Bài giảng Thủy văn công trình Chương 4.2

Trường hợp có ít tài liệu đo đạc thuỷ văn– Mô hình toán: mô phỏng quan hệ mưa dòng chảy – Phân tích tương quan: xây dựng quan hệ tương quan giữa đặc trưng thuỷ văn của lưu vực nghiên cứu

II Tính toán trị số dòng chảy năm thiết kế

1 Trường hợp có đủ tài liệu đo đạc thủy văn

• Chọn mẫu tính toán: đảm bảo đủ 3 tiêu chuẩn đồng nhất, độc lập, đại biểu

– Đánh giá tính đại biểu của chuỗi

• Theo sai số quân phương

• Theo đường luỹ tích sai chuẩn

• Vẽ đường tần suất lý luận

– theo một trong các phương pháp: phương pháp thích hợp dần, phương pháp 3 điểm của Alechxayep

• Xác định đặc trưng thuỷ văn thiết kế

%

100 2

1

% 100

2

0

n C n C

v Cv

v Q

Đường lũy tích sai chuẩn

– Qi: lưu lượng bình quân năm thứ i

– S m là giá trị độ lệch lũy tích của đường lũy tích sai chuẩn tính đến năm thứ m

• Tính đại biểu của liệt quan trắc được biểu thị bởi K cp :

– K cp =1+dcp

– d cp : gia số độ lệch tính theo công thức

• S đ và S c là giá trị độ lệch lũy tích tính đến năm đầu và năm cuối của thời kỳ đo đạc.

– Kcp=1: thời kỳ đo đạc đủ tính đại biểu

– Kcp>1: thời kỳ đo đạc dòng chảy thiên lớn

– K cp <1: thời kỳ đo đạc dòng chảy thiên nhỏ

Hình 2-1: Đường luỹ tích sai chuẩn mưa năm trạm Lào

2 Trường hợp có ít tài liệu đo đạc thuỷ văn

– Mô hình toán: mô phỏng quan hệ mưa dòng chảy

– Phân tích tương quan: xây dựng quan hệ tương quan giữa đặc trưng thuỷ văn của lưu vực nghiên cứu và lưu vực tương tự

Phương pháp phân tích tương quan kéo dài

tài liệu

• Bước 1: Chọn lưu vực tương tự dựa trên các tiêu

chuẩn sau:

– Sự tương tự về điều kiện khí hậu

– Các điều kiện về địa hình, địa chất, thổ nhưỡng, mức độ che

phủ của rừng và mức độ khai phá lưu vực gần như nhau

– Diện tích lưu vực không chênh nhau quá 5 đến 10 lần

– Chất lượng tài liệu tốt, thời kỳ đo đạc dài

– Có ít nhất 6 cặp điểm quan trắc đồng bộ và phải khống chế

được 70-80% biên độ dao động dòng chảy năm của sông tương tự

– Đường quan hệ có đa số điểm không vượt xa đường trung bình quá 15%

– Hệ số tương quan  ≥ 0.8

Phương pháp phân tích tương quan kéo dài

tài liệu

• Bước 2: Kéo dài tài liệu

– Kéo dài trực tiếp: xác định từng số liệu bị thiếu

• Xác định phương trình hồi quy

y=b1*ya+b2

Ghi chú: chỉ số “a” là chỉ số của lưu vực tương tự

• Tính toán bổ sung số liệu thiếu cho lưu vực nghiên cứu theo phương trình hồi quy

– Kéo dài gián tiếp: xác định các tham số thống kê

(Trường hợp tương quan tuyến tính)



tg M

M C

va v

– Kéo dài gián tiếp: xác định các tham số thống kê

(Trường hợp tương quan tuyến tính)

• Phương pháp giải tích

– Xác định dòng chảy chuẩn theo phương trình hồi quy:

Trong đó:

  là hệ số tương quan

» n là số năm quan trắc song song

» N là số năm có tài liệu dài của lưu vực tương tự

 Q n và Q na là trị số lưu lượng bình quân năm của lưu vực nghiên cứu và lưu vực tương tự tính trung bình trong thời

kỳ n năm

Phương pháp phân tích tương quan kéo dài

tài liệu (tiếp)

– Kéo dài gián tiếp: xác định các tham số thống kê (Trường hợp tương quan tuyến tính)

• Phương pháp giải tích (tiếp)

  N là trị số khoảng lệch quân phương trong thời kỳ N năm được xác định

– Xác định hệ số C v

– Xác định hệ số Cs=mC v

Phương pháp phân tích tương quan kéo dài

tài liệu (tiếp)

n N

3 Trường hợp không có tài liệu đo đạc thủy văn

a) Xác định dòng chảy chuẩn

– Phương pháp lưu vực tương tự

– Phương pháp nội suy địa lý

– Phương pháp công thức kinh nghiệm

– Sử dụng phương trình cân bằng nước

Phương pháp lưu vực tương tự

• Mượn hệ số dòng chảy chuẩn của LVTT

Phương pháp nội suy địa lý

• Dựa vào bản đồ đẳng trị mô đun dòng chảy chuẩn M0hoặc lớp dòng chảy chuẩn Y0

đường đẳng trị M0i và M0i+1

F

f

M M

M

i

n i

i i

0

2

Phương pháp công thức kinh nghiệm

1

0 0 0

0 0

1

1

Z X y

b X

a y

n n

– X0: chuẩn mưa năm

– Y0: chuẩn dòng chảy năm

– Z0: chuẩn bốc hơi năm

Như vậy nếu biết X0 và Z0 sẽ xác định được Y0.

vùng thủy văn hoặc mượn

của lưu vực tương tự.

m

vX v

v v

C C

F a

C

F M

A C

0

08 , 0 4

,

0 0

'

1 lg

063 ,

Trong đó: m xác định theo tỷ số chung của

sông trong khu vực hoặc lấy m=2.

III Xác định phân phối dòng chảy năm

thiết kế

1 Phương pháp năm đại biểu

– Giả thiết phân phối dòng chảy năm thiết kế có dạng

phân phối tương tự với dạng phân phối của năm

– Chọn ra một năm đại biểu đã xảy ra trong thực tế,

có phân phối bất lợi với yêu cầu dùng và sử dụng nước, thu phóng thành phân phối dòng chảy năm thiết kế

Tiêu chuẩn chọn năm đại biểu:

• Đã xảy ra trong thực tế, có tài liệu đo đạc tin cậy

• Có lưu lượng bình quân năm xấp xỉ lưu lượng bình quân năm thiết kế

• Bất lợi với yêu cầu dùng và sử dụng

nước:

– Lưu lượng bình quân mùa kiệt nhỏ

– Thời gian mùa kiệt kéo dài

Phương pháp thu phóng một tỷ số

• Xác định lưu lượng dòng chảy năm thiết kế Qp

• Chọn năm đại biểu theo các tiêu chuẩn đã nêu:

– Q đb  Q p

Trong đó: Qđb là lưu lượng bình quân năm đại biểu

• Tính tỉ số thu phóng:

Trong đó: Wp và Wđb là tổng lượng dòng chảy năm thiết kế và năm đại biểu

• Xác định quá trình phân phối dòng chảy năm thiết kế

p p

W

W Q

Q

k  

Phương pháp thu phóng hai tỷ số

• Phân mùa dòng chảy

• Xây dựng đường tần suất dòng chảy năm thiết kế (Qn~P) và dòng chảy kiệt thiết kế (Qk~P)

• Xác định lưu lượng dòng chảy năm thiết kế Qp và lưu lượng dòng chảy kiệt thiết kế Qkp

• Chọn năm đại biểu theo các tiêu chuẩn đã nêu:

– Q đb  Q p

– Q kđb  Q kp

Trong đó: Qkđb là lưu lượng bình quân mùa kiệt năm đại biểu

Phương pháp thu phóng hai tỷ số (tiếp)

đb

kp k p

kđđ đb

kp

p l

kđđ

kp kđđ

kp k

Q T Q

Q T

Q W

W

W

W K

Q

Q W

W K

;

Nhận xét:

• Ưu điểm: đơn giản, dễ thực hiện

• Nhược điểm: mang tính chủ quan

2 Phương pháp Anđrêanốp (pp tổ hợp theo thời đoạn mùa)

• Cơ sở của phương pháp:

– Coi tần suất dòng chảy năm bằng tần suất dòng chảy mùa kiệt– Lượng dòng chảy lũ = Lượng dòng chảy năm – Lượng dòng

chảy mùa kiệt

– PP tổ hợp thời đoạn xác định phân phối dòng chảy năm cho

từng nhóm năm khác nhau

– PP tổ hợp thời đoạn xác định phân phối dòng chảy năm theo hai giai đoạn

• Phân phối dòng chảy mùa trong năm

• Phân phối dòng chảy tháng trong mùa Ghép lại có dòng chảy tháng trong năm

Nội dung

• Bước 1: Chia các nhóm năm

– Phân mùa dòng chảy

– Xây dựng đường tần suất dòng chảy năm, dòng chảy

lũ và dòng chảy kiệt thiết kế

– Chia nhóm năm theo tần suất dòng chảy mùa kiệt:

• Nhóm năm nhiều nước (P<33.3%)

• Nhóm năm nước trung bình (P=33.3-66.6%)

• Nhóm năm ít nước (P>66.6%)

– Chia nhóm năm theo tần suất dòng chảy mùa lũ:

• Nhóm năm nhiều nước (P<33.3%)

• Nhóm năm nước trung bình (P=33.3-66.6%)

• Nhóm năm ít nước (P>66.6%)

Nội dung

• Bước 2: Tính hệ số phân phối dòng chảy cho từng mùa (lũ hoặc kiệt) trong năm cho từng nhóm năm (nhiều nước, nước trung bình, ít nước)

– Lập bảng tính toán

Bảng: Tính phân phối dòng chảy tháng trong mùa

• Hàng * là tổng lượng dòng chảy mùa và tháng trong mùa và thống

kê tháng thường gặp của nó tương ứng

• Hàng ** là hệ số phân phối tính bằng tỉ lệ % so với tổng lượng dòng chảy mùa

Nhận xét:

• Ưu điểm: Có tính khách quan

• Nhược điểm: Khối lượng tính toán nhiều