Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đối với các vấn đề về tưới tiêu, cung cấp nước ., công trình hồ chứa nước núi Cốc dự kiến xây dựng trên sông Công nằm trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên, phía Đông Bắc tổ quốc.
Với nhiệm vụ thiết kế hồ chứa, chúng ta đã tiến hành đo đạc và quan trắc trên lưu vực sông Công và thu được các tài liệu như sau:
• Diện tích lưu vực đến tuyến công trình là F = 535 (km2).
• Chiều dài sông chính là Ls = 56.0 (km).
• Lượng mưa ngày thiết kế là Hnp = 475.1 (mm).
• Tốc độ dòng chảy lũ lớn nhất đo được tại mặt cắt cửa ra của lưu vực
Vmax = 2.85 (m/s).
• Tiến hành quan trắc trong 16 năm (từ 1961 1976) được lưu lượng bình quân tháng cho như ở bảng 1.
• Quá trình lũ đo đạc được trên sông Công tại tuyến dự định xây dựng công trình cho như ở bảng 2.
• Tài liệu quá trình nước dùng cho như ở bảng 3.
• Tài liệu tổn thất: Phân phối chênh lệch bốc hơi cho như ở bảng 4.
• Quan hệ đặc trưng địa hình lòng hồ cho như ở bảng 5.
20 trang |
Chia sẻ: maiphuongtt | Lượt xem: 3966 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Môn học thuỷ văn công trình “Tính toán thuỷ văn thiết kế hồ chứa”, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THUỶ VĂN CÔNG TRÌNH
“Tính toán thuỷ văn thiết kế hồ chứa”
I. MỞ ĐẦU
Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đối với các vấn đề về tưới tiêu, cung cấp nước ..., công trình hồ chứa nước núi Cốc dự kiến xây dựng trên sông Công nằm trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên, phía Đông Bắc tổ quốc.
Với nhiệm vụ thiết kế hồ chứa, chúng ta đã tiến hành đo đạc và quan trắc trên lưu vực sông Công và thu được các tài liệu như sau:
Diện tích lưu vực đến tuyến công trình là F = 535 (km2).
Chiều dài sông chính là Ls = 56.0 (km).
Lượng mưa ngày thiết kế là Hnp = 475.1 (mm).
Tốc độ dòng chảy lũ lớn nhất đo được tại mặt cắt cửa ra của lưu vực
Vmax = 2.85 (m/s).
Tiến hành quan trắc trong 16 năm (từ 1961 ¸ 1976) được lưu lượng bình quân tháng cho như ở bảng 1.
Quá trình lũ đo đạc được trên sông Công tại tuyến dự định xây dựng công trình cho như ở bảng 2.
Tài liệu quá trình nước dùng cho như ở bảng 3.
Tài liệu tổn thất: Phân phối chênh lệch bốc hơi cho như ở bảng 4.
Quan hệ đặc trưng địa hình lòng hồ cho như ở bảng 5.
Công việc thiết kế đòi hỏi các yêu cầu sau:
Tính toán các đặc trưng thuỷ văn thiết kế hồ chứa.
Tính toán các thành phần dung tích hồ chứa.
Các chỉ số kỹ thuật lấy theo yêu cầu thiết kế:
Tiêu chuẩn thấm k = 1%.
Đập tràn xả lũ gồm 3 khoang, chiều rộng mỗi khoang b = 8.0 (m), ngưỡng tràn ở cao trình Ztr = 41.2 (m). Mực nước trước khi lũ về ở mực nước dâng bình thường
( Ztl = Hbt).
Hồ chứa thiết kế với cao trình mực nước chết Hc = 34.0 (m), tương ứng với
Vc = 7.5 ´ 106 ( m3).
Bảng 1: Lưu lượng bình quân tháng (m3/s) của lưu vực sông Công.
