ĐỀ CƯƠNG: DỰ BÁO THỦY VĂN

ĐỀ CƯƠNG: DỰ BÁO THỦY VĂN _ LỚP ĐH4T CÂU 1: Khái niệm , phân loại và lấy ví dụ về dự báo thủy văn: a) khái niệm về dự báo thủy văn Từ “dự báo” bắt nguồn từ hai từ La tinh là “phía trước” và “giá trị”. Vì vậy, dự báo có nghĩa là đoán trước sự phát triển của một hiện tượng nào đó trong tương lai. : Dự báo thủy văn là một môn khoa học chuyên ngành, nghiên cứu về quy luật biến đổi, phát triển của các hiện tương thủy văn để xây dựng các phương án, phương pháp, mô hình, công nghệ tính trước trạng thái biến đổi các yếu tố thuỷ văn (Q, H, nặm, thủy triều,…) trên các sông, suối, hồ chứa, đầm phá, cửa sông ven biển,... nhằm phục vụ cho việc phòng tránh thiên tai, khai thác, sử dụng TNN, phục vụ phát triển kinh tế xã hội, quốc phòng. b). Phân loại dự báo thuỷ văn Tuỳ theo tiêu chí đánh giá mà DBTV được phân ra nhiều loại. Căn cứ vào yếu tố DB, thời gian dự kiến, đối tượng phục vụ, tính chất của DB hay khu vực DB,... thường phân DBTV theo các cách sau: a) Phân loại theo thời gian dự kiến: 1) DB hạn cực ngắn (16h): DB, cảnh báo khẩn cấp các hiện tượng TV nguy hiểm (lũ quét, lũ lưu vực nhỏ,...). 2) DBTV hạn ngắn:(t1 năm (TNN theo các kịch bản BĐKH).. b) Phân loại theo yếu tố dự báo: DB mực nước, lưu lượng, tổng lượng lũ, mặn, triều, nước dâng do bão,... c) Phân loại theo đối tượng phục vụ: DBTV phục vụ phòng tránh thiên tai, khai thác hồ chứa (thủy điện, nuôi trồng thủy sản,..) giao thông thuỷ, quốc phòng, xây dựng, tưới tiêu,... d) Phân loại theo khu vực được DB: DBTV cho các sông miền núi, các sông vùng đồng bằng, DBTV điểm (tại trạm), Lưu vực sông, khu vực (Nam Trung Bộ, Tây Nguyên),... e) Phân loại theo tính chất dự báo: Dự báo định tính (Cao, TB, thấp, xu thế tăng, giảm của các đặc trưng thuỷ văn) và dự báo định lượng (có trị số cụ thể). c)Ví dụ về dự báo thủy văn Ví dụ về phân loại dự báo thuy văn theo yếu tố dự báo: Dự báo mực nước: Do ảnh hưởng của không khí lạnh kết hợp với nhiễu động gió Đông trên cao nên trong ngày 3và 412 ở các tỉnh từ Quảng Trị đến Bình Định có mưa, mưa vừa, riêng Thừa ThiênHuế đến Quảng Ngãi có mưa to đến rất to... Mực nước lúc 04 giờ ngày 03 tháng 12 trên các sông như sau: Sông Vu Gia tại Ái Nghĩa 4,66m, dưới mức BĐ1; Sông Thu Bồn tại Giao Thủy 5,23m, dưới mức BĐ1; Sông Trà Khúc tại Trà Khúc 4,84m, dưới BĐ2 0,16m; Sông Vệ tại Sông Vệ 4,26m, dưới BĐ3 0,24m; Sông Kôn tại Thạnh Hòa 7,31m, trên BĐ2 0,31m (lúc 01h03). Dự báo trong 6 giờ tới, mực nước trên các sông ở Quảng Nam, Quảng Ngãi tiếp tục lên, các sông ở Bình Định tiếp tục xuống. Sông Trà Khúc tại Trà Khúc lên mức 5,1m, trên BĐ2 0,1m; Sông Vệ tại Sông Vệ lên mức 4,6m, trên mức BĐ3 0,1m; Dự báo trong 12 giờ tới, mực nước trên các sông ở Quảng Nam tiếp tục lên; các sông ở Quảng Ngãi xuống chậm, các sông ở Bình Định tiếp tục xuống. Sông Vu Gia tại Ái Nghĩa lên mức 6,0m, dưới BĐ1 0,5m; Sông Thu Bồn tại Giao Thủy lên mức 6,5m, trên BĐ1 0,3m; Sông Trà Khúc tại Trà Khúc xuống mức 4,9m, dưới BĐ2 0,1m; Sông Vệ tại Sông Vệ xuống mức 4,4m, dưới BĐ3 0,1m; Sông Kôn tại Thạnh Hòa xuống mức 6,8m, dưới BĐ2 0,2m.

ĐỀ CƯƠNG: DỰ BÁO THỦY VĂN _ LỚP ĐH4T

CÂU 1: Khái niệm , phân loại và lấy ví dụ về dự báo thủy văn:

a) khái niệm về dự báo thủy văn

Từ “dự báo” bắt nguồn từ hai từ La tinh là “phía trước” và “giá trị” Vì vậy, dự báo có

nghĩa là đoán trước sự phát triển của một hiện tượng nào đó trong tương lai

: Dự báo thủy văn là một môn khoa học chuyên ngành, nghiên cứu về quy luật biến đổi,

phát triển của các hiện tương thủy văn để xây dựng các phương án, phương pháp, mô hình,công nghệ tính trước trạng thái biến đổi các yếu tố thuỷ văn (Q, H, nặm, thủy triều,…) trêncác sông, suối, hồ chứa, đầm phá, cửa sông ven biển, nhằm phục vụ cho việc phòng tránhthiên tai, khai thác, sử dụng TNN, phục vụ phát triển kinh tế - xã hội, quốc phòng

b) Phân loại dự báo thuỷ văn

Tuỳ theo tiêu chí đánh giá mà DBTV được phân ra nhiều loại Căn cứ vào yếu tố DB, thời gian dự kiến, đối tượng phục vụ, tính chất của DB hay khu vực DB, thường phân DBTV theo các cách sau:

a) Phân loại theo thời gian dự kiến:

1) DB hạn cực ngắn (1-6h): DB, cảnh báo khẩn cấp các hiện tượng TV nguy hiểm (lũquét, lũ lưu vực nhỏ, )

2) DBTV hạn ngắn:(t<5 ngày, tuỳ thuộc khu vực sông, ví dụ các sông miền Bắc: S Hồng 48h, các sông khác 24h, các sông miền Trung 3-24h, s Cửu Long 3-5 ngày), 3) DBTV hạn vừa (5-10 ngày) (hiện nay thường gọi là dự báo hạn ngắn mở rộng); 4) DBTV hạn dài (t ≥ 1 tháng đến 1 năm)

5) DBTV hạn siêu dài (t>1 năm (TNN theo các kịch bản BĐKH)

b) Phân loại theo yếu tố dự báo: DB mực nước, lưu lượng, tổng lượng lũ, mặn, triều,

nước dâng do bão,

c) Phân loại theo đối tượng phục vụ: DBTV phục vụ phòng tránh thiên tai, khai thác hồ

chứa (thủy điện, nuôi trồng thủy sản, ) giao thông thuỷ, quốc phòng, xây dựng, tưới tiêu,

d) Phân loại theo khu vực được DB: DBTV cho các sông miền núi, các sông vùng đồng

bằng, DBTV điểm (tại trạm), Lưu vực sông, khu vực (Nam Trung Bộ, Tây Nguyên),

e) Phân loại theo tính chất dự báo: Dự báo định tính (Cao, TB, thấp, xu thế tăng, giảm của

các đặc trưng thuỷ văn) và dự báo định lượng (có trị số cụ thể)

c)Ví dụ về dự báo thủy văn

Ví dụ về phân loại dự báo thuy văn theo yếu tố dự báo: Dự báo mực nước:

Do ảnh hưởng của không khí lạnh kết hợp với nhiễu động gió Đông trên cao nên trong ngày3và 4/12 ở các tỉnh từ Quảng Trị đến Bình Định có mưa, mưa vừa, riêng Thừa Thiên-Huế đến Quảng Ngãi có mưa to đến rất to

Mực nước lúc 04 giờ ngày 03 tháng 12 trên các sông như sau:

- Sông Vu Gia tại Ái Nghĩa 4,66m, dưới mức BĐ1;

- Sông Thu Bồn tại Giao Thủy 5,23m, dưới mức BĐ1;

- Sông Trà Khúc tại Trà Khúc 4,84m, dưới BĐ2 0,16m;

- Sông Vệ tại Sông Vệ 4,26m, dưới BĐ3 0,24m;

- Sông Kôn tại Thạnh Hòa 7,31m, trên BĐ2 0,31m (lúc 01h/03).

Dự báo trong 6 giờ tới, mực nước trên các sông ở Quảng Nam, Quảng Ngãi tiếp tục lên, các sông ở

Bình Định tiếp tục xuống.

- Sông Trà Khúc tại Trà Khúc lên mức 5,1m, trên BĐ2 0,1m;

- Sông Vệ tại Sông Vệ lên mức 4,6m, trên mức BĐ3 0,1m;

Dự báo trong 12 giờ tới, mực nước trên các sông ở Quảng Nam tiếp tục lên; các sông ở Quảng Ngãi

xuống chậm, các sông ở Bình Định tiếp tục xuống.

- Sông Vu Gia tại Ái Nghĩa lên mức 6,0m, dưới BĐ1 0,5m;

-Sông Thu Bồn tại Giao Thủy lên mức 6,5m, trên BĐ1 0,3m;

- Sông Trà Khúc tại Trà Khúc xuống mức 4,9m, dưới BĐ2 0,1m;

- Sông Vệ tại Sông Vệ xuống mức 4,4m, dưới BĐ3 0,1m;

- Sông Kôn tại Thạnh Hòa xuống mức 6,8m, dưới BĐ2 0,2m.

Câu 2: Các khái niệm sử dụng trong đánh giá sai số dự báo?

Trong việc đánh giá sai số dự báo thuỷ văn, sử dụng một vài khái niệm:

1 Yếu tố dự báo: Là các đặc trưng thuỷ văn cần được dự báo như mực nước, lưu lượng

nước,

2 Nhân tố dự báo: Là các tác nhân gây ra hoặc ảnh hưởng đến các yếu tố dự báo mà ta

sử dụng để tính ra yếu tố dự báo

Ví dụ: Sử dụng mưa (nhân tố) để dự báo dòng chảy (yếu tố)

Sử dụng lưu lượng hay mực nước trạm trên (nhân tố) để dự báo lưu lượng hay mựcnước trạm dưới (yếu tố)

3 Thời gian dự kiến: Là khoảng thời gian từ khi phát tin dự báo đến thời điểm xuất

hiện yếu tố dự báo Nếu thời gian dự kiến càng dài thì sai số yếu tố càng lớn

4 Sai số dự báo yếu tố: Là hiệu số giữa trị số dự báo và trị số thực đo tại cùng một thời

điểm

5 Sai số cho phép: Là một phần nào đó của khoảng lệch quân phương của đại lượng

dự báo hoặc khoảng lệch quân phương của sự biến đổi của nó trong thời gian dự kiến

6 Sai số phương án dự báo: Là tỷ số giữa số lần dự báo đạt yêu cầu trên tổng số lần

dự báo

Câu 3: Nêu cách tính sai số cho phép của dự báo hạn dài và hạn ngắn?

- Hạn dài: S cp = ∆ cp = 0,674

- Hạn ngắn: S cp =∆ cp = 0,674∆

o i

n i o

Câu 4: các chỉ tiêu đánh giá sai số phương án dự báo

Có nhiều chỉ tiêu khác nhau để đánh giá chất lượng của phương án dự báo Độ chínhxác và thời gian dự kiến của dự báo thuỷ văn có mối liên hệ với mức độ nghiên cứu củahiện tượng thuỷ văn cần dự báo, với mức độ ảnh hưởng của các nhân tố dự báo, ngoài ra nócòn phụ thuộc vào độ chính xác của tài liệu dùng để xây dựng phương án dự báo Mặt kháckhi thời gian dự kiến của dự báo tăng lên thì độ chính xác của phương án dự báo sẽ giảm đi.Sai số của phương án có thể được đánh giá thông qua hệ số tương quan của biểu đồ dựbáo () hay tỷ lệ của sai số quân phương của dự báo kiểm tra trên khoảng lệch quân phươngchuẩn (S/)

Trong đó:

Sai số quân phương của dự báo kiểm tra được tính khi số lần dự báo (n) nhiều là:

   

n

y n

y y S

n

db

n

d t

y m

n

y y S

n

db

n

do t db

2

m: là số thông số của phương trình dự báo

Hệ số tương quan  được xác định theo công thức:

Chất lượng của phương án dự báo còn được xác định bằng tỷ số giữa số lần dự báo đạttrên tổng số lần dự báo

Chỉ tiêu đánh giá phương án dự báo được quy định như sau:

Bảng 1.1 Chỉ tiêu đánh giá phương án dự báo

liệu thực đo có sẵn để dự báo kiểm tra Tùy theo tài liệu thực đo dài hay ngắn để tiến hành lựa chon phương án và chỉ tiêu đánh giá sai số phương án dự báo Mặt khác có 2 cách tính sai số cho phép của phương án:

- Hạn dài: S cp = ∆ cp = 0,674 (1)

- Hạn ngắn: S cp =∆ cp = 0,674 ∆ (2)

Đầu tiên để lựa chọn đúng chỉ tiêu đánh giá sai số phương án dự báo chúng ta cần hiểu

rõ với dự báo hạn ngắn chắc chắn chúng ta cần đến thời gian dự kiến, như vậy trong 2

công thức tính sai số cho phép trên công thức(2 )đáp ứng yêu cầu ràng buộc đánh giá sai

số phương án dự báo dựa trên thời gian dự kiến

sau đây là các bước đánh giá sai số phương án dự báo hạn ngắn:

- Bước 1: xác định thời gian dự kiến

- Bước 2: dựa vào thời gian dự kiến và bảng số liệu thực đo tiến hành tính giá trị

do t t t

- Bước 4: tính sai số yếu tố dự báo ∆i = ∆yi -∆ yo

- Bước 5: tính bình phương sai số yếu tố dự báo ∆i2

- Bước 6: tính khoảng lệch quân phương của chuỗi biến đổi đại lượng dự báo theo thời gian dự kiến:

n n

2



- Bước 7: tính sai số cho phép của phương án dự báo

S cp =∆ cp = 0,674∆

- Bước 8: đánh giá kết quả : nếu ∆yi Scp đạt

Nếu ∆yi > Scp không đạt

Câu 5: Hệ phương trình Saint –Vernant:

R C





(1)

- Phương trình liên tục:

v: Tốc độ nước qua mặt cắt ngang sông,

s: Chiều dài đoạn sông,

q: lượng nước gia nhập ở khu giữa trong 1 đơn vị dài.

Vế trái của phương trình động lực (1) là độ dốc mặt nước:

phần áp lực, tỷ lệ với độ sâu dòng chảy I là công do một đơn vị khối lượng nước chảy qua 1

đơn vị khoảng cách gây ra Công này gồm 3 thành phần:

I 1 =

R C

v

2 2





(1) I 0 = I 1+ I 2+ I 3

v

2 2

Trong phương trình liên tục (2), vế trái gồm:

là biến đổi lưu lượng nước theo chiều dài đoạn sông

Hệ 2 phương trình (2.1) và (2.2) có 4 ẩn số là v, h, Q và  Để giải hệ phương trình này

thường phải sử dụng 2 mối quan hệ sau:

Q= v (3)

 = f(h) (4)

Hiện có 2 hướng nghiên cứu giải hệ phương trình Saint-Vernant:

Hướng 1: Chuyển các phương trình vi phân thành hệ phương trình sai phân rồi giải

bằng phương pháp số (phương pháp sai phân hữu hạn, lưới ẩn hoặc hiện) Tuỳ theo loạisông cụ thể mà có thể bỏ qua một số thành phần để bài toán đơn giản hơn mà kết quả vẫn có

độ chính xác cần thiết

Ví du như, các mô hình sóng động học, mô hình sóng khuếch tán, mô hình sóng độnglực Các phương pháp này gọi chung là phương pháp thuỷ lực, chúng đòi hỏi tài liệu chitiết về địa hình lòng sông thiên nhiên mà hiện nay thường còn thiếu và độ chính xác khôngcao dẫn đến kết quả mô phỏng chưa tốt

Hướng 2: Tìm cách giản hoá hệ phương trình Saint-Vernant, trong đó phương

trình động lực (2.1) thường được thay bằng một mối quan hệ nào đó, phù hợp với

điều kiện thực tế, trong dự báo thủy văn, hay sử dụng mối quan hệ lượng trữ nước

trong sông với lưu lượng trạm trên, trạm dưới Phương trình liên tục (2.2) được thay

bằng phương trình lượng trữ nước Nhờ những biến đổi này mà việc giải hệ phươngtrình Saint-Vernant giản hơn rất nhiều Tuy kết quả tính toán có kém hơn, nhưng vẫnđáp ứng được yêu cầu đặt ra

Câu 6: Độ dốc phụ gia (đn, ảnh hưởng)

khi chảy ổn định i 0 gọi là độ dốc phụ gia i.

Khi chảy ổn định, độ dốc mặt nước

Ở mái trước (đoạn BC) có i > 0

còn ở mái sau (đoạn AB) có i < 0

Chọn 2 điểm 1 và 2 có cùng độ sâu như nhau (h 1 = h 2 ), điểm 1 ở mái trước có độ dốc

mặt nước lớn hơn điểm 2 ở mái sau nên tốc độ chuyển động của sóng lũ tại điểm 1 lớn hơntại điểm 2 Kết quả, trong quá trình chuyển động từ tuyến trên về tuyến dưới dọc theo sông,

sóng lũ bị căng dãn ra làm cho chiều dài sóng lũ tăng lên, đỉnh lũ bị hạ thấp Đây là hiệntượng bẹt sóng lũ

Ở mái trước, từ C đến B có độ sâu h tăng dần, độ dốc của sóng lũ cũng tăng dần nên tốc

độ chuyển động của sóng lũ theo chiều từ C đến B cũng tăng theo và đạt lớn nhất tại đỉnh B.

Do có tốc độ chuyển động lớn nhất, các phần tử nước ở đỉnh lũ (tại điểm B) sẽ chảy vượt

trước các điểm liền kề và sinh ra hiện đổ sóng lũ Hiện tượng này làm cho mái trước ngàycàng ngắn lại, mái sau càng dài ra, đỉnh lũ bị hạ thấp

Hai hiện tượng trên đồng thời phát sinh và tồn tại trong quá trình chuyển động của sóng

lũ trong sông, chúng làm cho sóng lũ ngày càng dài ra, đỉnh lũ ngày càng thấp đi và lượngnước ở mái trước chuyển dần sang mái sau

Nếu dòng sông không lăng trụ hiện tượng này sẽ phức tạp hơn nhiều Ví dụ, khi ở hạlưu, trên đoạn sông tại vị trí nào đó diện tích mặt cắt ngang mở rộng thì đỉnh lũ sẽ bị giảmnhanh, trong trường hợp ngược lại nếu tại vị trí nào đó ở hạ lưu có mặt cắt ngang thu hẹp sẽlàm cho đỉnh lũ tăng lên

* Độ dốc phụ gia làm đường Q~ H không đơn trị

Từ dạng giản hoá của phương trình động lực (2.1) suy ra:

Như vậy, khi chảy ổn định, quan hệ mực nước ~ lưu lượng (2.6) là đơn trị (một giá trị

mực nước chỉ có một giá trị lưu lượng tương ứng)

Khi có lũ, i m = i 0 + i, khi đó tỷ số lưu lượng khi có lũ và khi không có lũ (chảy ổn

0

i C

Trong đó a, b là các hệ số hồi quy tuyến tính, n tham số đặc trưng cho hình dạng của mặt cắt; đối với mỗi mặt cắt các tham số a, b và n thường được xem là các hằng số, xác định

bằng phương pháp thống kê từ số liệu thực đo

Thay (2) vào (1) sẽ được mối quan hệ mực nước tương ứng trạm trên và trạm dưới:

1

)

.(

) 1

n t tr n

1 1

.)1(

b

b b a

1 1

.)1(

b

b b a

n





Vì a 1 , a 2 , b 1 , b 2 và n1 là các hằng số nên ,  cũng là các hằng số Thay ,  vào biểu

thức (3) thu được phương trình mực nước tương ứng viết cho đoạn sông không có nhánh

lớn:

H d,t+t = b.H tr,t + g

* PT lưu lượng tương ứng viết cho đoạn sông không nhánh

Với đoạn sông không có nhánh lớn, sau khoảng thời gian chảy truyền , sóng lũ sẽtruyền từ trạm trên xuống trạm dưới với đầy đủ các đặc trưng về hình dạng của nó Nếu nhưkhông có lượng gia nhập khu giữa và không có biến hình sóng lũ thì phương trình lưu lượngtương ứng sẽ có dạng đơn giản:

Tuy nhiên, với sông thiên nhiên lưu lượng trạm trên tại một điểm nào đó của sóng lũtrong quá trình chuyển động từ trạm trên về trạm dưới luôn bị thay đổi theo dọc sông dochịu ảnh hưởng của nhiều điều kiện khác nhau, trong đó có 2 nguyên nhân chính là:

- Biến hình sóng lũ trong quá trình chuyển động (Q s );

- Lượng nhập nước mặt và nước ngầm trên đoạn sông hay còn gọi là

lượng gia nhập khu giữa (q).

Vì vậy biểu thức lưu lượng tương ứng trạm trên trạm dưới sẽ có dạng:

Q d,t+ = Q tr, t + Q s + q (2)

Gọi M là mô đuyn dòng chảy, khi đó lưu lượng nước tại trạm trên là:

Q tr,t = M tr,t F tr (3)

và lưu lượng nước tại trạm dưới:

Q d,t+t = M d,t+ F d (4)

Trong các biểu thức (3) và (4) F tr , F d là diện tích lưu vực khống chế bởi trạm trên và

trạm dưới; M tr,t , M d,t+ là mô đuyn dòng chảy tương ứng tại thời điểm t và t+t Giả sử phân

bố của mô đuyn dòng chảy là không đổi theo thời gian, khi đó sẽ có:

t tr

t d

t d

t d

Suy ra: = const

Trên một đoạn sông ngắn có độ dốc đáy sông lớn thì biến hình sóng lũ là không đáng

q = Q d,t+ - Q tr, t =

t tr

t tr t d

Q

Q Q

,

, , 

t d

Thay giá trị lượng gia nhập khu giữa tính theo biểu thức (7) vào (2) sẽ nhận được

phương trình lưu lượng tương ứng dưới dạng:

1 Xây dựng cơ sở dữ liệu (số liệu thực đo lưu lượng( Mực nước) của 2 trạm cần dự báo

trong thời gian đã cho.

- Chia chuỗi số liệu thành 2 phần

+ 2/3 chuỗi dùng để dự báo phụ thuộc

+ 1/3 chuỗi còn lại để dự báo độc lập (dự báo kiểm tra)

- Vẽ đường quá trình lưu lượng ( mực nước )của 2 trạm trên cùng 1 đồ thị

2 Lập phương án dự báo

Bước 1: Tính thời gian chảy truyền lũ theo pp điểm đặc trưng

Bước 2: Trích số liệu xây dựng biểu đồ dự báo ( sử dụng 2/3 chuỗi cho dự báo phụ

được đưa vào bảng cơ sở số liệu để xây dựng biểu đồ dự báo

Bước 3: Xây dựng biểu đồ dự báo

Từ số liệu thực đo đã thống kê, xây dựng đường quan hệ

Nếu sử dụng số liệu mực nước để xây dựng biểu đồ dự báo sẽ nhận được mối quan hệ

độ, phụ thuộc vào cao độ của trạm trên và trạm dưới Ngoài ra, khác với quan hệ lưu lượngtương ứng, quan hệ mực nước tương ứng không những chỉ phụ thuộc vào lượng gia nhậpkhu giữa mà còn phụ thuộc vào dạng đường quan hệ

Q=f(H) tại tuyến khống chế đoạn sông Nếu như đường quan hệ Q=f(H) ở tuyến trên và

tuyến dưới đoạn sông có hình dạng giống nhau thì quan hệ mực nước tương ứng sẽ là đường

thẳng Nếu đường quan hệ Q=f(H) ở 2 tuyến trên và dưới đoạn sông khác nhau, thì quan hệ

mực nước tương ứng sẽ là đường cong Trong trường hợp này, đường cong quan hệ mựcnước tương ứng sẽ quay bề lõm về phía trạm có độ rộng lòng sông tăng nhanh hơn khi nướclên

Bước 4 :Tra giá trị dự báo trên bản đồ dự báo

Bước 5 :Tính sai số cho phép theo dự báo hạn ngắn với thời gian dự kiến trùng với thời

gian chảy truyền.( sử dụng cả chuỗi số liệu để tính)

Bước 6 : Tính các chỉ tiêu đánh giá sai số phương án dự báo đối với dự báo phụ thuộc

3 Kết luận :

Dòng chảy trong sông tự nhiên là dòng chảy không ổn định được miêu tả bằng hệ

phương trình Saint-Vernant Ta không tìm được nghiệm trực tiếp của hệ phương trình này.

Câu 8: ĐIỀU KIỆN SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP LƯU LƯỢNG, MỰC NƯỚC TƯƠNG ỨNG

2.9.1 Độ chính xác dự báo theo phương pháp Q, H tương ứng

Qua phân tích các phương trình lưu lượng, mực nước tương ứng, thấy rằng độ chínhxác dự báo theo phương pháp này phụ thuộc vào các yếu tố chính sau:

1) Độ chính xác đo Q, H của tuyến trên và tuyến dưới

2) Độ chính xác và độ ổn định của thời gian truyền lũ .3) Mức độ hợp lý của giả thiết: Lượng gia nhập khu giữa bằng nhau vàkhông đổi trên các sông nhánh

4) Độ bẹt sóng lũ

Trong các yếu tố kể trên, yếu tố (3) tương đối khó xử lý vì lượng gia nhập khu giữaluôn thay đổi, phụ thuộc vào điều kiện địa hình, điều kiện khí tượng thủy văn trên lưu vực

sông Việc xác định lượng gia nhập khu giữa q chỉ ở mức độ gần đúng, thông qua các số

liệu đo đạc trên các sông nhánh Nếu ở khu giữa không có trạm đo trên các sông nhánh thì

việc xác định q rất khó khăn Trong dự báo, sai số xác định q ảnh hưởng rất lớn đến mức độ

chính xác của dự báo

Theo kết quả tính toán và kinh nghiệm dự báo, để có sai số dự báo lưu lượng nhỏ hơn20% lưu lượng thực đo, thì cần phải chọn được đoạn sông thỏa mãn các điều kiện sau:+ Đối với đoạn sông không nhánh phải thỏa mãn điều kiện:





t tr

t d

1) Khoảng cách giữa 2 tuyến đo phải vừa đủ để sao cho lượng gia nhập

khu giữa không quá lớn, thoả mãn điều kiện q  20% Q tr

2) Các trạm đo cần nằm ngoài phạm vi nước vật, biến động do sông nhánhhay do ảnh hưởng của công trình thuỷ lợi

3) Các trạm đo cần có tài liệu quan trắc Q, H đồng bộ ít nhất 2–3 năm,

trong thời gian đó đã xảy ra ít nhất từ 10-15 trận lũ với các biên độ lũ khác nhau

Câu 9 : CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐƠN GIẢN HÓA TÍNH DÒNG KHÔNG ỔN ĐỊNH TRONG SÔNG

Đại bộ phận các phương pháp đơn giản hoá tính dòng không ổn định trong sông đềuxuất phát từ việc hợp giải phương trình cân bằng nước (phương trình liên tục) trong đoạnsông và một quan hệ nào đó được xây dựng dựa trên các giả thiết nhất định, quan hệ nàythay thế phương trình động lực trong hệ phương tình Saint- Vernant

Nếu giả thiết rằng lưu lượng Q thay đổi tuyến tính trong thời đoạn tính t thì phươngtrình liên tục có dạng:

t

W Q

Q tr d





2 11

Q là lưu lượng đầu và cuối thời đoạn t của tuyến trên và tuyến

dưới q – lượng gia nhập khu giữa, W1, W2là thể tích nước ở đầu và cuối thời đoạn tính t

Nếu lượng nhập khu giữa không đáng kể, biểu thức (3.1) có thể viết lại dưới dạng sau:

t

W Q

2 (3.2) Biểu thức (3.2) là phương trình liên tục viết dưới dạng sai phân cho đoạn sông có độ dài

Trong các phương pháp giản hóa việc xử lý đường lượng trữ nước trong sông là vấn đề

trung tâm vì quan hệ W = f (Q d , Q tr ) là rất phức tạp, xử lý chính xác quan hệ này sẽ nâng cao

được chất lượng dự báo

Câu 10 : PP đoạn sông đặc trưng, định nghĩa , độ dài :

Định nghĩa: Một đoạn sông có chiều dài L để cho quan hệ lượng trữ nước trong đoạn sông với lưu lượng trạm dưới (W~Q d ) là đơn nhất với mọi con lũ gọi là đoạn sông đặc trưng

3.7.2 Tính chiều dài đoạn sông đặc trưng

Từ quan hệ lưu lượng chảy qua trạm dưới phụ thuộc vào độ dốc mặt nước và mực nước

Q = f(H,i), đạo hàm toàn phần nhận được:

i

Q dH H

và mực nước trạm dưới là H 1 ; khi có lũ nước chảy với độ dốc là i m và mực nước trạm dưới là

mặt nước từ khi không có lũ sang khi có lũ sẽ là:

l

H

Thay ldi = - dH vào (3.9) ta

được:

i

Q di

l H

suy ra:

H

Q i

Q l

Trong đó w là diện tích mặt cắt ướt; C là hệ số Chezy và R là bán kính thuỷ lực

Từ biểu thức (3.11) lấy đạo hàm riêng của Q 0 theo i 0 nhận được:

lL

Hình 3.7: Sơ đồ đoạn sông đặc trưng