1

ຮອບວຽນອຸທົກ

Transcript

1. ບົດທີ 1 ຮອບວຽນອຸທົກກະສາດ
2. 1. ຄວາມໝາຍ ຮອບວຽນນໍ້າເປັນວິທະຍາສາດຂະແໜງໜຶ່ງ,ຊຶ່ງເວົ້າເຖິງການເກີດ (Occurrence),ກ າ ນ ເ ຄ ື ່ ອ ນ ທ ີ ່ (movement),ກ າ ນ ກ ະ ຈ າ ຍ (distribution) ແລະຄຸນສົມບັດຂອງນໍ້າ (properties of water) ທີ່ມີ ໃນໂລກບໍ່ວ່າຄຸນລັກສະນະທາງເຄມີ,ວັດຖຸ ມີຜົນຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມແລະດ້ານ ລະບົບອຸທົກວິທະຍາ (ecosystem) ຂອງສິ່ງທີ່ມີຊີວິດທັງຫຼາຍໃນໂລກ, ຊຶ່ງມີການປ່ຽນແປງລັກສະນະ,ຄຸນນະພາບ,ປະລິມານຕາມສະຖານທີ່ແລະ ຕາມເວລາ
3. ນ ໍ້ າຈາກອາກາດ Precipitation 100% ຄວາມຊຸ່ມໃນອາກາດ ການຄາຍລະເຫີຍ Evapotranspiration 61% ການລະເຫີຍ evaporation ຄວາມຊຸ່ມໃນອາກາດ 39% ນ ໍ້ າຈາກອາກາດຕົກລົງສູ່ ທະເລ 385% ການຄາຍນ ໍ້ າ Transpiration ການໄຫຼຕາມໜ້າດິນ Overland flow ການໄຫຼຂອງນ ໍ້ າໃຕ້ດິນ Groundwater flow ການຊືມລົງເລິກ Percolation ການຊືມ (Infiltration) ລົງເປັນການໄຫຼ ໃຕ້ຜິວດິນ Subsurface flow ຮູບທີ 1 Hydrologic Cycle ການລະເຫີຍ ຈາກທະເລ 424% ເຂື່ອນ ການໄຫຼຂອງນ ໍ້ າໃຕ້ ດິນສູ່ທະເລ1% ທະເລ ມະຫາສະມຸດ ການດັກ interception ນ ໍ້ າຜິວດິນໄຫຼລົງສູ່ ທະເລ 38%
4. ຮອບວຽນທາງອຸທົກສາມາດແບ່ງອອກເປັນ 3 ລະບົບຍ່ອຍ 1. ລະບົບນໍ້າໃນບັນຍາກາດ (atmospheric water system) ປະກອບດ້ວຍຂະບວນການນໍ້າຈາກອາກາດ,ການລະເຫີຍ,ການຄາຍນໍ້າ. 2. ລະບົບນໍ້າຜິວດິນ (surface water system) ປະກອບດ້ວຍ ຂະບວນການ ການໄຫຼເທິງຜິວດິນ,ການໄຫຼອອກຂອງນໍ້າໃຕ້ດິນ,ການໄຫຼ ໃນແມ່ນໍ້າ,ການໄຫຼໃນທະເລ. 3. ລະບົບນໍ້າໃຕ້ດິນ (subsurface water system) ປະກອບດ້ວຍ ການຊືມ,ການເພີ່ມນໍ້າໃຕ້ດິນ,ການໄຫຼໃຕ້ຜິວດິນ,ການໄຫຼຂອງນໍ້າໃຕ້ດິນ
