Xem mẫu
- Chươn
g 4
Tính toán dòng chảy năm
thiết kế
Khái niệm về dòng chảy năm, dòng chảy chuẩn, dòng chảy năm
thiết kế. Các đặc trưng biểu thị
Phân phối dòng chảy năm, phân phối dòng chảy năm thiết kế
Xác định trị số và phân phối dòng chảy năm thiết kế trong
trường hợp:
Có nhiều tài liệu đo đạc thuỷ văn
Có ít tài liệu đo đạc thuỷ văn
Không có tài liệu đo đạc thuỷ văn
1. Dòng chảy năm
Dòng chảy năm là lượng dòng chảy sinh ra trên lưu vực và chảy
qua mặt cắt cửa ra lưu vực trong khoảng thời gian là một năm
cùng với sự thay đổi của nó trong khoảng thời gian đó.”
Các đặc trưng biểu thị dòng chảy năm
Lưu lượng bình quân năm Qn (m3/s)
Là trị số lưu lượng tính bình quân
cho thời đoạn một năm.
Tổng lượng dòng chảy năm Wn (m3):
Là lượng dòng chảy qua mặt cắt cửa ra của lưu
vực trong khoảng thời gian bằng một năm.
Wn= Qn. 31,5.106
2. Dòng chảy chuẩn
Dòng chảy chuẩn là trị số trung bình của đặc
trưng dòng chảy năm trong thời kỳ nhiều năm đã tiến tới ổn
- định, vớ i đ i u ki n cảnh quan địa l và đ i u ki n địa ch ấ t
ề ệ ý ề ệ
không thay đổ i
Các đặc trưng biểu thị
Lưu lượng dòng chảy chuẩn Q0 (m3/s):
Trong đó Qi là lưu lượng bình quân năm thứ i; n là
số năm quan trắc
Lượng dòng chảy chuẩn W0 (m3): W0= Q0. 31,5.106
Mô đun dòng chảy chuẩn M0(l/s.km2): M0=(Q0/F).103
Lớp dòng chảy chuẩn Y0 (mm): Y0=(W0/F).103
Hệ số dòng chảy chuẩn a0: a0 =Y0/X0
3. Dòng chảy năm thiết kế
Dòng chảy năm thiết kế là dòng chảy năm được
tính ứng với một tần suất thiết kế nào đó
các đặc trưng biểu thị
dòng chảy năm thiết kế
Lưu lượng dòng chảy năm thiết kế Qnp (m3/s)
Tổng lượng dòng chảy năm thiết kế Wnp (m3)
Mô đun dòng chảy năm thiết kế Mnp (l/s.km2)
Lớp dòng chảy năm thiết kế Ynp (mm)
Để xác định trị số dòng chảy năm thiết kế, có thể mô tả tổng
quát bằng công thức sau:
Qnp = Q0. Kp
Trong đó
Kp: biến suất dòng chảy năm thiết kế được xác định bằng
bảng tra trong quy phạm, phụ thuộc vào (P, Cv, Cs)
Qnp: lưu lượng dòng chảy năm thiết kế
- Q0: l ưu l ượng dòng chảy chuẩn
4. Phân phối dòng chảy năm
- Tr ong m năm t hường có hai t hời kỳ có chế độ dòng chảy
ột
khác bi ệt nhau:
a. t hời kỳ m l ũ
ùa
b. t hời kỳ m ki ệt
ùa
- Ở nước t a, m l ũ chỉ kéo dài t r ên dưới 5 t háng nhưng
ùa
l ượng dòng chảy t r ong t hời kỳ này chi ếm t ỉ t r ọng l ớn so với
l ượng dòng chảy t r ong năm ( 60- 80%)
- Ti êu chuẩn phân m dòng chảy:
ùa
Mùa l ũ l à m bao gồm những t háng l i ên t ục có l ượng
ùa
dòng chảy vượt 8. 3% l ượng dòng chảy năm với xác suất
xuất hi ện vượt 50%
Tháng l ũ: P( Qt háng i ≥ Qnăm ( t ương ứng) ) ≥ 50%
Mùa ki ệt bao gồm những t háng còn l ại
Năm t huỷ văn:
l à năm có t hời gi an bắt đầu l à đầu m l ũ và kết t húc
ùa
vào cuối m ki ệt .
ùa
Phân phối dòng chảy năm chí nh l à sự m t ả t hay đổi
ô l ượng
dòng chảy năm t heo t hời gi an t r ong m năm
ột .
Để m t ả phân phối dòng chảy năm có hai cách:
ô
Sử dụng quá t r ì nh l ưu l ượng ( hoặc t ổng l ượng dòng
chảy) với t hời đoạn t uần, t háng hoặc m ùa
Sử dụng đường duy t r ì l ưu l ượng bì nh quân ngày
CÂU HỎI
Câu 1:
Đường duy tr ì lưu lượng
- Đường duy tr ì lưu lượng là đường cong quan hệ giữa hai đại lượng Ti và
Qi. Trong đó, Qi là lưu lượng bình quân ngày tương ứng với cấp i nào
đó; Ti là thời gian duy tr ì một lưu lượng lớn hơn hoặc bằng giá trị Qi
của cấp đó.
