÊt vËt lý cña ®Êt lµm h¹n chÕ mét líp máng ë bÒ mÆt ®Êt ¶nh h­ëng ®Õn qu¸ tr×nh thÊm. NhiÒu ho¹t ®éng thÝ nghiÖm sau nµy ®· x¸c nhËn h×nh d¹ng chung cña ®­êng cong kh¶ n¨ng thÊm, nh­ng ®· chØ ra r»ng sù gi¶m nhanh cña kh¶ n¨ng thÊm còng do nh÷ng nh©n tè t¸c ®éng bªn trong hiÖn tr¹ng ®Êt, ®Æc biÖt lµ ®­êng dÉn dßng dµi ra cña viÖc läc n­íc qua trËn m­a, gradien ®é Èm ban ®Çu vµ sù biÕn ®æi cña tÝnh dÉn thñy lùc theo chiÒu s©u. H×nh 7.4 ¶nh h­ëng cña gi¸ng thñy ®Õn dßng ch¶y: lý thuyÕt Horton Nh÷ng ®iÒu kiÖn lý t­ëng thuËn lîi cho ph¸t sinh cña 'dßng ch¶y trµn Horton' lµ ë n¬i ®Êt trÇn trôi bÞ ph¬i bµy cho t¸c ®éng cña giät m­a, nh­ ë nh÷ng vïng b¸n kh« h¹n vµ kh« h¹n ë vïng ®«ng nam Hoa Kú, n¬i mµ Horton thùc hiÖn nh÷ng kh¶o s¸t cña «ng (Xem môc 7.3.2). ThËm chÝ ë ®©y, dßng ch¶y trµn ®­îc ph¸t sinh bëi chØ mét tØ lÖ nhá qua nh÷ng trËn m­a. H¬n n÷a, sù xuÊt hiÖn cña ch¶y trµn ®· lµm thay ®æi ®é Èm ®Êt theo kh«ng gian trong mét l­u vùc vµ dßng ch¶y trµn cã xu h­íng tËp trung ë n¬i cã líp phñ vá cøng ®Êt. §iÒu nµy ®· ®­îc Zhu vµ nh÷ng ng­êi kh¸c (1997) t×m thÊy râ rµng ë nh÷ng vïng cao nguyªn Loess cña Trung Quèc vµ ë vïng Sahel cña Niger. ë hai vïng nµy c¸c líp phñ vá cøng bÒ mÆt thÊm thÊp ph¸t triÓn, thËm chÝ trªn ®Êt pha c¸t d­íi s©u cã trång trät. §ã lµ nguyªn nh©n lµm t¨ng sè l­îng ®¸ng kÓ cña dßng ch¶y trµn (Rockstrom vµ Valentin, 1997). Trong nh÷ng phÇn cña sa m¹c Negev, Israel, n¬i mµ cã líp phñ ®Êt mÆt b»ng ®ång cá tån t¹i trong suèt thêi gian trËn m­a, th× l­îng n­íc thÊm ®Çu tiªn th­êng chØ vµi millimet cã thÓ x©m nhËp qua nh÷ng vÕt r¹n nøt v©n v©n... Sau ®ã trªn líp vá b¾t ®Çu cã hiÖn t­îng n­íc ch¶y ë trªn mÆt gièng nh­ hiÖu øng n­íc ch¶y trªn bÒ mÆt ®­êng r¶i nhùa (Van der Molen, 1983). Tãm l¹i, nh÷ng hiÖn t­îng liªn quan ®Õn chu tr×nh kh¶ n¨ng thÊm mÆt trong sù biÕn ®æi ng¾n h¹n cña dßng ch¶y nh­ sau: M­a c­êng ®é cao xuÊt hiÖn lín h¬n c­êng ®é thÊm do ®ã lµm xuÊt hiÖn dßng ch¶y trµn trong toµn bé thêi gian mét trËn m­a lò, mÆc dï hiÖn t­îng nµy hiÕm khi xuÊt hiÖn trªn toµn bé giíi h¹n cña l­u vùc. M­a c­êng ®é trung b×nh sÏ kh«ng ph¸t sinh dßng ch¶y trµn cho ®Õn khi kh¶ n¨ng 223
  9. thÊm ban ®Çu gi¶m ®i vµ ®¹t ®Õn gi¸ trÞ æn ®Þnh. M­a c­êng ®é thÊp kh«ng thÓ ph¸t sinh dßng ch¶y trµn trªn l­u vùc. H¬n n÷a kh¶ n¨ng thÊm sÏ gi¶m bít liªn tôc qua nh÷ng trËn m­a lò xuÊt hiÖn nèi tiÕp rÊt gÇn nhau. Qua nh÷ng trËn m­a r¬i muén liªn tôc trong chuçi b·o lò th× viÖc s¶n sinh dßng ch¶y trµn nhiÒu h¬n, dßng ch¶y lò lín h¬n h¬n. 7.4.2 Gi¶ thuyÕt Hewlett Hewlett cho r»ng (Hewlett, 1961 A; Hewlett vµ Hibbert, 1967) trªn nhiÒu diÖn tÝch l­u vùc, thËm chÝ trong thêi gian gi¸ng thuû kÐo dµi vµ m·nh liÖt, tÊt c¶ gi¸ng thuû thÊm vµo mÆt ®Êt (H×nh 7.5 (a)). Sù thÊm mÆt vµ dßng ch¶y s¸t mÆt bªn trong hiÖn tr¹ng ®Êt g©y nªn sù t¨ng mÆt n­íc ngÇm vµ lµm b·o hßa bÒ mÆt nÒn, tr­íc hÕt ë nh÷ng vïng mÆt n­íc ngÇm n«ng n»m ngay liÒn kÒ nh÷ng lßng dÉn s«ng suèi (H×nh 7.5 (b)) vµ sau ®ã lan ®Õn nh÷ng dèc thung lòng thÊp h¬n. Trong nh÷ng vïng b·o hßa bÒ mÆt nµy kh¶ n¨ng thÊm n­íc vµo ®Êt lµ b»ng 0 ®èi víi tÊt c¶ gi¸ng thuû r¬i trªn mÆt ®Êt. §èi víi bÊt kú c­êng ®é m­a nµo, gi¸ng thuû lµ gi¸ng thñy hiÖu qu¶ (Pe) hoÆc lµ dßng ch¶y trµn. Chóng ta cã thÓ gäi dßng ch¶y nµy lµ dßng ch¶y trµn b·o hßa (Q0(s)), tr¸i víi dßng ch¶y trµn v­ît qu¸ thÊm (Qo) ®· ®­îc Horton ®­a ra ë trªn. Theo Hewlett, chØ ë nh÷ng vïng ®· b·o hoµ l­u vùc ho¹t ®éng cña dßng ch¶y nh­ mét nguån cña dßng ch¶y nhanh; tÊt c¶ c¸c vïng kh¸c cña l­u vùc hót m­a r¬i vµ hoÆc tr÷ nã hoÆc vËn chuyÓn cña n­íc lµ chuyÓn ®éng cña n­íc d­íi ®Êt. Còng cÇn chó ý r»ng vïng cã nguån cho dßng ch¶y chuyÓn ®éng nhanh cã kÝch th­íc biÕn ®æi vµ t¨ng lªn cïng víi qu¸ tr×nh m­a. Mét trong nh÷ng sù trïng hîp thó vÞ ®ã mµ d­êng nh­ ®Æc tr­ng cho sù tiÕn bé khoa häc, nh÷ng ý t­ëng t­¬ng tù ®­îc c¶i tiÕn mét c¸ch ®éc lËp ë Ph¸p bëi Cappus (1960) xuÊt hiÖn ®ång thêi víi gi¶ thuyÕt cña Hewlett. Cappus ®· cã hç trî cho Hewlett bëi c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu ë møc ®é ph¸t triÓn nghiªn