thủy văn công trình tính toán thủy văn thiết kế hồ chứa

Đồ án Thuỷ Văn Công Trình Phần 1: Mở đầu
Sv: Hồ Quang Huy Lớp 42C
3
1/20
Khoa Công Trình
N MễN HC THU VN CễNG TRèNH

Tớnh toỏn thu vn thit k h cha


I. M U

Xut phỏt t yờu cu thc tin i vi cỏc vn v ti tiờu, cung cp nc ,
cụng trỡnh h cha nc nỳi Cc d kin xõy dng trờn sụng Cụng nm trờn a bn tnh
Thỏi Nguyờn, phớa ụng Bc t quc.
Vi nhim v thit k h cha, chỳng ta ó tin hnh o c v quan trc trờn lu
vc sụng Cụng v thu c cỏc ti liu nh sau:

Din tớch lu vc n tuyn cụng trỡnh l F = 535 (km
2
).
Chiu di sụng chớnh l L
s
= 56.0 (km).
Lng ma ngy thit k l H
np
= 475.1 (mm).
Tc dũng chy l ln nht o c ti mt ct ca ra ca lu vc
V
max
= 2.85 (m/s).

Tin hnh quan trc trong 16 nm (t 1961 ữ 1976) c lu lng bỡnh quõn thỏng
cho nh bng 1.
Quỏ trỡnh l o c c trờn sụng Cụng ti tuyn d nh xõy dng cụng trỡnh cho
nh bng 2.
Ti liu quỏ trỡnh nc dựng cho nh bng 3.
Ti liu tn tht: Phõn phi chờnh lch bc hi cho nh bng 4.
Quan h c trng a hỡnh lũng h cho nh bng 5.

Cụng vic thit k ũi hi cỏc yờu cu sau:

ắ Tớnh toỏn cỏc c trng thu vn thit k h cha.
ắ Tớnh toỏn cỏc thnh phn dung tớch h cha.

Cỏc ch s k thut ly theo yờu cu thit k:

Tiờu chun thm k = 1%.
p trn x l gm 3 khoang, chiu rng mi khoang b = 8.0 (m), ngng trn cao
trỡnh Z
tr
= 41.2 (m). Mc nc trc khi l v mc nc dõng bỡnh thng
( Z
tl
= H
bt
).
H cha thit k vi cao trỡnh mc nc cht H
c
= 34.0 (m), tng ng vi
V
c

= 7.5 ì 10
6
( m
3
).






Đồ án Thuỷ Văn Công Trình Phần 1: Mở đầu
Sv: Hồ Quang Huy Lớp 42C
3
2/20
Khoa Công Trình
Bng 1: Lu lng bỡnh quõn thỏng (m
3
/s) ca lu vc sụng Cụng.

Thỏng

Nm
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
BQ
năm
1961
2.50 4.12 7.14 14.00 6.73 34.90 14.10 40.60 55.20 21.70 12.80 8.48 18.523
1962
4.19 2.59 2.79 4.36 4.99 23.10 20.00 22.80 20.90 9.56 3.10 1.41 9.9825

1963
0.87 1.50 1.80 1.48 10.70 9.77 51.80 35.60 21.90 9.89 18.20 6.62 14.178
1964
3.04 3.66 3.93 9.77 6.12 19.70 32.50 25.60 49.10 40.00 11.40 7.36 17.682
1965
3.11 3.25 3.44 20.20 18.10 41.40 24.90 11.90 13.70 15.10 6.88 4.44 13.868
1966
4.10 2.94 1.66 5.94 4.18 37.10 23.20 23.60 12.60 22.80 6.89 3.67 12.39
1967
1.71 4.02 4.03 8.31 9.04 14.40 15.00 18.90 35.80 6.33 4.21 2.57 10.36
1968
2.02 4.19 5.09 8.35 18.70 19.70 15.90 83.90 26.20 27.10 10.60 3.18 18.744
1969
3.22 2.31 4.20 9.42 13.20 13.60 29.40 44.00 25.00 10.60 16.00 3.08 14.503
1970
2.61 3.10 3.16 8.48 18.20 30.10 23.80 26.10 21.10 12.20 4.35 2.61 12.984
1971
2.06 2.64 3.88 3.11 29.70 15.60 71.30 91.50 20.20 24.00 5.77 2.75 22.709
1972
2.07 2.33 2.03 3.74 19.40 9.30 5.94 82.30 35.30 18.30 9.33 4.27 16.193
1973
3.46 3.41 3.04 12.40 9.02 24.00 49.60 53.80 84.50 17.70 5.76 2.74 22.453
1974
3.43 2.76 2.56 7.11 7.04 23.00 21.50 16.30 12.80 17.50 5.28 3.06 10.195
1975
5.97 2.74 5.26 13.90 48.20 53.40 10.50 22.40 38.60 9.63 4.52 2.66 18.148
1976
1.63 4.83 2.08 8.58 13.00 6.24 2.96 27.20 27.00 20.30 13.30 2.94 10.838

Bng 2: Quỏ trỡnh l thc o trờn sụng Cụng (t 7h ngy 23 n 13h ngy

28/VII/1971).
Thời đoạn 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Q (m3/s)
16 131 266 529 720 437 240 205 170 137 110 83.8
Thời đoạn 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Ghi chú
Q (m3/s)
69 59 52 44 42 38 34 33 32 33
t = 6 giờ

Bng 3: Quỏ trỡnh nc dựng (q ~ t).
Tháng I II III IV V VI VII VII IX X XI XII BQ Năm
q(m
3
/s)
18 20 13 11 7.6 6.6 4.6 5 5.7 6.5 8 12.5 9.92

Bng 4: Phõn phi chờnh lch bc hi (
Z
~ t).

Tháng I II III IV V VI VII VII IX X XI XII
Z Năm
Z (mm)
13.1 10.8 10.7 11.1 21.5 19.2 19.0 17.5 17.5 19.1 13.3 12.2 185.0
Đồ án Thuỷ Văn Công Trình Phần 2: Tính toán các đặc trng thuỷ văn thiết kế
Sv: Hồ Quang Huy Lớp 42C
3
3/20
Khoa Công Trình
Bng 5: Cỏc quan h c trng lũng h (Z ~ F) v (Z ~ V).

Z (m)
34.0 35.0 36.0 37.0 38.0 39.0 40.0 41.0 41.2 42.0
F (km
2
)
4.2 5.0 6.5 8.0 9.6 11.6 13.5 15.5 15.8 17.2
V (10
6
m
3
)
7.5 10.5 16.8 25.0 33.5 43.5 55.0 70.0 73.2 86.0

Z (m)
43.0 44.0 45.0 46.0 46.2 46.5 47.0 48.0 49.0 50.0
F (km
2
)
19.0 20.6 22.5 24.6 25.0 25.7 26.8 29.6 32.3 35.0
V (10
6
m
3
)
103.8 125.5 147.8 172.0 175.5 183.8 198.0 224.9 250.5 280.0

II. TNH TON CC C TRNG THU VN THIT K H CHA

1.

Phõn mựa dũng chy

T ti liu dũng chy thỏng quan trc c trờn lu vc trong 16 nm
(t 1961 ữ 1976), ta xỏc nh c mựa dũng chy cho lu vc nh sau:

Tháng

Năm
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
BQ
năm
1961
2.50 4.12 7.14 14.00 6.73 34.90 14.10 40.60 55.20 21.70 12.80 8.48 18.523
1962
4.19 2.59 2.79 4.36 4.99 23.10 20.00 22.80 20.90 9.56 3.10 1.41 9.9825
1963
0.87 1.50 1.80 1.48 10.70 9.77 51.80 35.60 21.90 9.89 18.20 6.62 14.178
1964
3.04 3.66 3.93 9.77 6.12 19.70 32.50 25.60 49.10 40.00 11.40 7.36 17.682
1965
3.11 3.25 3.44 20.20 18.10 41.40 24.90 11.90 13.70 15.10 6.88 4.44 13.868
1966
4.10 2.94 1.66 5.94 4.18
37.10 23.20 23.60 12.60 22.80 6.89 3.67 12.39
1967
1.71 4.02 4.03 8.31 9.04 14.40 15.00 18.90 35.80 6.33 4.21 2.57 10.36
1968
2.02 4.19 5.09 8.35
18.70 19.70 15.90 83.90 26.20 27.10 10.60 3.18 18.744
1969

3.22 2.31 4.20 9.42 13.20 13.60
29.40 44.00 25.00 10.60 16.00 3.08 14.503
1970
2.61 3.10 3.16 8.48 18.20 30.10 23.80 26.10 21.10 12.20 4.35 2.61 12.984
1971
2.06 2.64 3.88 3.11 29.70 15.60 71.30 91.50 20.20 24.00 5.77 2.75 22.709
1972
2.07 2.33 2.03 3.74 19.40 9.30 5.94 82.30 35.30 18.30 9.33 4.27 16.193
1973
3.46 3.41 3.04 12.40 9.02
24.00 49.60 53.80 84.50 17.70 5.76 2.74 22.453
1974
3.43 2.76 2.56 7.11 7.04
23.00 21.50 16.30 12.80 17.50 5.28 3.06 10.195
1975
5.97 2.74 5.26 13.90 48.20 53.40 10.50 22.40 38.60 9.63 4.52 2.66 18.148
1976
1.63 4.83 2.08 8.58 13.00 6.24 2.96 27.20 27.00 20.30 13.30 2.94 10.838
K.tra
0.06 0.375 0.69 0.69 0.94 0.81 0.563 0.13 15.234

Chn ch tiờu so sỏnh l lu lng bỡnh quõn nm bỡnh quõn trong nhiu nm:
()
sm
N
Q
n
i
Q
ni

/234.15
1
3
1
0
=ì=

=

Đồ án Thuỷ Văn Công Trình Phần 2: Tính toán các đặc trng thuỷ văn thiết kế
Sv: Hồ Quang Huy Lớp 42C
3
4/20
Khoa Công Trình
iu kin chn mt thỏng l thỏng mựa l hay mựa kit:

Nu P(Q
i
Q
0
) 50% thỡ thỏng ú l thỏng mựa l.
Cỏc thỏng cũn li l cỏc thỏng mựa kit.

Kt qu cho ta:


T thỏng VI ữ thỏng X : Mựa l.


T thỏng XI ữ thỏng V : Mựa kit.

Mựa Mựa l Mựa kit
Nm
VI VII VIII IX X XI XII I II III IV V
61-62
34.9 14.1 40.6 55.2 21.7 12.80 8.48 4.19 2.59 2.79 4.36 4.99
62-63
23.1 20 22.8 20.9 9.56 3.10 1.41 0.87 1.50 1.80 1.48 10.70
63-64
9.77 51.8 35.6 21.9 9.89 18.2 6.62 3.04 3.66 3.93 9.77 6.12
64-65
19.7 32.5 25.6 49.1 40 11.4 7.36 3.11 3.25 3.44 20.2 18.1
65-66
41.4 24.9 11.9 13.7 15.1 6.88 4.44 4.10 2.94 1.66 5.94 4.18
66-67
37.1 23.2 23.6 12.6 22.8 6.89 3.67 1.71 4.02 4.03 8.31 9.04
67-68
14.4 15 18.9 35.8 6.33 4.21 2.57 2.02 4.19 5.09 8.35 18.7
68-69
19.7 15.9 83.9 26.2 27.1 10.6 3.18 3.22 2.31 4.20 9.42 13.2
69-70
13.6 29.4 44 25 10.6 16 3.08 2.61 3.10 3.16 8.48 18.2
70-71
30.1 23.8 26.1 21.1 12.2 4.35 2.61 2.06 2.64 3.88 3.11 29.7
71-72
15.6 71.3 91.5 20.2 24 5.77 2.75 2.07 2.33 2.03 3.74 19.4
72-73
9.3 5.94 82.3 35.3 18.3 9.33 4.27 3.46 3.41 3.04 12.4 9.02
73-74
24 49.6 53.8 84.5 17.7 5.76 2.74 3.43 2.76 2.56 7.11 7.04

74-75
23 21.5 16.3 12.8 17.5 5.28 3.06 5.97 2.74 5.26 13.9 48.2
75-76
53.4 10.5 22.4 38.6 9.63 4.52 2.66 1.63 4.83 2.08 8.58 13.00
76-77
6.24 2.96 27.2 27 20.3 13.30 2.94

2.

