Bài giảng thủy văn_Chương 7-8

Chia sẻ: Trần Huyền My | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:21

Thêm vào BST

Báo xấu

306
lượt xem 110
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nhiệm vụ cơ bản của tính toán điều tiết dòng chảy là làm tăng lưu lượng mùa kiệt và giảm nhỏ lưu lượng mùa lũ. Trong phần tính toán điều tiết lũ chúng ta phân tích tìm hiểu một phần của nhiệm vụ đó.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng thủy văn_Chương 7-8

Træåìng ÂH Baïch Khoa - ÂN, Khoa XD - TLTÂ Baìi giaíng thuíy vàn II CHÆÅNG VII TÊNH TOAÏN ÂIÃÖU TIÃÚT LUÎ 7.1 ÂÀÛT VÁÚN ÂÃÖ. Nhiãûm vuû cå baín cuía tênh toaïn âiãöu tiãút doìng chaíy laì laìm tàng læu læåüng muìa kiãût vaì giaím nhoí læu læåüng muìa luî. Trong pháön tênh toaïn âiãöu tiãút luî chuïng ta phán têch tçm hiãøu mäüt pháön cuía nhiãûm vuû âoï. Muûc âêch cuía tênh toaïn âiãöu tiãút luî laì thäng qua tênh toaïn laìm thoía maîn caïc yãu cáöu phoìng luî âaî âãö ra, cuû thãø laì: - Tçm dung têch phoìng luî håüp lyï (Vpl). - Xaïc âënh læu læåüng xaî luî låïn nháút (qmax) an toaìn xuäúng haû læu. - Tênh kêch thæåïc cuía cäng trçnh xaî luî (kháøu âäü cäúng, chiãöu räüng âáûp traìn...). - Âënh ra phæång thæïc váûn haình kho næåïc. Viãûc tênh toaïn âiãöu tiãút luî dæûa trãn cå såí phán têch xaïc âënh mäüt säú tham säú âàûc træng nhæ: tiãu chuáøn phoìng luî, næåïc luî thiãút kãú, læu læåüng xaî luî an toaìn, mæûc næåïc haûn chãú åí haû læu v.v... 7.1.1. Phán têch mäüt säú tham säú âàûc træng. 1. Tiãu chuáøn phoìng luî vaì næåïc luî thiãút kãú. Tiãu chuáøn phoìng luî laì mæïc âäü phoìng luî cho mäüt vuìng naìo âoï, vê du: tiãu chuáøn phoìng luî cuía mäüt thë tráún laì 1% coï nghéa laì thë tráún âoï chäúng âæåüc nhæîng tráûn luî trung bçnh trong voìng 100 nàm xaíy ra mäüt láön. Khi choün tiãu chuáøn phoìng luî phaíi càn cæï vaìo mæïc âäü quan troüng cuía vuìng âæåüc phoìng luî vaì phán têch tçnh hçnh phaït triãøn cuía nãön kinh tãú quäúc dán mäüt caïch toaìn diãûn vãö moüi màût. Cáön phán biãût roî raìng tiãu chuáøn phoìng luî cho mäüt vuìng våïi tiãu chuáøn thiãút kãú phoìng luî cuía cäng trçnh thuíy cäng. Âäúi våïi cäng trçnh thuíy cäng nãúu bë phaï våî gáy nãn mäüt thiãût haûi låïn. Do váûy âãø âaím baío an toaìn cho mäüt säú cäng trçnh thuíy cäng quan troüng thæåìng coï tiãu chuáøn phoìng luî tæång âäúi cao (táön suáút thiãút kãú nhoí). Trong thæûc tãú âäúi våïi nhæîng cäng trçnh coï táön suáút thiãút kãú nhoí ngæåìi ta coìn duìng âãún táön suáút kiãøm tra âãø âãö phoìng nhæîng tráûn luî låïn báút thæåìng coï thãø xaíy ra phaï hoaûi cäng trçnh. Dæûa vaìo tiãu chuáøn phoìng luî cho haû læu, tiãu chuáøn thiãút cuía cäng trçnh âãø choün mæûc næåïc luî thiãút kãú tæì taìi liãûu thæûc âo. Tæì mæûc næåïc luî thiãút kãú quyãút âënh âãún quy mä kêch thæåïc cäng trçnh do váûy khi choün cáön chuï yï tháûn troüng. 2. Læu læåüng xaí luî an toaìn vaì mæûc næåïc luî khäúng chãú. Th.s, GVC Nguyãùn Baín Trang 32
Træåìng ÂH Baïch Khoa - ÂN, Khoa XD - TLTÂ Baìi giaíng thuíy vàn II Læu læåüng xaí luî an toaìn laì læu læåüng låïn nháút coï thãø chaíy qua loìng säng haû læu maì khäng gáy nãn ngáûp luût cho vuìng âæåüc phoìng luî. Khi choün læu læåüng naìy cáön càn cæï vaìo khaí nàng thoaït luî cuía doìng säng haû læu vaì qua tênh toaïn kinh tãú âãø xaïc âënh phæång aïn täúi æu. Våïi yãu cáöu phoìng luî âaî âënh, nãúu læu læåüng xaí luî an toaìn nhoí thç dung têch phoìng luî cuía kho næåïc låïn gáy nãn hiãûn tæåüng ngáûp luût åí thæåüng læu vaì väún âáöu tæ xáy dæûng cäng trçnh tàng lãn, nhæng màût khaïc chi phê cho väún âáöu tæ phoìng luî haû læu giaím xuäúng vaì hiãûu êch phoìng luî haû læu tàng lãn. Nãúu choün læu læåüng xaí luî låïn thç ngæåüc laûi. Âäúi våïi vuìng âæåüc phoìng luî ngæåìi ta coï thãø láúy mæûc næåïc khäúng chãú thay cho læu læåüng xaí luî an toaìn âãø thãø hiãûn tiãu chuáøn phoìng luî seî tiãûn låüi hån. Thæåìng âäúi våïi tæìng âoaûn säng thç quan hãû mæûc næåïc vaì læu læåüng khaï chàût cheî, æïng våïi mäüt mæûc næåïc khäúng chãú seî xaïc âënh âæåüc mäüt læu læåüng xaí luî thêch håüp. 7.1.2 Váún âãö cå baín vaì taìi liãûu cáön thiãút khi tênh toaïn âiãöu tiãút luî. 1.Caïc váún âãö cå baín cáön giaíi quyãút khi tênh toaïn âiãöu tiãút luî cho kho næåïc. Khi bàõt tay vaìo tênh toaïn âiãöu tiãút luî cáön giaíi quyãút hai váún âãö låïn nhæ sau: a) Khi kho næåïc khäng coï nhiãûm vuû phoìng luî cho vuìng haû læu. Trong træåìng håüp naìy laìm thãú naìo âãø âaím baío an toaìn cho cäng trçnh thuíy cäng laì chuí yãúu, do vuìng haû læu khäng coï yãu cáöu phoìng luî. Dæûa vaìo mæïc âäü quan troüng cuía cäng trçnh âënh ra cáúp cäng trçnh, tæì âoï xaïc dënh ra tiãu chuáøn thiãút kãú. b) Khi kho næåïc coï nhiãûm vuû phoìng luî cho vuìng haû læu. Trong træåìng håüp naìy tênh