Giải bài tập thuỷ văn

NORTH SAINT _ AMITABHA  Ta có lưu lượng tương ứng tại các mặt cắt như sau... NORTH SAINT _ AMITABHA  Thuỷ trực 4 vbqtt4 v0,6h 0,95m / s  Tính lưu lượng các bộ phận và lưu lượng toàn

NORTH SAINT _ AMITABHA 

Câu 1 - Cho số liệu đo thuỷ trực như bảng sau:

 Tính lưu lượng các bộ phận và tính lưu lượng mặt cắt ngang

Từ mặt cắt ngang ta xét tan góc hợp bởi mặt thoáng và bờ trái 2,2 O

4 11'30

hay bờ dốc thoải, tra bảng ta có hệ số K1 = 0,7 Tương tự ta có bờ dốc phải cũng thoải tra bảng ta có hệ số K2 = 0,7

NORTH SAINT _ AMITABHA 

Ta có lưu lượng tương ứng tại các mặt cắt như sau

NORTH SAINT _ AMITABHA 

Thuỷ trực 4 vbqtt4 v0,6h 0,95m / s

 Tính lưu lượng các bộ phận và lưu lượng toàn bộ

Ta đánh dấu tương ứng diện tích các phân vùng của thuỷ trực từ f0 - f4

Từ mặt cắt ngang ta xác định được diên tích các phân vùng tương ứng như sau

Câu 3 - Cho số liệu lưu lượng tại một mặt cắt ngang sông như sau

 Lập bảng toạ độ đường tần suất kinh nghiệm

NORTH SAINT _ AMITABHA 

Giả sử chuỗi số liệu là các giá trị lớn nhất, nên tần suất kinh nghiệm ta sử dụng công thức kỳ vọng để xác định i m

NORTH SAINT _ AMITABHA 

X = K Q 72,27 64,45 57,14 51,25 46,98 44,95 43,73 41,8 39,37 Câu 4 - Biết số liệu đo lưu lượng Q (m3/s) của một con sông như bảng dưới

 Tính giải điểm tần suất kinh nghiệm

Giả sử chuỗi số liệu là các giá trị lớn nhất, nên tần suất kinh nghiệm ta sử dụng công thức kỳ vọng để xác định i m

NORTH SAINT _ AMITABHA 

NORTH SAINT _ AMITABHA 

Hệ số biến đổi  2

i V

Theo Loga - Pearson III

Tính giải điểm tần suất kinh nghiệm đặt A = LogQ - LogQ i

NORTH SAINT _ AMITABHA 

i LogQ

độ dốc sườn dốc 118,64o/oo, lưu lượng mưa H1% = 380mm, độ nhám sườn dốc

ms = 0,15; độ nhám lòng sông ml = 7, hệ số dòng chảy lũ  = 0,9 Biết lưu vực sông thuộc vùng mưa VI, hệ số triết giảm ao hồ  = 0,95 Tính lưu lượng thiết kế với tần suất 1%

Bài giải được thực hiện theo công thức cường độ giới hạn (ĐH Xây Dựng HN)

Ta có QP 16, 67.a F .P     1 với F = 3km2, tra bảng ta có  = 0,47

18, 6.Lt

f I 100m



NORTH SAINT _ AMITABHA 

Câu 6 - Cho số liệu đo sông Cầu tại trạm Thác Bưởi: F = 216,8km2, diện tích ao,

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

NORTH SAINT _ AMITABHA 

lưu tốc đo đạc lớn nhất Vmax= 2,2m/s; lượng mưa ngày TK H1% = 254mm; hệ số triết giảm  = 0,85 Tính lưu lượng thiết kế với tần suất 1%?

Ta có với giả thiết đề cho ta sử dụng công thức của Xôkôlôpxki để tính toán

1 K F



Tương ứng T = 47phút ≤ 1440phút → KT = 0,001 và m = 0,8 thay vào ta có HT’ = 7515,88mm “Biểu thức (1) thay HT = HT’ để tính toán”

Q 0; 0, 81; H 19mm; f  0, 8 Thay hết vào (1) ta có QP= 81234,4m3/s Câu 8 - Cấu bắc qua thượng lưu sông Kỳ Cùng ( = 0,86; H0 = 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 Xác định 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  = 0,8

Ta có với giả thiết đề cho ta sử dụng công thức của Xôkôlôpxki để tính toán

NORTH SAINT _ AMITABHA 

1 K F



Tương ứng T = 47phút ≤ 1440phút → KT = 0,001 và m = 0,8

“Do vậy HT ở biểu thức (1) được thay bằng HT’ để tính toán)