Tớnh lng dũng chy ca tng mựa cho tng nm cho tt c cỏc nm ó
o c c dũng chy hng thỏng

5/)(
X XIVIIIVIIVILi
QQQQQQ ++++=
7/)(
XIIXIVIVIIIIIIKi
QQQQQQQQ ++++++=
()
3
Li
864005W mQ
Li
ìì=

()
3
Ki
864007W mQ
Ki

ìì=

KiLini
WWW +=

Ta cú bng sau:



Đồ án Thuỷ Văn Công Trình Phần 2: Tính toán các đặc trng thuỷ văn thiết kế
Sv: Hồ Quang Huy Lớp 42C
3
5/20
Khoa Công Trình
Mựa l Mựa kit C nm
Mựa
Q
i
W
i
x 10
6
Q
i
W
i
x 10
6
Q
i

W
i
x 10
6
61-62
33.30 431.57 5.74 104.20 17.23 535.77
62-63
19.27 249.77 2.98 54.07 9.77 303.83
63-64
25.79 334.26 7.33 133.07 15.03 467.34
64-65
33.38 432.60 9.55 173.30 19.48 605.91
65-66
21.40 277.34 4.31 78.12 11.43 355.47
66-67
23.86 309.23 5.38 97.64 13.08 406.87
67-68
18.09 234.39 6.45 116.98 11.30 351.37
68-69
34.56 447.90 6.59 119.57 18.24 567.47
69-70
24.52 317.78 7.80 141.60 14.77 459.38
70-71
22.66 293.67 6.91 125.32 13.47 419.00
71-72
44.52 576.98 5.44 98.73 21.72 675.71
72-73
30.23 391.75 6.42 116.46 16.34 508.21
73-74
45.92 595.12 4.49 81.39 21.75 676.51

74-75
18.22 236.13 12.06 218.79 14.63 454.92
75-76
26.91 348.70 5.33 96.68 14.32 445.38
76-77
16.74 216.95 0.00 0.00 0.00 0.00

3.

Dựng cỏc lit s liu ó tớnh toỏn c trờn xõy dng cỏc ng tn
sut tng ng theo cỏc bc sau õy:
z
Xõy dng ng tn sut kinh nghim:

Sp xp cỏc giỏ tr W
Li
, W
Ki
, W
ni
theo th t t ln n bộ.
Tớnh tn sut tớch lu kinh nghim P
i
ng vi tng giỏ tr W
Li
, W
Ki
, W
ni
theo cụng thc

vng s:
%100ì=
i
i
i
n
m
P

Mựa l Mựa kit C nm
S TT p%
W
i
l

x 10
6
W
i
k

x 10
6
W
i
n
x 10
6
1 6.25% 595.12 218.79 676.51
2 12.50% 576.98 173.30 675.71

3 18.75% 447.90 141.60 605.91
4 25.00% 432.60 133.07 567.47
5 31.25% 431.57 125.32 535.77
6 37.50% 391.75 119.57 508.21
7 43.75% 348.70 116.98 467.34
8 50.00% 334.26 116.46 459.38
9 56.25% 317.78 104.20 454.92
10 62.50% 309.23 98.73 445.38
11 68.75% 293.67 97.64 419.00
12 75.00% 277.34 96.68 406.87
13 81.25% 249.77 81.39 355.47
14 87.50% 236.13 78.12 351.37
15 93.75% 234.39 54.07 303.83
Giá trị TB
365.15 117.06 482.21
Đồ án Thuỷ Văn Công Trình Phần 2: Tính toán các đặc trng thuỷ văn thiết kế
Sv: Hồ Quang Huy Lớp 42C
3
6/20
Khoa Công Trình

Chm cỏc im kinh nghim (X
i
, p
i
) lờn giy tn sut Hazen ta xỏc nh c cỏc
ng tn sut kinh nghim
z

Xõy dng ng tn sut lý lun:

Xỏc nh cỏc giỏ tr C
v
, C
s
,
n
X
t cỏc dóy s liu theo cỏc cụng thc sau:

=
ì=
n
i
in
X
n
X
1
1

1
)1(
1
2


=

=
n

K
C
n
i
i
v

()
3
1
3
3
)1(
v
n
i
i
s
Cn
K
C
ì

=

=

(Trong ú:
n
i

i
X
X
K =
)

Mựa l Mựa kit C nm
W
i
l

x 10
6
k
i
(k
i
-1)
2
(k
i
-1)
3
W
i
k

x 10
6
k

i
(k
i
-1)
2
(k
i
-1)
3
W
i
n
x 10
6
k
i
(k
i
-1)
2
(k
i
-1)
3
595.12 1.63 0.40 0.25 218.79 1.87 0.76 0.66 676.51 1.40 0.16 0.07
576.98 1.58 0.34 0.20 173.30 1.48 0.23 0.11 675.71 1.40 0.16 0.06
447.90 1.23 0.05 0.01 141.60 1.21 0.04 0.01 605.91 1.26 0.07 0.02
432.60 1.18 0.03 0.01 133.07 1.14 0.02 0.00 567.47 1.18 0.03 0.01
431.57 1.18 0.03 0.01 125.32 1.07 0.00 0.00 535.77 1.11 0.01 0.00
391.75 1.07 0.01 0.00 119.57 1.02 0.00 0.00 508.21 1.05 0.00 0.00

