Bài giảng thủy văn I - Chương 4

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:43

Thêm vào BST

Báo xấu

216
lượt xem 58
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TRƯNG THỦY VĂN THIẾT KẾ 4.1 DÒNG CHẢY NĂM. 4.1.1 Khái niệm chung. 1. Những quy luật chung. Định nghĩa: Dòng chảy năm là lượng nước chảy qua mặt cắt cửa ra của lưu vực trong thời gian một năm. Để tiện lợi tính toán các đặc trưng dòng chảy thiết kế phục vụ cho xây dựng công trình. Do đó từ liệt tài liệu thực đo trong tính toán phải sắp xếp lại theo năm thuỷ văn.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng thủy văn I - Chương 4

CHÆÅNG IV TÊNH TOAÏN CAÏC ÂÀÛC TRÆNG THUÍY VÀN THIÃÚT KÃÚ 4.1 DOÌNG CHAÍY NÀM. 4.1.1 Khaïi niãûm chung. 1. Nhæîng quy luáût chung. Âënh nghéa: Doìng chaíy nàm laì læåüng næåïc chaíy qua màût càõt cæía ra cuía læu væûc trong thåìi gian mäüt nàm. Âãø tiãûn låüi tênh toaïn caïc âàûc træng doìng chaíy thiãút kãú phuûc vuû cho xáy dæûng cäng trçnh. Do âoï tæì liãût taìi liãûu thæûc âo trong tênh toaïn phaíi sàõp xãúp laûi theo nàm thuyí vàn. Nàm thuíy vàn laì nàm bàõt âáöu vaìo âáöu muìa luî nàm træåïc vaì kãút thuïc vaìo cuäúi muìa kiãût nàm sau, hay noïi caïch khaïc nàm thuíy vàn bàõt âáöu vaì kãút thuïc láúy vaìo luïc læåüng træî trong læu væûc âaût trë säú nhoí nháút. Caïc näüi dung chênh nghiãn cæïu doìng chaíy nàm: + Xaïc âënh læåüng doìng chaíy bçnh quán nhiãöu nàm (d/c chuáøn ). + Nghiãn cæïu sæû thay âäøi cuía d/c tæì nàm naìy qua nàm khaïc. + Nghiãn cæïu sæû phán phäúi doìng chaíy trong nàm. 2. YÏ nghéa cuía viãûc nghiãn cæïu doìng chaíy nàm: Xaïc âënh tiãöm nàng nguäön næåïc cuía mäüt con säng hay mäüt hãû thäúng säng tæì âoï coï cå såí qui hoaûch tênh toaïn khai thaïc sæí duûng nguäön næåïc mäüt caïch håüp lê coï hiãûu quaí cao nháút phuûc vuû cho caïc ngaình kinh tãú xaî häüi. 3. Phæång phaïp nghiãn cæïu. a) Phæång phaïp phán têch nguyãn nhán hçnh thaình. Cå såí phæång phaïp dæûa phæång trçnh cán bàòng næåïc viãút cho moüi thåìi âoaûn báút kç. y = x - z ± ∆u (4-1) b) Phæång phaïp tæång tæû thuíy vàn. 4.1.2 Doìng chaíy chuáøn (DCC) . Âënh nghéa: DCC cuía mäüt læu væûc laì trë säú trung bçnh nhiãöu nàm âaî tiãún tåïi äøn âënh. 1. Xaïc âënh læåüng dcc khi coï nhiãöu taìi liãûu. n Σ Qi Q0 n = 1 (4-2) n QON = Qon ± σQn σQ σQn= ± Trong âoï: (4-3) n n Σ(Qi − Qbq ) 2 σQ= ± 1 . n −1 Trang - 38 -
Âãø âaïnh giaï mæïc âäü sai khaïc cuía máùu taìi liãûu tênh toaïn ngæåìi ta biãøu diãùn sai säú dæåïi daûng tæång âäúi vaì tênh toaïn theo pháön tràm. σ Qn σQ 100% = ± C V 100% σ Qn % = ± 100% = ± (4-4) Qon Qon n n C v2 10 4 Ruït ra: n= (4-5) σ Qn 2 Baíng 4-1: Quan hãû giæîa: CV ∼n∼σQn%. σQn% n ±5% ±6% ±7% Cv ... ... ... ... 0,25 25 17 13 ... ... ... ... Vê duû: Muäún âaím baío cho sai säú tênh toaïnâoìng chaíy chuáøn khäng væåüt quaï ±5% våïi âiãöu kiãûn CV = 0,25 thç phaíi coï taìi liãûu âo âaûc daìi 25 nàm. 2. Xaïc âënh doìng chaíy chuáøn khi coï êt taìi liãûu. a) Keïo daìi taìi liãûu theo quan hãû tæång quan giæîa Xnàm vaì Ynàm. b) Keïo daìi taìi liãûu cuía læu væûc nghiãn cæïu theo læu væûc tæång tæû. + Quan hãû tæång quan âæåìng thàóng âån giaín. Mnc = KMtt + B (4-6) - Khi Mnc = B thç Mtt = 0. - Khi B = 0 quan hãû (4-6) âi qua gäúc toüa âäü theo tyí lãû âån giaín M nc M nc = (4-7) M tt M tt + Quan hãû tæång quan âæåìng cong: Keïo daìi bäø sung säú liãûu theo phæång phaïp tæång quan âäö giaíi räöi xaïc âënh Qon. + Sai säú (S2) tênh toaïn dcc = p2 keïo daìi bäú sung säú liãûu theo læu væûc tæång tæû phuû thuäüc vaìo S2 trë säú bçnh quán cuía liãût taìi liãûu doìng chaíy cuía læu væûc tæång tæû σ1 vaì S2 tæång quan doìng chaíy giæîa hai traûm σ2 . Theo lyï thuyãút S2 thç trë säú täøng S2 tênh doìng chaíy chuáøn oí traûm nghiãn cæïu σ seî laì: σ = σ 12 + σ 2 2 (4-8) σQ CV 2 1 − γ 2 σ1 = σ2 = Trong âoï: vaì n n n : laì säú nàm quan tràõc âäöng thåìi giæîa hai traûm. CV2 :laì hãû säú biãún âäøi doìng chaíy traûm nghiãn cæïu trong n nàm. γ : laì hãû säú tæång quan. 3. Phæång phaïp xaïc âënh DCC khi khäng coï taìi liãûu. a) Xaïc âënh doìng chaíy chuáøn theo læu væûc tæång tæû. Trang - 39 -
+ Phæång phaïp mæåün mäâun doìng chaíy chuáøn: Mnc = Mtt Nãúu coï sai khaïc giæîa hai læu væûc: - Xo vaì Zo. X − Z onc M nc = kM tt = onc (4-9) X ott − Z ott - Ao hä:ö ( E o − X ott + Yott )( f tt − f nc ) Ync = Ytt (4-10) 1 − f tt Trong âoï: Eo læåüng bäúc håi màût næåïc, f tt , f nc tyí säú giæîa diãûn têch màût häö vaì diãûn têch læu væûc tt vaì nc. + Phæång phaïp mæåün hãû säú doìng chaíy nàm bçnh quán. Ytt Ync = αtt.Xonc = Xnc (mm) (4-11) Xtt b) Xaïc âënh doìng chaíy chuáøn trãn baín âäö mäâun doìng chaíy. n m +m Σi i +1 fi 2 1 (l/s-km2) Mo = (4-12) F Trong âoï: mi, mi+1 trë säú mäâun doìng chaíy cuía caïc âæåìng âàóng trë thæï i vaì i+1 våïi diãûn têch khäúng chãú cuûc bäü giæîa hai âæåìng âoï fi. Chuï yï: Âäúi våïi caïc læu væûc nhoí coï nhiãöu yãúu täú cuûc bäü nhæ: âäü däúc, âëa hçnh v.v... duìng phæång phaïp naìy seî coï sai säú låïn. c) Duìng cäng thæïc kinh nghiãûm âãø tênh. - Coi X laì læåüng mæa nàm âoïng vai troì aính hæåíng quyãút âënh: Y = aX - b = a(X - b/a) (4-13) Trong âoï: b/a biãøu thë täøn tháút täúi thiãøu haìng nàm, a hãû säú doìng chaíy tênh theo læåüng mæa nàm âaî træì âi læåüng täøn tháút täúi thiãøu, b biãøu thë täøn tháút täúi thiãøu ban âáöu. - Biãøu thë qua tæång quan hãû säú doìng chaíy nàm. X Z α= = 1− (4-14) Y X Z = f (d ) læåüng thiãúu huût baîo hoìa trong nàm. Váûy: α = 1− f(d) (4-15) Ta tháúy: X Dæûa vaìo kãút quaí nghiãn cæïu cuía 18 læu væûc åí Cháu Áu ngæåìi ta ruït ra: d α = 1− (4-16) 4,8 Trong âoï: α =1 ⇒ d = 0 vaì α = 0 ⇒ d = 4,8. Noïi caïch khaïc 4,8 laì trë säú huût baîo hoìa täúi âa åí vuìng ta xeït, do âoï cäng thæïc viãút dæåïi daûng chung: d α = 1− (4-17) d max ÅÍ âáy: d = E - e. Trang - 40 -