toaïn âiãöu tiãút luî laìm thãú naìo âãø âaím baío an toaìn cho cäng trçnh thuíy cäng væìa âaím baío an toaìn phoìng luî cho vuìng haû læu. Âáy laì mäüt baìi toaïn so saïnh maì dæûa vaìo hai tiãu chuáøn phoìng luî (cho cäng trçnh vaì cho haû læu), âãø choün ra tiãu chuáøn thiãút kãú thoîa âaïng caí hai váún âãö. Vê duû: Nãúu tiãu chuáøn phoìng luî vuìng haû læu > tiãu chuáøn an toaìn cho cäng trçnh thuíy cäng thç láúy tiãu chuáøn phoìng luî cho vuìng haû læu laìm tiãu chuáøn thiãút kãú. Ngæåüc laûi tiãu chuáøn phoìng luî vuìng haû læu < tiãu chuáøn an toaìn cho cäng trçnh thuíy cäng thç láúy tiãu chuáøn an toaìn cho cäng trçnh thuíy cäng laìm tiãu chuáøn thiãút kãú. Âäúi våïi caí hai træåìng håüp trãn khi xaïc âënh âæåüc tiãu chuáøn thiãút kãú tiãún haình tênh toaïn âiãöu tiãút våïi luî thiãút kãú vaì luî kiãøm tra so saïnh våïi caïc phæång aïn kinh tãú choün ra kêch thæåïc cuía cäng trçnh xaí luî, dung têch phoìng luî, phæång aïn váûn haình... håüp lyï nháút. 2. Caïc taìi liãûu cáön thiãút cho tênh toaïn âiãöu tiãút luî. Âãø coï cå såí cho tênh toaïn âiãöu tiãút luî cho kho næåïc chuïng ta cáön xaïc âënh âæåüc 3 taìi liãûu cáön thiãút nhæ sau: Th.s, GVC Nguyãùn Baín Trang 33
Træåìng ÂH Baïch Khoa - ÂN, Khoa XD - TLTÂ Baìi giaíng thuíy vàn II a) Xáy dæûng âæåìng quan hãû mæc næåïc trong kho (H) vaì læu læåüng xaí luî (qxaí). Âæåìng quan hãû naìy coï liãûn hãû chàût cheî våïi hçnh daûng häö, kêch thæåïc vaì phæång thæïc laìm viãûc cuía cäng trçnh xaí luî. Nãúu cäng trçnh xaí luî laì loaûi âáûp traìn chaíy tæû do thç: q xa = m1 B 2 g h 3 / 2 (7-1) Trong âoï: m1: hãû säú læu læåüng chaíy qua âáûp traìn. B: chiãöu räüng âáûp traìn (m). h: cäüt næåïc trãn âáûp traìn chaíy tæû do (m). Khi cäng trçnh xaí luî laì loaûi cäúng ngáöm thi: : q xa = m2ω 2 gh (7-2) Trong âoï: m2: hãû säú læu læåüng chaíy qua cäúng ngáöm. ω: diãûn têch màût càõt ngang cuía cäúng ngáöm (m2). h: cäüt næåïc kãø tæì mæûc næåïc thæåüng læu âãún trung tám cäúng ngáöm (m). b) Caïc âæåìng âàûc tênh cuía kho næåïc. Dæûa vaìo taìi liãûu âo veî bçnh âäö loìng häö âãún tuyãún cäng trçnh chuïng ta cáön xáy dæûng âæåüc caïc âæåìng âàûc tênh nhæ sau: - Âæåìng quan hãû giæîa cao trçnh âènh âáûp (Z) vaì diãûn têch màût häö (F). - Âæåìng quan hãû giæîa cao trçnh âènh âáûp (Z) vaì dung têch häö (V). c) Âæåìng quaï trçnh næåïc luî thiãút kãú. Sau khi so saïnh vaì choün læûa phæång aïn täúi æu cuía cáúp cäng trçnh chuïng ta xaïc âënh âæåüc táön suáút luî thiãút kãú. Tæì liãût taìi liãûu thæûc âo choün âæåìng quaï trçnh luî âiãøn hçnh vaì thu phoïng âæåìng quaï trçnh luî âoï tråí thaình âæåìng quaï trçnh luî thiãút kãú. 7-2 PHÆÅNG PHAÏP TÊNH TOAÏN ÂIÃÖU TIÃÚT LUÎ. 7.2.1. Nguyãn lyï cå baín cuía tênh toaïn âiãöu tiãút luî. Doìng chaíy luî laì doìng chaíy khäng äøn âënh, trong tênh toaïn ngæåìi ta dæûa vaìo hãû phæång trçnh cå baín nhæ sau: ∂Q ∂ω + =0 (7-3a) ∂s ∂t ∂Z ∂h 1 ∂v v ∂v v v =i− = + + (7-3b) ∂s ∂s g ∂t g ∂s C 2 R Giaíi hãû phæång trçnh trãn ráút phæïc taûp âãø âån giaín hoïa trong tênh toaïn âiãöu tiãút luî ngæåìi ta âæa ra mäüt säú giaí thiãút sau: Sau khi næåïc luî chaíy vaìo kho vç diãûn têch Th.s, GVC Nguyãùn Baín Trang 34
Træåìng ÂH Baïch Khoa - ÂN, Khoa XD - TLTÂ Baìi giaíng thuíy vàn II màût kho quaï räüng vaì mæûc kho sáu, âäü däúc âæåìng màût næåïc ráút nhoí (v = 0) xem nhæ màût næåïc trong kho nàòm ngang cho nãn hãû phæång trçnh (7-3) coï daûng: ∂Q ∂ω − = (7-4) ∂s ∂t ÆÏng duûng trong tênh toaïn âiãöu tiãút luî cho kho næåïc, tæì cäng thæïc (7-4) cuía doìng khäng äøn âënh viãút laûi dæåïi daûng cán bàòng næåïc nhæ sau: (Q - q)dt = Fdh (7-5) Trong âoï: Q: læu læåüng næåïc chaíy vaìo kho. q: læu læåüng næåïc tæì kho chaíy ra. F: diãûn têch màût næåïc trong kho. h: cäüt næåïc trong kho tênh theo (7-1) vaì (7-2). dh dh h h Hçnh 7-1 Tæì (7-5) biãún âäøi ta coï: dh Q−q = F (7-6) dt Tæì (7-5) biãún âäøi ta coï: dh Q−q = F (7-6) dt Viãút laûi cäng thæïc trãn dæåïi daûng gáön âuïng nhæ sau: nãúu xeït trong thåìi âoaûn tênh toaïn ∆t láúy pháön dung têch kho ∆V thay cho Fdh, coìn Q vaì q láúy giaï trë trung bçnh trong thåìi âoaûn. Cäng thæïc (7-6) viãút laûi nhæ sau: Q1 + Q2 q + q2 ∆t − 1 ∆t = V2 − V1 = ∆V (7-7) 2 2 Tæì (7-7) ta tháúy q = f(h) vaì V = f(H), cho nãn V = f(q) (vç khi cao trçnh xaî luî âaî âënh thç mæûc næåïc trong kho h vaì H chè khaïc nhau mäüt hàòng säú). Vç thãú ta viãút: q = f(v) (7-8) Váûy cäng thæïc (7-7) vaì (7-8) laì hai cäng thæïc cå baín duìng âãø tênh toaïn âiãöu tiãút luî. Th.s, GVC Nguyãùn Baín Trang 35
