Made by Tuyển_Wru ^_^ -- Doiemduoimua --

Đề cương ôn tập Thủy văn công trình

Chương 2:

1. Khái niệm về mưa và các đặc trưng biểu thị.

Khái niệm mưa : Là hiện tượng nước ở thể lỏng hoặc thể rắn từ các tầng khí quyển rơi

xuống bề mặt đất.

Quá trình hình thành mưa:

Không khí ẩm bị lạnh đi xuống dưới điểm sương

Hơi nước quá bão hòa ngưng kết lại thành hạt

Các hạt lớn lên và khi trọng lượng thắng lực ma sát của tầng khí quyển và tốc độ

các luồng không khí đi lên mà rơi xuống thành mưa.

Các đặc trưng biểu thị :

+ Lượng mưa: là lớp nước mưa đo được tại một trạm quan trắc trên một đơn vị diện tích

trong một thời đoạn nào đó.

Ký hiệu: HT. Đơn vị: mm.

Lượng mưa trận, Lượng mưa ngày, Lượng mưa tháng, Lượng mưa năm

+ Cường độ mưa: Là lượng mưa rơi trong một đơn vị thời gian.

Ký hiệu: at. Đơn vị: mm/h, mm/phút.

+ Đường quá trình mưa: là sự biến đổi của cường độ mưa theo thời gian

2. Các phương pháp tính mưa bình quân lưu vực và điều kiện ứng dụng .

• Có 3 phương pháp tính mưa bình quân lưu vực :

Made by Tuyển_Wru ^_^ -- Doiemduoimua --

Phương pháp bình quân số học

Phương pháp đa giác Theisson

Phương pháp đường đẳng trị

Phương pháp bình quân số học:

Xi

X

∑ =

= 1

Trong đó : n - số trạm đo mưa

Xi - lượng mưa trạm thứ i

Nhận xét :Phương pháp này áp dụng tốt khi trên lưu vực có nhiều trạm mưa và được bố

trí ở những vị trí đặc trưng

Phương pháp đa giác Theisson :

Nội dung phương pháp :

- Nối các trạm do mưa bằng các đoạn thẳng

- Kẻ các đường trung trực của các đoạn thẳng đó

- Các đường trung trực này chia lưu vực thành các đa giác. Lượng mưa của trạm

đo nằm trong mỗi đa giác là lượng mưa bình quân của phần diện tích thuộc đa giác đó

Lượng mưa bình quân lưu vực :













=

=

∑

∑

=

=

F f

X f

X n

1

1

Trong đó :Xi lượng mưa trạm thứ I đại diện cho mảnh diện tích thứ i

n :số đa giác (hoặc trạm mưa )

fi :diện tích lưu vực thứ i

F :là diện tích lưu vực tính bằng km2

Nhận xét :Phương pháp này ứng dụng được khi trên lưu vực và lân cận nó có nhiều trạm

đo mưa với n ≥ 3

Phương pháp này thường dùng nhất trong tính toán thủy văn hiện nay

Ưu điểm của phương pháp là xét được quyền số diện tích f/F

Phương pháp đường đẳng trị :

Đường đẳng trị mưa là đường cong nối nối liền các điểm trên bản đồ có lượng mưa bằng

nhau

Các bước thực hiện:

Dựa vào tài liệu quan trắc trong và ngoài lưu vực đồng bộ tiến hành tính toán và

vẽ các đường đẳng trị mưa

Xác định diện tích khống chế bởi các đường đẳng trị lượng mưa kế cận nhau

Lượng mưa bình quân lưu vực :

Made by Tuyển_Wru ^_^ -- Doiemduoimua --

F

X X

f

X

i ∑ =

+











 +

= 1

1

2

Trong đó : fi : là diện tích nằm giữa hai đường đẳng trị có lượng mưa tương ứng là

Xi và Xi+1

F :là diện tích lưu vực tính bằng km2

Nhận xét :Phương pháp này cho kết quả chính xác nhất

Phương pháp này không chỉ tính lượng mưa bình quân lưu vực mà còn cho biết

quy luật biến đổi của lượng mưa theo không gian

Khối lượng tính toán lớn cần đủ tài liệu trạm mưa phấn bố đều trong không gian

3. Khái niệm dòng chảy sông ngòi và ý nghĩa của các đặc trưng biểu thị dòng chảy.

Khái niệm dòng chảy sông ngòi:

Thuật ngữ "Dòng chảy" được dùng để chỉ khả năng cung cấp nước của một lưu vực sông

nào đó trong một khoảng thời gian nhất định.

Các đặc trưng biểu thị dòng chảy và ý nghĩa:

1)Lưu lượng dòng chảy Q(m3

/s) :

Là lượng nước sinh ra trên lưu vực đi qua mặt cắt cửa ra trong đơn vị thời gian 1

giây.

Lưu lượng tại một thời điểm bất kỳ gọi là lưu lượng tức thời

Sự thay đổi của lưu lượng theo thời gian gọi là quá trình lưu lượng

Đồ thị của quá trình lưu lượng gọi là đường quá trình lưu lượng

Lưu lượng bình quân trong một thời khoảng T bất kỳ là giá trị trung bình của lưu

lượng trong khoảng thời gian đó.

