Q = n 2g(H0 h)
Với n là hệ số l-u tốc khi chảy ngập, là diện tích mặt cắt -ớt nơi có độ sâu h Đối với mặt cắt chữ nhật: Q = nbhn 2g(H0h)
Với các trị số m xác định ở bảng 1 thì có các trị số và k t-ơng ứng lấy ở bảng 2. Trị số k1, k2 cho trong bảng chính là hai trị số thoả mãn ph-ơng trình mk 1k
Bảng 2: Quan hệ giữa m và ,n, k1, k2 m 0.30 0.31 0.32 0.33 0.34 0.35 0.36 0.37 0.38 0.385 k1 k2 n 0.943 0.420 0.566 0.770 0.950 0.435 0.855 0.810 0.956 0.452 0.842 0.840 0.963 0.471 0.830 0.870 0.970 0.492 0.806 0.900 0.976 0.515 0.800 0.930 0.983 0.540 0.779 0.960 0.990 0.566 0.754 0.980 0.996 0.608 0.717 0.990 1 2/3 2/3 1
2.4.2.4. Tính thuỷ lực cầu nhỏ và cống theo đập tràn đỉnh rộng:
Đối với cầu nhỏ và cống ng-ời ta coi dòng chảy qua công trình đ-ợc tính nh- sơ đồ tràn đỉnh rộng với P = P1 = 0 và cột n-ớc H chính là độ sâu dòng chảy th-ợng l-u.
L-u ý: Nếu th-ợng l-u hoặc hạ l-u bị ngập thì không coi cầu nhỏ và cống làm việc nh- tràn đỉnh rộng nữa.
2.5. THẤM 2.5.1. Khỏi niệm 2.5.1. Khỏi niệm
2.5.1.1. Tầm quan trọng của lý thuyết nước thấm
Chuyển động của nước trong môi trường có lỗ hổng dưới đất gọi là chuyển động của Nước thấm. Nghiên cứu chuyển động của nước thấm có một ý nghĩa quan trọng trong thực tế sản xuất.
Trong thủy nông cải tạo đất, ta cần xác định tổn thất của nước do thấm ở kênh, vị trí mực nước ngầm lúc có các kênh tiêu nước; ảnh hưởng của mực nước ngầm đối với việc tới nước, thấm đối với vấn đề rửa mặn, v.v...
Trong xây dựng các công trình thủy lợi, tính toán về thấm có một tác dụng quan trọng trong việc tính ổn định của đập đất, của đập trọng lực và các công trình khác. Ta cũng thường gặp phải những vấn đề có liên quan đến nước thấm nh việc hút nước ra khỏi hố móng, thấm qua đê quai lúc thi công. Trong việc cung cấp nước cho thành phố, cho công nghiệp, ta cũng thường gặp hàng loạt các vấn đề có liên quan đến vấn đề chuyển động của nước thấm như việc xác định lượng nước chảy đến các giếng hay các đường hầm tập trung nước; việc xác định số lượng và kích thước của các giếng và đường hầm v.v...
Ngoài ra lý luận về sự chuyển động của nước thấm có liên quan đến công nghiệp khai thác dầu hỏa.
2.5.1.2. Cỏc trạng thỏi của nước dưới đất
a, Nước ở thể khớ
Cựng với khụng khớ ở trong cỏc lỗ hổng
b, Nước ở thể bỏm chặt
Bao quang hạt đất bằng một lớp rất mỏng gắn chặt với đất bằng các lực dính. N-ớc ở thể bám chặt chỉ có thể tách ra khỏi hạt đất khi nung nóng đến 1000C và chỉ có thể di chuyển trong đất khi đ∙ chuyển qua trạng thái hơi.
c) Nước ở thể màng mỏng
Bao quanh các hạt đất nhờ lực phân tử và có thể di chuyển trong đất dưới ảnh hưởng của lực phân tử nhưng không thể truyền áp suất.
d) Nước mao dẫn
Chứa đầy ở các lỗ hổng rất nhỏ của đất. Nó chịu tác dụng của sức căng mặt ngoài và trọng lực. Nớc mao dẫn có thể di chuyển trong đất và có thể truyền áp suất; vùng nước mao dẫn nằm trên mực nước trọng lực. Chiều cao dâng lên của nước mao dẫn phụ thuộc vào độ lớn của các hạt đất. Ví dụ: với loại đất cát có đường kính là 0,6 mm, chiều cao dâng lên khoảng 0,4m; đối với sỏi có đường kính lớn hơn 2,5 mm thì chiều cao đó bằng không.
e) Nước trọng lực hay nớc thấm
Đó là nước tự do chứa đầy trong các lỗ hổng của đất (trừ những thể tích nhỏ chứa đầy không khí). Nước thấm chuyển động dưới tác dụng của trọng lực và có thể truyền được áp suất. Cũng như chuyển động của nước trên mặt đất, chuyển động của nước thấm có thể là ổn định hay không ổn định, có áp hay không có áp. Trong chuyển động không có áp, dòng thấm ở phía trên được giới hạn bởi mặt tự do gọi là mặt b∙o hòa, áp suất ở mọi điểm trên mặt đó đều không đổi (thường bằng áp suất không khí). Ví dụ: chuyển động của nước thấm dưới đập bêtông là chuyển động có áp, chuyển động của nước thấm qua đập đất là chuyển động không áp. Thường trong những điều kiện chuyển động không áp, nước mao dẫn có ảnh hởng đến đặc tính của dòng thấm nhưng đối với vấn đề này đến nay người ta vẫn chưa nghiên cứu đầy đủ và buộc ta không xét đến.
2.5.2. Đặc tớnh của đất thấm nước
Ta có thể chia đất ra làm hai loại: đất đồng chất và đất không đồng chất
Trong đất đồng chất, tính chất thấm đối với mọi điểm như nhau. Trong đất không đồng chất, tính chất thấm phụ thuộc vào vị trí của từng điểm.
38
Đất đồng chất thiên nhiên lại chia ra đất đẳng hướng và đất không đẳng hướng. Trong đất đẳng hướng, tính chất thấm không phụ thuộc vào phương chuyển động của dòng thấm. Ngược lại trong đất không đẳng hướng tính chất thấm lại phụ thuộc vào phương chuyển động của dòng thấm.
Trong thiên nhiên, ta thường gặp các loại đất nằm thành lớp, ở mỗi lớp, các tính chất thấm có thể khác nhau. Các loại đá gốc thường không thấm nước nhưng lúc bị phá hoại thì đá trở thành thấm nước và nước sẽ chuyển động dọc các khe nứt nẻ theo những quy luật đặc biệt. Sau đây ta chỉ nghiên cứu trường hợp thấm đơn giản nhất trong các loại đất đồng chất, đẳng hướng trên các tầng đất phẳng không thấm nước.
2.5.3. Định luật thấm Đacxy 2.5.3.1. Mụ hỡnh 2.5.3.1. Mụ hỡnh
Lúc lập mô hình thấm, cần hiểu rºng ta đ∙ thay chuyển động thực phức tạp của
dòng thấm bằng một chuyển động giả định đơn giản hơn. Để hiểu rõ vấn đề này ta
h∙y xem thí nghiệm trong thiết bị hình vẽ. Thiết bị gồm một ống hình trụ A có một số
lỗ để lắp ống đo áp p vào. Nước theo ống a đi vào hình trụ được giữ ở một cao trình không đổi nhờ một ống tràn b. Cách đáy một khoảng nhất định có đặt một lưới. Đất chứa đầy ống hình trụ đến một độ cao cho trước.
Ch-ơng 3- thuỷ văn đại c-ơng
Mở đầu
3.1 Sông ngòi và dòng chảy sông ngòi
3.1.1 Sự tuần hoàn của n-ớc trong thiên nhiên
- N-ớc ở biển d-ới tác dụng th-ờng xuyên của bức xạ mặt trời bị đốt nóng rồi bốc hơi vào khí quyển. Một phần hơi n-ớc này gặp điều kiện nhất định ng-ng tụ lại và rơi
xuống thành m-a trên biển. Quá trình này tạo nên một vòng tuần hoàn của n-ớc và đ-ợc gọi là tuần hoàn nhỏ.
- Phần hơi n-ớc còn lại nhờ gió đ-a vào đất liền, gặp lạnh cũng ng-ng tụ rồi rơi xuống thành m-a và các dạng khác nh- tuyết, s-ơng. N-ớc rơi vận động trên các dòng chảy mặt (sông, suối) và trong các dòng chảy ngầm d-ới mặt đất rồi cùng tập trung lại và đổ ra biển. Quá trình này gọi là tuần hoàn lớn.
- Nếu xét tuần hoàn của n-ớc trong một khu vực nhất định trong nội địa thì có tuần hoàn nội địa.
2.1.2 Dòng chảy sông ngòi
2.1.2.1 nguyên nhân hình thành dòng chảy
Dòng chảy là l-ợng n-ớc của một l-u vực chảy qua mặt cắt cửa ra sau một khoảng thời gian nhất định cùng với sự thay đổi của nó trong khoảng thời gian đó.
M-a là nhân tố quan trọng nhất của sự hình thành dòng chảy sông ngòi.
Quá trình hình thành dòng chảy trong sông rất phức tạp. N-ớc m-a rơi xuống trên mặt l-u vực, một phần chảy trên mặt đất gọi là dòng chảy mặt, một phần ngấm xuống đất rồi tập trung thành mạch n-ớc ngầm gọi là dòng chảy ngầm. Dòng chảy mặt và ngầm đều tập trung n-ớc cung cấp cho sông tạo thành dòng chảy của l-u vực.