Bài tập lớn môn học: Thuỷ văn công trình.

Bài tập lớn môn học: Thuỷ văn công trình.
NHIỆM VỤ BÀI TẬP LỚN
Môn học: Thuỷ văn công trình
Sinh viên: Phạm Văn Khôi
Ngày giao đề: 20/10/2007
Ngày nộp đề: 10/11/2007
Đề tài:Vẽ đường tần suất thực nghiệm theo công thức vọng số và công thức trung bình
Vẽ đường TSTN Piếc Sơn III, đường TSTN KrisKy-MenKen(K-M) và đường TSTN
theo phương pháp 3 điểm:P
1
=10%, P
2
=50%, P =90%
1)SỐ LIỆU BAN ĐẦU
1.1)Tài liệu về mực nước:

Bảng1 : Số liệu về mực nước đỉnh triều (chân triều) năm……

Tháng
Ngày
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

2) Tài liệu tương quan

Bảng 2 : Số liệu tương quan
X
i
Y
i
2.YÊU CẦU :
2.1. Nội dung:

Stt Công việc Thời hạn Thực hiện
1 Nhập số liệu về mực nước và số liệu liên quan
Vẽ đường TSTN
a)Cơ sở lý luận
-Khái niệm về đường TSTN
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Bích Thảo
Sinh viên thực hiện: Vũ Thanh Tựng Lớp: CTT48 - ĐH
1
Bài tập lớn môn học: Thuỷ văn công trình.
2
-Xây dựng theo công thức : P=
n
m
*100%
-Các công thức tính đường TSTN.
b)ứng dụng:
+Thiết lập tập hợp mẫu cần nghiên cứu(Bảng1.1)
+Xắp xếp số liệu từ lớn đến nhỏ(Bảng1.2)
+Phân cấp tài liệu
+Xác định tần số rơi vào từng cấp(m
i
)
+Tính tần suất của từng cấp:
-Theo công thức vọng số P
i
=
1
+
n
m

*100%
-Theo công thức trung bình P
i
=
n
m 5.0
−
*100%
+Tinh tần suất tích luỹ
)( ixxPi
∑
≥
.Kết quả
tính toán
lập thành bảng và từ đó vẽ đường TSTN.
c)Nhận xét trong 2 đường đó đường nào an
toàn?
Không an toàn? giải thích, cho ví dụ cụ thể.
d)Giải thích vấn đề kéo dài và hiệu chỉnh
đường TSTN,
cho ví dụ cụ thể.
3
Vẽ đường TSLL Piếc SơnIII
a)Cơ sở lí luận
b)ứng dụng
c)Trình tự tính toán
+Xác định các tham số thống kê(kết quả lập
thành bảng)
+Sắp xếp số liệu từ lớn tới nhỏ
+Phân cấp tài liệu

+Xác định hệ số tách rời
φ
(khoảng lệch tung
độ)
+)Tính hệ số biến suất K
P
=
φ
*C
v
+1
+)Xác địnhcác trị số H
P
=
H
*K
P
(kết qủa tính
toán lập thành bảng)
+)Dựa vào các cặp trị số H
P
~ P vẽ đường tần
suất lý luận Piếc Sơn III.
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Bích Thảo
Sinh viên thực hiện: Vũ Thanh Tựng Lớp: CTT48 - ĐH
2
Bài tập lớn môn học: Thuỷ văn công trình.

4
Vẽ đường TSLL KrisKy-MenKen(K-M)

a)Cơ sở lý thuyết.
b)Trình tự tính toán.
5
Vẽ đường TSTN theo phương pháp 3
điểm(phương pháp đồ giải) :P
1
=10% ; P
2
=50% ;
P
3
=90%
a) Cơ sở lý thuyết
b) Trình tự tính toán.
6
Phân tích tương quan
a)Cơ sở lý thuyết
-Khái niệm tương quan
-Phân loại tương quan
-Tương quan đường thẳng(lập phương trình
đường hồi quy
b)ứng dụng:
-Phương pháp giải tích:
+Thành lập phương trình đường hồi quycủa x
theoy;
+thành lậpphương trình đường hồi quy của y
theo x.
-Phương pháp đồ giải.
Nhận xét ưu nhược điểm của 2 phương pháp đó

2 .2. Quy cách
2.2.1. Nêu ngắn gọn lý thuyết áp dụng trước khi tính.
2.2.2. Đường TSTN theo công thức P =
1
+
n
m
*100% vẽ màu đỏ, các
đườngTSTN khác vẽ màu xanh
2.23. Hai đường TSTN được vẽ trên 1 trang giấy xác suất
2.2.4)Vẽ 3 đường TSLL (P
III
,K-M,3điểm) trên 1 trang giấy trong đó
đương TSLL theo phương pháp 3 điểm vẽ màu đỏ
Vẽ hai đường TSLL(P
III
, 3 điểm) và đường TSLL theo công
thứcP=
1
+
n
m
*100% trên một trang giấy sác xuất trong đó đường
TSLL theo công thức P=
1
+
n
m
*100% vẽ màu đỏ.
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Bích Thảo

Sinh viên thực hiện: Vũ Thanh Tựng Lớp: CTT48 - ĐH
3
Bài tập lớn môn học: Thuỷ văn công trình.

2.2.5. Các hình vẽ minh hoạ, bảng biểu , đồ thị phải có tên , đánh số
thứ tự.
2.2.6. Các công thức phải được đánh số thứ tự
2.2.7. Nếu áp dụng tin học trong tính toán, phải đưa vào phụ lục.
2.2.8. Thuyết minh khổ A
4
, bìa Nilon, các đồ thị vẽ trên giấy kẻ
ly(khuyến khích làm bằng vi tính) bao gồm các trình tự như sau:
-Bìa ngoài
-Nhiệm vụ bài tập lớn
-Muc lục
-Nội dung tính toán
-Phụ lục tính toán(nếu áp dụng tin học)
- Tài liệu tham khảo.
2.3. Thưởng , phạt
2.3.1. Thưởng
-Ap dụng tin học……………………………………………………….
-Nộp sớm:……………………………………………………………...
-Trình bày đẹp , đúng quy cách:……………………………………...
-Lý do khác:…………………………………………………………..
2.3.2. Phạt:
-Không áp dụng tin học......................................................................
-Chậm tiến độ........................................................................................
-Trình bày xấu, không đúng quy cách ………………………….......
-Lý do khác …………………………………………………............
2.3.3. Đánh giá của giáo viên hướng dẫn:

……………………….............................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.......................................
1.Tài liệu về mực nước
Bảng 1.1: Số liệu mực nước đỉnh triều cao thang 6 năm 2002
Ngày/Tháng
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
1 270 200 120 60 40 50 90 160 240 300 330 320
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Bích Thảo
Sinh viên thực hiện: Vũ Thanh Tựng Lớp: CTT48 - ĐH
4
Bài tập lớn môn học: Thuỷ văn công trình.
CN 280 220 150 90 60 60 90 140 210 270 310 310
3 280 240 180 120 90 80 90 130 190 240 280 290
4 270 240 190 150 120 100 110 140 180 220 250 260
5 250 230 200 160 140 130 140 150 180 210 230 240
6 230 210 190 170 160 150 160 170 190 200 220 220
7 210 190 170 160 160 170 190 200 200 210 210 200
8 180 160 150 150 160 190 210 230 230 220 210 190
CN 160 140 130 130 150 190 230 250 260 240 210 190
10 150 120 100 100 130 180 240 280 290 270 230 190
11 140 100 70 70 100 160 230 290 320 310 260 210
12 150 90 50 50 70 130 220 290 330 340 300 230
13 170 100 50 30 40 100 190 270 340 360 330 270
14 190 120 50 20 20 70 150 250 320 370 360 300
15 230 150 70 30 10 50 110 210 290 350 360 330
CN 260 180 110 50 20 40 90 170 250 320 350 330
17 280 210 150 90 50 50 80 140 210 280 320 320
18 290 230 180 130 90 80 90 130 180 240 270 290

