Đề cương ôn tập học phần Thủy văn ứng dụng

I PT tương quan Khi có tài liệu quan trắc (tài liệu ngắn) a) Kéo dài tài liệu - Chọn lưu vực tương tự - Xây dựng tương quan ( ≥ 0.8) ta xác định phương trình tương quan Tương quan dạng đường thẳng: X =aX +b iA iB X , X lượng mưa năm thứ i trạm tính tốn trạm tham khảo iA iB XA(mm)  b XB(mm) b) Tính theo chuẩn mưa năm lưu vực tương tự X0A = a X0B + b Tương quan dạng cong: a, m thông số đường cong Muốn xác định ta lg hố phương trình (2.16) đưa dạng thẳng : lgXiA = lga + m lgXiB Chấm điểm quan hệ lgXiA  lgXiB lên hệ toạ độ Đề Các hai chiều ta xác định lga m Trong đó: lga - Tung độ gốc m – Hệ số góc II Đường tần suất kinh nghiệm Để vẽ tần suất kinh nghiệm cần tính tần suất luỹ tích hay gọi tần suất kinh nghiệm a) Các dạng cơng thức tính sau: - Công thức Hazen Công thức Kriski Menkel Công thức Trebotariep b) Phương pháp vẽ: 1- Thống kê tài liệu mẫu (số liệu đo đạc) Sắp xếp theo thứ tự từ lớn đến bé đánh số thứ tự 2- Tính tần suất kinh nghiệm P theo cơng thức Trong m số thứ tự n độ dài chuỗi 3- Chấm điểm quan hệ P~Xi lên giấy (giấy ô vuông giấy tần suất) 4- Vẽ đường cong qua trung tâm điểm kinh nghiệm -> Đường tần suất kinh nghiệm c) Giấy tần suất: Khi vẽ tần suất giấy vng Đầu đường có độ dốc lớn –> ngoại suy có sai số lớn Để khắc phục người ta dùng giấy tần suất Hazen đề xuất: Trục hoành lấy theo Logarit số 10, trục tung chia theo tỷ lệ thập phân c) Độ lặp lại: Khái niệm thường dùng thuỷ văn Là khoảng thời gian tính trung bình năm xuất lại trị số ứng với tần suất xác định Nếu tần suất P =< 50% độ lặp lại N = 100/P Nếu P > 50% N = 100/(100-P) III.-Đường tần suất lý luận: Đường tần suất kinh nghiệm phản ánh quy luật phân bố xác suất tượng thuỷ văn phạm vi chuỗi số liệu Hiện tượng thuỷ văn thường có chuỗi khơng lớn xác định khu vực có giá trị nhỏ lớn thực Để khắc phục cần ngoại suy đường tần suất kinh nghiệm -> để có sở ngoại suy phải sử dụng hàm phân bố xác suất lý thuyết Có dạng phân bố thường dùng thuỷ văn: PearSon III KriskiMenkel (K-M) luận: * Các phương pháp vẽ a) Phương pháp Momen: Xác định tham số thống kê Xtb, Cv Cs theo công thức Momen: n CV   K i 1  1 i n 1 - Sử dụng bảng Foxto-Rupkin để tra Φ: dùng Cs P tra Φ Có Φ tính kp: kp = ΦCv + Tính giá trị tương ứng với tần suất: Xp = Xtb.kp= Xtb(ΦCv+1) Thay đổi giá trị P tương ứng tính Xp, vẽ đường tần suất Xp~ P lên giấy tần suất Đường phải phù hợp với điểm kinh nghiệm Nếu không phù hợp thay đổi tham số thống kê Đường lí luận xem phù hợp với điểm kinh nghiệm qua trung tâm băng điểm kinh nghiệm Đường lí luận cong trơn, chiều khơng gãy khúc Các tham số thống kê nên thay đổi phạm vi sai số Sai số tham số thống kê: 1- Sai số trị trung bình 2- Sai số hệ số phân tán Cv 4- Sai số hệ số thiên lệch Cs b) Phương pháp thích hợp:  Cs     6C v2  5C v4 n  - Các tham số thống kê Xtb, Cv xác định theo công thức momen Cs tính theo cơng thức Cs= mCv (m xác định theo vùng, m = 1; 1,5; 2; 3; 4;5 6) - Tra bảng K-M xác định Kp theo P khác - Tính Xp = Kp Xtb, lập bảng Xp~ P - Vẽ quan hệ Xp~ P lên giấy tần suất tìm đường lí luận c) Phương pháp điểm Alecxayep: Chọn điểm (Xp1,P1),(Xp2,P2) (Xp3,P3) Trong đó: Với ba ẩn số Tính hệ số S Có S tra bảng Cs tra từ xác định đc σ Các cặp điểm ứng với tần suất (1, 50, 99)%; (3, 50, 97)% (10, 50, 90)% Vẽ tần suất lí luận kiểm tra phù hợp với điểm kinh nghiệm - Các bước vẽ đường tần suất lý luận: B1: Lập bảng tính tần suất kinh nghiệm chấm điểm kinh nghiệm lên giấy tần suất B2: Vẽ đường cong trơn qua băng điểm