* Xác định tổng lượng lũ thiết kế: Đối với trường hợp nhiều tài liệu thì làm tương tự như là xác định đỉnh lũ thiết kế.
Lưu ý: đặc trưng đỉnh lũ và tổng lượng lũ được chọn trong cùng một trận lũ.
* Xác định quá trình lũ thiết kế: chọn một trận lũ điển hình, sau đó thu phóng để có quá trình lũ thiết kế.
Yêu cầu của một trận lũ điển hình o Phải là một trận lũ thực đo
o Đỉnh lũ (hoặc lượng lũ) của trận lũ điển hình xấp xỉ với đỉnh lũ (hoặc lượng lũ) thiết kế
o Có hình dạng bất lợi đối với công trình
6. Tính toán lũ thiết kế
82
Thu phóng cùng tỷ số:
Nhân tung độ của đường quá trình lũ điển hình với cùng một tỷ số KQ hoặc KW thời gian giữ nguyên không đổi được đường quá trình lũ
thiết kế.
hoặc Trong đó:
Qmp, Qmđh: Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế và lũ điển hình Wmp, Wmđh: Tổng lượng lũ thiết kế và lũ điển hình Khi đó:
Qip = Qiđh. KQ hoặc Qip = Qiđh. KW
Trong đó Qip, Qiđh là tung độ của đường quá trình lũ thiết kế và lũ điển hình
mdh mp
Q Q
Q
K
mdh mp
W W
W
K
6. Tính toán lũ thiết kế
Thu phóng theo 2 tỷ số:
* Các tung độ của đường quá trình lũ điển hình được nhân với tỉ số KQ để có tung độ của đường quá trình lũ thiết kế
Sau khi thu phóng, tổng lũ thiết kế là Wp, thời gian kéo dài trận lũ thiết kế là Tp
Với f: hệ số hình dạng của đường quá trình lũ. Với lũ tam giác f =1.
Tương tự với trận lũ điển hình:
mdh mp
Q Q
Q
K
f Q
W T
mp p p
2
f Q
W T
mdh dh dh
2
6. Tính toán lũ thiết kế
84
Thu phóng theo 2 tỷ số:
* Các hoành độ của đường quá trình lũ điển hình được nhân với tỉ số KT để có hoành độ của đường quá trình lũ thiết kế
Như vậy quá trình lũ thiết kế sẽ có đỉnh lũ bằng Qmaxp và tổng lượng lũ đúng bằng Wmaxp.
Q W
mp mdh
dh p
dh p
T K
K Q
Q W
W T
T
K
6. Tính toán lũ thiết kế
b. Xác định lũ thiết kế khi không có tài liệu thực đo
* Phân loại các phương pháp:
Công thức lý luận: là loại công thức được xây dựng trên cơ sở công thức căn nguyên dòng chảy, từ đó xây dựng mối liên hệ giữa đỉnh lũ với các đặc trưng mưa gây lũ và các yếu tố ảnh hưởng của mặt đệm. Điển hình: công thức cường độ giới hạn
Công thức kinh nghiệm: là loại công thức đã hoàn toàn dựa trên cơ sở tổng hợp tài liệu thực đo về lũ nhằm xác định mối quan hệ giữa lưu lượng đỉnh lũ với các nhân tố ảnh hưởng, từ đó dùng một công thức toán học để thể hiện mối quan hệ đó. Điển hình: công thức triết giảm mô đun đỉnh lũ theo diện tích lưu vực sông.
Công thức bán kinh nghiệm: là loại công thức trung gian của 2 loại trên, nghĩa là vừa dựa vào phân tích căn nguyên của sự hình thành dòng chảy lũ vừa tổng hợp theo tài liệu thực đo để tham số hóa các công thức tính toán.
6. Tính toán lũ thiết kế
86
b. Xác định lũ thiết kế khi không có tài liệu thực đo
•Quy định của Quy phạm Thuỷ lợi C6-77
oKhi diện tích lưu vực nhỏ hơn 100km2 thì đỉnh lũ được tính bằng công thức Cường độ giới hạn.
oKhi diện tích lưu vực lớn hơn 100km2 thì dùng công thức triết giảm hoặc công thức Xô-kô-lôp-sky.
6. Tính toán lũ thiết kế
1) Công thức Cường độ giới hạn
F: Diện tích lưu vực
aP: cường độ mưa bình quân lớn nhất thời đoạn ứng với tần suất P với thời đoạn tính toán là thời gian tập trung dòng chảy . Được xác định theo công thức kinh nghiệm hoặc đường cong triết giảm
: Hệ số dòng chảy lũ phụ thuộc (loại đất, F, Hnp) (tra bảng 6- 7 tr 270))
K: Hệ số chuyển đổi với K = 16,67 nếu aP tính bằng .F
.a K. α
Q m axP τ τP
6. Tính toán lũ thiết kế
88
1) Công thức Cường độ giới hạn Đặt
HnP: lượng mưa ngày lớn nhất ứng với tần suất P Đặt
Ta có:
AP tra bảng theo vùng và (s,td)
tra bảng quan hệ ra td;
nP
t H
a P ( )
) ( 67 ,
P 16
A
F H
A
Q m ax P P . . nP .
0,4
3 , 0
6 ,
1000 0
np d
d
d d
H J
m
L
1/4
3 / 1
1000
F H
J m
L
np s
s
s
s
6. Tính toán lũ thiết kế
2) Công thức triết giảm
Trong đó:
n là hệ số triết giảm. Xác định bằng cách tra bảng (phụ lục 4-7 QPTL C6-77)
AP: Thông số địa lý khí hậu có thể xác định bằng tra bảng hoặc từ lưu vực tương tự.
3 2
max m / s . km
F q A
n P
P
n tt p tt
p
p A q F
A max
n
tt F
1
6. Tính toán lũ thiết kế
90
3) Công thức Xô-kô-lôp-sky
Trong đó:
là hệ số dòng chảy (tra bảng theo vùng)
HT: lượng mưa thiết kế trong thời gian tính toán T H0: lớp tổn thất ban đầu (tra bảng theo vùng)
f: hệ số hình dạng lũ
f F T
H Q H
l
T .
278 ,
0 0
m ax
6. Tính toán lũ thiết kế
c. Tính toán tổng lượng lũ
•Mượn quan hệ Qmaxp ~ Wmaxp của lưu vực tương tự
•Sử dụng công thức kinh nghiệm:
Với lưu vực nhỏ F<1km2 thì tính theo lượng mưa lớn nhất trong thời đoạn 150 phút: Wmp = 103(150).Hnp.F Với lưu vực có F =1 50km2: Wmp =103.Hnp.F
Trong đó: Hnp – lượng mưa ngày thiết kế và tính theo lượng mưa lớn nhất trong thời đoạn 1 ngày.
6. Tính toán lũ thiết kế
92
d. Đường quá trình lũ thiết kế Q(t) ~ t
•Sử dụng mô hình toán thuỷ văn
•Khái quát hoá theo dạng toán học nào đó + Dạng tam giác
+ Dạng hình thang
+ Dạng Xô-kô-lôp-sky
6. Tính toán lũ thiết kế
d. Đường quá trình lũ thiết kế Q(t) ~ t
•Dạng tam giác
Thời gian kéo dài trận lũ:
Tlũ = Tl + Tx Ta có
Đối với lưu vực nhỏ ít điều tiết =1,52
Đối với lưu vực điều tiết nhiều =2,53,5 hoặc lấy theo lưu vực tương tự
mp mp
lu Q
W T
2
l x
T
T
6. Tính toán lũ thiết kế
94
Dạng tam giác
0 200 400 600 800 1000 1200
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45
Qmaxp
Tlũ Wmaxp
6. Tính toán lũ thiết kế
d. Đường quá trình lũ thiết kế Q(t) ~ t
*Dạng hình thang
Thời gian kéo dài trận lũ
mp mp
lu Q
W T
1 , 1
2
200 400 600 800 1000 1200
Tđ
Qmaxp
Wmaxp
6. Tính toán lũ thiết kế
96
d. Đường quá trình lũ thiết kế Q(t) ~ t
*Dạng Xô-kô-lôp-sky
Lũ do mưa rào thường lấy m = 2, n = 3
m
l m
t t
Q t
Q
n
x x m
t t
t t
Q
Q
0.00 200.00 400.00 600.00 800.00 1000.00 1200.00
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45
Qmaxp
m n
tl tx
Bài tập chương 4
f1 f2
f3 f4
Câu 1: Một lưu vực có: thời gian chảy truyền =4h; diện tích các mảnh là: f1 =10km2; f2=12km2; f3=16 km2; f4=15km2 ;
và lượng mưa hiệu quả là h1=3cm; h2=4cm; h3=6cm;
h4=11cm; h5=8cm;
Áp dụng CT căn nguyên dòng chảy xác định Q~t.
Qmax=?
Bài tập chương 4
98
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: