Tiêu chuẩn ngành 22 TCN 220:1995

Tiêu chuẩn ngành 22 TCN 220:1995 qui định các nguyên tắc và phương pháp cơ bản trong việc tính toán các đặc trưng dòng chảy lũ do mưa rào phục vụ thiết kế các công trình thoát nước lâu dài trên sông, ven sông trong ngành giao thông vận tải thuộc vùng sông không chịu ảnh hưởng của thủy triều.

TIÊU CHUẨN NGÀNH 22TCN 220-95 TÍNH TỐN CÁC ĐẶC TRƯNG DÒNG CHẢY LŨ (Ban hành theo Quyết định 759/KHKT ngày 11-3-1995) Chương NHỮNG QUI ĐỊNH CHUNG 1.1 Tiêu chuẩn qui định nguyên tắc phương pháp việc tính tốn đặc trưng dòng chảy lũ mưa rào phục vụ thiết kế công trình nước lâu dài sơng, ven sơng ngành giao thông vận tải thuộc vùng sông không chịu ảnh hưởng thủy triều Khi tính tốn thủy văn, Tiêu chuẩn này, cần tham khảo qui định khác có liên quan tiêu chuẩn xây dựng ban hành 1.2 Trong tính tốn thiết kế, cần sử dụng triệt để nguồn tài liệu có a) Tài liệu điều tra khảo sát thủy văn vùng cơng trình b) Tài liệu tổng hợp đặc điểm thủy văn địa phương để chọn phương pháp tính tốn thích hợp 1.3 Trong trường hợp khơng có trạm quan trắc thủy văn gần tuyến thiết kế cơng trình, sử dụng tài liệu tương ứng trạm thủy văn gần sông tương tự Khi sử dụng tài liệu lưu vực tương tự, cần hiệu chỉnh chênh lệch lượng mưa, diện tích lưu vực tương tự lưu vực nghiên cứu 1.4 Khi lựa chọn lưu vực tương tự, cần bảo đảm điều kiện sau đây: - Sự tương tự điều kiện khí hậu - Tính đồng dao động dòng chảy theo thời gian (có quan hệ tương quan thời kỳ đo đạc) - Tính đồng điều kiện hình thành dòng chảy, địa chất thổ nhưỡng, địa chất thủy văn, tỷ lệ diện tích, rừng, đầm lầy, diện tích canh tác lưu vực - Khơng có yếu tố làm thay đổi điều kiện tự nhiên dòng chảy - Tỷ số diện tích khơng vượt q lần, chênh lệch cao trình bình quân lưu vực khơng vượt q 300m 1.5 Khi tính tốn theo phương pháp Tiêu chuẩn này, cần thu thập đặc trưng địa lý thủy văn lưu vực nghiên cứu tính đến tuyến xây dựng cơng trình lưu vực tương tự Các đặc trưng bao gồm: Diện tích lưu vực F (km2) xác định đồ Tỷ lệ đồ phải đủ lớn Trong giai đoạn luận chứng kinh tế kỹ thuật, diện tích đo đồ lớn cm 2, thiết kế kỹ thuật lớn cm2 Lúc có hai giai đoạn thiết kế, diện tích phải lớn cm Khi khơng có đồ địa hình, đường phân lưu lưu vực khơng rõ rệt, hay diện tích lưu vực bé 0,25 km2 phải tiến hành đo đạc chỗ Lúc tính diện tích lưu vực, cần bỏ bớt phần diện tích khơng tham gia hình thành dòng chảy lũ Ví dụ vùng hang động đá vơi v….v… Chiều dài lòng L (km) đo từ chỗ bắt đầu hình thành lòng chủ đến vị trí cơng trình Khi lưu vực khơng có lòng chính, dòng chảy phải tính theo kiểu chảy sườn dốc Lúc đó, chiều dài lòng lấy theo khoảng cách từ phân giới lưu vực đến vị trí cơng trình Chiều dài bình quân sườn dốc lưu vực bs (m) tính theo cơng thức: (1.1) Trong đó: L – Chiều dài lòng (km) l - Tổng chiều dài lòng nhánh tính km Trong số này, tính lòng nhánh có độ dài lớn 0,75 chiều rộng bình quân B lưu vực B tính theo cơng thức: - Đối với lưu vực có hai sườn: B= F (km) 2L (1.2) B= F (km) L (1.3) - Đối với lưu vực sườn: Với lưu vực sườn, lúc dùng công thức (1.1) hệ số 1,8 phải thay 0,90 Độ dốc trung bình lòng J1 (‰) tính theo đường thẳng kẻ dọc sơng cho phần diện tích thừa thiếu khống chế đường thẳng đường đáy sơng thể qua cơng thức: Trong đó: h1, h2… hn – Độ cao điểm gãy trắc dọc so với giao điểm đường l1, l2 ……ln - Cự ly điểm gãy Độ dốc trung bình sườn dốc Js (‰) tính theo trị số trung bình ÷ điểm xác định độ dốc, theo hướng dốc lớn Tỷ lệ rừng: Tỷ lệ hồ ao: fao = Tỷ lệ đầm lầy: Tỷ lệ đá vơi: Fao 100(%) F 10 Loại địa hình lưu vực (đồng bằng, trung du, miền núi v.v….) 11 Mức độ điều tiết kho nước: (số lượng, vị trí, dung tích điều tiết) Các đặc trưng địa lý thủy văn sơng ngòi lưu vực đây, xác định theo đồ, hay đo đạc chỗ Chương TÍNH LƯU LƯỢNG ĐỈNH LŨ, TỔNG LƯỢNG LŨ VÀ ĐƯỜNG Q TRÌNH LŨ THIẾT KẾ 2.1 Để tính lưu lượng đỉnh lũ thiết kế, tùy theo diện tích lưu vực, sử dụng cơng thức đây: - Đối với lưu vực có diện tích bé 100 km2, tính theo cơng thức cường độ giới hạn, trình bày Điều 2.2 - Đối với lưu vực có diện tích lớn 100 km2, tính theo cơng thức triết giảm, trình bày Điều 2.3 Ngồi tính tốn theo cơng thức trên, lưu vực lớn, cần đối chiếu kết tính tốn với phương pháp hình thái đoạn sông (lũ lịch sử) phương pháp khác để định số liệu thiết kế 2.2 Công thức cường độ giới hạn Dạng cơng thức: (2.1) Trong đó: Hp – Lượng mưa ngày (m m) ứng với tần suất thiết kế P% - Hệ số dòng chảy lũ lấy bảng 2.1 tùy thuộc vào loại đất cấu tạo khu vực, lượng mưa ngày thiết kế (Hp) diện tích lưu vực (F) Ap – Mơđuyn đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế điều kiện so với Hp = Trị số Ap biểu thị tỷ số (2.2) Ap – Lấy bảng 2.3 tùy thuộc vào đặc trưng địa mạo thủy văn lòng sơng (cơng thức 2.4), thời gian tập trung dòng chảy sườn dốc s ( s xác định theo phần 2a Điều 2.2) vùng mưa - Hệ số xét tới làm giảm nhỏ lưu lượng đỉnh lũ ao hồ, rừng lưu vực, xác định theo bảng 2.7 Trình tự xác định Qp theo công thức (2.1) sau: a) Xác định thời gian tập trung sườn dốc s Thời gian tập trung nước sườn dốc s, xác định theo bảng 2.2 tùy thuộc vào hệ số địa mạo thủy văn sườn dốc ( s) vùng mưa (xem đồ phân vùng mưa rào) Hệ số s xác định theo cơng thức: (2-3) Trong đó: bs – Chiều dài bình quân sườn dốc lưu vực (m) ms - Thơng số tập trung dòng chảy sườn dốc, phụ thuộc vào tình hình bề mặt sườn lưu vực, lấy theo bảng 2.5 Js- Độ dốc sườn dốc tính theo ‰ , Hp – Như b) Tính hệ số địa mạo thủy văn lòng sơng l theo cơng thức: (2-4) Trong đó: m1 – Thơng số tập trung nước sơng, phụ thuộc vào tình hình sơng suối lưu vực, lấy theo bảng 2.6 J1- Độ dốc lòng sơng tính theo (‰) L - Chiều dài lòng sơng (km) Các đặc trưng khác c) Xác định trị số Ap theo bảng 2.3 tùy thuộc vào vùng mưa, thời gian tập trung dòng chảy sườn dốc ( s) hệ số địa mạo thủy văn lòng sơng ( l) xác định d) Tính lưu lượng đỉnh lũ theo công thức (2.1) Đối với lưu vực nhỏ, lòng sơng khơng rõ ràng, mơđuyn dòng chảy lũ Ap lấy theo bảng 2.3 ứng với l = Thời gian tập trung dòng chảy sườn dốc xác định phần 2.2.2 Đối với lưu vực vùng đồi núi, có diện tích lớn 10km2 với địa hình bị chia cắt nhiều, đất đai lưu vực thấm, thảm phủ thực vật thưa thớt, lấy thời gian tập trung dòng chảy sườn dốc khoảng 20 – 40ph Nếu mặt lưu vực có rừng che phủ đáng kể, đất đai có khả thấm nước nhiều, thời gian tập trung dòng chảy sườn dốc lấy khoảng 30 – 60 ph Khi chọn lưu lượng tương tự, có nhiều tài liệu quan trắc, vận dụng cơng thức (2.1) để tính lưu lượng đỉnh lũ thiết kế cho lưu vực nghiên cứu sau: Công thức (2.1) viết lại dạng: (2.5) Trong đó: - Xác định dựa vào tài liệu lưu vực tương tự tính theo cơng thức: (2.6) Trị số 16.67 Ta – Tung độ đường cong triết giảm mưa, ứng với thời gian tập trung dòng chảy lưu vực tương tự, lấy bảng 2.4 Thời gian tập trung dòng chảy lưu vực tương tự, tính theo cơng thức: (2.7) Trong đó: la - Thời gian tập trung nước lòng sơng lưu vực tương tự, tính theo cơng thức: (2.8) Trong đó: - Các đặc trưng sơng tương tự Va - Lưu tốc dòng chảy sông lưu vực tương tự (m/s) sa - Thời gian tập trung nước sườn dốc lưu vực tương tự, xác định theo phương pháp trình bày điểm 2a Điều 2.2 Trị số Ap công thức 2.5 xác định theo bảng 2.3 trình bày tùy thuộc vào vùng mưa I lưu vực nghiên cứu với giả thiết ( Hp) = ( Hp)a Đặc trưng địa mạo thủy văn lòng sơng I s , lưu vực nghiên cứu, tính theo cơng thức: (2.9) Bảng 2.1 BẢNG HỆ SỐ DÒNG CHẢY THIẾT KẾ Cấp đất II III IV H1 % (mm) Hệ số dòng chảy với cấp diện tích F (Km2) F < 0,1 0,1