348.70 0.95 0.00 0.00 116.98 1.00 0.00 0.00 467.34 0.97 0.00 0.00
334.26 0.92 0.01 0.00 116.46 0.99 0.00 0.00 459.38 0.95 0.00 0.00
317.78 0.87 0.02 0.00 104.20 0.89 0.01 0.00 454.92 0.94 0.00 0.00
309.23 0.85 0.02 0.00 98.73 0.84 0.02 0.00 445.38 0.92 0.01 0.00
293.67 0.80 0.04 -0.01 97.64 0.83 0.03 0.00 419.00 0.87 0.02 0.00
277.34 0.76 0.06 -0.01 96.68 0.83 0.03 -0.01 406.87 0.84 0.02 0.00
249.77 0.68 0.10 -0.03 81.39 0.70 0.09 -0.03 355.47 0.74 0.07 -0.02
236.13 0.65 0.12 -0.04 78.12 0.67 0.11 -0.04 351.37 0.73 0.07 -0.02
234.39 0.64 0.13 -0.05 54.07 0.46 0.29 -0.16 303.83 0.63 0.14 -0.05
365.15 1.36 0.32 117.06 1.64 0.54 482.21 0.77 0.06
Cv = 0.311 Cs = 0.885 Cv = 0.342 Cs = 1.128 Cv = 0.234 Cs = 0.378


Đồ án Thuỷ Văn Công Trình Phần 2: Tính toán các đặc trng thuỷ văn thiết kế
Sv: Hồ Quang Huy Lớp 42C
3
7/20
Khoa Công Trình
Xỏc nh cỏc giỏ tr hm ng vi giỏ tr C
s
v cỏc xỏc sut p khỏc nhau
Tớnh K
p
= ì C
v
+ 1
Tớnh X
p
= K
p

ì
n
X


Mựa l Mựa kit C nm
STT
p% Kp Xp p% Kp Xp p% Kp Xp
1 0.01 2.77 1011.46 0.01 3.13 366.40 0.01 2.06 993.35
2 0.1 2.36 861.75 0.1 2.61 305.53 0.1 1.85 892.09
3 0.2 2.23 814.28 0.2 2.44 285.63 0.2 1.78 858.33
4 0.33 2.13 777.76 0.33 2.33 272.75 0.33 1.73 834.22
5 0.5 2.05 748.55 0.5 2.23 261.05 0.5 1.68 810.11
6 1 1.92 701.08 1 2.06 241.15 1 1.61 776.36
7 2 1.77 646.31 2 1.89 221.25 2 1.53 737.78
8 3 1.69 617.10 3 1.78 208.37 3 1.47 708.85
9 5 1.58 576.93 5 1.65 193.15 5 1.41 679.91
10 10 1.42 518.51 10 1.46 170.91 10 1.31 631.69
11 20 1.24 452.78 20 1.25 146.33 20 1.19 573.83
12 25 1.18 430.87 25 1.18 138.13 25 1.15 554.54
13 30 1.13 412.62 30 1.12 131.11 30 1.11 535.25
14 40 1.03 376.10 40 1.02 119.40 40 1.05 506.32
15 50 0.95 346.89 50 0.94 110.04 50 0.99 477.39
16 60 0.88 321.33 60 0.86 100.67 60 0.93 448.45
17 70 0.81 295.77 70 0.79 92.48 70 0.87 419.52
18 75 0.77 281.16 75 0.75 87.80 75 0.83 400.23
19 80 0.74 270.21 80 0.71 83.11 80 0.8 385.77
20 85 0.69 251.95 85 0.67 78.43 85 0.76 366.48
21 90 0.64 233.69 90 0.63 73.75 90 0.71 342.37
22 95 0.58 211.79 95 0.56 65.55 95 0.64 308.61

23 97 0.54 197.18 97 0.53 62.04 97 0.6 289.33
24 99 0.48 175.27 99 0.48 56.19 99 0.52 250.75
25 99.9 0.4 146.06 99.9 0.43 50.34 99.9 0.4 192.88

ỏnh du cỏc im (X
p
, p) lờn giy tn sut Hazen ta c ng tn sut lý lun.
Sau khi ó cú cỏc ng tn sut, ta xỏc nh c cỏc giỏ tr dũng chy nm thit k
da vo tn sut thit k p =75%.
W
n 75%
= 400.23 ì 10
6
(m
3
)
W
k 75%
= 87.80 ì 10
6
(m
3
)
W
L 75%
= W
n 75%
- W
k 75%
= 400.23 ì 10

6
- 87.80 ì 10
6
= 312.43 ì 10
6
(m
3
)
4.

Chn nm in hỡnh
Da vo bng s liu ó cho v da vo cỏc giỏ tr W
n 75%
, W
k 75%
, W
L 75%
ta chn
nm 1966 1967 vỡ nú cú:
W
n h
= 406.87 ì 10
6
(m
3
) W
n 75%
= 400.23 ì 10
6
(m

3
)
Đồ án Thuỷ Văn Công Trình Phần 2: Tính toán các đặc trng thuỷ văn thiết kế
Sv: Hồ Quang Huy Lớp 42C
3
8/20
Khoa Công Trình
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
35.00
40.00
t (thỏng)
Q (m
3
/s)
Q ~ t
1.54 3.62 3.63 7.48 8.14 37.47 23.43 23.84 12.73 23.03 6.20 3.30
123456789101112
W
k h
= 97.64 ì 10
6
(m
3
) W

k 75%
= 87.80 ì 10
6
(m
3
)
5.

