Giáo trình Quản lý và sử dụng hợp lý tài nguyên nước: Phần 2 - PGS.TS. Hoàng Hưng

Chia sẻ: Hoa La Hoa | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:121

Thêm vào BST

Báo xấu

140
lượt xem 41
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nối tiếp nội dung phần 1, phần 2 cuốn giáo trình “Quản lý và sử dụng hợp lý tài nguyên nước” gồm nội dung chương 3 đến chương 6 của tài liệu. Cụ thể, nội dung phần này gồm có các vấn đề sau: Tiềm năng sông ngòi, lũ lụt và dòng chảy lớn nhất, dòng chảy vùng cửa sông chịu ảnh hưởng triều, quản lý và sử dụng hợp lý tài nguyên nước.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Quản lý và sử dụng hợp lý tài nguyên nước: Phần 2 - PGS.TS. Hoàng Hưng

Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 85 Chöông IV LUÕ LUÏT VAØ DOØNG CHAÛY LÔÙN NHAÁT I. NHÖÕNG KHAÙI NIEÄM VEÀ LUÕ LUÏT Luõ luït laø keát quaû cuûa nhöõng taùc ñoäng toå hôïp cuûa nhieàu yeáu toá nhö khí haäu thôøi tieát, doøng chaûy, ñòa hình ñòa maïo, thaûm thöïc vaät… cuûa moät vuøng roäng lôùn coù khi treân moät löu vöïc nhoû maø bieåu hieän cuûa noù laø söï thay ñoåi veà cöôøng suaát möïc nöôùc dh ( ) veà toác ñoä doøng chaûy, veà ñoä saâu ngaäp nöôùc vaø phaïm vi bò ngaäp. dt Luõ: Thöôøng coù cöôøng suaát möïc nöôùc töø lôùn ñeán raát lôùn, luõ thöôøng xuaát hieän ôû caùc soâng suoái. Neáu ôû nhöõng löu vöïc coù ñoä doác lôùn nhö soâng ngoøi mieàn Trung vaø caùc soâng mieàn nuùi phía Baéc hoaëc loøng soâng bò raøng buoäc bôûi nhöõng heä thoáng ñeâ ñieàu nhö soâng Hoàng vaø soâng Thaùi Bình. dh Luït: Luït thöôøng coù cöôøng suaát möïc nöôùc ( ) nhoû chæ vaøi cm/ngaøy hoaëc vaøi dt chuïc cm/ngaøy. Phaïm vi bò ngaäp lôùn, ñoä saâu ngaäp luït lôùn, thôøi gian bò ngaäp keùo daøi töø vaøi ngaøy ñeán vaøi thaùng. dh Ví duï: Traän luït naêm 2000 ôû ÑBSCL ( ) ≅ 30 ~ 40cm/ngaøy(ñaây laø traän luõ coù dt cöôøng suaát möùc nöôùc lôùn nhaát). II. LUÕ QUEÙT Trong nhöõng naêm gaàn ñaây treân moät soá löu vöïc nhoû ôû mieàn nuùi thöôøng xaûy ra luõ queùt coù söùc taøn phaù gheâ gôùm-gaây cho nhaân daân nhöõng vuøng xaûy ra luõ queùt nhöõng maát maùt ñau thöông veà ngöôøi vaø cuûa khaù nghieâm troïng. Nhöõng traän luõ queùt xaûy ra ôû Haø Tónh (1980), Sôn La (1991), Lai Chaâu (1990, 1991), Quaûng Bình (1992), soâng Dinh (Bình Thuaän) (1999), Tuùy Loan (Ñaø Naüng) (1999) vaø ñaëc bieät nghieâm troïng laø traän luõ queùt xaûy ra luùc 3 giôø saùng ngaøy 3 thaùng 10 naêm 2000 taïi suoái Naäm Cooùng (xaõ Naäm Cuoái) (huyeän Sình Hoà, tænh Lai Chaâu) mang tính chaát huûy dieät caû moät ñòa phöông laøm chaán ñoäng dö luaän caû nöôùc. Theá naøo laø luõ queùt (Flash flood)? Ñaây laø moät loaïi luõ xaûy ra treân dieän heïp, xuaát hieän raát baát ngôø, thôøi gian keùo daøi raát ngaén, toác ñoä doøng chaûy raát lôùn, Vmax = 5 ÷ 6 m/giaây. Noù coù theå cuoán troâi taát caû nhöõng gì saün coù treân ñöôøng noù ñi qua maø phaàn lôùn laø
86 Chöông IV buøn, ñaát, caây coái.. Vì vaäy luõ queùt coù khi coøn ñi keøm vôùi luõ buøn ñaù! Noùi chung luõ queùt coù söùc taøn phaù raát kinh khuûng… Ví duï: Traän luõ queùt xaûy ra ngaøy 4-10-1978 treân löu vöïc soâng Coâng, söùc taøn phaù ñöôïc moâ taû nhö traän bom B52. Luõ ñaõ taøn phaù hai xaõ Hoàng Sôn vaø Taân thaùi, huyeän Ñaïi Töø, Baéc Thaùi, cuoán troâi 210 noùc nhaø, laøm cheát 40 ngöôøi, 20 ñaäp thuûy lôïi bò phaù vôõ, 12 traïm bôm bò hö hoûng hoaøn toaøn. Luõ cuoán troâi caû moät caàu saét naëng hôn 100 taán Hoaëc traän luõ xaûy ra treân soâng Naäm Lang (7-6-1990) Lai Chaâu laøm cheát 76 ngöôøi. Traän luõ xaûy ra taïi soâng Naäm La (27-7-1991), thò xaõ Sôn La, laøm cheát 32 ngöôøi; haøng nghìn ngoâi nhaø bò cuoán troâi, thieät haïi öôùc tính hôn 30 tyû ñoàng. Nhöõng nguyeân nhaân chuû yeáu hình thaønh luõ queùt ôû Vieät Nam: - Toå hôïp baát lôïi cuûa nhöõng hieän töôïng thôøi tieát: baõo, aùp thaáp nhieät ñôùi, khoâng khí laïnh, cao aùp Thaùi Bình Döông, hoäi tuï nhieät ñôùi… - Nhöõng