4.1.3 Sæû thay âäøi doìng chaíy haìng nàm Xaïc âënh sæû thay âäøi doìng chaíy haìng nàm biãøu thë båíi hai hãû säú CV vaì CS. 1. Xaïc âënh Cv vaì Cs khi coï nhiãöu taìi liãûu. a) Phæång phaïp mämen. n Σ(k i − 1) 2 CV = n ≤30 1 - Tênh: (4-18) n −1 n Σ(k i − 1) 2 CV = n > 30 1 (4-19) n n Σ(k i − 1) 3 CS = 1 - Tênh: (4-20) (n − 3)C v3 Sai säú quán phæång tæång âäúi cuía CV: 100 1 + C v2 εCv = ± % (4-21) 2n Sai säú quán phæång tæång âäúi cuía CS : 100 6 εCs = ± (1 + 6C v2 + 5C v4 ) % (4-22) Cs n b) Phæång phaïp thêch håüp täúi âa. n Σ lg k i λ= - Xaïc âënh Cv thäng qua trë säú λ. 1 (4-23) n −1 Dæûa vaìo quan hãû: λ∼CV ta seî xaïc âënh âæåüc CV. - CS xaïc dënh theo cäng thæïc: CS = mCV, våïi m =1÷6 (xem phuû luûc giaïo trçnh TV) 2. Xaïc âënh Cv cuía doìng chaíy nàm khi coï êt vaì khäng coï taìi liãûu. a) Khi coï êt taìi liãûu: Tiãún haình theo 2 caïch: - Caïch 1: Keïo daìi taìi liãûu theo læu væûc tæångû tæû ⇒ Tênh CV. Tênh theo caïch naìy CVnc tênh ra thiãn beï so våïi thæûc tãú. - Caïch 2 : Xaïc âënh Cv bàòng nhiãöu cäng thæïc khaïc σ nc n σ nc = N Theo âãö nghë cuía K-M: (4-24) σ ⎡ ⎤ n 1 − γ 2 ⎢1 − ( tt ) 2 ⎥ σ tt ⎦ N ⎣ Trong âoï: σ nc , σ nc Sai säú quán phæång cuía læu væûc nghiãn cæïu chæa vaì âaî keïo daìi, n N γ Hãû säú tæång quan giæîa hai læu væûc, σ tt , σ tt Sai säú quán phæång cuía læu væûc tæång tæû trong n ,N nàm quan tràõc. n N σ nc N CVnc = (4-25) N QON Trang - 41 -
Phæång phaïp K-M âæåüc duìng trong âiãöu kiãûn hãû säú tæång quan γ ≥ ± 0,8 .Sai säú cuía CV âaî âæåüc keïo daìi tênh theo cäng thæïc: Mnc N −n 4 γ 1− N σ Cvnc = ± N (4-26) 100% 2n α Theo âãö nghë Viãûn tênh toaïn thuíy nàng Maxcåva (Liãn xä cuî): M nc Mtt tgα CVnc = CVtt 0 N N (4-27) M tt Hçnh 4-1 Quan hãû Mtt∼Mnc Nãúu quan hãû âi qua goïc toüa âäü thç: CVnc = CVtt N N (4-28) M tt vç tgα = M nc b) Khi khäng coï taìi liãûu xaïc âënh CV bàòng caïc cäng thæïc kinh nghiãûm nhæ sau: + Loaûi1: Coi hãû säú biãún âäøi CV = f(FLV), tæïc láúy FLV laìm yãúu täú chuí âaûo. Theo Xäkäläúpxki CV = a - 0,063lg(F +1) . (4-29) Trong âoï: a phuû thuäüc âiãöu kiãûn âëa lê tæû nhiãn læu væûc, xaïc âënh dæûa vaìo baín âäö phán vuìng. a = CV + 0,063lg(F+1) (4-30) Khi xeït âãún aính hæåíng cuía häö ao, âáöm láöy tåïi doìng chaíy nàm SãVãLeïp thay âäøi cäng thæïc trãn nhæ sau: CV = a - 0,063lg(F+1) - 0,08lg(f0 +1) (4-31) Trong âoï: f0 diãûn têch ao häö tênh bàòng % so våïi diãûn têch læu væûc. + Loaûi 2: Coi mæa âoïng vai troì chuí âaûo aính hæåíng âãún CV. Cvy = Cvx.Knc (4-32) Trong âoï: Knc = 1/αo m αo: hãû säú doìng chaíy nàm bçnh quán nhiãöu nàm. m: tham säú thæåìng láúy = 0,5. Cvy = Cvx/αo = Cvx.Xo/Yo Khi m =1 thç: (4-33) Ngoaìi ra coï thãø xaïc âënh CV theo baín âäö âàóng trë CV. 4.1.4 Phán phäúi doìng chaíy trong nàm. Caïc phæång phaïp tênh phán phäúi doìng chaíy nàm. - Phán phäúi doìng chaíy theo quaï trçnh thåìi gian (thåìi âoaûn thaïng hoàûc tuáön). - Phán phäúi doìng chaíy theo âæåìng duy trç læu læåüng bçnh quán ngaìy. - Phán phäúi doìng chaíy theo caïc âàûc træng thäúng kã. 1. Phán phäúi doìng chaíy theo quaï trçnh thåìi gian. Chuï yï: Phán phäúi doìng chaíy tiãún haình theo nàm thuíy vàn thäúng nháút cho táút caí caïc nàm cuía chuäøi quan tràõc vaì láúy troìn âãún thaïng. Trang - 42 -
ÅÍ næåïc ta trong mäüt nàm doìng chaíy phán ra laìm hai muìa roí rãût muìa mæa vaì muìa khä, âãø phán biãût sæû khaïc nhau giæîa caïc muìa ta dæûa vaìo chè tiãu cuía täøng cuûc Khê tæåüng -Thuíy vàn vaì træåìng âaûi hoüc Thuíy låüi Haì näüi coi muìa luî laì caïc thaïng liãn tuûc coï læåüng næåïc Wthaïng ≥ 1/12Wnàm (Qthaïng ≥ Qbqnàm) våïi táön suáút xuáút hiãûn thaïng ≥ 50%. a) Phæång phaïp phán phäúi doìng chaíy theo nàm âiãøn hçnh. + Âiãöu kiãûn : - Khi liãût taìi liãûu khäng êt hån 15 ÷ 20 nàm, trong âoï bao gäöm âáöy âuí caïc nhoïm nàm nhiãöu næåïc, êt næåïc vaì næåïc trung bçnh. - Trong liãût taìi liãûu âoï phaíi choün âæåüc nàm âiãøn hçnh thoía maîn yãu cáöu sau: ∗ Doìng chaíy nàm âiãøn hçnh gáön bàòng doìng chaíy nàm thiãút kãú (Wnâh ≈ Wnp) ∗ Doìng chaíy muìa giåïi haûn gáön bàòng doìng chaíy muìa thiãút kãú (Wmgh ≈ Wmp) + Trçnh tæû caïc bæåïc tênh toaïn: - Tênh täøng læåüng doìng chaíy nàm vaì muìa æïng våïi táön suáút thiãút kãú: Wnp, Wmp. - Dæûa vaìo liãût säú liãûu thæûc âo xaïc âënh Wnâh, Wmgh thoía maîn caïc âiãöu kiãûn trãn. - Tênh hãû säú hiãûu chènh: ∗ Âäúi caïc thaïng thuäüc muìa giåïi haûn: K1= Wmp/Wmgh. (4-34) ∗ Âäúi caïc thaïng coìn laûi trong nàm: K2 = (Wnp -Wmp)/(Wnâh -Wmgh). (4-35) - Tênh phán phäúi doìng chaíy caïc thaïng trong nàm: ∗ Caïc thaïng trong muìa giåïi haûn: Qpj = K1Qâhj (4-36) ∗ Caïc thaïng coìn laûi trong nàm: Qpj = K2Qâhj (4-37) Trong âoï: j laì chè säú thaïng trong nàm. Chuï yï: Trong muìa giåïi haûn coï thãø khäúng chãú thãm thaïng chuyãøn tiãúp muìa, khi âoï choün nàm âiãøn hçnh, choün caïc hãû säú hiãûu chènh phaíi thãm âiãöu kiãûn naìy. b) Phæång phaïp täø håüp thåìi âoaûn (Phæång phaïp Anâráyanäúp). + Âiãöu kiãûn: - Khi taìi liãûu thuíy vàn khäng êt hån 10 nàm, - Khäng choün âæåüc nàm âiãøn hçnh, - Trong chuäùi taìi liãûu bao gäöm âáöy âuí caïc nhoïm nàm: nhiãöu, trung bçnh vaì êt næåïc. + Trçnh tæû caïc bæåïc tênh toaïn: - Tênh læåüng doìng chaíy nàm (Wnp), læåüng doìng chaíy muìa giåïi haûn (Wmghp). - Tênh læåüng doìng chaíy muìa coìn laûi trong nàm: Wmp = Wnp - Wmghp (4-38) - Sàõp xãúp læåüng doìng chaíy riãng tæìng muìa (Muìa giåïi haûn, muìa khäng giåïi haûn) ra thaình caïc nhoïm :nhiãöu næåïc, trung bçnh, êt næåïc giaím dáön (cäüt) vaì doìng chaíy caïc thaïng trong muìa cuîng sàõp xãúp theo thæï tæû giaím dáön (haìng) vaì ghi tãn caïc thaïng tæång æïng bãn caûnh. Trang - 43 -
