Chương II tính toán dòng chảy trong đIỀu kiện tự nhiêN


Tính lưu lượng đỉnh lũ thiết kế khi chuỗi tài liệu quan trắc ngắn



tải về 254.18 Kb.
trang2/3
Chuyển đổi dữ liệu19.11.2017
Kích254.18 Kb.
#2269
1   2   3

2.2.2. Tính lưu lượng đỉnh lũ thiết kế khi chuỗi tài liệu quan trắc ngắn.


Khi chuỗi số liệu quan trắc ngắn thì cần phải bổ sung kéo dài tài liệu hoặc thay đổi cách lấy mẫu. Việc kéo dài được thực hiện bằng phương pháp đồ giải hay giải tích. Nếu tại tuyến vị trí công trình có tài liệu lưu lượng lũ không ít hơn 10  15 năm và ở lưu vực tương tự có tài liệu đo đạc không ít hơn 20  30 năm có thể kéo dài và bổ sung tài liệu theo trình tự sau:

+ Chọn lưu vực tương tự

+ Khảo sát sự thay đổi đồng bộ của dao động dòng chảy lũ của một hoặc nhiều lưu vực tương tự và lưu vực tính toán theo n năm thực từ đó chọn lưu vực có thời gian quan trắc dài và đồng bộ làm lưu vực tương tự;

+ Xây dựng quan hệ tương quan (đảm bảo hệ số tương quan r  0,8).



+ Sử dụng quan hệ tương quan để khôi phục lại các đỉnh lũ trong các năm không đo được

        1. Phương pháp phân tích tương quan

Phân tích tương quan nhằm bổ sung tài liệu cho trạm thiếu tài liệu tính toán, hoặc tìm mối quan hệ giữa hai đại lượng có sự tương quan với nhau ví dụ như giữa mưa rào và dòng chảy.

Bài toán chung của phân tích tương quan là: Nếu ta có trạm A với đầy đủ tài liệu với số năm tài liệu là N, trạm B có ít tài liệu với số năm có tài liệu là n.

X1, X2 .................. Xn, Xn+1 .................. XN.

Y1,Y2 .................. Yn

Tiến hành xây dựng quan hệ Y = f(x), từ đó có cơ sở bổ sung thêm tài liệu cho Y với các số liệu Yn+1, Yn+2 .........Yn. Quan hệ giữa X và Y ta gọi là quan hệ tương quan

* Phương trình hồi quy:

Y

X



X = a1 + b1Yi
Yi

X1

O

X2



Hình 2.2. Đồ thị đường tương quan

Từ các trị số Xi và Yi là các cặp trị số tương ứng với nhau về mặt thời gian:

X1, X2, X3 ....... Xn

Y1, Y2, Y3 ....... Yn

Ta chấm các điểm lên toạ độ, như vậy ta sẽ có n điểm. Các điểm này tạo thành một dải dài và hẹp, thẳng thì ta nói giữa X và Y có sự tương quan đường thẳng, vẽ đường tương quan qua vùng điểm đó ta sẽ có phương trình:

Y = a + bX (2-23)

Với một giá trị Xi ta có thể có nhiều giá trị Y ví dụ Y1, Y2 lấy trung bình ta sẽ có Y = YTB = , vậy ta có thể viết.

Y = a + bXi (2-24)

Ta gọi Y là bình quân có điều kiện. Giả sử đường hồi quy ta đã biết, thì khoảng lệch giữa các điểm thường đo với giá trị bình quân là:

Yi - Y = Yi - (a + bXi) (2-25)

Tiêu chuẩn xét đường hồi quy là tổng khoảng lệch bình phương phải nhỏ nhất, tức là:

(Yi - Y)2 = (Yi - a - bXi)2  min (2-26)

Muốn cho biểu thức trên đạt được giá trị min thì đạo hàm riêng đối với a và b phải bằng 0.

(2-27)

Giải hệ phương trình trên ta xác định được a và b

(2-28)

(2-29)

Thay a và b vào Y = a + bXi, ta có



(2-30)

Trong dó: Xi, Yi - là các trị số thực đo

, - là các trị bình quân

Y - Trị số bình quân có điều kiện ứng với Xi nào đó

Tương tự với quá trình lập luận như trên, nếu ta coi:

Y là biến số độc lập; X là số phụ thuộc

Thì phương trình hồi quy là:

X = a1 + b1Yi (2-31)

Và tương tự ta cũng có:



(2-32)

* Hệ số tương quan:

Y

X



X = a1 + b1Y


O

Y = a + bX





Hình 2.3. Phương trình xét hệ số tương quan

Hai đường thẳng:

Y = a + bX và X = a1 + b1Y

cắt nhau tại A, tại điểm này có toạ độ và có một góc kẹp , khi băng điểm hẹp thì góc  nhỏ, khi  = 0 thì hai đường thẳng trùng lên nhau.

Hệ số tương quan nhằm đánh giá mức độ trùng nhau của hai đường thẳng này.