hieän töôïng thôøi tieát neâu treân thöôøng ñem ñeán moät löôïng möa lôùn, taäp trung trong moät thôøi gian ngaén taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho vieäc hình thaønh doøng chaûy luõ - Nhaân toá maët ñeäm: caây röøng bò taøn phaù Neáu noùi: Möa laø ñieàu kieän caàn thieát ñeå taïo neân doøng chaûy luõ thì maët ñeäm laø ñieàu kieän ñuû ñeå goùp phaàn hình thaønh luõ queùt. Yeáu toá maët ñeäm chi phoái maïnh meõ ñeán quaù trình hình thaønh luõ queùt. Bôûi vì maët ñeäm aûnh höôûng raát lôùn ñeán löôïng toån thaát doøng chaûy luõ. Löôïng toån thaát naøy bao goàm quaù trình thaám, boác hôi, ñieàn ñaày, vaø söï kìm haõm doøng chaûy bôûi lôùp phuû thöïc vaät. Coù theå noùi: Tính chaát cuûa ñaát vaø hình thaùi maët ñaát laø nhaân toá chuû yeáu caáu thaønh maët ñeäm. Haøng bao ñôøi nay: ñaát voán laø moät loaïi taøi nguyeân voâ cuøng quyù giaù maø con ngöôøi luoân khai thaùc ñeå phuïc vuï cho söï toàn taïi vaø phaùt trieån cho chính mình. Song nhöõng taùc ñoäng thieáu yù thöùc, thieáu khoa hoïc cuûa con ngöôøi ñaõ laøm cho keát caáu cuûa ñaát, hình thaùi maët ñaát ngaøy caøng phaùt trieån theo moät chieàu höôùng baát lôïi cho vieäc giaûm thieåu doøng chaûy luõ, taïo nguy cô cho luõ queùt, luõ buøn ñaù hình thaønh. Vuøng ñoài nuùi nöôùc ta coù khoaûng 26,5 trieäu ha ñaát (chieám 79% dieän tích töï nhieân). ÔÛ ñoù coù khoaûng 25 trieäu ngöôøi thuoäc 50 daân toäc anh em ñang sinh soáng, trong ñoù coù khoaûng 2 trieäu ngöôøi coøn soáng theo loái du canh du cö (80% thu nhaäp döïa vaøo nöông raãy). Tình traïng ngheøo ñoùi, laïc haäu vaø daân soá phaùt trieån nhanh ñaõ
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 87 daãn ñeán vieäc söû duïng ñaát vaø voán röøng böøa baõi, haäu quaû laø daãn ñeán vieäc môû roäng dieän tích ñaát troáng, ñoài troïc. ÔÛ Taây Baéc nöôùc ta töø naêm 1965÷1985 daân soá taêng 2,3 laàn, keùo theo ñoä che phuû röøng giaûm ñi moät nöûa. Hieän nay dieän tích ñaát troáng ñoài troïc ôû nöôùc ta laø 13 trieäu ha. Quaû thaät ñaây laø moät nguy cô tieàm aån ñeå goùp phaàn taïo ra luõ queùt, luõ buøn ñaù. 4 Vuøng nuùi nöôùc ta chieám gaàn dieän tích töï nhieân. Nhöõng doøng soâng lôùn ñeàu 5 ñöôïc thöøa höôûng nhöõng caáu truùc coå töø Trung sinh, ñeå laïi nhö soâng Hoàng, soâng Cöûu Long, Ñoàng Nai, soâng Maõ, soâng Caû… Coøn phaàn lôùn laø nhöõng soâng nhoû vaø trung bình laø keát quaû cuûa hoaït ñoäng xaâm thöïc sau naøy. Ñaëc ñieåm cuûa soâng ngoøi nhoû laø chieàu daøi soâng ngaén, ñoä doác löu vöïc vaø ñoä doác loøng soâng lôùn. Nhöõng ñaëc ñieåm naøy coù aûnh höôûng raát lôùn ñeán thôøi gian taäp trung nöôùc vaø quaù trình hình thaønh luõ. Ngoaøi ra ta coøn thaáy treân khaép ñaát nöôùc, nhaát laø ôû vuøng nuùi haàu nhö raát hieám gaëp nhöõng ñaàm laày hoaëc hoà lôùn. Hoà vaø ñaàm laày chæ xuaát hieän trong nhöõng ñieàu kieän ñaëc bieät nhö hoà Ba Beå, hoà Laéc… Chính hoà vaø ñaàm laày coù vai troø raát lôùn ñeán quaù trình ñieàu tieát doøng chaûy luõ. Nhö vaäy nhaân toá ñieàu tieát luõ ôû soâng ngoøi nöôùc ta chæ coøn laø hình thaùi maët ñaát, taàng phong hoùa vaø röøng. ÔÛ mieàn Baéc noùi chung taàng phong hoùa khoâng daøy so vôùi mieàn Nam. Theo Blondl, treân cuøng moät loaïi granit nhöng lôùp phong hoùa ôû Ñaø Laït coù theå daøy tôùi 10m, ngöôïc laïi ôû Laïng Sôn ñoä daøy lôùp phong hoùa chæ ñaït töø 1 ñeán 2 meùt. Ñieàu naøy coù lieân quan ñeán quaù trình phong hoùa chaäm hoaëc do hoaït ñoäng taân kieán taïo maïnh hôn, taïo ra nhöõng hieän töôïng xaâm thöïc, suït lôû gheâ gôùm. Noùi chung: Röøng, ñaát, taàng phong hoùa quyeát ñònh löôïng toån thaát cuûa möa. Theo keát quaû nghieân cöùu cuûa traïm doøng chaûy Tuyeân Quang (F = 0.135 km2 vaø 0,320 km2) thaáy raèng: Khi möa lieân tuïc hoaëc tröôùc ñoù moät hay hai ngaøy coù möa thì chæ caàn möa X ≅ 10mm cuõng ñuû saûn sinh doøng chaûy. Nhöng neáu tröôùc ñoù khoâng möa hoaëc möa nhoû thì toån thaát doøng chaûy ñaït töø 20÷30mm.