5. ຕາຕາລາງສະແດງປະລິມານນໍ້າໃນໂລກ ປະເພດແຫຼ່ງນໍ້າ ປະລິມານນໍ້າ ເປີເຊັນຕໍ່ປະລິມານລວມ(%) ແຫຼ່ງນໍ້າຈືດຜິວດິນ ທະເລສາບ ແມ່ນໍ້າ 125 1 0.0089 0.0001 ແຫຼ່ງນໍ້າຝົນ 13 0.0001 ແຫຼ່ງນໍ້າໃຕ້ດິນ ນໍ້າສ້າງ ນໍ້າບາດານ 4,237 4,170 0.3200 0.3100 ແຫຼ່ງນໍ້າເຄັມ ມະຫາສະມຸດ 1,320,000 97.2000 ອື່ນໆ 29,104 2.1600 ລວມ 1,357,650 100.0000 3 3 km 10 
6. 2. ລະບົບອ່າງໂຕ່ງ ອ່າງໂຕ່ງແມ່ນເນື່ອທີ່ຮັບນໍ້າຝົນຂອງລໍານໍ້າສາຍໜຶ່ງໆ,ເປັນພື້ນທີ່ ທີ່ນອນໃນ ຂອບເຂດຂອງເສັ້ນສັນປັນນໍ້າ (drainage divide),ຊຶ່ງສະແດງເຖິງ ສະພາບພູມິປະເທດ ທີ່ລວບລວມເອົານໍ້າໄຫຼຕາມຜິວດິນໃຫ້ໄຫຼລົງສູ່ທາງໄຫຼ ອອກຕໍ່ໄປ
7. ຮູບທີ 2 ສະແດງພື້ນທີ່ ອ່າງໂຕ່ງ (ຫ້ວຍທ່າແຕງ)
8. ຮູບທີ 3 ອ່າງໂຕ່ງແລະເສັ້ນສັນປັນນໍ້າ
9. 3. ແນວຄິດກ່ຽວກັບອ່າງໂຕ່ງ ປະລິມານໄຫຼເຂົ້າ (I) ປະລິມານໄຫຼອອກ (Q) ຮູບທີ 3 ການຈໍາລອງທາງອຸທົກແບບງ່າຍໆ ພື້ນທີ່ນໍ້າຊືມຜ່ານບໍ່ໄດ້
10. ການປ່ຽນແປງໃນລະບົບຂຶ້ນກັບປະລິມານໄຫຼເຂົ້າແລະປະລິມານໄຫຼອອກ ສົມຜົນຄິດໄລ່ dt ds Q - I  ໃນນີ້ ເປັນປະລິມານນໍ້າໄຫຼເຂົ້າຕໍ່ເວລາ I ເປັນປະລິມານນໍ້າໄຫຼອອກຕໍ່ເວລາ Q ເປັນປະລິມານປ່ຽນແປງຂອງນໍ້າ ds ໃນຊ່ວງເວລາ dt dt ds
11. ການປ່ຽນແປງໃນລະບົບແບ່ງໄດ້ 3 ກໍລະນີ: 1. ຖ້າ I > Q ເຮັດໃຫ້ ds/dt ມີຄ່າບວກ,ລະດັບນໍ້າເພີ່ມຂຶ້ນຕາມເວລາ,ເປັນ ການໄຫຼບໍ່ຄົງທີ່ Unsteady flow 2. ຖ້າ I = Q ເຮັດໃຫ້ ds/dt ມີຄ່າເປັນສູນ,ສົ່ງຜົນໃຫ້ບໍ່ມີການປ່ຽນແປງ ລະດັບນໍ້າ,ເປັນການໄຫຼບໍ່ຄົງທີ່ steady flow 3. ຖ້າ I < Q ເຮັດໃຫ້ ds/dt ມີຄ່າລົບ,ລະດັບນໍ້າຫຼຸດລົງຕາມເວລາ,ເປັນ ການໄຫຼບໍ່ຄົງທີ່ Unsteady flow
12. ການໝຸນໃຊ້ຮອບວຽນນ ໍ້ າຂອງລະບົບອ່າງໂຕ່ງທ ໍາມະຊາດ I