cøu d¹ng sù chuyÓn ®éng cña n­íc ë tÇng d­íi mÆt ®Êt qua nh÷ng mÆt c¾t dèc thung lòng. §iÒu nµy vÒ sau ®­îc kh¸i qu¸t hãa bëi Toth (1962) trong m« h×nh ®­êng trung tuyÕn cña «ng. (Xem H×nh 5.14), h×nh nµy cho thÊy r»ng sù thÊm vµo trong ®Êt vµ sù läc xuèng phÝa d­íi ë phÇn trªn dèc, sù chuyÓn ®éng n­íc theo h­íng ngang xuyªn ë gi÷a dèc vµ sù chuyÓn ®éng h­íng lªn gÇn ch©n dèc ®Òu ph¶n ¸nh d¹ng phæ biÕn cña ¸p suÊt n­íc trong lç hæng. Trong nh÷ng tr­êng hîp nh­ vËy sù t¨ng ¸p suÊt theo chiÒu s©u ë c¸c dèc thÊp h¬n lµm thuËn lîi cho sù b·o hßa nhanh chãng cña c¸c líp bÒ mÆt. ThËm chÝ víi nh÷ng sè l­îng cña n­íc ®­îc thªm vµo mÆt c¾t ®Êt kh«ng lín còng lµm t¨ng sù thÊm vµo tÇng s¸t mÆt hoÆc t¨ng dßng ch¶y s¸t mÆt tÇng n«ng. Kh¶ n¨ng nµy ®· ®­îc dù ®o¸n trong hai thËp niªn gÇn ®©y do Vaidhianathan vµ Singh (1942) vµ c¬ së vËt lý cña nã vÒ sau ®­îc m« t¶ chi tiÕt bëi Gillham (1984). 224
  10. H×nh 7.5 ¶nh h­ëng cña gi¸ng thñy ®Õn dßng ch¶y: h­íng ch¶y theo lý thuyÕt Hewlett trong giai ®o¹n ®Çu cña trËn m­a; (b) h­íng ch¶y trong nh÷ng giai ®o¹n sau cña trËn m­a Nh÷ng vïng nguån kh«ng liªn tôc MÆc dÇu Hewlett ®· ngô ý ngay tõ ®Çu r»ng c¸c vïng nguån s¸t kÒ lßng dÉn cã thÓ thay ®æi nh­ng c«ng viÖc vÒ sau l¹i chøng tá r»ng nh÷ng vïng b·o hßa dßng ch¶y trµn cã thÓ còng xuÊt hiÖn mét c¸ch réng r·i bªn trong mét vïng l­u vùc, th­êng ë nh÷ng vÞ trÝ xa c¸c lßng dÉn dßng. H¬n n÷a, nÕu nh÷ng vïng kh«ng liªn tôc nh­ vËy nh­ng cã kÕt nèi thuû v¨n cã hiÖu qu¶ víi c¸c ®¸y thung lòng hoÆc nh÷ng dèc thÊp h¬n chóng còng cã thÓ ®ãng gãp dßng ch¶y nhanh cho lßng dÉn dßng. Ngoµi nh÷ng vïng cã vá phñ cøng, vá bÞ sù Ðp (nÐn) th× vïng cã thùc vËt bao phñ th­a thít hoÆc máng, vïng xãi mßn (TÊt c¶ th­êng xuyªn lµ kÕt qu¶ sù can thiÖp cña con ng­êi), dßng ch¶y trµn v­ît thÊm còng xuÊt hiÖn ë ®©y. Nh÷ng vïng nguån kh«ng liªn tôc cña dßng ch¶y nhanh th­êng xuÊt hiÖn ë n¬i cã sù quy tô dßng ch¶y dÉn tíi b·o hoµ bÒ mÆt vµ dßng ch¶y trµn b·o hßa. Ba vÞ trÝ tiªu biÓu cho sù quy tô dßng ch¶y nµy ®­îc thÓ hiÖn trong H×nh 7.6, lµ: (a) Nh÷ng mÆt dèc lâm xuèng ë vïng b»ng ph¼ng n¬i sù quy tô dÉn tíi vËn tèc dßng d­íi mÆt cã thÓ v­ît h¬n kh¶ n¨ng truyÒn cña m«i tr­êng xèp vµ bëi vËy dÉn tíi sù xuÊt hiÖn ra cña dßng ch¶y t¹i bÒ mÆt ®Êt ë nh÷ng vïng trung t©m cña nh÷ng chç lâm xuèng; (b) Nh÷ng chç dèc lâm xuèng ë khu vùc n¬i gi¶ thiÕt r»ng tÝnh dÉn thñy lùc 225
  11. ®ång d¹ng kh¾p c¶ khu vùc, tèc ®é dßng ch¶y d­íi mÆt sÏ trùc tiÕp c©n ®èi víi gradien thñy lùc ®Ó n­íc sÏ nhËp vµo mét chç lâm tõ nh÷ng vïng kh«ng dèc nhanh chãng vïng dèc. (c) Nh÷ng vïng ®Êt máng h¬n cã kh¶ n¨ng gi÷ l¹i vµ kh¶ n¨ng truyÒn n­íc cña nã sÏ thÊp h¬n. Chç lâm xuèng dèc ®­îc ®¸nh gi¸ dÔ dµng h¬n ®Êt d­íi s©u vÒ dßng ch¶y trµn ch¶y nhanh c¶ trong lÜnh vùc ho¹t ®éng vµ tõ c¸c b¶n ®å vµ ¶nh chôp trªn kh«ng. Bëi vËy, tÊt yÕu nhiÒu sù chó ý ®· ®­îc dµnh cho nh÷ng ¶nh h­ëng cña chç lâm xuèng dèc ®Õn sù h×nh thµnh dßng ch¶y nhanh. Zaslavsky vµ Sinai (1981) ®· giíi thiÖu nh÷ng phÐp ®o ®¹c thùc tÕ vÒ sù sù tËp trung n­íc trong ®Êt ë nh÷ng vïng lâm cho nh÷ng vÞ trÝ ë Ch©u ¢u, bao gåm nh÷ng kÕt qu¶ cña chÝnh m×nh nghiªn cøu ë c¸c vÞ trÝ gÇn Beer-Sheba, Israel. Ngoµi ra O'Loughlin (1981) ®· sö dông nh÷ng m« h×nh m¸y tÝnh ®Ó chøng minh r»ng kÝch th­íc cña ®íi b·o hßa trªn nh÷ng s­ên dèc nhÊp nh« phô thuéc chÆt chÏ vµo sù quy tô hoÆc sù ph©n kú ®Þa h×nh. Nh÷ng ng­êi kh¸c ®· nhÊn m¹nh mèi quan hÖ cña ®éng häc nh÷ng vïng dßng ch¶y nhanh liªn quan chÆt chÏ víi cÊu tróc ®Þa m¹o häc (Beven vµ Wood, 1983) vµ tíi thùc vËt (Gurnell vµ nh÷ng ng­êi kh¸c, 1985). Van de Griend vµ Engman (1985) b»ng kü thuËt c¶m øng tõ xa còng t×m ra kÕt qu¶ t­¬ng tù qua c«ng viÖc kh¶o s¸t m« h×nh. H×nh 7.6 Nh÷ng vÞ trÝ tËp trung n­íc quan träng (chÝnh) trªn diÖn tÝch l­u vùc Mét lo¹i quy tô dßng ch¶y thø t­, ®­îc minh häa trong H×nh 7.6 (d). Lo¹i nµy xuÊt hiÖn khi n­íc läc theo ph­¬ng th¼ng ®øng xuyªn qua mét mÆt c¾t ®Êt. Mét phÇn v× gradien thñy lùc gi¶m khi dßng dÉn cña n­íc läc ®i qua ®­êng dÉn dµi vµ mét phÇn v× hÇu hÕt ®Êt kh«ng cã khe