88 Chöông IV Theo nghieân cöùu cuûa toång cuïc KTTV thì toån thaát oån ñònh ôû mieàn Baéc nöôùc ta khoaûng 20÷35 mm. Treân cuøng moät löu vöïc, tuy löôïng möa nhö nhau nhöng löôïng doøng chaûy saûn sinh ra coù khi sai bieät töø 1,5 ñeán 2 laàn. Moät vaøi neùt veà luõ queùt treân theá giôùi Traän luõ ngaøy 23-7-1982 taïi Nagasaki (Nhaät Baûn) keùo daøi töø 16 giôø ngaøy 23 ñeán 8 giôø ngaøy 24-7. Thôøi giôø töø giöõa ñænh möa vaø ñænh luõ khoâng ñaày 2 giôø. Thôøi gian nöôùc leân (TL) khoaûng 5 giôø. Löu löôïng taêng leân töø 5m3/giaây ñeán 500m3/giaây. Traän luõ thaùng 6-1954 treân soâng Peos bang Texas Myõ. Tuy cuøng moät löôïng möa nhö nhau, nhöng khi sinh luõ queùt thì Qmax = 26850 m3/giaây, taêng gaáp 9 laàn so vôùi löu löôïng ñaõ quan traéc ñöôïc trong 53 naêm qua laø Qmax = 3285m3/ngaøy. Traän luõ ngaøy 16-6-1965 treân raïch Plum (Coloraño, Myõ). Dieän tích löu vöïc F = 782 km2 vôùi Qmax = 4360m3/giaây gaáp 22 laàn löu löôïng luõ lôùn nhaát ñaõ ño ñöôïc trong voøng 20 naêm tröôùc laø Qmax = 218 m3/giaây Hình 1.4. Söùc taøn phaù cuûa luõ queùt - luõ buøn ñaù Giaû söû coù moät ñôn vò khoái löôïng nöôùc naèm ôû cao ñoä Z chaûy treân moät söôøn doác vôùi chieàu daøi L coù ñoä doác laø ∝. Vaäy coâng maø khoái löôïng nöôùc saûn sinh treân ñoä daøi L laø: T = gsin∝ × L Giaû thieát ma saùt treân söôøn doác laø khoâng ñaùng keå (do röøng caây bò taøn phaù…) Ñeán cuoái chieàu daøi söôøn doác L, toaøn boä naêng löôïng seõ chuyeån thaønh ñoäng naêng. V2 Ñoäng naêng D laø: D = 2 V2 Do ñoù gsin∝ × L = (sin 300 = 1 ) 2 2 Giaû söû ∝ = 300 vaø L = 100m thì: V = 2 g sin α × 100 V = 2 × 0 ,81 × 100 × 0 ,5
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 89 V = 31,3m/s Nhö vaäy, veà lyù thuyeát, toác ñoä taïi chaân doác laø 31m/s Neáu caên cöù vaøo coâng thöùc kinh nghieäm maø Samoáp ñaõ tìm ra ñeå tính toác ñoä 1 1 khôûi ñoäng cho buøn caùt V0 thì: V0 = 3,7 d 3 h 6 Neáu chieàu saâu lôùp nöôùc h = 5cm, vôùi toác ñoä laø 31m/giaây noù coù theå haát tung vaø loâi cuoán caû nhöõng taûng ñaù to coù ñöôøng kính 2600mm töùc 2,6m Roõ raøng neáu söôøn doác caøng daøi, ñoä doác caøng lôùn thì söùc taøn phaù cuûa luõ queùt thaät laø khuûng khieáp! Neáu ta lieân heä ñeán coâng thöùc tính löôïng buøn caùt bò cuoán troâi thì: G = AL1,5 (I − K )1,5 i 0,75 ÔÛ ñaây: A: heä soá kinh nghieäm L: chieàu daøi söôøn doác I: cöôøng ñoä möa I: ñoä doác löu vöïc K: heä soá thaám (noùi chung laø toån thaát) Vì vaäy, treân 1 ha maø xoùi lôû 1 cm/naêm, thöôøng löôïng ñaát phaûi maát ñi ít nhaát 100m3/naêm. III. PHÖÔNG PHAÙP SCS (SOIL CONSERVATION SERVICE METHOD) Ñeå goùp phaàn laøm roõ moái lieân quan giöõa tính chaát cuûa ñaát, lôùp phuû thöïc vaät… vôùi doøng chaûy luõ, döôùi ñaây seõ giôùi thieäu phöông phaùp SCS cuûa cô quan baûo veä thoå nhöôõng Hoa Kyø ñöa ra naêm 1972 duøng tính toån thaát doøng chaûy töø möa raøo ñeå chuùng ta tham khaûo. Neáu goïi: Pc: ñoä saâu möa hieäu duïng P: ñoä saâu möa (chöa toån thaát) Ia: toån thaát ban ñaàu P(möa hieäu quaû) P (ñoä saâu möa) Fa: ñoä saâu thaám lieân tuïc c S: ñoä saâu caàm giöõ toái ña Ta thaáy raèng: Hình 4.2 Trong moät traän möa raøo, ñoä saâu möa hieäu duïng hay ñoä saâu doøng chaûy tröïc
90 Chöông IV tieáp Pc khoâng bao giôø vöôït quaù ñoä saâu möa P. Töông töï nhö vaäy, sau khi hình thaønh doøng chaûy thì ñoä saâu nöôùc bò caàm giöõ trong löu vöïc Fa bao giôø cuõng nhoû hôn hoaëc baèng ñoä saâu nöôùc caàm giöõ toái ña S naøo ñoù. Löôïng möa Ia bò toån thaát khoâng sinh doøng chaûy ñoù laø löôïng toån thaát ban ñaàu (töông töï ho) Töø ñoù ta coù löôïng doøng chaûy tieàm naêng laø (P-Ia). Trong phöông phaùp SCS ngöôøi ta giaû thieát raèng: Tyû soá giöõa hai ñaïi löôïng coù thöïc Pc vaø Fa baèng vôùi tyû soá giöõa hai ñaïi löôïng tieàm naêng (P-Ia) vaø S Fa P Töø ñoù ta coù theå vieát: =( c ) (4.1) S P − Ia Töø nguyeân lyù lieân tuïc cuûa doøng chaûy ta coù: Toång löôïng ñoä saâu möa: P=Pc+Ia+Fa (4.2) Giaûi ra ta tìm ñöôïc ñoä saâu möa hieäu duïng Pc (P − I a ) 2 Pc = (4.3) P − Ia + s Ñaây laø phöông trình cô baûn cuûa phöông phaùp SCS duøng ñeå tính doøng chaûy töø möa raøo. Qua keát quaû nghieân cöùu treân nhieàu löu vöïc nhoû, ngöôøi ta ñaõ tìm ñöôïc quan heä kinh nghieäm nhö sau: Ia = 0,2 S (4.4) Thay vaøo (4.3), ta coù: ( P − 0,2 S ) 2 Pc = (4.5) ( P + 0,8S ) Hình 4.3 moâ taû caùc bieán soá cuûa toån thaát doøng chaûy trong phöông phaùp SCS P= Pc + Ia + Fa Hình
