Nguyên lý thủy văn Chương 3 Sự giữ nước trên lưu vực

Khi giáng thủy rơi xuống bề mặt có thực vật, chỉ có một phần có thể rơi tới được bề mặt đất phía dưới. Một phần của lượng mưa có thể bị chặn lại bởi lá và thân của thảm thực vật và được chứa tạm thời trên bề mặt của chúng. Một ít hoặc tất cả lượng nước này có thể bay hơi lại vào trong khí quyển và do đó không tham gia vào các thành phần của vòng tuần hoàn thủy văn. Quá trình này được đặt tên là tổn thất do bị giữ lại (interception loss). Lượng nước còn lại tới được bề mặt đất tạo thành lượng mưa thực (net rainfall) (Hình 3.1). Phần chủ yếu của lượng mưa này bao gồmlượng mưa xuyên qua được gồm những những giọt mưa rơi xuyên qua khoảng trống của tán cây và nước nhỏ xuống từ những lá, cành và thân cây ướt xuống mặt đất; một lượng nước thường thường nhỏ hơn rất nhiều chảy thành dòng nhỏ dọc các cành và nhánh cây rồi theo thân cây xuống mặt đất gọi là dòng chảy chảy theo cành cây (stemflow). Một khu rừng có thể có lớp phủ cây bụi mà bản thân nó cũng có sự chặn nước và những thành phần stemflow. Một lớp của đống rác lá trên mặt đất cũng có thể chặn lại một ít nước.

pdf26 trang | Chia sẻ: lylyngoc | Lượt xem: 1519 | Lượt tải: 4download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Nguyên lý thủy văn Chương 3 Sự giữ nước trên lưu vực, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
68 Chương 3 Sự giữ nước trên lưu vực 3.1 Giới thiệu và định nghĩa Khi giáng thủy rơi xuống bề mặt có thực vật, chỉ có một phần có thể rơi tới được bề mặt đất phía dưới. Một phần của lượng mưa có thể bị chặn lại bởi lá và thân của thảm thực vật và được chứa tạm thời trên bề mặt của chúng. Một ít hoặc tất cả lượng nước này có thể bay hơi lại vào trong khí quyển và do đó không tham gia vào các thành phần của vòng tuần hoàn thủy văn. Quá trình này được đặt tên là tổn thất do bị giữ lại (interception loss). Lượng nước còn lại tới được bề mặt đất tạo thành lượng mưa thực (net rainfall) (Hình 3.1). Phần chủ yếu của lượng mưa này bao gồm lượng mưa xuyên qua được gồm những những giọt mưa rơi xuyên qua khoảng trống của tán cây và nước nhỏ xuống từ những lá, cành và thân cây ướt xuống mặt đất; một lượng nước thường thường nhỏ hơn rất nhiều chảy thành dòng nhỏ dọc các cành và nhánh cây rồi theo thân cây xuống mặt đất gọi là dòng chảy chảy theo cành cây (stemflow). Một khu rừng có thể có lớp phủ cây bụi mà bản thân nó cũng có sự chặn nước và những thành phần stemflow. Một lớp của đống rác lá trên mặt đất cũng có thể chặn lại một ít nước. Quá trình giữ nước rất quan trọng do một số nguyên nhân sau. Thứ nhất, lượng mưa thực bên dưới tán cây thường nhỏ hơn lượng mưa tổng cộng (gross rainfall) rơi xuống phần trên của tán cây. Trong một số trường hợp, tổn thất do sự giữ nước có thể khá lớn và có ảnh hưởng đáng kể đến cân bằng nước. Thứ hai, vì là kết quả của sự đi qua tán lá cây nên sự biến thiên theo không gian của lượng mưa thực lớn hơn nhiều so với lượng mưa tổng cộng. Lượng mưa xuyên qua được và nước