- Tênh tyí säú phán phäúi bçnh quán cuía tæìng cäüt vaì gàõn tyí säú âoï cho thaïng naìo coï màût nhiãöu nháút trong cäüt âoï. Tyí säú phán phäúi bçnh quán tênh theo cäng thæïc: n Σ Qi kj = i =1 (4-39) 100% m n Σ Σ Qi j j =1 i =1 Trong âoï: i = 1,2..n laì säú nàm cuía mäùi nhoïm (cäüt). j = 1,2..m laì säú thaïng trong muìa (haìng). - Sàõp xãúp laûi caïc tyí säú âoï theo thæï tæû caïc thaïng âaî âæåüc gàõn theo trçnh tæû thåìi gian. - Tênh phán phäúi doìng chaíy tæìng thaïng trong nàm theo caïc táön suáút thiãút kãú bàòng caïch nhán caïc tyí säú phán phäúi våïi caïc täøng læåüng bçnh quán cuía muìa tæång æïng. ∗ Nhæîng thaïng trong muìa giåïi haûn: W jp2) = k (j 2 ) .W2 p ( (4-40) ∗ Nhæîng thaïng coìn laûi trong nàm: W jp3) = k (j 3) .W3 p ( (4-41) ÅÍ âáy: Dáúu hiãûu (2) chè muìa giåïi haûn vaì dáúu hiãûu (3) chè muìa khäng giåïi haûn. Chuï yï: Khi taìi liãûu quan tràõc quaï ngàõn (n < 10 nàm) khäng thãø chia chuäùi nàm thaình ba nhoïm nàm âæåüc thç gäüp chung mäüt nhoïm âãø tênh toaïn. 2. Phán phäúi doìng chaíy theo âæåìng táön suáút læu læåüng bçnh quán ngaìy. a) YÏ nghéa: - Âæåìng táön suáút læu læåüng bçnh quán ngaìy cho ta biãút thåìi gian duy trç læu læåüng ≥ mäüt læu læåüng cho træåïc, noï khäng cho ta biãút thåìi gian xuáút hiãûn læu læåüng cuía noï, khäng cho biãút quaï trçnh phán phäúi doìng chaíy trong nàm. - YÏ nghéa thæûc tãú: Âæåìng táön suáút læu læåüng bçnh quán ngaìy thæåìng âæåüc duìng trong tênh toaïn thuíy nàng vaì giao thäng thuíy... - YÏ nghéa tênh toaïn thuíy vàn:Thäng qua âæåìng táön suáút læu læåüng bçnh quán ngaìy cho biãút âæåüc mæïc âäü âiãöu tiãút cuía læu væûc . b) Caïch xáy dæûng âæåìng táön suáút læu læåüng bçnh quán ngaìy: - Daûng täøng quaït: Mäüt nàm coï 365 ngaìy váûy trong n nàm coï 365×n giaï trë læu læåüng bçnh quán ngaìy. Âãø âån giaín vaì giaím båït khäúi læåüng ta phán cáúp læu læåüng trong tênh toaïn. Baíng 4-2: Phán cáúp læu læåüng láûp baíng xáy dæûng âæåìng táön suáút læu læåüng bçnh quán ngaìy daûng täøng quaït . Cáúp læu læåüng (Q) Säú ngaìy xuáút hiãûn Säú ngaìy luîy têch P% Q t 1 100% Qmax ÷ Q1 p1= t1 t1 Q1 n.365 ... ... ... t1 + t 2 ... Q1÷Q2 t2 t1 + t2 p2= 100% Q2 n.365 Trang - 44 -
- Daûng bçnh quán. Mäüt nàm xáy dæûng mäüt âæåìng táön suáút læu læåüng bçnh quán ngaìy, n nàm xáy dæûng n âæåìng táön suáút læu læåüng bçnh quán ngaìy vaì sau âoï xaïc âënh âæåìng táön suáút læu læåüng bçnh quán ngaìy daûng bçnh quán. Baíng 4-3: Láûp baíng xáy dæûng âæåìng táön suáút læu læåüng bçnh quán ngaìy daûng bçnh quán Nàm Qmax Giaï trë læu læåüng bçnh quán ngaìy æïng våïi thåìi gian duy trç Qmin (m3/s) (m3/s) 30 90 180 270 365 Q(m3/s) Q(m3/s) 200 ∗Qmax 200 ∗Qmax ∗ 150 150 ∗ ∗∗ 100 100 ∗ ∗∗∗ 50 ∗Qmin 50 ∗ ∗ ∗Qmin 0 0 P% 20 40 60 80 100 P% 20 40 60 80 100 1) Daûng âæåìng täøng quaït 2) Daûng âæåìng bçnh quán Hçnh 4-2: Daûng âæåìng duy trç læu læåüng bçnh quán ngaìy 4.2 DOÌNG CHAÍY KIÃÛT. 4.2.1 Khaïi niãûm doìng chaíy kiãût Doìng chaíy kiãût laì doìng chaíy nhoí nháút trong säng chuí yãúu do læåüng næåïc ngáöm trong læu væûc cung cáúp do váûy læu læåüng kiãût êt thay âäøi theo thåìi gian. Doìng chaíy kiãût laì mäüt âàûc træng quan troüng cáön xaïc âënh trong tênh toaïn thuíy vàn. Caïc âàûc træng kiãût cáön xaïc âënh âoï laì: Læu læåüng kiãût ngaìy thiãút kãú (Qnkp), Læu læåüng kiãût thaïng thiãút kãú (Qtkp) . 4.2.2 Nhán täú aính hæåíng doìng chaíy kiãût 1. Nhán täú khê háûu. - Phuû thuäüc täøng læåüng mæa trong nàm vaì sæû phán bäú læåüng mæa âoï theo thåìi gian... - Phuû thuäüc vaìo nhiãût âäü, âäü áøm, hæåïng gioï thënh haình trãn læu væûc. 2. Nhán täú màût âãûm. - Cáúu taûo caïc låïp âëa cháút, nhæ cáúp phäúi haût, âäü räøng.v v...trãn bãö màût læu væûc. - Âäü däúc âëa hçnh, cáúu taûo maûng læåïi säng, âäü sáu cuía säng suäúi, hçnh daûng maûng læåïi säng.v.v.. - Låïp phuí trãn bãö màût læu væûc: thaím thæûc váût, âäü che phuí. - Häö ao vaì vë trê häö ao trãn læu væûc. Trang - 45 -