Tháng
Năm
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
BQ n¨m
1961
2.50
4.12
7.14
14.00
6.73
34.90
14.10
40.60
55.20
21.70
12.80
8.48
18.523
1962
4.19
2.59
2.79
4.36
4.99
23.10
20.00
22.80
20.90
9.56
3.10
1.41
9.9825
1963
0.87
1.50
1.80
1.48
10.70
9.77
51.80
35.60
21.90
9.89
18.20
6.62
14.178
1964
3.04
3.66
3.93
9.77
6.12
19.70
32.50
25.60
49.10
40.00
11.40
7.36
17.682
1965
3.11
3.25
3.44
20.20
18.10
41.40
24.90
11.90
13.70
15.10
6.88
4.44
13.868
1966
4.10
2.94
1.66
5.94
4.18
37.10
23.20
23.60
12.60
22.80
6.89
3.67
12.39
1967
1.71
4.02
4.03
8.31
9.04
14.40
15.00
18.90
35.80
6.33
4.21
2.57
10.36
1968
2.02
4.19
5.09
8.35
18.70
19.70
15.90
83.90
26.20
27.10
10.60
3.18
18.744
1969
3.22
2.31
4.20
9.42
13.20
13.60
29.40
44.00
25.00
10.60
16.00
3.08
14.503
1970
2.61
3.10
3.16
8.48
18.20
30.10
23.80
26.10
21.10
12.20
4.35
2.61
12.984
1971
2.06
2.64
3.88
3.11
29.70
15.60
71.30
91.50
20.20
24.00
5.77
2.75
22.709
1972
2.07
2.33
2.03
3.74
19.40
9.30
5.94
82.30
35.30
18.30
9.33
4.27
16.193
1973
3.46
3.41
3.04
12.40
9.02
24.00
49.60
53.80
84.50
17.70
5.76
2.74
22.453
1974
3.43
2.76
2.56
7.11
7.04
23.00
21.50
16.30
12.80
17.50
5.28
3.06
10.195
1975
5.97
2.74
5.26
13.90
48.20
53.40
10.50
22.40
38.60
9.63
4.52
2.66
18.148
1976
1.63
4.83
2.08
8.58
13.00
6.24
2.96
27.20
27.00
20.30
13.30
2.94
10.838
Bảng 2: Quá trình lũ thực đo trên sông Công (từ 7h ngày 23 đến 13h ngày 28/VII/1971).
Thêi ®o¹n
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Q (m3/s)
16
131
266
529
720
437
240
205
170
137
110
83.8
Thêi ®o¹n
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
Ghi chó
Q (m3/s)
69
59
52
44
42
38
34
33
32
33
Dt = 6 giê
Bảng 3: Quá trình nước dùng (q ~ t).
Th¸ng
I
II
III
IV
V
VI
VII
VII
IX
X
XI
XII
BQ N¨m
q(m3/s)
18
20
13
11
7.6
6.6
4.6
5
5.7
6.5
8
12.5
9.92
Bảng 4: Phân phối chênh lệch bốc hơi (DZ ~ t).
Th¸ng
I
II
III
IV
V
VI
VII
VII
IX
X
XI
XII
DZ N¨m
DZ (mm)
13.1
10.8
10.7
11.1
21.5
19.2
19.0
17.5
17.5
19.1
13.3
12.2
185.0
Bảng 5: Các quan hệ đặc trưng lòng hồ (Z ~ F) và (Z ~ V).
Z (m)
34.0
35.0
36.0
37.0
38.0
39.0
40.0
41.0
41.2
42.0
F (km2)
4.2
5.0
6.5
8.0
9.6
11.6
13.5
15.5
15.8
17.2
V (106 m3)
7.5
10.5
16.8
25.0
33.5
43.5
55.0
70.0
73.2
86.0
Z (m)
43.0
44.0
45.0
46.0
46.2
46.5
47.0
48.0
49.0
50.0
F (km2)
19.0
20.6
22.5
24.6
25.0
25.7
26.8
29.6
32.3
35.0
V (106 m3)
103.8
125.5
147.8
172.0
175.5
183.8
198.0
224.9
250.5
280.0
II. TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TRƯNG THUỶ VĂN THIẾT KẾ HỒ CHỨA
Phân mùa dòng chảy
Từ tài liệu dòng chảy tháng quan trắc được trên lưu vực trong 16 năm
(từ 1961 ¸ 1976), ta xác định được mùa dòng chảy cho lưu vực như sau:
Th¸ng
N¨m
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
BQ n¨m
1961
2.50
4.12
7.14
14.00
6.73
34.90
14.10
40.60
55.20
21.70
12.80
8.48
18.523
1962
4.19
2.59
2.79
4.36
4.99
23.10
20.00
22.80
20.90
9.56
3.10
1.41
9.9825
1963
0.87
1.50
1.80
1.48
10.70
9.77
51.80
35.60
21.90
9.89
18.20
6.62
14.178
1964
3.04
3.66
3.93
9.77
6.12
19.70
32.50
25.60
49.10
40.00
11.40
7.36
17.682
1965
3.11
3.25
3.44
20.20
18.10
41.40
24.90
11.90
13.70
15.10
6.88
4.44
13.868
1966
4.10
2.94
1.66
5.94
4.18
37.10
23.20
23.60
12.60
22.80
6.89
3.67
12.39
1967
1.71
4.02
4.03
8.31
9.04
14.40
15.00
18.90
35.80
6.33
4.21
2.57
10.36
1968
2.02
4.19
5.09
8.35
18.70
19.70
15.90
83.90
26.20
27.10
10.60
3.18
18.744
1969
3.22
2.31
4.20
9.42
13.20
13.60
29.40
44.00
25.00
10.60
16.00
3.08
14.503
1970
2.61
3.10
3.16
8.48
18.20
30.10
23.80
26.10
21.10
12.20
4.35
2.61
12.984
1971
2.06
2.64
3.88
3.11
29.70
15.60
71.30
91.50
20.20
24.00
5.77
2.75
22.709
1972
2.07
2.33
2.03
3.74
19.40
9.30
5.94
82.30
35.30
18.30
9.33
4.27
16.193
1973
3.46
3.41
3.04
12.40
9.02
24.00
49.60
53.80
84.50
17.70
5.76
2.74
22.453
1974
3.43
2.76
2.56
7.11
7.04
23.00
21.50
16.30
12.80
17.50
5.28
3.06
10.195
1975
5.97
2.74
5.26
13.90
48.20
53.40
10.50
22.40
38.60
9.63
4.52
2.66
18.148
1976
1.63
4.83
2.08
8.58
13.00
6.24
2.96
27.20
27.00
20.30
13.30
2.94
10.838
K.tra
0.06
0.375
0.69
0.69
0.94
0.81
0.563
0.13
15.234
Chọn chỉ tiêu so sánh là lưu lượng bình quân năm bình quân trong nhiều năm:
Điều kiện để chọn một tháng là tháng mùa lũ hay mùa kiệt:
Nếu P(Qi ³ Q0) ³ 50% thì tháng đó là tháng mùa lũ.
Các tháng còn lại là các tháng mùa kiệt.
Kết quả cho ta:
Từ tháng VI ¸ tháng X : Mùa lũ.
Từ tháng XI ¸ tháng V : Mùa kiệt.
Mùa
Mùa lũ
Mùa kiệt
Năm
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
I
II
III
IV
V
61-62
34.9
14.1
40.6
55.2
21.7
12.80
8.48
4.19
2.59
2.79
4.36
4.99
62-63
23.1
20
22.8
20.9
9.56
3.10
1.41
0.87
1.50
1.80
1.48
10.70
63-64
9.77
51.8
35.6
21.9
9.89
18.2
6.62
3.04
3.66
3.93
9.77
6.12
64-65
19.7
32.5
25.6
49.1
40
11.4
7.36
3.11
3.25
3.44
20.2
18.1
65-66
41.4
24.9
11.9
13.7
15.1
6.88
4.44
4.10
2.94
1.66
5.94
4.18
66-67
37.1
23.2
23.6
12.6
22.8
6.89
3.67
1.71
4.02
4.03
8.31
9.04
67-68
14.4
15
18.9
35.8
6.33
4.21
2.57
2.02
4.19
5.09
8.35
18.7
68-69
19.7
15.9
83.9
26.2
27.1
10.6
3.18
3.22
2.31
4.20
9.42
13.2
69-70
13.6
29.4
44
25
10.6
16
3.08
2.61
3.10
3.16
8.48
18.2
70-71
30.1
23.8
26.1
21.1
12.2
4.35
2.61
2.06
2.64
3.88
3.11
29.7
71-72
15.6
71.3
91.5
20.2
24
5.77
2.75
2.07
2.33
2.03
3.74
19.4
72-73
9.3
5.94
82.3
35.3
18.3
9.33
4.27
3.46
3.41
3.04
12.4
9.02
73-74
24
49.6
53.8
84.5
17.7
5.76
2.74
3.43
2.76
2.56
7.11
7.04
74-75
23
21.5
16.3
12.8
17.5
5.28
3.06
5.97
2.74
5.26
13.9
48.2
75-76
53.4
10.5
22.4
38.6
9.63
4.52
2.66
1.63
4.83
2.08
8.58
13.00
76-77
6.24
2.96
27.2
27
20.3
13.30
2.94
Tính lượng dòng chảy của từng mùa cho từng năm cho tất cả các năm đã đo đạc được dòng chảy hàng tháng
Ta có bảng sau:
Mùa
Mùa lũ
Mùa kiệt
Cả năm
Qi
Wi x 106
Qi
Wi x 106
Qi
Wi x 106
61-62
33.30
431.57
5.74
104.20
17.23
535.77
62-63
19.27
249.77
2.98
54.07
9.77
303.83
63-64
25.79
334.26
7.33
133.07
15.03
467.34
64-65
33.38
432.60
9.55
173.30
19.48
605.91
65-66
21.40
277.34
4.31
78.12
11.43
355.47
66-67
23.86
309.23
5.38
97.64
13.08
406.87
67-68
18.09
234.39
6.45
116.98
11.30
351.37
68-69
34.56
447.90
6.59
119.57
18.24
567.47
69-70
24.52
317.78
7.80
141.60
14.77
459.38
70-71
22.66
293.67
6.91
125.32
13.47
419.00
71-72
44.52
576.98
5.44
98.73
21.72
675.71
72-73
30.23
391.75
6.42
116.46
16.34
508.21
73-74
45.92
595.12
4.49
81.39
21.75
676.51
74-75
18.22
236.13
12.06
218.79
14.63
454.92
75-76
26.91
348.70
5.33
96.68
14.32
445.38
76-77
16.74
216.95
0.00
0.00
0.00
0.00
Dùng các liệt số liệu đã tính toán được ở trên để xây dựng các đường tần suất tương ứng theo các bước sau đây:
Xây dựng đường tần suất kinh nghiệm:
Sắp xếp các giá trị WLi, WKi, Wni theo thứ tự từ lớn đến bé.
Tính tần suất tích luỹ kinh nghiệm Pi ứng với từng giá trị WLi, WKi, Wni theo công thức vọng số:
Số TT
p%
Mùa lũ
Mùa kiệt
Cả năm
Wil x 106
Wik x 106
Win x 106
1
6.25%
595.12
218.79
676.51
2
12.50%
576.98
173.30
675.71
3
18.75%
447.90
141.60
605.91
4
25.00%
432.60
133.07
567.47
5
31.25%
431.57
125.32
535.77
6
37.50%
391.75
119.57
508.21
7
43.75%
348.70
116.98
467.34
8
50.00%
334.26
116.46
459.38
9
56.25%
317.78
104.20
454.92
10
62.50%
309.23
98.73
445.38
11
68.75%
293.67
97.64
419.00
12
75.00%
277.34
96.68
406.87
13
81.25%
249.77
81.39
355.47
14
87.50%
236.13
78.12
351.37
15
93.75%
234.39
54.07
303.83
Gi¸ trÞ TB
365.15
117.06
482.21
Chấm các điểm kinh nghiệm (Xi, pi) lên giấy tần suất Hazen ta xác định được các đường tần suất kinh nghiệm
Xây dựng đường tần suất lý luận:
Xác định các giá trị Cv, Cs, từ các dãy số liệu theo các công thức sau:
(Trong đó: )
Mùa lũ
Mùa kiệt
Cả năm
Wil x 106
ki
(ki -1)2
(ki -1)3
Wik x 106
ki
(ki -1)2
(ki -1)3
Winx 106
ki
(ki -1)2
(ki -1)3
595.12
1.63
0.40
0.25
218.79
1.87
0.76
0.66
676.51
1.40
0.16
0.07
576.98
1.58
0.34
0.20
173.30
1.48
0.23
0.11
675.71
1.40
0.16
0.06
447.90
1.23
0.05
0.01
141.60
1.21
0.04
0.01
605.91
1.26
0.07
0.02
432.60
1.18
0.03
0.01
133.07
1.14
0.02
0.00
567.47
1.18
0.03
0.01
431.57
1.18
0.03
0.01
125.32
1.07
0.00
0.00
535.77
1.11
0.01
0.00
391.75
1.07
0.01
0.00
119.57
1.02
0.00
0.00
508.21
1.05
0.00
0.00
348.70
0.95
0.00
0.00
116.98
1.00
0.00
0.00
467.34
0.97
0.00
0.00
334.26
0.92
0.01
0.00
116.46
0.99
0.00
0.00
459.38
0.95
0.00
0.00
317.78
0.87
0.02
0.00
104.20
0.89
0.01
0.00
454.92
0.94
0.00
0.00
309.23
0.85
0.02
0.00
98.73
0.84
0.02
0.00
445.38
0.92
0.01
0.00
293.67
0.80
0.04
-0.01
97.64
0.83
0.03
0.00
419.00
0.87
0.02
0.00
277.34
0.76
0.06
-0.01
96.68
0.83
0.03
-0.01
406.87
0.84
0.02
0.00
249.77
0.68
0.10
-0.03
81.39
0.70
0.09
-0.03
355.47
0.74
0.07
-0.02
236.13
0.65
0.12
-0.04
78.12
0.67
0.11
-0.04
351.37
0.73
0.07
-0.02
234.39
0.64
0.13
-0.05
54.07
0.46
0.29
-0.16
303.83
0.63
0.14
-0.05
365.15
1.36
0.32
117.06
1.64
0.54
482.21
0.77
0.06
Cv = 0.311
Cs = 0.885
Cv = 0.342
Cs = 1.128
Cv = 0.234
Cs = 0.378
Xác định các giá trị hàm f ứng với giá trị Cs và các xác suất p khác nhau
Tính Kp = f ´ Cv + 1
Tính Xp = Kp ´
STT
Mùa lũ
Mùa kiệt
Cả năm
p%
Kp
Xp
p%
Kp
Xp
p%
Kp
Xp
1
0.01
2.77
1011.46
0.01
3.13
366.40
0.01
2.06
993.35
2
0.1
2.36
861.75
0.1
2.61
305.53
0.1
1.85
892.09
3
0.2
2.23
814.28
0.2
2.44
285.63
0.2
1.78
858.33
4
0.33
2.13
777.76
0.33
2.33
272.75
0.33
1.73
834.22
5
0.5
2.05
748.55
0.5
2.23
261.05
0.5
1.68
810.11
6
1
1.92
701.08
1
2.06
241.15
1
1.61
776.36
7
2
1.77
646.31
2
1.89
221.25
2
1.53
737.78
8
3
1.69
617.10
3
1.78
208.37
3
1.47
708.85
9
5
1.58
576.93
5
1.65
193.15
5
1.41
679.91
10
10
1.42
518.51
10
1.46
170.91
10
1.31
631.69
11
20
1.24
452.78
20
1.25
146.33
20
1.19
573.83
12
25
1.18
430.87
25
1.18
138.13
25
1.15
554.54
13
30
1.13
412.62
30
1.12
131.11
30
1.11
535.25
14
40
1.03
376.10
40
1.02
119.40
40
1.05
506.32
15
50
0.95
346.89
50
0.94
110.04
50
0.99
477.39
16
60
0.88
321.33
60
0.86
100.67
60
0.93
448.45
17
70
0.81
295.77
70
0.79
92.48
70
0.87
419.52
18
75
0.77
281.16
75
0.75
87.80
75
0.83
400.23
19
80
0.74
270.21
80
0.71
83.11
80
0.8
385.77
20
85
0.69
251.95
85
0.67
78.43
85
0.76
366.48
21
90
0.64
233.69
90
0.63
73.75
90
0.71
342.37
22
95
0.58
211.79
95
0.56
65.55
95
0.64
308.61
23
97
0.54
197.18
97
0.53
62.04
97
0.6
289.33
24
99
0.48
175.27
99
0.48
56.19
99
0.52
250.75
25
99.9
0.4
146.06
99.9
0.43
50.34
99.9
0.4
192.88
Đánh dấu các điểm (Xp, p) lên giấy tần suất Hazen ta được đường tần suất lý luận.
Sau khi đã có các đường tần suất, ta xác định được các giá trị dòng chảy năm thiết kế dựa vào tần suất thiết kế p =75%.
Wn 75% = 400.23 ´ 106 (m3)
Wk 75% = 87.80 ´ 106 (m3)
WL 75% = Wn 75% - Wk 75% = 400.23 ´ 106 - 87.80 ´ 106 = 312.43 ´ 106 (m3)
Chọn năm điển hình
Dựa vào bảng số liệu đã cho và dựa vào các giá trị Wn 75%, Wk 75%, WL 75% ta chọn năm 1966 – 1967 vì nó có:
Wn đh = 406.87 ´ 106 (m3) » Wn 75% = 400.23 ´ 106 (m3)
Wk đh = 97.64 ´ 106 (m3) » Wk 75% = 87.80 ´ 106 (m3)
Tính hệ số thu phóng
6. Tính phân phối thiết kế
Trong những tháng mùa lũ, lưu lượng tính bởi công thức:
Và trong những tháng mùa kiệt, lưu lượng tính bởi công thức:
Trong đó: - và là lưu lượng tháng thứ i (tính theo mùa lũ và mùa kiệt) của năm điển hình.
và là lưu lượng tháng thứ i (tính theo mùa lũ và mùa kiệt) của năm thiết kế với tần suất 75%.
Từ đó ta tính và vẽ được phân phối dòng chảy năm thiết kế như sau:
Tháng
Năm
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
Năm đ.hình
1.71
4.02
4.03
8.31
9.04
37.10
23.20
23.60
12.60
22.80
6.89
3.67
Năm t.kế
1.54
3.62
3.63
7.48
8.14
37.47
23.43
23.84
12.73
23.03
6.20
3.30
III. TÍNH TOÁN DÒNG CHẢY LŨ THIẾT KẾ
Tính lưu lượng đỉnh lũ thiết kế Qmaxp
a. Tính Qmaxp theo công thức kinh nghiệm (Công thức triết giảm)
Trong đó :
F là diện tích lưu vực cần tính toán (F = 535 km2).
A là thông số địa lý, khí hậu.
n là số mũ của đường cong quan hệ giữa qmax và F (Hệ số triết giảm môđuyn đỉnh lũ theo diện tích lưu vực F).
« Xác định hệ số n:
Từ bản đồ phân vùng thuỷ văn hệ số triết giảm n ta xác định được n = 0.4.
« Xác định hệ số A:
Từ bản đồ đẳng trị q100 ta xác định được q100 của lưu vực nghien cứu ứng với tần suất 10%:
q100 10% = 5000
A10% = q100 10% ´ 100n
(lp là hệ số chuyển tần suất)
Với tần suất lũ thiết kế là p = 1%:
b. Tính theo công thức Xôvôlốpki
Trong đó:
tl =t = ts
tl = 8.0 (h)
Hệ số hình dạng lũ f được lấy theo bản đồ phân khu hệ số hình dạng lũ
(f = 0.8)
Hệ số triết giảm d được tính bởi công thức:
(Vì không có tài liệu về ao hồ, đầm lầy Þ chọn d = 1)
Qng = Q0 = 15.234 (m3/s)
Tra bảng quan hệ mưa rào dòng chảy tới các phân khu ta thấy sông Công thuộc phân khu VI nên a = 0.72; H0 = 24.
HTp tính theo công thức HTp = y(T) ´ Hnp
Với T = tl = 8.0 (h) Þ y(T) = 0.79
Þ HTp = 0.79´475.1 = 375.33 (mm)
Þ
Qmax1% = 3777.5(m3/s)
Tính tổng lượng lũ thiết kế Wmaxp
Tính Wmaxp theo công thức:
Wmaxp = 103´HTp´F´a
Trong đó:
a là hệ số dòng chảy tổng lượng, có thể xác định được thông qua bảng tra hệ số dòng chảy.
(Với Hnp 475.1 > 200, F > 100 km2 ta xác định được a = 0.9).
HTp = y(T) ´ Hnp = 375.33 (mm).
Wmaxp = 103 ´ 375.33 ´ 535 ´ 0.9 = 180721395 (m3).
Đường quá trình đỉnh lũ thiết kế
Do lưu vực có sẵn tài liệu về lũ nên ở đây ta xây dựng đường quá trình đỉnh lũ theo phương pháp dựa vào quá trình lũ đại biểu.
Ở đây ta chọn quá trình lũ đại biểu là quá trình lũ thực đo trên sông Công (từ 7h ngày 23 đến 13h ngày 28/VII/1971).
Dựa vào đường quá trình lũ điển hình ở trên, ta xác định được:
Qmaxđh = 720 (m3/s)
Wmaxđh = 74838600 (m3)
Theo tính toán ở trên, ta có các giá trị lũ thiết kế:
Qmaxp = 3777.5 (m3/s)
Wmaxđp = 180721395 (m3)
Ta xác định được các hệ số thu phóng:
Từ đó ta tính được quá trình lũ thiết kế theo công thức sau:
QiTK = KQ ´ Qidh
TiTK = KT ´ Tidh
Thêi ®o¹n
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Q (m3/s)
83.9
687.3
1395.6
2775.4
3777.5
2292.7
1259.2
1075.5
891.9
718.8
577.1
439.7
Thêi ®o¹n
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
Ghi chó
Q (m3/s)
360.4
308.5
273.9
229.8
219.8
199.4
179.4
174.7
170.0
174.7
Dt = 2.8 giê
Và vẽ được quá trình lũ thiết kế:
IV. TÍNH TOÁN CÁC THÀNH PHẦN DUNG TÍCH HỒ CHỨA
Tính toán điều tiết năm
Nhiệm vụ của bài toán này thực chất là xác định dung tích hiệu dụng của hồ chứa để đảm bảo yêu cầu cấp nước cho khu vực. Dựa vào nguyên lý cân bằng nước (so sánh quá trình dòng chảy đến kho nước và quá trình cấp nước của kho nước) ta có thể tính toán dung tích hiệu dụng Vh của hồ chứa theo phương pháp lập bảng.
Lập bảng tính Vh chưa kể đến tổn thất
Tháng
Dt
(ngày)
Q
(m3/s)
q
(m3/s)
WQ
(106 m3)
Wq
(106 m3)
V+
(106 m3)
V-
(106 m3)
Vk
(106 m3)
Vx
(106 m3)
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
V
31
8.14
7.6
21.802
20.356
1.446
1.446
VI
30
37.47
6.6
97.122
17.107
80.015
81.461
VII
31
23.43
4.6
62.755
12.321
50.434
131.896
VIII
31
23.84
5.0
63.853
13.392
50.461
147.240
35.116
IX
30
12.73
5.7
32.996
14.774
18.222
147.240
18.222
X
31
23.03
6.5
61.684
17.410
44.274
147.240
44.274
XI
30
6.20
8.0
16.070
20.736
4.666
142.575
XII
31
3.30
12.5
8.839
33.480
24.641
117.933
I
31
1.54
18.0
4.125
48.211
44.086
73.847
II
28
3.62
20.0
8.758
48.384
39.626
34.220
III
31
3.63
13.0
9.723
34.819
25.097
9.124
IV
30
7.48
11.0
19.388
28.512
9.124
0.000
TỔNG
407.114
309.502
244.852
147.240
186.067
Trong đó:
Cột (1) là tên tháng trong năm (Được sắp xếp theo thứ tự tháng thừa nước trước, tháng thiếu nước sau).
Cột (2) là số ngày trong tháng tương ứng.
Cột (3) là lưu lượng dòng chảy đến trong tháng.
Cột (4) là lưu lượng nước dùng trong tháng.
Cột (5) là tổng lượng dòng chảy đến trong tháng được tính theo công thức:
WQ = Q ´ Dt = 0.0864 ´ Dt (106 m3)
Cột (6) là tổng lượng nước dùng trong tháng được tính theo công thức:
Wq = q ´ Dt = 0.0864 ´ Dt (106 m3)
Cột (7) là lượng nước thừa được tính theo công thức:
DV+ = (5) – (6) nếu (5) > (6).
Cột (8) là lượng nước thiếu được tính theo công thức:
DV- = (6) – (5) nếu (6) > (5).
Cột (9) là dung tích chứa nước của hồ chứa được tính bằng cách tích luỹ cột (7) nhưng chú ý không được vượt quá dung tích hồ.
Cột (10) là dung tích xả nước (là dung tích thừa khi hồ chứa đã tích đủ nước).
Từ bảng tính ở trên ta thấy rằng trong một năm ở khu vực này chỉ có một thời kỳ thừa nước và một thời kỳ thiếu nước nên kho nước thiết kế là kho nước điều tiết một lần
Kết quả cho ta Vh = 147,240 ´ 106 (m3)
Lập bảng tính Vh có kể đến tổn thất do thấm và bốc hơi
Trước hết, dựa vào số liệu đã cho ở Bảng 5 ta vẽ được biểu đồ quan hệ F ~ V từ đó có thể xác định diện tích mặt thoáng của hồ chứa ứng với các dung tích khác nhau.
Ta lập được bảng tính như sau:
Trong đó:
Cột (1) là tên tháng trong năm (Được sắp xếp theo thứ tự tháng thừa nước trước, tháng thiếu nước sau).
Cột (2) là dung tích của kho nước ở cuối mỗi thời đoạn tính toán. Khi kho bắt đầu tích nước, trong thiết kế thường giả thiết trước đó kho đã tháo cạn đến Hc.
Cột (3) là dung tích bình quân trong hồ chứa nước được xác định theo công thức sau: = (Vi + Vi+1)/2.
Cột (4) là diện tích mặt thoáng tương ứng với giá trị (tra từ biểu đồ quan hệ F ~ V ở trên).
Cột (5) là phân phối chênh lệch bốc hơi theo thời đoạn tháng
Cột (6) là lượng tổn thất do bốc hơi được tính theo công thức:
Wbi = ´ Fhi (106 m3).
Cột (7) là lượng tổn thất do thấm được tính theo công thức