chảy nhỏ giọt được tích tụ ở các rìa của các tán cây, trong lúc được tích tụ lại những giọt nước sát với thân cây và dòng chảy theo cành cây thường đưa đến những giá trị lớn của sự thấm và sự bổ sung độ ẩm cho đất và thậm chí sự khởi đầu của những dòng chảy và lạch nhỏ trên bề mặt. Thứ ba, sự di chuyển của lượng mưa qua tán lá của thực vật có thể làm tăng sự biến đổi kích thước các giọt nước. Điều này có thể liên quan tới sự xói mòn đất và dẫn đến những thay đổi đáng kể của thành phần hóa học của nước (xem chương 8). Sự giữ nước được trình bày trong một chương riêng biệt với chương bốc hơi (chương 4) tuy chúng có cùng bản chất vật lý, tổn thất do chặn nước chỉ có thể xuất hiện khi tán của thảm thực vật bị ẩm ướt. Lượng giữ này phụ thuộc nhiều vào những biến đổi của lượng mưa hạn ngắn và thời đoạn của mưa cá biệt và khoảng thời gian khô hạn giữa các trận mưa. 3.2 Sự chặn nước và cân bằng nước Do những tiến triển gần đây trong hiểu biết của chúng ta về những cơ chế kiểm soát bốc hơi và thoát hơi từ thực vật mà vai trò của sự chặn nước trong cân bằng 69 nước của những lưu vực đã tương đối sáng tỏ. Trong rất nhiều năm đã có hai quan điểm trái ngược. Một quan điểm cho rằng tổn thất do sự chặn nước không có ảnh hưởng thực tế nào đến cán cân nước của lưu vực trong khi quan điểm kia cho rằng nó làm giảm những giá trị đầu vào thực và do đó sẽ làm giảm bớt sự bổ sung nước cho đất và dòng sông. Hình 3.1 Tổn thất do bị chặn nước (l) được định nghĩa là hiệu số giữa lượng giáng thủy tổng cộng (P) và lượng mưa thực (N). Lượng mưa thực được hình thành bởi lượng mưa xuyên qua được (T) và dòng chảy qua thân và cành cây (S). Mặc dù có bằng chứng đáng kể chứng minh rằng lượng giáng thủy thực tế phía dưới rừng cây nhỏ hơn nhiều so với ở vùng đất trống (ví dụ Horton, 1919) nhưng nó cũng không chắc chắn vì tổn thất nước do bị chặn nước cho thấy sự tăng rõ ràng của bốc hơi. Một điều có thể gây tranh luận là tổn thất do chặn nước được cân bằng bởi một sự giảm tương ứng của lượng nước mà thảm thực vật hút lên (lượng nước này sẽ ngừng lại khi tán lá ướt). Trong trường hợp đó, tác động tổng cộng lên sự cân bằng nước sẽ được trung hòa hoặc rất nhỏ có thể bỏ qua. Đến hiện tại mặc dù tầm quan trọng của sự chặn nước đã được nhận thức rộng rãi hơn rất nhiều nhưng nó vẫn chỉ được trình bày trong một phần tham khảo ngắn ngủi trong một số sách về thủy văn công trình gần đây (ví dụ Shaw, 1994; Hornberger và các cộng sự, 1998). Tuy nhiên, trong chương này sẽ chỉ ra sự quan trọng của sự chặn nước đối với thủy văn học. Giả thuyết nhấn mạnh rằng tổn thất do sự chặn nước về cơ bản có thể bay hơi trong bất kỳ thời gian nào bằng chỉ một lượng nhất định năng lượng là có thể thực hiện được. Năng lượng này hoặc được sử dụng để làm bốc hơi nước trong lá cây (thoát hơi) hoặc để bốc hơi nước trên bề mặt của lá cây (interception). Do đó, sự chặn nước ít nhất một phần được cân bằng bởi sự giảm lượng thoát hơi (sẽ xuất hiện nếu trời không mưa) (Rutter, 1968). Những thí nghiệm