Træåìng ÂH Baïch Khoa - ÂN, Khoa XD - TLTÂ Baìi giaíng thuíy vàn II 7.2.2 Phán têch âæåìng quaï trçnh xaí luî cuía kho næåïc. Khi tênh toaïn âiãöu tiãút luî váún âãö chuí yãúu laì chuïng ta âaî biãút âæåìng quaï trçnh luî âãún (Q∼t)maxp, tiãún haìnïh tênh toaïn læåüng næåïc chæïa vaìo kho håüp lyï (vãö màût phoìng luî maì noïi thç læåüng næåïc âoï laì dung têch phoìng luî Vpl), vaì âæåìng quaï trçnh xaí luî an toaìn xuäúng haû læu (q∼t)maxp håüp lyï. Khi âæåìng (Q∼t)maxp coï sàón, nãúu thay Q p âäøi âæåìng quaï trçnh xaí luî (q∼t)maxp thç dung Q∼t têch phoìng luî Vpl cuîng thay âäøi theo. Do âoï phán têch âæåìng quaï trçnh xaí luî laì mäüt Vm q∼t váún âãö quan troüng trong tênh toaïn âiãöu tiãút luî. qm Sau âáy chuïng ta xem xeït mäüt säú daûng âæåìng quaï trçnh xaí luî âàûc træng O tm t thæåìng gàûp trong kho næåïc âäúi våïi cäng trçnh xaí luî khäng coï cæía vaì coï cæía Hçnh 7-2 âoïng måí. 1. Daûng âæåìng quaï trçnh xaí luî thæåìng gàûp. dh Tæì cäng thæïc (7-6), ta tháúy h vaì q laì mäüt haìm cuía t nãn ta coï thãø viãút: dt dh dh dq = . thay vaìo cäng thæïc (7-6) ta coï: dt dq dt dh dq F . =Q−q (7-9) dq dt a) Nãúu cäng trçnh xaí luî laì loaûi âáûp traìn. Tæì cäng thæïc xaí luî qua âáûp traìn (7-1) ta coï: dh K 1 = (7-10) dq 3 q 2 1 Trong âoï: K1 = (7-11) 3 (m1b) 2 / 3 dq (Q − q )3 q Thay (7-10), (7-11) vaìo (7-9) ta âæåüc: = (7-12) dt K 1. F Tæì (7-12) vaì xem hçnh (7-2) ta tháúy: Taûi thåìi âiãøm (t = 0) khi næåïc luî bàõt âáöu âãúnï mæûc næåïc trong kho chæa thay âäøi do âoïï cäng trçnh xaí luî khäng hoaût âäüng tæïc dq laì q = 0, suy ra = 0 , âæåìng quaï trçnh xaí luî (q∼t)maxp nháûn truûc hoaình laìm tiãúp dt tuyãún. Sau thåìi âiãøm (t > 0) læu læåüng luî âãún (q > 0) vaì (h > 0) nhæ váûy luî måïi âãún Th.s, GVC Nguyãùn Baín Trang 36
Træåìng ÂH Baïch Khoa - ÂN, Khoa XD - TLTÂ Baìi giaíng thuíy vàn II dq dh q vaì h tàng theo thåìi gian, nãn: > 0 vaì > 0 do váûy âæåìng quaï trçnh xaí luî dt dt âi lãn åí goïc pháön tæ thæï nháút. Nhæng trong khoaíng thåìi gian naìy læu læåüng luî âãún Q > q nãn âæåìng quaï trçnh luî âãún (Q ∼ t)maxp nàòm åí phêa trãn âæåìng quaï trçnh xaî luî ( q ∼ t)maxp. (xem hçnh 7-2). Sau khi næåïc luî âaût âãún giaï trë Qmax thç âæåìng quaï trçnh (Q ∼ t)maxp âi xuäúng song âæåìng quaï trçnh xaí luî váùn âi lãn do cäüt næåïc trong kho cao. Âãún mäüt luïc naìo âoï thç âæåìng quaï trçnh luî âãún vaì âæåìng quaï trçnh xaí luî seî càõt nhau taûi thåìi âiãøm tm dq tæïc laì: Q = q, suy ra: = 0 taûi âoï dæåìng quaï trçnh xaí luî âaût giaï trë qmax (xem cäng dt thæïc 7-12). Qua thåìi âiãøm tm thç Q váùn tiãúp tuûc giaím vaì q giaím nhæng Q < q âãø xaí dh dq hãút læåüng næåïc chæïa trong pháön dung têch phoìng luî luïc âoï: < 0, < 0 . Tæì cäng dt dt thæïc (7-6) ta coï thãø viãút: tm hm ∫ (Q − q)dt = ∫ Fdh = V pl 0 0 (7-13) b) Nãúu cäng trçnh xaí luî laì loaûi läù. Qp Tæì cäng thæïc (7-2) xaïc âënh: dh Q∼t = K2q (7-14) dq Vm q∼ t 2 B Trong âoï: K2 = qmax ( m 2ω ) 2 O tB tB t Tæì cäng thæïc (7-9) ta xaïc âënh: dq Q−q Hçnh 7-3 = (7-15) dt F .K 2 .q Taûi thåìi âiãøm t = 0 thç Q = 0, nhæng læu læåüng xaí luî q > 0 nhåì cäüt næåïc coï sàón dq trong kho nãn qua thåìi âiãøm t ≠ 0 trong khoaíng thåìi gian q > Q, suy ra:
Træåìng ÂH Baïch Khoa - ÂN, Khoa XD - TLTÂ Baìi giaíng thuíy vàn II Hinh (7-4a): khi luî bàõt âáöu âãún thåìi âiãøm t1 do læu læåüng Q coìn nhoí måí cæía cäúng âiãöu chènh cho Q = q. Qua t1 duì âaî måí hãút cæía song Q > q daûng âæåìng quaï trçnh xaí luî (q∼t) giäúng nhæ trong træåìng håüp khäng coï cæía âoïng måí. Q q Q q (Q∼t) (Q∼t) (a) (b) Vm (q∼t) Vm (q∼t) qm qm O O t1 t2 t1 t2 t3 Q q Q q (Q∼t) (Q∼t) (c) (d) (q∼t) Vm Vm (q∼t) qm qm O O t1 t2 t3 t1 t2 Hçnh 7-4 Hçnh (7-4b): tæì thåìi âiãøm t0 âãún træåïc thåìi âiãøm t2 âæåìng quaï trçnh xaí luî giäúng nhæ hçnh (7-4a). Taûi t2 tråí âi nãúu måí hãút cæía cäúng thç læu læåüng xaí luî seî væåüt quaï qmax an toaìn cho vuìng haû læu phoìng luî. Do váûy âiãìu chènh kháøu âäü cäïng âãø laìm sao qmax = const. Hçnh (7-4c): Træåìng håüp naìy coï xeït âãún yãu cáöu âiãöu tiãút bäø sung cho vuìng haû læu âæåüc phoìng luî. Vuìng phoìng luî nàòm caïch khaï xa kho næåïc, khi næåïc luî åí vuìng khu giæîa tæång âäúi låïn thç kho næåïc coï nhiãûm vuû giaím båït læu læåüng xaí luî (âoïng båït cäúng tæì t2 tråí âi). Læu læåüng xaí åí kho giaím bao nhiãu phaíi càn cæï nhæ sau: täøng læu læåüng xaí luî vaì luî bäø sung cuía vuìng giæîa khäng âæåüc låïn hån læu læåüng xaí luî an toaìn. Hçnh (7-4d): trong træåìng håüp naìy coï xeït âãún dæû baïo luî. Nãúu trçnh âäü dæû baïo chênh xaïc thç sau khi coï dæû baïo næåïc luî, låüi duûng cäüt næåïc coï sàón trong kho thaïo træåïc qua cäng trçnh xaí luî. Pháön dung têch xaí træåïc naìy coìn goüi laì pháön dung têch kho låüi duûng kãút håüp tæïc laì væìa phoìng luî væìa cáúp næåïc. Th.s, GVC Nguyãùn Baín Trang 38
Træåìng ÂH Baïch Khoa - ÂN, Khoa XD - TLTÂ Baìi giaíng thuíy vàn II 7.2.3 Phæång phaïp tênh toaïn âiãöu tiãút luî. Nhiãûm vuû cuû thãø cuía tênh toaïn âiãöu tiãút luî laì càn cæï vaìo âæåìng quaï trçnh luî thiãút kãú vaì luî kiãøm tra âãø xaïc âënh âæåìng quaï trçnh læu læåüng xaí luî (q∼t), kêch thæåïc cuía caïc cäng trçnh xaí luî, tçm dung têch phoìng luî cuía kho vaì mäüt säú váún âãöì khaïc. Caïc phæång phaïp tênh toaïn thæåìng chia ra laìm hai træåìng håüp: læu læåüng xaí luî cäú âënh vaì læu læåüng xaí luî thay âäøi. Trong pháön sau chè chuï troüng trçnh baìy træåìng håüp læu læåüng xaí luî thay âäøi. Trong tênh toaïn âiãöu tiãút luî ngæåìi ta thæåìng sæí duûng phæång phaïp tênh toaïn sau: - Phæång phaïp láûp baíng. - Phæång phaïp baïn âäö giaíi. - Phæång phaïp âäö giaíi. Sau âáy laì mäüt säú phæång phaïp âæåüc sæí duûng trong thæûc tãú. 1. Phæång phaïp baïn âäö giaíi Pätapäúp. Cå såí cuía phæång phaïp dæûa phæång trçnh cán bàòng næåïc viãút dæåïi daûng: Q1 + Q2 q + q2 ∆t − 1 ∆t = V2 − V1 (7-16) 2 2 Trong âoï caïc âaûi læåüng âaî biãút laì Q1, Q2 læu læåüng luî âãún chaíy vaìo kho âáöu vaì cuäúi thåìi âoüan, q1, V1 læu læåüng xaí luî vaì chæïa luî âáöu thåìi âoaûn tênh toaïn. Caïc âaûi læåüng chæa biãút cáön xaïc âënh laì q2,V2 læu læåüng xaí vaì chæïa luî cuäúi thåìi âoaûn tênh toaïn. Âãø xaïc âënh q2, V2 ta biãún âäøi nhæ sau: Q1 + Q2 V1 q1 V2 q 2 + − = + (7-17) 2 ∆t 2 ∆t 2 V q Ta biãút: q = f(h), V = f(h) do âoï: q= f( ± ) (7-18) ∆t 2 Tæì (7-17) ta coï thãø viãút: Q + f (q1 ) = f (q 2 ) (7-19) V q1 V q2 Trong âoï : Q = Q1 + Q2 , f (q1 ) = − vaì f (q 2 ) = + . ∆t 2 ∆t 2 Theo cäng thæïc (7-19) trong báút cæï thåìi âoaûn tênh toaïn naìo ta biãút âæåüc Q , f(q1) thç xaïc âënh âæåüc f(q2). Nãúu xáy dæûng âæåüc âæåìng quan hãû giæîa q vaì f(q) tra trãn âæåìng quan hãû âoï ta seî xaïc âënh âæåüc q2. Láúy giaï trë q2 thay cho giaï trë q1... dæûa vaìo âoï chuïng ta seî xaïc âënh âæåüc âæåìng quaï trçnh xaí luî (q∼t). Âãø veî biãøu âäö phuû tråü cho tçnh toaïn ta láûp baíng tênh nhæ sau: Th.s, GVC Nguyãùn Baín Trang 39
Træåìng ÂH Baïch Khoa - ÂN, Khoa XD - TLTÂ Baìi giaíng thuíy vàn II Baíng 7-1: Baíng tênh bäø tråü cho phæång phaïp Pätapäúp. V q V q V q Z h q Vk V − + ∆t 2 ∆t 2 ∆t 2 (m) (m) (m3/s) (106m3) (106m3) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) Giaíi thêch caïc cäüt trong baíng (7-1) nhæ sau: - Cäüt (1) cao trçnh mæïc næåïc trong kho âæåüc giaí âënh: Âäúi våïi træåìng håüp cäng trçnh xaí luî laì loaûi cäúng ngáöm thç Z giaí âënh > Z trung tám cäúng ngáöm. Âäúi våïi træåìng håüp cäng trçnh xaí luî laì loaûi âáûp traìn thç Z giaí âënh > Z ngæåîng traìn. - Cäüt (2) giaï trë cäüt næåïc h(m) = Z(giaí âënh) - Z (trung tám cäúng ngáöm, hoàûc Z ngæåîng traìn). - Cäüt (3) læu læåüng xaí luî q(m3/s) dæûa vaìo cäüt (2) tênh theo cäng thæïc(7-1) hoàûc(7-2). - Cäüt (4) Vk(m3) täøng dung têch kho æïng våïi mæûc næåïc trong kho. - Cäüt (5) V(m3) pháön dung têch kho âæåüc kãø tæì trung tám cäúng ngáöm (ngæåîng traìn) âãún mæûc næåïc trong kho tæång æïng. - Cäüt (6), (7), (8), (9) dæûa vaìo kãút quaí cuía cäüt (3) vaì (5) âãø tênh toaïn. Láúy cäüt (3) laìm tung âäü vaì cäüt (8), (9) laìm hoaình âäü xáy dæûng quan hãû bäø tråü xaïc âënh giaï trë q2 vaì V2 cáön tçm (xem hçnh 7-5). q Q(m3/s) f(q1)∼t (Q∼t)maxp f(q2)∼t (q∼t) E D q2 C B A q1 Q1 V q f( ± ) t ∆t 2 f(q2) f(q1) O ∆t Hçnh 7-5: Âiãöu tiãút luî theo phæång phaïp Pätapäúp. Th.s, GVC Nguyãùn Baín Trang 40
Træåìng ÂH Baïch Khoa - ÂN, Khoa XD - TLTÂ Baìi giaíng thuíy vàn II Caïch xaïc âënh q2, V2 nhæ sau: Giaí sæí âaî biãút q1 âáöu thåìi âoaûn (trãn hçnh 7-5 biãøu thë âoaûn q1= OA), qua A ta veî âæåìng nàòm ngang naìy càõt f(q1) taûi B keïo daìi âæåìng naìy mäüt âoaûn BC = Q .Taûi âiãøm C keí truûc thàóng âæïng // truûc Oq gàûp âæåìng f(q2) taûi âiãøm D nhæ váûy tung âäü cuía âiãøm D chênh laì giaï trë q2 cáön tçm (thãø hiãûn laì âoaûn EO trãn hçnh veî). Sau âoï láúy q2 laìm q1 cuía thåìi âoaûn 2 tiãúp tuûc tênh toaïn chuïng ta seî xaïc âënh âæåüc âæåìng quaï trçnh xaí luî (q∼t). Nháûn xeït: Phæång phaïp naìy âæåüc aïp duûng trong træåìng håüp tênh toaïn âiãöu tiãút luî coï âáöy âuí taìi liãûu thuíy vàn. Trong quaï trçnh tênh toaïn våïi ∆t = const, choün ∆t coï aính hæåíng âãún kãút quaí, do âoï choün ∆t theo nguyãn tàõc âæåìng quaï trçnh luî âãún trong thåìi âoaûn tênh toaïn laì âæåìng thàóng, song khäng nãn choün ∆t quaï nhoí tàng khäúi læåüng tênh toaïn laìm sai säú tàng lãn. Ngoaìi ra phæång phaïp naìy tênh toaïn våïi giaí thiãút laì âæåìng màût næåïc nàòm ngang nãn chè tênh cho nhæîng häö räüng. 2. Phæång phaïp âäö giaíi Kätrãrin. Âáy laì phæång phaïp thæåìng âæåüc aïp duûng tênh toaïn âiãöu tiãút luî trong træåìng håüp khäng coï taìi liãûu thuíy vàn, do âoï giaí thiãút âæåìng quaï trçnh luî âãún (Q∼t) vaì âæåìng quaï trçnh xaí luî (q∼t) laì nhæîng âæåìng thàóng. Phæång phaïp âæåüc aïp duûng trong tênh toaïn thiãút kãú så bäü phaíi so saïnh nhiãöu phæång aïn khaïc nhau. Qua tênh toaïn thæûc tãú duìng phæång phaïp naìy tênh toaïn âiãöu tiãút luî âãø tçm dung têch phoìng luî (Vpl) hoàûc læu læåüng xaí luî thiãút kãú (qmaxp) cho kãút quaí sai säú khäng låïn làõm. Sau âáy xin giåïi thiãûu mäüt säú træåìng håüp tênh toaïn thæåìng gàûp nhæ sau: a) Træåïc khi luî âãún, mæûc næåïc trong kho âaî chæïa âãún mæûc næåïc dáng bçnh thæåìng. Baìi toaïn naìy thæåìng gàûp khi cäng trçnh xaí luî khäng coï cæía âoïng måí (Vê duû: loaûi âáûp traìn chaíy tæû do), âæåüc chia ra laìm hai træåìng håüp tênh toaïn nhæ sau: + Træåìng håüp âæåìng quaï trçnh næåïc luî laì daûng tam giaïc (xem hçnh 7-6a). - Âaî biãút træåïc qmaxp cáön xaïc âënh Vpl. 1 1 1 qmax p V pl = Qmax pT − qmax pT = Qmax pT (1 − ) (7-20) 2 2 2 Qmax p Trong âoï: T laì thåìi gian tráûn luî, 1 Q max p T laì täøng læåüng luî vaì kyï hiãûu: W. 2 q max p Ta viãút laûi (7-20) nhæ sau: V pl = W (1 − ) (7-21) Q max p Th.s, GVC Nguyãùn Baín Trang 41
Træåìng ÂH Baïch Khoa - ÂN, Khoa XD - TLTÂ Baìi giaíng thuíy vàn II - Nãúu âaî biãút Vpl cáön xaïc âënh qmaxp. V pl q max p = Q max p (1 − ) (7-22) W + Træåìng håüp âæåìng quaï trçnh næåïc luî laì daûng hçnh thang (xem hçnh 7-6b). - Âaî biãút træåïc qmaxp cáön xaïc âënh Vpl.. 1 1 1 ⎡ T q max p ⎤ V pl = Q max p (t + T ) − q max p T = Q max p (t + T ) ⎢1 − . ⎥ (7-23) 2 2 2 ⎢ t + T Q max p ⎥ ⎣ ⎦ Trong âoï: t laì thåìi gian âènh luî keïo daìi, T q max p Âàût =η . Viãút laûi (7-23) nhæ sau: V pl = W (1 − η ) (7-24) t +T Qmax p - Nãúu âaî biãút Vpl, cáön xaïc âënh qmaxp. Q max p V pl q max p = (1 − ) (7-25) η W t (a) (b) Vm Vm qm qm T T Hçnh 7-6 Tênh Vpl vaì qmaxp theo phæång phaïp Kätrãrin. Træåïc khi luî âãún, mæûc næåïc trong kho åí dæåïi mæûc næåïc dáng bçnh thæåìng. Âáy laì træåìng håüp cäng trçnh xaí luî coï cæía âoïng måí vaì kãút håüp chàût cheí våïi cäng taïc dæû baïo thuíy vàn chênh xaïc âãø chuí âäüng xaí træåïc mäüt læåüng næåïc chæïa sàón trong kho, âaím baío an toaìn cho kho næåïc khi coï luî thiãút kãú vãö. Âãø tênh toaïn chuïng ta cuîng chia ra laìm hai træåìng håüp nhæ sau: + Træåìng håüp âæåìng quaï trçnh næåïc luî âãún laì daûng tam giaïc (Hçnh 7-7a). - Âaî biãút qmax cáön xaïc âënh Vpl: 1 1 1 qmaxp T −t ' Vpl = QmaxpT − qmaxp (T −t ' ) −Vdb = QmaxpT(1− . ) −Vdb (7-26) 2 2 2 Qmaxp T Th.s, GVC Nguyãùn Baín Trang 42
Træåìng ÂH Baïch Khoa - ÂN, Khoa XD - TLTÂ Baìi giaíng thuíy vàn II Trong âoï: Vdb laì pháön dung têch dæû âënh thaïo træåïc dæûa vaìo cäng taïc dæû baïo, t’ laì thåìi gian tæì luïc mæûc næåïc coìn tháúp âãún luïc mæûc næåïc trong kho bàòng mæûc næåïc dáng bçnh thæåìng. 1 T − t' Nãúu thay Qmax p T laì täøng læåüng luî kyï hiãûu laì W vaì âàût: =α 2 T q max p Ta coï: V pl = W (1 − α ) − Vdb (7-27) Qmax p - Âaî biãút Vpl cáön xaïc âënh qmaxp Qmax p V pl + Vdb q max p = (1 − ) (7-28) α W + Træåìng håüp âæåìng quaï trçnh luî âãún laì daûng hçnh thang (Hçnh 7-7b). - Âaî biãút qmaxp cáön xaïc âënh Vpl. 1 1 V pl = Qmax p (T + t ) − q max p (T − t ' ) − Vdb 2 2 1 q max p T − t ' hay: V pl = Qmax p (T + t )[1 − . ] − Vdb (7-29) 2 Qmax p T + t 1 T − t' Nãúu thay: Qmax p (T + t ) = W vaì =β. 2 T +t q max p Ta coï: V pl = W (T + t )[1 − β ] − Vdb (7-30) Qmax p - Nãúu âaî biãút Vpl cáön xaïc âënh qmaxp: Qmax p V pl + Vdb q max p = (1 − ) (7-31) β W (a) (b) t Vm Vm Vd Vd qm qm t' T-t’ t' T-t’ Hçnh 7-7 Th.s, GVC Nguyãùn Baín Trang 43
Træåìng ÂH Baïch Khoa - ÂN, Khoa XD - TLTÂ Baìi giaíng thuíy vàn II 7.3 TÊNH TOAÏN KHO NÆÅÏC PHOÌNG LUÎ. Tênh toaïn kho næåïc phoìng luî nhàòm muûc âêch xaïc âënh dung têch phoìng luî vaì kêch thæåïc cäng trçnh xaí luî cho kho næåïc, âáöu tiãn cáön chuï yï hai âiãøm cå baín sau: 1. Âäúi våïi nhiãûm vuû phoìng luî, ngoaìi viãûc xaí luî âãø âaím baío an toaìn cho cäng trçnh thuíy cäng cuía kho cáön chuï yï âãún yãu cáöu phoìng luî vuìng thæåüng haû læu kho næåïc. 2. Tæì âàûc tênh cuía cäng trçnh xaí luî, ngæåìi ta coï thãø duìng loaûi âáûp traìn chaíy tæû do hoàûc cäng trçnh xaí luî coï cæía âoïng måí âãø khäúng chãú næåïc luî. Våïi nhiãûm vuû vaì âàûc tênh cuía cäng trçnh xaî luî khaïc nhau nhæ váûy nãn trong tênh toaïn tuìy theo tæìng træåìng håüp riãng âãø aïp duûng phæång thæïc tênh toaïn cho håüp lyï. Näüi dung tênh toaïn kho næåïc phoìng luî chuí yãúu bao gäöm máúy váún âãö sau âáy: a) Choün hçnh daûng vaì kêch thæåïc cuía cäng trçnh xaí luî bao gäöm: Nãúu cäng trçnh xaí luî laì âáûp traìn cáön choün cao trçnh âènh âáûp traìn, chiãöu räüng traìn, khi cäng trçnh xaí luî coï cæía âoïng måí cáön phaíi choün caí cao trçnh coï cæía âoïng måí vaì kêch thæåïc, hçnh daûng cäng trçnh xaí luî. b) Xaïc âënh caïc dung têch vaì mæûc næåïc âàûc træng cuía kho næåïc bao gäöm: dung têch phoìng luî thiãút kãú (Vm), dung têch phoìng luî kiãøm tra (Vkt) vaì caïc mæûc næåïc tæång