kinh nghiệm giả thiết đường tần suất lí luận B3: Chọn điểm có toạ độ (Xp1,P1),(Xp2,P2) (Xp3,P3) B4:Tính hệ số lệch S tra bảng xác định Cs B5: Xác định Φ(P2,Cs) hiệu Φ(P1,Cs) - Φ(P3,Cs) theo bảng tra sẵn Tính σx Xtb Cv B6: Lập bảng tính tung độ đường tần suất lí luận (P~x) theo tham số thống kê B7: Vẽ đường tần suất lí luận kiểm tra phù hợp Nếu không phù hợp thực lại bước IV Tính dòng chảy năm thiết kế a) Khi có nhiều tài liệu quan trắc: - Vẽ đường luỹ tích sai chuẩn lựa chọn thời khoảng tính tốn - Tính tham số thống kê đường tần suất lí luận - Vẽ đường tần suất lí luân theo phương pháp - Kiểm tra phù hợp đường tần suất lí luận điểm kinh nghiệm - Tính giá trị tương ứng với tần suất cho trước Tra đường tần suất theo công thức Qp= Kp* Qtb Trong đó: Qtb: dòng chảy trung bình tồn chuỗi b) Khi có tài liệu quan trắc: - Kéo dài chuỗi dòng chảy theo phương pháp tương quan - Xác định thơng số thống kê lưu vực tính toán theo lưu vực tương tự - Việc chọn lưu vực tương tự đảm bảo điều kiện khí hậu, địa lý tự nhiên, lưu vực, điều kiện khai thác nước tương tự với lưu vực tính tốn đặc biệt lưu vực phải có tài liệu dòng chảy quan trắc dài - Để tránh ảnh hưởng diện tích lưu vực đến kết tính ta nên tính theo đặc trưng mơ đun dòng chảy năm lưu vực tính lưu vực tương tự Cơng thức KrisKi-Menkel: Ta kí hiệu A - lưu vực tính toán, B - lưu vực tương tự N - khoảng thời gian tính tốn đủ dài n - khoảng thời gian tính tốn ngắn  AN  Độ lệch qn phương:  An  2   1  2Bn   BN    An độ lệch quân phương dòng chảy năm lưu vực A tính với thời gian n năm quan trắc đồng thời với lưu vực B  hệ số tương quan dòng chảy năm lưu vực A lưu vực B thời gian n năm quan trắc đồng thời Bn độ lệch quân phương dòng chảy năm lưu vực B tính với thời gian n năm quan trắc song song với lưu vực A BN độ lệch quân phương dòng chảy năm lưu vực B tính với N năm thực đo Chuẩn dòng chảy năm lưu vực tính tốn A (M 0AN ) tính theo phương trình hồi qui, theo lưu vực tương tự B: M AN  M An   M BN   AN M BN  M Bn  BN  : Chuẩn dòng chảy năm lưu vực tương tự B M An , M Bn :Trị bình qn dòng chảy năm lưu vực A lưu vực B tính với n năm quan trắc đồng thời Sau có  AN M 0AN ta tính hệ số C VAN CVAN  theo cơng thức thống kê:  AN M AN • Hệ số lệch C • số thích hợp m lấy theo lưu vực tương tự B Có thơng số thống kê kéo dài M ,C SAN xác định theo phương pháp thích hợp: C 0AN VAN ,C SAN SAN =mC VAN với hệ ta vẽ đường tần suất lý luận xác định trị số lượng dòng chảy năm thiết kế M P c) Khi khơng có tài liệu quan trắc: - Giá trị chuẩn dòng chảy năm Qo nghiên cứu phương pháp tính nội dung tính “Chuẩn dòng chảy năm” - Cs xác định theo phương pháp thích hợp, tương tự - Cv xác định theo đường đẳng trị công thức kinh nghiệm Dạng công thức lấy hệ số biến đổi mưa năm làm nhân tố A-Công thức Trebôtarép: CVY  CVXF  0m Với CVXF, CVY – Hệ số biến đổi mưa năm dòng chảy năm lưu vực 0 - Hệ số dòng chảy trung bình nhiều năm (hệ số dòng chảy chuẩn) m - số mũ thường lấy 0.5 B- Công thức viện nghiên cứu thuỷ lợi Bắc Kinh: CVY  1.08CVX (  0.1) 0.8 CVXF – Hệ số biến đổi mưa năm trung bình lưu vực X 0F – Chuẩn mưa năm trung bình lưu vực C- Cơng thức Giáo sư Ngơ Đình Tuấn CVY  CVX A n M 0m F  1 Với m = 0.4 n = 0.08, A thay đổi theo khu vực Dạng cơng thức lấy diện tích lưu vực mơđun dòng chảy chuẩn làm nhân tố A-Cơng thức Vakrexenski CVY  A1 M 0o.4 ( F  1000) 0.10 Tham số A phụ thuộc vào vùng địa lý khí hậu B- Cơng thức Xôkôlốpski Sêvêlép C = a - 0.29 lg M - 0.06 lgF V a – Các tham số địa lý, phụ thuộc vào vùng khác