trước đây trên những cây thân cỏ bằng cách sử dụng thẩm kế cân (McMillan và Burgy, 1960) cho thấy không có sự khác biệt giữa sự bốc hơi của tán lá ướt và sự thoát hơi của cỏ không bị ướt được cung cấp một lượng nước thích hợp. Họ kết luận rằng tổn thất do sự giữ nước được cân bằng bởi một sự giảm tương ứng của sự thoát hơi. Vì vậy tổn thất do sự giữ nước khác sự bốc hơi và không phải là sự thêm vào lượng thoát hơi và do đó sẽ có ít (nếu có) ảnh hưởng đến 70 cân bằng nước của một lưu vực. Theo phép ngoại suy có thể thấy một tình huống tương tự xảy ra đối với những khu rừng nhưng quá khó để có thể xác minh bằng thực nghiệm. Giả thuyết về ảnh hưởng trung gian này rõ ràng đã làm tăng thêm sự tin tưởng đáng kể thông qua các lập luận trên và tài liệu được công nhận về bốc hơi bởi Penman. Ông là người đã khẳng định rằng: “trong khi năng lượng đang được tiêu hao hết để loại bỏ lượng nước bị chặn lại, thì lượng năng lượng tương tự không thể được tiêu hao để loại bỏ hết lượng nước thoát hơi” (Pennan, 1963). Tuy nhiên, bằng chứng cho thấy đây không phải là câu trả lời hoàn thiện. Những nghiên cứu về lưu vực ở châu Âu và nước Mỹ chỉ ra rằng rừng giảm dòng chảy sông tổng cộng có liên quan đến đồng cỏ (Engler, 1919; Bates và Henry, 1928; Keller, 1988; Swank và Crossley, 1988). Điều này được giải thích theo nhiều cách khác nhau như là do những sai số của thực nghiệm, hoặc do rừng có khả năng giữ lại lượng nước lớn hơn từ mặt đất hơn là những thảm thực vật thấp hơn trong thời gian đất thiếu nước. Một bước tiến quyết định trong nhận thức được đưa ra bởi Law (1958) ở Tây Bắc nước Anh – người nghiên cứu cân bằng nước của một thẩm kế nhỏ tự nhiên được đặt trong rừng cây vân sam. Những đo đạc bao gồm cả lượng mưa tổng cộng và lượng mưa thực cùng với sự tiêu nước. Lượng nước dùng hàng năm (mưa tổng trừ đi lượng nước tiêu đi) lớn hơn 50% so với lượng nước dùng ghi lại được ở máy đo ngấm nước có cỏ bao phủ hay ở lưu vực có cỏ bao phủ ở gần đó. Hơn nữa lượng nước mà rừng sử dụng dường như lớn hơn đáng kể so với giá trị năng lượng bức xạ thực có thể cung cấp cho quá trình bốc hơi. Kết quả này miêu tả sinh động sự chặn nước, không phải giống như sự thoát hơi mà là giá trị tổn thất thực của nước (sẽ được bổ sung cho đất và nước ngầm hoặc cho dòng sông nếu không có sự chặn nước). Những câu hỏi chủ yếu cần được trả lời là quá trình bốc hơi từ bề mặt ẩm ướt của thảm phủ thực vật có thể xảy ra với một tốc độ lớn hơn đáng kể so với sự thoát hơi từ bề mặt không bị ướt hay không và quá trình bốc hơi đáng kể của nước bị chặn lại có thể xảy ra trong những trường hợp mà tốc độ thoát hơi nhỏ không đáng kể hay không chẳng hạn từ thảm thực vật chết bị ướt và trong mùa đông, ban đêm. Những câu trả lời khẳng định cho các câu hỏi này yêu cầu một sự lý giải về nguồn gốc của năng lượng cho tổn thất bốc hơi phụ thêm vào quá trình bốc hơi. Bằng chứng tích lũy lại một cách nhanh chóng trong những năm 60 (phần lớn ở những vùng có rừng) nhằm ủng hộ một kết luận là nước