æïng. Ngoaìi ra cáön xaïc âënh thãm pháön dung têch kãút håüp (Vkh) vaì mæûc næåïc træåïc luî (Htl). c) Xaïc âënh phæång thæïc âiãöu tiãút luî. 7.3.1 Tênh toaïn kho næåïc phoìng luî khi khäng coï cæía âoïng måí. Âàûc âiãøm cuía loaûi cäng trçnh naìy: Htl = Hbt, trong træåìng håüp naìy kho næåïc khäng thãø duìng kãút håüp giæîa phoìng luî vaì gáy låüi. Trong tênh toaïn chia máúy træåìng håüp sau: 1. Nãúu Hbt vaì Hm âaî âënh coï nghéa Vm âaî âënh tênh âæåüc qm vaì chiãöu räüng âáûp traìn B. 2. Nãúu Hbt âaî âënh chuïng ta dæûa vaìo taìi liãûu âëa hçnh, âëa cháút choün B traìn håüp lyï sau âoï tênh âæåüc qm vaì Vm. Nãúu trong træåìng håüp kho næåïc coï nhiãûm vuû phoìng luî cho vuìng haû læu tæïc laì qm âaî âënh tênh ra Vm vaì B (xem quan hãû hçnh 7-8). Th.s, GVC Nguyãùn Baín Trang 44
Træåìng ÂH Baïch Khoa - ÂN, Khoa XD - TLTÂ Baìi giaíng thuíy vàn II Q q B B∼qm B∼Vm B Vm qm O Vm Vm t qm O qm Hçnh 7-8 3/ Nãúu Hbt chæa âënh thäng qua tênh toaïn choün Hbt vaì B täúi æu.Khi Hbt chæa âënh ta giaí thiãút 1 trë säú Hbt æïng våïi H’m âaî âënh, xaïc âënh âæåüc Vm vaì Vh. Tiãún haình tênh toaïn âiãöu tiãút tçm ra B vaì qm æïng våïi Hbt. So saïnh kãút quaí caïc phæång aïn (mäùi Hbt laì 1 phæång aïn) phán têch choün Hbt, B vaì qm thêch håüp nháút. 7.3.2 Tênh toaïn kho næåïc phoìng luî khi coï cæía âoïng måí. Âàûc âiãøm cuía loaûi kho næåïc naìy khi coï âiãöu kiãûn dæû baïo, âiãöu tiãút luî bäø sung...Våïi muûc âêch nhàòm phoìng luî vaì gáy låüi ( tæïc laì kãút håüp giæîa Vm vaì Vhd). Näüi dung tênh toaïn bao gäöm caïc näüi dung sau: 1. Do cäng trçnh xaí luî coï cæía âoïng måí nãn trçnh tæû váûn haình kho næåïc trong muìa luî phaíi dæûa vaìo biãøu âäö âiãöu phäúi âaî dæû âënh vaì khaí nàng dæû baïo. 2. Khi kho næåïc âiãöu tiãút luî âäüc láûp cáön dæûa vaìo Vm , Vhd vaì choün pháön dung têch Vkh håüp lyï dæûa vaìo caïc phæång aïn phán têch choün kêch thæåïc cäng trçnh xaí luî, qm, Htl. 3. Khi kho næåïc laìm viãûc trong hãû thäúng coï nhiãöu kho næåïc diãöu tiãút luî bäø sung vaì coï xeït âãún yãu cáöu phoìng luî cho vuìng haû læu, chuïng ta tiãún haình tênh toaïn theo caïc bæåïc sau: + Xaïc âënh læu læåüng luî låïn nháút do caïc kho næåïc khaïc trong khu væûc kãút håüp xaíy ra taûi vuìng phoìng luî (tênh theo táön suáút luî thiãút kãú vaì táön suáút luî kiãøm tra). + Trãn cå såí âoï âënh ra âæåìng quaï trçnh xaí luî, xaïc âënh Vm phuì håüp. + Do kho næåïc coï Vkh âãø âaím baío an toaìn cho váún âãö âiãöu tiãút næåïc khi âiãöu tiãút luî cáön phaíi biãút kãút håüp chàût cheí cäng taïc dæû baïo âãø âiãöu phäúi. Vê duû: Âãø phoìng luî cho khu væûc A, ngæåìi ta xáy dæûng kho næåïc trãn nhaïnh säng D coï haû læu chaíy qua A (xem hçnh 7-9). Nàòm giæîa khu væûc A vaì kho næåïc D coï hai Th.s, GVC Nguyãùn Baín Trang 45
Træåìng ÂH Baïch Khoa - ÂN, Khoa XD - TLTÂ Baìi giaíng thuíy vàn II nhaïnh säng låïn B vaì C coï læu læåüng luî låïn âaïng kãø chaíy qua A. Haîy xaïc âënh âæåìng quaï trçnh xaí luî håüp lyï vaì dung têch phoìng luî håüp lyï taûi D. Tæì kho næåïc D, vaì caïc nhaïnh säng B vaì C nàòm caïch xa vuìng A. Do âoï phaíi xeït D khoaíng thåìi gian chaíy truyãön tæì cäng trçnh xaí luî kho D, säng nhaïnh B vaì C chaíy âãún A måïi coï thãø tiãún haình täø håüp næåïc luî vaì tiãún haình C tênh toaïn âiãöu tiãút bäø sung (tæïc laì xeït thåìi gian truyãön luî caïc âoaûn DA, BA, CA). B Dæûa vaìo âæåìng quaï trçnh luî (QB~t), (QC~t) cäüng tung âäü cuía hai âæåìng quaï trçnh naìy ta seî coï dæåìng quaï trçnh luî cuía hai nhaïnh säng håüp laûi chaíy qua A (Q(B+C)~t) ( xem hçnh A 7-10). Sau âoï âem âæåìng quaï trçnh täø håüp luî Vuìng phoìng luî (Q(B+C)~t) tæì hçnh (7-10b) tåïi hçnh (7-10a) veî ngæåüc laûi sao cho truûc thåìi gian cuía hçnh veî Hçnh 7-9 ngæåüc truìng våïi âæåìng quaï trçnh xaí luî taûi D, ta seî coï dæåìng abc ( xem hçnh veî). Vç theo nguyãn tàõc thç læu læåüng xaí luî taûi D kãút håüp våïi luî vuìng giæîa B,C khäng âæåüc væåüt quaï læu læåüng xaí luî an toaìn chaíy qua vuìng A. Do váûy âæåìng quaï trçnh abc chênh laì âæåìng quaï trçnh xaí luî taûi kho D maì ta cáön xaïc âënh vaì dung têch phoìng luî taûi kho D laì pháön diãûn têch âæåüc giåïi haûn båíi dæåìng (QD~t)maxp vaì âæåìng abc ( xem hçnh 7-10a). Q Q (a) (b) QD Vm qm QBC a Vb c QB QC b 0 t 0 t Hçnh 7-10 Th.s, GVC Nguyãùn Baín Trang 46