3. Hoaût âäüng kinh tãú cuía con ngæåìi. - Hoaût âäüng têch cæûc: Caïc biãûn phaïp thuíy låüi, lám nghiãûp, näng nghiãûp v.v...laìm tàng âäü áøm cuía læu væûc, giaím læåüng bäúc håi v.v...laìm tàng læu læåüng doìng chaíy kiãût. - Hoaût âäüng tiãu cæûc : Khai thaïc lám nghiãûp bæìa baîi, canh taïc du canh du cæ laûc háûu, khai thaïc khoaïng saín, âáït âaï tæû do khäng quy hoaûch gáy hiãûn tæåüng xoïi låî trong muìa luîî, tàng læåüng bäúc håi trong muìa kiãût, laìm tàng hiãûn tæåüng sa maûc hoïa læu væûc laìm læåüng næåïc caûn kiãût. Chênh vç váûy muìa luî xaíy khaï phæïc taûp, doìng chaíy táûp trung nhanh, muìa kiãût keïo daìi gáy khä haûn khäúc liãût thiãúu næåïc nghiãm troüng. 4.2.3 Phæång phaïp xaïc âënh læu læåüng kiãût thiãút kãú. Trong tênh toaïn thiãút kãú ngæåìi ta thæåìng xaïc âënh læu læåüng kiãût ngaìy (Qnkp ) læu læåüng kiãût thaïng (Qtkp) æïng táön suáút thiãút kãú tuìy theo caïc yãu cáöu baìi toaïn cuû thãø . 1. Trong træåìng håüp coï nhiãöu säú liãûu quan tràõc thuíy vàn. Kiãøm tra chuäøi taìi liãûu thu tháûp âæåüc bàòng caïch xáy dæûng quan hãû tæång quan âæåìng thàóng giæîa Qnkp∼ Qtkp (thæåìng quan hãû tæång quan naìy ráút chàût cheí), dæûa quan hãû naìy loaûi træì caïc sai soït do thu tháûp säú liãûu gáy nãn âãøì sæía chæîa chènh biãn. Dæûa vaìo chuäøi säú liãûu (âaî chènh biãn) , tênh toaïn xaïc âënh Qnkp, Qtkp. 2. Khi coï êt säú liãûu quan tràõc doìng chaíy. - Keïo daìi säú liãûu theo læu væûc tæång tæû thuíy vàn räöi tênh toaïn nhæ pháön (1). - Phæång phaïp tè lãû âån giaín cuía Vlã-Bãâeïp gäöm caïc bæåïc sau: ∗ Choün læu væûc tæång tæû, tênh tè säú k vaì khàóng âënh tiãu chuáøn tæång tæû. ∗ Dæûa vaìo säú liãûu læu væûc tæång tæû tênh toaïn xaïc âënh Qkptt ∗ Tênh tè säú giæîa Qkptt vaì Qknc cuía nàm coï säú liãûu quan tràõc song song (cuía læu væûc tæång tæû vaì læu væûc nghiãn cæïu). ∗ Duìng tè säú naìy nhán våïi læu læåüng kiãût thæûc âo cuía læu væûc nghiãn cæïu ta coï læu læåüng kiãút thiãút kãú (Qkp). Vê duû: Tênh Qtkp cuía læu væûc A æïug våïi táön suáút thiãút kãú p = 95% trong âiãöu kiãûn chè coï mäüt nàm quan tràõc 2001÷2002. Choün læu væûc B coï nhiãöu säú liãûu quan tràõc laìm læu væûc tæång tæû vaì tiãún haình tênh toaïn theo caïc bæåïc sau: Tênh chè säú tæång tæû (k) trong thåìi gian quan tràõc song song (muìa kiãût 2001÷2002). Baíng 4-4 : Tênh chè säú tæång tæû Säng Thaïng 1 2 3 4 7 8 5 6 A QA(m3/ s) 1,63 1,12 0,85 0,67 0,71 0,93 0,60 1,32 B Q B(m3/ s) 0,68 0,46 0,35 0.28 0,29 0,39 0,25 0,55 k QA/ QB 0.417 0,411 0,412 0,418 0,408 0,42 0,416 0,416 Trang - 46 -
Theo kãút quaí tênh toaïn baíng 4-4 chè säú tæång tæû k gáön bàòng nhau chuïng ta âi âãún kãút luáûn hai læu væûc A & B tæång tæû nhau. Dæûa vaìo liãût taìi liãûu cuía læu væûc B tênh caïc trë säú âàûc træng cuía máùu: Q0, CV, CS xaïc âënh læu læåüng thaïng kiãût æïng våïi p = 95%, Qp=95%= 0,125 m3/s. a) Læu læåüng kiãût nháút cuía læu væûc B trong nàm 2001÷2002 laì 0,25 m3/s ,tênh tè säú: Q 95% 0,125 k1 = = = 0,5 Q01−02 0,25 b) Coï k1 tênh læu læåüng kiãût thiãút kãú taûi læu væûc A: QA95% = QKA95%.k1 = 0,60.0,5 = 0,30 m3/s (Trë säú 0,30 m3/s laì læu læåüng kiãût cuía læu væûc A æïng våïi táön suáút thiãút kãú 95%) 3. Xaïc âënh læu læåüng kiãût khi khäng coï säú liãûu quan tràõc doìng chaíy. . - Mæåün mä âun kiãût cuía læu væûc tæång tæû âãø tênh toaïn. - Duìng baín âäö âàóng trë mä âun doìng chaíy kiãût âãø tênh trë säú læu læåüng kiãût thiãút kãú. - Duìng mäüt säú cäng thæïc kinh nghiãûm âãø tênh toaïn: Xin giåïi thiãûu cäng thæïc kinh nghiãûm cuía Cuûc thuíy vàn VN: M kp = A. X p m (4-42) Trong âoï: - X p læåüng mæa nàm thiãút kãú (mm), - m laì säú muî biãøu thë mæïc âäü aính hæåíng cuía mæa âãún doìng chaíy kiãût, - A laì thäng säú âëa lyï. Caïc thäng säúA vaì m âaî âæåüc phán vuìng nhæ sau: - Vuìng 1: A = 0,0000014, m = 1,98. - Vuìng 2: A = 0,0000022, m = 2,02. - Vuìng 3: A = 0,0000017, m = 1,80. 4.3 DOÌNG CHAÍY LUÎ Doìng chaíy luî laì doìng chaíy låïn nháút trong säng xaíy ra vaìo muìa luî, åí Viãût Nam muìa luî chè keïo daìi 3÷4 thaïng nhæng læåüng doìng chaíy chiãúm 70÷90% täøng læåüng doìng chaíy nàm, màût khaïc khaí nàng thoaït luî caïc doìng säng haû læu coï haûn nãn gáy caïc hiãûn tæåüng luî luût phaï hoaûi caïc cäng trçnh xáy dæûng aính hæåíng træûc tiãúp âãún âåìi säúng kinh tãú cuía con ngæåìi. Trong tênh toaïn doìng chaíy luî ngæåìi ta chia ra caïc træåìng håüp cuû thãø: coï âáöy âuí taìi liãûu, êt taìi liãûu vaì khäng coú taìi liãûu âo âaûc thuíy vàn. Q(m3) Qmax Caïc âàûc træng chênh doìng chaíy luî cáön xaïc âënh laì: (Q∼t)max - Læu læåüng âènh luî thiãút kãú: Qmaxp (m3/s). ( - Täøng læåüng luî thiãút kãú: Wmaxp (m3). Wmax - Âæåìng quaï trçnh luî thiãút kã:ú (Q∼t)maxp. t 0 Hçnh 4-3: Daûng âæåìng quaï trçnh luî Trang - 47 -
4.3.1 Choün táön suáút thiãút kãú luî (Ptk). 1. Táön suáút thiãút kãú luî Táön suáút thiãút kãú luî laì xaïc suáút xuáút hiãûn nhæîng trë säú khäng væåüt quaï táön suáút qui âënh trong thåìi gian sæí duûng cäng trçnh. Vê duû :Táön suáút thiãút kãú phoìng luî cho mäüt thaình phäú laì 1%, coï nghéa laì thaình phäú âoï coï khaí nàng chäúng âæåüc nhæîng tráûn luî trong voìng 100 nàm xaøy ra mäüt láön. Váún âãö choün táön suáút thiãút kãú luî dæûa trãn cå såí: ∗ Choün táön suáút âaím baío an toaìn cho cäng trçnh thuíy cäng (Pct): tuìy thuäüc vaìo qui mä, kêch thæåïc, mæïc âäü quan troüng.v.v...âãø âënh ra cáúp cäng trçnh choün Pct . ∗ Phoìng luî cho vuìng haû læu (Phl): dæûa vaìo yãu cáöu phoìng luî cho vuìng haû læu bao gäöm caïc màût vãö dán cæ, kinh tãú, giao thäng, háöm moí.v.v...âãø choün Phl. Nãúu Pct < Phl choün Pct = Ptk Nãúu Pct > Phl choün Phl = Ptk Theo tiãu chuáøn xáy dæûng Viãût Nam (TCXDVN) 285: 2000, âäúi våïi thiãút kãú caïc cäng trçnh thuíy låüi thãø hiãûn åí baíng (4-5). Chuï yï: Táön suáút nhoí aïp duûng cho caïc cäng trçnh coï daûng luî phæïc taûp thæåìng xuáút hiãûn åí miãön nuïi, trung du. Táön suáút låïn aïp duûng cho caïc cäng trçnh coï daûng luî äøn âënh thæåìng xuáút hiãûn åí vuìng âäöng bàòng. 