Trang 1 ĐIỀU TIẾT DÒNG CHẢYTRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢIKhoa Kỹ thuật tài nguyên nướcBộ môn Thủy văn và Biến đổi khí hậu Trang 2 Khái niệm chungHệ thống hồ chứa: Trang 3 Vai trò của HT hồ ch
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước Bộ mơn Thủy văn Biến đổi khí hậu ĐIỀU TIẾT DÒNG CHẢY Giảng viên: Nguyễn Thị Thu Nga Email: ngatvct@tlu.edu.vn Khái niệm chung Hệ thống hồ chứa: Tập hợp hồ sông hệ thống sông tạo thành hệ thống hồ chứa Vai trò HT hồ chứa Hồ chứa coi biện pháp quy hoạch phát triển nguồn nước mặt Hồ chứa làm thay đổi chế độ dịng chảy sơng ngịi Hồ chứa làm thay đổi trạng thái tự nhiên nguồn nước tạo điều kiện có lợi cho hoạt động dân sinh kinh tế vùng hạ lưu cơng trình Hiện nay, Việt nam hình thành hệ thống hồ chứa lớn hệ thống Sông Hồng, sông Đồng Nai, Sông Sê san, làm thay đổi đáng kể cân nước lưu vực sơng Mơ tả HT hồ chứa Hệ thống nguồn nước thường mô tả hệ thống sơ đồ, bao gồm hệ thống nút trình trao đổi nước chúng Sự trao đổi nước nút hệ thống mô tả hệ phương trình cân nước phương trình động lực Tuỳ thuộc tính chất nút đặc điểm tốn mà mơ tả khác Các hồ chứa hệ thống coi nút hệ thống, xây dựng với mục đích làm thay đổi q trình dịng chảy hệ thống cho phù hợp với nhiệm vụ khai thác nguồn nước Sơ đồ hệ thống tưới Thạch Hãn - Quảng Trị Chú thích: I1, I2, I3 nút mơ tả dịng chảy đến thời gian tính tốn- q trình lưu lượng lưu vực tập trung nước nút KG: KG1, KG2, nút nhập lưu khu – mơ tả q trình lưu lượng lưu vực khu IR1, IR2, nút có u cầu cấp nước tưới Tại cần mơ tả trình lưu lượng yêu cầu tưới SH1, SH2, nút có yêu cầu cấp nước sinh hoạt Tại cần mơ tả q trình lưu lượng theo yêu cầu cấp nước sinh hoạt R1, R2, nút hồ chứa DV1, DV2, nút đập dâng Phân loại Phân loại theo cấu trúc hệ thống: HT hồ chứa song song HT hồ chứa bậc thang Loại hỗn hợp Phân loại theo chức năng, nhiệm vụ thiết kế hồ chứa HT hồ chứa làm nhiệm vụ cấp nước HT hồ chứa phát điện HT hồ chứa phòng lũ HT hồ chứa lợi dụng tổng hợp Phân loại theo chu kỳ điều tiết HT hồ chứa điều tiết năm HT hồ chứa điều tiết nhiều năm HT hồ chứa có hình thức điều tiết hỗn hợp a) Hệ thống hồ chứa bậc thang b) Hệ thống hồ chứa song song Lai châu S Lô S Đà S Thao Sơn la Thác bà TĐ Tuyên quang Hoà bình Yên bái S Gâm Phù ninh S Hồng Sơn tây S Đuống Hµ néi Hệ thống hồ chứa có cấu trúc hỗn hp Th-ợng Kongtum Pleikrông S Sê san Yaly Se san Se San 3A Se San d) Hệ thống hồ chứa có cấu trúc hỗn hợp Tính tốn điều tiết lũ hồ chứa có nhiệm vụ phịng lũ hạ du Đối với hồ chứa độc lập Bước 1: Giả định lưu lượng xả qx(t) thời điểm t Bước 2: Tính tốn điều tiết lũ Bước 3: Diễn toán lũ theo phương pháp thuỷ lực thuỷ văn tuyến phòng lũ Bước 4: Kiểm tra điều kiện qmax qat Nếu thoả mãn chuyển sang thời đoạn hết trận lũ, trường hợp ngược lại quay lại bước Bước 5: Sau tính tốn cho toàn trận lũ cần kiểm tra điều kiện: qmax- qat e Đối với hệ thống hồ chứa Trong trường hợp hồ chứa nằm hệ thống hồ chứa bậc thang cần giải hai vấn đề sau: Quá trình truyền lũ từ hồ xuống hồ phía tiến hành theo phương pháp tính tốn thủy lực mơ hình truyền lũ Việc phân phối dung tích hồ chứa hệ thống bậc thang cần thơng qua tính tốn kinh tế bao gồm: chi phí đầu tư hiệu cấp nước hệ thống TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI Khoa Kỹ thuật tài ngun nước Bộ mơn Thủy văn Biến đổi khí hậu ĐIỀU TIẾT DÒNG CHẢY Chương Giảng viên: Nguyễn Thị Thu Nga Email: ngatvct@tlu.edu.vn Chương BIỂU ĐỒ ĐIỀU PHỐI VÀ VẬN HÀNH HỒ CHỨA Khái niệm chung Điều phối hồ chứa tồn cơng việc nhằm điều khiển q trình tích tháo nước hồ để đảm bảo yêu cầu dùng sử dụng nước, yêu cầu phòng chống lũ lụt trạng thái khác trình nước đến Biểu đồ điều phối biểu đồ lập sẵn mô tả quan hệ dung tích với thời gian lưu lượng xả với thời gian để người quản lý vào đưa định vận hành hồ chứa Cấu tạo Biểu đồ điều phối Biểu đồ điều phối hồ chứa điều tiết năm H (m) Hđđ Vùng F Hsc Vùng E Hbt Htl Vùng B Vùng A Vùng C 1/6 V (10 m ) 1/7 1/8 1/9 1/10 1/11 1/12 1/1 Thời gian (Ngày/Tháng) 1/2 1/3 1/4 1/5 1/6 Đường 1: Đường hạn chế cấp nước Đường 2: Đường phòng phá hoại Đường 3: Đường phòng lũ Vùng A: vùng cấp nước gia tăng Vùng B: vùng cấp nước bình thường Vùng C: Vùng hạn chế cấp nước Vùng E: Vùng xả lũ bình thường Vùng F: vùng xả lũ khơng bình thường Biểu đồ điều phối hồ chứa điều tiết nhiều năm H (m) Hđđ Vùng F Hsc Hbt Vùng A Vùng E Htl Vùng B Vn Vùng C 1/6 V (10 m ) 1/7 1/8 1/9 1/10 1/11 1/12 1/1 Thời gian (Ngày/Tháng) 1/2 Vnn 1/3 1/4 1/5 1/6 Ứng dụng biểu đồ điều phối Giả sử thời điểm t1, dung tích hồ V1 Nếu tọa độ (t1, V1) rơi vào vùng A vùng cấp nước gia tăng người quản lý cho hồ chứa hoạt động với lưu lượng cấp nước lớn trị số thiết kế qcấp > qyêucầu (p) Nếu tọa độ (t1, V1) rơi vào vùng B vùng cấp nước bình thường người quản lý cho hồ chứa hoạt động với lưu lượng cấp nước trị số thiết kế qcấp= qyêucầu (p) Nếu tọa độ (t1, V1) rơi vào vùng C vùng hạn chế cấp nước người quản lý phải cho hồ chứa hoạt động với lưu lượng cấp nước nhỏ trị số thiết kế qcấp< qucầu (p) Mục đích nhanh chóng đưa mực nước (dung tích) hồ trở lại trạng thái hoạt động bình thường thời kỳ Nếu tọa độ (t1, V1) rơi vào vùng E vùng xả lũ bình thường người quản lý cho hồ xả lũ theo lưu lượng xả thiết kế qxả>qxả (p) Nếu tọa độ (t1, V1) rơi vào vùng F vùng xả lũ khơng bình thường người quản lý phải cho hồ xả hết công suất để nhanh chóng đưa mực nước (dung tích) hồ trạng thái làm việc bình thường (vùng E) Vẽ đường hạn chế cấp nước đường phòng phá hoại Từ số liệu thực đo, chọn số năm có lượng dòng chảy xấp xỉ nhỏ lượng dòng chảy năm thiết kế Hiệu chỉnh năm thực đo theo hệ số: Wp Kc Wi Tính điều tiết ngược theo chiều kim đồng hồ V(t1)=V(t0)+(q-Q)Dt Lưu ý: Khi V(ti)>Vh phải xả tràn V(ti)=Vh Với năm chọn vẽ đường cong V~t Tập hợp họ đường cong Đường bao đường bao họ đường cong ĐPPH ĐHCCN Ví dụ: Vẽ đường tích nước để xây dựng ĐHCCN ĐPPH Vbt= 16.09 tr m3 TT Tháng Số ngày 1/7 1/8 1/9 1/10 1/11 1/12 1/1 1/2 1/3 10 1/4 11 1/5 12 1/6 1/7 31 31 30 31 30 31 31 28 31 30 31 30 Q 1.50 2.20 3.56 2.35 2.05 1.44 0.92 0.53 0.37 0.22 0.45 0.50 q Vc= 2.825 tr m3 WQ Wq DW(+) DW(-) V 1.35 1.35 1.35 1.35 1.35 1.35 1.35 1.35 1.35 1.35 1.35 1.35 2.825 Vxả Vbt= 16.09 TT Tháng Số ngày 1/7 1/8 1/9 1/10 1/11 1/12 1/1 1/2 1/3 10 1/4 11 1/5 12 1/6 1/7 31 31 30 31 30 31 31 28 31 30 31 30 Q 1.50 2.20 3.56 2.35 2.05 1.44 0.92 0.53 0.37 0.22 0.45 0.50 q 1.35 1.35 1.35 1.35 1.35 1.35 1.35 1.35 1.35 1.35 1.35 1.35 Vc= 2.825 WQ Wq DW(+) DW(-) 4.02 5.89 9.23 6.29 5.31 3.86 2.46 1.29 0.98 0.58 1.2 1.3 3.62 3.62 3.5 3.62 3.5 3.62 3.62 3.27 3.62 3.5 3.62 3.5 0.402 2.277 5.728 2.678 1.814 0.241 1.159 1.978 2.636 2.920 2.413 2.203 V Vxả 2.949 3.351 5.628 11.356 14.035 15.849 16.090 0.043 14.975 12.997 10.361 7.441 5.028 2.825 V~t V(triệu 18.000 16.000 14.000 12.000 10.000 8.000 6.000 4.000 2.000 0.000 1/7 1/8 1/9 1/101/111/12 1/1 1/2 1/3 1/4 1/5 1/6 1/7 Biểu đồ điều phối hồ chứa Buôn Joong 512.5 510.5 Hđđ=510m 508.5 Hgc=508.35m 506.5 Hbt=506.8m H(m) 504.5 502.5 500.5 498.5 496.5 494.5 1/6 1/7 1/8 1/9 1/10 1/11 1/12 1/1 Thời gian (Ngày/Tháng) 1/2 1/3 1/4 1/5 1/6