Træåìng ÂH Baïch Khoa - ÂN, Khoa XD - TLTÂ Baìi giaíng thuíy vàn II CHÆÅNG VIII ÂIÃÖU PHÄÚI KHO NÆÅÏC 8.1 KHAÏI NIÃÛM CHUNG. 8.1.1 Cäng viãûc âiãöu phäúi kho næåïc. Âiãöu phäúi kho næåïc trong giai âoaûn quaín lyï váûn haình laì kháu cuäúi cuìng âãø thæûc hiãûn muûc âêch cuía quy hoaûch vaì thiãút kãú kho næåïc. Càn cæï vaìo tçnh hçnh næåïc âãún, læåüng næåïc duìng vaì yãu cáöu phoìng luî âãø tiãún haình âiãöu khiãøn viãûc træî næåïc vaìo kho, thaïo næåïc qua cäng trçnh nhàòm thoía maîn nhu cáöu cuía caïc ngaình duìng næåïc vaì phoìng luî. Muäún nhæ váûy thç phaíi kãút håüp dæû baïo daìi haûn chênh xaïc. Nhæîng sai láöm chuí quan gáy nãn trong quaï trçnh âiãöu phäúi laì: - Lo khäng biãút âæåüc læåüng næåïc âãún trong nàm nhiãöu hay êt, lo træî næåïc såïm âãø âaím baío âáöy kho, khi luî vãö khäng âuí pháön dung têch chæïa næîa gáy phaï hoaûi cäng trçnh. - Ngæåüc laûi chè nàûng vãö màût phoìng luî, træî næåïc quaï muäün âãún cuäúi muìa luî kho næåïc khäng âáöy gáy nãn aính hæåíng cáúp næåïc trong muìa kiãût. 8.1.2 Biãøu âäö âiãöu phäúi. Âãø traïnh nhæîng sai soït coï thãø xaíy ra do thiãúu dæû baïo daìi haûn chênh xaïc gáy nãn, trong thæûc tãú hiãûn nay ngæåìi ta thæåìng càn cæï vaìo yãu cáöu duìng næåïc, yãu cáöu phoìng luî, dæûa vaìo mäüt säú âæåìng quaï trçnh doìng chaíy coï tênh cháút khäúng chãú quan tràõc âæåüc nhæ: nàm êt næåïc, nàm nhiãöu næåïc, nàm næåïc trung bçnh thiãút kãú... tiãún haình tênh âiãöu tiãút tçm ra caïc âæåìng quaï trçnh træî næåïc vaìo kho tæång æïng våïi caïc nàm trãn âãø laìm càn cæï khäúng chãú caïc phaûm vi âiãöu phäúi. Caïc âæåìng quaï trçnh træî næåïc coï tênh cháút khäúng chãú naìy goüi laì caïc âæåìng âiãöu phäúi, âem veî caïc âæåìng âoï lãn trãn mäüt hãû thäúng toüa âäü ta âæåüc mäüt biãøu âäö goüi laì biãøu âäö âiãöu phäúi. 8.2 VEÎ BIÃØU ÂÄÖ ÂIÃUÖ PHÄÚI KHO NÆÅÏC. 8.2.1 Mäüt säú yãu cáöu cå baín âàût ra âãø xáy dæûng biãøu âäö âiãöu phäúi. 1. Gàûp doìng chaíy luî thiãút kãú âãún, âaím baío xaí luî bçnh thæåìng âãø haû læu khäng xaíy ra ngáûp luût maì cäng trçnh váùn an toaìn, muäún váûy phaíi veî âæåìng phoìng luî. Vãö muìa luî khi læu læåüng xaí chæa âaût âãún trë säú täúi âa cho pheïp åí haû læu qmax thç mæûc næåïc træî trong kho khäng âæåüc væåüt quaï âæåìng naìy. 2. Gàûp doìng chaíy kiãût thiãút kãú âãún, âaím baío cáúp næåïc bçnh thæåìng, muäún váûy cáön veî âæåìng phoìng phaï hoaûi. Trong báút cæï khoaíng thåìi gian naìo (muìa luî cuîng nhæ muìa kiãût) chè khi mæûc næåïc kho væåüt lãn trãn âæåìng naìy måïi cho pheïp gia tàng læu læåüng cáúp næåïc låïn hån læu læåüng thiãït kãú qp Th.s, GVC Nguyãùn Baín Trang 47
Træåìng ÂH Baïch Khoa - ÂN, Khoa XD - TLTÂ Baìi giaíng thuíy vàn II 3. Gàûp doìng chaíy quaï kiãût (ngoaìi phaûm vi thiãút kãú) âãún, viãûc cáúp næåïc bçnh thæåìng khäng thãø traïnh khoíi bë phaï hoaûi, cáön âaím baío cho tçnh hçnh thiãúu næåïc xaíy ra tæì tæì, âãöu âàûn khäng quaï táûp trung vaìo cuäúi muìa kiãût âãø giaím nheû cæåìng âäü täøn tháút, muäún váûy veî âæåìng haûn chãú cáúp næåïc. Khi mæûc næåïc åí trong kho xuäúng tháúp hån âæåìng naìy cáön giaím yãu cáöu duìng næåïc såïm âãø keïo daìi thåìi gian giaím nheû cæåìng âäü thiãúu næåïc. 8.2.2 Veî biãøu âäö âiãöu phäúi kho næåïc âiãöu tiãút nàm. 1. Veî âæåìng phoìng phaï hoaûi vaì âæåìng haûn chãú cáúp næåïc. Theo yãu cáöu (2) âæåìng phoìng phaï hoaûi cuía kho næåïc âiãöu tiãút nàm coï nhiãûm vuû chè âaûo âiãöu phäúi âaím baío chãú âäü cáúp næåïc bçnh thæåìng ( tæïc laì træî âáöy kho vaìo cuäúi muìa luî vaì cáúp næåïc theo læu læåüng âiãöu tiãút qp âãún cuäúi muìa kiãût) trong nhæîng nàm næåïc thiãút kãú âãún vaì gia tàng cáúp næåïc mäùi khi coï dáúu hiãûu cuía nàm Qâ > Qp tæïc laì mæûc næåïc trong kho væåüt quaï âæåìng naìy. Âãø veî âæåìng phoìng phaï hoaûi ta coï thãø duìng hai phæång phaïp láûp baíng hoàûc âäö giaíi, åí âáy chè trçnh baìy phæång phaïp âäö giaíi våïi qd = const. Caïc bæåïc tiãún haình nhæ sau: - Træåïc tiãn veî âæåìng luîy têch hiãûu säú oab (hçnh 8-1a) cuía nàm næåïc kiãût thiãút kãú. - Phæång cuía âæåìng cb laì phæång cuía âæåìng luîy têch hiãûu säú læåüng næåïc duìng. Khoaíng caïch thàóng âæïng giæîa hai âæåìng luîy têch hiãûu säú trãn biãøu thë læåüng næåïc træî trong kho taûi caïc thåìi âiãøm khaïc nhau trong nàm. Âoï chênh laì tung âäü cáön tçm cuía âæåìng phoìng phaï hoaûi. - Nhæ váûy âæåìng cong cab laì âæåìng phoìng phaï hoaûi (hçnh 8-1b), trong âoï coï thåìi kyì kho khäng træî næåïc tæì thaïng 6 âãún thaïng 8 laì do Wâ > Wd kho khäng âiãöu tiãút hoaìn toaìn taûo nãn. V(106m3) a Hbt c V9 V10 V11 V12 V 1 V2 V3 V V b qp 4 5 Hc V9 V10 V11V12 V1 V2 V3 V4 V5 Thaïng Thaïng Hçnh 8-1 Th.s, GVC Nguyãùn Baín Trang 48
Træåìng ÂH Baïch Khoa - ÂN, Khoa XD - TLTÂ Baìi giaíng thuíy vàn II Trong thæûc tãú nãúu chè veî âæåìng phoìng phaï hoaûi våïi mäüt quaï trçnh doìng chaíy cuía Hbt nàm kiãût thiãút kãú nhæ trãn thç chæa âuí tin V(106m3) Âæåìng bao cáûy, vç måïi xeït âæåüc mäüt træåìng håüp phán ngoaìi phäúi doìng chaíy trong nàm. Âãø náng cao mæïc âäü tin cáûy cuía Âæåìng bao trong âæåìng phoìng phaï hoaûi vaì âaím baío an toaìn cho quaï trçnh âiãöu phäúi ngæåìi ta thæåìng duìng nhiãöu nàm kiãût âiãøn hçnh våïi caïc 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 daûng phán phäúi khaïc nhau räöi tiãún haình Hçnh 8-2 laìm nhæ trãn cho tæìng træåìng håüp mäüt. Veî chung caïc âæåìng âoï lãn trãn cuìng mäüt biãøu âäö (hçnh 8-2) vaì láúy âæåìng bao ngoaìi laìm âæåìng phoìng phaï hoaûi vaì âæåìng bao trong laìm âæåìng haûn chãú cáúp næåïc. 2. Veî âæåìng phoìng luî. Càn cæï yãu cáöu (1) cuía biãøu âäö âiãöu Q(m3/s) phäúi, âæåìng phoìng luî coï nhiãûm vuû chè âaûo (a) viãûc træî vaì xaí luî khi coï luî thiãút kãú vãö âãø Vm traïnh cho haû læu khäng bë ngáûp luût vaì cäng trçnh thuíy låüi khäng bë phaï hoaûi. Khi mæûc næåïc trong kho væåüt quaï âæåìng phoìng luî, phaíi tiãún haình xaí luî våïi khaí nàng låïn nháút cho pheïp qm âãø âæa Hkho vãö vë trê haûn chãú âaî O t1 t2 t qui âënh. Phæång phaïp veî âæåìng phoìng luî nhæ V(106m3) HGC b c (hçnh 8-3). Theo hçnh veî taûi thåìi âiãøm t1 cáön (b) âãø träúng toaìn bäü dung têch phoìng luî, mæûc næåïc trong kho luïc naìy laì Htl, taûi t2 mæûc næåïc trong kho âaût âãún mæûc næåïc mæûc næåïc cao nháút HGC. Tiãún haình luîy têch læåüng næåïc træî luî trong kho theo chiãöu ngæåüc thåìi gian Htl tæïc tæì t2 âãún t1 ta xaïc âënh âæåüc daûng âæåìng a phoìng luî vaì dung têch phoìng luî. Hçnh 8-3 t1 t1 ∑ ∆V = ∑ (Q − q)∆t t2 t2 ( 8-1) Trong âoï: Q læu læåüng næåïc âãún. q læu læåüng xaí luî. Th.s, GVC Nguyãùn Baín Trang 49
Træåìng ÂH Baïch Khoa - ÂN, Khoa XD - TLTÂ Baìi giaíng thuíy vàn II Âãø cho khaïch quan vaì læåüng træåïc caïc tráûn luî âa daûng coï thãø xaíy ra ta choün nhiãöu tráûn luî âiãøn hçnh xaïc âënh nhiãöu daûng âæåìng phoìng luî khaïc nhau vaì veî chung lãn mäüt biãøu âäö vaì láúy âæåìng bao dæåïi cuìng laìm âæåìng phoìng luî (âæåìng ac trãn hçnh 8-3). 3. Giaíi quyãút máu thuáøn giæîa phoìng luî vaì duìng næåïc. Khi veî caïc âæåìng âiãöu phäúi chung V(106m3) HGC lãn mäüt biãøu âäö, vë trê tæång âäúi giæîa VCL âæåìng phoìng luî vaì âæåìng phoìng phaï VL Hbt hoaûi coï thãø xáøy ra 3 træåìng håüp sau: Vk a). Âæåìng phoìng luî tiãúp xuïc våïi âæåìng phoìng phaï hoaûi (hçnh 8-4),âoï laì Vh træåìng håüp bçnh thæåìng khäng coï gç VCD máu thuáøn xaíy ra trong quaï trçnh âiãöu Hc phäúi giæîa phoìng luî vaì duìng næåïc. Hçnh 8-4 b). Âæåìng phoìng luî càõt âæåìng phoìng HGC phaï hoaûi (hçnh 8-5), trong træåìng håüp naìy phaït sinh ra khu máu thuáøu vãö âiãöu phäúi nàòm giæîa hai âæåìng càõt nhau trãn Hbt hçnh veî 8-5 âæåüc biãøu thë bàòng caïc gaûch cheïo. Khi mæûc næåïc trong kho nàòm åí khu væûc naìy theo yãu cáöu phoìng luî thç cáön xaî våïi læu læåüng qm âãø mæûc næåïc trong kho tråí vãö âæåìng phoìng luî, song theo yãu cáöu cáúp næåïc thç cáön xaî våïi læu Hc læåüng qp. 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 Hçnh 8-5 Âãø giaíi quyãút váún âãö naìy coï 3 caïch sau: - Haû tháúp yãu cáöu phoìng luî hoàûc måí räüng cäng trçnh xaí luî âãø âæåìng phoìng luî tënh tiãún lãn trãn tiãúp xuïc våïi âæåìng cáúp næåïc taûi mäüt âiãøm. - Haû tháúp yãu cáöu næåïc duìng (hçnh 8-6a). - Khäng giaím yãu cáöu phoìng luî vaì yãu cáöu næåïc duìng cuía kho maì tàng dung têch cuía kho næåïc. c) Khi âæåìng phoìng luî hoaìn toaìn taïch råìi âæåìng phoìng phaï hoaûi (hçnh 8-7), trong træåìng håüp naìy chuïng ta giaíi theo træåìng håüp ngæåüc laûi våïi pháön (b). Th.s, GVC Nguyãùn Baín Trang 50
Træåìng ÂH Baïch Khoa - ÂN, Khoa XD - TLTÂ Baìi giaíng thuíy vàn II HGC HGC HGC (a) (b) (c) Hbt Hbt Hbt Hc 8.2.3 Quy tàõc âiãöu phäúi. Hc Hc 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 Sau khi veî caïc âæåìng âiãöu phäúi lãn trãn mäüt biãøu âäö ta âæåüc biãøu âäö âiãöu phäúi Hçnh 8-6 (xem hçnh 8-8) chia laìm 5 khu nhæ sau: - Khu A: khu xaí luî khäng bçnh thæåìng (khu væûc nàòm trãn HGC), khi mæûc næåïc trong kho nàòm åí khu naìy cáön måí hãút caïc thiãút bë xaí luî âãø âaím baío an toaìn cho âáûp. Trong træåìng håüp naìy phoìng luî haû læu bë phaï hoaûi. - Khu B: khu xaí luî bçnh thæåìng, khi mæûc næåïc trong kho nàòm åí khu naìy xaí theo qm. - Khu C: khu cáúp næåïc gia tàng laì khu nàòm giæîa âæåìng phoìng luî vaì âæåìng phoìng phaï hoaûi (trong thåìi kyì træî næåïc), nàòm giæîa âæåìng phoìng phaï hoaûi vaì mæûc næåïc dáng bçnh thæåìng ( trong thåìi kyì cáúp næåïc). Khi mæûc næåïc kho nàòm trong khu væûc naìy cáön gia tàng cáúp næåïc våïi qât > qp, âãø mæûc næåïc trong kho tråí vãö våïi âæåìng phoìng phaï hoaûi. - Khu D: khu cáúp næåïc bçnh thæåìng laì khu nàòm giæîa âæåìng phoìng phaï hoaûi vaì âæåìng haûn chãú cáúp næåïc, khi mæûc næåïc trong kho nàòm åí khu væûc naìy âiãöu tiãút våïi qp . - Khu E: khu haûn chãú cáúp næåïc laì khu nàòm dæåïi âæåìng haûn chãú cáúp næåïc, khi mæûc næåïc trong kho nàòm åí khu væûc naìy cáön giaím yãu cáöu duìng næåïc våïi qât < qp âãø traïnh gáy hiãûn tæåüng thiãúu næåïc tráöm troüng xaíy ra vaìo cuäúi muìa kiãût. Th.s, GVC Nguyãùn Baín Trang 51