2. Hãû säú hiãûu chènh an toaìn Âãø âaím baío cho cäng trçnh thuíy cäng nháút laì âäúi våïi 2 giaï trë Qmaxp ,Wmaxp trong tênh toaïn thiãút kãú ngæåìi ta phaíi cäüng thãm mäüt trë säú goüi laì hãû säú hiãûu chènh an toaìn. a.E p ∆ Q max p = ∗ Âäúi våïi giaï trë Qmaxp : Q max p (4-44) N a.E p ∗ Âäúi våïi giaï trë Wmaxp : ∆ W max = W max p (4-45) p N Trong âoï: a laì hãû säú phuû thuäüc vaìo tçnh hçnh nghiãn cæïu thuíy vàn cuía læu væûc: a = 0,7 âäúi våïi læu væûc âæåüc nghiãn cæïu âáöy âuí, a = 1,5 âäúi våïi læu væûc âæåüc êt nghiãn cæïu. Ep sai säú quán phæång cuía tung âäü âæåìng táön suáút phuû thuäüc vaìo CV tra baíng hay biãøu âäö âãø xaïc âënh. N säú nàm xuáút hiãûn laûi cuía luî lëch sæí trong læu væûc. Giaï trë ∆Qmaxp, ∆Wmaxp tênh theo cäng thæïc (4-44), (4-45) khäng âæåüc væåüt quaï 20% Qmaxp, Wmaxp. Nãúu låïn hån thç phaíi tênh laûi hãû säú hiãûu chènh. Trang - 48 -
Baíng 4-5 : Læu læåüng, mæûc næåïc låïn nháút thiãút kãú vaì kiãøm tra cäng trçnh thuíy. TT Loaûi cäng trçnh thuíy Cáúp thiãút kãú I II III IV V ∗ Cuûm âáöu mäúi caïc loaûi (træì cäng trçnh âáöu mäúi vuìng 1 triãöu);Hãû thäúng dáùn- thoaït næåïc vaì caïc cäng trçnh liãn quan khäng thuäüc hãû thäúng tæåïi tiãu näng nghiãûp; Cäng trçnh dáùn - thaïo næåïc qua säng suäúi cuía hãû thäúng tæåïi tiãu näng nghiãûp. 0,1÷0,2 2 Táön suáút thiãút kãú P(%) 0,5 1 1,5 1000÷500 200 100 67 50 (tæång æïng våïi chu kyì làûp laûi N nàm) 0,02÷0,04 0,1 0,2 0,5 Táön suáút kiãøm tra P(%) 5000÷2500 1000 500 200 (tæång æïng våïi chu kyì làûp laûi N nàm) 2 ∗ Cäng trçnh âáöu mäúi vuìng triãöu; Cäng trçnh vaì hãû thäúng dáùn - thoaït liãn quan trong hãû thäúng tæåïi tiãu näng nghiãûp (træì cäng trçnh dáùn - thaïo næåïc qua säng suäúi âaî noïi åí âiãøm1). 1,5 2 Táön suáút thiãút kãú P(%) 0,2 0,5 1 67 50 (tæång æïng våïi chu kyì làûp laûi N nàm) 200 100 500 Baíng 4-6 : Quan hãû Ep ∼ Cv CV 0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 1.1 EP 0.25 0.64 0.97 1.26 1.56 1.89 3. Xæí lyï luî lëch sæ.í Luî lëch sæí laì nhæîng tráûn luî cæûc låïn coï thãø xaíy ra trong thåìi kyì quan tràõc thu tháûp âæåüc hoàûc xaíy ra træåïc âoï maì qua âiãöu tra luî ngæåìi ta phuûc häöi âæa vaìo liãût taìi liãûu tênh toaïn. Xæí lyï luî lëch sæí laìm tàng âäü äøn âënh cuía âæåìng táön suáút åí pháön táön suáút beï, náng cao âäü chênh xaïc liãût taìi liãûu thu tháûp âæåüc. Âãø âæa luî lëch sæí vaìo liãût taìi liãûu tênh toaïn cáön xaïc âënh thåìi kyì xuáút hiãûn laûi N. a) Xaïc âënh thåìi kç xuáút hiãûn laûi N. Âáy laì mäüt váún âãö khoï vaì êt chênh xaïc, thæåìng ngæåìi ta dæûa vaìo nhæîng con luî lëch sæí âaî xuáút hiãûn âãø xaïc âënh. Sau âáy laì mäüt säú vê duû xaïc âënh N. Vê duû1: Trãn säng A nàm 1901 xuáút hiãûn mäüt tráûn luî lëch sæí, âãún nàm 1999 laûi xuáút hiãûn mäüt tráûn luî tæång tæû, nhæ váûy trong voìng 98 nàm (1901 ÷ 1999) âaî 2 láön xuáút hiãûn luî lëch sæí tæång tæû nhau. Thåìi kyì xuáút hiãûn laûi N cuía con luî lëch sæí âoï laì: 1999 − 1901 N= = 49 nàm 2 Vê duû2: Trãn säng B nàm 1912 xuáút hiãûn mäüt tráûn luî lëch cho âãún nàm 2001. Váûy thåìi kyì xuáút hiãûn laûi N coï thãø laì: N = 2001 - 1912 = 89 nàm Våïi caïc vê duû âaî nãu åí trãn váún âãö xaïc âënh N mang tênh gáön âuïng, nhæng thåìi gian naìy daìi hån thåìi gian quan tràõc liãn tuûc nãn noï laìm tàng âäü chênh xaïc cho kãút quaí tênh. Trang - 49 -
b) Tênh táön suáút kinh nghiãûm luî : M Âäúi våïi caïc tráûn luî lëch sæí: p= 100% (4-46) N +1 m Âäúi caïc tráûn luî thæåìng: p= 100% (4-47) n +1 Trong âoï: M laì säú thæï tæû vaì N laì thåìi kç xuáút hiãûn laûi cuía luî lëch sæí. c) Tênh caïc tham säú thäúng kã cuía máùu tênh toaïn: Q(m3/s a) ÅÍ âáy chia laìm 2 træåìng håüp: ) QN + Luî lëch sæí nàòm ngoaìi liãût säú liãûu quan tràõc n nàm N −a n 1⎛a ⎞ XN = ⎜ jΣ1 X j + Σ X i ⎟ (Hçnh 4-4a) (4-48) N⎝ ⎠ = i =1 n N −a n 1 ⎡a ⎤ t 0 CVN = Σ ( K j − 1) 2 + Σ ( K i − 1) 2 ⎥ (4-49) n ⎢ j =1 N −1 ⎣ ⎦ n i =1 N Q(m3/s b) + Luî lëch sæí nàòm trong liãût säú liãûu quan tràõc n nàm. QN N − a n−a ⎞ 1⎛a XN = ⎜ jΣ1 X j + Σ X i ⎟ (Hçnh4-4b) (4-50) n − a i =1 ⎠ N⎝ = N − a n−a 1 ⎡a ⎤ CVN = Σ ( K j − 1) 2 + Σ ( K i − 1) 2 ⎥ (4-51) ⎢ j =1 N −1 ⎣ n−a ⎦ i =1 t 0 n N ÅÍ âáy: j = 1...a giaï trë säú tráûn luî lëch sæí. i = 1...n giaï trë caïc tráûn luî trong thåìi kç quan tràõc Hçnh4-4: Caïc træåìng håüp tênh luî lëch sæí thu tháûp âæåüc. 4.3.2 Tênh toaïn doìng chaíy luî khi coï âáöy âuí taìi liãûu quan tràõc hoàûc taìi liãûu coï thãø keïo daìi theo læu væûc tæång tæû thuíy vàn. Trong træåìng håüp âæåüc coi laì âáöy âuí taìi liãûu quan tràõc thoía maîn caïc âiãöu kiãûn sau: liãût säú liãûu daìi êt nháút tæì 15÷30 nàm, trë säú CV= 0,3÷1.0, sai säú cho pheïp