bị chặn lại bốc hơi nhanh hơn nhiều so với nước thoát hơi và do đó phần lớn tổn thất do sự chặn nước là kết quả của một tổn thất phụ thêm trong cán cân nước của lưu vực. Rutter (1963) phát hiện ra rằng tổn thất do bốc hơi từ những cành cây ướt vượt quá tổn thất từ những cành cây không bị ướt chỉ mất nước duy nhất qua quá trình thoát hơi. Những thí nghiệm hiện thực hơn của Rutter (1963; 1967), Patric (1966), Helvey (1967) và Leyton và những người khác, (1967) cho thấy trong suốt thời kỳ mùa đông, tổn thất của nước bị chặn lại vượt quá đáng kể tốc độ thoát hơi trong cùng những điều kiện môi trường. Những kết quả của các nghiên cứu cho các lưu vực nhỏ đã cho thấy sự tăng thêm đáng kể lượng nước là do sự loại bỏ thảm thực vật (Hewlett và Miner, 1961; Hibbert, 1967) và lượng nước bị giảm đi là do sự chuyển đổi từ rừng cây lá rộng sang rừng thông (Swank và Miner, 1968), phần lớn là kết quả của những ảnh hưởng của sự chặn nước. Sau đó một sự kết hợp của những phân tích lý thuyết và sự thu thập số liệu đã 71 xác nhận rầng giáng thủy bị chặn lại bởi thảm thực vật bốc hơi với tốc độ lớn hơn sự thoát hơi từ cùng một loại thảm thực vật trong cùng một điều kiện (Murphy vàKnoerr, 1975) và sự chênh lệch có thể khoảng 2-3 lần (Singh và Szeicz,1979) hoặc bằng 5 lần tốc độ thoát hơi (Stewart và Thom, 1973). Singh và Szeicz (1979) và Stewart (1977) đã kết luận: 68% của sự chặn nước dưới ánh sáng ban ngày là phần thêm vào cho sự thoát hơi (ví dụ 32% có thể được bù lại bởi sự thoát hơi). Pearce và các cộng sự (1980) nhận thấy nếu tính toán tổn thất nước thêm vào do sự tồn tại của sự bốc hơi với tốc độ lớn vào ban đêm của lượng nước bị chặn lại thì tổn thất nước bị chặn lại thực tế có thể tới 84% của lượng nước bị chặn tổng cộng. Hơn nữa, theo những quan trắc của Pearce và các cộng sự (1980), tổn thất nước bị chặn lại thực tế sẽ tăng lên khi tỷ lệ của thời đoạn mưa ban đêm với lượng mưa tăng lên. Điều này có nghĩa là trong nhiều khu vực có lượng mưa lớn, đặc biệt là những vùng khí hậu hải dương - nơi ít nhất 1/2 các cơn mưa có thể xuất hiện vào ban đêm, tầm quan trọng của sự chặn nước như là một tổn thất do bốc hơi và cường độ của tổn thất thực có thể rất được đề cao liên quan đến những khu vực mà mưa bị chi phối bởi những hoạt động đối lưu ban ngày. Trong những điều kiện cụ thể, những nhân tố khác có thể gây ra những tổn thất chặn nước thực được thêm vào. Ví dụ: ở một số vùng, sự thoát hơi có thể bị giới hạn bởi hiệu lực của sự giữ nước hơn là năng lượng gây bốc hơi. Khi đó bằng việc tăng lượng nước sắn có, sự chặn nước sẽ tăng tổn thất nước tổng cộng của lưu vực. Sự bay hơi của nước bị chặn lại bởi thực vật và bởi một tầng rác lá tất nhiên sẽ tương ứng với tổn thất chặn nước thực (McMillan và Burgy, 1960), nhân tố duy nhất liên quan đến trường hợp này là khả năng trữ của sự chặn nước và sự rút hết của nó thông qua quá trình bay hơi. Lượng trữ của tổn thất do chặn nước đã được Zinke (1967) đánh giá là giữ vai trò quan trọng nhất trong việc