nøt, kÓ c¶ lo¹i ®Êt s¾p xÕp thµnh tõng líp vµ nh­ vËy nã biÓu lé mét sù gi¶m cña tÝnh dÉn thñy lùc theo ®é s©u, tèc ®é cña sù läc gi¶m theo ®é s©u, dÉn tíi lµm gi¶m chuyÓn ®éng cña n­íc qua mét líp, hoÆc nhiÒu líp qua tÇng ®Êt b·o hßa t¹m thêi. Sù tÝch tr÷ n­íc cña tÇng n­íc mÆt th­êng di chuyÓn xuèng phÝa d­íi dèc nh­ dßng ch¶y s¸t mÆt cho ®Õn khi ®¹t ®Õn tr¹ng th¸i b·o hßa ®¹t ®Õn tËn bÒ mÆt ®Êt. Tuy nhiªn, ë nh÷ng vïng b»ng ph¼ng, hoÆc ë nh÷ng vïng dèc cã l­îng vµ c­êng ®é m­a rÊt cao, dßng ch¶y trµn b·o hßa sÏ ®­îc t¹o ra. §iÒu nµy cã lÏ gièng nh­ mét líp c¶n trë xuÊt hiÖn ë t¹i nh÷ng ®é s©u nhá trong mÆt c¾t ®Êt nh­ l­îng 226
  12. ®Êt tÇng mÆt mµu lôc ë trung t©m Ch©u ¢u, hoÆc víi trËn m­a nhiÖt ®íi c­êng ®é cao (vÝ dô Bonell vµ Gilmour, 1978). Sù tån t¹i cña c¸c nguån kh¸c nhau trong c¸c vïng kh«ng liªn tôc trªn l­u vùc ®em l¹i kh¸i niÖm më réng cña Hewlett vÒ sù ph¸t sinh dßng ch¶y vµ phï hîp víi ®Ò nghÞ cña Jones (1979) vÒ ®iÒu kiÖn h×nh thµnh dßng ch¶y nhanh. §iÒu kiÖn ë ®©y lµ sù liªn kÕt thuû v¨n tho¶ ®¸ng cho phÐp nh÷ng sù chuyÓn ®éng nhanh cña n­íc gi÷a nh÷ng vïng kh«ng liªn tôc víi lßng dÉn dßng víi nhiÒu c¬ chÕ kÕt nèi ®· ®­îc ®Ò x­- íng. Mét sù kÕt nèi dßng ch¶y trµn ®­îc ®Ò xuÊt bëi Engman vµ Rogowski (1974) lµ sù kÕt nèi mét vïng nguån n­íc kh«ng dèc gi¸n ®o¹n, liªn kÕt víi n­íc ë c¸c líp ®Êt máng h¬n. Hai «ng ®· sèng ë nh÷ng c¸nh ®ång hoang vµ nh÷ng vïng ®Êt ®¸ tr¬ trôi cña vïng cao cña n­íc Anh trong c¸c ®iÒu kiÖn thêi tiÕt khèc liÖt tiªu biÓu vµ ®· hiÓu ®Ó minh häa hiÖn t­îng ch¶y trµn b»ng quan tr¾c thùc tÕ ë nh÷ng vïng nµy cã sù kÕt hîp gi÷a nh÷ng trËn m­a lín víi ch¶y s¸t mÆt ë c¸c líp ®Êt n«ng cã ®é s©u kh¸c nhau lµ vÝ dô ®Ó minh häa nh÷ng ®iÒu kiÖn ®­îc m« t¶ cña Engman vµ Rogowski. ë nh÷ng n¬i cã líp ®Êt dµy h¬n, ®é s©u lín h¬n, hoÆc n¬i cã thùc vËt bao phñ dÇy ®Æc h¬n, nh÷ng c¬ chÕ kÕt nèi kh¸c gi÷a m­a vµ dßng ch¶y mÆt thÞnh hµnh h¬n. ViÖc thõa nhËn mét c¸ch réng r·i h¬n vÒ c¸c quan ®iÓm cña hä ®· xóc tiÕn sù xem xÐt vai trß cña c¸c lç hæng vÜ m« vµ c¸c khe nøt vÜ m« (Xem ch­¬ng 6). Hursh n¨m 1944 ®· cã ®o¸n nhËn ban ®Çu vÒ l­îng dßng ch¶y lín chuyÓn ®éng rèi qua c¸c lç hæng lín tùa h×nh èng gièng nh­ nh÷ng hang ®éng vËt hoÆc nh÷ng lßng dÉn rÔ c©y thèi r÷a, cã thÓ dÉn dßng ch¶y lò d­íi mÆt chuyÓn ®éng rÊt nhanh chãng xuyªn qua c¸c líp ®Êt dèc ë phÝa Nam Appalachians. Bonell vµ nh÷ng ng­êi kh¸c (1984) còng cã ®o¸n nhËn t­¬ng tù. Tuy nhiªn, nh÷ng chç trèng trong nhËn thøc thùc tÕ vÒ qu¸ tr×nh thñy v¨n n­íc d­íi ®Êt vÉn cßn tån t¹i vµ ®· ®­îc c¸c nhµ thñy v¨n quan t©m. C¸c kiÕn thøc thiÕu ë ®©y: qu¸ tr×nh biÕn ®æi thñy v¨n thñy lùc trong hÖ thèng khe nøt, lç rçng ph¸t triÓn lan réng h¬n c¸c lç rçng khe nøt “èng gi¶” trªn ®©y (Jones, 1981) nhµ thñy v¨n häc nh­ 'nh÷ng c¸i èng gi¶' tr¸i ng­îc víi nh÷ng c¸i èng thuû v¨n quan träng vµ lan réng h¬n ®­îc h×nh thµnh bëi c¸c qu¸ tr×nh thuû v¨n vµ thñy lùc (Jones, 1981). Nh÷ng lo¹i èng, khe nøt thùc gÇn ®©y nµy ®­îc t×m thÊy trong mét ph¹m vi réng lín bëi nhiÒu nhµ thñy v¨n (Jones, 1981; Jones vµ Crane, 1984; Tanaka, 1982; Tsukamoto vµ nh÷ng ng­êi kh¸c, 1982; Walling vµ Burt, 1983; Hendriks, 1993). C¸c nhµ thñy v¨n nµy ®· nghiªn cøu dßng ch¶y nhanh trªn mét kh«ng gian gÊp hai lÇn hoÆc thËm chÝ n¨m lÇn bÒ mÆt nghiªn cøu cña Jones, 1987, 1997 b. Ngoµi nh÷ng m¹ng l­íi èng, nh÷ng hÖ thèng kÕt nèi víi nhau kh¸c cña c¸c khe nøt vÜ m« (nh­ ®· bµn luËn trong Ch­¬ng 6) cã thÓ cã kh¶ n¨ng chuyÓn mét l­îng dßng ch¶y nhanh tíi nh÷ng lßng dÉn dßng ch¶y. VËn tèc cao cña èng dÉn, dßng ch¶y d­íi mÆt lç hæng vü m« gîi ý r»ng n­íc ®Õn lßng dÉn dßng b»ng tuyÕn ®­êng nµy sÏ lµ nguån n­íc 'míi', tøc lµ n­íc ®­îc thªm bëi trËn lò hiÖn thêi, h¬n lµ n­íc 'cò', tøc lµ n­íc mµ ®­îc tr÷ trong l­u vùc tõ tr­íc sù xuÊt hiÖn trËn lò hiÖn thêi. Tuy nhiªn, ng­êi nghiªn cøu lµm thÝ nghiÖm trong mét m«i tr­êng ®a d¹ng (vÝ dô Vilholth vµ Jensen, 1998; Vilholth vµ nh÷ng ng­êi kh¸c, 1998) x¸c nhËn r»ng hiÖu qu¶ thuû v¨n cña nh÷ng hÖ thèng lç hæng vÜ m« thay ®æi theo nh÷ng nh©n tè ®ã lµ sù thay ®æi trong cÊu tróc ®Êt vµ t×nh tr¹ng n­íc m­a, n­íc trong ®Êt ¶nh h­ëng tíi sù trao ®æi cña n­íc gi÷a nh÷ng kh«ng gian lç hæng vi m« vµ hÖ thèng lç hæng vÜ m«. T­¬ng øng víi nh÷ng kÕt qu¶ nghiªn cøu ®· xuÊt hiÖn m©u thuÉn, thËm chÝ tõ cïng vÞ trÝ nghiªn cøu vÒ quan ®iÓm cña Hewlett vÒ n­íc 'cò', 227