19 270 240 200 160 140 120 120 140 170 200 230 240
20 240 220 200 190 170 170 160 170 180 190 190 200
21 200 190 180 180 190 200 210 210 200 190 180 160
22 150 140 150 160 190 230 250 260 250 220 180 150
CN 120 100 100 130 170 230 270 290 290 260 210 150
24 100 70 70 80 130 210 270 320 330 300 240 180
25 110 60 40 50 90 170 250 320 350 330 280 210
26 130 70 30 20 60 130 220 300 350 360 320 250
27 170 90 40 20 30 90 180 270 330 360 340 280
28 200 120 60 30 30 70 150 240 310 350 340 300
29 230 150 90 50 40 60 120 200 280 320 330 300
CN 250 180 120 70 60 70 110 180 250 300 310 300
Bảng1.2.Số liệu tương quan
Yi 0.46 0.5 0.63 0.65 0.68 0.6 0.59 0.57 0.62 0.52 0.59 0.57
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Bích Thảo
Sinh viên thực hiện: Vũ Thanh Tựng Lớp: CTT48 - ĐH
5
Bài tập lớn môn học: Thuỷ văn công trình.
5
Xi 9.73 9.69
Yi 0.57
0.5
8 0.55 0.51 0.53 0.6 0.65 0.62 0.64 0.67 0.65 0.59
Xi 9.71 9.75 9.62 9.57 9.6 10 10.5 10.4 10.7 10.8 10.7 9.89
Yi 0.58
0.6
4 0.68 0.51
Xi 9.82
10.
7 10.8 9.45

Tuy nhiên, ta chưa thể dùng được số liệu này để tính toán. Do một số chỗ
trong bảng số liệu trên có sai sót.Nếu ta bỏ đi thì số liệu của ta không đủ,
nên ta quyết định là sửa lại số liệu theo xu thế của mực nước là đang lên hay
đang xuống dựa vào các số liệu xung quanh!
Bảng số liệu này sẽ được chỉnh sửa lại cho các khoá sau!


II-NỘI DUNG TÍNH TOÁN
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Bích Thảo
Sinh viên thực hiện: Vũ Thanh Tựng Lớp: CTT48 - ĐH
6
Bài tập lớn môn học: Thuỷ văn công trình.
CHƯƠNG I . VẼ ĐƯỜNG TSTN
1) CƠ SỞ LÍ THUYẾT
_Đường TSTN là đường TS được xác định từ mẫu số liệu thực nghiệm
(quan trắc)của một đại lượng ngẫu nhiên biểu thị mối quan hệ hàm số giữ
biến ngẫu nhiên nghiên cứu và xác suất tích luỹ tương ứng, đồng thời thể
hiện cụ thể quy luật thống kê của tập hợp mẫu
- Xây dựng ĐTSTN theo công thức P =
n
m
*100%
+Thiết lập tập hợp mẫu cần nghiên cứu
+Xắp sếp tập hợp mẫu theo thứ tự từ lớn đến nhỏ
+Phân cấp liẹt tài liệu nếu có
+Tìm tần số mi
+Tìm tần suất tích luỹ ∑Pi(x≥ xi)
+Vẽ đường TSTN dựa vào các điểm thực nghiệm của biến ngẫu nhiên
.Đường TSTN được vẽ trên giấy xác suất để tránh tình trạng quá dốc ở hai
đầu đường TS

VD : Vẽ đường tần suất thực nghiệm
Tài liệu của những dòng trung bình tại một chạm thuỷ văn trong 20 năm ;
176; 212; 234; 147; 288; 215; 262; 250; 192; 167; 284; 264; 275; 213; 188;
221; 242; 189; 245; 196.
STT
xắp
sếp mi Pi(%) ΣPi(%) STT
xắp
sếp mi Pi(%) ΣPi(%)
1 288 1 5 5 11 215 1 5 55
2 284 1 5 10 12 213 1 5 60
3 275 1 5 15 13 212 1 5 65
4 264 1 5 20 14 196 1 5 70
5 262 1 5 25 15 192 1 5 75
6 250 1 5 30 16 189 1 5 80
7 245 1 5 35 17 188 1 5 85
8 242 1 5 40 18 176 1 5 90
9 234 1 5 45 19 167 1 5 95
10 221 1 5 50 20 147 1 5 100
Nhận xét : trong 20 năm xuất hiện một lần Qmax ≥ 288m
3
/s P(Q ≥ 288)
=5%. Trong 20 năm xuất hiện 20 lần chỉ số Q ≥ 147 m
3
/s, P ( x ≥147) =
100%.
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Bích Thảo
Sinh viên thực hiện: Vũ Thanh Tựng Lớp: CTT48 - ĐH
7
Bài tập lớn môn học: Thuỷ văn công trình.

Vẽ đường TSTN
-Các công thức tính đường TSTN
Ta thấy tính theo công thức P=
n
m
*100% thì ứng với trị số bé nhất của
mẫu bao giờ cũng xuất hiện 100% nghĩa là sau này không có trị số nào bé
hơn nó nữa nên chỉ ứng dụng khi n→ ∞ . Để khắc phục nhược điểm đó
người ta đưa ra một số công thức sau
+ Công thức trung bình: P =
n
m 5.0
−
*100% (1)
+ Công thức vọng số : P =
1
+
n
m
*100% (2)
+ Công thức số giữa : P =
4.0
3.0
+
−
n
m
*100% (3)
Công thức Alêcxâyep : P =
5.0

25.0
+
−
n
m
*100% (4)
VD: P1 =(1-0.5 )/20*100=2.5% : P2 = 1/(20+1)*100= 4.7% ;
P3= (1-0.3)/20*100=33.4% ; P4 =(1-0.25)/(20+0.25)*100 = 30,6%
Theo kinh nghiệm tính toán thuỷ văn toàn cho công trình thì công thức vọng xố
bảo đảm an toàn hơn cả vì vậy công thức vọng số được sử dụng rộng rãi hơn cả.
2)ỨNG DỤNG
+)Thiết lập tập hợp mẫu cần nghiên cứu (Bảng 1)
+) Chỉnh sửa số liệu (Bảng 2)
+)Xắp xếp số liệu từ lớn đến nhỏ (Bảng 4).
BẢNG 4. SẮP XẾP SỐ LIỆU TỪ LỚN ĐẾN NHỎ
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Bích Thảo
Sinh viên thực hiện: Vũ Thanh Tựng Lớp: CTT48 - ĐH
8
Bài tập lớn môn học: Thuỷ văn công trình.
370 320 280 250 230 200 190 170 150 120 90 60
360 320 280 250 230 200 190 170 150 120 90 50
360 320 280 250 220 200 190 170 150 120 90 50
360 320 280 250 220 200 190 170 150 120 90 50
360 310 280 240 220 200 180 160 150 120 90 50
360 310 280 240 220 200 180 160 150 120 90 50
350 310 270 240 220 200 180 160 140 120 90 50
350 310 270 240 220 200 180 160 140 120 90 50
350 310 270 240 220 200 180 160 140 120 80 50
350 300 270 240 220 200 180 160 140 110 80 50

350 300 270 240 220 200 180 160 140 110 80 50
340 300 270 240 210 200 180 160 140 110 80 50
340 300 270 240 210 200 180 160 140 110 70 40
340 300 270 240 210 200 180 160 140 110 70 40
340 300 270 240 210 190 180 160 140 100 70 40
330 300 270 240 210 190 180 160 140 100 70 40
330 300 270 240 210 190 180 160 130 100 70 40
330 300 260 230 210 190 180 160 130 100 70 40
330 290 260 230 210 190 180 150 130 100 70 30
330 290 260 230 210 190 180 150 130 100 70 30
330 290 260 230 210 190 180 150 130 100 70 30
330 290 260 230 210 190 170 150 130 100 70 30
330 290 260 230 210 190 170 150 130 100 70 30
330 290 250 230 210 190 170 150 130 100 60 30
320 290 250 230 210 190 170 150 130 90 60 20
320 290 250 230 210 190 170 150 130 90 60 20
320 290 250 230 210 190 170 150 130 90 60 20
320 280 250 230 210 190 170 150 130 90 60 20
320 280 250 230 210 190 170 150 120 90 60 20
320 280 250 230 200 190 170 150 120 90 60 10
+)Phân cấp liệt tài liệu
Gọi n là số cấp, chọn n = 30 : Khoảng cách 1 cấp
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Bích Thảo
Sinh viên thực hiện: Vũ Thanh Tựng Lớp: CTT48 - ĐH
9
Bài tập lớn môn học: Thuỷ văn công trình.
7.5
30
11183minmax
=

−
=
−
=
n
HH
m
Vậy m =5
+)Tần suất rơi vào từng cấp (mi) được xác định trong Bảng 5:
BẢNG 5. TÍNH TOÁN ĐTSTN
STT
Cấp mực
nước
H(cm) Htbi mi
P
1i
=
1
+
n
mi
*10
0
∑
P
1i
(x
≥
xi)
P

2i
=(
0.5m
n
−
)
*100%
∑
P
1i
(x
≥
xi)

1.
370-359 364 6
1.66
1.66 1.53 1.53
2.
358-347 352 5
1.39
3.05 1.25 2.78
3.
346-335 340 4
1.11
4.16 0.97 3.75
4.
334-323 328 9
2.49
6.65 2.36 6.11

5.
322-311 316 10
2.77
9.42 2.64 8.75
6.
310-299 304 14
3.88
13.3 3.75 12.5
7.
298-287 292 9
2.49
15.79 2.36 14.86
8.
286-275 280 9
2.49
18.28 2.36 17.22
9.
274-263 268 11
3.04
21.32 2.91 20.13
10.
262-251 256 6
1.66
22.98 1.53 21.66
11.
250-239 244 24
6.65
29.63 5.36 27.02
12.
238-227 232 15

4.15
33.78 4.03 31.05
13.
226-215 220 9
2.49
36.27 2.36 33.41
14.
214-203 208 18
4.98
41.25 4.86 38.27
15.
202-191 196 15
4.15
45.4 4.03 42.3
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Bích Thảo
Sinh viên thực hiện: Vũ Thanh Tựng Lớp: CTT48 - ĐH
10
Bài tập lớn môn học: Thuỷ văn công trình.
16.
190-179 184 37
10.24
55.64 10.14 52.44
17.
178-167 172 13
3.60
59.24 3.47 55.91
18.
166-155 160 14
3.88
63.12 3.75 59.66

19.
154-143 148 18
4.98
68.1 4.86 64.52
20.
142-131 136 10
2.77
70.87 2.64 67.16
21.
130-119 124 23
6.37
77.24 6.25 73.41
22.
118-107 112 5
1.39
78.63 1.25 74.66
23.
106-95 100 10
2.77
81.4 2.64 77.3
24.
94-83 88 14
3.88
85.28 3.75 81.05
25.
82-71 76 4
1.11
86.39 0.97 82.02
26.
70-59 64 19

5.26
91.65 5.14 87.16
27.
58-47 52 11
3.04
94.69 2.91 90.07
28.
46-35 40 6
1.66
96.35 1.53 91.6
29.
34-23 28 6
1.66
98.01 1.53 93.13
30.
22-10 16 6
1.66
99.67 1.53 94.66
Vẽ đường TSTN trên giấy xác suất.
3) NHẬN XÉT
Dựa vào đường tần suất thực nghiệm ta thấy ,đường tần suất thực nghiêm
tính theo công thức vọng số an toàn hơn cho việc tính toán các công trình
chống lũ vì :ở cùng một mực nước cao thì tần suất xuất hiện của mực nước
tính theo công thức vọng số lớn hơn tính theo công thức trung bình, đối với
công trình chống hạn thì sử dụng công thức trung bình an toàn hơn vì : ở
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Bích Thảo
Sinh viên thực hiện: Vũ Thanh Tựng Lớp: CTT48 - ĐH
11