bài tập thuỷ văn công trình

Câu hỏi và thảo luận1. Các khái niệm Thuỷ văn và Thuỷ văn công trìnhThuỷ văn:+ Là ngành khoa học nghiên cứu mọi pha của nước trên trái đất:•Sự hình thành phân bốtrữ vận động•Đặc tính lý, hoá học•Sự tương tác với môi trường xung quanh (mối quan hệ với các sinh vật sống)+ Là một nghành khoa học thuộc lĩnh vực các khoa học về trái đất được phân ra nhiều chuyên ngành khoa học:•Thủy văn lục địa nghiên cứu các hiện tượng thủy văn xẩy ra trên đất liền (Thủy văn lưu vực, thủy sông ngòi – Động lực học sông, thủy văn hô ao đầm lầy, chỉnh trị sông, đo đạc thủy văn, thủy văn công trình…•Thủy văn biển – Hải dương học nghiên cứu các quá trình của nước xẩy ra trên biển và đại dươngThuỷ văn công trình:+ Là ngành khoa học ứng dụng sử dụng các nguyên tắc thuỷ văn trong việc giải quyết các vấn đề kỹ thuật xuất phát từ sự khai thác nguồn nước trên trái đất của con người.+ Nghiên cứu và tính toán các đặc trưng thủy văn phục vụ xây dựng công trình, thiết lập các mối quan hệ theo không gian, thời gian hoặc các biến đổi mang tính địa lý của nước, xác định các rủi ro xã hội liên quan đến các công trình và hệ thống thuỷ lợi.2. Vòng tuần hoàn nước là gì? Sơ đồ mô tả vòng tuần hoàn nước.Vòng tuần hoàn nước là sự tồn tại và vận động của nước trên mặt đất, trong lòng đất và trong bầu khí quyển của Trái Đất. Nước Trái Đất luôn vận động và chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác, từ thể lỏng sang thể hơi rồi thể rắn và ngược lại. Vòng tuần hoàn nước đã và đang diễn ra từ hàng tỉ năm và tất cả cuộc sống trên Trái Đất đều phụ thuộc vào nó, Trái Đất chắc hẳn sẽ là một nơi không thể sống được nếu không có nước. 3. Đặc điểm của hiện tượng thủy văn, Các phương pháp nghiên cứu Các hiện tượng thuỷ văn là kết quả tác động của nhiều nhân tố tự nhiên. Dòng chảy sinh ra trên mặt đất là một quá trình phụ thuộc và nhiều yếu tố: Khí hậu, thời tiết, mặt đệm…. Dòng chảy sông ngòi là kết quả tổng hợp của các nhân tố trên có thể định lượng được. Có thể biểu thị đại lượng dòng chảy Y với các yếu tố trên theo quan hệ:Y = f(X, Z) trong đóX là nhóm nhân tố khí hậu là nhóm biến đổi nhanh. Nhóm này tập hợp tất cả các yếu tố khí tượng: Mưa, bốc hơi, nhiệt đọ, gió…;Z là nhóm nhân tố đặc trưng mặt đệm là nhóm biến đổi chậm. Nhóm này tập hợp các đạc trưng: diện tích lưu vực, điều kiện địa hình, địa chất, độ dốc lưu vực, thảm phủ thực vật…Các hiện tượng thủy văn vừa mang tính tất định, vừa mang tính ngẫu nhiên.Tất định: sự thay đổi có tính chu kỳ (mùa lũ, mùa kiệt)…; mối quan hệ vật lý giữa các nhân tố ảnh hưởng (X, Z) đến các đặc trưng dòng chảy (Y)…; Biến đổi có quy luật theo không gian bị chi phối bởi tính địa đới của khí hậuNgẫu nhiên: phụ thuộc vào sự biến đổi ngẫu nhiên của nhóm nhân tố khí hậu, khí tượng.Phương pháp nghiên cứu:•Phương pháp Phân tích nguyên nhân hình thành Là phương pháp xây dựng dựa trên tính tất định của hiện tượng thuỷ văn.