  13. n­íc ‘míi’ thèng trÞ trong biÓu ®å cña qu¸ tr×nh dßng ch¶y lò, thËm chÝ ngay ë trong nh÷ng vïng mµ sù tån t¹i cña nh÷ng lç hæng vÜ m« kh«ng chÕ. §iÒu nµy ®· ®­îc Sklash vµ nh÷ng ng­êi kh¸c (1986) vµ Pearce vµ nh÷ng ng­êi kh¸c (1986) chøng minh trªn c¸c l­u vùc ë New Zeland. §Æc biÖt lµ kÕt qu¶ ph©n tÝch ban ®Çu cña Mosley (1979), tr¸i ng­îc h¼n l¹i víi c¸c kh¸i niÖm ë trªn vµ ®· gîi ý r»ng n­íc 'míi' thèng trÞ dßng ch¶y lò. Vai trß cña dßng ch¶y s¸t mÆt Nh÷ng th¶o luËn tr­íc ®ã vÒ c¸c vïng cã chøa nguån n­íc ngÇm kh¸c nhau vµ c¸c mèi liªn kÕt gi÷a chóng víi m¹ng l­íi lßng dÉn nãi chung lµ kh«ng râ rµng, trõ trong mét sè vïng b¸n kh« h¹n vµ kh« h¹n. HÇu hÕt n­íc chuyÓn ®éng ®Õn c¸c lßng dÉn s«ng suèi (bao gåm mét sè phÇn cña thµnh phÇn dßng ch¶y nhanh) lµ vËn chuyÓn ë d­íi bÒ mÆt ®Êt nh­ dßng ch¶y s¸t mÆt (Qt) vµ dßng ch¶y ngÇm (Qg). Hai d¹ng dßng ch¶y nµy rÊt quan träng ®èi víi dßng ch¶y trong s«ng ngßi vµ chuyÓn ®éng qu¸ chËm. Hai lo¹i dßng ch¶y nµy cã ph¶n øng víi gi¸ng thuû trong thêi gian ng¾n. PhÇn lín chuyÓn ®éng cña hai lo¹i dßng ch¶y nµy lµ theo h­íng cña gradien thñy lùc. Tuy vËy chóng vÉn cã tÝnh dÞ th­êng trong chuyÓn ®éng ®ã lµ theo h­íng tù nhiªn cña hiÖn tr¹ng ®Êt s­ên dèc vµ s­ên dèc cã ¶nh h­ëng tíi sù vËn ®éng cña n­íc. Sù suy luËn tõ ‘m¸i nhµ lîp l¸’ cña Zaslavsky vµ Sinai (1981) (Xem H×nh 7.7) gióp gi¶i thÝch hiÖn tr¹ng ®Êt s­ên dèc dÞ h­íng vµ dßng ch¶y mÆt nhiÒu hay Ýt ®· chuyÓn ®éng song song víi bÒ mÆt dèc. Kh«ng cã nhµ thñy v¨n häc nµo cã thÓ ®o ®Æc tr­ng thÊm vµo vËt liÖu lîp nhµ b»ng r¬m r¹, ®Æc biÖt ®Ò nghÞ dïng r¬m nh­ mét vËt liÖu lîp m¸i. Tuy thÕ, ë ®©y cã ®iÒu thó vÞ lµ trong nh÷ng trËn m­a lín nhÊt, r¬m lîp nhµ vÉn kh«, kh«ng cã n­íc ch¶y qua m¸i r¬m nh­ dßng ch¶y ‘trµn’, kh«ng cã dßng ch¶y ‘ngÇm’ vµo trong m¸i nhµ trèng vµ kh«ng cã b»ng chøng nµo ®Ó nãi ë ®Êy cã nh÷ng ®íi ‘b·o hßa t¹m thêi ‘. Tøc lµ ë ®©y toµn bé l­îng m­a ®­îc trót ra ngoµi däc theo líp hÑp cña b¶n th©n m¸i l¸ (H×nh 7.7 (a)). M¸i nhµ lîp l¸ lµm viÖc bëi v× sù s¾p thµnh hµng cña r¬m truyÒn tÝnh thÊm ­u ®·i däc theo nh÷ng th©n c©y r¬m do m¸i nhµ cã mét gãc dèc lín. NÕu m¸i nhµ n»m ph¼ng ngang th× kh«ng cã hiÖn t­îng trªn. Trong tr­êng hîp cña ®Êt trªn mét s­ên dèc (H×nh 7.7 (b)), chóng ta biÕt r»ng, dï cã hay kh«ng mét líp ng¨n c¶n tån t¹i ë phÝa d­íi bÒ mÆt ®Êt, ë ®©y th­êng xuÊt hiÖn tÝnh dÉn thñy lùc chiÕm ­u thÕ xuyªn qua nh÷ng líp ë trªn cã mét kÕt cÊu më h¬n song song víi bÒ mÆt quyÕt ®Þnh h­íng dßng ch¶y gièng nh­ m¸i nhµ lîp b»ng tranh. §iÒu nµy cã thÓ cho phÐp mÆt c¾t ®Êt dèc khi cã trËn m­a chØ ph¸t sinh hoÆc dßng ch¶y trµn mµ kh«ng cã dßng ch¶y ngÇm lín. Nh÷ng thÝ nghiÖm cña Hewlett víi c¸c m« h×nh ®Êt dèc (vÝ dô Hewlett, 1961b; Hewlett vµ Hibbert, 1963) chØ ra r»ng c¸c lo¹i dßng ch¶y trµn trªn ®Êt dèc gièng víi nh÷ng lo¹i dßng ch¶y cña mét m¸i nhµ lîp b»ng l¸ vµ ®iÒu ®ã dÉn d¾t Hewlett (1961a) thµnh lËp ®å chØ ra trong H×nh 7.8. Hewlett chØ ra kh«ng cã dßng ch¶y trµn trªn m¸i nhµ lîp b»ng r¬m vµ kh«ng cã sù bæ sung n­íc ngÇm d­íi s©u, thõa nhËn r»ng tÊt c¶ l­îng m­a ®· x©m nhËp vµ sau ®ã ®­îc truyÒn xuyªn qua mÆt c¾t ®Êt. Chó ý r»ng viÖc x©m nhËp trªn bÒ mÆt s­ên dèc cña l­îng m­a ®· ®ãng gãp phÇn lín cho dßng ch¶y lò. Víi viÖc xuÊt hiÖn c¸c trËn m­a cña liªn tiÕp sau ®ã trªn vïng ®Êt kh«ng dèc ®· lµm cho n­íc trong ®Êt ®­îc tr÷ l¹i trong nh÷ng ngµy vµ nh÷ng tuÇn ®Ó t¹o thµnh dßng ch¶y c¬ b¶n (dßng ch¶y ngÇm) bÊt cø n¬i nµo cã m­a r¬i xuèng phÝa d­íi s­ên dèc vµ m­a r¬i ngay trªn lßng dÉn ®Òu cung cÊp hÇu hÕt cho dßng ch¶y lò. MÆc dï hiÖn nay cã mét sè sù gi¶i thÝch l¹i qu¸ tr×nh h×nh thµnh dßng ch¶y tõ m­a, nh­ng s¬ 228
  14. ®å trùc gi¸c ë phÇn trªn ch¾c ch¾n ®· thÓ hiÖn mét trong sè nh÷ng sù tiÕn bé vÒ nhËn thøc ®¬n gi¶n, quan träng nhÊt trong lÞch sö ph¸t triÓn cña thñy v¨n häc. H×nh 7.7 Sù gièng nhau gi÷a vßm m¸i che vµ mÆt c¾t cña nh÷ng m« ®Êt dèc trong qóa tr×nh n­íc di chuyÓn ®­îc thÓ hiÖn d­íi d¹ng biÓu ®å ®­êng dÉn dßng ch¶y (a) a vßm m¸i che vµ b mÆt c¾t ®é dèc ®Êt cïng víi c¸c líp c¶n Ban ®Çu, Hewlett nhËn thÊy thËt khã cã thÓ gi¶i thÝch hai vÊn ®Ò dßng ch¶y s¸t mÆt nh­ thÕ nµo vµ viÖc cã mét vËn tèc chuyÓn ®éng cùc ®¹i lµ 5-6 md -1 cña dßng ch¶y s¸t mÆt cã thÓ chuyÓn ®éng ®Õn lßng dÉn dßng nhanh chãng ®Ó t¹o thµnh biÓu ®å qu¸ tr×nh lò. Hai vÊn ®Ò trªn ®­îc chØ ra trong H×nh 7.8 víi ngô ý r»ng: (i) hÇu hÕt ®ãng gãp dßng ch¶y s¸t mÆt ®Õn lµ tõ c¸c dèc thÊp h¬n, chuyÓn ®éng tíi lßng dÉn, vµ (ii) sù më réng cña vïng ven s«ng cña vïng ®Êt b·o hßa bÒ mÆt, më réng khu vùc tiÕp nhËn m­a trùc tiÕp, rót ng¾n thêi gian t¹o thµnh lo¹i dßng ch¶y cã hiÖu qu¶ cho dßng ch¶y s¸t mÆt tõ nh÷ng phÇn dèc ë xa h¬n. Cuèi cïng Hewlett ®· thõa nhËn r»ng, trong nh÷ng hoµn c¶nh nhÊt ®Þnh, n­íc trong ®Êt cã thÓ di chuyÓn bëi mét qu¸ tr×nh cña 'sù thÕ chç n­íc trong c¸c èng pit-t«ng' hoÆc 'dßng ch¶y tÞnh tiÕn' thay ®æi qua c¸c trËn m­a liªn tôc. §iÒu ®ã cã nghÜa lµ n­íc trong c¸c pit-t«ng dÇn míi qua c¸c trËn m­a vµ cã sù míi ®æi chç cho n­íc míi thay n­íc cò vµ cã sù t¨ng dÇn h¬n tr­íc, lµm cho n­íc cò trong pit-t«ng tho¸t ra ë thêi ®iÓm cuèi hµnh tr×nh cña n­íc t¹i mÆt c¾t s­ên dèc. 229
  15. H×nh 7.8 Sù liªn quan t­¬ng ®èi gi÷a l­îng m­a r¬i tíi l­u l­îng dßng ch¶y (tõ biÓu ®å gèc cña Hewlett, 1961) Qu¸ tr×nh nµy ®· ®­îc x¸c nhËn bëi Horton vµ Hawkins (1965) trong c¸c thÝ nghiÖm ë phßng thÝ nghiÖm. Trong khi m­a xuÊt hiÖn n­íc nÆng ®­îc thªm vµo ë phÇn trªn cña mét cét th¼ng ®øng trong ®Êt Èm mµ sau ®ã ®­îc ch¶y ra tíi c¸c kªnh t­íi n­íc liªn tiÕp qua c¸c trËn m­a ®· ®­îc m« pháng. Bá qua nh÷ng ¶nh h­ëng cña sù ph©n t¸n khi mçi trËn m­a míi xuÊt hiÖn sÏ g©y ra mét sù th¶i xuèng phÝa d­íi mét l­îng n­íc ®i theo vµ mét sù th¶i ra mét l­îng n­íc t­¬ng øng vµo trong lßng dÉn tõ ®¸y cña cét ®Êt. DÇn dÇn, sau khi t­íi ®ñ chÝnh b¶n th©n l­îng n­íc míi l¹i nÈy sinh trong c¸c pit-t«ng. L­u t©m tíi hiÖn tr¹ng c¸c lç trong ®Êt ®­îc xem nh­ mét cét n­íc nghiªng nhËn ®­îc ®Çu vµo cña l­îng m­a, Hewlett vµ Hibbert (1967) ®· viÖn dÉn qu¸ tr×nh dÞch chuyÓn n­íc trong c¸c pit-t«ng ®Ó gi¶i thÝch t¹i sao mçi ®Çu vµo cña trËn m­a cã thÓ ®­îc kÌm theo mét sù ch¶y ra tøc thêi thùc tÕ cña tÇng n­íc mÆt ë ch©n dèc. Sù x¸c nhËn tiÕp theo cña sù ®ãng gãp quan träng cña n­íc tíi biÓu ®å qu¸ tr×nh dßng ch¶y m­a lò sù tÝch tr÷ dÇn dÇn l­îng n­íc vµo trong ®Êt nhê chuyÓn ®éng ngang qua mét ph¹m vi réng cña nh÷ng ®iÒu kiÖn l­u vùc (Buttle, 1994). Trong mét vÝ dô kh¸c ®· cho phÐp ®o chi tiÕt nh÷ng thuéc tÝnh thñy lùc cña n­íc trong ®Êt vµ hãa häc n­íc trong ®Êt lµ c¬ së cña nh÷ng cè g¾ng ®Ó x©y dùng m« h×nh ho¸ thµnh c«ng qu¸ tr×nh vËn ®éng trªn s­ên dèc cña n­íc (Taha vµ nh÷ng ng­êi kh¸c, 1998). Mét h¹n chÕ cña gi¶i thÝch nµy lµ sù t­¬ng øng khi mét ®Çu vµo ®· cho sÏ dÉn ®Õn mét ®Çu ra t­¬ng øng chØ ®óng khi kh¶ n¨ng tr÷ Èm s½n cã bªn trong hÖ thèng 230
  16. ®Êt ®· ®­îc lÊp ®Çy hoÆc gÇn ®Çy. Trong nh÷ng ®iÒu kiÖn kh« h¹n h¬n mµ c¸c ®Çu vµo trËn m­a vµ hoÆc nh÷ng sù vËn ®éng cña n­íc trong ®Êt sÏ ®­îc sö dông ®Ó 'lµm lÊp ®Çy' l­îng tr÷ n­íc trong ®Êt h¬n lµ ®Ó duy tr× d©y chuyÒn cña nh÷ng sù vËn ®éng t­¬ng øng gi÷a ®Çu vµo vµ ®Çu ra. §iÒu nµy cã nghÜa lµ c¬ chÕ ®ã sÏ lµ cã hiÖu qu¶ nhÊt sau mét thêi kú m­a dµi vµ hoÆc trªn c¸c dèc thÊp h¬n ®· ®ñ Èm (tøc lµ Èm ­ít h¬n). §iÒu ®ã ®· ®­îc x¸c nhËn b»ng suy luËn trùc gi¸c tõ s¬ ®å ban ®Çu cña Hewlett. Hewlett vµ Hibbert ®· cè t×m kiÕm nh÷ng kh¼ng ®Þnh xa h¬n cña vai trß chñ ®¹o cña dßng ch¶y s¸t mÆt tõ c¸c m« h×nh ®Êt dèc ®­îc viÖn dÉn ë trªn. Mét khèi ®Êt dèc ®­îc lµm ­ít mét c¸ch kü l­ìng, cã vËt bao phñ bÒ mÆt ®Ó ng¨n ngõa sù bay h¬i vµ sau ®ã tiÕn hµnh rót kiÖt n­íc trong ®Êt, trong thêi gian dßng ch¶y ra ®­îc ®o liªn tôc. C¸c èng dßng ch¶y ra ®· thiÕt lËp mét mÆt n­íc ngÇm tù do, phÇn tö 0 cña d÷ liÖu cho tÊt c¶ c¸c phÐp ®o lµ mÆt d­íi cña mét tÇng ®Êt gièng nh­ c¸i nªm ®· b·o hoµ. Sè liÖu l­îng Èm trong ®Êt vµ dßng ch¶y ra tõ líp ®Êt ®­îc gi¶i thÝch lµ hÖ thèng tho¸t n­íc kh«ng b·o hßa tõ líp phñ ®Êt mét m×nh ®· cã ®ñ l­îng n­íc t­¬ng tøng víi l­îng n­íc tÝnh to¸n øng víi qu¸ tr×nh lò xuèng trªn biÓu ®å qu¸ tr×nh lò trong nh÷ng l­u vùc, cã dèc rõng ®­îc che phñ vµ cã c¸i nªm b·o hoµ Èm cña tÇng ®Êt gåm rÊt nhiÒu èng dÉn n­íc. ‘… Xuyªn qua c¸c líp ®Êt mét l­îng Èm trong ®Êt tõ tõ chuyÓn qua c¸c líp ®Êt ®Ó ra dßng ch¶y nhËp vµo lßng dÉn' (Hewlett vµ Hibbert, 1963). Hai thËp niªn sau Boughton vµ Freebairn (1985) ®· giíi thiÖu sè liÖu cña c¸c nghiªn cøu tõ n¨m l­u vùc n«ng nghiÖp nhá ë phÝa ®«ng nam Queensland, Australia. Sè liÖu nµy cho thÊy nh÷ng tèc ®é vµ nh÷ng nguån cña dßng ch¶y s¸t mÆt hiÓn nhiªn cã trong c¸c ®­êng qu¸ tr×nh dßng ch¶y ®· ghi nhËn ®­îc lµ dßng ch¶y ë ®é s©u cña líp ®Êt trång trät tÇng trªn. Vai trß cña n­íc ngÇm MÆc dï nh÷ng kÕt luËn cña Hewlett vµ Hibbert vÒ vai trß cña nªm ®Êt Èm ë ch©n dèc ®· b·o hßa ®óng lµ nh÷ng ®iÒu kiÖn kiÓm tra mèi quan hÖ gi÷a c¸c thµnh phÇn dßng ch¶y ®· b·o hßa vµ ch­a b·o hßa cña thñy v¨n häc s­ên dèc vµ nªm ®Êt Èm b·o hoµ lµ mét hµm cña gãc dèc. Hewlett (1982a) ®· ®­a ra mét tãm l­îc ng¾n gän nh­ sau: Khèi ®Êt cã ®é dèc cµng lín th× cµng cã khuynh h­íng ®ãng gãp dßng ch¶y ch­a b·o hoµ cho dßng ch¶y b·o hoµ cµng lín h¬n. Trong nh÷ng l­u vùc b»ng ph¼ng, kho n­íc ngÇm chiÕm tû lÖ phÇn tr¨m rÊt lín trong toµn bé l­îng cña l­u vùc tr÷. Trong nh÷ng l­u vùc dèc, l­îng tr÷ Èm trong ®Êt chiÕm tû lÖ phÇn tr¨m lín h¬n. VÒ l©u dµi cã xu h­¬ng n­íc sÏ ch¶y ®Õn tõ n¬i cã n­íc nguån n­íc lín. Trong mét ý nghÜa nµo ®ã ®iÒu nµy nãi l¹i mét c¸ch ®¬n gi¶n quan ®iÓm ®· ®­îc thiÕt lËp tõ l©u r»ng ë nh÷ng l­u vùc kh¶ n¨ng ngÊm ë vïng ®Êt cao sÏ lín h¬n ë nh÷ng vïng ®Êt thÊp cña c¸c l­u vùc. Vµ n­íc ngÇm lµ thµnh phÇn quan träng cña dßng ch¶y. Tuy nhiªn, ë nh÷ng vïng nh­ vËy c­êng ®é tËp trung n­íc ngÇm lín cã t¸c dông lµm gi¶m dßng ch¶y cña c¸c dßng s«ng trong khi m­a. Ng­îc l¹i, sù liªn quan trong môc nµy lµ víi tr­êng hîp mµ n­íc ngÇm cã thÓ ®ãng gãp chÝnh cho biÓu ®å qu¸ tr×nh dßng ch¶y lò. Trong mét ph¹m vi réng cña nh÷ng ®iÒu kiÖn ®Þa lý thuû v¨n vµ ®Þa h×nh cña l­u vùc sù ph¶n øng cña c¸c dßng s«ng víi gi¸ng thuû trong l­u vùc cã n­íc ngÇm lín lµ võa nhanh l¹i võa râ rÖt. Hursh vµ Brater (1941) ®· thùc sù chØ ra vai trß nh­ vËy cho n­íc ngÇm gÇn nh÷ng lßng dÉn dßng s«ng ngßi, mÆc dÇu vÒ 231
  17. sau ®· cã nhiÒu b»ng chøng ¶nh h­ëng cña n­íc ngÇm cßn lan réng ra trªn l­u vùc. Dùa vµo nh÷ng phÐp ®o ®¹c kiÓm tra ®· ®­îc sö dông cho thÊy n­íc ngÇm cã thÓ lµ mét thµnh phÇn tÝch cùc vµ chÝnh cña dßng ch¶y lò (vÝ dô Pinder vµ Jones, 1969; Dincer vµ nh÷ng ng­êi kh¸c, 1970; Martinec vµ nh÷ng ng­êi kh¸c, 1974; Sklash vµ Farvolden, 1979). §iÒu nµy ®· ®­îc minh häa ®Æc biÖt bëi O'Brien (1977), ng­êi ®· t×m thÊy r»ng n­íc ngÇm tÝnh to¸n chiÕm 93% dßng ch¶y hµng n¨m tõ hai l­u vùc ®Êt Èm ë Massachusetts, vµ bëi Zaltsberg (1987) ng­êi ®· chØ ra r»ng n­íc ngÇm ®ãng gãp kho¶ng 30% dßng ch¶y lò mïa hÌ ë l­u vùc Wilson Creek ë Manitoba. N¬i mÆt n­íc ngÇm n«ng th× thÞnh hµnh tÇng n­íc ngÇm s¸t mÆt ®Êt vµ tÇng n­íc mÆt tÊt yÕu ®­îc nèi gÇn víi nhau víi tÇng n­íc ngÇm. T­¬ng øng, ë nh÷ng quèc gia gièng nh­ Hµ Lan, vai trß quan träng cña n­íc ngÇm trong viÖc ph¸t sinh dßng ch¶y ®· ®­îc ®o¸n nhËn râ rµng (vÝ dô De Vries, 1976; Ernst, 1978) vµ dßng ch¶y s«ng ngßi ®· ®­îc nghiªn cøu b»ng viÖc sö dông kÕt hîp m« h×nh tÇng n­íc ngÇm vµ tÇng n­íc mÆt (vÝ dô Querner 1997). Thó vÞ, ë ®©y cã sù trïng hîp cña mét kh¸i niÖm vÒ nÒn t¶ng n­íc ngÇm cña 'c¸c vïng nguån kh¸c nhau' cña De Zeeuw (1966) ®· trïng víi kh¸i niÖm cña Hewlett. De Zeeuw ®· tranh luËn r»ng ë Hµ Lan, sù ph¶n øng cña dßng ch¶y trong cèng vµ dßng ch¶y trong r·nh víi gi¸ng thuû phô thuéc vµo sè cèng vµ m­¬ng ®ñ ®é s©u c¾t mÆt n­íc ngÇm vµ sÏ nhËn l­u l­îng ho¹t ®éng nhanh h¬n (tøc lµ côc bé) so víi sù thÊm chËm h¬n (tøc lµ ®Þa ph­¬ng) cña dßng ch¶y ngÇm. Khi mùc n­íc ngÇm t¨ng lªn, th× nhiÒu cèng vµ r·nh h¬n nhËn ®­îc dßng ch¶y ®Þa ph­¬ng nhanh h¬n. Trong nh÷ng hoµn c¶nh kh¸c, kh¶ n¨ng cña n­íc ngÇm ®ãng gãp mét c¸ch ®¸ng kÓ cho qu¸ tr×nh lò do xuÊt hiÖn sù h×nh thµnh mét d¶i n­íc ngÇm liÒn kÒ víi lßng dÉn dßng, nh­ ®­îc minh häa trong H×nh 7.9 (b). Mét ®Æc tÝnh nh­ vËy ®­îc x¸c ®Þnh bëi Ragan (1968) vµ Hewlett (1969) ng­êi ®· viÖn dÉn '… Mét sù t¨ng lªn phï du trong mùc n­íc ngÇm' gÇn lßng dÉn dßng ®· gióp t¹o ra qu¸ tr×nh lò. VÒ sau, Sklash vµ Farvolden (1979) sö dông c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu b»ng c¸ch m« pháng trªn m¸y tÝnh ®· chØ ra r»ng sù h×nh thµnh cña mét d¶i n­íc ngÇm, cïng víi ®Þa h×nh dèc ®· t¹o ra kÕt qu¶ lµm t¨ng gradien thuû lùc vµ lµm t¨ng diÖn tÝch tÝch l­u l­îng n­íc ngÇm vµ t¹o ra kh¶ n¨ng ®ãng gãp n­íc ngÇm lín h¬n cho lßng dÉn dßng. Hai nh©n tè thóc ®Èy sù h×nh thµnh cña mét d¶i n­íc ngÇm gÇn lßng dÉn dßng rÊt ®­îc chó ý: Thø nhÊt, ®é dèc cã lîi ®Ó t¹o l­îng Èm tiÒm tµng trong nh÷ng vïng dèc thÊp h¬n, phÇn nµymµ ®­îc bµn luËn trong nh÷ng ®o¹n më ®Çu cña môc 7.4.2. §iÒu nµy cã nghÜa r»ng nh÷ng ®Çu vµo t¹o nªn l­îng thÊm lín sÏ g©y ra sù t¨ng nhanh cña tiÒm n¨ng Èm trong nh÷ng líp bÒ mÆt (vÝ dô Abdul vµ Gillham, 1984). Hai lµ, ë nh÷ng khu vùc c¹nh thung lòng thÊp h¬n th­êng th× lâm trong mÆt c¾t vµ bëi vËy lµ nh÷ng khu vùc quy tô c¸c ®­êng dßng ch¶y d­íi mÆt kh«ng ph¶i chØ nÈy sinh ë bÒ mÆt nÒn, dÉn tíi sù b·o hßa bÒ mÆt, mµ cßn ®­îc lµm lÖch h­íng dßng ch¶y xuèng phÝa d­íi (xem H×nh 7.9 (a)), dÉn tíi tËp trung n­íc ngÇm phôc håi ( Zaslavsky vµ Sinai, 1981). H×nh 7.9 nh­ vËy phôc vô ®Ó tæng kÕt gi¶ thuyÕt Hewlett vÒ sù h×nh thµnh dßng ch¶y. N­íc tõ trËn m­a vµ tuyÕt tan ngÊm qua mÆt dèc vµ chuyÓn ®éng nh­ dßng ch¶y s¸t mÆt (bao gåm dßng ch¶y qua lç hæng vü m«) trong líp vá dèc (a). Sù quy tô vµ sù thÊm vµo trong nh÷ng vïng dèc thÊp h¬n dÉn tíi sù b·o hßa bÒ mÆt vµ phôc håi n­íc ngÇm vµ sÏ t¹o ra c¶ mét dßng ch¶y trµn vµ ®ãng gãp cho n­íc ngÇm cho 232
  18. ®­êng qu¸ tr×nh dßng ch¶y lò (b), víi d¶i n­íc ngÇm hßa trén dÇn dÇn trong mét sè vÞ trÝ vµo trong mét vïng ven s«ng réng h¬n cña sù b·o hßa bÒ mÆt (c) víi trËn m­a xa dßng ch¶y, cã thÓ ch¶y trªn dèc vµ chuyÓn ®éng vÒ phÝa dèc thÊp h¬n. H×nh 7.9 ¶nh h­ëng cña gi¸ng thñy ®Õn dßng ch¶y: biÓu ®å tæng hîp bao gåm dßng ch¶y nÒn vµ dßng ch¶y mao dÉn. Theo dâi diÔn gi¶i phÝa d­íi 7.4.3 Nh÷ng ®iÓm næi bËt cña gi¶ thuyÕt Hewlett? Nh÷ng ®iÓm næi bËt cña gi¶ thuyÕt Hewlett lµ: Nã xem xÐt tÝnh ®a d¹ng réng lín cña nh÷ng sù quan tr¾c dßng ch¶y thùc ®Þa; Nã kÕt hîp ®­îc nh÷ng khÝa c¹nh ®éng häc thùc tÕ quan träng cña víi qu¸ tr×nh dßng ch¶y, vÝ dô hiÖu øng phi tuyÕn cè h÷u cña vïng nguån n­íc kh¸c nhau víi qu¸ tr×nh dßng ch¶y; Nã xuÊt hiÖn ®Ó ®iÒu tiÕt toµn bé ph¹m vi cña c¸c qu¸ tr×nh dßng ch¶y tõ dßng ch¶y trµn 'Horton' (bao gåm tr­êng hîp cùc h¹n cña ®­êng qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn bÕn ®Ó xe tíi l­u vùc xèp t¹i d­íi s©u cã ®é dµi lßng dÉn æn ®Þnh, trong ®ã tæng l­îng 233
  19. dßng ch¶y ®­îc dÉn xuÊt ra gÇn b»ng tæng c¸c thµnh phÇn dßng ch¶y d­íi mÆt. Nãi c¸ch kh¸c, dßng ch¶y trµn v­ît thÊm ®­îc m« t¶ bëi Horton cã thÓ ®­îc xem xÐt nh­ mét vÝ dô cña dßng ch¶y trµn b·o hßa trong nh÷ng ®iÒu kiÖn mµ tèc ®é thÊm thÊp h¬n nhiÒu so víi nh÷ng c­êng ®é trËn m­a. Sù tËp trung dßng ch¶y theo ph­¬ng th¼ng ®øng nhanh dÉn ®Õn viÖc t¹o thµnh ao hå trªn bÒ mÆt ®Êt rÊt nhanh chãng. Tuy nhiªn, mét sè nhµ thñy v¨n häc coi hiÖn t­îng nµy nh­ lµ mét qu¸ tr×nh 'kh¸c' trong ®ã nh÷ng ®iÒu kiÖn m«i tr­êng ®· lµm cho tèc ®é thÊm ®Æc biÖt thÊp h¬n c­êng ®é trËn m­a ®Æc biÖt cao. Hai m«i tr­êng mµ trong ®ã c¸c ®iÒu kiÖn 'kh¸c th­êng' phï hîp nhÊt lµ c¸c vïng rõng m­a nhiÖt ®íi vµ c¸c vïng kh« h¹n/b¸n kh« h¹n. Nh­ ®· chó ý trong môc 7.3.2, c¸c dèc kh« h¹n vµ b¸n kh« h¹n ®­îc phñ thùc vËt th­a thít lµ nh÷ng ®iÒu kiÖn lý t­ëng cho sù ph¸t sinh cña dßng ch¶y trµn v­ît thÊm, ®Æc biÖt lµ nh÷ng n¬i mÆt ®Êt cã vá cøng bÒ mÆt. Nh÷ng kÕt qu¶ thÝ nghiÖm cña Walnut Gulch ë Arizona, Hoa Kú (Abrahams vµ nh÷ng ng­êi kh¸c, 1994), vïng b¸n hoang m¹c nhiÖt ®íi cña ®Þa thÕ h¬i dèc ë Queensland, Australia (Bonell vµ Williams, 1986) vµ cho nhiÒu lo¹i ®Êt ë vïng §Þa Trung H¶i (Morin vµ Jarosch, 1977) ®· ®­îc giíi thiÖu vµ lµ tµi liÖu ®iÓn h×nh cho lo¹i dßng ch¶y nµy. ë nh÷ng vïng nh­ vËy tèc ®é thÊm gi¶m nhanh chãng trong thêi gian m­a lò vµ dßng ch¶y chøa ®ùng c¸c thµnh phÇn gÇn nh­ kh«ng cã dßng ch¶y d­íi mÆt hoÆc dßng ch¶y s¸t mÆt. Sù h×nh thµnh líp vá trªn ®Êt ®ång cá lµ nguyªn nh©n chÝnh gi¶i thÝch sù gi¶m nhanh chãng trong tèc ®é thÊm vµ dÉn ®Õn tÝnh dÉn thñy lùc ë bÒ mÆt cã c­êng ®é thÊp h¬n so víi nh÷ng líp d­íi mÆt (Morin vµ nh÷ng ng­êi kh¸c, 1981; Agassi vµ nh÷ng ng­êi kh¸c, 1985). Ng­îc l¹i, còng cã nh÷ng tµi liÖu nghiªn cøu kh¸c gîi ý r»ng dßng ch¶y trµn 'Horton' cã thÓ kh«ng gièng dßng ch¶y trµn trong tÊt c¶ c¸c vïng cã ®iÒu kiÖn b¸n kh« h¹n vµ kh« h¹n. VÝ dô, trong nh÷ng kh¶o s¸t thuû v¨n më réng trong mét vµi thËp niªn vÒ l­u vùc dèc ë vïng b¸n hoang m¹c t©y nam Hoa Kú, dßng ch¶y trµn më réng ch­a cã thÓ quan tr¾c ®­îc. Mét lÇn n÷a, c¸c thÝ nghiÖm nghiªn cøu ë T©y Ban Nha cho thÊy r»ng dßng ch¶y nhanh xuÊt hiÖn kh«ng ph¶i do dßng ch¶y trµn v­ît thÊm mµ lµ do dßng ch¶y trµn b·o hoµ kh«ng thÓ mÆt c¾t (Scoging vµ Thornes, 1979). Nh÷ng m«i tr­êng rõng m­a nhiÖt ®íi, th«ng th­êng liªn quan ®Õn c­êng ®é m- ­a cao, còng xuÊt hiÖn nh÷ng ®iÒu kiÖn bæ xung dÉn tíi sù h×nh thµnh cña dßng ch¶y trµn v­ît thÊm. Tuy nhiªn, tõ nh÷ng kÕt qu¶ nghiªn cøu më réng cña Bruijnzeel (1990) vµ Anderson vµ Spencer (1991) ®· kh¼ng ®Þnh r»ng nh÷ng kh¶ n¨ng thÊm cña ®Êt rõng nãi chung lµ cao, phÇn lín lµ do sù cã mÆt cña mét líp mïn. Nh­ mét kÕt qu¶, dßng ch¶y trµn v­ît thÊm lµ mét hiÖn t­îng hiÕm cã, chØ xuÊt hiÖn ë n¬i ®Êt trÇn trôÞ ®­îc ph¬i bµy bëi lo¹i b·i r¸c c©y ®æ, hoÆc lë ®Êt, hoÆc dßng ch¶y tõ nh¸nh c©y (Xem Ch­¬ng 3) lµm t¨ng dßng ch¶y cña n­íc ch¶y tíi gãc nh÷ng th©n c©y. MÆt kh¸c, dßng ch¶y trµn b·o hßa cã vÎ ®ãng gãp mét l­îng nhiÒu h¬n. VÝ dô, trong mét l­u vùc nhiÖt ®íi nhá ë Brazil, Nortcliffe vµ Thornes (1984) ®· chØ ra r»ng tæng l­îng dßng ch¶y nhanh thµnh phÇn ®ãng gèp gÇn nh­ chñ yÕu do dßng ch¶y trµn b·o hßa ë vïng kÒ bªn lßng dÉn cña nh÷ng vïng ®ång b»ng ngËp lôt. KÕt qu¶ nµy vÒ sau ®­îc x¸c nhËn cho mét l­u vùc t­¬ng tù bëi Hodnett vµ nh÷ng ng­êi kh¸c (1997). ë phÝa B¾c Queensland, Australia (Bonell vµ nh÷ng ng­êi kh¸c, 1983), n¬i mµ ®Êt bÒ mÆt cã ®é cao lín vµ ë d­íi ®Þa tÇng t¹i ®é s©u nhá cã mét tÇng ®Êt thÞt t­¬ng ®èi kh«ng thÊm nªn ®· lµm cho dßng ch¶y trµn b·o hoµ lan réng khi cã nh÷ng trËn m­a hµng 234
  20. ngµy lín, th­êng v­ît h¬n 250 mm. Nh÷ng trËn m­a nµy ®· g©y ra mét mÆt n­íc ngÇm tÇng d©ng lªn cao tíi bÒ mÆt (H×nh 7.10 (a)). Nãi tãm l¹i, tõ c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu ®· x¸c nhËn r»ng, khi ë nh÷ng vïng nhiÖt ®íi, «n ®íi cã ®Çy ®ñ c¸c lo¹i dßng ch¶y trªn c¸c dèc rõng. §é lín cña dßng ch¶y mÆt vµ s¸t mÆt vµ qu¸ tr×nh dßng ch¶y phô thuéc rÊt nhiÒu vµo ®iÒu kiÖn ®Þa lý tù nhiªn cña mÆt ®Öm (H×nh 7.10). Thùc vËy, Cassells vµ nh÷ng ng­êi kh¸c (1985) ®· cho r»ng sù kh¸c nhau ®¸ng kÓ chÝnh gi÷a nh÷ng qu¸ tr×nh dßng ch¶y ë nh÷ng l­u vùc ®iÓn h×nh cña vïng nhiÖt ®íi vµ «n ®íi. VÒ sau nµy, nh÷ng vïng Èm ®­îc më réng ra c¸c l­u vùc trong suèt thêi gian m­a lò réng h¬n nh÷ng vïng ven s«ng. V× l­îng n­íc ®Êt mïa Èm ­ít cao nh­ nh÷ng vïng nµy nªn ë ®©y cã thÓ quy ho¹ch l¹i gÇn nh- ­ ngay lËp tøc ®Ó chèng c¸c trËn lò m·nh liÖt. Nh­ mét kÕt qu¶ cña dßng ch¶y ch¶y ra tõ bÒ mÆt cña nh÷ng vïng lan réng nµy, dßng ch¶y nhanh tÊt nhiªn ®­îc tÝnh to¸n víi mét tØ lÖ lín trong toµn bé dßng ch¶y. H×nh 7.10 §­êng dÉn dßng ch¶y t¹i vÞ trÝ m­a lín vïng nhiÖt ®íi (tõ biÓu ®å gèc cña Douglas vµ Spencer, 1985) Nh÷ng kÕt qu¶ nghiªn cøu nµy gîi ý r»ng nh÷ng ®iÒu kiÖn ë vïng hoang m¹c/b¸n hoang m¹c kh«ng cã m­a lµ nh÷ng tr­êng hîp ngo¹i lÖ cña gi¶ thuyÕt 235
nguon tai.lieu . vn
Toán học Môi trường Vật lý Sinh học Địa Lý Hoá học Nông - Lâm - Ngư Cơ khí - Chế tạo máy Tiếng Anh phổ thông Khoa học ứng dụng Nông - Lâm Kiến thức tổng hợp Giáo dục học Xã hội học