- Choün mäüt nàm nhiãöu giaï trë Qmax âãø tênh toaïn. Theo säú liãûu thäúng kã thç mäüt con säng åí næåïc ta mäüt muìa luî coï thãø xuáút hiãûn 9 ÷11 giaï trë Qmax, do váûy trong træåìng håüp säú nàm quan tràõc khäng daìi làõm ngæåìi ta coï thãø choün nhiãöu giaï trë Qmax âãø tênh toaïn. Phæång phaïp naìy âæåüc thãø hiãûn nhæ sau: • Choün táút caí caïc giaï trë Qmax ≥ Qmaxgh [Qmaxgh = (3 ÷ 4) Q o ] âãø tênh toaïn, trong træåìng håüp naìy cáön chuï yï âãún tênh âaûi biãøu cuía máùu vç coï nàm luî låïn xuáút hiãûn nhiãöu giaï trë Qmax ≥ Qmaxgh, nhæng cuîng coï nhiãöu nàm luî nhoí Qmax < Qmaxgh. • Mäùi nàm choün 2, 3, 4...giaï trë Qmax, theo kinh nghiãûm mäùi nàm nãn choün 3 giaï trë Qmax (láúy tæì trãn xuäúng) âãø tênh toaïn, khäúi læåüng væìa phaíi, âiãøm kinh nghiãûm phán bäú khaï phuì håüp våïi âæåìng táöìn suáút lyï luáûn. Chuï yï: Khi säú giaï trë Qmax trong liãût säú liãûu tênh toaïn nhiãöu hån n nàm quan tràõc thç táön suáút tênh toaïn ra laì táön suáút láön phaíi âäøi laûi táön suáút nàm thiãút kãú nhæ sau: Pn = 1 − (1 − Pl ) m (4-52) - Choün caïc tráûn luî sàõp xãúp tæì trãn xuäúng = säú n nàm quan tràõc âãø tênh toaïn .Nhæåüc âiãøm cuía phæång phaïp naìy khäng âaím baío tênh âaûi biãøu vç coï nàm choün nhiãöu giaï trë Qmax coìn coï nàm khäng choün âæåüc tráûn luî naìo âãø tênh toaïn. b). Xaïc âënh Qmaxp. Sau khi choün âæåüc liãût säú liãûu tênh toaïn tiãún haình xáy dæûng âæåìng táön suáút coï P tk xaïc âënh Qmaxp (caïc bæåïc tênh toaïn âaî trçnh baìy åí chæång III) 2. Xaïc âënh täøng læåüng luî thiãút kãú Wmaxp (m3). Âáy laì mäüt âàûc træng cáön thiãút cho viãûc thiãút kãú vaì khai thaïc nguäön taìi nguyãn næåïc, Wmaxp âoïng mäüt vai troì quyãút âënh âãún viãûc hçnh thaình âènh luî aính hæåíng viãûc xaïc âënh qui mä kêch thæåïc cuía cäng trçnh . Âãø xaïc âënh Wmaxp gäöm caïc bæåïc sau: a) Chia âæåìng quaï trçnh luî thiãút kãú ra caïc thåìi âoaûn tênh toaïn khaïc nhau:1,2,...,n ngaìy; sau âoï tênh læu læåüng bçnh quán tæìng ngaìy mäüt. ngc Wmax p = 86.400 Σ Q i b) Cäng thæïc tênh: (4-53) i = ngâ ÅÍ âáy: Q i læu læåüng bçnh quán ngaìy xaïc âënh dæûa vaìo âæåìng quaï trçnh luî thiãút kãú. i = ngâ ÷ngc:(ngaìy âáöu âãún ngaìy cuäúi tráûn luî tênh toaïn). 3. Âæåìng quaï trçnh luî thiãút kãú (Q ∼ t)maxp. Muäún coï âæåìng quaï trçnh luî thiãút kãú, chuïng ta dæûa vaìo liãût säú liãûu quan tràõc dæåüc choün mäüt âæåìng quaï trçnh luî âiãøn hçnh âãø thu phoïng. a) Choün âæåìng quaï trçnh luî âiãøn hçnh âaím baío caïc nguyãn tàõc sau: ∗ Choün âæåìng quaï trçnh luî âaî xuáút hiãûn trong thæûc tãú âaím baío khi thu phoïng coï giaï trë âènh luî bàòng Qmaxp, pháön diãûn têch khäúng chãú dæåïi âæåìng quaï trçnh luî bàòng Wmaxp . ∗ Daûng âæåìng quaï trçnh luî âiãøn hçnh laì daûng báút låüi âäúi våïi cäng trçnh thiãút kãú. ∗ Daûng luî xuáút hiãûn âuïng vaìo luïc báút låüi. Trang - 51 -
b) Phæång phaïp thu phoïng âæåìng quaï trçnh luî âiãøn hçnh tråí thaình âæåìng quaï trçnh luî thiãút kãú. Qâh(m3/s) Phæång phaïp 1: Phæång phaïp thu Qmaxâh phoïng cuìng tè säú: Qâhi + Nguyãn tàõc cuía phæång phaïp: Sau Qâh1 khi thu phoïng xong âæåìng quaï trçnh luî thiãút kãú âaím baío hai giaï trë Qmaxp & Wmaxp t 0 Tâhi khäng thay âäøi. 3 Qp(m /s) + Tênh caïc hãû säú thu phoïng: Qmaxp - Co giaín tung âäü âæåìng quaï trçnh luî theo hãû säú kQ: Q =Q .kpi âhi Q Q max p kQ = (4-54) Qp1 Qmax âh - Co giaín hoaình âäü âæåìng quaï trçnh luî theo hãû säú k T: t 0 Tpi=Tâhi.kT Tp kT = (4-55) Hçnh 4-5 phæång phaïp thu phoïng cuìng tè säú Tâh ÅÍ âáy Tp,Tâh laì thåìi gian cuía luî thiãút kãú vaì luî âiãøn hçnh. Giaí sæí sau khi thu phoïng âæåìng quaï trçnh luî âiãøn hçnh tråí thaình âæåìng quaï trçnh luî thiãút kãú ta coï thãø xaïc âënh caïc thaình pháön nhæ sau: 2W max p Âäúi våïi luî thiãút kãú: TP = (4-56) Qmax p f Tâh = 2W max dh . Tæång tæû âäúi våïi luî âiãøn hçnh: (4-57) Qmax âh f f: laì hãû säú hçnh daûng luî. Trong træåìng håüp âæåìng quaï trçnh luî laì daûng tam giaïc thç f=1. Thay (4-56) , (4-57) vaìo (4-55) ta âæåüc: 2W max p 2W max dh W max p Q max p k W kT = T P = = = (4-58) : : Tâh Qmax p . f Qmax âh . f Wmax âh Qmax âh kQ Khi: kW > kQ ⇒ TP > Tâh , âæåìng quaï trçnh luî âiãøn hçnh âæåüc phoïng to lãn. kW < kQ ⇒ TP < Tâh , âæåìng quaï trçnh luî âiãøn hçnh âæåüc thu nhoí laûi. + Trçnh tæû caïc bæåïc nhæ sau: - Dæûa vaìo táön suáút thiãút kãú xaïc âënh âæåüc caïc giaï trë Qmaxp , Wmaxp . - Dæûa vaìo liãût säú liãûu thæûc âo choün Qmaxâh , Wmaxâh. - Tênh caïc hãû säú : kQ , kW vaì kT - Chia âæåìng quaï trçnh luî âiãøn hçnh ra caïc thåìi âoaûn tênh toaïn khaïc nhau:Tâh1 , Tâh2 ,.., Tâhn tæång æïng ta coï: Qâh1 , Qâh2 ,.., Qâhn . Trang - 52 -
Qmaxâh + Thu phoïng : - Âäúi våïi tung âäü âæåìng quaï trçnh luî thiãút kãú: QPi = Qâhi.kQ (4-59) t 0 - Âäúi våïi hoaình âäü âæåìng quaï QP(m3/s) trçnh luî thiãút kãú: Qmaxp TPi = Tâhi.kT (4-60) Phæång phaïp 2: Phæång phaïp thu phoïng cuìng táön suátú. t 0 + Nguyãn tàõc cuía phæång phaïp: 1ng - Âãø khäúng chãú pháön diãûn têch dæåïi 3ng âæåìng quaï trçnh luî thiãút kãú bàòng 5ng Wmaxp, ngæåìi ta chia âæåìng quaï trçnh Hçnh 4-6 Phæång phaïp thu phoïng cuìng táön suáút Täøng læåüng luî âiãøn hçnh1 ngaìy max luî âiãøn hçnh ra caïc thåìi âoaûn khaïc Täøng læåüng luî âiãøn hçnh 3ngaìy max nhau: W1ngaìy max, W3ngaìy max... - Phæång phaïp thu phoïng xem thåìi gian luî thiãút kãú bàòng thåìi gian luî âiãøn hçnh chè thu phoïng tung âäü âæåìng quaï trçnh luî båíi caïc hãû säú thu phoïng khaïc nhau. + Caïc bæåïc thu phoïng: - Âãø âaím baío tung âäü låïn nháút âæåìng quaï trçnh luî thiãút kãú bàòng giaï trë Qmaxp, thu phoïng âènh luî theo hãû säú: Q max p kQ = (4-61) Qmax âh - Thu phoïng tung âäü âæåìng quaï trçnh luî 1 ngaìy max theo hãû säú: W max p1 kW 1 = (4-62) Wmax âh1 - Thu phoïng tung âäü âæåìng quaï trçnh luî 2 ngaìy coìn laûi trong 3 ngaìy max theo hãû säú: Wmax p 3 − Wmax p1 kW3= (4-63) Wmax âh 3 − Wmax âh1 - Tiãúp tuûc thu phoïng tung âäü âæåìng quaï trçnh luî 2 ngaìy coìn laûi trong (2n +1) ngaìy låïn nháút theo hãû säú : Wmax p ( 2i +1) − Wmax p ( 2i −1) kW(2i+1)= (4-64) Wmax âh ( 2i +1) − Wmax âh ( 2i −1) Thu phoïng cho âãún khi naìo hãút âæåìng quaï trçnh luî, åí âáy i= 1,2,..,n . Phæång phaïp naìy âaî chuï yï khäúng chãú caïc thåìi âoaûn coï læåüng luî låïn (1 ngaìy, 3 ngaìy ...). Nãúu caïc hãû säú thu phoïng kâ, kW1 vaì kW(2i+1) khaïc nhau thç daûng âæåìng quaï trçnh luî sau khi âaî thu phoïng seî bë biãún daûng nhiãöu so våïi daûng luî xaùy ra trong thæûc tãú. Do váûy khi veî âæåìng quaï trçnh luî bçnh quán coï tung âäü max bàòng giaï trë Qmaxp cáön phaíi xæí lê âãø âæåìng quaï trçnh thaình mäüt âæåìng cong trån âaím baío cho täøng læåüng luî trong tæìng thåìi âoaûn khäng thay âäøi. Trang - 53 -