Đường Y = a + bX có hệ số góc là b

Đường X = a1 + b1Y biến đổi sang Y = f(X) sẽ có phương trình như sau: Y = có hệ số góc là

Muốn hay đường trùng lên nhau thì hệ số góc phải bằng nhau:

b = hay là bb1 = 1

và suy ra ở dạng tổng quát là: (2-33)

Người ta đặt  là hệ số tương quan: (2-34)

Thay

vào  thì ta sẽ có:

(2-35)

trong đó Kx = Ky =

Nếu  > 0 thì đường tương quan là đồng biến

 < 0 thì có quan hệ nghịch biến



* Phương trình hồi quy quan hệ với :

Từ các công thức:

- Hệ số tương quan:

- Hệ số góc:

- Khoảng lệch quân phương:

; (2-36)

Sau khi biến đổi xác định được hệ số góc của đường hồi quy là:

(2-37)

Vậy phương trình hồi quy của đường tương quan là:

Y = (2-38)

Hoặc

X = (2-39)



        1. Tính lưu lượng đỉnh lũ thiết kế theo phương pháp kéo dài chuỗi số liệu quan trắc ra thời kỳ nhiều năm

Khi liệt quan trắc ngắn và không đủ tính đại biểu để xác định lưu lượng đỉnh lũ thiết kế, cần tiến hành kéo dài tài liệu dòng chảy của trạm tính toán. Việc kéo dài này được thực hiện nhờ phân tích tương quan hay các mô hình toán thuỷ văn.

  • Phân tích tương quan, theo phương pháp này có thể:

  • Kéo dài và bổ sung theo dòng chảy tương ứng của trạm thượng, hạ lưu hay lưu vực lân cận có chuỗi quan trắc dài đồng bộ và có quan hệ tương đối chặt chẽ;

  • Kéo dài và bổ sung lẫn nhau theo quan hệ tương quan chặt giữa đỉnh lũ và lượng lũ;

  • Kéo dài và bổ sung tài liệu lũ theo tài liệu mưa bằng quan hệ tương quan chặt chẽ giữa mưa lũ và lũ tương ứng.

Quan hệ tương quan gồm có tương quan tuyến tính và tương quan phi tuyến.

Đối với tương quan tuyến tính có thể dùng phương pháp giải tích với các bước thực hiện như sau:



  • Chọn lưu vực sông tương tự (theo các điều kiện trên);

  • Tính các số đặc trưng , (tt: tương tự);

- Tính hệ số tương quan: 0,8 (2-40)

  • Tính sai số tiêu chuẩn:

; (2-41)

  • Phương trình hồi quy:

Q = a.Qtt + b

Với ; (2-42)



  • Dựa vào phương trình trên chuỗi số liệu được kéo dài theo số liệu của lưu vực tương tự. Sau đó dùng chuỗi số liệu này tính toàn lưu lượng đỉnh lũ giống như trường hợp có đủ số liệu. Trong trường hợp trạm lân cận và khu vực nghiên cứu gần nhau địa hình ít thay đổi thì có thể mượn trực tiếp tài liệu của trạm lân cận.

2.2.3. Tính lưu lượng đỉnh lũ thiết kế trường hợp không có tài liệu quan trắc.


        1. Các công thức tính lưu lượng đỉnh lũ thiết kế theo phương pháp gián tiếp từ mưa ra dòng chảy.

Hiện nay ở nước ta bên cạnh các công thức của nước ngoài được ứng dụng để tính toán như các công thức của Bônđakốp, Alếchxêép, Xôkôlốpxki, công thức của Viện nghiên cứu thuỷ lợi Bắc Kinh. Một số tác giả trong nước cũng đã đưa ra công thức tính toán mới hoặc dựa theo các công thức của nước ngoài nhưng các thông số xác định theo tài liệu trong nước: Tổng Công ty Tư vấn thiết kế Giao thông vận tải, Cục Thuỷ lợi, Trường Đại học Thuỷ lợi, Đại học Xây dựng...

Để tính lưu lượng đỉnh lũ thiết kế, tuỳ theo diện tích lưu vực mà sử dụng một trong các công thức sau để tính toán:



  • Đối với lưu vực có diện tích nhỏ hơn 100km2 thường sử dụng công thức sau.

    • Công thức cường độ giới hạn (Tiêu chuẩn 22 TCN 220-95).

(2-43)

trong đó:

QP: lưu lượng đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế P%, m3/s.