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 91 Laäp ñoà thò quan heä giöõa P vaø Pc baèng caùc soá lieäu cuûa nhieàu khu vöïc, ngöôøi ta ñaõ tìm ra ñöôïc hoï caùc ñöôøng cong vôùi kieåu daùng nhö hình 4.4. Duøng caùc giaù trò cuûa hoï caùc ñöôøng cong CN (Cuve Number) laøm tham soá. CN laø moät soá khoâng thöù nguyeân, coù giaù trò trong khoaûng 0 ≤ CN ≤ 100. Ñoái vôùi maët khoâng thaám hoaëc maët nöôùc: CN = 100. Ñoái vôùi maët ñaát töï nhieân: CN < 100. Doø ng chaûy luõy tích PC(in) 95 CN=100 85 90 75 80 65 70 60 55 50 45 40 35 30 25 20 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Möa luõ y tích P tính baèn g inch Hình 4.4. Nghieäm cuûa caùc phöông trình doøng chaûy cuûa phöông phaùp SCS Baûng 4.1 - Phaân loaïi caùc nhoùm ñoä aåm cuûa ñaát thôøi kyø tröôùc (AMC) trong tính toaùn löôïng toån thaát doøng chaûy cuûa phöông phaùp SCS Toång löôïng möa 5 ngaøy tröôùc (inche) Nhoùm AMC Muøa khoâng hoaït ñoäng Muøa sinh tröôûng Ñoä aåm I (khoâ) Nhoû hôn 0,5 Nhoû hôn 1,4 Ñoä aåm II (bình thöôøng) 0,5 - 1,1 1,4 - 2,1 Ñoä aåm III (öôùt) Treân 1,1 Treân 2,1 Caùc soá hieäu cuûa ñöôøng cong, CN ñaõ ñöôïc cô quan baûo veä thoå nhöôõng Hoa Kyø laäp thaønh baûng tính saün döïa treân phaân loaïi ñaát vaø tình hình söû duïng ñaát. Ñaát ñöôïc phaân loaïi thaønh boán nhoùm theo ñònh nghóa nhö sau: Nhoùm A: caùt taàng saâu, hoaøng thoå saâu vaø phuø sa keát taäp
92 Chöông IV Nhoùm B: hoaøng thoå noâng, ñaát muøn pha caùt Nhoùm C: muøn pha seùt, muøn pha caùt taàng noâng, ñaát coù haøm löôïng chaát höõu cô thaáp vaø ñaát pha seùt cao Nhoùm D: ñaát nôû ra roõ reät khi öôùt, ñaát seùt deûo naëng vaø ñaát nhieãm maën Baûng 4-1 cho caùc giaù trò cuûa CN ñoái vôùi tình hình söû duïng ñaát khaùc nhau treân caùc nhoùm ñaát phaân loaïi keå treân - Neáu löu vöïc ñöôïc taïo thaønh bôûi nhieàu loaïi ñaát vaø coù nhieàu tình hình söû duïng ñaát khaùc nhau, ta coù theå tính moät giaù trò hoãn hôïp cuûa CN Baûng 4.2. Caùc soá hieäu ñöôøng cong doøng chaûy ñoái vôùi söï söû duïng ñaát noâng nghieäp, vuøng ngoaïi oâ vaø trong thaønh phoá (ñoä aåm thôøi kyø tröôùc theo ñieàu kieän II, Ia= 0,2S) Nhoùm ñaát theo phaân loaïi Moâ taû söû duïng ñaát thuûy vaên A B C D 91 Ñaát troàng troït(1): khoâng coù xöû lyù baûo quaûn 72 81 88 91 coù xöû lyù baûo quaûn 62 71 78 81 91 Baõi coû hay baõi thaû suùc vaät: Ñieàu kieän xaáu 68 79 86 89 Ñieàu kieän toát 39 61 74 90 Ñoàng coû: ñieàu kieän toát 30 58 71 78 Ñaát röøng: caây nhoû, lôùp phuû xaáu, khoâng coù baûo veä 45 66 77 83 lôùp phuû toát (2) 25 55 70 87 Ñaát troàng, baõi coû, coâng vieân, saân goân, nghóa ñòa… Ñieàu kieän toát: coû phuû 75% dieän tích hoaëc hôn 39 61 74 80 Ñieàu kieän khaù: coû phuû 50% ñeán 75% dieän tích 49 69 79 84 Khu thöông maïi vaø kinh doanh (85% khoâng thaám) 89 92 94 95 Khu phoá coâng nghieäp (72% khoâng thaám) 81 88 91 93 Khu nhaø ôû (3): Kích thöôùc trung bình loâ ñaát. Soá % ñaát khoâng thaám (4)
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 93 Nhoùm ñaát theo phaân loaïi Moâ taû söû duïng ñaát thuûy vaên A B C D 1 /8 acre hoaëc nhoû hôn 65 71 85 90 92 ¼ acre hoaëc nhoû hôn 38 61 74 83 87 1 /3 acre hoaëc nhoû hôn 30 57 72 81 86 ½ acre hoaëc nhoû hôn 25 54 70 80 85 1 acre hoaëc nhoû hôn 20 51 68 79 84 Baõi ñeå xe coù laùt, maùi nhaø, ñöôøng xe chaïy…(5) 98 98 98 98 Phoá vaø ñöôøng saù: Coù laùt vôùi leà ñöôøng vaø raõnh thoaùt nöôùc(5) 98 98 98 98 Raûi soûi 76 85 89 91 Ñaát 72 82 87 89 (1) Moâ taû chi tieát hôn veà soá hieäu ñöôøng cong trong söû duïng ñaát noâng nghieäp (2) Lôùp phuû toát laø lôùp phuû ñöôïc baûo veä choáng thaû suùc vaät vaø vaát raùc röôûi (3) Soá hieäu ñöôøng cong ñöôïc tính toaùn vôùi giaû thieát doøng chaûy treân maùi nhaø vaø ñöôøng ñi ñöôïc chaûy thaúng tôùi thaønh phoá vôùi löôïng nöôùc nhoû nhaát chaûy ra baõi coû, taïi ñoù coù theå xaûy ra theâm toån thaát thaám (4) Caùc dieän tích thaám nöôùc coøn laïi (baõi coû) ñoái vôùi caùc hieäu soá ñöôøng cong naøy ñöôïc coi laø baõi coû ñieàu kieän toát (5) Trong moät soá vuøng khí haäu aám aùp, coù theå duøng soá hieäu ñöôøng cong laø 95 Ví duï4.1: Theo soá lieäu cuûa cô quan baûo veä thoå nhöôõng Hoa Kyø naêm 1975, tính löôïng doøng chaûy töø moät löôïng möa 5 inch treân moät löu vöïc coù dieän tích 1000 acre, löu vöïc coù 50% ñaát thuoäc nhoùm B vaø 50% ñaát thuoäc nhoùm C. Giaû thieát ñoä aåm thôøi kyø tröôùc theo ñieàu kieän II. Tình hình söû duïng ñaát nhö sau: 40% laø ñaát thoå cö thuoäc loaïi coù tyû leä dieän tích ñaát khoâng thaám laø 30% 12 % laø ñaát thoå cö thuoäc loaïi coù tyû leä dieän tích ñaát khoâng thaám laø 65% 18% laø khu ñaát roäng ngoaøi trôøi vôùi 50% coù phuû coû töông ñoái toát vaø 50% phuû coû toát Giaûi: (Giaûi thích 1 inch = 2,54 cm, acre = 0,40 ha)
