CHƯƠNG 2 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA CÁC GIẢI PHÁP CẢI TẠO, NÂNG CẤP HỆ THỐNG TIÊU DẬU DƯƠNG
2.1.2.Phương pháp tính toán lượng mưa tiêu thiết kế
Hiện nay các phương pháp nghiên cứu và tính toán xác định mô hình mưa tiêu thiết kế có thể chia ra làm 3 phương pháp:
+ Phương pháp vật lý (phương pháp phân tích nguyên nhân hình thành) + Phương pháp tương tự thuỷ văn
+ Phương pháp thống kê xác suất
Trong cả 3 phương pháp trên thì phương pháp thống kê xác suất được ứng dụng và phát triển rộng rãi trong thuỷvăn trên cơ sở coi hiện tượng thuỷ văn là hiện tượng ngẫu nhiên. Do mưa là đại lượng ngẫu nhiên nên khi xác định mô hình mưa tiêu thiết kế, sử dụng phương pháp thống kê xác suất là phù hợp nhất.
Trên cơ sở lượng mưa đã thu thập, dùng phương pháp thống kê xác suất để:
- Xác định lượng mưa thiết kế
+ Vẽ đường tần suất kinh nghiệm + Vẽ đường tần suất lý luận
+ Tra XP ứng với P=10%.
- Chọn mô hình mưa điển hình.
- Thu phóng xác định mô hình mưa tiêu thiết kế.
2.1.2.1. Đường tần suất kinh nghiệm
Đường tần suất theo số liệu thực đo gọi là đường tần suất kinh nghiệm. Hiện nay tần suất kinh nghiệm thường được tính theo các công thức sau :
- Công thức trung bình % 100 . n 5 , 0 m P = − (2.1) - Công thức vọng số % 100 . 1 n m P + = (2.2) - Công thức số giữa % 100 . 4 , 0 n 3 , 0 m P + − = (2.3)
Trong đó: m : Số thứ tự của liệt quan trắc đã được sắp xếp từ lớn đến nhỏ n : Số năm quan trắc
Trong ba công thức trên công thức vọng số được chọn để tính toán do có kết quả thiên về an toàn. Sau khi có kết quả tính toán, chấm điểm lên giấy tần suất ta được các điểm tần suất kinh nghiệm.
2.1.2.2. Đường tần suất lý luận
Đường tần suất lý luận được xác định qua một số mô hình phân phối xác suất có đặc điểm phù hợp với tính chất vật lý của hiện tượng thuỷ văn. Để vẽ đường tần suất lý luận, ta có thể chọn một trong ba cách sau đây.
a. Phương pháp mômen:
Cơ sở của phương pháp là tiến hành tính toán các đặc trưng thống kê của mẫu: ,
X Cv,Cs bằng cách lập bảng. Sau đó coi bộ thống kê của mẫu đo là bộ thông số của tổng thể, từ đó có thể mượn 1 trong 2 đường lý luận PIII hoặc K- M để biểu thị đường tần suất lý luận.
Phương pháp này tính toán nhanh đường tần suất lý luận, tuy nhiên kết quả chính xác không cao vì bộ thông số thống kê từ mẫu thực đo có sự sai khác với bộ thông số tổng thể. Gặp trường hợp có điểm đột xuất không xử lý được và thường cho kết quả thiên nhỏ khi tính các số đặc trưng thống kê. Do đó phương pháp này
không phán ánh được đầy đủ sự khác nhau giữa đường tần suất lý luận và luật phân bố kinh nghiệm của mẫu.
b. Phương pháp 3 điểm:
Cơ sở của phương pháp: là giả định đường tần suất kinh nghiệm vẽ từ mẫu thực đo đã phù hợp với đường tần suất lý luận PIII. Trên đường tần suất kinh nghiệm lấy 3 điểm đặc trưng, từ đó giải phương trình tìm ra bộ thông số
,
X Cv Cs, của đường tần suất lý luận, sau đó kiểm nghiệm lại sự phù hợp của giả thiết ban đầu.
Phương pháp 3 điểmcó ưu điểm là tính toán nhanh, đơn giản nhưng phụ thuộc vào chủ quan người vẽ.
c. Phương pháp thích hợp:
Cơ sở của phương pháp là bộ thông số thống kê của đường tần suất lý luận cần tìm sẽ được tiến hành bằng cách thử dần. Tức là điều chỉnh các thông số của mẫu thống kê sao cho được 1 đường tần suất lý luận phù hợp nhất với xu thế của đường tần suất kinh nghiệm của mẫu thực đo.
Phương pháp thích hợp dần cho ta khái niệm trực quan, dễ dàng nhận xét và xử lý điểm đột xuất. Xong việc đánh giá tình phù hợp giữa đường tần suất lý luận và kinh nghiệm còn phụ thuộc vào chủ quan người vẽ.
Qua phân tích trên, trong luận văn chọn phương pháp thích hợp dần để vẽ đường tần suất lý luận. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Các bước tính toán để vẽ đường tần suất lý luận theo phương pháp thích hợp dần:
- Tính trị số bình quân theo công thức : ∑ = = n i i X n X 1 1 (2.4)
Xi: lượng mưa quan trắc năm thứ i
- Tính hệ số Môđun:
XXi Xi i
K = (2.5)
- Dựa trên cơ sở phương pháp mômen tính
1 - n ) 1 ( 1 2 ∑ − = n V Ki C (2.6) - Từ Cv đã tính được Cs với Cs = m.Cv - Tính Xptheo đường tần suất PearsonIII :
). . 1 .( X C XP = + V Φ (2.7)
Xp là giá trị của đại lượng ngẫu nhiên ứng với xác suất P đã cho trước.
- Kiểm tra sự phù hợp giữa đường tần suất lý luận với các điểm tần suất kinh nghiệm, bằng cách chấm quan hệ Xp ~ P tính được lên giấy tần suất, nối các điểm đó lại thành đường tần suất lý luận. Nếu đường tần suất lý luận phù hợp với các điểm tần suất kinh nghiệm là được.
- Nếu không phù hợp thì thay đổi các thông số bằng cách thay đổi tham số thống kê Cs = mCv thích hợp để đạt được kết quả tốt nhất, tức đường tần suất trùng với đường tần suất kinh nghiệm.