HP: lượng mưa ngày lớn nhất ứng với tần suất thiết kế P% của trạm đại biểu cho lưu vực tính toán, mm. Trong tính toán cần cập nhật chuỗi số liệu mưa của trạm đại biểu đến thời điểm tính;

: hệ số dòng chảy lũ lấy theo bảng 2-4, tuỳ thuộc vào loại đất cấu tạo nên lưu vực, lượng mưa ngày thiết kế (HP) và diện tích lưu vực (F);

AP: mô đuyn dòng chảy đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế là tỷ số giữa mô đuyn đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế P% với HP. Khi  = 1 trị số AP biểu thị bằng tỷ số:

(2-44)

AP: xác định theo phụ lục 2-4, tuỳ thuộc vào đặc trưng địa mạo thuỷ văn của lòng sông ls, thời gian tập trung dòng chảy trên sườn dốc sd và vùng mưa;

: hệ số xét tới ảnh hưởng làm giảm nhỏ lưu lượng đỉnh lũ do ao hồ xác định theo bảng 2-3 hoặc xác định theo công thức:

(2-45)

fa: tỷ lệ diện tích ao hồ;

c: hệ số phụ thuộc vào lớp dòng chảy lũ. Đối với các vùng mưa lũ kéo dài hệ số c có thể lấy bằng 0,10. Trong trường hợp thời gian mưa lũ ngắn có thể lấy c bằng 0,20;

F: diện tích lưu vực, km2;

Trình tự tính toán QP

+ Xác định diện tích lưu vực;

Dựa trên các loại bản đồ địa hình tỷ lệ 1/50.000, 1/25.000, 1/10.000, 1/5000 và bình đồ vị trí dự án tiến hành xác định các đặc trưng địa lý thuỷ văn.

+ Tính lượng mưa ứng với các tần suất thiết kế;

+ Xác định dòng chảy lũ  theo bảng 2-4, tuỳ thuộc vào loại đất cấu tạo nên lưu vực, lượng mưa ngày thiết kế (HP) và diện tích lưu vực (F);

+ Xác định thời gian tập trung nước trên sườn dốc sd ;

Thời gian tập trung nước trên sườn dốc sd xác định theo phụ lục 2-4, phụ thuộc vào hệ số địa mạo thuỷ văn của sườn dốc sd và vùng mưa.

Hệ số đặc trưng địa mạo sườn dốc sd xác định theo công thức:



(2-46)

trong đó:

Lsd: chiều dài bình quân sườn dốc lưu vực, km;


  • Đối với lưu vực hai sườn dốc thì:

(2-47)

  • Đối với lưu vực một sườn dốc thì:

(2-48)

L: chiều dài lòng chính, km;



: tổng chiều dài các sông nhánh trên lưu vực, km;

msd: hệ số nhám sườn dốc, phụ thuộc vào đặc điểm bề mặt sườn lưu vực xác định theo bảng 2-6;

Jd: độ dốc sườn dốc tính theo %o;

+ Xác định hệ số đặc trưng địa mạo thủy văn của lòng sông ls theo công thức sau:



(2-49)

trong đó:

mls: hệ số nhám lòng sông, phụ thuộc vào đặc điểm sông suối lưu vực xác định theo bảng 2-7;

Jls: độ dốc lòng sông chính (%o);

+ Xác định trị số AP theo phụ lục 2-4, tuỳ thuộc vào đặc trưng địa mạo thuỷ văn của lòng sông ls, thời gian tập trung dòng chảy trên sườn dốc sd và vùng mưa đã xác định được ở trên. Đối với các lưu vực nhỏ, khi lòng sông không rõ ràng, môđuyn dòng chảy lũ AP lấy theo phụ lục 2-4 ứng với ls = 0;

+ Thay các trị số tính được ở trên vào công thức (2-20) xác định được QP.



Bảng 2-2. Bảng phân cấp đất theo hàm lượng cát

Loại

Tên đất

Hàm lượng cát (%)

1

Đất không thấm, đá, nhựa đường, nham thạch không nứt

0  0,2

2

Đất sét bị vôi hoá, đất sét rừng màu xám bị vôi hoá

2,1  12

3

Đất đen dày, đất thịt, đất đen trong rừng pôtzôn hoá

12,1  30

4

Đất đen bình thường, đất màu hạt dẻ, xanônét pha cát

31  62

5

Đất đen pha cát, cát pha pôtzôn hoá

63  83

6

Đất màu hạt dẻ đậm, đất xám pha cát.

84 100

Bảng 2-3. Hệ số triết giảm dòng chảy do hồ ao và đầm lầy 

Vị trí hồ ao,

đầm lầy

Diện tích hồ hoặc đầm lầy (%)

2

4

6

8

10

15

20

30

40

50

ở hạ lưu

0,85

0,75

0,65

0,55

0,50

0,40

0,35

0,20

0,15

0,10

ở thượng lưu

0,95

0,90

0,85

0,80

0,75

0,65

0,55

0,45

0,35

0,25

Bảng 2-4. Hệ số dòng chảy 

Cấp đất

Lượng mưa

H (mm)

Hệ số dòng chảy với các cấp diện tích F (km2)