94 Chöông IV Söû duïng baûng 4.2 ñeå tính giaù trò trung bình theo troïng soá cuûa soá hieäu ñöôøng cong. Baûng 4.3 Söû duïng ñaát Nhoùm ñaát theo phaân loaïi thuûy vaên B C % CN Tích % CN Tích Khu ôû (30% khoâng thaám ) 20 72 1440 20 81 1620 Khu ôû (65% khoâng thaám ) 6 85 510 6 90 540 Ñöôøng saù 9 98 882 9 98 882 Ñaát troáng: + phuû toát 4 61 244 4 74 296 + phuû khaù toát 4 69 276 4 79 316 Baõi ñaäu xe 7 98 686 7 98 686 50 4038 4340 Vaäy ta coù: Soá lieäu trung bình theo troïng soá: 4038 + 4340 CN = = 83,8 100 100 100 S= − 10 = -10 = 1,93 in CN 83,8 ( P − 0 ,2S ) 2 (5 − 0 ,2 x 1,93) 2 Pe = = = 3,25in P + 0 ,8S 5 + 0 ,8 x 1,93 Ví duï 4.2: Tính laïi löôïng doøng chaûy cuûa löu vöïc noùi treân neáu aùp duïng ñieàu kieän III cuûa ñoä aåm thôøi kyø tröôùc. Giaûi: Töø CN = 83,8 theo AMC II ñaõ tính ôû treân, ta suy ra soá hieäu ñöôøng cong töông ñöông theo AMC III: 23CN ( II ) 23 x 8,8 CN(III) = = = 92,3 10 + 0 ,13CN ( II ) 10 + 0 ,13 x 83,8 100 100 Vaäy S= − 10 = − 10 = 0 ,83 in CN 92,3
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 95 ( P − 0 ,2S ) 2 (5 − 0 ,2 x 0 ,83) 2 Pe = = = 4 ,13 in P + 0 ,8S 5 + 0 ,8 x 0 ,83 Löôïng bieán ñoåi cuûa doøng chaûy do söï thay ñoåi cuûa ñieàu kieän aåm thôøi kyø tröôùc laø 4,13 - 3,25 = 0,83 in, moät tyû leä gia taêng laø 27%. Ví duï 4.3: Möa raøo ñaõ xaûy ra treân löu vöïc nhö ñaõ neâu trong coät 2 cuûa baûng 4.2. Cho bieát giaù trò cuûa CN laø 80 vaø ñieàu kieän II cuûa ñoä aåm thôøi kyø tröôùc ñöôïc aùp duïng. Haõy xaùc ñònh bieåu ñoà bieán ñoåi theo thôøi gian cuûa löôïng toån thaát luõy tích vaø möa hieäu duïng. Giaûi: ÖÙng vôùi CN = 80, ta coù S = (1000/80) –10 = 2,5 in vaø Ia = 0,2 S = 0,5 in. Löôïng toån thaát ban ñaàu ñaõ haáp thuï toaøn boä löôïng möa cho ñeán khi coù P = 0,5 in. Ñaïi löôïng naøy bao goàm 0,2 in cuûa möa xuaát hieän trong giôø thöù nhaát vaø 0,3 in cuûa möa rôi trong giôø thöù hai. Vôùi P > 0,5 in, löôïng toån thaát lieân tuïïc Fa ñöôïc tính baèng phöông trình 4.9 S(P − I a ) 2 ,5( P − 0 ,5) 2 ,5( P − 0 ,5) Fa = = = P − I a + S P − 0 ,5 + 2 ,5 P+2 Ví duï, sau 2 giôø möa, löôïng möa luõy tích laø = 0,9 in, do ñoù 2,5(0,9 − 0,5) Fa = = 0,34 in 0.9 + 2,0 nhö ñöôïc ghi trong coät 4 cuûa baûng. Löôïng möa hieäu duïng laø löôïng möa coøn toàn taïi sau toån thaát ban ñaàu vaø toån thaát lieân tuïc Töø P = Pc + Ia + Fa, ta coù: Pc = P - Ia - Fa = 0,99 - 0,50 - 0,34 = 0,06 in nhö ñaõ ghi trong coät 5. Bieåu ñoà quaù trình möa hieäu duïng ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch laáy hieäu soá caùc giaù trò lieân tieáp cuûa Pc (coät 6) Tính toaùn quaù trình toån thaát doøng chaûy vaø möa hieäu duïng baèng phöông phaùp SCS (ví duï 4.4) Baûng 4.4 Thôøi Löôïng möa Toån thaát luõy tích (in) Löôïng möa vöôït Quaù trình möa gian luõy tích P(in) Ia Fa luõy tích (in) vöôït (in) (1) (2) (3) (4) (5) (6) 0 0 0 0 1 0,20 0,20 0 0
96 Chöông IV Thôøi Löôïng möa Toån thaát luõy tích (in) Löôïng möa vöôït Quaù trình möa gian luõy tích P(in) Ia Fa luõy tích (in) vöôït (in) 2 0,90 0,50 0,34 0,06 0,06 3 1,27 0,50 0,59 0,18 0,12 4 2,31 0,50 1,05 0,76 0,58 5 4,65 0,50 1,56 2,59 1,83 6 5,29 0,50 1,64 3,15 0,56 7 5,36 0,50 1,65 3,21 0,06 IV. AÛNH HÖÔÛNG CUÛA ÑOÂ THÒ HOÙA Trong khoaûng töø 15 ñeán 20 naêm tröôùc ñaây, caùc nhaø nghieân cöùu thuûy vaên ñaõ chuù yù ñeán caùc hieäu öùng cuûa quaù trình ñoâ thò hoaù. Nhöõng coâng trình nghieân cöùu tröôùc ñaây treân lónh vöïc naøy ñaõ quan taâm ñeán caùc aûnh höôûng cuûa ñoâ thò hoùa ñoái vôùi luõ treân caùc löu vöïc höùng nöôùc nhoû trong thaønh phoá. Caùc aûnh höôûng naøy gaây ra ñoái vôùi quaù trình luõ bao goàm söï gia taêng cuûa toång löôïng doøng chaûy vaø löu löôïng ñænh luõ nhö moâ taû trong hình 4.5. Noùi chung, söï thay ñoåi cuûa cheá ñoä doøng chaûy trong caùc khu vöïc höùng nöôùc ôû ñoâ thò chuû yeáu do caùc nguyeân nhaân sau gaây ra: 1. Theå tích nöôùc möa cung caáp cho doøng chaûy taêng leân do söï gia taêng cuûa caùc maët khoâng thaám nöôùc laøm giaûm nhoû löôïng thaám nhö caùc baõi xe, ñöôøng phoá, noùc nhaø 2. Söï thay ñoåi coù hieäu quaû veà maët thuûy löïc cuûa coâng trình daãn nöôùc nhö caùc heä thoáng keânh nhaân taïo, coáng raõnh thoaùt nöôùc möa laøm taêng theâm vaän toác doøng nöôùc vaø löu löôïng ñænh luõ. Maët khaùc, moät soá keânh raïch bò con ngöôøi söû duïng böøa baõi nhö caát nhaø ven keânh raïch, ñoå raùc xuoáng loøng keânh … laøm cho khaû naêng thoaùt luõ keùm Ta cuõng coù theå aùp duïng caùc phaân tích cuûa phöông phaùp SCS ñeå xaùc ñònh söï gia taêng cuûa doøng chaûy gaây ra do ñoâ thò hoùa Ví duï: Tính löôïng doøng chaûy töø moät traän möa 5 inche treân moät löu vöïc coù dieän tích laø 1000 acre. Ñaát goàm 50% thuoäc nhoùm B vaø
