Cân bằng nước trong lưu vực
Một lưu vực có thể đồng thời tju và chi nước theo nhiều con đường khác nhau.
Tổng đại số của các quá trình thu và chi nước của lưu vực được gọi là phương trình
cân bằng nước, dạng tổng quát có thể viết như sau:
X + Z
1
+ Y
1
+ W
1
= Z
2
+Y
2
+ W
2
+U
2
-U
1
,
Trong đó: X: lượng mưa rơi xuống lưu vực,
Z
1
: lượng nước ngưng kết trong khí quyển và đọng lại trong lưu vực.
Y
1
: lượng dòng chảy mặt vào lưu vực
W
1
: lượng dòng chảy ngầm vào lưu vực

Z
2
: lượng nước bốc hơi khỏi lưu vực
Y
2
: lượng dòng chảy mặt ra khỏi lưu vực
W
2
: lượng dòng chảy ngầm ra khỏi lưu vực.
U
1
: lượng nước trữ trong lưu vực đầu thời gian tính toán.
U
2
: lượng nước trữ trong lưu vực vào cuối thời gian tính toán.
Nguyên lý của cân bằng nước có thể phát biểu như sau: “Trên một lưu vực nhất
định, trong một khoảng thời gian nhất định tổng lượng nước đi vào lưu vực cân bằng
với tổng lượng nước bị giữ lại trên lưu vực”.
Căn cứ vào nguyên lý cân bằng nước có thể xây dựng phương trình cân bằng
nước cho các trường hợp cụ thể.
- Lưu vực kín
với một lưu vực kín - lưu vực không có dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm từ
ngoài vào - phương trình cân bằng nước có dạng:
X + Z
1
= Z
2
+Y
2
+ W

2
+U
2
-U
1
Nếu tính trung bình cho một thời gian dài thì U
2
-U
1
= 0, nên phương trình có
thể viết:
X = Z
2
- Z
1
+Y
2
+ W
2

Nếu gọi Z là lượng nước thực tế bị bốc hơi thì Z = Z
2
- Z
1
thì phương trình được
viết:
X = Z +Y
2
+ W
2


Nếu trước khi đến của lưu vực dòng chảy nước ngầm đã chảy vào lòng sông hoà
với dòng chảy mặt thì phương trình có thể viết:
X = Z +Y
Trong đó: Y = Y
2
+ W
2

- Lưu vực hoàn toàn kín
Với một lưu vực hoàn toàn kín - lưu vực không có dòng chảy vào và ra khỏi lưu
vực, phương trình có dạng:
X = Z + ∆U
Trong đó: ∆U là chênh lệch trữ lượng ẩm của lưu vực giữa kỳ đầu và cuối.
Phương trình cân bằng nước là công cụ cơ bản để tính toán dòng chảy, nó cho
biết phân bối của các thành phần cấn bằng nước, đánh giá tài nguyên nước trên các
lưu vực. suy đoán các trị số chưa biết của phương trình cân bằng nước dựa vào các
thành phần có thể do tính được v.v
Cân bằng nước ở một số vùng thuỷ văn Việt Nam
Phương trình cân băng nước với một lưu vực kín có thể được viết dưới dạng
khác như sau:
Y
0
= X
0
- Z
0
Trong đó: Y
0
là lượng dòng chảy năm trung bình nhiều năm.

X
0
là lượng mưa năm trung bình nhiều năm
Z
0
là lượng bốc hơi năm trung bình nhiều năm.
Kết quả tính toán thuỷ văn ở nhiều vùng nước ta cho thấy có thể xem Z
0
là hằng
số với mỗi khu vực và phương trình cân bằng nước được viết dưới dạng hàm số biểu
diễn sự phụ thuộc của dòng chảy vào lượng mưa.
Y
0
= f(x
o
)
Trong bảng 10 giới thiệu kết quả xây dựng phương trình cân bằng nước cho các
vùng thuỷ văn nước ta (giáo trình thuỷ văn của Đại học Thuỷ lợi).
Bảng 10. Phương trình cân bằng nước viết cho các vung thuỷ văn
Vùng thuỷ văn Phương trình cân bằng nước
Đông bắc Y
0
= X
0
- 880
Tây bắc Y
0
= X
0
- 820

Chuyển tiếp Bắc trường sơn Y
0
= X
0
- 900
Trường sơn bắc Y
0
= X
0
- 865
Trường sơn nam Y
0
= X
0
- 1000
Lưu vực Đồng Nai Y
0
= X
0
- 1050
Tây Nguyên Y
0
= X
0
- 1200
Đồng bằng Bắc bộ và Thanh Hoá Y
0
= X
0
- 950

Đồng bằng Nghệ Tĩnh Y
0
= X
0
- 1100
Đồng bằng Quảng Trị Y
0
= X
0
- 1250
Đồng bằng Thừa Thiên Y
0
= X
0
- 1000
Đồng bằng Quảng Nam Thuận Hải Y
0
= X
0
- 1300
Đồng bằng Nam bộ Y
0
= X
0
- 1500
Số liệu cho thấy lượng bốc hơi ở các vùng thuỷ văn khác nhau biến động trong
phạm vi từ 800 đến 1500mm và tăng dần dần từ Bắc vào Nam, từ vùng núi xuống
đồng bằng.
Tuy nhiên, lượng bốc hơi phụ thuộc lớn vào điều kiện cụ thể của hoàn cảnh lập
địa, đặc biệt là điều kiệnthổ nhưỡng và lớp phủ thực vật. Vì vây, ngay trong 1 vùng

thuỷ văn, điều kiện thổ nhưỡng và thực vật thay đổi sẽ làm phương trình cân bằng
nước thay đổi.
1. Những nhân tố chủ yếu ảnh hượng đến các quá trình thuỷ văn và tính
hiệu ích của nước trong lưu vực gồm khí hậu, địa hình, thổ nhưỡng và lớp phủ
thực vật.
1. Chế độ khí hậu
Khí hậu có ảnh hưởng lớn đến đặc điểm của các quá trình thuỷ văn. Những yếu
tố quan trọng của khí hậu có ảnh hưởng rõ nhất đến chế độ thuỷ văn gồm lượng mưa
và sự phân bố của mưa.
Lượng mưa càng lớn sản lượng nước càng cao. Ở vùng nhiệt đới do lượng mưa
thường vượt quá 1500 đến 2000 mm, vì vậy, tổng lượng nước trong lưu vực thường rấ
lớn. Đây là yếu tố rất quan trọng đảm bảo mức ẩm ướt cao cho hìn thành năng suất
của thực vật, đảm bảo nguồn năng lượng dồi dào cho các công trình thuỷ điện, và
nguồn nước sinh hoạt phong phú cho con người và thiên nhiên.
Tuy nhiên, khi lượng mưa đạt một mức độ nhất định thì sự phân phối theo thời
gian trong năm lại có ý nghĩa quan trọng hơn. Nó ảnh hưởng đến tính ổn định của
dòng chảy, đến tỷ lệ của dòng chảy mặt đất và chất lượng nước nói chung.
Sự phân phối không đồng đều của dòng chảy sông suối. Theo đặc điểm biến
động của dòng chảy trong năm, người ta phân thành mùa lũ và mùa cạn.
Mùa lũ gồm các tháng liên tục có lượng dòng chảy bằng hoặc lớn hơn 1/12
lượng dòng chảy cả năm với mức ổn định 50%. Đôi khi mưa lũ được hiểu là gồm các
tháng liên tục có lượng dòng chảy từng lên liên tíêp và kết thúc ở tháng có lượng dòng
chảy bằng 1/12 lượng dòng chảy cả năm.
Ở những lưu vực nhỏ và đất thấm nước kém (mất rừng, trơ sỏi đá) mùa lũ có thể
bắt đầu và kết thúc cùng với mùa mưa. Ở những lưu vực lớn và đất có khả năng thấm
nước cao mùa lũ có thể đến chậm hơn mùa mưa chừng 2 tháng và kết thúc muộn hơn
chừng 1 tháng. Chằng hạn, vùng Đông Bắc, Tây Bắc, mùa mưa lũ chậm hơn 1 tháng
và kết thúc cùng nó. Ở Tây Nguyên mùa lũ chậm hơn mùa mưa chừng 2 tháng và kết
thúc chậm hơn chừng 1 tháng.
Lượng dòng chảy trong mùa mưa lũ có thể chiếm tới 70 - 80% tổng lượng dòng

chảy năm, ở Bắc bộ lượng dòng chảy lớn nhất xảy ra vào tháng 7 và tháng 8, chiếm
30 - 35% lượng dòng chảy cả năm, ở nam Nghệ Tĩnh với bắc Bình Trị Thiên lượng
dòng chảy lớn nhất tập trung vào tháng 10, chiếm tới 50% lượng dòng chảy cả năm. Ở
Tây Nguyên, Nam bộ lượng dòng chảy lớn nhất tập trung vào các thang 9, 10, chiếm
30 -35% lượng dòng cả năm.
Phân tích phân bố của dòng chảy trong năm có ý nghĩa quan trọng trong dự tính
công suất thuỷ điện, quy hoạch vận chuyển thuỷ, tính toán xây dựng các công trình
thuỷ,.v.v Để phản ánh phân bố dòng chảy trong năm người ta thường dùng đươcngf
cong duy trì lưu lượng và đường qua trình lưu lượng.
(Đường duy trì lưu lượng)
Đường cong duy trì lưu lượng (hình 19) cho biết tần suất hiện dòng chảy với lưu
lượng vượt quá một giá trị nào đó. Phân bố dòng chảy càng đều thì đường cong duy
trì lưu lượng có thể được tổng thời gian trong năm có lưu lượng dòng chảy trong 1
giới hạn cho trước. Đường cong duy trì lưu lượng có thể theo tài liệu của cả thời gian
quan trắc.
Đường quá trinhd lưu lượng cho biết đến biến đỏi của lưu lượng dòng chảy theo
thời gian trong năm (hình 20).
Đường cong quá trình lưu lượng cho biết được dùng cho công tác tính toán, quy
hoạch sử dụng nguồn nước xây dựng các công trình thuỷ lợi.v.v Nó cũng được sử
dụng khi đánh giá hiệu quae của các rừng phòng hộ đàu nguồn, các công trình thuỷ lợi
như hồ, đập, v.v
Tinhd không đều của dòng chảy cungc có thể phản ánh qua hệ số biến động
dòng chảy Cv:
)
2
12
1
1
12
(

∑
−
−=
i
ni
XX
Cv
Trong đó: X
i
là lượng dòng chảy tháng thư i, X
0
là lượng dòng chảy của tháng
trung bình.
Phân bố dòng chảy càng đều, hệ số biến động dòng chảy càng nhỏ. Sử phân phối
không đều của dòng chảy gây những khó khăn lớn trong sử dụng nguồn nước. trước
hết đoa là nguyên nhân gây ra các hiện tượng lũ, lụt, thay đổi công suất của các nhà
máy thuỷ điện, các hồ nước, làm gián đoạn các hoạt động vận chuyển thuỷ v.v
* Cấu trúc lớp phủ thực vật
Với khả năng hấp phụ nước trên bề mặt lá, thân, cành cây, khả năng ngăn cản
làm trì hoãn dòng chảy mặt đất tạo điều kiện tăng lượng nước ngầm vào đất, lớp phủ
thực vật có ý nghĩa đặc biệt quan trọng với các quá trình thuỷ văn. Nó được thể hiện
rất rõ qua phương trình cân bằng nước viết cho nơi có lớp phủ thực vật.
X = I + E
1
+ E
2
+ Y + Z + W
Trong đó: X là lượng mưa,
I là lượng nước bị giữ lại trên tán thực vật,
E

1
là lượng nước bốc hơi của mặt đất,
E
2
là lượng nước thoát hơi từ toàn bộ thực vật,
Y là dòng chảy bề mặt,
Z là dòng chảy ngầm,
W là lượng biến đổi của trữ lượng ẩm trong đất.
Lượng nước thoát hơi của quần thụ chiếm phần chủ yếu trong tổng lượng bốc
thoát hơi. Lượng thoát hơi của rừng. Lượng tháot hơi quần thụ phụ thuộc và tổ thành
rừng, tuổi, kiểu rừng, độ dày của rừng và điều kiện khí tượng v.v Thoát hơi của
quần thụ nhiều khi chiếm tí 50% tổng lượng bốc thoát hơi của rừng. Lượng thoát hơi
liên quan mật thiết với khối lượng lá. Đây là đại lượng dao động quan trong phạm vi
rộng. Lượng thoát thoát hơi cực đại thường xảy ra trùng với thời kỳ có tăng trưởng
lớn nhất.
Bốc hơi tổng cộng phụ thuộc và vùng địa lý, còn trong một khu vực, nó phụ
thuộc vào kiểu rừng, tổ thành loài, độ tàn che, tuổi quần thụ v.v Trong những vùng
khô hạn, chênh lệch của bốc hơi tổng cộng với lượng mưa giảm đi.
* Tính chất thổ nhưỡng
* Điều kiện địa hình
* Đặc điểm lớp phủ thực vật
- Trong mọi trường hợp, lớp thảm thực vật luôn làm giảm tổng lượng dòng chảy.
Một phần đáng kể lượng mưa được đọng lại trên mặt lá, cành cây và quay trở lại khí
quyển nhờ quá trình bốc hơi vật lý. Mặt khác bằng thân, rễ, cành, lá mục, các hang
hốc động vật v.v lớp phủ thực vật làm trì hoãn dòng chảy bề mặt, chuyển nước mặt
thành nước ngầm di chuyển vào đất. Một phần trong số này lại được thực vật hút và
thoát hơi trở lại khí quyển. Thực vật che phủ không chỉ làm thay đổi số lượng dòng
chảy, mà còn làm thay đổi đặc tính của dòng chảy, chẳng hạn tính biến động của dòng
chảy, tỷ lệ bùn cát và chất lượng nước nói chung.
- Điều kiện thổ nhưỡng ảnh hưởng đến phương trình cân bằng nước chủ yếu

thông qua tính thấm nước và khả năng chứa nước (dung tích chứa nước) của đất. Tính
thấm nước, và dung tích chứa nước của đất lại phụ thuộc vào độ xấp, thành phần cơ
giới nhẹ và độ dày tầng đất. Đất xốp, thành phần cơ giới nhẹ và tầng đất dày sẽ làm
tăng khả năng thấm và giữ nước của đất, từ đó cung cấp một cách ổn định cho quá
trình bốc hơi mặt đất và thoát hơi nước của thực vật.
Hệ số tổn thất dòng chảy trong nhiều trường hợp được sử dụng như 1 chỉ tiêu
ddeer so sánh khả năng giữ nước của các thảm thực vật hoặc các công trình thuỷ lợi
v.v Hệ số tổn thất dòng chảy càng lớn chứng tỏ lượng bốc, thoát hơi càng cao, và
dòng chảy càng nhiều.
Bảng. Chỉ số xói mòn của mưa ở Việt Nam (K)
Tên địa
phương
Chỉ số
xói
mòn
của
mưa
Tên địa
phương
Chỉ số
xói mòn
của
mưa
Tên địa phương Chỉ số
xói
mòn
của
mưa
Tên địa phương Chỉ số
xói mòn

của mưa
Tam Duong 775 Cho Ra 389 Nam Dinh 505 Son Hoa 480
Muong Te 724 Ngan Son 484 Nho Quan 553 Nha Trang 386
Sin Ho 827 That Khe 420 Ninh Binh 528 Cam Ranh 390
Binh Lu 678 Bac Son 438 Hoi Xuan 491 Doc To 638
Lai Chau 604 Lang Son 393 Yen Dinh 433 Kom Tum 523
Tua Chua 548 Dinh Lap 411 Bai Thuong 561 Play Ku 671
Tuan Giao 462 Huu Lung 423 Thanh Hoa 503 An Khe 418
Pha Din 525 Bac Can 430 Nhu Xuan 517 Phu Quy 334
Dien Bien 454 Dinh Hoa 495 Tinh Gia 545 Ayunpa 350
Quynh Nhai 507 Thai Nguyen 590 Quy Chau 500 B. Ma Thuot 512
Son La 410 Phu Ho 534 Quy Hop 470 M. Drac 668
Phu Yen 438 Tam Dao 778 Tay Hieu 456 Dac Nong 711
Bac Yen 466 Viet Tri 477 Tuong Duong 354 Da Lat 496
Co Noi 371 Vinh Yen 459 Quynh Luu 463 Lien Khuong 496
Song Ma 330 Minh Dai 526 Con Cuong 516 Bao Loc 747
Yen Chau 340 Mong Cai 817 Do Luong 490 Nha Ho 212
Moc Chau 446 Tien Yen 693 Hon Ngu 613 Phan Thiet 324
M. Khuong 554 Cua Ong 661 VInh 564 Ham Tan 515
Bac Ha 511 Co To 500 Kim Cuong 698 Bien Hoa 471
Lao Cai 508 Hon Gai 589 Ha Tinh 781 Phuoc Long 471
HL Son 1069 Hiep Hoa 447 Huong Khe 676 Dong Phu 524
Sa Pa 838 Luc Ngan 391 Ky Anh 872 So Sao 524
Luc Yen 620 Son Dong 447 Tuyen Hoa 666 Tay Ninh 560
Than Uyen 603 Bac Giang 433 Ba Do 563 T.S. Nhat 384
M.C. Chai 525 Son Tay 532 Dong Hoi 633 Vung Tau 611
Yen Bai 614 Ba Vi 641 Con Co 668 Con Dao 410
Van Chan 442 Ha Noi 481 Dong Ha 703 Moc Hoa 422
Pho Bang 503 Ha Dong 433 Khe Sanh 664 Ba Tri 484
Ha Giang 716 Hoa Binh 554 Hue 856 Cang Long 418

H. Su Phi 487 Kim Boi 661 A Luoi 901 My Tho 472
Bac me 478 Mai Chau 531 Nam Dong 1022 Soc Trang 538
Bac Quang 1469 Chi Ne 584 Da Nang 598 Cao Lanh 376
Chiem Hoa 488 Lac Son 577 Tam Ky 752 Phu Quoc 914
Ham Yen 542 Hai Duong 446 Truong Sa 737 Rach Gia 597
Tuyen Quang 470 Hung Yen 497 Quang Ngai 1163 Chau Doc 403
Bao Lac 358 Phu Lien 521 Ba To 674 Bac Lieu 493
Ha Quang 470 Hon Dau 426 Hoai Nhon 1092 Ca Mau 694
Trung Khanh 477 B.L. Vi 313 Quy Nhon 618
Nguyen Binh 499 Thai Binh 520 Mien Tay 489
Cao Bang 409 Phu Ly 546 Tuy Hoa 458
TIÊU CHUẨN CẤU TRÚC BẢO VỆ ĐẤT (C) RỪNG VIỆT NAM
C = (TC/H)+CP+TM Hệ số xói mòn của mưa (K/542) = 0,5
Độ xốp tính bằng % độ dốc tính bàng độ