tác động đến cân bằng nước của lưu vực. Sự lý giải đầu tiên/chủ yếu cho tốc độ bốc hơi lớn ở những bề mặt thực vật ướt và đặc biệt là từ tán lá ẩm ướt của các khu rừng liên quan tới tầm quan trọng tương đối của hai lực cản chính ở tán lá của thảm thực vật được áp đặt lên dòng hơi nước vào trong khí quyển ở phía trên. Điều này sẽ được thảo luận chi tiết hơn trong chương 4 trong mối quan hệ với phương trình Penman-Monteith dùng để tính toán bốc hơi. Trong phạm vi này chúng ta có khả năng nhận thấy sức cản bề mặt là một sức cản sinh lý, thực vật được áp đặt bởi chính tán lá của thảm thực vật lên quá trình di chuyển của nước qua sự thoát hơi và sức cản khí động lực là một phép đo của sức cản được sinh ra do hơi nước chuyển động tách khỏi bề mặt thảm thực vật chẳng hạn bề mặt bốc hơi ẩm ướt đi vào lớp khí quyển xung quanh. Trong những điều kiện khô hạn, tán lá của rừng có có sức cản bề mặt lớn hơn không đáng kể so với cỏ và thực vật bậc thấp hơn, nhưng khi bề mặt của thực vật ẩm ướt, sức cản này thực tế được bỏ qua và giảm xuống đến 0 đối với tất cả các dạng thực vật (Calder, 1979). Sức cản khí động lực về cơ bản phụ thuộc vào độ nhám của bề mặt thảm thực vật (thường ở cây cối có xu hướng lớn hơn đáng kể so với cỏ). Sức cản đối với dòng hơi trong trường hợp bề mặt thảm thực vật ẩm ướt nhỏ hơn so với bề mặt khô và tương đối thấp trong trường hợp rừng nếu so sánh với cây thân cỏ và các thực vật thấp khác. Những tán lá nhám khí động học của các khu rừng tạo nên sự xáo trộn hiệu quả hơn khí động học của các dòng khí mà các dòng khí này lại là nguyên nhân tạo nên cơ chế vận chuyển có ảnh hưởng lớn đến hơi nước. Năng lượng thêm vào để duy trì tốc độ cao của tổn thất do bốc hơi có ảnh 72 hưởng lớn của sức cản khí động học đối với thảm thực vật ẩm ướt xem ra có thể quy cho năng lượng bình lưu. Năng lượng này liên quan tới chuyển động theo phương ngang của năng lượng trong khí quyển (đối lập với đối lưu – chuyển động theo phương thẳng đứng). Rutter (1967) chỉ ra rằng trong những điều kiện tán lá ẩm ướt, tổn thất do bốc hơi có thể không bị kiểm soát chủ yếu bởi sự cân bằng bức xạ hơn tán lá bị ướt. Nó làm nhiệm vụ như một cái bồn tiếp nhận năng lượng bình lưu từ không khí. Quan trọng là ông Rutter đã nhận thấy khi nước bị chặn lại bốc hơi, tán lá lạnh hơn không khí ở xung quanh và gradient nhiệt độ được sinh ra đủ để sinh ra dòng nhiệt cung cấp cho năng lượng thiếu hụt. Giả thuyết này sau đó được củng cố bởi một số các nghiên cứu chủ yếu về khu vực có rừng (ví dụ Stewart và Thom, 1973; Thom và Oliver, 1977), đã thảo luận kỹ lưỡng đến một mức nhất định mà hiện nay chúng ta nhận thức được rằng năng lượng đối lưu có thể bắt nguồn từ hoặc là lượng nhiệt trong không khí đi qua tán lá thực vật (Stewart, 1977; Singh và Szeicz, 1979) hoặc là từ lượng nhiệt được trữ trong chính tán lá và thảm thực vật (Moore, 1976). Stewart (1977) đã quan trắc gradient âm của nhiệt độ và gradient dương của hơi nước trong những điều kiện ẩm ướt của tán lá. Từ những quan trắc này ông có thể đo đạc được bốc hơi với bước thời gian 20 phút và nhận thấy 70% của những thời gian này sự bốc hơi vượt quá bức xạ thực, năng lượng thêm vào được bắt nguồn từ không khí đi qua bầu trời. Những bằng chứng thêm nữa về vai trò của năng lượng bình lưu và năng lượng dự trữ trong việc đẩy mạnh sự bốc hơi của tán cây ẩm ướt được đưa ra bởi Pearce và những người khác (1980) (người củng cố/xác nhận dấu hiệu của tốc độ bay hơi nhanh vào ban đêm khi không có nguồn năng lượng nào khác). Về việc này, cần chú ý rằng những nghiên cứu của Singh và Szeicz (1979) và Stewart (1977) được tiến hành trong những khu vực rừng tương đối nhỏ bao quanh bởi đất nông nghiệp – nơi mà bình lưu quy mô lớn của năng lượng dư thừa có thể xảy ra. Tuy nhiên, có thể trong trường hợp những khu rừng rất rộng lớn ví dụ như thảm phủ thực vật của Canada hoặc lưu vực Amazon - những nơi rừng trải dài hàng trăm km, ít năng lượng dư thừa hơn có thể có khi khu vực rộng lớn như vậy bị ẩm ướt. Tuy nhiên khoanh vùng lại, tình trạng ướt do mưa dông sẽ vẫn cho phép giải phóng nhiệt nhạy hơn từ những vùng khô và xúc tiến mạnh quá trình bốc hơi ở những khu vực ướt. Sự mô phỏng quá trình trao đổi năng lượng giữa khí quyển và bề mặt của thảm thực vật bởi Murphy và Knoerr (1975) cho thấy trong những điều kiện thích hợp, sự thay đổi cán cân bức xạ có thể cũng có vai trò quan trọng. Họ nhận thấy rằng ảnh hưởng tổng hợp của sự chặn nước lên cân bằng năng lượng của một khu vực rừng là sự tăng lên của quá trình trao đổi ẩn nhiệt ở sự tiêu hao bức xạ sóng dài và trao đổi nhiệt nhạy cảm mà sự tăng nhiệt này biến đổi theo độ ẩm tương đối và tốc độ gió. Kết quả là họ đưa ra kết luận rằng bốc hơi tăng cường của nước bị chặn lại có thể xuất hiện ở những khu rừng có quy mô lớn nơi bình lưu theo phương ngang có thể không đáng kể. Gần đây hơn những tiến bộ trong mô phỏng mưa và những thiết bị đo đạc khác đã cho phép tiến hành những nghiên cứu tỉ mỉ về những loại khác của thảm phủ thực vật bao gồm cây thân cỏ và cây trồng nông nghiệp. Finney (1984) đã nghiên cứu tỉ mỉ những đường đi có thể của những hạt mưa rơi trên cây cải Bruxen, củ cải đường 73 và khoai tây, tức là chúng có thể rơi giữa các lá cây, đặc tính của chúng giữ nguyên không đổi. Lượng nước bị chặn lại và chuyển thành dòng nước men theo lá và cành cây. Lượng nước bị chặn lại và kết hợp thành một khối, sau đó rơi xuống dưới dạng nhỏ giọt; hoặc là bị chặn lại và bị vỡ tan do va chạm với thảm thực vật và sau đó chuyển thành những giọt nhỏ hơn giữa các lá cây. Ông nhận thấy khi thực vật trưởng thành và diện tích chặn nước của chúng tăng lên thì lượng nước xuyên qua tán lá cây sẽ giảm xuống kèm theo với sự tăng lên của dòng nước theo cành cây và dòng nhỏ giọt từ lá và sự giảm nhỏ của hiện tượng đất bị ướt ngoại trừ tại những điểm lá nhỏ giọt xuống. Những thí nghiệm mô phỏng mưa với các bụi cây thân cỏ cho thấy cách mà cấu trúc của cây, với dãy lá hội tụ của nó, trực tiếp chặn nước mưa về phía tập trung bụi cây và đám cỏ. De Ploey (1982) đã xác định dòng chảy theo cành cây có thể đóng “…một vai trò chính trong quá trình hình thành dòng chảy trên sườn dốc với thảm thực vật giống như thảo nguyên. 