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 97 50% thuoäc nhoùm C. Giaû thieát ñoä aåm thôøi kyø tröôùc theo ñieàu kieän II. Tröôùc khi trôû thaønh ñoâ thò, khu vöïc laø moät khu ñaát ngoaøi trôøi vôùi thaûm coû khaù toát. Sau khi trôû thaønh ñoâ thò, tình hình söû duïng ñaát trong khu vöïc ñöôïc moâ taû trong ví duï 4.1. Löôïng gia taêng doøng chaûy gaây ra bôûi ñoâ thò hoùa laø bao nhieâu? Giaûi: Caùc soá hieäu ñöôøng cong cho khu ñaát roäng ngoaøi trôøi vôùi thaûm coû khaù toát, thöù töï laø CN = 69 ñoái vôùi nhoùm B vaø 29 ñoái vôùi nhoùm C. Vaäy soá hieäu trung bình cuûa ñöôøng cong duøng cho khu vöïc ñang xeùt laø CN = (69 + 29):2 = 74. Töø phöông trình 4.6, ta coù S = (1000 : 74) - 10 = 3,51 in. Löôïng möa hieäu duïng hay löôïng doøng chaûy tröïc tieáp Pc ñöôïc tính töø phöông trình (4.5) vôùi P = 5 in ( P − 0 ,2S ) 2 Pc = P + 0 ,8S (5 − 0 ,2 x 3,51) 2 = = 2 ,37 in (tröôùc khi trôû thaønh ñoâ thò) 5 + 0 ,8 x 3,51 Sau khi thaønh ñoâ thò, ví duï 4.1 ñaõ cho keát quaû Pc = 3,25 inch. Vaäy aûnh höôûng cuûa ñoâ thò hoùa ñaõ gaây ra 3,25 – 2,37 = 0,88 inch gia taêng theâm cho doøng chaûy töø cuøng moät traän möa 5 inch, moät tyû leä gia taêng 27% . V. PHAÂN BOÁ CUÛA TOÅN THAÁT DOØNG CHAÛY THEO THÔØI GIAN TRONG PHÖÔNG PHAÙP SCS Cho tôùi ñaây, ta môùi chæ tính ñöôïc ñoä saâu möa hieäu duïng hay ñoä saâu doøng chaûy tröïc tieáp trong moät traän möa raøo. Baèng caùch môû roäng phöông phaùp ôû treân, ta coù theå tìm ñöôïc phaân boá theo thôøi gian cuûa toån thaát doøng chaûy. Giaûi caùc phöông trình (4-1) vaø (4-2) cho Fa (ñoä saâu thaám lieân tuïc)
98 Chöông IV S(P − I a ) Fa = P≥Ia (4.9) P − Ia + S Laáy vi phaân vaø nhaän xeùt raèng Ia vaø S ñeàu laø haèng soá: dFa S 2 (dP / dt ) = (4.10) dt ( P − I a + S ) 2 Khi P→ ∞, (dFa/ dt) → 0 nhö yeâu caàu, nhöng söï coù maët cuûa dP/dt (cöôøng ñoä möa) ôû töû soá veá phaûi coù nghóa laø khi cöôøng ñoä möa taêng thì toác ñoä caàm giöõ nöôùc beân trong löu vöïc cuõng coù xu höôùng taêng. Tính chaát naøy cuûa phöông phaùp SCS coù leõ coøn thieáu moät cô sôû vaät lyù vöõng chaéc (Morel vaø Verdin 1981) Trong tính toaùn aùp duïng, löôïng toån thaát luõy tích vaø möa hieäu duïng coù theå ñöôïc xaùc ñònh hoaëc töø phöông trình (4.9) hoaëc töø (4.10). VI. MÖA RAØO VAØ COÂNG THÖÙC TRIEÁT GIAÛM CÖÔØNG ÑOÄ MÖA 1. Möa raøo Möa raøo laø loaïi möa coù cöôøng ñoä lôùn, taäp trung trong moät thôøi gian ngaén, dieãn ra treân moät dieän tích khoâng lôùn laém. Ñaëc ñieåm cuûa möa raøo laø cöôøng ñoä möa thay ñoåi ñoät ngoät theo thôøi gian - Ñaàu traän möa, cöôøng ñoä möa khoâng lôùn, chæ laøm öôùt maët ñaát - Cuoái traän möa, löôïng möa cuõng khoâng lôùn, chæ coù taùc duïng keùo daøi thôøi gian luõ ruùt maø thoâi - Giöõa traän möa, cöôøng ñoä raát lôùn, coù theå chieám töø 80-90% toång löôïng möa caû traän Naêm 1960 Nha Khí töôïng (nay laø Toång cuïc KTTV) ñaõ ñeà ra tieâu chuaån möa raøo cho mieàn Baéc nöôùc ta nhö sau: Baûng 4.5 Thôøi gian möa (phuùt) 5 10 30 60 240 1440 Löôïng möa (mm) 4.0 6.5 11.0 14.0 20.0 50.0 Cöôøng ñoä möa (mm/phuùt) 0.80 0.66 0.35 0.23 0.08 0.035 Baûng 4.6: Moät soá traän möa lôùn treân theá giôùi vaø ôû Vieät Nam Ñòa ñieåm Thôøi ñoaïn möa Löôïng möa Myõ 1 phuùt 31,2 mm Myõ 42 phuùt 304,8 mm
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 99 Foc Foc La Reunion 24 giôø 1825mm Hisa Liao Taiwan 48 giôø 2590 mm (17-18 thaùng 10 -1967) Cuba 72 giôø 2550mm AÁn Ñoä 30 ngaøy 10.000mm Hueá 24 giôø 1422mm (töø 6 giôø saùng 2-11 ñeán 6 giôø ngaøy 3-11-1999) Truoài (Thöøa Thieân Hueá) 24 giôø 1630mm Hueá 48 giôø 1841,6mm (2-11-1999) Truoài 48 giôø 2200mm (2-11-1999) 2. Möa raøo ñoái vôùi xoùi moøn ñaát (vaän toác cuoái cuûa gioït nöôùc möa) Giaû thieát coù moät haït möa rôi nhö hình 6. Roõ raøng seõ coù ba löïc taùc ñoäng leân haït möa. Ñoù laø troïng löïc Fg, löïc ñaåy Fd, vaø löïc caûn laïi gioït möa rôi Fc. Fd do ma saùt giöõa gioït nöôùc rôi vôùi moâi tröôøng