( ) ∫ =

T

dt t Q

T

Q

0

1

Q

Q

i ∑ =

= 1

2)Tổng lượng dòng chảy W(m3

Là lượng nước sinh ra trên lưu vực chảy qua mặt cắt cửa ra trong một khoảng thời

gian nào đó.

Công thức tổng quát: Q = ∫

1

2

1 t

dt t Q

T

t1,t2 là thời điểm đầu và cuối của thời đoạn tính toán

Q(t) là lưu lượng trong khoảng thời gian vô cùng nhỏ dt

Trong thực tế, nếu có n thời đoạn tính toán thì:

t Q W ∆ = ∑ =1

Qi là lưu lượng bình quân trong thời đoạn thứ i

Made by Tuyển_Wru ^_^ -- Doiemduoimua --

Nếu cont t = ∆ thì: ∑ =

∆ =

Q t W

1

3) Độ sâu dòng chảy Y (mm)

Nếu trải đều tổng lượng nước trên toàn bộ bề mặt diện tích lưu vực được một lớp

nước gọi là độ sâu dòng chảy hoặc lớp dòng chảy

Công thức tính toán:

3

10 .

−

=

F

W Y

4) Mô đun dòng chảy M(l/s.km2

Là lượng nước sinh ra trên mỗi đơn vị diện tích lưu vực trong một đơn vị thời

gian.

F

Q M

3

10

=

5) Hệ số dòng chảy α

Là tỉ số giữa độ sâu dòng chảy và lượng mưa tương ứng sinh ra dòng chảy trong thời gian

T.

X

Y

= α

Ý nghĩa của các đại lượng biểu thị dòng chảy :

+ Lưu lượng dòng chảy và Tổng lượng dòng chảy:

Phản ánh mức độ lớn nhỏ về lượng nước mà lưu vực có khả năng cung cấp

+ Mô đun dòng chảy và Lớp dòng chảy:

Phản ánh mức độ phong phú về nguồn nước của lưu vực

Không phụ thuộc vào diện tích của lưu vực nên có thể sử dụng để so sánh mức độ

phong phú của dòng chảy giữa các lưu vực.

+ Hệ số dòng chảy:

Phản ánh tình hình sản sinh dòng chảy trên lưu vực.

α càng lớn thì lượng tổn thất càng ít và ngược lại

W = 103

.Y.F

4. Phương trình cân bằng nước cho lưu vực sông :

Nguyên lý cân bằng nước:

"Xét trong một thời đoạn bất kỳ, chênh lệch giữa lượng nước đến và lượng nước

đi ra khỏi một thể tích bằng lượng nước tích đọng trong thể tích đấy."

Xét một khu vực bất kỳ trên lưu vực trong một thời đoạn bất kỳ ∆t

Các thành phần nước đến:

Lượng mưa: X Lượng nước ngưng tụ: Z1

Made by Tuyển_Wru ^_^ -- Doiemduoimua --

Lượng nước mặt đến: Ym1 Lượng nước ngầm đến: Yng1

Các thành phần nước đi:

Lượng bốc hơi: Z2

Lượng nước mặt đi: Ym2

Lượng nước ngầm đi: Yng2

Chênh lệch trữ lượng nước trên khu vực tại đầu và cuối thời đoạn tính toán: ∆W=W2 -W1

PTTQ:

(X+Z1+Ym1+Yng1)-(Z+Ym2+Yng2)=±∆W

Trong một thời đoạn bất kỳ :

Đối với lưu vực kín:

Vì đường phân chia nước mặt và đường phân chia nước ngầm trùng nhau nên: Ym1=0,

Yng1=0

Đặt Y= Ym2+Yng2; Z= Z2-Z1

X-(Z+Y)=±∆W

Đối với lưu vực hở:

Vì đường phân chia nước mặt và đường phân chia nước ngầm không trùng nhau, nên:

Ym1=0, Yng1≠0.

X+Yng1-(Z+Y)=±∆W

Trong thời kỳ nhiều năm

Đối với lưu vực kín:

PTCBN viết cho năm thứ i: Xi-(Zi+Yi)=±∆Wi

PTCBN viết cho n năm: ΣXi- ΣZi- ΣYi= Σ±∆Wi

Chia cả 2 vế cho n và đặt:

X0=(ΣXi)/n là chuẩn mưa năm

Y0=(ΣYi)/n là chuẩn dòng chảy năm

Z0=(ΣZi)/n là chuẩn bốc hơi năm

Trong thời kỳ nhiều năm có năm thừa nước, có năm thiếu nước nên Σ±∆Wi ≅ 0

Kết luận: X0-Z0-Y0=0

Đối với lưu vực hở:

X0+ (ΣYng1)/n -Z0-Y0=0

Chương 3:

1. Các tham số thống kê và ảnh hưởng của chúng đến dạng đường tần suất?

Các tham số thống kê gồm :

Trị số bình quân:

Xi

x

∑ =

Hệ số phân tán: Cv =

1

2 ^ 1

−

− ∑

ki

Made by Tuyển_Wru ^_^ -- Doiemduoimua --

Hệ số thiên lệch: Cs =

3 ^ ) 3 (

3 ^ 1

Cv n

ki

−

− ∑

Ảnh hưởng của chúng đến dạng đường tần suất :

Trị số trung bình ảnh hưởng đến vị trí của đường tần suất so với trục hoành.