•1. Phân tích căn nguyên: Phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến sự hình thành các quá trình dòng chảy.•2. Tổng hợp địa lý: Hiện tượng thuỷ văn mang tính địa đới, khu vực. Có thể xây dựng bản đồ phân vùng, bản đồ đẳng trị các đặc trưng…•3. Lưu vực tương tự: mượn thông số, đặc trưng thuỷ văn của lưu vực khác có nhiều tài liệu hơn.•Phương pháp Thống kê xác suấtHiện tượng thuỷ văn mang tính ngẫu nhiên, do đó có thể coi các đại lượng thuỷ văn đặc trưng là các đại lượng ngẫu nhiên. Từ đó áp dụng lý thuyết thống kê xác suất để xác định các đặc trưng thuỷ văn thiết kế theo một tần suất thiết kế đã được quy định.4. Khái niệm về mưa và các đặc trưng biểu thịKN: là hiện tượng nước ở thể lỏng hoặc thể rắn từ các tầng khí quyển rơi xuống mặt đất. Các đặc trưng mưaLượng mưa (mm): là lớp nước mưa rơi trong một thời đoạn thời gian nào đó.Thời gian xác định lương mưa nhỏ hơn 1 ngày gọi là mưa thời đoạn ngắn (mưa 60 phút, 120 phút…), ngược lại lớn hơn 1 ngày gọi là thời đoạn dài (mưa ngày, mưa thág, mưa năm)Cườg độ mưa (mmphút,mmh): là lượng mưa rơi trong một đơn vị thời gian.5. Các phương pháp tính mưa bình quân lưu vực và điều kiện ứng dụngslide T18 19 206. Khái niệm và ý nghĩa của các đặc trưng biểu thị dòng chảyslide T30+317. Viết phương trình cân bằng nước và giải thích các thành phần của phương trìnhslide T35 36 378. Quá trình hình thành dòng chảy trên sông Sơ lược sự hình thành dòng chảy sông ngòiKhi mưa rơi xuống bề mặt lưu vực:•Một phần bị giữ lại để làm ẩm bề mặt (lá cây, mái nhà…)•Một phần bị giữ lại trong các chỗ trũng (điền trũng)•Một phần bị bốc hơi trở lại: bốc hơi qua lá, bốc hơi bề mặt…•Một phần bị thấm xuống đất: giai đoạn đầu thấm nhiều, giai đoạn sauthấm ít dần và ổn định•Phần còn lại chảy trà trên sườn dốc tạo thành các lạch nước rồi đổvào suối, suối đổ vào sông nhánh, sông nhánh đổ vào sông chính vàcuối cùng chảy ra cửa ra của lưu vực. (t = vài giờ ,vài ngày)•Phần dòng chảy sau khi bị thấm xuống đất sẽ tham gia vào quá trìnhhình thàh dòg chảy ngầm, sau một thời gian cũng sẽ chảy về cửa racủa lưu vực. (t = tháng).9. Phân biệt khái niệm xác suất và tần suất. Sự khác nhau giữa tần suất và xác xuất?slide T5 T6Biến cố: Khi nghiên cứu hiện tượng phải tiến hành nhiều thực nghiệm , mỗi thực nghiệm có 1 khả năng xuất hiện 1 hiện tượng ngẫu nhiên , không phụ thuộc vào điều kiện thực nghiệm , 1 kết cục trong 1 phép thử gọi là biến cố , ví dụ năm 1993 mực nước cao nhất sông Hồng đo tại Hà Nội là 12,8m Xác suất , tần suất : Các biến đồ khác nhau thì khả năng xuất hiện khác nhau . Ta dùng số số học biểu thị cụ thể số đo khả năng xuất hiện của biến cố nào đó , số đo này là xác suất xuất hiện của biến cố đó . Đ n : Xác suất xuất hiện của biến cố A kí hiệu là P ( A ) là khả năng xảy ra của biến cố A trong 1 phép thử ngẫu nhiên hay 1 quan trắc . P có thể được tính