4.3.3 Xaïc âënh doìng chaíy luî thiãút kãú khi khäng coï taìi liãûu quan tràõc doìng chaíy. Caïc læu væûc khäng coï taìi liãûu quan tràõc doìng chaíy thæåìng laì caïc læu væûc væìa vaì nhoí. ÅÍ Viãût Nam âãø phán chia ranh giåïi giæîa læu væûc væìa vaì nhoí thäúng nháút trong tênh toaïn qui âënh 100 km2. Do yãu cáöu phaït triãøn kinh tãú âëa phæång nãn cáön xáy dæûng nhiãöu cäng trçnh dán duûng, giao thäng vaì thuíy låüi trãn caïc læu væûc væìa vaì nhoí. Båíi váûy, lyï thuyãút vãö tênh toaïn doìng chaíy luî khi khäng coï taìi liãûu quan tràõc doìng chaíy âoïng vai troì quan troüng vaì chiãúm mäüt pháön khaï låïn trong nghiãn cæïu doìng chaíy luî. Âäúi våïi caïc cäng trçnh nhoí, trong 3 âàûc træng cuía doìng chaíy luî thiãút kãú thç trë säú Qmaxp chiãúm mäüt vë trê quan troüng nháút, vç åí caïc cäng trçnh nhoí do taïc duûng âiãöu tiãút luî ráút êt hoàûc khäng coï, nãn thæûc tãú khäng cáön xeït âãún täøng læåüng luî vaì âæåìng quaï trçnh luî. Vç váûy trong træåìng håüp khäng coï taìi liãûu chè chuí yãúu táûp trung nghiãn cæïu âãø xaïc âënh âènh luî thiãút kãú. Khi khäng coï taìi liãûu, xu hæåïng chung hiãûn nay trong tênh toaïn thuíy vàn laì sæí duûng caïc mä hçnh toaïn thuíy vàn hoàûc thæåìng duìng caïc cäng thæïc kinh nghiãûm vaì baïn kinh nghiãûm âãø tênh Qmaxp. Âáy laì mäüt váún âãö phæïc taûp cho nãn trong pháön naìy seî trçnh baìy mäüt säú khaïi niãûm cå baín vãö quaï trçnh hçnh thaình doìng chaíy luî âãø coï cå såí hiãøu vaì sæí duûng caïc cäng thæïc tênh Qmaxp cho phuì håüp âiãöu kiãûn cuû thãø. 1. Caïc giai âoaûn hçnh thaình doìng chaíy luî. a) Giai âoaûn mäüt - giai âoaûn täøn tháút hoaìn toaìn: laì giai âoaûn toaìn bäü læåüng mæa råi xuäúng quyãûn vaìo cáy coí, láúp âáöy caïc chäù truîng, häö ao, âáöm láöy vaì tháúm xuäúng âáút. b) Giai âoaûn hai - giai âoaûn næåïc dáng: laì giai âoaûn khi læåüng mæa sinh ra trãn læu væûc låïn hån täøng læåüng täøn tháút thç læu læåüng (Q) vaì mæûc næåïc (H) taûi cæía ra cuía læu væûc (hay tuyãún âo âaûc) dáng lãn âaût giaï trë Qmax vaì Hmax. Nãúu quaï trçnh cáúp næåïc váùn duy trç thç Qmax vaì Hmax keïo daìi mäüt thåìi gian ngæåìi ta goüi Qmax vaì Hmax äøn âënh. c) Giai âoaûn ba - giai âoaûn næåïc ruït: khi quaï trçnh cáúp næåïc (læåüng mæa) trãn læu væûc giaím thç Qmax vaì Hmax taûi cæía ra giaím xuäúng giaï trë Qbt vaì Hbt. Âãø giaíi thêch vaì hiãøu âáöy âuí caïc giai âoaûn hçnh thaình doìng chaíy luî trãn bãö màût læu væûc chuïng ta dæûa vaìo cäng thæïc càn nguyãn doìng chaíy (CtCNDC). CtCNDC laì cäng thæïc biãøu thë læu læåüng âènh luî bàòng täøng læåüng giai nháûp cuía caïc læu læåüng næåïc thaình pháön trong quaï trçnh hçnh thaình cuía chuïng trãn pháön diãûn têch læu væûc bäü pháûn khaïc nhau vaì chaíy tuû laûi åí tuyãún cæía ra. ∂F t Qt = ∫ ht CtCNDC coï daûng täøng quaït: (4-65) dt ∂t 0 Âãø thaình láûp cäng thæïc (4-65). Chuïng ta dæûa trãn cå såí láûp luáûn nhæ sau: - Giaí thiãút læåüng mæa vaì tháúm phán bäú âãöu trãn toaìn bäü diãûn têch læu væûc. - Chia toaìn bäü diãûn têch læu væûc bàòng mäüt hãû thäúng âæåìng chaíy cuìng thåìi gian (âæåìng âàóng thåìi) - Thåìi gian táûp trung næåïc giæîa caïc âæåìng âàóng thåìi kãú tiãúp nhau láúy bàòng 1 âån vë thåìi gian cäú âënh, tæïc laì thåìi gian cáön thiãút âãø gioüt næåïc åí xa nháút këp chaíy vãö âãún tuyãún cæía ra goüi laì thåìi gian táûp trung doìng chaíy, kê hiãûu laì: τ. Trang - 54 -
-Tæång æïng våïi caïc âæåìng âàóng thåìi 1, 2, 3,...coï caïc pháön diãûn têch bäü pháûn f1, f2, f3... -Dæûa vaìo âæåìng quaï trçnh mæa hiãûu quaí xaïc âënh biãøu âäö cáúp næåïc (thåìi gian cáúp næåïc kê hiãûu la:T). Tuìy thuäüc vaìo thåìi gian chaíy truyãön τ trãn læu væûc vaì thåìi gian cáúp næåïcT, trong thæûc tãú seî xaíy ra 3 træåìng håüp khaïc nhau âoï laì: τ > T, τ < T, τ = T. Sau âáy seî thaình láûp cäng thæïc cäng thæïc (4-65) trong træåìng håüp τ < T(cho τ = 4 âån vë thåìi gian, T= 5 âån vë thåìi gian) ta tháúy: Sau 1 âån vë thåìi gian læu læåüng thu âæåüc taûi cæía ra laì: Q1 = h1.f1 Sau 2 âån vë thåìi gian læu læåüng thu âæåüc taûi cæía ra laì: Q2 = h1.f2 + h2.f1 Tæång tæû: Q3 = h1.f3 + h2.f2 + h3.f1 Q4 = h1.f4 + h2.f3 + h3.f2 + h4.f1 Sau 5 âån vë thåìi gian thç læåüng mæa h1 khäng coìn tham gia taûo ra læu læåüng taûi màût càõt cæía ra næîa: Q5 = h2.f4 + h3.f3 + h4.f2 + h5.f1 Q6 = h3.f4 + h4.f3 + h5.f2 Q7 = h4.f4 + h5.f3 Q8 = h5.f4 Q9 = 0. ÅÍ âáy: hi(mm) låïp næåïc mæa hiãûu quaí (tæïc laì låïp næåïc mæa âaî træì âi læåüng täøn tháút) sinh ra trong mäüt âån vë thåìi gian tênh toaïn. Theo cäng thæïc càn nguyãn doìng chaíy trong træåìng håüp trãn khi τ < T thç Qmax