3.3 Đo đạc sự giữ nước Phương pháp phổ biến nhất để đo đạc tổn thất do chặn nước (I) là tính toán hiệu số giữa lượng giáng thủy phía trên lớp phủ thực vật (P) và lượng giáng thủy thực phía dưới tán lá của chúng bao gồm lượng mưa xuyên qua được (T) và dòng chảy theo thân cây (S). Do đó: I = P – T – S (3.1) Do những khó khăn trong việc lắp đặt các thiết bị phía dưới tán lá của thực vật, nên phương pháp này được sử dụng nhiều đối với rừng hơn là những lớp phủ thấp hơn. Lượng mưa xuyên qua được có thể đo đạc được bằng việc sử dụng máy đo bằng phễu hoặc bằng rãnh được đặt bên dưới tán lá rừng và dòng chảy qua thân và cành cây có thể được thu thập bằng những máng nước gắn xung quanh chu vi của thân cây dẫn vào một cái bình chứa. Thế là đã có một số rắc rối có thể phát sinh: Người ta đã nhận thấy lượng mưa xuyên qua được phụ thuộc vào mức độ tán lá bao phủ và chỉ số diện tích lá (leaf area index – LAI) tức là diện tích bề mặt của lá cây (chỉ tính một mặt)/ diện tích tán cây nhô ra; cây cối là loại rụng lá hay không rụng lá; và sự bằng phẳng của bề mặt lá cây. Hình dạng của lá cây và sự định hướng có thể tập trung lượng mưa xuyên qua được vào những điểm chảy nhỏ giọt. Stemflow có thể bị chi phối bởi hướng của cành cây và độ gồ ghề của vỏ cây. Thông thường, giáng thủy tổng cộng được đo đạc ở những khu vực trống nhưng đôi khi điều này là không thể và có thể có những vấn đề do các ảnh hưởng của độ nhám khí động lực của lớp phủ thực vật ở phần thu nhận của vũ kế trên mực tán cây (xem mục 2.4.1). Thêm nữa có những khó khăn trong việc lấy mẫu bị chi phối bởi sự biến đổi rất lớn theo không gian của lượng mưa xuyên qua được và stemflow trong những khu rừng nhiệt đới (Jackson, 1975). Những nghiên cứu gần đây trong rừng rậm Amazon (Lloyd và Marques, 1988) đã khám phá tầm quan trọng của vấn đề lấy mẫu do sự tập trung cục bộ đáng kể của lượng nước xuyên qua tán lá trong những điểm chảy nhỏ giọt (Hình 3.2). Những đánh giá trước đây về tổn thất do chặn nước của các khu rừng nhiệt đới có thể gặp sai số do kết quả của việc không lấy đủ mẫu theo không gian (Bruijnzeel, 1990) bởi vì rất nhiều những nghiên cứu trước đã không hiểu đầy đủ những biến thiên rất lớn theo không gian của nước mưa xuyên qua tán lá 74 đòi hỏi phải có một số lượng lớn các máy đo được đặt tại những địa điểm ngẫu nhiên, được di chuyển thường xuyên để có được những đánh giá chính xác. Hình 3.2 So sánh lượng mưa xuyên qua thu được của một mạng lưới các vũ kế được thể hiện bằng phần trăm của lượng mưa tổng cộng cho (a) rừng mưa nhiệt đới, (b) rừng ôn đới (Lloyd và Marques, 1988). Dòng chảy theo thân cây có thể được đo đạc bằng những máng nước dẻo gắn xung quanh thân cây và dẫn nước vào một thiết bị chứa nước. Mặc dù có nhiều nghiên cứu trước đây bỏ qua dòng chảy theo thân cây nh
Tài liệu liên quan