F<0.1

0,1

1.0

10

F>100

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

II


<100

101-150


151-200

201-250


251-300

301-400


>400

0,960

0,970


0,970

0,970


0,970

0,970


0,970

0,940

0,960


0,960

0,960


0,960

0,960


0,960

0,930

0,940


0,950

0,960


0,960

0,960


0,960

0,900

0,910


0,930

0,950


0,960

0,960


0,960

0,880

0,900


0,920

0,940


0,950

0,950


0,950

0,850

0,870


0,900

0,930


0,950

0,950


0,950

0,810

0,850


0,890

0,920


0,940

0,950


0,950

0,780

0,780


0,850

0,890


0,930

0,930


0,930

0,760

0,760


0,830

0,890


0,930

0,930


0,930

0,740

0,740


0,810

0,850


0,880

0,910


0,910

0,670

0,670


0,750

0,850


0,880

0,910


0,910

0,650

0,650


0,730

0,850


0,880

0,910


0,910

0,600

0,600


0,700

0,850


0,860

0,910


0,910

III


<100

101-150


151-200

201-250


251-300

301-350


351-400

401-450


451-500

501-550


551-600

>600


0,940

0,950


0,950

0,950


0,950

0,950


0,950

0,950


0,950

0,950


0,950

0,950


0,890

0,930


0,930

0,930


0,930

0,930


0,930

0,930


0,930

0,930


0,930

0,930


0,860

0,900


0,910

0,920


0,921

0,921


0,922

0,922


0,923

0,923


0,923

0,923


0,800

0,850


0,880

0,910


0,910

0,912


0,912

0,913


0,913

0,913


0,913

0,913


0,770

0,810


0,860

0,900


0,900

0,900


0,902

0,902


0,910

0,910


0,910

0,910


0,740

0,770


0,820

0,850


0,850

0,855


0,880

0,885


0,890

0,890


0,890

0,890


0,650

0,720


0,790

0,850


0,850

0,870


0,890

0,895


0,940

0,940


0,940

0,940


0,600

0,630


0,720

0,750


0,770

0,780


0,790

0,800


0,800

0,800


0,800

0,800


0,580

0,620


0,680

0,720


0,740

0,760


0,770

0,790


0,800

0,800


0,800

0,800


0,550

0,600


0,680

0,730


0,740

0,750


0,770

0,780


0,790

0,800


0,800

0,800


0,530

0,550


0,630

0,730


0,690

0,710


0,730

0,750


0,750

0,760


0,760

0,760


0,530

0,550


0,630

0,730


0,690

0,710


0,730

0,750


0,750

0,760


0,760

0,760


0,500

0,550


0,620

0,650


0,670

0,690


0,700

0,710


0,710

0,710


0,710

0,710

IV


<100

101-150


151-200

201-250


251-300

301-350


351-400

401-450


451-500

501-550


551-600

>600


0,900

0,900


0,900

0,900


0,900

0,900


0,900

0,900


0,900

0,900


0,900

0,900


0,810

0,840


0,880

0,880


0,880

0,880


0,880

0,880


0,880

0,880


0,880

0,880


0,760

0,800


0,850

0,822


0,822

0,828


0,828

0,860


0,860

0,870


0,870

0,870


0,660

0,760


0,820

0,823


0,825

0,828


0,830

0,840


0,850

0,860


0,860

0,860


0,650

0,680


0,780

0,790


0,790

0,800


0,820

0,840


0,840

0,840


0,840

0,840


0,600

0,640


0,750

0,780


0,790

0,800


0,820

0,840


0,840

0,840


0,840

0,840


0,550

0,620


0,720

0,740


0,760

0,780


0,810

0,830


0,830

0,830


0,830

0,830


0,510

0,580


0,660

0,700


0,740

0,760


0,770

0,770


0,780

0,780


0,780

0,780


0,500

0,560


0,630

0,670


0,700

0,720


0,740

0,750


0,760

0,760


0,760

0,760


0,500

0,550


0,600

0,670


0,700

0,710


0,730

0,750


0,770

0,770


0,770

0,770


0,440

0,520


0,600

0,650


0,690

0,710


0,720

0,730


0,730

0,730


0,730

0,730


0,400

0,500


0,570

0,600


0,650

0,670


0,690

0,710


0,720

0,720


0,720

0,720


0,370

0,460


0,550

0,580


0,610

0,640


0,650

0,670


0,680

0,690


0,690

0,690

V


<100

101-150


151-200

201-250


251-300

301-350


351-400

401-450


451-500

501-550


551-600

>600


0,680

0,710


0,750

0,760


0,770

0,770


0,780

0,790


0,790

0,790


0,790

0,790


0,460

0,560


0,650

0,680


0,710

0,730


0,750

0,760


0,770

0,780


0,780

0,780


0,350

0,460


0,590

0,630


0,660

0,660


0,700

0,720


0,730

0,730


0,730

0,730


0,260

0,410


0,500

0,540


0,580

0,580


0,650

0,670


0,680

0,700


0,700

0,700


0,240

0,400


0,480

0,500


0,580

0,580


0,640

0,670


0,680

0,700


0,700

0,700


0,220

0,340


0,460

0,500


0,540

0,540


0,570

0,580


0,600

0,600


0,600

0,600


0,220

0,320


0,460

0,500


0,540

0,560


0,570

0,580


0,600

0,600


0,600

0,600


0,200

0,280


0,420

0,460


0,490

0,490


0,530

0,540


0,550

0,550


0,550

0,550


0,180

0,270


0,450

0,490


0,510

0,540


0,550

0,550


0,550

0,550


0,550

0,550


0,180

0,250


0,380

0,430


0,460

0,460


0,520

0,530


0,530

0,530


0,530

0,530


0,170

0,230


0,340

0,380


0,410

0,410


0,460

0,470


0,480

0,490


0,500

0,500


0,160

0,220


0,320

0,360


0,400

0,430


0,460

0,470


0,480

0,500


0,500

0,500


0,150

0,200


0,300

0,340


0,360

0,370


0,400

0,410


0,410

0,410


0,410

0,410


VI

-

-

-

0,250

-

-

-

0,200

-

0,150

-

0,100

-

0,100


Bảng 2-5. Bảng phân cấp đất theo cường độ thấm và hàm lượng cát


TT


Tên đất

Hàm lượng cát (%)

Cường độ thấm (mm/ph)

Cấp đất

1

át phan, đất không thấm, nham thạch không nứt




0  0,1


1

2

Đất sét, sét màu, đất muối chất sét cát khi ẩm có thể vê thành sợi, uốn cong không đứt

2

10


0,1

0,3


1

2


3

Đất hoá tro, hoá tro mạnh

10

0,3

2

4

Đất tro chất sét (khi ẩm có thể vê thành sợi, uốn cong có vết rạn)

0,15

0,14


0,15

0,60

0,50


0,60

3

3

3



5

Sét cát đất đen, đất rừng màu tro nguyên thổ rừng có cỏ, đất hóa tro vừa (khi ẩm có thể vê thành sợi, uốn cong có vết rạn)

30

0,85

3

6

Đất đen màu mỡ tầng dầy

14

30


0,05

0,85


3

3


7

Đất đen thường

15

30


0,60

0,85


3

3


8

Đất màu lê, màu lê nhạt

17

30


0,70

0,90


3

3


9

Đất canxium đen ở những cánh đồng có màu tro đen chứa nhiều chất mục thực vật. Nếu lớp thực vật trên mặt mỏng thì liệt vào loại 4, nếu dày thuộc loại 3

17

60

60



0,70

0,90


1,20

3

4

4



10

Đất cát sét, đất đen cát sét, đất rừng, đất đồng cỏ (khi ướt có thể vê thành sợi)

45

60

70



1,00

1,25


1,50

4

4

5



11

Đất cát không bay được (không vê thành sợi được)

80

90


2,00

2,50


5

6


12

Cát thô và cát có thể bay được (khi sờ tay vào có cảm giác nhắm mắt có thể phân biệt được hạt cát, không vê thành sợi được)

95

100


3,00

5,00


6

6



Bảng 2-6. Hệ số nhám sườn dốc msd


Tình hình sườn dốc lưu vực

Hệ số msd trong trường hợp

Cỏ thưa

Trung bình

Cỏ dày

- Bề mặt nhẵn (át phan, bê tông,...)

- Đất đồng bằng loại hay nứt nẻ, đất san phẳng đầm chặt.

- Mặt đất thu dọn sạch, không có gốc cây, không bị cày xới, vùng dân cư nhà cửa không quá 20%, mặt đá xếp.

- Mặt đất bị cày xới, nhiều gốc bụi, vùng dân cư có nhà cửa trên 20%.



0,50

0,40
0,30

0,20

0,30
0,25

0,15

0,25
0,20

0,10


Bảng 2-7. Hệ số nhám lòng sông mls

Tình hình lòng sông từ thượng nguồn tới mặt cắt tính toán

Hệ số mls.

- Sông đồng bằng ổn định, lòng sông khá sạch, suối không có nước thường xuyên chảy trong điều kiện tương đối thuận lợi.

- Sông lớn và trung bình, quanh co, bị tắc nghẽn, lòng sông có cỏ mọc, có đá, chảy không lặng, suối không có nước thường xuyên, mùa lũ dòng nước cuốn theo nhiều sỏi cuội, bùn cát

- Sông vùng núi, lòng sông nhiều đá, mặt nước không phẳng, suối chảy không thường xuyên, quanh co, lòng sông tắc nghẽn.


11
9

7


  • Công thức cường độ giới hạn (Đại học Xây dựng Hà Nội).

Đối với các lưu vực nhỏ F  30 km2, thời gian tập trung nước nhanh, lưu lượng tính toán xác định theo lượng mưa ngày sẽ kém chính xác. Có thể xác định lưu lượng thiết kế dựa vào cường độ mưa ứng với thời gian tập trung nước. Công thức tính toán có dạng sau đây:

(2-50)

trong đó :

F: diện tích lưu vực, km2;

: hệ số dòng chảy lũ xác định theo bảng 2-4, tuỳ thuộc vào loại đất cấu tạo nên lưu vực, lượng mưa thiết kế và diện tích lưu vực (F);

: hệ số triết giảm do hồ ao và đầm lầy xác định theo bảng 2-3;

: hệ số xác định theo bảng 2-9;

aP: cường độ mưa tính toán tính bằng mm/ph, xác định ứng với thời gian hình thành dòng chảy tc theo công thức sau:

(2-51)

Đại lượng xác định theo bảng 2-8 hoặc các phương pháp đã biết:



Bảng 2-8

Isd%

2

5

10

30

60

80

100

400

800

18,6/f(Isd0,4)

15,4

15,2

14,7

13,3

12,0

11,4

10,8

8,2

7,6

trong đó:

Lsd: chiều dài trung bình của sườn dốc lưu vực tính theo công thức (2-22) hoặc (2-23);

Isd: độ dốc của sườn dốc lưu vực, tính theo trị số trung bình của 4  6 điểm xác định độ dốc, theo hướng dốc lớn nhất, %;

msd: hệ số nhám sườn dốc, phụ thuộc vào đặc điểm bề mặt sườn lưu vực xác định theo bảng 2-6;

Cường độ mưa tính toán ứng với thời gian hình thành dòng chảy tính gần đúng theo công thức (2-27) và (2-28) hoặc chính xác hơn dựa vào tài liệu thống kê để xác định trị số ap.

(2-52)

trong đó:

Hp: lượng mưa ngày lớn nhất có tần suất P%, mm;

: toạ độ đường cong mưa xác định theo phụ lục 2- 5.

(2-53)

A, B, n - hệ số phụ thuộc vào vùng thiết kế, xác định theo phụ lục 2-10.

tc - thời gian hình thành dòng chảy, phút.

Bảng 2-9. Xác định hệ số 


F (km2)



F (km2)



F (km2)



F (km2)



0,0001

0,001


0,005

0,01


0,05

0,10


0,98

0,91


0,86

0,81


0,75

0,69


0,5

0,6


1,0

2,0


3,0

4,0


0,63

0,62


0,53

0,50


0,47

0,41


6,0

10

15



30

50

60



0,40

0,33


0,31

0,27


0,24

0,22


300

500


1000

10000


100000

0,16

0,14


0,12

0,08


0,05

  • Đối với lưu vực có diện tích lớn hơn 100km2 có thể sử dụng công thức triết giảm, công thức Xôkôlốpxki.

  • Công thức triết giảm.

(2-54)

trong đó:

q100: mô đuyn đỉnh lũ ứng với tần suất 10% được qui về diện tích lưu vực bằng 100km2, xác định theo q100 (l/skm2) theo phụ lục 2-6. Lúc tính cho một lưu vực cụ thể, q100 lấy bằng trị số bình quân giữa các đường đồng mức;

n: hệ số triết giảm mô đuyn đỉnh lũ theo diện tích, xác định theo phụ lục 2-6;

F: diện tích lưu vực tính toán, km2;

p: hệ số chuyển tần suất 10% sang tần suất P%, xác định theo phụ lục 2-6;

: hệ số xét tới ảnh hưởng của đầm, hồ ao, xác định theo bảng 2-3.


  • Công thức Xôkôlốpxki.

(2-55)

trong đó:

F: diện tích lưu vực, km2;

: hệ số dòng chảy xem bảng 2-10;

HT: lượng mưa thời đoạn tính toán ứng với thời gian tập trung dòng chảy, mm;

H0: lớp nước mưa tổn thất ban đầu, mm (xác định theo bảng 2-10);

f: hệ số hình dạng lũ, ở sông không có bãi f=1,20; sông có bãi thoát được dưới 25% Q thì f=1,0; sông có bãi thoát được trên 50% Q thì f=0,75; ngoài ra có thể tham khảo bản đồ phân khu f ở phụ lục 2-11.

Qng: lưu lượng nước trong sông trước khi có lũ, có thể lấy bằng lưu lượng nước bình quân nhiều năm đối với lưu vực lớn, hoặc có thể bỏ qua đối với lưu vực nhỏ;

tl: thời gian lũ lên, theo đề nghị của Xôkôlốpxki lấy bằng thời gian tập trung dòng chảy trong sông. Khi không có tài liệu mưa và dòng chảy thì có thể tính theo công thức:

(2-56)

trong đó:

L: chiều dài dòng chính tính từ nguồn tới mặt cắt tính toán, km;

Kn: hệ số, đối với mưa rào ngắn Kn = 1,0; đối với mưa có thời gian lớn hơn ngày đêm Kn = 1,3  1,6;

vtb: vận tốc trung bình dòng chảy trong thời gian lũ lên, lấy bằng (0,6 - 0,7) vận tốc bình quân lớn nhất ở mặt cắt sông tính toán () xác định theo tài liệu quan trắc ở lưu vực tương tự, m/s;

HT: lượng mưa thiết kế tính theo thời gian tập trung dòng chảy :



(2-57)

: toạ độ đường cong triết giảm mưa ứng với thời gian mưa thiết kế lấy bằng , xem phụ lục 2-5;

Hnp : lượng mưa ngày ứng với tần suất thiết kế P.

Đối với lưu vực vừa và lớn cần xét triết giảm của lượng mưa theo diện tích.



(mm) (2-58)

KT và m xác định theo T

T  1440 ph => KT = 0,001 và m = 0,80

T > 1440 ph => KT = 0,002 và m = 0,60

F  100 km2 => H'T = HT

: hệ số triết giảm đỉnh lũ do hồ ao đầm lầy, rừng;

 = 1 - 0,6lg(1 + fa + 0,2fl + 0,05fr) (2-59)

fa, fl, fr: tỷ lệ hồ ao, đầm lầy, rừng so với diện tích lưu vực tính theo %.