thu âæåüc åí màût càõt cæía ra coï thãø laì Q4 hoàûc Q5, tæïc laì toaìn bäü diãûn têch læu væûc kãút håüp mäüt pháön læåüng mæa sinh ra Qmax. Tæång tæû nhæ váûy nãúu trong træåìng håüp τ >T thç Qmax thu âæåüc åí cæía ra seî laì toaìn bäü læåüng mæa kãút håüp våïi mäüt pháön diãûn têch læu væûc taûo nãn. Coìn trong træåìng håüp τ = T thç Qmax thu âæåüc åí màût càõt cæía ra seî laì toaìn bäü diãûn têch læu væûc kãút håüp toaìn bäü læåüng mæa. h(mm) f4 (3) h3 f3 h4 (2) f2 h2 h5 h1 (1) f1 0 t a)Så âäö mæa. b)Så âäö læu væûc. Hçnh 4-7 Så âäö læu væûc khaïi niãûm theo CtCNDC Trong thæûc tãú quaï trçnh hçnh thaình doìng chaíy luî laì quaï trçnh xaíy ra ráút phæïc taûp vç: - Hçnh daûng, âëa hçnh, âëa maûo, âëa cháút, ræìng, häö ao, âáöm láöy...phán bäú muän hçnh, muän veí khäng thãø giäúng nhæ giaí thiãút. - Mæa phán bäú khäng âãöu theo thåìi gian vaì khäng gian laì kãút quaí cuía mäüt loaût caïc nguyãn nhán vãö khê tæåüng vaì khê háûu phæïc taûp. Do váûy CtCNDC chè mä taí quan hãû giæîa Qmax thu âæåüc åí cæía ra våïi yãúu täú diãûn têch læu væûc vaì læåüng mæa luî sinh ra. Trang - 55 -
2. Caïc nhán täú aính hæåíng âãún viãûc hçnh thaình doìng chaíy luî. a) Nhán täú khê tæåüng: Mæa raìo. Mæa raìo laì nhæîng tráûn mæa coï cæåìng âäü maûnh táûp trung gáy ra trãn mäüt diãûn têch räüng hoàûc heûp, thåìi gian mæa daìi hoàûc ngàõn phuû thuäüc vaìo nguyãn nhán gáy ra mæa. Vãö âënh læåüng: theo tiãu chuáøn cuía täøng cuûc khê tæåüng thuíy vàn nhæîng tráûn mæa ngaìy coï læåüng mæa ≥ 50 mm thuäüc loaûi mæa raìo. Baíng 4-7 Tiãu chuáøn mæa raìo cuía Becgå. Thåìi âoaûn (phuït) Læåüng mæa (mm) Thåìi âoaûn (phuït) Læåüng mæa (mm) 5 2,5 50 11,0 10 3,8 60 12,0 15 5,0 120 18,0 20 6,0 180 22,25 25 7,0 240 27,0 30 8,0 360 33,0 35 9,6 720 45,0 45 10,25 1440 60,0 Baíng 4-8 Tiãu chuáøn mæa raìo cuía täøng cuûc khê tæåüng thuíy vàn 1960 Thåìi âoaûn (phuït) 5 10 30 60 240 1440 Læåüng mæa (mm) 4,0 6,5 11,0 14,0 20,0 50,6 Cæåìng âäü mæa bçnh quán (mm/phuït) 0,80 0,66 0,35 0,23 0,08 0,035 ÅÍ næåïc ta læåüng mæa raìo sinh luî gáy ra do caïc yãúu täú thåìi tiãút nhæ: baîo, gioï muìa, aïp tháúp nhiãût âåïi, âëa hçnh, hoàûc caïc hçnh thaïi thåìi tiãút kãút håüp.v.v... + Sæû thay âäøi cæåìng âäü mæa theo thåìi gian. - Cæåìng âäü mæa laì læåüng mæa råi trong mäüt âån vë thåìi gian, âån vë âo: mm/ph, mm/h. ∗ Cæåìng âäü mæa tæïc thåìi (it) laì læåüng mæa âo âæåüc trong tæìng thåìi âiãøm khaïc nhau. Cæåìng âäü mæa tæïc thåìi luän luän thay âäøi theo thåìi gian, thäng thæåìng trong mäüt tráûn mæa cæåìng âäü mæa hai âáöu thåìi âoaûn beï åí giæîa låïn ngæåìi ta goüi laì âènh mæa. Âãø xaïc âënh cæåìng âäü mæa tæïc thåìi ngæåìi ta dæûa vaìo biãøu âäö âo mæa tæû ghi. ∗ Cæåìng âäü mæa trung bçnh thåìi âoaûn (at) laì læåüng mæa trung bçnh trong thåìi âoaûn tênh toaïn. H − H 1 ∆Η at = 2 = (4-66) t 2 − t1 ∆t it = lim at Quan hãû giæîa it vaì at: (4-67) ∆t →Ο ÅÍ âáy H1 vaì H2 laì täøng læåüng mæa tênh âãún thåìi âiãøm tênh toaïn t1 vaì t2. ∗ Cæåìng âäü mæa trung bçnh thåìi âoaûn låïn nháút taûo luî (aT) tênh bàòng mm/ph, mm/h. aT = ∆Η max (4-68) ∆t Trong âoï: ∆Hmax (mm) læåüng mæa låïn nháút tæång æïng thåìi âoaûn tênh toaïn ∆t. Trang - 56 -
Ta tháúy cæåìng âäü mæa trung bçnh giaím khi thåìi âoaûn tênh toaïn tàng lãn. Sæû triãút giaím cuía cæåìng âäü mæa khi thåìi âoaûn tênh toaïn tàng lãn âæåüc thãø hiãûn qua cäng thæïc: S aT = (4-69) n T Âãø traïnh træåìng håüp khi T→ 0, thç aT→ ∞, ngæåìi ta viãút laûi cäng thæïc (4-68) nhæ sau: S aT = (4-70) (T +1) n K .H S= (4-71) 1− n 1440 Trong âoï: S: goüi laì sæïc mæa (mm), T: thåìi âoaûn tênh toaïn (h, ph), n: hãû säú triãút giaím cæåìng âäü mæa thæåìng láúy n = 0,7 hoàûc 2/3, H: laì læåüng mæa ngaìy (mm), K: laì hãû säú xaïc âënh nhæ sau: K = H 1440 ph H ngay = 1,1 ÷ 1,2 + Phán bäú cæåìng âäü mæa theo diãûn têch: Trong mäüt tráûn mæa cæåìng âäü mæa phán bäú ráút khäng âãöu trãn mäüt diãûn räüng nåi coï cæåìng âäü mæa låïn goüi laì tám mæa, tæì tám mæa cæåìng âäü mæa giaím dáön theo khoaíng caïch vãö caïc phêa cuía læu væûc. Tênh læåüng mæa phán bäú theo diãûn têch båíi cäng thæïc sau: HO HF = ϕH0 = (4-72) 1+ KF m Trong âoï: HF læåüng mæa bçnh quán trãn læu væûc (mm), ϕ laì hãû säú triãút giaím, HO læåüng mæa låïn nháút âo âæåüc åí tám mæa (mm), K, m hãû säú kinh nghiãûm biãøu thë tênh cháút triãút giaím læåüng mæa theo diãûn têch. Ngæåìi ta âãö nghë choün K, m trong tênh toaïn nhæ sau: K = 0,001; m = 0,8 cho nhæîng tráûn mæa < 1 ngaìy. K = 0,002÷0,003; m = 0,55÷0,65 cho nhæîng tráûn mæa > 1 ngaìy. Cäng thæïc (4-72) âæåüc aïp duûng cho miãön Bàõc Viãût Nam våïi K= 0,0012 vaì m = 0,72 b) Yãúu täú læu væûc. Yãúu täú læu væûc aính hæåíng âãún læu læåüng doìng chaíy luî båíi caïc váún âãö sau: + Täøn tháút doìng chaíy luî - hãû säú doìng chaíy luî. - Täøn tháút doìng chaíy luî: bao gäöm caïc loaûi täøn tháút nhæ sau: ∗ Täøn tháút do thaím phuí thæûc váût trãn bãö màût læu væûc giæî laûi, ∗ Täøn tháút do âiãön truîng vaìo caïc hang hoïc, ao häö...trãn læu væûc. ∗ Täøn tháút do tháúm phuû thuäüc vaìo âiãöu kiãûn âëa hçnh âëa cháút cáúu taûo læu væûc. ∗ Täøn tháút do bäúc håi trong quaï trçnh luîö. Täøn tháút doìng chaíy luî giaím dáön theo thåìi gian (tênh theo thåìi gian bàõt âáöu vaì kãút thuïc muìa luî). Trong caïc loaûi täøn tháút trãn thç täøn tháút do tháúm laì âaïng kãø nháút. Trang - 57 -