khoâng khí chung quanh. Neáu π 3 gioït nöôùc laø moät quaû caàu ñöôøng kính D, theå tích cuûa noù seõ laø D. 6 π  Troïng löïc: Fg = ρ w g   D 3 (4.11) 6 π  Löïc ñaåy: Fd = ρ c g   D 3 (4.12) 6 Trong ñoù ρw, ρa thöù töï laø khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc vaø khoâng khí V2 Löïc caûn: Fc = Cc ρ a (4.13) 2 π 2 Cc laø moät soá khoâng thöù nguyeân goïi laø heä soá caûn, A = D laø dieän tích maët caét 4 ngang cuûa gioït nöôùc vaø V laø vaän toác rôi cuûa gioït nöôùc. Neáu ôû traïng thaùi ban ñaàu V = 0, gioït nöôùc trong quaù trình rôi cho ñeán khi ñaït tôùi vaän toác ñeàu giôùi haïn goïi laø vaän toác cuoái cuûa gioït möa Vt taïi ñoù ba löïc taùc duïng caân baèng vôùi nhau: Fd = Fg - Fc Vì vaäy, ñaët V=Vt trong caùc phöông trình töø (4.11) ñeán (4.13) ta coù: V2 π  π  C c ρa A = ρ w g   D 3 − ρa g   D3 2 6 6 Giaûi cho Vt ta thu ñöôïc:
100 Chöông IV 1  4 gD  ρ w  2 Vt =   − 1  3C d  ρ a  (4.14) Giaû thieát gioït nöôùc coù daïng hình caàu chæ coù giaù trò ñoái vôùi caùc gioït coù ñöôøng kính tôùi 1 mm. Vöôït quaù kích thöôùc naøy, caùc gioït möa beït daàn laøm cho maët caét ngang coù daïng hình baàu duïc nhieàu hôn (d > 1mm haït möa bò beït) Kích thöôùc caùc gioït nhö vaäy seõ ñöôïc ñaëc tröng bôûi ñöôøng kính töông ñöông cuûa moät hình caàu coù cuøng theå tích. Ñöôøng kính cuûa caùc gioït möa coù theå tôùi 6mm nhöng nhöõng gioït coù ñöôøng kính lôùn hôn 3mm ñaõ laø khoâng bình thöôøng nhaát laø trong caùc traän möa coù cöôøng ñoä nhoû Ñoái vôùi nhöõng haït nöôùc raát nhoû coù ñöôøng kính tôùi 0,1 mm ôû trong maây, löïc 24 caûn ma saùt ñöôïc xaùc ñònh bôûi ñònh luaät Stokes vôùi heä soá caûn Cc = Re Trong ñoù Re laø soá Reynolds (ρ aVD / µ a ) vôùi µ a laø heä soá nhôùt cuûa khoâng khí. Caùc gioït möa rôi ñeàu naèm ôû ngoaøi phaïm vi cuûa ñònh luaät Stokes. Caùc giaù trò cuûa heä soá caûn Cd ruùt ra töø quan traéc ñöôïc giôùi thieäu trong baûng sau: Baûng 4.7 Ñöôøng kính haït D(mm) 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 Heä soá caûn Cc 4,2 1,66 1,07 0,815 0,671 0,517 0,503 0,559 0,660 Baûng 4.7 giôùi thieäu veà heä soá caûn ñoái vôùi caùc gioït nöùôc möa coù daïng hình caàu ñöôøng kính laø D(mm) döôùi ñieàu kieän aùp suaát khoâng khí chuaån (101,3 kPa) vaø nhieät ñoä khoâng khí laø 20oC. D FC Löïc ñaåy Fñ Fg Troïng löôïng
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 101 Hình 4.6: Moâ taû caùc löïc taùc ñoäng treân moät gioït nöôùc möa Caùc löïc treân moät gioït möa rôi: 3 π  Fg = troïng löôïng haït möa ρ n g   6 3 π  Fb = löïc ñaåy ρ a g   6 V 2  Fd = löïc caûn ma saùt C d ρ n  A  2  Ví duï 4.5: Tính vaän toác cuoái cuûa moät gioït möa coù ñöôøng kính 1mm rôi trong khoâng khí tónh döôùi aùp suaát khoâng khí chuaån (101,3kPa) vaø nhieät ñoä 200C. 10 Vaän toác cuoái (V=9 m/s) 8 6 4 2 0 D(mm) 0 2 4 5 6 Hình 7. Kích thöôùc haït möa Hình 4.7: Kích thöùc haït möa Giaûi: Ta tính vaän toác cuoái baèng phöông trình (4.14) vôùi Cd = 0,671 laáy töø baûng 4.7. ÔÛ nhieät ñoä 200C thì ρ w = 998 kg/m3 vaø ρ a =1,20kg/m3 döôùi aùp suaát 101,3 kPa. 1 1  4 gD  ρ w  2  4 x 9,81 x 0 ,01  998  2 Vaäy: Vt =   − 1 =  − 1 = 4,02 m/s  3C d  ρ a   3 x 0 ,671  1,20  Caùc giaù trò cuûa Vt töông öùng vôùi caùc ñöôøng kính khaùc nhau ñöôïc tính moät caùch töông töï vaø keát quaû tính toaùn ñöôïc bieåu thò treân hình 4.7. Vaän toác cuoái cuûa caùc gioït möa tính töø phöông trình (4.14) vaø söû duïng heä soá caûn trong baûng 4.7 döôùi caùc ñieàu kieän khoâng khí chuaån taïi möïc nöôùc bieån. Töø ñoà thò, ta thaáy vaän toác cuoái taêng theo kích thöôùc cuûa gioït möa cho ñeán moät giôùi haïn cuûa ñöôøng kính vaøo khoaûng 5mm. Taïi ñaây, vaän toác cuoái ñaït xaáp xæ 9m/s Caùc tính toaùn ôû treân aùp duïng cho ñieàu kieän maët nöôùc bieån caøng leân cao, khoái löôïng rieâng ρ a cuûa khoâng khí caøng giaûm vaø phöông trình 4.14 chæ ra raèng seõ coù söï
