TÍNH TỐN CÁC ĐẶC TRƯNG THỦY VĂN THIẾT KẾ
4.1.4 Phân phối dịng chảy trong năm.
Các phương pháp tính phân phối dịng chảy năm.
- Phân phối dịng chảy theo quá trình thời gian (thời đoạn tháng hoặc tuần). - Phân phối dịng chảy theo đường duy trì lưu lượng bình quân ngày. - Phân phối dịng chảy theo các đặc trưng thống kê.
1. Phân phối dịng chảy theo quá trình thời gian.
Chú ý: Phân phối dịng chảy tiến hành theo năm thủy văn thống nhất cho tất cả các năm của chuổi quan trắc và lấy trịn đến tháng.
0
α
Mnc
Mtt Hình 4-1 Quan hệ Mtt∼Mnc
Ở nước ta trong một năm dịng chảy phân ra làm hai mùa rỏ rệt mùa mưa và mùa khơ, để phân biệt sự khác nhau giữa các mùa ta dựa vào chỉ tiêu của tổng cục Khí tượng -Thủy văn và trường đại học Thủy lợi Hà nội coi mùa lũ là các tháng liên tục cĩ lượng nước Wtháng≥ 1/12Wnăm (Qtháng≥ Qbqnăm) với tần suất xuất hiện tháng ≥ 50%.
a) Phương pháp phân phối dịng chảy theo năm điển hình.
+ Điều kiện :
- Khi liệt tài liệu khơng ít hơn 15 ÷ 20 năm, trong đĩ bao gồm đầy đủ các nhĩm năm nhiều nước, ít nước và nước trung bình.
- Trong liệt tài liệu đĩ phải chọn được năm điển hình thỏa mãn yêu cầu sau: ∗ Dịng chảy năm điển hình gần bằng dịng chảy năm thiết kế (Wnđh ≈ Wnp) ∗ Dịng chảy mùa giới hạn gần bằng dịng chảy mùa thiết kế (Wmgh≈ Wmp) + Trình tự các bước tính tốn:
- Tính tổng lượng dịng chảy năm và mùa ứng với tần suất thiết kế: Wnp, Wmp. - Dựa vào liệt số liệu thực đo xác định Wnđh, Wmgh thỏa mãn các điều kiện trên. - Tính hệ số hiệu chỉnh:
∗ Đối các tháng thuộc mùa giới hạn:
K1= Wmp/Wmgh. (4-34) ∗ Đối các tháng cịn lại trong năm:
K2 = (Wnp -Wmp)/(Wnđh -Wmgh). (4-35) - Tính phân phối dịng chảy các tháng trong năm:
∗ Các tháng trong mùa giới hạn:
Qpj = K1Qđhj (4-36) ∗ Các tháng cịn lại trong năm:
Qpj = K2Qđhj (4-37) Trong đĩ: j là chỉ số tháng trong năm.
Chú yï: Trong mùa giới hạn cĩ thể khống chế thêm tháng chuyển tiếp mùa, khi đĩ chọn năm điển hình, chọn các hệ số hiệu chỉnh phải thêm điều kiện này.
b) Phương pháp tổ hợp thời đoạn (Phương pháp Anđrâyanốp). + Điều kiện:
- Khi tài liệu thủy văn khơng ít hơn 10 năm, - Khơng chọn được năm điển hình,
- Trong chuỗi tài liệu bao gồm đầy đủ các nhĩm năm: nhiều, trung bình và ít nước. + Trình tự các bước tính tốn:
- Tính lượng dịng chảy năm (Wnp), lượng dịng chảy mùa giới hạn (Wmghp). - Tính lượng dịng chảy mùa cịn lại trong năm:
Wmp = Wnp - Wmghp (4-38) - Sắp xếp lượng dịng chảy riêng từng mùa (Mùa giới hạn, mùa khơng giới hạn) ra thành các nhĩm :nhiều nước, trung bình, ít nước giảm dần (cột) và dịng chảy các tháng trong mùa cũng sắp xếp theo thứ tự giảm dần (hàng) và ghi tên các tháng tương ứng bên cạnh.
- Tính tỷ số phân phối bình quân của từng cột và gắn tỷ số đĩ cho tháng nào cĩ mặt nhiều nhất trong cột đĩ.
Tỷ số phân phối bình quân tính theo cơng thức: 100% 1 1 1 j i n i m j i n i j Q Q k = = = Σ Σ Σ = (4-39) Trong đĩ: i = 1,2..n là số năm của mỗi nhĩm (cột).
j = 1,2..m là số tháng trong mùa (hàng).
- Sắp xếp lại các tỷ số đĩ theo thứ tự các tháng đã được gắn theo trình tự thời gian. - Tính phân phối dịng chảy từng tháng trong năm theo các tần suất thiết kế bằng cách nhân các tỷ số phân phối với các tổng lượng bình quân của mùa tương ứng.
∗ Những tháng trong mùa giới hạn:
Wjp(2) =kj(2).W2p (4-40) ∗ Những tháng cịn lại trong năm:
Wjp(3) =kj(3).W3p (4-41) Ở đây: Dấu hiệu (2) chỉ mùa giới hạn và dấu hiệu (3) chỉ mùa khơng giới hạn.
Chú yï: Khi tài liệu quan trắc quá ngắn (n < 10 năm) khơng thể chia chuỗi năm thành ba nhĩm năm được thì gộp chung một nhĩm để tính tốn.
2. Phân phối dịng chảy theo đường tần suất lưu lượng bình quân ngày.
a) Ý nghĩa:
- Đường tần suất lưu lượng bình quân ngày cho ta biết thời gian duy trì lưu lượng ≥
một lưu lượng cho trước, nĩ khơng cho ta biết thời gian xuất hiện lưu lượng của nĩ, khơng cho biết quá trình phân phối dịng chảy trong năm.
- Ý nghĩa thực tế: Đường tần suất lưu lượng bình quân ngày thường được dùng trong tính tốn thủy năng và giao thơng thủy...
- Ý nghĩa tính tốn thủy văn:Thơng qua đường tần suất lưu lượng bình quân ngày cho biết được mức độ điều tiết của lưu vực .
b) Cách xây dựng đường tần suất lưu lượng bình quân ngày: - Dạng tổng quát:
Một năm cĩ 365 ngày vậy trong n năm cĩ 365×n giá trị lưu lượng bình quân ngày. Để đơn giản và giảm bớt khối lượng ta phân cấp lưu lượng trong tính tốn.
Bảng 4-2: Phân cấp lưu lượng lập bảng xây dựng đường tần suất lưu lượng bình quân ngày dạng tổng quát .
Cấp lưu lượng (Q) Q Số ngày xuất hiện Số ngày lũy tích P%
Qmax ÷ Q1 ... Q1÷Q2 Q1 ... Q2 t1 ... t2 t1 ... t1 + t2 p1= 365 . 1 n t 100% p2= 365 . 2 1 n t t + 100%
- Dạng bình quân.
Một năm xây dựng một đường tần suất lưu lượng bình quân ngày, n năm xây dựng n đường tần suất lưu lượng bình quân ngày và sau đĩ xác định đường tần suất lưu lượng bình quân ngày dạng bình quân.
Bảng 4-3: Lập bảng xây dựng đường tần suất lưu lượng bình quân ngày dạng bình quân
Giá trị lưu lượng bình quân ngày ứng với thời gian duy trì Năm Qmax (m3/s) 30 90 180 270 365 Qmin (m3/s) 4.2 DỊNG CHẢY KIỆT.