Hệ số Cv ảnh hưởng đến độ dốc của đường tần suất

Hệ số Cs ảnh hướng tới đọ cong của đường tần suất

2. Khái niệm đường tần suất kinh nghiệm và đường tần suất lý luận. Các phương

pháp vẽ đường tần suất (2 phương pháp theo đề cương môn học: thích hợp, 3 điểm)

Đường tần suất là đường quan hệ giữa tần suất luỹ tích và giá trị của biến ngẫu nhiên

Đường tần suất kinh nghiệm: là đường cong trơn đi qua trung tâm nhóm điểm biểu diễn

tần suất xuất hiện của đại lượng ngẫu nhiên nhận giá trị X≥xi

Đường tần suất lý luận :là đường cong toán học được dùng để biểu thị quy luật phân bố

xác suất của đại lượng ngẫu nhiên

Các phương pháp vẽ đường tần suất :

Nêu 3 công thức tính tần suất kinh nghiệm đã học. Công thức nào cho kết quả an toàn

nhất trong tính toán lũ, tính toán kiệt, tại sao?

Công thức số trung bình Hazen : % 100 .

5 . 0

m P

−

=

Công thức kỳ vọng Kritxki Menken : % 100 .

1 +

=

m P

Công thức số giữa Chêgôđaép : % 100 .

4 . 0

3 . 0

+

−

=

m P

Trong đó: m là số lần xuất hiện trị số lớn hơn hoặc bằng trị số đã cho; n là độ dài mẫu

Công thức nào cho kết quả an toàn nhất trong tính toán lũ, tính toán kiệt ?

3. Khái niệm về tương quan tuyến tính, đường hồi quy. Phương pháp xác định quan

hệ tương quan và đánh giá mức độ chặt chẽ của tương quan tuyến tính. (bài tập)

Khái niệm về tương quan tuyến tính : Hai đại lượng X và Y được gọi là có quan hệ

tương quan thống kê với nhau nếu với mỗi trị số của X, đại lượng Y có thể nhận các giá

trị khác nhau một cách ngẫu nhiên. Ngược lại, với mỗi giá trị của Y thì X cũng có thể

nhận các giá trị khác nhau một cách ngẫu nhiên

Made by Tuyển_Wru ^_^ -- Doiemduoimua --

Đường hồi quy :Đặt tương ứng mỗi giá trị của đại lượng này với giá trị trung bình của

các giá trị tương ứng của đại lượng kia ta được hàm hồi quy. Đường phối hợp tốt nhất

biểu thị hàm hồi quy của tổng thể được gọi là đường hồi quy.

Phương pháp xác định quan hệ tương quan và đánh giá mức độ chặt chẽ của tương

quan tuyến tính

Có 2 phương pháp xác định đường hồi quy : + phương pháp giải tích

+ phương pháp đồ giải

Phương pháp giải tích : Phương trình của đường thẳng hồi quy y = ax +b

Khoảng lệch giữa điểm thực đo (xi, yi) với đường thẳng hồi quy là:

yi- y = yi - (axi+b)

Theo nguyên lý bình phương nhỏ nhất, muốn cho đường thẳng phối hợp tốt nhất thì tổng

bình phương của khoảng lệch phải nhỏ nhất

Chương 4:

1. Khái niệm và các đại lượng biểu thị dòng chảy năm, dòng chảy năm thiết kế. Các

đặc trưng thống kê của dòng chảy năm và ý nghĩa.

Khái niệm dòng chảy năm :

Dòng chảy năm là lượng dòng chảy sinh ra trên lưu vực và chảy qua mặt cắt cửa ra lưu

vực trong khoảng thời gian là một năm cùng với sự thay đổi của nó trong khoảng thời

gian đó

Khái niệm dòng chảy năm thiết kế:

Dòng chảy năm thiết kế là dòng chảy năm được tính ứng với một tần suất thiết kế nào đó

Đại lượng biểu thị dòng chảy năm :

+ Mô đun dòng chảy năm Mn (l/s.km2

)Là môđun dòng chảy tính cho thời đoạn một năm.

Mn=(Qn/F).103

+ Lớp dòng chảy năm Yn (mm)Là lớp dòng chảy tính cho thời đoạn một năm.

Yn=(Wn/F).10-3

Made by Tuyển_Wru ^_^ -- Doiemduoimua --

+ Hệ số dòng chảy năm an: Là tỉ số giữa lớp dòng chảy năm và lượng mưa năm tương

ứng.

an=Yn/Xn

Đại lượng biểu thị dòng chảy năm thiết kế :

Lưu lượng dòng chảy năm thiết kế Qnp (m3

Tổng lượng dòng chảy năm thiết kế Wnp (m3

Mô đun dòng chảy năm thiết kế Mnp (l/s.km2

Lớp dòng chảy năm thiết kế Ynp (mm)

Các đặc trưng thống kê của dòng chảy năm :

Lưu lượng bình quân năm Qn(m3

/s) : Là trị số lưu lượng tính bình quân cho thời đoạn

một năm

12

12

1

∑ =

= i

Qi

Qn

365

365

1

∑ =

= j

Qj

Qn

Qi: lưu lượng bình quân tháng thứ i

Qj :lưu lượng bình quân ngày thứ j

Tổng lượng dòng chảy năm Wn(m3): Là lượng dòng chảy qua mắt cắt cửa ra của lưu

vực trong khoảng thời gian bằng 1năm :Wn = Qn .31,5. 106

Môđun dòng chảy năm Mn(l/s.km2) : Là môđun dòng chảy tính cho thời đoạn một

năm.