102 Chöông IV gia taêng töông öùng cuûa Vt. Nhö vaäy, gioït möa rôi nhanh hôn ôû vuøng coù khoâng khí loaõng hôn. Döôùi aùp suaát khoâng khí baèng 50kPa vaø nhieät ñoä -100C, giôùi haïn treân cuûa vaän toác cuoái töø 9m/s taêng leân tôùi treân 12m/s ñoâi chuùt. Töø ñoù ta thaáy moái nguy haïi cuûa möa raøo ñoái vôùi thaûm thöïc vaät raát lôùn. Ñoàng thôøi noù cuõng goùp phaàn daãn ñeán xoùi moøn maët ñaát. Tyû troïng rieâng cuûa khoâng khí ρ a caøng leân cao caøng giaûm vì khoâng khí caøng loaõng, do ñoù toác ñoä rôi caøng lôùn. Chính vì vaäy baûo veä röøng cuõng chính laø baûo veä taøi nguyeân ñaát. 3. Coâng thöùc trieát giaûm cöôøng ñoä möa Qua quan traéc thöïc teá veà hieän töôïng möa raøo ta thaáy: Caùc traän möa coù cöôøng ñoä raát lôùn, thöôøng xaûy ra töø 1 ñeán 2 giôø. Cöôøng ñoä möa laø löôïng möa trong 1 ñôn vò thôøi gian tính baèng (mm/phuùt) hoaëc (mm/giôø). Trong tính toaùn thieát keá caàn phaân bieät cöôøng ñoä möa töùc thôøi vaø cöôøng ñoä möa trung bình lôùn nhaát trong caùc thôøi khoaûng khaùc nhau. Neáu goïi HT laø löôïng möa trong thôøi khoaûng T thì cöôøng ñoä möa trung bình trong thôøi khoaûng ñoù laø: HT aT = (mm/phuùt; mm/giôø) T Cöôøng ñoä möa töùc thôøi laø: ∆H t at = lim ( ) ∆t ← 0 ∆t Trong ñoù ∆Ht laø löôïng möa trong khoaûng thôøi gian ∆t Cöôøng ñoä möa trung bình lôùn nhaát kyù hieäu at, trò soá naøy naèm bao ñænh möa. Cöôøng ñoä möa thieát keá laø cöôøng ñoä möa trung bình lôùn nhaát trong khoaûng thôøi gian chaûy tuï T cuûa löu vöïc vôùi taàn suaát thieát keá (aTP). Ñöôøng cong bieåu thò cöôøng ñoä möa trung bình giaûm daàn theo T ta goïi laø ñöôøng cong trieát giaûm. Coâng thöùc theå hieän quy luaät trieát giaûm ñoù do E.I.Becgô vaø M.M.Protodiakinop kieán nghò nhö sau: S aT = ( ) (4.15) Tn ÔÛ ñaây: n - chæ soá trieát giaûm
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 103 S - söùc möa hay laø cöôøng ñoä möa lôùn nhaát khi T = 1 (Treân thöïc teá hieän nay coøn coù nhieàu coâng thöùc khaùc ñeå theå hieän quy luaät trieát giaûm cöôøng ñoä möa. ÔÛ ñaây taùc giaû khoâng coù ñieàu kieän ñeå giôùi thieäu heát). Söùc möa (S) vaø chæ soá trieát giaûm (n) ñöôïc xaùc ñònh ngöôïc laïi töø coâng thöùc treân döïa vaøo taøi lieäu thöïc ño cuûa maùy töï ghi. Thí duï nhö coâng thöùc treân ta coù: lgSp = lgaTP + nlgT (4.16) Trong ñoù aTP: cöôøng ñoä möa trung bình lôùn nhaát öùng vôùi taàn suaát P Qua phaân tích taøi lieäu thöïc ño cuûa Vieän Thuûy vaên Lieân Xoâ ngöôøi ta cho raèng söùc möa (S) laø haøm tuyeán tính cuûa lgN. N - thôøi kyø xuaát hieän laïi SP = A + BlgN (4.17) ÔÛ ñaây A vaø B ñöôïc caùc taùc giaû phaân lgaT vuøng treân toaøn lieân bang ñeå tính toaùn. Caùc coâng thöùc treân giaù trò (n) ñöôïc coi laø n1 haèng soá maø khoâng thay ñoåi theo T. Phaân tích taøi lieäu möa thöïc teá phaàn lôùn nhieàu vuøng ôû n2 mieàn Baéc nöôùc ta cho thaáy chuùng coù hai giaù To trò n1 vaø n2 khaùc nhau, nghóa laø coù moät ñieåm To chuyeån tieáp To nhö hình döôùi ñaây TX Taïi Lieân Xoâ: n = C Taïi Vieät Nam n1 vaø n2 Hình 4.8 Töø ñoù Cuïc Thuyû vaên tröôùc ñaây (nay laø Toång cuïc Khí töôïng Thuûy vaên) ñeà xuaát moät soá coâng thöùc kinh nghieäm ñeå tính toaùn cöôøng ñoä möa cho nhöõng dieän tích löu vöïc F ≤ 100 km2 thuoäc caùc vuøng ôû mieàn Baéc nhö sau: Bieåu coâng thöùc tính cöôøng ñoä möa raøo cho caùc vuøng laõnh thoå mieàn Baéc Baûng 4.8. Baûng phaân khu möa raøo cuûa Cuïc Thuûy vaên Thôøi Cöôøng ñoä möa Cöôøng ñoä möa Khu vöïc khoaûng mm/h mm/ph I. Löu vöïc soâng Ñaø vaø t≤T HP HP It = 0,425 It = 0,124 thöôïng nguoàn soâng t >T (T .t ) 0,35 (T .t ) 0 ,35 Maõ HP HP It = 0,425 It = 0,124 t 0, 70 t 0 ,70
104 Chöông IV Thôøi Cöôøng ñoä möa Cöôøng ñoä möa Khu vöïc khoaûng mm/h mm/ph II. Löu vöïc caùc soâng t≤T It = 0,50 H H P It = 0,179 P mieàn nuùi vaø trung T t 0 ,4 0 ,35 0 , 4 0 , 35 t >T T t du Baéc Boä HP H It = 0,50 It = 0,179 0,75P t 0, 75 t III. Ñoàng baèng Baéc Boä It = 0,58 H H P It = 0,257 P 0 ,45 0 ,35 T t 0 , 45 0 , 35 T t It = 0,58 HP H It = 0,257 0 ,80P t 0,80 t IV. Caùc löu vöïc töø soâng HP HP It = 0,425 It = 0,066 Maõ tôùi soâng Beán (T .t ) 0,30 (T .t ) 0 ,30 Haûi HP HP It = 0,34 It = 0,066 t 0, 60 t 0 ,60 ÔÛ ñaây It: cöôøng ñoä möa öùng vôùi thôøi gian t Hp: löôïng möa lôùn nhaát öùng vôùi thôøi gian t Quan heä T~p theo phaân khu möa raøo cuûa Cuïc Thuûy vaên Baûng 4.9 Khu vöïc Taàn suaát thieát keá P% 1% 2% 5% 10% I 65 63 60 56 II 150 140 120 100 III 170 160 140 125 IV 175 160 130 110 VII. DOØNG CHAÛY LÔÙN NHAÁT Luõ laø moät pha cuûa cheá ñoä doøng chaûy soâng ngoøi coù löôïng caáp nöôùc lôùn nhaát trong naêm. ÔÛ vuøng nhieät ñôùi nguoàn caáp nöôùc chuû yeáu cuûa soâng ôû pha nöôùc naøy laø do möa. Doøng chaûy lôùn nhaát laø trò soá löu löôïng töùc thôøi hoaëc trò soá bình quaân ngaøy ñeâm lôùn nhaát trong naêm. Khi tính toaùn thieát keá ta thöôøng duøng trò soá töùc thôøi lôùn nhaát thöôøng khoâng khaùc trò soá ngaøy ñeâm lôùn nhaát, luùc ñoù cuõng coù theå duøng trò soá bình quaân ngaøy ñeâm lôùn nhaát laøm ñaëc tröng thieát keá