Đề cương ôn tập học phần Thủy văn ứng dụng

I. PT tương quan
2. Khi có ít tài liệu quan trắc (tài liệu ngắn)
a) Kéo dài tài liệu
- Chọn lưu vực tương tự
- Xây dựng tương quan ( ≥ 0.8) ta xác định phương trình tương quan.
Tương quan dạng đường thẳng:

X =aX +b
iA

iB

X , X là lượng mưa năm thứ i của trạm tính toán và trạm tham khảo
iA

iB

XA(mm)



b
XB(mm)

b) Tính theo chuẩn mưa năm của lưu vực tương tự
X0A = a X0B + b
Tương quan dạng cong:
a, m là các thông số của đường cong. Muốn xác định ta sẽ lg hoá phương trình (2.16)
đưa về dạng thẳng :

lgXiA = lga + m lgXiB

Chấm điểm quan hệ lgXiA  lgXiB lên hệ toạ độ Đề Các hai chiều ta xác định được lga
và m
Trong đó: lga - Tung độ gốc
m – Hệ số góc
II. Đường tần suất kinh nghiệm
Để vẽ tần suất kinh nghiệm cần tính tần suất luỹ tích hay gọi là tần suất kinh nghiệm.
a) Các dạng công thức tính như sau:
- Công thức Hazen
Công thức Kriski Menkel
Công thức Trebotariep


b) Phương pháp vẽ:
1- Thống kê tài liệu mẫu (số liệu đo đạc). Sắp xếp theo thứ tự từ lớn đến bé và đánh số
thứ tự.
2- Tính tần suất kinh nghiệm P theo 1 trong 3 công thức. Trong đó m là số thứ tự và n
là độ dài chuỗi.
3- Chấm các điểm quan hệ P~Xi lên giấy (giấy ô vuông hoặc giấy tần suất).
4- Vẽ đường cong đi qua trung tâm các điểm kinh nghiệm
-> Đường tần suất kinh nghiệm
c) Giấy tần suất:
Khi vẽ tần suất trên giấy ô vuông thì 2
Đầu đường có độ dốc lớn –> ngoại suy
có sai số lớn.
Để khắc phục thì người ta dùng giấy
tần suất do Hazen đề xuất: Trục hoành được lấy theo Logarit cơ số 10, trục tung chia
theo tỷ lệ thập phân.
c) Độ lặp lại:
Khái niệm thường dùng trong thuỷ văn. Là khoảng thời gian tính trung bình bằng năm
xuất hiện lại trị số ứng với tần suất xác định.

Nếu tần suất P =< 50% thì độ lặp lại N = 100/P
Nếu P > 50% thì N = 100/(100-P)
III.-Đường tần suất lý luận:
Đường tần suất kinh nghiệm chỉ phản ánh quy luật phân bố xác suất của hiện tượng thuỷ
văn trong phạm vi chuỗi số liệu. Hiện tượng thuỷ văn thường có chuỗi không lớn do vậy
xác định ở khu vực có giá trị nhỏ và lớn không thể thực hiện được.
Để khắc phục cần ngoại suy đường tần suất kinh nghiệm -> để có cơ sở ngoại suy phải
sử dụng hàm phân bố xác suất lý thuyết.


Có 2 dạng phân bố thường dùng trong thuỷ văn: PearSon III và KriskiMenkel (K-M).
luận:
* Các phương pháp vẽ
a) Phương pháp Momen: Xác định các tham số thống kê như Xtb, Cv và Cs theo công
thức Momen:
n

CV 

 K
i 1

 1

2

i

n 1

- Sử dụng bảng Foxto-Rupkin để tra Φ: dùng Cs và P tra Φ
Có Φ tính được kp: kp = ΦCv + 1
Tính được giá trị tương ứng với tần suất:
Xp = Xtb.kp= Xtb(ΦCv+1)
Thay đổi các giá trị P và tương ứng tính Xp, vẽ đường tần suất Xp~ P lên giấy tần suất.
Đường này phải phù hợp với các điểm kinh nghiệm. Nếu không phù hợp thay đổi các
tham số thống kê.
Đường lí luận xem là phù hợp với điểm kinh nghiệm khi nó đi qua trung tâm băng điểm
kinh nghiệm.
Đường lí luận là cong trơn, 1 chiều và không gãy khúc
Các tham số thống kê nên thay đổi trong phạm vi sai số của nó.
Sai số các tham số thống kê:
1- Sai số trị trung bình
2- Sai số hệ số phân tán Cv
4- Sai số hệ số thiên lệch Cs

b) Phương pháp thích hợp:

 Cs  



6
1  6C v2  5C v4
n




- Các tham số thống kê như Xtb, Cv được xác định theo công thức momen. Cs được tính

theo công thức Cs= mCv (m được xác định theo từng vùng, m = 1; 1,5; 2; 3; 4;5 và 6)
- Tra bảng K-M xác định được Kp theo các P khác nhau
- Tính Xp = Kp. Xtb, lập bảng Xp~ P
- Vẽ quan hệ Xp~ P lên giấy tần suất sẽ tìm được đường lí luận.
c) Phương pháp 3 điểm của Alecxayep:
Chọn 3 điểm (Xp1,P1),(Xp2,P2) và (Xp3,P3) Trong đó:

Với

là ba ẩn số. Tính hệ số S

Có S tra bảng Cs và tra

và

từ đó xác định đc σ

và
Các cặp điểm ứng với các tần suất (1, 50, 99)%; (3, 50, 97)% và (10, 50, 90)%.
Vẽ tần suất lí luận và kiểm tra sự phù hợp với các điểm kinh nghiệm.
- Các bước vẽ đường tần suất lý luận:
B1: Lập bảng tính tần suất kinh nghiệm và chấm điểm kinh nghiệm lên giấy tần suất.
B2: Vẽ đường cong trơn đi qua băng điểm kinh nghiệm và giả thiết đó là đường tần suất
lí luận.
B3: Chọn 3 điểm có toạ độ (Xp1,P1),(Xp2,P2) và (Xp3,P3)
B4:Tính hệ số lệch S và tra bảng xác định được Cs


B5: Xác định Φ(P2,Cs) và hiệu Φ(P1,Cs) - Φ(P3,Cs) theo bảng tra sẵn. Tính σx và Xtb
và Cv

B6: Lập bảng tính tung độ đường tần suất lí luận (P~x) theo các tham số thống kê.
B7: Vẽ đường tần suất lí luận và kiểm tra sự phù hợp. Nếu không phù hợp thực hiện lại
bước 2.
IV. Tính dòng chảy năm thiết kế
a) Khi có nhiều tài liệu quan trắc:
- Vẽ đường luỹ tích sai chuẩn và lựa chọn thời khoảng tính toán
- Tính các tham số thống kê của đường tần suất lí luận
- Vẽ đường tần suất lí luân theo 3 phương pháp
- Kiểm tra sự phù hợp giữa đường tần suất lí luận và các điểm kinh nghiệm
- Tính giá trị tương ứng với các tần suất cho trước. Tra trên đường tần suất hoặc theo
công thức
Qp= Kp* Qtb
Trong đó: Qtb: dòng chảy trung bình toàn chuỗi
b) Khi có ít tài liệu quan trắc:
- Kéo dài chuỗi dòng chảy theo phương pháp tương quan
- Xác định các thông số thống kê của lưu vực tính toán theo lưu vực tương tự.
- Việc chọn lưu vực tương tự cũng đảm bảo các điều kiện về khí hậu, địa lý tự nhiên,
lưu vực, điều kiện khai thác nước tương tự với lưu vực tính toán và đặc biệt lưu vực này
phải có tài liệu dòng chảy quan trắc dài.
- Để tránh ảnh hưởng của diện tích lưu vực đến kết quả tính ta nên tính theo đặc trưng
mô đun dòng chảy năm của lưu vực tính và lưu vực tương tự.
Công thức KrisKi-Menkel:
Ta kí hiệu A - lưu vực tính toán, B - lưu vực tương tự
N - khoảng thời gian tính toán đủ dài
n - khoảng thời gian tính toán ngắn


 AN 
Độ lệch quân phương:

 An
 2
1   2 1  2Bn
  BN





An là độ lệch quân phương của dòng chảy năm lưu vực A tính với thời gian n năm quan
trắc đồng thời với lưu vực B.
 là hệ số tương quan của dòng chảy năm lưu vực A và lưu vực B trong thời gian n năm
quan trắc đồng thời.
Bn là độ lệch quân phương của dòng chảy năm lưu vực B tính với thời gian n năm quan
trắc song song với lưu vực A.
BN là độ lệch quân phương của dòng chảy năm lưu vực B tính với N năm thực đo.
Chuẩn dòng chảy năm lưu vực tính toán A (M

0AN

) được tính theo phương trình hồi qui,

theo lưu vực tương tự B:
M 0 AN  M An  

M

0 BN



 AN
M 0 BN  M Bn
 BN



: Chuẩn dòng chảy năm lưu vực tương tự B.

M An , M Bn :Trị bình quân dòng chảy năm của lưu vực A và lưu vực B tính với n năm
quan trắc đồng thời.

Sau khi có 

AN

và M

0AN

ta tính hệ số C

VAN

CVAN 

theo công thức thống kê:

 AN
M 0 AN

•

Hệ số lệch C

•

số thích hợp m lấy theo lưu vực tương tự B.
Có 3 thông số thống kê đã kéo dài M
,C

SAN

được xác định theo phương pháp thích hợp: C

0AN

VAN

,C

SAN

SAN

=mC

VAN

với hệ

ta sẽ vẽ được đường tần suất

lý luận và xác định được trị số lượng dòng chảy năm thiết kế M .
P

c) Khi không có tài liệu quan trắc:
- Giá trị chuẩn dòng chảy năm Qo đã nghiên cứu phương pháp tính trong nội
dung tính “Chuẩn dòng chảy năm”.
- Cs sẽ xác định theo phương pháp thích hợp, tương tự.
- Cv được xác định theo đường đẳng trị hoặc công thức kinh nghiệm
1. Dạng công thức lấy hệ số biến đổi mưa năm làm nhân tố chính
A-Công thức Trebôtarép:
CVY 

CVXF

 0m

Với CVXF, CVY – Hệ số biến đổi mưa năm và dòng chảy năm của lưu vực
0 - Hệ số dòng chảy trung bình nhiều năm (hệ số dòng chảy chuẩn)


m - chỉ số mũ thường lấy bằng 0.5
B- Công thức viện nghiên cứu thuỷ lợi Bắc Kinh:
CVY 

1.08CVX
(  0.1) 0.8

CVXF – Hệ số biến đổi mưa năm trung bình trên lưu vực
X

0F

– Chuẩn mưa năm trung bình lưu vực

C- Công thức của Giáo sư Ngô Đình Tuấn

CVY  CVX

A
n
M 0m F  1

Với m = 0.4 và n = 0.08, còn A thay đổi theo khu vực.
2. Dạng công thức lấy diện tích lưu vực và môđun dòng chảy chuẩn làm nhân tố
chính
A-Công thức của Vakrexenski

CVY 

A1
M 0o.4 ( F  1000) 0.10

Tham số A phụ thuộc vào từng vùng địa lý khí hậu.
B- Công thức của Xôkôlốpski và Sêvêlép
C = a - 0.29 lg M - 0.06 lgF
V

1

0

a – Các tham số địa lý, phụ thuộc vào các vùng khác nhau.
1