Mưa năm trung bỡnh nhiều năm được tớnh theo cụng thức sau: X0= n nami i 1 X n = ∑ (2 - 11) Trong đú:
- X năm i: Lượng mưa năm của năm thứ i trong liệt tài liệu tớnh toỏn. - n : Số năm tớnh toỏn (n = 25 năm từ năm 1976 đến năm 2000).
Áp dụng cụng thức (2 - 11) cho tài liệu mưa của trạm Bảo Lộc tớnh được mưa năm trung bỡnh nhiều năm của lưu vực là: X0 = 2822 (mm).
2.4. Tớnh toỏn lượng mưa một ngày max
Từ chuỗi tài liệu thực đo 21 năm mưa một ngày max của trạm Bảo Lộc (Từ năm 1989 ữ năm 2009), dựng phương phỏp thống kờ để xõy dựng đường tần suất tương tự như cỏch tớnh với mưa vụ ở cỏc mục trờn.
Xỏc định cỏc thụng số thống kờ theo phương phỏp thớch hợp, được kết quả như sau:
- N = 21 năm (Từ năm 1989 ữ 2009). - X1ngàymax= 118,90 (mm).
- CV = 0,43. - CS = 1,29.
Tra trờn đường tần suất lý luận, ứng với tần suất thiết kế P = 1 % được lượng mưa một ngày max thiết kế là: X1ngày max = 282,71 (mm).
Kết quả tớnh tần suất kinh nghiệm và tớnh tần suất lý luận ở cỏc phụ lục 2 - 10, phụ lục 2 - 11.
2.5. Tớnh toỏn bốc hơi và bốc hơi chờnh lệch khi cú hồ
2.5.1. Mục đớch, ý nghĩa và nội dung tớnh toỏn
2.5.1.1. Mục đớch, ý nghĩa
1. Mục đớch
Tớnh toỏn bốc hơi nhằm mục đớch phục vụ cho việc tớnh toỏn tổn thất nước trong khu tưới và ở kho nước, tớnh toỏn dung tớch hồ.
2. í nghĩa
a. Về mặt kỹ thuật :
Việc tớnh toỏn bốc hơi cú ý nghĩa quan trọng, giỳp xỏc định được lượng nước tổn thất trờn khu tưới và kho nước, từ đú tớnh toỏn chế độ tưới phự hợp, đảm bảo cung cấp đủ nước theo yờu cầu của cõy trồng, đồng thời tớnh toỏn điều tiết hồ hợp lý, tận dụng được lượng nước đến.
b. Về mặt kinh tế:
Việc tớnh toỏn bốc hơi chờnh lệch khi cú hồ ảnh hưởng trực tiếp tới dung tớch hồ yờu cầu, ảnh hưởng đến quy mụ kớch thước cụng trỡnh => Quyết định vấn đề vốn đầu tư cho cụng trỡnh.
2.5.1.2. Nội dung tớnh toỏn
- Tớnh toỏn bốc hơi trờn khu tưới.
- Tớnh toỏn bốc hơi chờnh lệch khi cú hồ.
2.5.2. Chọn trạm tớnh toỏn
Trờn khu tưới và cỏc vựng xung quanh cú cỏc trạm khớ tượng như : Phan Thiết, Sụng Luỹ,.... Trờn lưu vực hồ cú cỏc trạm: Bảo Lộc, Di Linh....Trong đú trạm Phan Thiết nằm sỏt khu tưới, trạm Bảo Lộc nằm trờn lưu vực hồ, cú tài liệu khỏ dài. Vỡ vậy, chọn trạm Phan Thiết để tớnh toỏn cho khu tưới và trạm Bảo Lộc để tớnh toỏn cho lưu vực hồ.
2.5.3. Tớnh toỏn bốc hơi trờn khu tưới
Từ tài liệu thực đo bốc hơi của trạm Phan Thiết, tớnh được bốc hơi trung bỡnh ngày như Bảng 2.12 sau.
Bảng 2 .12. Bốc hơi trung bỡnh ngày tại Phan Thiết (mm/ngày )
Thỏn g
Trạm
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2 6 3 9 3 4 8 3 9 8 4
2.5.4. Tớnh toỏn bốc hơi chờnh lệch khi cú hồ
Trờn bề mặt lưu vực cú cỏc loại bốc hơi: - Bốc hơi mặt nước Zn.
- Bốc hơi mặt đất Zđ.
- Bốc hơi qua lỏ của thảm phủ thực vật Zt.
Tổng hợp của ba loại bốc hơi trờn là bốc hơi lưu vực Zlv.
Khi xõy dựng hồ chứa, phần diện tớch mặt hồ bị ngập nước cú thờm sự tổn thất nước do chờnh lệch giữa bốc hơi mặt nước và bốc hơi lưu vực.
Chờnh lệch bốc hơi được tớnh bằng:
∆Zo = Zno - Zlvo (2 - 12)
Trong đú:
+ Zno: Bốc hơi mặt nước trung bỡnh nhiều năm. + Zlvo: Bốc hơi lưu vực trung bỡnh nhiều năm. Zno và Zlvo ứng với thời đoạn 1 năm.
2.5.4.1. Tớnh bốc hơi lưu vực (Zlvo)
Lượng bốc hơi bỡnh quõn lưu vực trong thời gian nhiều năm được tớnh từ phương trỡnh cõn bằng nước:
Zlvo = Xo - Yo (2 - 13)
Trong đú:
- X o: Lượng mưa năm trung bỡnh nhiều năm của lưu vực. X o lấy theo kết quả tớnh toỏn trạm Bảo Lộc ở mục 2.3 ở trờn:
Xo = 2822 ( mm ).
- Y o: Lượng dũng chảy năm bỡnh quõn nhiều năm của lưu vực.
Yo = α.Xo (2 - 14)
Với α là hệ số dũng chảy, theo Quy phạm Thuỷ lợi C - 6 - 77 thỡ α được tớnh theo cụng thức sau: α = a - ' o b X (2 - 15) Trong đú:
+ Xo: Lượng mưa năm trung bỡnh nhiều năm của lưu vực.
+ a, b’:Thụng số của quan hệ lấy theo Bảng 2 - 2 trang 19 của Quy phạm Thủy lợi C - 6 - 77; a = 0,88; b’ = 616.
Thay cỏc giỏ trị vào cụng thức (2 - 15), ta được:
α = a - ' o b X = 0,88 - 616 2822 = 0,662. Thay α = 0,662 vào (2 - 14) ta được:
Thay Xo và Yo vào (2 - 13) ta được:
Zlvo = 2822 - 1868,16 = 953,84 (mm).
2.5.4.2. Tớnh bốc hơi mặt nước (Z no)
Trạm Bảo Lộc cú tài liệu đo bốc hơi ống Piche đặt trong lều khớ tượng, dài 14 năm (Từ năm 1978 đến năm 1991). Kết quả tớnh toỏn lượng bốc hơi thỏng, năm trung bỡnh của 14 năm đo đạc được ở Bảng 2.13.
Bảng 2.13. Lượng bốc hơi thỏng trung bỡnh nhiều năm tại Trạm Bảo Lộc (mm).
Thỏn
g I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Z 76,28 78,81 85,61 65,11 51,36 39,70 38,51 34,06 33,18 34,87 44,33 62,31 644,13
Để tớnh lượng bốc hơi mặt nước hồ phải chuyển đổi từ bốc hơi ống Piche sang bốc hơi đo bằng thựng đặt trờn bố như sau:
Zn = ZTh - b = Kc.Kn.Zp (2 - 16) Trong đú:
+ Kc: Hệ số hiệu chỉnh khi chuyển từ bốc hơi đo bằng ống Piche sang bốc hơi đo bằng thựng đặt trong vườn khớ tượng.
Kc được xỏc định bằng thớ nghiệm, theo số liệu thớ nghiệm của trạm Di Linh: Kc = 1,4.
+ Kn: Hệ số chỉnh khi chuyển từ bốc hơi đo bằng thựng đặt ở trong vườn khớ tượng sang bốc hơi đo bằng thựng đặt trờn bố.
Kn cũng được xỏc định theo kết quả thớ nghiệm, Kn = 1,2 ữ 1,3, chọn Kn = 1,3. + Lượng bốc hơi năm trung bỡnh nhiều năm theo tài liệu của trạm Bảo Lộc là:
Zp = 644,13 ( mm ).
Thay vào (2 - 16) xỏc định được lượng bốc hơi mặt nước:
Zn = 1,4.1,3.644,13 = 1172,3 (mm).