Mn=(Qn/F).103

Lớp dòng chảy năm Yn(mm) Là lớp dòng chảy tính cho thời đoạn một năm.

Yn=(Wn/F).10-3

Hệ số dòng chảy năm αn: Là tỉ số giữa lớp dòng chảy năm và lượng mưa năm

tương ứng.

αn=Yn/Xn

Ý nghĩa :

2. Các phương pháp xác định dòng chảy năm thiết kế (lượng) và các phương pháp xác định

phân phối dòng chảy năm thiết kế trong trường hợp có nhiều, ít và không có tài liệu.

Trường hợp có nhiều tài liệu đo đạc thủy văn:

Kiểm tra tiêu chuẩn chọn mẫu thốn kê dòng chảy năm mẫu phái đảm bảo tính đồng

nhất,tính đại biểu,tính độc lập

Sau đó sắp xép chuỗi số liệu theo thứ tự từ lớn đến nhỏ tính tần suất kinh nghiệm rồi

chấm điểm kinh nghiệm lên giấy tần suất

Made by Tuyển_Wru ^_^ -- Doiemduoimua --

Tính các tham số thống kê của đường tần suất Q.Cv.Cs bằng cách vẽ đưởng tần suất lý

luận theo phương pháp đã học

Xác định dòng chảy năm ứng với tần thiết kế

Qp= kp . Q0 Wp = kp . W0

Trường hợp có ít tài liệu đo đạc thủy văn:

Xây dựng tương quan hệ tương quan:

Dòng chảy năm của lưu vực nghiên cứu và lượng dòng chảy năm của lưu

vực tương tự (khi xét lưu vực tương tự cần thỏa mãn một số điều kiện)

Hoặc quan hệ tương quan giữa mưa năm và lớp dòng chảy năm của lưu

vực nghiên cứu

Có 2 phương pháp kéo dài: + kéo dài trực tiếp :dùng quan hệ tương quan để xác định các

tham số thống kê dòng chảy năm

+ Xác dịnh dòng chảy chuẩn (theo phương pháp lưu vực tương tự,theo quan hệ

tương quan mưa dòng chảy

+ Xác định hệ sô phân tán Cv và hệ số thiên lệch Cs(dùng phương pháp

Kritski-menke, hay phương pháp của viện thủy nawmg Matxcova

+ Kéo dài gián tiếp :sử dụng quan hệ tương quan để bổ xung số

liệu c òn thiếu của lưu vưc nghiên cứu sau đó vẽ đường tần suất để xác định các tham số

thống kê của dòng chảy năm

Trường hợp có ít tài liệu đo đạc thủy văn:

Trong trường hợp này cần áp dụng phương pháp lưu vực tương tự va phương pháp tổng

hợp địa lý để xác định dòng chảy năm thiết kế

3. Khái niệm và các đặc trưng biểu thị dòng chảy lũ và dòng chảy lũ thiết kế.

Khái niệm dòng chảy lũ : Dòng chảy lũ được hiểu là quá trình không ngừng tăng lên

hoặc giảm đi của lưu lượng hoặc mực nước. Trong quá trình thay đổi đó lưu lượng hoặc

mực nước đạt một hoặc vài trị số cực đại. Nếu có một trị số cực đại gọi là quá trình lũ

đơn. Nếu có hai trị số cực đại trở lên gọi là quá trình lũ kép.

Khái niệm dòng chảy lũ thiết kế :Dòng chảy lũ thiết kế là dòng chảy lũ được tính ứng

với tần suất thiết kế nào đó.

Tần suất thiết kế lũ là tần suất nhằm đảm bảo chống được trận lũ nào đó theo yêu cầu.

Ký hiệu: P(%). Tần suất này được chọn tùy theo quy mô cấp bậc công trình.

Các đặc trưng biểu thị dòng chảy lũ :

+ Lưu lượng đỉnh lũ Qmax (m3

/s): là giá trị lớn nhất của lưu lượng trong một trận lũ.

+ Tổng lượng lũ Wmax (m3

): là tổng lượng dòng chảy trong một trận lũ

∫ =

2

1

Qdt W

∑ =

∆ =

t Q W

1

max

Made by Tuyển_Wru ^_^ -- Doiemduoimua --

+ Đường quá trình lũ Q~t: là sự thay đổi của lưu lượng theo thời gian của một trận lũ, bao

gồm nhánh nước lên và nhánh nước xuống. Tương ứng với quá trình thay đổi lưu lượng

là quá trình thay đổi mực nước trong sông H~t.

+ Thời gian lũ T (giờ, ngày): là khoảng thời gian kể từ thời điểm bắt đầu có lũ đến khi kết

thúc lũ

+ Thời gian lũ lên Tl là thời gian kể từ khi bắt đầu có lũ đến thời điểm xuất hiện đỉnh lũ

Qmax.

+ Thời gian lũ xuống Tx là thời gian kể từ thời điểm xuất hiện đỉnh lũ Qmax đến khi lũ kết

thúc.