13. ເມື່ອໃຫ້: P in Q out Q g Q in G out G I s E s T g T ນໍ້າຈາກອາກາດ Precipitation ການໄຫຼຂອງນໍ້າຜິວດິນເຂົ້າລະບົບ Stream inflow ການໄຫຼຂອງນໍ້າຜິວດິນອອກຈາກລະບົບ Stream outflow ການໄຫຼຂອງນໍ້າໃຕ້ດິນເຂົ້າສູ່ແມ່ນໍ້າ Groundwater to stream ການໄຫຼຂອງນໍ້າໃຕ້ດິນເຂົ້າສູ່ລະບົບ Groundwater inflow ການໄຫຼຂອງນໍ້າໃຕ້ດິນອອກຈາກລະບົບ Groundwater outflow ການຊືມເຂົ້າລະບົບ infiltration ການລະເຫິຍອອກຈາກລະບົບເທິງຜິວດິນ Evaporation ການຄາຍນໍ້າຂອງພືດຈາກຄວາມຊ່ ຸມຜິວດິນ Surface moisture ການຄາຍນໍ້າຂອງພືດຈາກຄວາມຊ່ ຸມໃຕ້ດິນ Subsurface moisture
14. ຈາກຫຼັກການສົມດຸນຂອງປະລິມານນໍ້າ: ET ) S S ( ) G G ( ) T T ( ) E E ( ) Q (Q - P g S in out g S g S in out           ການຄາຍລະເຫີຍ evapotranspiration S G T E Q - P      ຫຼື S G ET Q - P     ຫຼື Q ) Q (Q in out   ໃນນີ້ ການໄຫຼຂອງນ ໍ້ າໜ້າດິນທັງໝົດ net surface flow E ) E E ( g S   ການລະເຫີຍທັງໝົດ net evaporation T ) T T ( g S   ການຄາຍນ ໍ້ າຈາກພືດທັງໝົດ net transpiration G ) G G ( in out   ການໄຫຼຂອງນ ໍ້ າໃຕ້ດິນທັງໝົດ net underground flow S ) S S ( g S     ປະລິມານການປ່ຽນແປງນ ໍ້ າທັງໝົດ net flow
15. ຕົວຢ່າງທີ 1: ໃນເວລາ 7 ໂມງໃນຊ່ວງໜຶ່ງຂອງສາຍນໍ້າສາຍໜຶ່ງ,ມີປະລິມານ ນໍ້າເກັບໄວ້ 30,000 m3, ມີປະລິມານໄຫຼເຂົ້າ 15 m3/s, ມີປະລິມານໄຫຼອອກ 20 m3/s, ຫຼັງ ຈາກ 1 hr ຜ່ານໄປໄດ້ມີນໍ້າໄຫຼເຂົ້າເປັນ 20 m3/s, ແລະປະລິມານໄຫຼອອກ 20.5 m3/s 1. ຈົ່ງຊອກຫາການປ່ຽນແປງປະລິມານນໍ້າຈາກເວລາ 7 – 8 hr? 2. ຈົ່ງຊອກຫາປະລິມານນໍ້າໃນຊ່ວງດັ່ງກ່າວຂອງແມ່ນໍ້ານີ້ທີ່ເວລາ 8 hr ຊ່ວງເວລາ 7 ໂມງ ຊ່ວງເວລາ 8 ໂມງ s / m 15 I 3 1  s / m 20.5 Q 3 2  3 1 m 30,000 S  s / m 20 I 3 2  3 2 m ? S  s / m 20 Q 3 1 
16. ວິທີແກ້: 1. ຫາປະລິມານນໍ້າປ່ຽນແປງໃນຊ່ວງດັ່ງກ່າວຂອງແມ່ນໍ້ານີ້ ຈາກສົມຜົນ ປະລິມານປ່ຽນແປງທາງເຂົ້າ dt S d Q - I  s / m 5 . 17 2 20 15 2 I I I 3 2 1      ປະລິມານປ່ຽນແປງທາງອອກ s / m 25 . 20 2 5 . 20 20 2 Q Q Q 3 2 1     
17. ວິທີແກ້: ການປ່ຽນແປງປະລິມານນໍ້າໃນລະບົບ ຈາກສົມຜົນ ຫຼື dt S d Q - I  ຜົນການຄິດໄລ່ເປັນຄ່າລົບສະແດງວ່າປະລິມານນໍ້າຫຼຸດລົງ dt S d 20.25 - 17.5  3 m -9,900 20.25) - (17.5 3600 dS    2. ປະລິມານນໍ້າໃນລະບົບຂອງຊ່ວງລໍານໍ້າໃນເວລາ 8 ໂມງ dS S S 1 2   900 , 9 000 , 30 S 2   3 2 m 100 , 20 S 
18. ຕົວຢ່າງທີ 2: ອ່າງໂຕ່ງແຫ່ງໜຶ່ງມີ A=5,000,000 m2,ໃນເດືອນເມສາມີນໍ້າໄຫຼເຂົ້າອ່າງ 1.5 m3/s ໃນນັ້ນໄດ້ມີການສົ່ງນໍ້າໄປໃຊ້ຊົນລະປະທານ 1 m3/s,ມີປະລິມານຝົນສະເລັ່ຍຕໍ່ ເດືອນ 40 mm,ມີການລະເຫີຍສະເລ່ັຍຕໍ່ເດືອນ 100 mm,ສົມມຸດວ່າຕະຝັ່ງຢູ່ໃນແນວ ຕັ້ງແລະບໍ່ມີນໍ້າຮົ່ວຊືມອອກຈາກອ່າງ,ຈົ່ງຄິດໄລ່ວ່າລະດັບນໍ້າໃນອ່າງຈະເພີ່ມຂຶ້ນຫຼືຫຼຸດລົງ s / m 5 . 1 I 3  2 m 5,000,000 A  s / m 1 Q 3  40mm/month P  month / mm 100 E 
19. ວິທີແກ້: ສົມຜົນການປ່ຽນແປງປະລິມານນໍ້າໃນລະບົບ ຫຼື dt S d Q - I  dS E) (Q - P) (I    1Month) (dt  ໃນນີ້ ໃນນີ້ປະລິມານນໍ້າໄຫຼເຂົ້າ s / m 5 . 1 I 3  ຫຼື 2 3 m 000 , 000 , 5 month / day 30 day / hr 24 hr / s 600 , 3 s / m 5 . 1 I     month / m 7776 . 0 I  ໃນນີ້ປະລິມານນໍ້າຝົນໄຫຼເຂົ້າ month / m 04 . 0 month / mm 40 P   ໃນນີ້ປະລິມານນໍ້າໄຫຼອອກ s / m 1 Q 3 
20. 2 3 m 000 , 000 , 5 month / day 30 day / hr 24 hr / s 600 , 3 s / m 1 Q     ຫຼື nth 0.5184m/mo Q  ປະລິມານນໍ້າລະເຫີຍ 0.1m/month h 100mm/mont E   E) (Q - P) (I dS    ແທນຄ່າຕ່າງໆໃສ່ສົມຜົນຂ້າງເທິງ 0.2m 0.1) (0.5184 - ) 04 . 0 (0.7776 dS     ຕອບ: ປະລິມານນໍ້າເພີ່ມຂຶ້ນ 0.2m dS 