Ti= T(QTQi)
Các bước thực hiện:
Thống kê lưu lượng bình quân ngày và tìm các giá trị Qmin, Qmax
Chọn các cấp lưu lượng trong khoảng từ Qmin đến Qmax
Đếm số ngày có lưu lượng lớn hơn hoặc bằng các giá trị của mỗi cấp lưu
lượng (Ti)
Tính tỉ lệ % của Ti so với tổng số ngày của chuỗi tài l iệu thống kê
CHƯƠN 5:
G
TÍ N TO
H ÁN D N CH
ÒG ẢY TH ẾT KẾ
I
1. Lũ và các đặc t rưng về l ũ
Các đặc trưng biểu thị
Lưu lượng đỉnh lũ Q (m /s): là giá trị lớn nhất của lưu lượng
3
max
trong một trận lũ.
Tổng lượng lũ W (m ): là tổng lượng dòng chảy trong một trận lũ
3
max
Đường quá tr ình lũ Q~t: là sự thay đổi của lưu lượng theo thời
gian của một trận lũ, bao gồm nhánh nước lên và nhánh nước xuống.
Tương ứng với quá tr ình thay đổi lưu lượng là quá tr ình thay đổi
mực nước trong sông H~t
CÔNG THỨC CĂN NGUYÊN DÒNG CHẢY:
A)Trường hợp 1: t < Tcn
V í dụ 1:
- Giả sử có một trận mưa với thờ i gian mưa hiệu quả là 5 giờ
với lượng mưa tương ứng là h1, h2, h3, h4, h5.
Tcn=5 (g iờ )
Giả sử lưu vực A được phân chia bởi các đường đẳng thờ i
thành các diện t í ch bộ phận f 1, f 2, f 3.
t = 3 (g iờ )
Như vậy t < Tcn
Xác định quá t rì nh l ưu
l ượng
Tại t hời đi ểm ban đầu, l ưu l ượng đo t ại t uyến cửa r a của
l ưu vực l à:
Q0 = 0
Sau 1h: Q1= h1f 1
Sau 2h: Q2= h1f 2 + h2f1
Sau 3h: Q3= h1f 3+h2f 2+h3f 1
Sau 4h: Q4= h2f 3 +h3f 2 +h4f 1
Sau 5h: Q5= h3f 3+ h4f 2+h5f 1
Sau 6h: Q6= h4f 3+h5f 2
Sau 7h: Q7= h5f 3
Sau 8h: Q8=0
B)Trường hợp 2: t = Tcn
Ví dụ 2:
Giả sử có một trận mưa với thời gian mưa hiệu quả là 3 giờ
với lượng mưa tương ứng là h1, h2, h3.
Tcn=3 (g iờ )
- Giả sử lưu vực A được phân chia bởi các đường đẳng thời
thành các diện tích bộ phận f 1, f 2, f 3.
t = 3 (giờ)
Như vậy t = Tcn
Xác định quá t rì nh l ưu l ượng
Tại thời điểm ban đầu, lưu lượng đo tại tuyến cửa ra của
lưu vực là:
Q =0
0
Sau 1h: Q = h1f 1
1
Sau 2h: Q = h1f 2 + h2f 1
2
Sau 3h: Q = h1f 3+hf 2+hf 1
3 2 3
Sau 4h: Q = h2f 3 +hf 2
4 3
Sau 5h: Q = h3f 3
5
Sau 6h: Q =0
6
C)Trường hợp 3: t > Tcn
Ví dụ 3:
Giả sử có một trận mưa với thời gian mưa hiệu quả là 2 giờ
với lượng mưa tương ứng là h1, h2, h3.
Tcn=2 (giờ)
Giả sử lưu vực A được phân chia bởi các đường đẳng thời
thành các diện tích bộ phận f 1, f 2, f 3.
t = 3 (giờ)
Như vậy t > Tcn
Xác định quá trình lưu
lượng
Tại thời điểm ban đầu, lưu lượng đo tại tuyến cửa ra của
lưu vực là:
- Q =0
0
Sau 1h: Q = h1f 1
1
Sau 2h: Q = h1f 2 + h2f 1
2
Sau 3h: Q = h1f 3+hf 2
3 2
Sau 4h: Q = h2f 3
4
Sau 5h: Q= 0
5
BÀI TOÁN TÍ N LŨ TH ẾT KẾ:
H I
Cho biết:
Tài l iệu khí tượng thủy văn
Tài l iệu địa hình địa chất
Tài l iệu dân sinh kinh tế
Tần suất thiết kế P
Yêu cầu tính toán dòng chảy lũ thiết kế:
Tính lưu lượng đỉnh lũ thiết kế Qmaxp
Tính tổng lượng lũ thiết kế Wmaxp
Xác định quá tr ình lũ thiết kế (Q~t) p
Phương pháp giải :
Phương pháp thống kê xác suất
Phương pháp công thức kinh nghiệm
Phương pháp lưu vực tương tự
Phương pháp mô hình toán
- Phương pháp t hu phóng cùng t ỷ số
Nếu thu phóng theo tỉ số KQ thì đảm bảo
đường quá tr ình lũ thiết kế có đỉnh lũ
bằng đỉnh lũ thiết kế
Nếu thu phóng theo tỉ số KW thì đảm bảo
đường quá tr ình lũ thiết kế có tổng
lượng lũ bằng tổng lượng lũ thiết kế
Nếu quan hệ tương quan giữa đỉnh lũ và
tổng lượng lũ là chặt chẽ thì KQ ≈ KW .
Khi đó sẽ đảm bảo cả đỉnh lũ và tổng
lượng lũ xấp xỉ đỉnh lũ thiết kế và tổng
lượng lũ thiết kế
nguon tai.lieu . vn