Như vậy: T= Tl+Tx

+ Hệ số bất đối xứng: g = Tx/Tl (Đối với các lưu vực vừa và nhỏ g ≈ 2 ÷ 3)

Các đặc trưng biểu thị dòng chảy lũ thiết kế:

Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế Qmaxp (m3

Tổng lượng dòng chảy lũ thiết kế Wmaxp (m3

Quá trình lũ thiết kế (Q~t)p

4. Sự hình thành dòng chảy lũ? Công thức căn nguyên dòng chảy. Các dạng tổn thất

dòng chảy lũ và các phương pháp xác định.

Sự hình thành dòng chảy lũ :

Tại t0: thời điểm bắt đầu mưa

Từ t0 ÷ t1: at<Kt giai đoạn tổn thất hoàn toàn

H0: lượng tổn thất ban đầu

Tại t1: at1=Kt1 bắt đầu quá trình dòng chảy

Made by Tuyển_Wru ^_^ -- Doiemduoimua --

Từ t1 ÷ t2: at >Kt thời kỳ cấp nước

ht=at - Kt gọi là cường độ cấp nước (hoặc cường độ mưa hiệu quả)

Tại t2: at = Kt kết thúc thời kỳ cấp nước

Trong đó Ycn: Lớp cấp nước (lượng mưa hiệu quả)

Từ t2 ÷t3: at<Kt

Tại t3: kết thúc quá trình dòng chảy lũ

Vẽ đường quá trình mưa

Công thức căn nguyên dòng chảy :

Công thức được thiết lập nhằm khái quát hóa và tính toán quá trình lưu lượng ở tuyến cửa

ra của lưu vực trên cơ sở lý thuyết đường đẳng thời.

Đường đẳng thời :là đường cong nối tất cả các điểm trên lưu vực có cùng thời gian tập

trung dòng chảy về tuyến cửa ra

Công thức tổng quát :

∑

=

=

+ − =

i k

k

k i k i

f h Q

1

1

Trong đó:

i: thời điểm tính toán

k ≤ m, với m là số thời đoạn mưa hiệu quả

i-k <n, với n là số mảnh diện tích được phân chia bởi các đường đẳng thời

Made by Tuyển_Wru ^_^ -- Doiemduoimua --

Các dạng tổn thất dòng chảy lũ :

Tổn thất thấm (chủ yếu)

Điền trũng

Bốc hơi

Giữ lại ở lớp thảm thực vật

Các phương pháp xác định :

Sử dụng hệ số dòng chảy lũ

Tính tổn thất theo cường độ thấm

Sử dụng đường cong SCS

Sử dụng hệ số dòng chảy lũ :

Hệ số dòng chảy đỉnh lũ (aT) là tỷ số giữa lớp nước lũ trong khoảng thời gian cấp nước

Tcn với lượng mưa lớn nhất trong khoảng thời gian đó (HTcn). Thường chọn T=t (thời

gian tập trung dòng chảy)

τ

τ

τ α

H

Y

=

Hệ số dòng chảy trận lũ (ϕ ): là tỷ số giữa lớp dòng chảy lũ của toàn trận lũ với lượng

mưa tương ứng sinh ra trận lũ đó (H).

H

Y

= ϕ

Hệ số dòng chảy lũ phụ thuộc vào lượng mưa, cường độ mưa, và các yếu tố mặt đệm như

loại đất trên lưu vực, mật độ che phủ của rừng

Tính tổn thất theo cường độ thấm :

Một số công thức tính thấm :

CT Horton: ( )

c c t

e K K K K λ −

− + = 0

CT Philip :

A

K K c t

+ =

CT Phê-đô-rốp : ( )













−

− + = d

t a

c t c t

e K a K K

.

Kt: Cường độ thấm tại thời điểm tính

toán (mm/phút)

K0: Cường độ thấm ban đầu

(mm/phút)

Kc: Cường độ thấm ổn định

(mm/phút)

l: Hệ số biểu thị sự triết giảm cường

độ thấm theo thời gian

A: Thông số đặc trưng cho loại đất

và đặc điểm bề mặt lưu vực

d: Độ thiếu hụt bão hòa của độ ẩm

đất

at: Cường độ mưa tại thời điểm tính

toán (mm/phút)

t: thời gian tính toán kể từ khi bắt

đầu mưa (phút)

Sử dụng đường cong SCS :

Đặt: P là lượng mưa của trận mưa (mm)

Pe là lượng mưa hiệu quả (mm)

Made by Tuyển_Wru ^_^ -- Doiemduoimua --

Ia: tổn thất ban đầu, giả thiết bằng 0.2S

S: Giới hạn độ sâu nước bị cầm giữ tiềm năng (mm)

Khi đó:

S P

S P

Pe

8 . 0

2 . 0

2

+

−

= Khi P≥0.2S

Pe=0 Khi P<0.2S

Trị số S được xác định theo quan hệ giữa S và CN (số hiệu đường cong dòng chảy) như

sau:

10

1000

− =

CN

S

CN lấy giá trị trong khoảng (0, 100). Đối với bề mặt không thấm nước hoặc mặt nước

CN=100.Đối với bề mặt tự nhiên CN <100.

Các số hiệu CN được lập thành bảng sẵn dựa trên phân loại đất và tình hình sử dụng đất

5. Các phương pháp xác định dòng chảy lũ thiết kế trong trường hợp có nhiều và

không có tài liệu. (bài tập)

Xác định dòng chảy lũ thiết kế trong trường hợp có nhiều tài liệu:

1) Chọn mẫu thống kê :

Chương 5:

1. Các thành phần dung tích và mực nước đặc trưng của hồ chứa và nguyên tắc lựa

chọn

Dung tích chết (Vc ) : là phần dung tích dưới cùng của hồ chứa không tham gia vào quá

trình điều tiết dòng chảy, còn gọi là dung tích lót đáy.

Mực nước chết (Hc): là giới hạn trên của dung tích chết Vc.

Hc và Vc có quan hệ với nhau theo quan hệ đặc trưng địa hình lòng hồ Z~V.

Nguyên tắc lựa chọn:

- Chứa đựng toàn bộ bùn cát đến hồ chứa trong thời gian hoạt động của công trình

Vc ≥ Vbl

- Bảo đảm đầu nước tưới tự chảy Hc ≥ Zcống=Zruộng + DZ + a

- Bảo đảm cột nước tối thiểu để phát điện

- Bảo đảm mực nước tối thiểu để giao thông trong mùa kiệt

- Bảo đảm dung tích tối thiểu để nuôi trồng thuỷ sản

- Bảo đảm dung tích tối thiểu để du lịch và vệ sinh môi trường

Dung tích hiệu dụng (Vh) : là phần dung tích nằm phía trên dung tích chết Vc, làm

nhiệm vụ điều tiết cấp nước cho các đối tượng dùng nước. Còn gọi là dung tích hữu ích.

Mực nước dâng bình thường (Hbt): là giới hạn trên của dung tích hiệu dụng.

- Dung tích khống chế phần dung tích chết và dung tích hiệu dụng là:

Vbt = Vc + Vh

Made by Tuyển_Wru ^_^ -- Doiemduoimua --

- Hbt là Vbt có quan hệ theo đường cong Z~V

Nguyên tắc lựa chọn:

- Căn cứ vào đường quá trình nước đến thiết kế

- Căn cứ vào đường quá trình nước dùng thiết kế

- Căn cứ vào điều kiện địa hình địa chất của vùng hồ chứa

- Tính toán điều tiết cấp nước xác định các đặc trưng hồ chứa

- Lựa chọn các đặc trưng thiết kế của hồ chứa theo các điều kiện kinh tế và kỹ

thuật.

Dung tích siêu cao (Vsc): là bộ phận dung tích trên cùng của hồ chứa, làm nhiệm vụ trữ

lũ tạm thời trong thời gian lũ đến công trình với mục đích giảm khả năng tháo lũ về hạ

lưu, giảm kích thước công trình xả lũ. Còn gọi là dung tích gia cường.

Mực nước siêu cao (Hsc) là giới hạn trên của dung tích siêu cao.

- Gọi VT là dung tích toàn bộ hồ chứa: VT = Vc + Vh + Vsc

- Hsc và VT có quan hệ theo đường cong Z ~ V.

Nguyên tắc lựa chọn:

- Căn cứ vào đường quá trình lũ thiết kế đến hồ

- Căn cứ vào yêu cầu phòng lũ ở hạ du

- Căn cứ vào điều kiện địa hình, địa chất, dân sinh kinh tế vùng xây dựng hồ chứa

Giải quyết bài toán kinh tế kỹ thuật

Dung tích kết hợp (Vkh): là dung tích vừa làm nhiệm vụ cấp nước vừa làm nhiệm vụ

phòng lũ

- Ở một số hồ chứa, vào đầu mùa lũ người ta tận dụng một phần của Vh để trữ lũ,gọi

là Vkh. Khi đó, dung tích làm nhiệm vụ phòng lũ của hồ chứa là: Vpl = Vkh + Vsc.

- Vkh sẽ được lấp đầy vào cuối mùa lũ để lấy nước cấp cho thời kỳ mùa kiệt.

Mực nước trước lũ (Ztl) :là mực nước giới hạn dưới của dung tích kết hợp

- Gọi Vtl là dung tích trước lũ: Vtl = Vc + Vh - Vkh

- Htl và Vtl có quan hệ theo đường cong Z~V.

2. Các dạng tổn thất trong hồ chứa và phương pháp xác định.

Tổn thất do bốc hơi phụ thêm

Tổn thất do thấm

Phương pháp xác định Tổn thất do bốc hơi phụ thêm :

Trước khi xây dựng hồ chứa, bề mặt lưu vực có lượng bốc hơi gọi là bốc hơi lưu vực lv.

- Do bề mặt lưu vực rất đa dạng nên lượng bốc hơi lưu vực trên thực tế rất khó đo đạc

- Lượng bốc hơi lưu vực bình quân nhiều năm có thể xác định dựa trên phương trình

cân bằng nước viết cho lưu vực.

Zlv0=Z0=X0-Y0 (Trường hợp lưu vực kín)

Sau khi xây dựng hồ chứa làm ngập một phần lưu vực và phần bị ngập này sẽ có lượng

bốc hơi là bốc hơi mặt nước Zn.

Thông thường Zn>Zlv.

