Tài liệu Chương 4 - Phần I: Tính toán dòng chảy năm thiết kế pdf

Chương 4 Tính toán dòng chảy
năm thiết kế

Khái niệm về dòng chảy năm, dòng chảy chuẩn, dòng chảy năm thiết kế. Các đặc
trưng biểu thị

Phân phối dòng chảy năm, phân phối dòng chảy năm thiết kế

Xác định trị số và phân phối dòng chảy năm thiết kế trong trường hợp:

Có nhiều tài liệu đo đạc thuỷ văn

Có ít tài liệu đo đạc thuỷ văn

Không có tài liệu đo đạc thuỷ văn


I. Khái niệm chung
1. Dòng chảy năm

Định nghĩa:

“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.”


Các đặc trưng biểu thị dòng chảy năm


Lưu lượng bình quân năm Q
n
(m3/s)

Là trị số lưu lượng tính bình quân cho thời đoạn một năm.

Q
i
: lưu lượng bình quân tháng thứ i

Q
j
là lưu lượng bình quân ngày thứ j

Tổng lượng dòng chảy năm W
n
(m3):

Là lượng dòng chảy qua mặt cắt cửa ra của lưu vực trong khoảng thời
gian bằng một năm.
W
n
= Q
n
. 31,5.106
12
12
1
∑

=
=
i
i
n
Q
Q
365
365
1
∑
=
=
j
j
n
Q
Q



Mô đun dòng chảy năm M
n
(l/s.km2)

Là môđun dòng chảy tính cho thời đoạn một năm.
M
n
=(Q
n

/F).103

Lớp dòng chảy năm Y
n
(mm)

Là lớp dòng chảy tính cho thời đoạn một năm.
Y
n
=(
W
n
/F).10-3

Hệ số dòng chảy năm α
n
:

Là tỉ số giữa lớp dòng chảy năm và lượng mưa năm tương ứng.
α
n
=Y
n
/X
n
Các đặc trưng biểu thị dòng chảy năm


2. Dòng chảy chuẩn


Dòng chảy chuẩn là trị số trung bình của đặc trưng dòng chảy năm trong thời kỳ nhiều năm đã tiến tới ổn định, với
điều kiện cảnh quan địa lý và điều kiện địa chất không thay đổi.

Các đặc trưng biểu thị:

Lưu lượng dòng chảy chuẩn Q
0
(m
3
/s):
Trong đó Q
i
là lưu lượng bình quân năm thứ i; n là số năm quan trắc

Lượng dòng chảy chuẩn W
0
(m
3
): W
0
= Q
0
. 31,5.10
6

Mô đun dòng chảy chuẩn M
0
(l/s.km
2
): M

0
=(Q
0
/F).10
3


Lớp dòng chảy chuẩn Y
0
(mm): Y
0
=(W
0
/F).10
-3

Hệ số dòng chảy chuẩn α
0
: α
0
=Y
0
/X
0
n
Q
Q
n
i
i

∑
=
=
1
0


3. 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.

Trị số dòng chảy năm thiết kế là cơ sở để xác định mức độ cấp nước của con sông

Tần suất thiết kế hay mức bảo đảm cấp nước P(%) phụ thuộc vào yêu cầu về cung cấp nước

TT Yêu cầu về cung cấp nước Mức bảo đảm P
(%)
1
2
3
4
5
Không cho phép gián đoạn hoặc giảm yêu cầu cấp nước
Không cho phép gián đoạn nhưng cho phép giảm yêu cầu
cấp nước
Cho phép gián đoạn trong thời gian ngắn và giảm yêu cầu
cấp nước
Cho tưới ruộng
Nhà máy, nhiệt điện và thuỷ điện
95

90
80
75
90


Các đặc trưng biểu thị dòng chảy năm thiết kế

Các đặc trưng biểu thị dòng chảy năm thiết kế:

Lưu lượng dòng chảy năm thiết kế Q
np
(m
3
/s)

Tổng lượng dòng chảy năm thiết kế W
np
(m
3
)

Mô đun dòng chảy năm thiết kế M
np
(l/s.km
2
)

Lớp dòng chảy năm thiết kế Y
np

(mm)

Để xác định trị số dòng chảy năm thiết kế, có thể mô tả tổng quát bằng công thức sau:
Q
np
= Q
0
. K
p
Trong đó

K
p
: biến suất dòng chảy năm thiết kế được xác định bằng bảng tra trong
quy phạm, phụ thuộc vào (P, C
v
, C
s
)

Q
np
: lưu lượng dòng chảy năm thiết kế

Q
0
: lưu lượng dòng chảy chuẩn


4. Phân phối dòng chảy năm


Trong một năm thường có hai thời kỳ có chế độ dòng chảy khác biệt nhau:

thời kỳ mùa lũ

thời kỳ mùa kiệt

Ở nước ta, mùa lũ chỉ kéo dài trên dưới 5 tháng nhưng lượng dòng chảy trong thời kỳ này chiếm tỉ trọng lớn so với lượng dòng
chảy trong năm (60-80%)

Tiêu chuẩn phân mùa dòng chảy:

Mùa lũ là mùa bao gồm những tháng liên tục có lượng dòng chảy vượt
8.3% lượng dòng chảy năm với xác suất xuất hiện vượt 50%

Tháng lũ: P(Q
tháng i
≥ Q
năm (tương ứng)
) ≥ 50%

Mùa kiệt bao gồm những tháng còn lại

Năm thuỷ văn:

là năm có thời gian bắt đầu là đầu mùa lũ và kết thúc vào cuối mùa kiệt.

Phân phối dòng chảy năm

Phân phối dòng chảy năm chính là sự mô tả thay đổi lượng dòng chảy năm theo thời gian trong
một năm.

Để mô tả phân phối dòng chảy năm có hai cách:

Sử dụng quá trình lưu lượng (hoặc tổng lượng dòng chảy) với
thời đoạn tuần, tháng hoặc mùa

Sử dụng đường duy trì lưu lượng bình quân ngày








Đường duy trì lưu lượng

Đường duy trì lưu lượng là đường cong quan hệ giữa hai đại lượng T
i
và Q
i
. Trong đó, Q
i
là lưu
lượng bình quân ngày tương ứng với cấp i nào đó; T
i

là thời gian duy trì một lưu lượng lớn hơn
hoặc bằng giá trị Q
i
của cấp đó.

T
i
= T(Q≥Q
i
)

Các bước thực hiện:

Thống kê lưu lượng bình quân ngày và tìm các giá trị Q
min
, Q
max

Chọn các cấp lưu lượng trong khoảng từ Q
min
đến Q
max

Đếm số ngày có lưu lượng lớn hơn hoặc bằng các giá trị của
mỗi cấp lưu lượng (T
i
)

Tính tỉ lệ % của T
i

so với tổng số ngày của chuỗi tài liệu thống
kê


Bảng tính đường duy trì lưu lượng
Lưu lượng Q
i
(m
3
/s) Thời gian duy trì lưu lượng T
i
Số ngày %