Tớnh h s thu phúng
90.0
64.97
80.87
W
%
W
dhK
75K
===
K
K

01.1
23.309
43.312
W
%
W
dh L
75 L
===

L
K

6. Tớnh phõn phi thit k

Trong nhng thỏng mựa l, lu lng tớnh bi cụng thc:
L
idhL
L
i
QKQ ì=
%75

V trong nhng thỏng mựa kit, lu lng tớnh bi cụng thc:
K
idhK
K
i
QKQ ì=
%75

Trong ú: - v
L
idh
Q
l
K
idh
Q
lu lng thỏng th i (tớnh theo mựa l v mựa kit) ca

nm in hỡnh.
- v
L
i
Q
%75
l
K
i
Q
%75
lu lng thỏng th i (tớnh theo mựa l v mựa kit)
ca nm thit k vi tn sut 75%.
T ú ta tớnh v v c phõn phi dũng chy nm thit k nh sau:

Thỏn
g


Nm
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Nm .hỡnh 1.71 4.02 4.03 8.31 9.04 37.10 23.20 23.60 12.60 22.80 6.89 3.67
Nm t.k 1.54 3.62 3.63 7.48 8.14 37.47 23.43 23.84 12.73 23.03 6.20 3.30



Đồ án Thuỷ Văn Công Trình Phần 3: Tính toán dòng chảy lũ thiết kế
Sv: Hồ Quang Huy Lớp 42C
3
9/20

Khoa Công Trình
III. TNH TON DềNG CHY L THIT K

1.

Tớnh lu lng nh l thit k Q
maxp


a. Tớnh Q
maxp
theo cụng thc kinh nghim (Cụng thc trit gim)
FqQ
pp
ì=
maxmax

n
p
F
A
q =
max

Trong ú :
F l din tớch lu vc cn tớnh toỏn (F = 535 km
2
).
A l thụng s a lý, khớ hu.
n l s m ca ng cong quan h gia q

max
v F (H s trit gim
mụuyn nh l theo din tớch lu vc F).
Xỏc nh h s n:

T bn phõn vựng thu vn h s trit gim n ta xỏc nh c n = 0.4.
Xỏc nh h s A:
T bn ng tr q
100
ta xỏc nh c q
100
ca lu vc nghien cu ng vi tn sut
10%:
q
100 10%
= 5000
A
10%
= q
100 10%
ì 100
n


%10010%10max
100
q
F
q
n

ì






=


p
n
pp
q
F
qq

ìì






=ì=
%10010%10maxmax
100

(

p
l h s chuyn tn sut)
Vi tn sut l thit k l p = 1%:

()
2
4.0
%1max
/3.4182636.15000
535
100
skmlq =ìì






=



(
)
smqFQ /5.22371823.4535
3
%1max%1max
=ì=ì=

Đồ án Thuỷ Văn Công Trình Phần 3: Tính toán dòng chảy lũ thiết kế
Sv: Hồ Quang Huy Lớp 42C
3
10/20
Khoa Công Trình
b. Tớnh theo cụng thc Xụvụlpki

(
)
ng
l
Tp
p
QFf
t
HH
QQ +ììì
ì
ì==


0
%1maxmax
278.0

Trong ú:
t
l

= =
s

()
h
V
L
V
L
ss
s
0.8
85.27.06.3
56
7.06.3
6.3
max
=
ìì
=
ìì
=
ì
=



t
l
= 8.0 (h)

H s hỡnh dng l f c ly theo bn phõn khu h s hỡnh dng l
(f = 0.8)
H s trit gim
c tớnh bi cụng thc:
aoho
fc ì+
=
1
1


(Vỡ khụng cú ti liu v ao h, m ly chn = 1)
Q
ng
= Q
0
= 15.234 (m
3
/s)
Tra bng quan h ma ro dũng chy ti cỏc phõn khu ta thy sụng Cụng
thuc phõn khu VI nờn = 0.72; H
0
= 24.
H
Tp
tớnh theo cụng thc H
Tp
=
(T)

ì H
np

Vi T = t
l
= 8.0 (h)
(T)
= 0.79
H
Tp
= 0.79ì475.1 = 375.33 (mm)

()
23.1553518.0
8
2433.37572.0
278.0
%1maxmax
+ììì
ì
ì== QQ
p

Q
max1%
= 3777.5(m
3
/s)

2.

Tớnh tng lng l thit k W
maxp


Tớnh W
maxp
theo cụng thc:
W
maxp
= 10
3
ìH
Tp
ìFì
Trong ú:
l h s dũng chy tng lng, cú th xỏc nh c thụng qua bng tra
h s dũng chy.
Đồ án Thuỷ Văn Công Trình Phần 3: Tính toán dòng chảy lũ thiết kế
Sv: Hồ Quang Huy Lớp 42C
3
11/20
Khoa Công Trình
(Vi H
np
475.1 > 200, F > 100 km
2
ta xỏc nh c = 0.9).

H
Tp
=
(T)
ì H
np
= 375.33 (mm).
W
maxp
= 10
3
ì

375.33 ì 535 ì 0.9 = 180721395 (m
3
).
3.

ng quỏ trỡnh nh l thit k
Do lu vc cú sn ti liu v l nờn õy ta xõy dng ng quỏ trỡnh nh l theo
phng phỏp da vo quỏ trỡnh l i biu.
õy ta chn quỏ trỡnh l i biu l quỏ trỡnh l thc o trờn sụng Cụng (t 7h ngy 23
n 13h ngy 28/VII/1971).
Da vo ng quỏ trỡnh l in hỡnh trờn, ta xỏc nh c:
Q
maxh
= 720 (m
3
/s)
W

maxh
= 74838600 (m
3
)
Theo tớnh toỏn trờn, ta cú cỏc giỏ tr l thit k:
Q
maxp
= 3777.5 (m
3
/s)
W
maxp
= 180721395 (m
3
)
Ta xỏc nh c cỏc h s thu phúng:
5.24653
720
5.3777
max
max
===
dh
p
Q
Q
Q
K

0

100
200
300
400
500
600
700
800
0 20 40 60 80 100 120 140
t (h)
Q (m
3
/s)
Đồ án Thuỷ Văn Công Trình Phần 3: Tính toán dòng chảy lũ thiết kế
Sv: Hồ Quang Huy Lớp 42C
3
12/20
Khoa Công Trình
2.41482
74838600
180721395
max
max
===
dh
p
W
W
W
K

0.4602692
5.24653
2.41482
===
Q
W
T
K
K
K


T ú ta tớnh c quỏ trỡnh l thit k theo cụng thc sau:
Q
iTK
= K
Q
ì Q
idh
T
iTK
= K
T
ì T
idh

Thời đoạn 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Q (m3/s)
83.9 687.3 1395.6 2775.4 3777.5 2292.7 1259.2 1075.5 891.9 718.8 577.1 439.7

Thời đoạn 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Ghi chú
Q (m3/s)
360.4 308.5 273.9 229.8 219.8 199.4 179.4 174.7 170.0 174.7
t = 2.8 giờ

V v c quỏ trỡnh l thit k:







0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0 1020304050607
0
t (h)
Q (m
3
/s)
Đồ án Thuỷ Văn Công Trình Phần 4: Tính toán các thnh phần dung tích hồ chứa
Sv: Hồ Quang Huy Lớp 42C

3
13/20
Khoa Công Trình
IV. TNH TON CC THNH PHN DUNG TCH H CHA

1.

Tớnh toỏn iu tit nm

Nhim v ca bi toỏn ny thc cht l xỏc nh dung tớch hiu dng ca h cha
m bo yờu cu cp nc cho khu vc. Da vo nguyờn lý cõn bng nc (so sỏnh
quỏ trỡnh dũng chy n kho nc v quỏ trỡnh cp nc ca kho nc) ta cú th tớnh
toỏn dung tớch hiu dng V
h
ca h cha theo phng phỏp lp bng.

a.

Lp bng tớnh V
h
cha k n tn tht

Thỏng
t
(ngy)
Q
(m
3
/s)
q

(m
3
/s)
WQ
(10
6
m
3
)
Wq
(10
6
m
3
)
V
+
(10
6
m
3
)
V
-

(10
6
m
3
)

V
k

(10
6
m
3
)
V
x

(10
6
m
3
)
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
V 31 8.14 7.6 21.802 20.356 1.446 1.446
VI 30 37.47 6.6 97.122 17.107 80.015 81.461
VII 31 23.43 4.6 62.755 12.321 50.434 131.896
VIII 31 23.84 5.0 63.853 13.392 50.461 147.240 35.116
IX 30 12.73 5.7 32.996 14.774 18.222 147.240 18.222
X 31 23.03 6.5 61.684 17.410 44.274 147.240 44.274
XI 30 6.20 8.0 16.070 20.736 4.666 142.575
XII 31 3.30 12.5 8.839 33.480 24.641 117.933
I 31 1.54 18.0 4.125 48.211 44.086 73.847
II 28 3.62 20.0 8.758 48.384 39.626 34.220
III 31 3.63 13.0 9.723 34.819 25.097 9.124
IV 30 7.48 11.0 19.388 28.512 9.124 0.000
TNG 407.114 309.502 244.852 147.240 186.067

Trong ú:
Ct (1) l tờn thỏng trong nm (c sp xp theo th t thỏng tha nc
trc, thỏng thiu nc sau).
Ct (2) l s ngy trong thỏng tng ng.
Ct (3) l lu lng dũng chy n trong thỏng.
Ct (4) l lu lng nc dựng trong thỏng.
Ct (5) l tng lng dũng chy n trong thỏng c tớnh theo cụng thc:
W
Q
= Q ì t = 0.0864 ì t (10
6
m
3
)
Đồ án Thuỷ Văn Công Trình Phần 4: Tính toán các thnh phần dung tích hồ chứa
Sv: Hồ Quang Huy Lớp 42C
3
14/20
Khoa Công Trình
Ct (6) l tng lng nc dựng trong thỏng c tớnh theo cụng thc:
W
q
= q ì t = 0.0864 ì t (10
6
m
3
)
Ct (7) l lng nc tha c tớnh theo cụng thc:
V

+
= (5) (6) nu (5) > (6).
Ct (8) l lng nc thiu c tớnh theo cụng thc:
V
-
= (6) (5) nu (6) > (5).
Ct (9) l dung tớch cha nc ca h cha c tớnh bng cỏch tớch lu ct
(7) nhng chỳ ý khụng c vt quỏ dung tớch h.
Ct (10) l dung tớch x nc (l dung tớch tha khi h cha ó tớch
nc).
T bng tớnh trờn ta thy rng trong mt nm khu vc ny ch cú mt thi k tha
nc v mt thi k thiu nc nờn kho nc thit k l kho nc iu tit mt ln
Kt qu cho ta V
h
= 147,240 ì 10
6
(m
3
)
b.

Lp bng tớnh V
h
cú k n tn tht do thm v bc hi
Trc ht, da vo s liu ó cho
Bng 5
ta v c biu quan h F ~ V t ú cú
th xỏc nh din tớch mt thoỏng ca h cha ng vi cỏc dung tớch khỏc nhau.

Ta lp c bng tớnh nh sau:

F ~ V
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 50 100 150 200 250 300
V
F
Đồ án Thuỷ Văn Công Trình Phần 4: Tính toán các thnh phần dung tích hồ chứa
Sv: Hồ Quang Huy Lớp 42C
3
15/20
Khoa Công Trình
Trong ú:
Ct (1) l tờn thỏng trong nm (c sp xp theo th t thỏng tha nc
trc, thỏng thiu nc sau).
Ct (2) l dung tớch ca kho nc cui mi thi on tớnh toỏn. Khi kho
bt u tớch nc, trong thit k thng gi thit trc ú kho ó thỏo cn
n H
c
.
Ct (3) l dung tớch bỡnh quõn trong h cha nc c xỏc nh theo cụng
thc sau:
i
V

= (V
i
+ V
i+1
)/2.
Ct (4) l din tớch mt thoỏng tng ng vi giỏ tr
i
V
(tra t biu quan
h F ~ V trờn).
Ct (5) l phõn phi chờnh lch bc hi
Z

theo thi on thỏng
Ct (6) l lng tn tht do bc hi c tớnh theo cụng thc:
W
bi
=
i
Z
ì F
hi
(10
6
m
3
).
Ct (7) l lng tn tht do thm c tớnh theo cụng thc:
W
ti

= k ì
i
V
(k l tiờu chun thm trong kho nc. õy k = 1%).
Ct (8) l lng tn tht tng cng c tớnh theo cụng thc:
W
tti
= W
ti
+ W
bi
.
Ct (9) l tng lng dũng chy n trong thỏng.
Ct (10) l tng lng nc dựng trong thỏng.
Ct (11) l lng nc tha c tớnh theo cụng thc:
V
+
= (9) (10) nu (9) > (10).
Ct (12) l lng nc thiu c tớnh theo cụng thc:
V
-
= (10) (9) nu (10) > (9).
Ct (13) l dung tớch cha nc ca h cha c tớnh bng cỏch tớch lu
ct (11) nhng chỳ ý khụng c vt quỏ dung tớch h.
Ct (14) l dung tớch x nc ca h cha (l dung tớch tha khi h cha ó
tớch nc).
Vy t bng tớnh, ta cú th xỏc nh c giỏ tr ca dung tớch hiu dng ca h cha l:
Đồ án Thuỷ Văn Công Trình Phần 4: Tính toán các thnh phần dung tích hồ chứa
Sv: Hồ Quang Huy Lớp 42C
3

16/20
Khoa Công Trình
(Vỡ õy l h cha iu tit mt ln nờn dung tớch hiu dng ca h cha ỳng bng tng
lng nc thiu trong nm).
)(10153.38
36
mVV
h
ì==


2. Tớnh toỏn iu tit l
Nhim v ca bi toỏn ny thc cht l tớnh toỏn xỏc nh dung tớch phũng l cn thit,
tc l tớnh toỏn dung tớch siờu cao, mc nc siờu cao ca h cha nhm m bo nhu
cu phũng l ca cụng trỡnh h cha. Vi kớch thc v qui mụ cụng trỡnh ó xỏc nh c
bn nh sau:
Chiu rng ca p b = 24 (m).
Cao trỡnh ca ngng trn l Z
tr
= 41.2 (m).
Cao trỡnh mc nc cht H
c
= 34.0 (m).
Quỏ trỡnh l thit k ó tớnh toỏn c phn trc

Thời đoạn 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Q (m3/s)
83.9 687.3 1395.6 2775.4 3777.5 2292.7 1259.2 1075.5 891.9 718.8 577.1 439.7
Thời đoạn 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Ghi chú
Q (m3/s)

360.4 308.5 273.9 229.8 219.8 199.4 179.4 174.7 170.0 174.7
t = 2.8 giờ

T ú, ta cú th tớnh toỏn iu tit l theo phng phỏp th dn nh sau:
a. Xõy dng biu quan h Z ~ V theo s liu ó xỏc nh c bng 5
Z ~ V
30
35
40
45
50
55
0 50 100 150 200 250 300
V
Z
Đồ án Thuỷ Văn Công Trình Phần 4: Tính toán các thnh phần dung tích hồ chứa
Sv: Hồ Quang Huy Lớp 42C
3
17/20
Khoa Công Trình
c. Xõy dng biu b tr
xõy dng c biu b tr trc ht ta phi lp bng tớnh cỏc giỏ tr b tr.
Z
(m)
h
(m)
q
(m
3
/s)

V
k

(10
6
m
3
)
V
(10
6
m
3
)
f1(q) f2(q)
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)
41.2 0.0 0.00 73.2 0.0 0.00 0.00
42.0 0.8 37.27 86.0 12.8 1251.20 1288.48
43.0 1.8 125.80 103.8 30.6 2972.82 3098.61
44.0 2.8 244.06 125.5 52.3 5066.46 5310.52
45.0 3.8 385.86 147.8 74.6 7207.86 7593.72
46.0 4.8 547.80 172.0 98.8 9527.69 10075.49
46.2 5.0 582.39 175.5 102.3 9857.62 10440.00
46.5 5.3 635.58 183.8 110.6 10654.43 11290.01
47.0 5.8 727.61 198.0 124.8 12017.15 12744.76
48.0 6.8 923.68 224.9 151.7 14587.76 15511.44
49.0 7.8 1134.75 250.5 177.3 17021.91 18156.66
50.0 8.8 1359.82 280.0 206.8 19835.96 21195.78

Trong ú:

Ct (1) l gi thit cỏc mc nc trong h cha Z (m).
Ct (2) l chờnh lch gia cao trỡnh mc nc thc t vi cao trỡnh
ngng trn h = Z Z
tr
(m).
Ct (3) l lu lng x q (m
3
/s) c tớnh bng cụng thc:
2/3
2 hgbmq ìììì=

Ct (4) l dung tớch ca kho nc V
K
(m
3
) ng vi mc nc cú trong kho v
c xỏc nh trc tip t biu quan h Z ~ V.
Ct (5) l dung tớch trn ra khi h cha V (m
3
) ng vi tng giỏ tr mc
nc trong kho v c xỏc nh theo cụng thc V = V
K
V
tr
.
Ct (6) v ct (7) l giỏ tr cỏc hm b tr f1(q) v f2(q) c xỏc nh theo
cụng thc:
Đồ án Thuỷ Văn Công Trình Phần 4: Tính toán các thnh phần dung tích hồ chứa
Sv: Hồ Quang Huy Lớp 42C
3

18/20
Khoa Công Trình
2
)(1
q
t
V
qf

=

2
)(2
q
t
V
qf +

=

Da vo cỏc giỏ tr ó tớnh toỏn c trờn ta cú th v c biu ph tr nh sau:
d. S dng biu tớnh toỏn iu tit

Theo trờn ta ó tớnh c dung tớch hiu dng ca h cha :
)(10153.38
36
mVV
h
ì==

)(1088.1605.738.153
36
mVVV
chBt
ì=+=+=

Da vo quan h Z ~ V ta xỏc nh c mc nc ang bỡnh thng H
bt
= 45.54 (m)
Mc nc trc khi l v l Z
tl
= H
bt
= 45.54 (m).
chờnh lch mc nc gia mc nc trc l v ngng trn l:
h = H
bt
Z
tr
= 45.54 41.2 =4.24 (m).
Lu lng nc x u thi on l:
)/(78.45424.481.922449.021
32/32/3
smhgbmq =ìììì=ìììì=

BIểU Đồ Bổ TRợ
0
5000

10000
15000
20000
25000
0.00 125.80 385.86 582.39 727.61 1134.75
q (m
3
/s)
f1,f2
f1 ~ q f2 ~ q
f2
f1
Đồ án Thuỷ Văn Công Trình Phần 4: Tính toán các thnh phần dung tích hồ chứa
Sv: Hồ Quang Huy Lớp 42C
3
19/20
Khoa Công Trình
Tip theo, xỏc nh V
sc
v h
sc
ta phi xỏc nh c ng quỏ trỡnh x l bng cỏch
lp bng tớnh nh sau:
t
(h)
Q
(m
3
/s)
Q

tb

(m
3
/s)
q1
(m
3
/s)
f1(q) f2(q)
q2
(m
3
/s)
q
tb

(m
3
/s)
W
(10
6
m
3
)
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9)
0.0 0.00
2.8 83.94 41.9722 454.78 8084.72 8126.70 423.23 439.005 -4.002
2.8 687.30 385.62 423.23 7597.93 7983.55 414.51 418.873 -0.335

2.8 1395.58 1041.44 414.51 7462.42 8503.86 446.35 430.434 6.159
2.8 2775.41 2085.49 446.35 7955.26 10040.75 542.92 494.639 16.036
2.8 3777.50 3276.46 542.92 9414.18 12690.63 718.31 630.616 26.670
2.8 2292.73 3035.12 718.31 11925.38 14960.50 877.47 797.89 22.551
2.8 1259.17 1775.95 877.47 14049.95 15825.90 940.33 908.899 8.740
2.8 1075.54 1167.35 940.33 14848.47 16015.82 954.28 947.303 2.218
2.8 891.91 983.724 954.28 15022.64 16006.36 953.58 953.931 0.300
2.8 718.77 805.342 953.58 15013.97 15819.31 939.84 946.713 -1.425
2.8 577.12 647.946 939.84 14842.42 15490.36 915.81 927.828 -2.821
2.8 439.66 508.389 915.81 14539.78 15048.17 883.79 899.799 -3.945
2.8 360.44 400.048 883.79 14131.19 14531.24 846.74 865.263 -4.689
2.8 308.50 334.466 846.74 13651.18 13985.64 808.10 827.422 -4.969
2.8 273.87 291.182 808.10 13142.08 13433.26 769.47 788.789 -5.016
2.8 229.80 251.833 769.47 12624.39 12876.22 731.01 750.243 -5.024
2.8 219.83 224.814 731.01 12100.36 12325.17 693.45 712.231 -4.913
2.8 199.37 209.599 693.45 11580.33 11789.93 657.43 675.442 -4.696
2.8 179.43 189.4 657.43 11073.98 11263.38 622.45 639.941 -4.541
2.8 174.71 177.07 622.45 10574.94 10752.01 588.90 605.672 -4.320
2.8 169.99 172.348 588.90 10089.67 10262.02 557.14 573.017 -4.039
2.8 174.71 172.348 557.14 9624.35 9796.70 527.34 542.238 -3.728
Tng cng 24.209

Trong ú:
Ct (1) l thi on quan trc, õy ta ly bng t = 2.8 (h).
Ct (2) l lu lng l n (ly theo quỏ trỡnh l thit k ó tớnh c trờn).
Ct (3) l lu lng l n bỡnh quõn thi on
2
1+
+
=

ii
i
QQ
Q

Ct (4) l lu lng nc x u thi on q1
Ct (5) l giỏ tr f1(q) tớnh c da trờn biu quan h f1(q) ~ q ó xõy
dng trờn ( ct ny, ta tra giỏ tr f1(q) theo q1).
Ct (6) l giỏ tr f2(q) tớnh c qua cụng thc f2(q) = f1(q) + Q .
Đồ án Thuỷ Văn Công Trình Phần 4: Tính toán các thnh phần dung tích hồ chứa
Sv: Hồ Quang Huy Lớp 42C
3
20/20
Khoa Công Trình
Ct (7) l lu lng nc x cui thi on xỏc nh c thụng qua biu
quan h f2(q) ~ q vi giỏ tr f2(q) ó xỏc nh trờn.
Ct (8) l giỏ tr lu lng x trung bỡnh tớnh theo cụng thc:
2
21 qq
q
+
=

Ct (9) l tng lng nc l tớch vo h cha ca tng thi on v c
tớnh bi cụng thc:
ii
tq ì= )Q( W
ii

Da vo kt qu ca bng tớnh ta xỏc nh c dung tớch siờu cao ca h cha l
V
sc
= 24.209 ì 10
6
(m
3
).
Tra biu quan h Z ~ V vi
V = V
c
+ V
h
+ V
sc
= 7.5 + 153.38 + 24.209 = 185.089 ì 10
6
(m
3
).
Ta xỏc nh c giỏ tr H
sc
= 46.54 (m).