Bảng 2-10. Bảng tra , H0

Khu

Địa danh



H0(mm)

1

Lưu vực sông Nậm Rốn và thượng nguồn sông Mã

0,65

20

2

Lưu vực sông Đà, sông Thao

0,81

22

3

Các lưu vực thượng nguồn sông Lô, sông Chảy

0,82

20

4

Sông Gâm, hạ lưu sông Lô, sông Phó Đáy

0,66

26

5

Lưu vực sông Cầu, sông Thương, sông Trung, sông Bằng Giang, Bắc Giang.

0,77

22

6

Lưu vực sông Kỳ Cùng, sông Lục Nam

0,86

19

7

Lưu vực các sông Quảng Ninh

0,89

15

8

Lưu vực các sông từ sông Chu - sông Hương

0,92

21

9

Lưu vực các sông từ Thu Bồn - sông Cái

0,86

16

10

Lưu vực các sông Sê San và sông Srêpốk

0,76

21

11

Lưu vực các sông Đồng Nai, sông Bé

0,64

25

        1. Tính lưu lượng đỉnh lũ thiết kế theo lưu vực tương tự.

Khi lưu vực có điều kiện tương tự về sự hình thành lũ thì môđuyn đỉnh lũ, hay lưu lượng nước tạo nên từ diện tích đơn vị của hai lưu vực sẽ tương đương. Như vậy có thể lấy đặc trưng lũ của lưu vực tương tự tính cho lưu vực tính toán.

Lưu lượng thiết kế theo công thức:



(2-60)

trong đó:

qPtt: môđuyn đỉnh lũ của lưu vực tương tự tính theo tài liệu thực đo, m3/s/km2;

Fa, F: diện tích của lưu vực tương tự và lưu vực tính toán, km2;

Lưu vực tương tự ngoài các yêu cầu như mục §2.1.4 cần có lượng mưa ngày ứng với tần suất thiết kế không khác xa với lượng mưa ngày tương ứng của lưu vực nghiên cứu.

Hệ số xét tới ảnh hưởng điều tiết của hồ tính theo công thức:

 = 1 - 0,8 log (1 + 0,1f) (2-61)

Trong đó: f - diện tích hồ ao, đầm lầy chiếm trên lưu vực tính theo phần trăm của diện tích lưu vực.



        1. Tính lưu lượng đỉnh lũ thiết kế theo phương pháp hình thái đoạn sông

Phương pháp hình thái được áp dụng khi biết mực nước tính toán, mặt cắt ngang sông. độ dốc dòng chảy và hệ số nhám lòng sông. Nội dung tính toán như sau:

  • Chọn mặt cắt lưu lượng: mặt cắt ngang chọn ở đoạn sông thẳng, không ảnh hưởng của nước dềnh từ sông khác, của thuỷ triều, của đập nước. Mặt cắt chọn ở những nơi có bãi sông hẹp hoặc không có bãi, tốt nhất là mặt cắt ngang có dạng hình lòng chảo hướng nước chảy thuận lợi, vuông góc với hướng nước chảy. Mặt cắt lưu lượng nên chọn trùng với mặt cắt sông tại vị trí công trình thoát nước nếu như đáp ứng được các yêu cầu nêu trên. Trường hợp mặt cắt ngang sông không đảm bảo các yêu cầu trên thì có thể chọn mặt cắt lưu lượng ở phía thượng và hạ lưu cầu. Thông thường nên đo 3 mặt cắt và lấy các trị số trung bình để tính toán.

  • Xác định độ dốc dọc sông: Dộ dốc dọc về nguyên tắc xác định theo tài liệu đo mực nước đồng thời tại mặt thượng lưu, mặt cắt tính lưu lượng và mặt cắt hạ lưu về mùa lũ. Tuy nhiên trong điều kiện khó khăn không tổ chức được đo đạc được về mùa lũ thì có thể sử dụng độ dốc mặt nước lũ điều tra được tại những vị trí thượng và hạ lưu tuyến công trình hoặc khảo sát độ dốc dọc sông theo trục động lực của dòng chảy.

  • Xác định vận tốc dòng chảy và lưu lượng: Vận tốc dòng chảy được xác định bằng công thức sau:

+ Công thức Sêdi - Maninh.

(2-62)

+ Công thức Sêdi - Badanh.

(2-63)

trong đó:

V: vận tốc trung bình dòng chảy, m/s.

h: chiều sâu trung bình của dòng chảy, m.

, n: hệ số nhám tính theo Badanh và Maninh tham khảo bảng 2-11.



i: độ dốc mặt nước sông ứng với cấp mực nước tính toán.

Bảng 2-11. Hệ số nhám của sông thiên nhiên

TT

Hệ số nhám lòng sông

1/n

N



1

Sông thiên nhiên có những điều kiện đặc biệt (bờ nhẵn nhụi, dòng thẳng không trở ngại, nước chảy dễ dàng.

40,0

0,025

1,20

2

Sông vùng đồng bằng luôn có nước chảy (chủ yếu là sông lớn) điều kiện nước chảy và lòng sồng đặc biệt tốt. Sông nước chảy có mùa , sông (sông lớn và trung) tình hình nước chảy, hình dạng lòng sông tốt.

30,0

0,035

2,00

3

Sông vùng đồng bằng luôn có nước chảy và tương đối sạch, hướng dòng chảy có đôi chỗ không thẳng, hay thẳng nhưng đáy có đôi chỗ lồi lõm (có bãi nổi, hố nước xói, có đá lác đác). Sông nước chảy theo mùa, lòng sông là đất, nước chảy dễ dàng

25,0

0,040

2,75

4

Sông lớn và trung có nhiều trở ngại cục bộ, quanh co, có chỗ mọc cây, có nhiều đá, mặt nước chảy không phẳng. Sông chảy có mùa, khi lũ về mang theo nhiều cát, bùn, lòng sông có đá tròn to hoặc cỏ mọc che lấp. Bãi của sông lớn và trung có cỏ mọc, bụi cây hay sú với số lượng trung bình.

20,0

0,050

3,75

5

Sông chảy có mùa cực kỳ trở ngại, khúc khuỷu, bãi sông không bằng phẳng, cây cỏ mọc nhiều, lòng sông có chôc nước xói. Sông miền núi có những đá cuội và đá to, mặt nước sông không phẳng.

15,0

0,060

5,50

6

Sông có bãi, cây cỏ mọc đặc biệt rậm rạp (nước chảy chậm) và có những vực do xói sâu, rộng

12,5

0,080

7,00

7

Sông miền núi có nhiều đá lớn, nước chảy sinh bọt tung toé, mặt nước khúc khuỷu...

12,5

0,080

7,00

8

Bãi sông như trên nhưng hướng nước chảy xiên chiều. Sông ở miền núi có thác, lòng sông khúc khuỷu, có những đá to, nước chảy sinh bọt nhiều và át hết mọi âm thanh.

10,0

0,100

9,00

9

Sông ở miền núi có những đặc trưng như trên. Sông có cây cối mọc rậm, có những bụi, có nhiều chỗ nước ứ đọng. Bãi sông có những khúc chết rộng, có những chỗ thật sâu.

7,5

0,133

12,0

10

Sông có bùn đá trôi, bãi sông cây lớn mọc rậm

5,0

0,200

20,0

Lưu lượng nước ứng với mực nước điều tra được xác định theo công thức sau:

(2-64)

trong đó:

Q: lưu lượng tính toán, m3/s;

ch, b: diện tích mặt cắt ướt ở lòng chủ và ở bãi, m2;



hch, hb: chiều sâu trung bình dòng chảy ở lòng chủ và ở bãi, m.

Nếu sông hẹp, chiều rộng sông nhỏ hơn 10 lần chiều sâu nước chảy (B <10h) thì trong các công thức trên phải thay ; trong đó  - chu vi ướt, R - bán kính thuỷ lực.

Để xác định lưu lượng thiết kế cần điều tra được 3 mực nước lũ lịch sử, trên cơ sở 3 mực nước lũ lịch sử đó bằng phương pháp hình thái đoạn sông xác định được 3 lưu lượng tương ứng. Lưu lượng thiết kế ứng với tần suất P% được xác định theo công thức sau đây:

(2-65)

trong đó:

Qi%: lưu lượng ứng với mực nước lịch sử có tần suất i%.

KP%, Ki%: hệ số phụ thuộc và hệ số biến động Cv và hệ số lệch Cs ứng với tần suất P% và i% xác định theo phụ lục 2-2. Trị số Cv và Cs được xác định từ điều kiện phải thoả mãn bất đẳng thức sau:

(2-66)

Trong đẳng thức trên vế phải đã được xác định, vế trái xác định bằng cách giả thiết trị số Cv và tỷ số Cs/Cv và theo phụ lục 2-2 tra hệ số Ki% và Kj%.

Каталог: media -> 1530
media -> Tiểu luậN : Ứng dụng mạng neural trong nhận dạng ký TỰ quang học gvhd : ts. Đỗ Phúc
media -> 22 Điều luật Marketing không thể thiếu
media -> Ngày 3/6/2017, Tổng Bí thư Nguyễn Phú Trọng đã ký ban hành Nghị quyết Hội nghị lần thứ năm Ban Chấp hành Trung ương khóa XII về tiếp tục cơ cấu lại, đổi mới và nâng cao hiệu quả doanh nghiệp nhà nước
media -> Phiếu khảo sát số 01
media -> Quy đỊnh về phân loạI, phân cấp công trình xây dựNG
media -> TrưỜng đẠi học công nghiệp hà NỘi cộng hòa xã HỘi chủ nghĩa việt nam
media -> Mẫu tờ trình của ubnd cấp huyện trình ubnd cấp tỉnh
media -> Nắm được dịch tể học của rl khí sắc

tải về 254.18 Kb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn:
1   2   3




Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©tieuluan.info 2022
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương