Câu 41.

Mô tả các bước tiến hành để xây dựng đường tần suất lí luận trong thủy văn. Một đường tsll như thế nào được gọi là hợp yêu cầu.

Để dựng một đường tsll nào đó ta làm theo các bước sau:

1) Dùng trị số Cv: Cv =  ((Ki-1)^2/n-1)   

Ki là hệ số mdun,Ki=Qi/Qn

Giả thiết 1 tỉ số m=Cs/Cv nào đó từ 1 đến 6.

2)Giả thiết sự phân bố tần suất xuất hiện của đại lượng thủy văn đang xét xấp xỉ một dạng phân bố tần suất nào đó(P-III hoặc KM).  

3 )Vào bảng phụ lục”hệ số modun Kp” của đường tần suất vừa chọn với Cv và m tính( nội suy)tung độ của đường tsll ứng với các giá trị tần suất theo công thức Qp=Kp.Qn  

4 )Chấm điểm tsll trên giáy xác suất và vẽ đường cong trơn di qua các điểm đó kéo dài cho đến hết tờ giấy ta được 1 đường tsll.

5 )Mỗi đường tsll dựng trên 1 giấy xác suất riêng trên đó phải có các điểm tskn đã chấm đầy đủ làm nền. Kí hiệu tsll và tskn phải khác nhau.

 Một đường tsll đạt yêu cầu : Là đường tsll đi xuyên qua “ đám mây” các điểm tskn cụ thể trên từng đoạn đường này là số điểm kinh nghiệm nằm bên trái và bên phải đường sấp xỉ bằng nhau, đầu trên đường ong đi gần sát với các điểm kinh nghiệm có giá trị lớn nhất(nước lớn). Tóm lại đường tsll phù hợp phải mô tả đúng đắn nhất xu thế biến thiêncủa giá trị thủy văn theo tần suất xuất hiện tương ứng thể hiện bởi sự phân bố” đám mây” các điểm kinh nghiệm nói trên.

Câu43

Nêu mục đích của việc phân tích tương quan trong thủy văn và các quan hệ tương quan hay được sử dụng.   

Trong thực tế các chuỗi số liệu khí tượng thủy văn thực đo tại các trạm vì nhiều lí do khác nhau quá ngắn hoặc bị đứt quãng, dung lượng không đủ yêu cầu của phân tích mẫu thống kê=> người ta nghĩ đến tìm một  quan hệ tương quan nào đó(tìm hàm tương quan) giữa các đại lượng đang xét với các đại lượng khác có quan hệ bền chặt với đại lượng đang xét nhưng có số liệu đủ dài và đáng tin cậy qua đó bổ sung và kéo dài chuỗi số liệu đang xét.

Các quan hệ tương quan hay được sử dụng:

1) Quan hệ giữa mưa với dòng chảy trên lưu vực(gọi là quan hệ mưa rào-dòng chảy).

2) Quan hệgiữa dòng chảy với các yếu tố khác như mưa, bốc hơi, độ dày thảm phủ, thấm…

3) Quan hệ lưu lượng (lượng mưa) giữa trạm trên và trạm dưới.  

4) Quan hệtương quan của 2 trạm có nhiều quan hệ tương đồng.

Câu44

 Trình bày pp tương quan giải tích và pp phân tích tương quan đó giải trong trường hợp tương quan tuyến tính.

• pp phân tích tương quan giải tích:   

1)Phương trình hồi quy   

-Đường hồi quy là đường thẳng đi giữa các điểm thực nghiệm(xi,yi) và có dạng y= ax+b

-Phương pháp giải tích không tìm cách vẽ đường thẳng hồi quy mà nhằm thông qua một tiêu chuẩn nhất định trên có cơ sở số liệu thực đo có hạn tìm ra đường thẳng phối hợp tốt nhất đại biểu cho đường bình quân có điều kiện của tổng thể nói trên, gọi là phương trình hồi quy.

- Tiêu chuẩn để xét đường hồi quy tốt nhất hiện nay là tổng bình phương các khoảng lệch là nhỏ nhất (yi-y)^2      (yi-(a+bxi))^2=Min   

2) Hệ số tương quan

Để đánh giá mức độ tương quan giữa 2 biến(chặt, không chặt, không tương quan) ta sử dụng hệ số tương quan

±(xi-xtb)(yi-ytb)/ (xi-xtb)^2 (yi-ytb)^2  =±(Kx-1)(Ky-1)/(Kx-1)^2(Ky-1)^2   

Với Kx=xi/x, Ky= yi/y   

Nếu >0 tương quan đồng biến( mưa nhiều dẫn đến dòng chảy nhiều)

       <0 tương quan nghịch biến(bốc hơi nhiều dẫn đến dòng chảy ít).

3) Sai số tương quan   

Sai số ở đây là sai số của phương trình hồi quy, biểu thị bằng sai số quân phương

Sy =  (yi-y)^2/(n-1) y tính theo x, Sx= (xi-x)^2/(n-1) x tính theo y   

Khi  +-1 thì Sy ,Sx=0 các điểm trên đường hồi quy

Khi 0<<1 thì tương quan thống kê với sai số Sx và Sy

4) Sai số của hệ số tương quan  

Hệ số tương quan do số liệu của mẫu tính ra nên có sai số lấy mẫu. Dùng sai số tiêu chuẩn biểu thị ta được:  (1-^2)/ n   

*pp tương quan đồ giải

Cách làm sau khi chấm các điểm tương quan(xi,yi) lên hệ tọa độ vuông góc, nếu các điểm này tương đối tập trung thành 1 dải hẹp và bảo đảm >  0.8    > ta có thể vẽ 1 đường thẳng đi qua trung tâm các nhóm điểm làm đường hồi quy để bổ sung và kéo dài số liệu  

-Để tránh tùy tiện khi tra đồ thị ta có thể viết ra pt tương quan y=ax+b hoặc y=ax trong đó b=điểm cắt trục Oy, a= hệ số góc của đường thẳng tương quan, y  :  biến số cần kéo dài, x= trị số biến số liệt số liệu đủ dài.

-Trục tọa độ của 2 điểm thuộc đường tương quant hay vào phương trình ta được hệ 2 pt, giải ra được a và b.

-Pp này đơn giản nhanh chóng khắc phục được nhược điểm của pp giải tích là loại bỏ được các điểm phân tán bất thường nhưng có nhược điểm lớn là đường tương quan chịu ảnh hưởng nhiều của chủ quan người xác định nó.

Câu 45

Định nghĩa chuẩn dòng chảy năm và ý nghĩa của chuẩn dòng chảy năm của 1 con sông ở 1 vị trí nhất định? Dòng chảy năm được biểu hiện bởi các đại lượng nào? Cách xác định chúng?

-Định nghĩa: Là đại lượng trung bình nhiều năm của dòng chảy bình quân hằng năm với điều kiện cảnh quan địa lí không thay đổi cũng thuộc thời đại địa chất ngày nay và cùng mức độ khai thác kinh tế của con người.

- Ý nghĩa: Nó đánh giá được khả năng tiềm tang về nguồn nước  trong 1 lưu vực hay so sánh khả năng này giữa các lưu vực hoặc lòng sông khác nhau. Nó cũng là đặc trưng cơ bản nhất dung trong thiết kế hồ chứa và các công trình trên sông khác.

-Một cách sơ lược có thể nói dòng chả năm được tính bằng trung bình số học của chuỗi dòng chảy trung bình năm của một trạm thủy văn thường kí hiệu bằng chữ số o dưới dạng đại lượng cần xem xét.   

1.-Lưu lượng dòng chảy năm trung bình nhiều năm Qo(m3/s)   

2.-Tổng lượng dòng chảy năm trung bình nhiều năm Wo(m3,km3..)  

3.- Modun dòng chảy năm trung bình nhiều năm Mo(1/s.km2)   

Câu 46: Chuỗi số liệu dung để tính dòng chảy năm cần thỏa mãn những điều kiện nào? Nêu các bước tính toán dòng chảy năm trường hợp chuỗi số liệu đủ dài?

 Xem câu 48 

Câu47

Nêu tóm tắt pp và các bước tính chuẩn dòng chảy khi có ít số liệu và không đủ số liệu.

*Tính toán chuẩn dòng chảy năm khi có ít số liệu.

-Ít số liệu tức là dung lượng mẫu n nhỏ hơn số năm đòi hỏi trong trường hợp này ta cần tìm biện pháp kéo dài số liệu dòng chảy theo 2 pp sau:

a.Kéo dài chuỗi dòng chảy theo tương quan với  mùa năm 

-Loại này áp dụng ở những nơi thỏa mãn các đk sau:

1) Xét thấy lượng mưa ảnh hưởng quyết định tới dòng chảy

2) Các trạm đo mưa khống ché được lượng mưa trong lưu vực.

3)Có những năm đo song song cả dòng chảy và mùa.

4)Quan hệ giữa dòng chảy và mưa tốt, đảm bảo sai số cho phép.

* Cách làm: Xây dựng phương trình hồi quy rồi ngoại su dòng chảy(Q) từ mưa (X).

b. Kéo dài chuỗi dòng chảy bằng pp tương quan với lưu vực tương tự. Hai lưu vực F1 và F2 được gọi là tương tự về dòng chảy năm và có thể suy số liệu của lưu vực này cho lưu vực kia nếu thỏa mãn 3 yêu cầu.

1)Tương tự về các nguyên nhân hình thành dòng chảy: Điều kiện dịa lí tự nhiên khí hậu, có thể thuộc 1 quan hệ trạm trên trạm dưới hay 2 con sông khác nhau.

2)Một lưu vực có dung lượng mẫu dòng chảy đủ dài: hai lưu vực có cùng một số năm quan trắc dòng chảy.

3)Diện tích 2 lưu vực xấp xỉ nhau.

Cách làm   

1) Kéo dài bằng pp tương quan đơn giản. Chấm các điểm lưu lượng trong thời gian đóng quan trắc của 2 trạm trên đồ thị. Nêu các điểm phân bố tạo nên 1 bảng điểm hẹp có xu thế đường thẳng, ta vẽ đường trung bình và kéo dài số liệu theo đường này với điều kiện quan hệ này có hệ số tương quan >            (0.7-0.8) Q<      (10-20%).Q vậy từ Qob  suy ra QoA.   

2)Kéo dài bằng pp tỉ lệ.   

Dùng khi mối quan hệ trên đồ thị thể hiện không rõ. Nếu giả thiết rằng dao động dòng chảy năm của 2 trạm A và B trong cùng 1 khoảng thời gian là như nhau, tức là  QoA/Qob=QtbA/QtbB, từ đó suy ra QoA=.....   

Trong đó:   

QoA=chuẩn dòng chảy của trạm cần tìm nhưng ít số liệu

Qob=chuẩn dòng chảy của trạm có đủ số liệu

QtbA &QtbBla Qtb cua so nam quan trac song song.    

Câu48:

Lượng dòng chảy năm thiết kế là gì? Nêu các bước tiến hành để xác  định lượng dòng chảy năm thiết kế tại 1 vị trí trên sông trong trường hợp đủ số liệu quan trắc.

Lượng dòng chảy năm thiết kế là lượng dòng chảy năm ứng với tần suất thiết kế cho trước

-Lượng dòng chảy năm thiết kế là đại lượng cơ bản dùng để tính toán thiết kế các công trình trên sông.l

-Lượng dòng chảy năm thiết kế được biểu thị dưới các dạng sau:

+Lưu lượng dòng chảy năm thiết kế Qp(m3/s).   

+Modun dòng chảy năm thiết kế Mp(l/s/km2).   

+Lớp dòng chảy năm thiết kế Yp(mm).   

+Tổng lượng dòng chảy năm thiết kế Wp(m3,km3).   

-Cách tính:   

a. Dùng tính đường tần suất kinh nghiệm: Dùng đường tần suất kinh nghiệmtheo các bước sau

    1). Lập bảng tính và vẽ đường tần suất kinh nghiệm.

    2).Tra giatri luu luong dong chay nam tren duongtan suat kinh nghiem   

-Nếu tần suất thiết kế cần trả nằm ngoài cho phép của đường tần suất kinh nghiệm thì

+Nếu khoảng cách càn kéo dài ngắn  thì ta kéo dài theo xu thế

+Nếu khoảng cần kéo dài quá lớn và cần độ chính xác cao thì đưa vào đường tsll(PIII,Kriski-Melken,ham mu...) như trình bày sau đây:   

b .Dùng đường tsll để kéo dài đường tskn  

b1. Dùng đường PIII: Các bước tiến hành như sau:

1)      Từ chuỗi số liệu thuộc đó suy ra tính các tham số thống kê Qtb,Cv,Cs.   

2).Với giả thiết luật phân bố xs của đường tskn có thể xấp xỉ bởi phân bố P-III trên cơ sở các tham số thống kê được tính ở trên suy ra vẽ đường tsll.

       3).Dùng pp thử đường để chỉnh lại các tham số thống kê sao cho trên đó thì đường tsll và đường tskn phù hợp nhau( gần trùng nhau)

       4).Với đường tsll đã hiệu chỉnh này, hoặc dùng đồ thị hoặc công thức tìm ra giá trị dfng chảy năm thiết kế:

*1 số điểm chú ý:   

1).Nên dùng công thức tính p trong tính toán và vẽ,P=(m-0.3)/(n+0.4)*100%   

2).Khi sử dụng hàm P-III chú ý giới hạn thay đổi của Cs phải là

                       2Cv<=Cs<=2Cv/(1-Kmin) và khi Cs<2Cv ta có 2Cv>=Cs>=2Cv/(1-Kmin) chia cả 2 cho 2Cv ta có 1>=1/(1-Kmin)  Kmin<= 0 => vậy khi Cs<2Cv dương PIII cắt trục tần suất P nằm trong khoảng  95-97% => Kp<0  vô lí!   

-Để khắc phục nhược điểm này ta dùng đường K-M: Dùng đường kriski-melken.   

Khi không áp dụng được đường P-III(khiCv<2Cs) ta dùng pp thử đường Kriski-melken. 

 Câu49.

Trình bày pp tính toán lượng dòng chảy năm thiết kế trong trường hợp chuỗi số liệu ngắn và không có số liệu.  

* Khi số năm quan trắc dòng chảy ít cần tìm biện pháp kéo dài dòng chảy

-Việc kéo dài dòng chảy nói chung có thể phân thành 2 loại sau:

1. Kéo dài theo quan hệ tương quan giữa mùa năm và dòng chảy năm.

- Phương pháp này cần có tài liệu đo mưa trên lưu vực trong nhiều năm trongđó có những năm đo đạc sông song cả 2 yếu tố mưa và dòng chảy; pp này chỉ sử dụng được với những vùng mà lượng mưa có ảnh hưởng quyết định đối với dòng chảy và trạm đo mưa khống chế được lượng mưa  

2. Kéo dài tài liệu bằng pp tương quan dòng chảy của lưu vực nghiên cứu và lưu vực tương tự.

- Để kéo dài tài liệu trong trường hợp này cần chọn lưu vực tương tự có tài liệu quan trắc dòng chảy trong nhiều năm quan hệ giữa dòng chảy nhiều năm ở 2 lưu vực có thể có dạng: Mx=k.Ma+B.

Mx ,Ma các modun dòng chảy của lưu vực nghiên cứu và lưu vực tương tự. 

K: hệ số.   

·         Khi không có số liệu quan trắc.

Khi hoàn toàn không có số liệu quan trắc dòng chảy ta có thể dùng 1 số pp sau

1. Xác định dòng chảy chuẩn theo pp lưu vực tương tự

+Vấn đề cơ bản của pp này là chọn lưu vực có điều kiện hình thành dòng chảy tương tự như lưu vực nghiên cứu. Do 2 lưu vực không thể giống nhau hoàn toàn nên ta phải hiệu chỉnh lại các đặc trưng dòng chảy cho phù hợp với các đặc trưng ở lưu vực nghiên cứu thường có thể muộn ở lưu vực tương tự một trong các đặc trung sau: Modun dòng chảy chuẩn hoặc hệ số dòng chảy năm bình quân

1)      pp modun dòng chảy chuẩn 

Trong trường hợp lưu vực tương tự và nghiên cứu có các điều kiện thủy văn và khí hậu tương tự thì có thể mượn modun dòng chảy của lưu vực tương tự(Mo) cho lưu vực nghiên cứu.

                                                             Ta có Mo=Mca.   

2) pp mượn hệ số dòng chảy năm bình quân.

3) Dùng hệ số dòng chảy năm bình quân của lưu vực tương tự cho lưu vực nghiên cứu ta có thể tính được lớp dòng chảy chuẩn bằng công thức

                              Yo   n.Xo     Yoa/Yon.Xo.   

2.Xác định dòng chảy chuẩn trên modun dòng chảy

Modun dòng chảy của lưu vực tính theo công thức

                                          Mo=(m1f1+m2f2 +....+Mnfn)/F  

m :Modun dòng chảy tính bình quân cho các diện tích cục bộ bị khống chế bởi các đường đồng mức kề nhau.

3.Dùng công thức kinh nghiệm để tính dòng chuẩn.

Câu 50 :

Tính toán phân phối dòng chảy trong năm nhằm mục đích gì? Làm thế nào để phân biệt các tháng mùa lũ với các tháng mùa kiệt nếu ta có chuỗi số liệu dòng chảy trung bình tháng trong một số năm tại một vị trí quan trắc trên sông

Tính toán phân phối dòng chảy n