P(%) HP (mm) HT (mm) HT' (mm) QP (m3/s) 1% 371,06 13874,68 12909,00 154372,1 2% 326,13 12194,65 11345,91 135652,3 4% 301,16 11260,97 10477,21 125248,8 Câu 9 - Cầu nhỏ vượt qua suối Nậm Mươn tỉnh Điện Biên (Vùng mưa III) có diện tích F = 58,7Km2; chiều dài sông chính L = 12,5Km; tổng chiều dài dông nhánh L = 13,5Km; dộ dốc lòng chủ Jl = 33o/oo; độ dốc sườn lưu vực Jsd =

300o/oo Tính lưu lượng thiết kế với tần suất 1%, 2% và 4%? Biết H1% = 381mm; H2%

0,6 sd

NORTH SAINT _ AMITABHA 

Tương ứng với vùng mưa III, sd, ls ta có giá trị AP Các số liệu được tổng hợp như bảng sau:

 Xác định lưu lượng chảy qua mặt cắt

Hình minh hoạ mặt cắt ngang

NORTH SAINT _ AMITABHA 

3 m

Q v.A C.A R.I  43, 6.1712 7, 37.0, 0002 2865, 75m / s

 Xác định xói chung dưới cầu theo Laursen (Tự giả thiết LC)

Kiểm tra cơ chế xói

Xảy ra xói nước đục

Xác định hệ xói chung theo chiều sâu  

 Xác định xói cục bộ tại trụ đầu tròn có đường kính D = 3m

Theo công thức của Nguyễn Xuân Trực và Nguyễn Hữu Khải ta có

NORTH SAINT _ AMITABHA 

Qtk = Ql = 502,69m3/s; Kd là hệ số xét đến hình dạng trụ Kd  0,1Ktrong đó tra bảng ta có K 10Kd  ; b = D = 3m thay hết vào (1) ta có: 1

NORTH SAINT _ AMITABHA 

sau xói chung = hlc = 18,33m; d là đường kính hạt cốt liệu đáy sông d = dm0,2mm

Kiểm tra cơ chế xói

tk 4

NORTH SAINT _ AMITABHA 

Kiểm tra cơ chế xói

tk 4

đường kính trung bình hạt cát đáy sông là d = 0,0001m Dự kiến thiết kế đầu trụ tròn Hướng dòng chảy và trụ a = 0 Dự định thiết kế cầu qua sông với chiều dài Lc = 1000m Tính xói chung và xói cục bộ?

NORTH SAINT _ AMITABHA 

 Xác định xói chung theo laursen

Kiểm tra cơ chế xói

Kiểm tra cơ chế xói

tk 4

NORTH SAINT _ AMITABHA 

 Theo c«ng thøc cña NguyÔn Xu©n Trùc vµ NguyÔn H÷u Kh¶i

KiÓm tra c¬ chÕ xãi

NORTH SAINT _ AMITABHA 

K2 là hệ số xét ảnh hưởng của hướng dòng chảy đến trụ  = 0 → K2 = 1

K3 hệ số phụ thuộc chiều cao sóng cát: Đáy bằng phẳng nên K3 = 1,1

K4 hệ số hiệu chỉnh để giảm bớt chiều sâu hố xói cục bộ : D = 0,2mm < 60mm thì K4 = 1 Thay hết số liệu vào (1) ta có

0,35

0,43 cb

NORTH SAINT _ AMITABHA 

chảy dưới cầu là chảy tự do, tra bảng ta có K1 = 0,49 → htt = K1.H1 = 1,1m →

Tốc độ tại mặt cắt tính toán dưới cầu tt tk

Câu 16 - Cho lưu lượng Q = 25m3/s, tốc độ cho phép dưới cầu [vt] = 4,5m/s;

mố chân dê, chiều sâu hạ lưu hh = ho = 0,8m Tính thuỷ lực cầu nhỏ

Ta có hình dạng mố trụ là mố chân dê, tra bảng ta có hệ số lưu lượng m = 0,32; tra bảng với m ta có N = 0,84; K1= 0,45;  = 0,76; 32m2 0, 59

Giả sử dòng chảy dưới cẩu là chảy tự do → ng = 1 → Cột nước dâng trước

cầu

2 2 t

Ta tính toán theo chế độ chảy tự do

Chiều dài thoát nước dưới cầu tk

→ Không đạt Do vậy, ta chọn lại hình thức gia cố

Chọn hình thức gia cố: Gia cố bằng lát đá hộc đường kính 25cm trên nền đá dăm đường kính 30cm có [vt] = 5m/s

Chiều dài thoát nước dưới cầu tk

NORTH SAINT _ AMITABHA 

→ Đạt Vậy chọn khẩu độ cầu là 6,3m

Câu 17 - Xác định khẩu độ thoát nước cầu nhỏ Biết lưu lượng thiết kế Q = 35m3/s; cột nước trước cầu H = 1,9m; độ sâu dòng chảy đều h0 = 1,4m