21. ຕົວຢ່າງທີ 3: ອ່າງໂຕ່ງແຫ່ງໜຶ່ງມີພື້ນທີ່ຜິວນໍ້າ A=2,000,000 m2,ຖ້າເວລາໃນຊ່ວງ 24 h ມີນໍ້າລະເຫີຍຈາກຜິວນໍ້າຄິດເປັນຄວາມເລິກນໍ້າໄດ້ 4 cm ຂະນະດຽວກັນກໍມີຝົນທີ່ເຮັດ ໃຫ້ມີນໍ້າໄຫຼເຂົ້າອ່າງເກັບນໍ້າດ້ວຍອັດຕາການໄຫຼ 5 m3/s,ຈົ່ງຫາປະລິມານນໍ້າທີ່ຕ້ອງການ ປ່ອຍອອກຈາກອ່າງເກັບນໍ້າເພື່ອຮັກສາລະດັບອ່າງເກັບນໍ້າໃຫ້ຄົງທີ່. s / m 5 I 3  ? Q  ds ອ່າງເກັບນໍ້າ cm 4 E  ເຂື່ອນ
22. ວິທີແກ້: ສົມຜົນການປ່ຽນແປງປະລິມານນໍ້າໃນລະບົບ ປະລິມານໄຫຼເຂົ້າໃນ 24 h dt S d Q - I  3 3 432,000m h / s 3600 h 24 s / 5m t I         ຖ້າໃຫ້ປະລິມານນໍ້າໃນອ່າງຄົງທີ່ສະແດງວ່າການປ່ຽນແປງເປັນ (0) 0 dt dS  ປະລິມານທີ່ລະເຫີຍໃນ 24 h 3 2 m 000 , 80 2,000,000m 0.04m A E       ສະນັ້ນຈະຂຽນໄດ້ວ່າ 0 ) A (E - t I drainage       0 ) (80,000 - 432,00 drainage    3 drainage m 352,000  
23. ຄໍາຖາມ: 1. ສາຍນໍ້າແຫ່ງໜຶ່ງມີເນື້ອທີ່ອ່າງໂຕ່ງ 2800 km2 ມີຝົນຕົກສະເລັ່ຍຕໍ່ປີ 1250 ມມ, ຖ້າມີນໍ້າໄຫຼອອກຈາກເນື້ອທີ່ດັ່ງກ່າວສະເລັ່ຍ 45 cms ຈົ່ງຊອກຫາ • ຈົ່ງຫາປະລິມານນໍ້າລະເຫີຍ,ການຄາຍນໍ້າແລະການຮົ່ວຊືມລວມກັນ • ປະລິມານນໍ້າໄຫຼ runoff ທີ່ໄຫຼລົງແມ່ນໍ້າໃນເວລາ 1 ປີ • ສໍາປະສິດການໄຫຼຂອງນໍ້າ runoff coefficient 2. ອ່າງເກັບນໍ້າມີເນື້ອທີ່ 150 km2,ປະລິມານນໍ້າຝົນຕໍ່ປີ 1350 ມມ,ຖ້າວ່າໃນເວລາ 1 ປີ ລະດັບນໍ້າໃນອ່າງເພີ່ມຂຶ້ນ 10 cm ຈົ່ງຫາການລະເຫີຍອອກຈາກອ່າງເກັບນໍ້າແຫ່ງ ນີ້,ຖ້າຖືອັດຕາການໄຫຼນໍ້າໃຕ້ດິນມີໜ້ອຍ
24. ຄໍາຖາມ: 3. ອ່າງເກັບນໍ້າແຫ່ງໜຶ່ງມີເນື້ອທີ່ 350x106 m2 ມີຝົນຕົກສະເລັ່ຍຕໍ່ປີ 1850 ມມ,ມີ ການລະເຫີຍ 1142 mm,ມີປະລິມານໍ້າເພີ່ມຂຶ້ນ 248,000,000 m3 ຈົ່ງກາອັອຕາ ການໄຫຼເຂົ້າອ່າງເກັບນໍ້າແຫ່ງນີ້ 4. ອ່າງເກັບນໍ້າແຫ່ງໜຶ່ງອ່າງເກັບນໍ້າມີເນື້ອທີ່ 1.60 mi2,ມີຄວາມເຂັ້ມຝົນຊ່ວງເວລາທີ່ ຝົນຕົກ 6 h ວັດແທກໄດ້ 0.18 in/h,ສາມາດແທກອັດຕາການໄຫຼຂອງນໍ້າທີ່ໄຫຼ ອອກຈາກອ່າງໄດ້ 3,000,000 ft3 ຈົ່ງຫາປະລິມານຝົນທີ່ເສຍໄປໃນອ່າງໂຕ່ງແຫ່ງນີ້ ໃນຊ່ວງເວລາດຽວກັນ.