Made by Tuyển_Wru ^_^ -- Doiemduoimua --

Lớp bốc hơi phụ thêm (mm): ∆Z = Zn-Zlv

Lượng bốc hơi phụ thêm (m3

): Wbh= ∆Z. F.103

Xác định lượng bốc hơi phụ thêm ứng với tần suất thiết kế:

- Lựa chọn tần suất tính toán Pz:

Trường hợp 1: Quan hệ giữa lượng mưa và lượng bốc hơi là chặt chẽ thì lựa chọn

Pz=1-Py

Trường hợp 2: Quan hệ giữa lượng mưa và lượng bốc hơi là không chặt chẽ thì

lựa chọn Pz=50%

Trường hợp 3: Nếu ít tài liệu thì lấy năm có lượng bốc hơi lớn nhất

- Xác định lượng bốc hơi mặt nước bình quân nhiều năm Zn0

- Xác định lượng bốc hơi phụ thêm bình quân nhiều năm:

∆Z0 = Zn0-Zlv0

- Lựa chọn các đặc trưng thống kê: Cv, Cs

Xác định lượng bốc hơi phụ thêm thiết kế ∆Zpz= f(∆Z0, Pz,Cv,Cs )

Xác định phân phối bốc hơi phụ thêm thiết kế:

- Xác định lượng bốc hơi mặt nước ứng với tần suất thiết kế Znp

- Mượn dạng phân phối bốc hơi mặt nước tính bình quân trong nhiều năm Zni ~ t

- Tính tỷ số thu phóng:

Z

Z

K

∆

=

- Tính lượng bốc phụ thêm từng tháng theo công thức:

∆Zi = KZni

Phương pháp xác định Tổn thất do thấm :

Lượng tổn thất do thấm Wth là lượng nước bị mất đi do thấm qua đáy hồ, qua thân đập,

qua công trình lấy nước, qua vai đập, rò rỉ.

Wth phụ thuộc vào:

- Vật liệu xây dựng công trình

- địa chất lòng hồ

- cột nước trong hồ tại thời điểm tính toán

Trong tính toán điều tiết, Wth thường lấy bằng tỉ lệ phần trăm dung tích trữ trong hồ tại

thời điểm tính toán

Wth (t) = K%. V(t)

3. Các tài liệu cần thiết tính toán điều tiết hồ chứa.

Tài liệu địa hình hồ chứa

Các quan hệ đăc trưng đại hình lòng hồ Z-V, Z - F

Tài liệu địa chất tình hình đất đai thổ nhưỡng vùng xây dựng lòng hồ

Tài liệu khí tượng thủy văn

Tài liệu khí tượng :lượng và quá trình thay đổi theo không gian và thời gian của

mưa, bốc hơi , nhiệt độ độ ẩm gió bức xạ.......

Các đắc trưng bốc hơi thiết kế

Made by Tuyển_Wru ^_^ -- Doiemduoimua --

Tài liệu thủy văn các đạc trưng thủy văn thiết kế,tài liệu dòng chảy năm và sự

thay dổi dòng chảy trong năm, nhiều năm,tl dòng chảy lũ đỉnh lũ lưu lượng lũ ,tl dòng

chảy kiệt.dòng chảy bùn cát..

Tài liệu dân sinh kinh tế

Tài liệu về nhu cầu dùng nước cho nông nghiệp công nghiệp sinh hoạt..

Yêu cầu sử dụng nước :phát điện giao thông nuôi trồng thủy sản du lịch bvmt..

Yêu cầu phòng lũ

Các tài liệu về dân sinh kinh tế khác: dân cư phân bốm tài nguyên thiên nhiên

rừng khoáng sản

Các hoạt động kinh tế bị ảnh hưởng

Các vấn đề chính trị xã hội dân tộc

4. Khái niệm hồ chứa điêu tiết năm. Nguyên lý tính toán và các xác định Vh của hồ

chứa điều tiết năm theo phương pháp lập bảng. (bài tập)

Khái niệm hồ chứa điêu tiết năm :là hồ chứa có nhiệm vụ tích lượng nước thừa của các

thời kỳ thừa nước để cấp bổ sung cho các thời kỳ thiếu nước, chu kỳ hoạt động là một

năm.

Hồ chứa điều tiết một lần

Hồ chứa điều tiết hai hay nhiều lần độc lập

Hồ chứa điều tiết hai hay nhiều lần không độc lập

Nguyên lý tính toán và các xác định Vh của hồ chứa điều tiết năm theo phương pháp

lập bảng(bài tập )

5. Khái niệm hồ chứa điêu tiết nhiều năm. Ứng dụng biểu đồ Pletkốp để xác định

thành phần Vnn của hồ chứa điều tiết nhiều năm.

Khái niệm hồ chứa điêu tiết nhiều năm :là hồ chứa có nhiệm vụ tích lượng nước thừa

của các năm nhiều nước để cấp bổ sung cho các năm ít nước, chu kỳ hoạt động là một

nhóm năm.

Hồ chứa điều tiết hoàn toàn

Hồ chứa điều tiết không hoàn toàn

Ứng dụng biểu đồ Pletkốp để xác định thành phần Vnn của hồ chứa điều tiết nhiều

năm

Trên cơ sở giải hàng loạt các bài toán K-MII cho trường hợp Cs = 2Cv, tác giả Pletskốp

đã vẽ được quan hệ có dạng:

bnn = f (a, Cv, P)

Biểu đồ được xây dựng với các tần suất riêng biệt là những tần suất thường dùng trong

thiết kế (75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 97%)

Khi biết 3 trong 4 trị số thì sẽ xác định được trị số còn lại.

THIẾU

6. Phương pháp xác định thành phần Vn của hồ chứa điều tiết nhiều năm.

Lựa chọn năm tính toán:

Made by Tuyển_Wru ^_^ -- Doiemduoimua --

Không thể là năm thừa nước (K>a) vì vào năm nhiều nước mùa lũ lớn thường

kèm theo mùa kiệt cũng lớn, khi đó lượng nước thiếu mùa kiệt nhỏ. Nếu tính Vn

cho trường hợp này sẽ không an toàn.

Không thể là năm thiếu nước (K<a) vì vào năm thiếu nước dù có tích hết lượng

nước thừa của mùa lũ vẫn không đảm bảo đủ cấp nước

Chọn năm tính toán có K = a

Xác định Vn có 2 cách xác định Vn:

Phương pháp lập bảng

Chọn năm điển hình :có lượng dòng chảy gần bằng lượng nước dùng, có phân

phối bất lợi

Thu phóng mô hình thành mô hình phân phối dòng chảy năm thiết kế

Tính toán điều tiêt bằng phương pháp lạp bảng để xác định Vn

Phương pháp giản hóa :Thưc hiện trên cở sở coi lưu lượng nước ùng là hằng số và bằng

giá trị bình quân các tháng trong nawmvaf tương tự lưu lượng các tháng mùa lũ và các tháng

mùa kiệt cũng là hằng số và bằng giá trị bình quân của từng mùa

Chọn năm điển hình là năm có lượng dòng chảy gần bằng lượng nước

dùng và có phân phối bất lợi

Thu phóng mô hình thành mô hình phân phối dòng chảy năm thiết kế

Tính lưu lượng bình quân nước đến mùa lũ và mùa cạn và lưu lượng nước

dùng bình quân trong năm

Xác định dung tích của hồ chứa theo hình vẽ sau:

Vn =(q-Qk)Tk

Qk dòng chảy mùa kiệt (m3

q lưu lượng nước dùng (m3

Tk thời gian kiệt tính bằng tháng

7.

Phân tích dạng đường quá trình xả lũ qua tràn và cống chảy tự do.

Made by Tuyển_Wru ^_^ -- Doiemduoimua --

8. Nguyên lý điều tiết lũ. Các phương pháp điều tiết lũ (phương pháp lặp và phương

pháp Kôtrerin). (bài tập)

Nguyên lý tính toán điều tiết lũ bằng hồ chứa chính là sự hợp giải hệ hai phương trình cơ

bản sau:

PT cân bằng nước q Q

dt

dV

− =

Trong đó:

Q- lưu lượng lũ đến (m3

q- lưu lượng xả xuống hạ lưu

PT động lực q = f[A, Z, Zh]

Các quan hệ phụ trợ:

Đường quan hệ mực nước dung tích Z~V

Đường quan hệ mực nước và lưu lượng hạ lưu: H~Q

9. Khái niệm và cấu tạo ứng dụng biểu đồ điều phối trong Quản lý vận hành hồ chứa.

Biểu đồ điều phối là biểu đồ lập sẵn mô tả quan hệ giữa dung tích với thời gian hoặc lưu

lượng xả với thời gian để người quản lý căn cứ vào đó đưa ra quyết định vận hành hồ

chứa.

Đường 1: Đường hạn chế cấp nước Đường 2: Đường phòng phá hoại

Made by Tuyển_Wru ^_^ -- Doiemduoimua --

Đường 3: Đường phòng lũ

Vùng A: vùng cấp nước gia tăng

Vùng B: vùng cấp nước bình thường

Vùng C: Vùng hạn chế cấp nước

Vùng E: Vùng xả lũ bình thường

Vùng F: vùng xả lũ không bình

thường

Ứng dụng của biểu đồ phối :

Giả sử tại thời điểm t1, dung tích trong hồ là V1.

Nếu tọa độ (t1, V1) rơi vào vùng A là vùng cấp nước gia tăng thì người quản lý có

thể cho hồ chứa hoạt động với lưu lượng cấp nước lớn hơn trị số thiết kế qcấp >

qyêucầu (p)

Nếu tọa độ (t1, V1) rơi vào vùng B là vùng cấp nước bình thường thì người quản

lý cho hồ chứa hoạt động với lưu lượng cấp nước bằng trị số thiết kế qcấp= qyêucầu

Nếu tọa độ (t1, V1) rơi vào vùng C là vùng hạn chế cấp nước thì người quản lý

phải cho hồ chứa hoạt động với lưu lượng cấp nước nhỏ hơn trị số thiết kế qcấp<

qyêucầu (p). Mục đích nhanh chóng đưa mực nước (dung tích) trong hồ trở lại trạng

thái hoạt động bình thường trong các thời kỳ tiếp theo.

Nếu tọa độ (t1, V1) rơi vào vùng E là vùng xả lũ bình thường thì người quản lý có

thể cho hồ xả lũ theo lưu lượng xả thiết kế qxả>qxả (p)

Nếu tọa độ (t1, V1) rơi vào vùng F là vùng xả lũ không bình thường thì người

quản lý phải cho hồ xả hết công suất để nhanh chóng đưa mực nước (dung tích)

hồ về trạng thái làm việc bình thường (vùng E)