Chọn mố chữ U, tra bảng 5.2 ta lấy hệ số lưu lượng m = 0,34; tra bảng 5.1 ta

chảy dưới cầu là chảy tự do, tra bảng ta có K1 = 0,49 → htt = K1.H1 = 0,931m →

Tốc độ tại mặt cắt tính toán dưới cầu tt tk

NORTH SAINT _ AMITABHA 

Ta có hình dạng mố trụ là mố chân dê, tra bảng ta có hệ số lưu lượng m = 0,34; tra bảng với m ta có N = 0,81; K1= 0,45;  = 0,81; 32m2  0, 61

Giả sử dòng chảy dưới cẩu là chảy tự do → ng = 1 → Cột nước dâng trước

cầu

2 2 t

Ta tính toán theo chế độ chảy tự do

Chiều dài thoát nước dưới cầu tk

chảy dưới cầu là chảy tự do → htt = K1.H1 = 0,99m → Tốc độ tại mặt cắt tính

Độ sâu dòng chảy đều h0 = 0,9m; Gia cố bằng lát đá hộc D = 25cm trên lớp

đá dăm dày 12cm có Vcp = 4m/s Tính khẩu độ thoát nước của cầu

Ta có hình dạng mố trụ là mố chân dê, tra bảng ta có hệ số lưu lượng m = 0,34; tra bảng với m ta có N = 0,81; K1= 0,49;  = 0,81; 32m2  0, 61

Giả sử dòng chảy dưới cầu là chảy tự do → ng = 1 → Cột nước dâng trước

cầu

2 2 t

Ta tính toán theo chế độ chảy tự do

Chiều dài thoát nước dưới cầu tk

NORTH SAINT _ AMITABHA 

Vậy chọn khẩu độ cầu là 6m

Câu 20 - Theo số liệu khảo sát và điều tra thuỷ văn một dòng suối đã thu nhập được các số liệu sau: Lưu lượng tính toán của dòng chảy Q = 20,5m3/s;

Độ sâu dòng chảy đều h0 = 0,9m; Cho mực nước dâng cho phép trước cầu là 1,8m Gia cố bằng lát đá hộc D = 25cm trên lớp đá dăm dày 12cm có Vcp = 4m/s Tính khẩu độ thoát nước của cầu

Ta có hình dạng mố trụ là mố chân dê, tra bảng ta có hệ số lưu lượng m = 0,35; tra bảng với m ta có N = 0,8; K1= 0,52

Ta có N.H 1, 4 h0 nên dòng chảy dưới cầu là chảy tự do → ng = 1

Ta tính toán theo chế độ chảy tự do

Chiều dài thoát nước dưới cầu tk

      → Đạt Vậy chọn khẩu độ cầu là 5,5m

Câu 21 - Dự kiến đặt cống hộp BTCT vuông 2,0mx2,0m dài 30m đặt ở độ dốc 0,5%; có độ nhám n = 0,012; cửa vào hang dạng tường vát cánh mở góc 45o

(ke = 0,2) để tải lưu lượng qua cống 7m3/s; độ sâu hạ lưu là 1,5m Tính thuỷ lực cống

NORTH SAINT _ AMITABHA 

Giả thiết đề cho i = 0,5%; TW = 1,5m; L = 30m; n = 0,012; ke = 0,2; D = 2m; Q = 7m3/s

Chọn số lượng cống N = 1

3, 5m / sB.N  tra đồ thị thiết kế 10-C-4 ta cóHW

0, 82 HW 1, 64m

(Cột nước trước cống)

Xác định chế độ kiểm soát

Kiểm soát thượng lưu ta có HW = 1,64m

Kiểm soát hạ lưu ta có TW = 1,5m

Xác định chiều sâu phân hạn dc (độ sâu phân giới)

Với B = D = 2m, lưu lượng thoát Q

Chiều sâu cửa ra d0 = 1,5m

Lưu tốc tại cửa ra c Q 7

Xác định cột nước trước

NORTH SAINT _ AMITABHA 

Xác định chế độ kiểm soát

Kiểm soát thượng lưu HW1 = 1,635m

Chế độ kiểm soát hạ lưu

Xác định chiều sâu giới hạn dc và lưu tốc giới hạn vc

Ta có Q = 3,9m3/s; D = 1,5m tra đồ thị thiết kế 10-C-21 ta có:

c

c 2

c c

d

0, 72 d 1, 08mD

v 3m / sv

6D

Nhận thấy HW2 > HW1 nên chế độ kiểm soát là chế độ kiểm soát hạ lưu

Vậy lưu tốc tại cửa ra 0

0

Qv

NORTH SAINT _ AMITABHA 

b - il trong ngôn ngữ đại diện cho xứ sở kim chi

a - Sei trong ngôn ngữ đại diện cho quốc gia hình chiếc ủng

c - là nghiệm x của phương trình sau: x3 + 3367 = 2n (x, n nguyên dương)

d - là kết quả của phép tính sau: 4 .Pytago