bằng tỉ số biến cố thuận lợi ( m số lần xuất hiện A ) và n là tổng số biến cố có thể P ( A ) = m n , m = 0 biến cố không , m = n biến cố chắc chắn Tần suất : Khi thí nghiệm rất nhiều lần thực nghiệm ta thấy tỉ số thường dao động quanh 1 hằng số nhất định . Lúc tỉ số m n gọi là tần suất của biến cố A. Vì xác suất dựa trên tính đồng nhất đối xứng của thực nghiệm mà trong tự nhiên các biến cố lại không mang tính đồng khả năng P(A)=lim từ 0 đến vô cùng(mn) hay còn nói là xác suất = lim từ 0 đến vô cùng của tần suất10. Khái niệm về đại lượng ngẫu nhiên, mẫu, tổng thể, nguyên tắc chọn mẫuĐại lượng ngẫu nhiên (ĐLNN) là một đại lượng mà trong một phép thử nó nhận một giá trị có thể trong tập giá trị hay trong một khoảng trên trục số với xác suất tương ứng của nó.Ký hiệu X = {x1, x2, x3, …, xn}Phân loại:• Đại lượng ngẫu nhiên rời rạc: Nếu nó nhận một số giá trị hữu hạn trong khoảng xác định của nó.• Đại lượng ngẫu nhiên liên tục: Nếu nó nhận bất kỳ giá trị trong khoảng xác định của nóTổng thể Số lượng các giá trị có thể mà ĐLNN cóthể nhận được là lớn vô cùng. Tập hợp tất cả các giá trị mà ĐLNN X có thể nhận được gọi là tổngthể. Ký hiệu: NMẫu Trong nghiên cứu không thể nào NC hết tất cả các giá trị của tổng thể mà chỉ NC trên một tập giá trị với số lượng rất nhỏ. Tập hợp hữu hạn các số liệu thu thập được của tổng thể gọi là mẫu.Ký hiệu: nCác yêu cầu của mẫu trong thống kê:•o Tính đại biểu: mẫu được chọn có những tính chất của tổng thể. Muốn vậy, dung lượng mẫu phải đủ lớn đảm bảo sai số lấy mẫu; mẫu phải bao gồm các giá trị số đặc trưng lớn, nhỏ và trung bình•o Tính độc lập: các số liệu của mẫu không phụ thuộc lẫn nhau•o Tính đồng nhất: cùng loại, cùng nguyên nhân hình thành hoặc cùng điều kiện xuất hiện11. Khái niệm phân bố tần suất đại lượng ngẫu nhiên rời rạc, mật độ tần suất (liên tục), đường tần suất kinh nghiệm, lý luận, các hàm phân bố PIII và KMĐường tần suất là đường quan hệ giữa tần suất luỹ tích và giá trị của biến ngẫu nhiên Đường tần suất kinh nghiệm: là băng điểm điểm biểu diễn tần suất xuất hiện của đại lượng ngẫu nhiên nhận giá trị X ≥ xi , Tần xuất được tính theo các công thức kinh nghiệm Đường tần suất lý luận:Đường cong trơn phù hợp với đường tần xuất kinh nghiệm gọi là đường tần suất lý luận. Đường tần suất lý luận là đồ thị hàm phân phối xác suất.Hàm PPXS Pearson III F(X≥ x) được xác định bằng cách lấy tích phân hàm mật độ. Việc tích phân trực tiếp hàm mật độ rất khó . Trong thực hành tiến hành lập bảng tính (Xp ῀ P) theo công thứcVới tra bảng Fôxtơ – Rưpkin (phụ lục 1) phụ thuộc Cs và P12. Các công thức tính tần suất kinh nghiệm.slide T34 3513. Các tham số thống kê và ảnh hưởng của tham số thống kê đến đường tần suất, ứng dụng.slide T29 30 31slide T51 52 5314. Các phương pháp vẽ đường tần suấtslide T54 5515. Khái niệm về tương quan thống kê, đường hồi quy, cách xác định, hệ số tương quan

Trang 1

I Vẽ đường tần suất kinh nghiệm:

Qi

1)2

Trang 2

TRẦN VĂN HUYNH BIDV STK 21510002489725

+ Tính tần suất kinh nghiệm theo công thức:

% 100 1

11 18 1

n

1) (K C

2 i

i s

v

K C

- Vẽ đường tần suất kinh nghiệm : Như trên

- Kiểm tra điều kiện áp dụng:

min

v s

v

K 1

2C C

) 6903 0 (

2 25 2 3806 1 ) 6903 0 (

=> Không đủ điều kiện áp dụng hàm Pearson III

Từ (Cs ; P) với Cs = 2.25 => tra bảng phụ lục (3-1) xác định được Φ

Trang 3

25 2 C

C m

Từ giá trị (P ; Qp) ta vẽ đường tần suất lý luận lên giấy tần suất

3 Phương pháp Loga Pearson III

TT

Qigiảm P % LogXi

Trang 4

Trang 5

- Ly sai tiêu chuẩn:

Trang 6

1 39

1072 2 1

2 1

.

3 log

x n

n

LogX LogXi

n

C

x s

σ

- Trị số lý luận:

x

K LogX

Từ giá trị (P; Xp) ta vẽ đường tấn suất lý luận lên giấy tần suất

Từ đường tần suất lý luận, ta gióng từ tần suất 1%; 2%; 4% ta được các lưu lượng

Q1% ; Q2% ; Q4%

Trang 7

Bài tập 1: Trình bày các phương pháp tính lượng mưa bình quân lưu vực Áp dụng tính cho

lưu vực sau đây theo ba phương pháp: (a) Phương pháp bình quân số học; (b) Phương pháp

đa giác Thiessen; và (b) phương pháp đường đẳng trị mưa

2.49 28.6

Bài tập 2: Lưu vực sông có diện tích F = STT+860(Km2)

- Trên lưu vực có 4 trạm mưa mỗi trạm khống chế diện tích là:

Trang 8

Theo phương pháp đa giác

245 247 245 263 286 352 82 362

296,8 860

Trang 9

Bài tập 3: cho số liệu lưu lượng tại một mặt cắt sông như sau:

Yêu cầu:

Lập bảng tọa độ đường tần suất kinh nghiệm

- Tính các tham sô thống kê CS ,Cv, Q ;

- Lập bảng tọa độ đường tần suất lý luận theo phương pháp Pearson III và Kritsky– Menken

i s

v

K C

Trang 10

Biểu đồ đường tần suất lý luận theo theo luật phân bố xác xuất pearson III

Hàm Pearson III:

Kiểm tra điều kiện áp dụng:

min

v s

v

K 1

2C C

=>Thoả mãn điều kiện áp dụng PearsonIII

-Từ (Cs,P%) với Cs=0.68 => tra bảng Foxto-Ruwp cho đường tần suất pearson III ta có:

s C m C

= = = =>Chọn m=3

Trang 11

Cv = 0.2 tra bảng phục lụcBảng tra hệ số mođuyn KP của đường tần suất Kriski - Menken

Bài tập 4: Công trình A dự kiến xây dựng ở tuyến có các đặc trưng dòng chảy đến như sau:

- Lưu lượng dòng chảy năm: Qo=20 m3/s; Cs=2Cv=0,4

- Lưu lượng dòng chảy kiệt: Qk = 10m3/s ; Cs=2Cv=0,5

- Tần suất thiết kế: P=90% Dạng Pearson III

- Năm điển hình đã được lựa chọn là năm 1981- 1982 có quá trình lưu lượng bình quântháng như sau:

1981-1982

9.88

36.35

15.90

20.9

6.10

3.08

1.73

0.80

1.3

8 3.54Hãy xác định:

a) Lưu lượng dòng chảy năm thiết kế (0,5 điểm)

b) Lưu lượng dòng chảy kiệt thiết kế (0,5 điểm)

Lưu lượng bình quân nhiều năm( Chuẩn dòng chảy năm)

A, Lưu lượng dòng chảy năm thiết kế:

- Lưu lượng dòng chảy năm Qo = 20 m3/s

Trang 12

Lưu lượng dòng chảy năm ứng với tần suất thiết kế là:

Qp=Kp x Qo=0.754 x 20 =15.08 (m3/s)

B, Lưu lượng dòng chảy kiệt thiết kế

- Lưu lượng dòng chảy kiệt: Qk = 10m3/s

Q

Phân phối dòng chảy thiết kế theo năm: Q ip = K Q p idh

Trang 13

Qidn W lũ W kiệt α lũ % α kiệt % W năm

Trang 14

Bài tập 5: Cho lưu vực một sông dự kiến làm cầu có diện tích 3km2, chiều dài sông chính

5,5 km, tổng chiều dài sông nhánh 4,2 km, độ dốc lòng sông Jls=9,4 0/00, độ dốc sườn dốc Jsd=118,60/00 , lượng mưa H1%= 380mm, ñộ nhám sườn dốc msd= 0,15; độ nhám lòng sông mls =7, hệ số dòng chảy lũ ϕ= 0,9.Biết lưu vực sông thuộc vùng mưa VI, hế số triết giảm ao hồ δ= 0,95.Tính lưu lượng thiết kế ứng với tần suất 1%

Lưu lượng thiết kế ứng với tần suất 1%

sd sd

Thời gian tập trung nước mưa trên sườn dốc tôsd

Vùng mưa VII và Phi sd =3,38 suy ra Bảng A2 tô sd = 24,75

Hệ số 1/3 1/ 4 1/ 4 1/3 1/ 4 1/ 4

65,78 ( ) 7 9.4 3 (0.9 380)

Bài tập 6: Cho số liệu đo sông Cầu tại trạm Thác Bưởi: F= 216,8 km , diện tích ao, hồ ,

đầm trên lưu vực fa= 38,45 km2.Tính lưu lượng ứng với tần suất 1%?

Trang 15

Bài tập 7: Cầu bắc qua thượng lưu sông Thao (α = 0.81; Ho = 22mm; f = 0.8) thuộc vùng

mưa III, có diện tích lưu vực F = 157Km2; chiều dài sông chính L = 12,3Km; lưu tốc

T p

Bài tập 8: Cầu bắc qua thượng lưu sông Kỳ Cùng (α = 0.86; Ho = 19mm; f = 0.8) có diện

tích lưu vực F= 220Km2; chiều dài sông chính L = 17Km; lưu tốc đo đạc lớn nhất Vmax = 2.4m/s Tính lưu lượng thiết kế với tần suất 1%; 2% và 4%? Biết: H1%=371.06mm; H2% = 326.13mm; H4% = 301.16mm; Hệ số triết giảm δ = 0.8

Y

Bài tập 9: Cầu nhỏ vượt qua suối Nậm Mươn tỉnh ðiện Biên (vùng mưa III) có diện tích F = 58.7Km2;

chiều dài sông chính L = 12.5Km; tổng chiều dài sông nhánh ∑l = 13.5Km; ñộ dốc lòng chủ Jl = 33o/oo;

Trang 16

độ dốc sườn lưu vực Jsd = 300o/oo Tính lưu lượng thiết kế với tần suất 1%; 2% và 4%? Biết: H1% = 381.mm; H2% = 335mm; H4% = 283.2mm; Hệ số triết giảm δ = 0.95; ϕ = 0.75; ml = 7; msd= 0.15;

Chiều dài bình quân sườn dốc lưu vực là

1000 1000 58.7

1254 1.8( ) 1.8(12.5 13.5)

sd

L sd

Nội suy Bảng A2 suy ra Vùng mưa III; Phi sd =9.06 suy ra tô sd = 90

Thông số địa mạo thuỷ văn của lòng sông Phi ls

50.5 ( ) 7 30 58.7 (0.75 381)

sd

L sd

Nội suy Bảng A2 suy ra Vùng mưa III; Phi sd =9.54 suy ra tô sd = 95.27

52.15 ( ) 7 30 58.7 (0.75 335)

sd

L sd

Nội suy Bảng A2 suy ra Vùng mưa III; Phi sd =9.06 suy ra tô sd = 101.84

54.38 ( ) 7 30 58.7 (0.75 283.2)

Trang 17

Bài tập 10: Viết phương trình cân bằng nước cho hồ chứa trong thời đoạn ∆t bất kỳ

Xác định Vh của hồ chứa điều tiết năm theo phương pháp lập bảng trong trường hợp bỏ quatổn thất nếu biết quá trình nước đến và nước dùng thiết kế như sau:

Q (m3/s) 3.72

4.43

16.29

7.13

9.37

5.26

2.73

1.38

0.77

0.36

2.10

∆ : thời đoạn tính toán

Q: lưu lượng đến hồ bình quân trong thời đoạn t∆

q :lưu lượng ra khỏi hồ bình quân trong thời đoạn ∆t

V1,V2: dung tích tại đầu và cuối thời đoạn tính toánMột năm có 365 ngày

Q (m 3 /s) 5.02 4.43 16.29 7.13 9.37 5.26 2.73 1.38 0.77 0.36 0.36 1.92

q (m 3 /s) 2.1 2.1 2.1 2.1 2.1 2.1 2.1 2.1 2.1 2.1 2.1 2.1 Ngày 30 31 31 30 31 30 31 31 28 31 30 31

Trang 18

Câu hỏi và thảo luận

1 Các khái niệm Thuỷ văn và Thuỷ văn công trình

Thuỷ văn:

+ Là ngành khoa học nghiên cứu mọi pha của nước trên trái đất:

• Sự hình thành - phân bố/trữ - vận động

• Đặc tính lý, hoá học

• Sự tương tác với môi trường xung quanh (mối quan hệ với các sinh vật sống)

+ Là một nghành khoa học thuộc lĩnh vực các khoa học về trái đất được phân ra nhiều chuyên ngành khoa học:

• Thủy văn lục địa nghiên cứu các hiện tượng thủy văn xẩy ra trên đất liền (Thủy văn lưu vực, thủy sông ngòi – Động lực học sông, thủy văn hô ao đầm lầy, chỉnh trị sông, đo đạc thủy văn, thủy văn công trình…

• Thủy văn biển – Hải dương học nghiên cứu các quá trình của nước xẩy ra trên biển và đại dương

Thuỷ văn công trình:

+ Là ngành khoa học ứng dụng sử dụng các nguyên tắc thuỷ văn trong việc giải quyết các vấn đề kỹ thuật xuất phát từ sự khai thác nguồn nước trên trái đất của con người + Nghiên cứu và tính toán các đặc trưng thủy văn phục vụ xây dựng công trình, thiết lập các mối quan hệ theo không gian, thời gian hoặc các biến đổi mang tính địa lý của nước, xác định các rủi ro xã hội liên quan đến các công trình và hệ thống thuỷ lợi.

2 Vòng tuần hoàn nước là gì? Sơ đồ mô tả vòng tuần hoàn nước.

Vòng tuần hoàn nước là sự tồn tại và vận động của nước trên mặt đất, trong lòng đất và trong bầu khí quyển của Trái Đất Nước Trái Đất luôn vận động và chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác, từ thể lỏng sang thể hơi rồi thể rắn và ngược lại Vòng tuần hoàn nước đã và đang diễn ra từ hàng tỉ năm và tất cả cuộc sống trên Trái Đất đều phụ thuộc vào nó, Trái Đất chắc hẳn sẽ là một nơi không thể sống được nếu không có nước.

Trang 19

3 Đặc điểm của hiện tượng thủy văn, Các phương pháp nghiên cứu

Các hiện tượng thuỷ văn là kết quả tác động của nhiều nhân tố tự nhiên Dòng chảy sinh ra trên mặt đất là một quá trình phụ thuộc và nhiều yếu tố: Khí hậu, thời tiết, mặt đệm… Dòng chảy sông ngòi là kết quả tổng hợp của các nhân tố trên có thể định lượng được Có thể biểu thị đại lượng dòng chảy Y với các yếu tố trên theo quan hệ:

Các hiện tượng thủy văn vừa mang tính tất định, vừa mang tính ngẫu nhiên.

Tất định: sự thay đổi có tính chu kỳ (mùa lũ, mùa kiệt)…; mối quan hệ vật lý giữa các nhân tố ảnh hưởng (X, Z) đến các đặc trưng dòng chảy (Y)…; Biến đổi có quy luật theo không gian bị chi phối bởi tính địa đới của khí hậu

Ngẫu nhiên: phụ thuộc vào sự biến đổi ngẫu nhiên của nhóm nhân tố khí hậu, khí tượng Phương pháp nghiên cứu:

• Phương pháp Phân tích nguyên nhân hình thành Là phương pháp xây dựng dựa trên tính tất định của hiện tượng thuỷ văn.

• 1 Phân tích căn nguyên: Phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến sự hình thành các quá trình dòng chảy.

• 2 Tổng hợp địa lý: Hiện tượng thuỷ văn mang tính địa đới, khu vực Có thể xây dựng bản đồ phân vùng, bản đồ đẳng trị các đặc trưng…

• 3 Lưu vực tương tự: mượn thông số, đặc trưng thuỷ văn của lưu vực khác có nhiều tài liệu hơn.

• Phương pháp Thống kê xác suất

Trang 20

Hiện tượng thuỷ văn mang tính ngẫu nhiên, do đó có thể coi các đại lượng thuỷ văn đặc trưng là các đại lượng ngẫu nhiên Từ đó áp dụng lý thuyết thống kê xác suất để xác định các đặc trưng thuỷ văn thiết kế theo một tần suất thiết kế đã được quy định.

4 Khái niệm về mưa và các đặc trưng biểu thị

KN: là hiện tượng nước ở thể lỏng hoặc thể rắn từ các tầng khí quyển rơi xuống mặt đất.

* Các đặc trưng mưa

Lượng mưa (mm) : là lớp nước mưa rơi trong một thời đoạn thời gian nào đó.

Thời gian xác định lương mưa nhỏ hơn 1 ngày gọi là mưa thời đoạn ngắn (mưa 60 phút,

120 phút…), ngược lại lớn hơn 1 ngày gọi là thời đoạn dài (mưa ngày, mưa thág, mưa năm)

Cườg độ mưa (mm/phút,mm/h) : là lượng mưa rơi trong một đơn vị thời gian.

5 Các phương pháp tính mưa bình quân lưu vực và điều kiện ứng dụng

8 Quá trình hình thành dòng chảy trên sông

* Sơ lược sự hình thành dòng chảy sông ngòi

Khi mưa rơi xuống bề mặt lưu vực:

•Một phần bị giữ lại để làm ẩm bề mặt (lá cây, mái nhà…)

•Một phần bị giữ lại trong các chỗ trũng (điền trũng)

•Một phần bị bốc hơi trở lại: bốc hơi qua lá, bốc hơi bề mặt…

•Một phần bị thấm xuống đất: giai đoạn đầu thấm nhiều, giai đoạn sau

thấm ít dần và ổn định

•Phần còn lại chảy trà trên sườn dốc tạo thành các lạch nước rồi đổ

vào suối, suối đổ vào sông nhánh, sông nhánh đổ vào sông chính và

cuối cùng chảy ra cửa ra của lưu vực (t = vài giờ ,vài ngày)

•Phần dòng chảy sau khi bị thấm xuống đất sẽ tham gia vào quá trình

hình thàh dòg chảy ngầm, sau một thời gian cũng sẽ chảy về cửa ra

của lưu vực (t = tháng).

9 Phân biệt khái niệm xác suất và tần suất Sự khác nhau giữa tần suất và xác xuất? slide T5 T6

Biến cố: Khi nghiên cứu hiện tượng phải tiến hành nhiều thực nghiệm , mỗi thực nghiệm

có 1 khả năng xuất hiện 1 hiện tượng ngẫu nhiên , không phụ thuộc vào điều kiện thực nghiệm , 1 kết cục trong 1 phép thử gọi là biến cố , ví dụ năm 1993 mực nước cao nhất sông Hồng đo tại Hà Nội là 12,8m

* Xác suất , tần suất : Các biến đồ khác nhau thì khả năng xuất hiện khác nhau Ta dùng

số số học biểu thị cụ thể số đo khả năng xuất hiện của biến cố nào đó , số đo này là xác suất xuất hiện của biến cố đó Đ / n : Xác suất xuất hiện của biến cố A kí hiệu là P ( A ) là khả năng xảy ra của biến cố A trong 1 phép thử ngẫu nhiên hay 1 quan trắc P có thể được tính bằng tỉ số biến cố thuận lợi ( m số lần xuất hiện A ) và n là tổng số biến cố có thể

Trang 21

* Tần suất : Khi thí nghiệm rất nhiều lần thực nghiệm ta thấy tỉ số thường dao động

quanh 1 hằng số nhất định Lúc tỉ số m / n gọi là tần suất của biến cố A Vì xác suất dựa trên tính đồng nhất đối xứng của thực nghiệm mà trong tự nhiên các biến cố lại không mang tính đồng khả năng

P(A)=lim từ 0 đến vô cùng(m/n) hay còn nói là xác suất = lim từ 0 đến vô cùng của tần suất

10 Khái niệm về đại lượng ngẫu nhiên, mẫu, tổng thể, nguyên tắc chọn mẫu

Đại lượng ngẫu nhiên (ĐLNN) là một đại lượng mà trong một phép thử nó nhận một giá trị có thể trong tập giá trị hay trong một khoảng trên trục số với xác suất tương ứng của nó.

Mẫu Trong nghiên cứu không thể nào NC hết tất cả các giá trị của tổng thể mà chỉ

NC trên một tập giá trị với số lượng rất nhỏ Tập hợp hữu hạn các số liệu thu thập được của tổng thể gọi là mẫu.

Ký hiệu: n

Các yêu cầu của mẫu trong thống kê:

• o Tính đại biểu: mẫu được chọn có những tính chất của tổng thể Muốn vậy, dung lượng mẫu phải đủ lớn đảm bảo sai số lấy mẫu; mẫu phải bao gồm các giá trị số đặc trưng lớn, nhỏ và trung bình

• o Tính độc lập: các số liệu của mẫu không phụ thuộc lẫn nhau

• o Tính đồng nhất: cùng loại, cùng nguyên nhân hình thành hoặc cùng điều kiện xuất hiện

11 Khái niệm phân bố tần suất đại lượng ngẫu nhiên rời rạc, mật độ tần suất (liên tục), đường tần suất kinh nghiệm, lý luận, các hàm phân bố PIII và K-M

Đường tần suất là đường quan hệ giữa tần suất luỹ tích và giá trị của biến ngẫu nhiên

- Đường tần suất kinh nghiệm: là băng điểm điểm biểu diễn tần suất xuất hiện của đại lượng ngẫu nhiên nhận giá trị X ≥ xi , Tần xuất được tính theo các công thức kinh nghiệm

- Đường tần suất lý luận:Đường cong trơn phù hợp với đường tần xuất kinh nghiệm gọi

là đường tần suất lý luận Đường tần suất lý luận là đồ thị hàm phân phối xác suất.

Hàm PPXS Pearson III F(X≥ x) được xác định bằng cách lấy tích phân hàm mật độ Việc tích phân trực tiếp hàm mật độ rất khó Trong thực hành tiến hành lập bảng tính (Xp ῀ P) theo công thức

Với tra bảng Fôxtơ – Rưpkin (phụ lục 1) phụ thuộc Cs và P

12 Các công thức tính tần suất kinh nghiệm.

slide T34 35

13 Các tham số thống kê và ảnh hưởng của tham số thống kê đến đường tần suất, ứng dụng.

Trang 22

Trang 23

Bài tập 11: Tính điều tiết lũ hồ chứa M bằng phương pháp giản hóa của Kô-trê-rin (sử dụng

bảng mẫu), cho biết các tài liệu sau:

- Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế: Qmp =750 m3/s

- Lũ dạng tam giác: Tl =10 giờ, Tx = 20 giờ

- Công trình xả lũ loại đập tràn tự do, cao trình đỉnh tràn ngang mực nước bình thường

Trang 24

Tại thời điểm ban đầu, lưu lượng đo tại tuyến cửa ra của lưu vực là

Trang 25

Câu 2: Một công trình dự kiến xây dựng trên lưu vực có các đặc trưng như sau:

FA = 50 km2;Ls = 14.3 km; Js = 5.0 %o Ld = 3.10 km; Jd = 30 %o Đây là một lưu vực bộ phận của lưu vực sông Thao; Đặc điểm sườn dốc bằng phẳng Đặc điểm lòng sông: sông vùng núi, lòng sông nhiều đá Đặc điểm đất: cấp IV Lượng mưa ngày thiết kế: 215mm

Hãy tính:

1) Thời gian tập trung dòng chảy

2) Q đỉnh lũ theo công thức Cường độ giới hạn

3) Xây dựng đường quá trình lũ tam giác

Sườn dốc bằng phẳng md=0.5

Sông vùng núi lòng sông nhiều đá ms=7

Sông thao vùng mưa VI anpha = 0.85

Thời gian tập chung của dòng chảy

d d

Trang 26

Định dạng
Số trang	26
Dung lượng	2,74 MB