Bài tập thủy văn đại cương: Xác định lượng mưa bình quân lưu vực

BÀI TẬP

I.

Xác định lượng mưa bình quân lưu vực đã vẽ ở bài tập 1 bằng 3
phương pháp : phương pháp bình quân số học, phương pháp đa giác
thiên và phương pháp đường đẳng trị.
Dữ liệu.
Dữ liệu là lưu vực, diện tích lưu vực đã khoanh ở bài tập 1 và vị trí,
lượng mưa của 5 trạm đo mưa lưu vực đó. Từ đó sử dụng phần mềm
Mapinfow thực hiện yêu cầu đề bài.

ID

Tra
m

1

3A

2

3B

3
4
5

3C
3D

3E

KD
105.7
105.71
3
105.69
105.68
105.69

VD
17.9
6
17.9
5
17.9
4
17.935
17.93

X(mm)

Z(mm)

2200

800

2600

820

2300
2400
2250

790
830
810


Lưu vực cần tính lượng mưa
II.

III.

Mục đích
• Giúp sinh viên làm quen với việc xác định lượng mưa bình quân lưu
vực bằng 3 phương pháp đã nêu trên phần mềm Mapinfow.
Cách xác định lượng mưa bình quân lưu vực
1. Xác định lượng mưa bình quân lưu vực bằng phương pháp bình quân
số học.
Áp dụng công thức :
= i
Trong đó :
Xi : lượng mưa của trạm thứ i
n : Số trạm đo mưa
Từ số liệu đã cho dưới đây, xác định được lượng mưa bình quân lưu
vực là : = ( 2200 + 2600 + 2300 + 2400 + 2250 ) = 2350 (mm)
2. Phương pháp đa giác Thiessen

- Cơ sở của phương pháp là coi lượng mưa đo được ở một vị trí nào đó
trên lưu vực chỉ đại diện cho lượng mưa của một khu vực nhất định
quanh nó, Diện tích của khu vực đó được khống chế bởi các đường
trung trực của các đoạn thẳng nối liền các trạm với nhau và đường
phân lưu.
- Cách làm cụ thể:


•

Chuyển dữ liệu tọa độ các trạm đo mưa vào phần mềm Mapinfow để
tạo vị trí các trạm trên lưu vực.

•

Sử dụng công cụ Line để nối các trạm tạo thành tam giác sao cho các
cạnh của tam giác không cắt nhau. Sau đó kẻ các đường trung trực cuả
mỗi tam giác đó sao cho, các đường này tạo thành những đa giác cắt
lưu vực ra thành nhiều lưu vực con.
Sau đó sử dụng công cụ Poligon để nối những lưu vực nhỏ vừa được
tạo thành ở bước trên.

•


•

Các lưu vực con được tạo thành
Tiếp theo, kích đúp chuột vào các phần lưu vực nhỏ để lấy số liệu
diện tích của từng vùng. Kết quả thu được dưới bảng sau:

Tram
3A
3B
3C
3D
3E

•

X(mm)
2200
2600
2300
2400
2250

fi
1.357
2.844
2.758
2.566
0.3744

Lượng mưa bình quân toàn lưu vực được tính theo công thức:

Trong đó:
- Xi là lượng mưa của trạm đo thứ i, đại diện cho lượng mưa bình quân
của đa giác có diện tích fi.
- F là tổng diện tích của toàn bộ lưu vực.
•

3.

Kết quả thu được là : = 2396.5 (mm)
Biết diện tích lưu vực : F = 9.8994 km2
Phương pháp đường đẳng trị mưa.


-

-

Đường đẳng trị mưa là đường cong nối liền các điểm trên bản đồ có
lượng mưa bằng nhau.
Cách vẽ đường đẳng trị mưa:
Sử dụng Mapinfo, ta nối các trạm mưa lại với nhau.
Chọn các điểm có giá trị lượng mưa giống nhau trên bản đồ, nối lại
với nhau, ta có được những đường đẳng trị mưa màu đỏ như hình vẽ.
Sau đó, từ những đường đẳng trị này, ta có thể ước lượng các đường
đẳng trị với giá trị liền kề cách đều và song song với các đường đẳng
trị trước để sử dụng cho việc tính toán.

Công thức tính toán của đường đẳng trị:


Với: Xi là giá trị lượng mưa của đường đẳng trị thứ i trong phạm vi
lưu vực
F là diện tích toàn bộ lưu vực
fi là là diện tích của bộ phận nằm giữa 2 đường đẳng trị liên tiếp
thứ i và i+1và đường phân lưu của lưu vực
n là số mảnh diện tích bộ phận của lưu vực.

-

Ta sử dụng công cụ Polygon để xác định diện tích của các mảnh bộ
phận của lưu vực. Kết quả thu được là :
Áp dụng công thức đã nêu ở trên, ta thu được kết quả:

Mảnh

f
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

Tổng

f
0.025
0.754
1.191
1.643
2.471
0.741

0.17
1.046
0.267
1.331
0.282
9.921

2725
2650
2550
2450
2350
2325
2262.5
2325
2375
2275
2225

68.125
1998.1
3037.05
4025.35
5806.85
1722.825
384.625
2431.95
634.125
3028.025
627.45

23764.475

2395.37 mm.
Nhận xét cách đo:
Kết quả đo theo phương pháp này có nhiều ưu điểm hơn so với các
phương pháp khác do khắc phục được những trường hợp mà sự phân
bố không đều và không đặc trưng. Đặc biệt là những trường hợp mà
trên lưu vực nghiên cứu không có trạm đo mưa
Tuy nhiên, do phải xây dựng bản đồ đẳng trị mưa nên khối lượng tính
toán lớn.
IV.

Kết luận:
- Vậy ta có kết quả của 3 phương pháp đo là:


•
•
•

Bình quân số học: 2350 mm
Đa giác Thiessen: 2396.5 mm
Đường đẳng trị mưa: 2395.37 mm