2.5.4.3. Tớnh bốc hơi phụ thờm
- Thay Zno và Zlvo vào cụng thức (2 - 12) ta cú:
∆Zo = 1172,3 – 953,84 = 218,46 (mm). - Phõn phối bốc hơi phụ thờm:
Để tớnh phõn phối bốc hơi phụ thờm cho hồ chứa, mượn dạng phõn phối bốc hơi thỏng trung bỡnh nhiều năm của trạm Bảo Lộc bằng cỏch thu phúng với hệ số:
K = o p Z 218, 46 Z 644,13 ∆ = = 0,339 (2 - 17) Kết quả tớnh toỏn ở Bảng 2.14.
Bảng 2.14. Phõn phối bốc hơi phụ thờm khu vực hồ chứa (mm).
∆Z 25.9 26.7 29.0 22.1 17.4 13.5 13.1 11.5 11.2 11.8 15.0 21.1 218.46
2.6. Tớnh toỏn cỏc đặc trưng khớ tượng khỏc
2.6.1. Nhiệt độ
Kết quả tớnh toỏn nhiệt độ trung bỡnh, cao nhất và thấp nhất tại Phan Thiết ở
Bảng 2.15.
Bảng 2.15. Nhiệt độ trung bỡnh, max, min tại Phan Thiết (ºC).
Thỏng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
TTbỡnh 25,1 25,3 26,6 28,4 28,8 27,8 27,2 27,1 26,9 27,1 26,4 25,1 Tmax 32,9 33,7 32,4 37,2 37,2 35,8 35 34,2 35,5 33,8 34,2 33,6 Tmin 18 17,3 18,3 22,6 22,9 21,8 21,6 23,2 22,4 21,6 19,2 18,2
2.6.2. Độ ẩm
Bảng 2.16. Độ ẩm tương đối trung bỡnh thỏng tại Phan Thiết (%).
Thỏng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
W 73 74 75 77 78 81 82 83 84 82 78 75
2.6.3. Tốc độ giú
Bảng 2.17. Tốc độ giú trung bỡnh thỏng tại Phan Thiết (m/s).
Thỏng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
V 4,3 4,2 4,2 3,5 3,0 3,0 3,0 3,3 2,8 2,6 3,2 3,3
2.6.4. Số giờ nắng
Bảng 2.18. Số giờ nắng trung bỡnh ngày tại Phan Thiết (giờ/ngày).
Thỏn g I II III IV V VI VII VII I IX X XI XII TB Số giờ nắng 9,4 1 9,3 7 9,8 2 9,8 5 8,0 8 7,1 9 7,2 8 6,6 6 6,5 2 6,6 6 7,3 4 8,7 8 8,0 8
2.7. Tớnh toỏn cỏc đặc trưng thuỷ văn
2.7.1. Phõn tớch tài liệu dũng chảy và chọn trạm tớnh toỏn
Trờn sụng Quao khụng cú trạm thuỷ văn đo đạc dũng chảy nờn sự phõn tớch chế độ dũng chảy đến sụng Quao gặp khú khăn. Trờn lưu vực dũng chảy đến hồ sụng Quao cú một số trạm trờn sụng La Ngà cú tài liệu đủ tốt, thể hiện được tớnh chất dũng chảy trong vựng, cú thể chọn làm lưu vực tương tự, đú là cỏc trạm:
+ Trạm Phỳ Diễn cú diện tớch lưu vực 3060 km2, cú tài liệu dũng chảy thực đo từ năm 1987 đến năm 1991.
+ Trạm Tà Pao cú diện tớch lưu vực 2000 km2, cú tài liệu dũng chảy thực đo từ năm 1960 đến năm 1964 và từ năm 1973 đến năm 1993.
+ Trạm Đại Nga cú diện tớch lưu vực 373 km2, cú tài liệu dũng chảy thực đo từ năm 1974 đến năm 1993.
Ngoài ra, gần lưu vực sụng Quao cũn cú lưu vực sụng Lũy cú diện tớch lưu vực 964 km2, cú tài liệu dũng chảy từ năm 1960 đến năm 1963 và từ năm 1978 đến năm 1998.
Do đú chọn phương phỏp lưu vực tương tự để tớnh toỏn dũng chảy năm lưu vực hồ.
* Nguyờn tắc chọn lưu vực tương tự:
Lưu vực được chọn làm lưu vực tương tự khi lưu vực đú và lưu vực nghiờn cứu thoả món cỏc điều kiện sau:
+ Nằm trờn cựng một lưu vực sụng. + Cú cựng hướng giú gõy mưa.
+ Cú cựng độ dốc địa hỡnh, chờnh lệch giữa cao trỡnh bỡnh quõn khụng vượt quỏ 300 (m).
+ Cú điều kiện thảm phủ giống nhau.
+ Cú diện tớch lưu vực chờnh lệch nhau khụng quỏ 5 lần.
Lưu vực sụng Quao cú diện tớch 296 (km2). Lưu vực sụng Quao và lưu vực sụng Lũy cựng nằm trong hệ thống sụng Cỏi, cú cựng hướng giú gõy mưa là Tõy và Tõy Nam, cú điều kiện địa hỡnh và thảm phủ tương tự nhau, cựng nằm về sườn Đụng của dóy Trường Sơn. Lưu vực sụng Lũy cú diện tớch là 964 (km2), so với diện tớch lưu vực sụng Quao khụng chờnh lệch nhau quỏ 5 lần.Cỏc trạm khỏc cũng cú cỏc điều kiện khỏc tương tự nhưng diện tớch lưu vực lại lớn hơn nhiều lưu vực hồ. Vậy chọn trạm sụng Lũy làm lưu vực tương tự để tớnh toỏn dũng chảy cho lưu vực hồ.
2.7.2. Tớnh toỏn dũng chảy năm ứng với tần suất thiết kế
2.7.2.1. Mục đớch, ý nghĩa
1. Mục đớch
Tớnh toỏn dũng chảy năm thiết kế nhằm tỡm ra phõn phối dũng chảy trong cỏc thỏng trờn lưu vực của năm ứng với tần suất thiết kế.
2. í nghĩa a. Về kỹ thuật
Là cơ sở để đành giỏ nguồn nước trong khu vực, từ đú xõy dựng được biểu đồ phõn phối nước hợp lý.
Ảnh hưởng trực tiếp đến quy mụ kớch thước cụng trỡnh, việc tớnh toỏn khụng chớnh xỏc cú thể dẫn đến cụng trỡnh quỏ lớn hoặc quỏ nhỏ. Cụng trỡnh quỏ lớn sẽ lóng phớ vốn đầu tư, cụng trỡnh quỏ nhỏ sẽ khụng tận dụng được hết khả năng của nguồn nước và mất an toàn trong quỏ trỡnh hoạt động.
2.7.2.2. Nội dung tớnh toỏn
- Tớnh dũng chảy năm thiết kế.
- Tớnh toỏn phõn phối dũng chảy năm thiết kế.
2.7.2.3. Tớnh dũng chảy năm thiết kế
1. Tớnh dũng chảy chuẩn
a. Tớnh cho lưu vực tương tự sụng Lũy
Từ chuỗi số liệu dũng chảy thực đo dài 21 năm của trạm sụng Lũy (1978ữ1998) tớnh được:
- Lưu lượng dũng chảy chuẩn: Qoa = n i i 1 Q n = = ∑ 14,51 ( m3/s ) (2 - 18) Trong đú:
+ Qi: Là trị số lưu lượng bỡnh quõn năm của trạm sụng Lũy. + n: là số năm thực đo (n = 21 năm).
- Tổng lượng dũng chảy chuẩn:
Woa = Qoa.31,5.106 = 14,51.31,5.106 = 457,065 (m3) (2 - 19) - Mụđuyn dũng chảy chuẩn:
Moa = 3 oa Q .10 F =14,51.103 15,05 964 = (l/s.km2) (2 - 20)
Trong đú: F là diện tớch lưu vực tương tự, F = 964 (km2). - Lớp dũng chảy chuẩn: Yoa = 3 3 oa Q .31,5.10 14,51.31,5.10 474,134 F = 964 = (mm) (2 - 21)
b. Tớnh cho lưu vực hồ chứa:
Mượn mụđuyn dũng chảy chuẩn của lưu vực tương tự để tớnh mụđuyn dũng chảy của lưu vực hồ chứa theo cụng thức:
Mo = K.Moa (2 - 22)
Trong đú:
+ Mo: Là mụđuyn dũng chảy chuẩn của lưu vực nghiờn cứu. + Moa: Là mụđuyn dũng chảy chuẩn của lưu vực tương tự.
+ K: Là hệ số hiệu chỉnh lưu vực tương tự sang lưu vực nghiờn cứu. K được xỏc định theo cụng thức:
K = n a F F ữ (2- 23) Trong đú:
+ F: Là diện tớch của lưu vực nghiờn cứu. + Fa: Là diện tớch của lưu vực tương tự.
+ n: Là hệ số mũ, cú thể chọn trong khoảng (0,2 ữ 0,25), ở đõy ta chọn n = 0,2. Thay tất cả vào (2 - 23) ta cú: K = 0,2 296 0,79 964 = ữ .
Thay tất cả cỏc giỏ trị của K và Moa vào (2 - 22) ta cú: Mo = 0,79.15,05 = 11,89 (l/s.km2). Suy ra: Qo = o 3 3 M .F 11,89.296 3,52 10 = 10 = (m3/s). Wo = Qo.31,5.106 = 3,52.31,5.106 = 110,88.106 (m3). Yo = Wo 110,88.103 374,6 F = 296 = (mm).
2. Tớnh dũng chảy năm thiết kế a. Tớnh cho lưu vực sụng Lũy
Vẽ đường tần suất lý luận lưu lượng bỡnh quõn năm lưu vực sụng Lũy bằng phương phỏp thớch hợp, với cỏc thụng số thống kờ:
- N = 21 năm (1978 ữ 1998). - Q = 14,51 (m3/s).
- Cv = 0,33.
- CS = m.Cv = 4. Cv = 1,32.
Tra trờn đường tần suất lý luận ứng với tần suất thiết kế P = 75% được lưu lượng dũng chảy năm thiết kế của lưu vực tương tự: Q 75% = 10,96 (m3/s).
Kết quả tớnh toỏn tần suất kinh nghiệm và tần suất lý luận ở phụ lục 2 - 12, phụ lục 2 - 13.
b.Tớnh cho lưu vực hồ chứa
- Tớnh hệ số phõn tỏn Cv theo cụng thức:
Cv = a - 0,0631.lg(F + 1) (2 - 24) Trong đú:
+ a: Là thụng số địa lý mượn của lưu vực tương tự sụng Lũy.
a sụng Lũy = CVsụng Lũy + 0,0631.log( Fsụng Lũy + 1 ) (2 - 25) → a sụng Lũy = 0,33 + 0,0631.log( 964 + 1) = 0,518.
+ F: Là diện tớch lưu vực hồ, F = 296 (km2). Suy ra:
→ Cv hồ = 0,518 - 0,0631.lg(296 + 1) = 0,36.
- Lưu lượng bỡnh quõn năm đó tớnh ở trờn: Qo = 3,52 (m3/s).
- Chọn CS = 4.CV = 4.0,36 = 1,44 theo tỷ số giữa CS và CV ở lưu vực tương tự. - Sử dụng phõn phối xỏc suất Pearson III tớnh toỏn được lưu lượng dũng chảy năm thiết kế (P = 75 %):
Q75% = KP.Qo (2 - 26)
Trong đú: KP là hệ số mụđuyn của đường tần suất Pearson III.
Tra Phụ lục 3 Giỏo trỡnh Thủy văn cụng trỡnh, ứng với CS = 4.CV được : KP = 0,748.
Vậy lưu lượng dũng chảy năm thiết kế của lưu vực hồ chứa: Q75% = 0,748.3,52 = 2,63 (m3/s).
2.7.2.4. Tớnh toỏn phõn phối dũng chảy năm thiết kế
1. Tớnh cho lưu vực tương tự sụng Lũy
Phõn phối dũng chảy theo năm thủy văn của lưu vực sụng Lũy được xỏc định theo trỡnh tự cỏc bước sau:
- Vẽ đường tần suất và xỏc định được lưu lượng dũng chảy năm thiết kế của lưu vực tương tự như mục III, cú Qap = 10,96 (m3/s).
- Chọn năm điển hỡnh: + Theo quan điểm:
> Năm điển hỡnh cú: Qđh ≈ Qap
> Đó từng đo đạc (cú trong liệt tài liệu đo đạc). + Theo phương phỏp thường xuyờn xuất hiện. Cỏc năm chọn:
> Năm 1978 cú: Q = 11,04 (m3/s).
> Năm 1981 cú: Q = 11,09 (m3/s).
> Năm 1991 cú: Q = 10,47 (m3/s).
Trong cỏc năm trờn, năm 1991 là năm cú lưu lượng bất lợi đối với yờu cầu dựng và sử dụng nước. Trong năm này mựa kiệt kộo dài và lưu lượng mựa kiệt thấp, cú đến 9 thỏng cú lưu lượng nhỏ là cỏc thỏng sau: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 11, 12.
Vỡ vậy ta chọn năm điển hỡnh là năm 1991, cú: Qđh = 10,47 (m3/s). - Phõn phối dũng chảy năm thiết kế:
Lưu lượng cỏc thỏng được tớnh theo cụng thức sau: