Bài giảng Thủy văn công trình - Nguyễn Đăng Phóng

 Bài giảng 'Thủy văn công trình' cung cấp cho người học các kiến thức: Thu thập số liệu và xác định các yếu tố thủy văn, phương pháp thống kê xác suất trong thủy văn, tính lưu lượng thiết kế từ mưa rào, khái  niệm về các công trình thoát nước nhỏ,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Thủy văn công trình - Nguyễn Đăng Phóng Ch
ng I: Thu thập số liệu và xác ñịnh các yếu tố thủy văn 1.1. ðối tượng nghiên cứu, nội dung môn học, ñặc ñiểm , phương pháp nghiên cứu. 1.2. Các yếu tố khí tượng thuỷ văn - Lưu vực và dòng sông 1.3. Xác ñịnh các yếu tố thủy văn. 1.1. ðối tượng nghiên cứu, nội dung môn học, ñặc ñiểm , phương pháp nghiên cứu 1. ðối tượng nghiên cứu. Thuỷ văn là môn khoa học về nước, nghiên cứu nước trong tự nhiên, nguồn nước và dòng chảy; ñiều tra, ño ñạc, thu thập và phân tích tài liệu nguồn nước, dòng chảy ñể phục vụ cho công tác thiết kế, xây dựng và quản lý khai thác công trình. 1.1. ðối tượng nghiên cứu, nội dung môn học, ñặc ñiểm , phương pháp nghiên cứu 2. Nội dung môn học. Phần thủy văn:
Xác ñịnh lưu lượng TK và mực nước TK trong các TH.
Phân bố lưu lượng trong các bộ phận sông.
Phân bố lưu tốc tại vị trí mặt cắt tim công trình. Phần thủy lực:
ðưa ra khẩu ñộ CT, chiều cao nước dâng ở thượng lưu công trình.
Xác ñịnh cao ñộ ñáy sông sau xói chung, xói cục bộ.
Kiến nghị mực nước thông thuyền (sông có thuyền bè qua lại).
Xác ñịnh mực nước thiết kế nền ñường.
Tính toán dự báo mực nước thi công. 1.1. ðối tượng nghiên cứu, nội dung môn học, ñặc ñiểm , phương pháp nghiên cứu 3. ðặc ñiểm hiện tượng thủy văn.
Tính ngẫu nhiên.
Tính chu kỳ tương ñối.
Tính khu vực. 1.1. ðối tượng nghiên cứu, nội dung môn học, ñặc ñiểm , phương pháp nghiên cứu 4. Phương pháp nghiên cứu.
Phương pháp thống kê xác suất.
Phương pháp phân tích nguyên nhân hình thành. 1.2. Các yếu tố khí tượng thuỷ văn - Lưu vực và dòng sông 1. Các yếu tố khí tượng thuỷ văn Nhiệt ñộ không khí ðộ ẩm không khí. ðộ ẩm Bốc hơi (Z). Gió, bão. Mưa 1.2. Các yếu tố khí tượng thuỷ văn - Lưu vực và dòng sông Mưa
Nguyên nhân gây ra mưa chính là do hơi nước bị lạnh.
Phân loại mưa: - Mưa ñịa hình - Mưa ñối lưu
Các ñặc trưng của mưa: Lượng mưa X: (mm). Cường ñộ mưa tức thời aT: (mm/phút hay mm/giờ). ðường quá trình mưa: ñồ thị thể hiện sự biến ñổi lượng mưa (hay cường ñộ mưa) theo thời gian gọi là ñường quá trình mưa. 1.2. Các yếu tố khí tượng thuỷ văn - Lưu vực và dòng sông 2. Lưu vực và dòng sông. a) Lưu vực. Lưu vực sông là diện tích mặt ñất mà trên ñó nước sẽ tập trung chảy vào sông nhánh, sông chính hay là diện tích bề mặt ñất có tác dụng hứng nước cho dòng sông ở trong ñó. ðường phân thuỷ của lưu vực: là ñường nối liền các cao trình cao nhất của lưu vực, ngăn cách nó với lưu vực khác ở bên, nước từ ñây chảy theo hai sườn dốc của hai phía vào hai lưu vực kề nhau. 1.2. Các yếu tố khí tượng thuỷ văn - Lưu vực và dòng sông
Các ñặc trưng hình học của lưu vực 1) Diện tích lưu vực: F(km2) 2) Chiều dài lưu vực: Llv(km) coi là chiều dài của sông chính Ls. 3) Chiều rộng bình quân lưu vực: B (km)
Lưu vực một sườn:
Lưu vực hai sườn: F F F F B= = B= = L lv L s 2L lv 2L s B 4) Hệ số hình dạng lưu vực: (K) K= Ls 1.2. Các yếu tố khí tượng thuỷ văn - Lưu vực và dòng sông 2. Lưu vực và dòng sông. b) Dòng sông. Qua trình hình thành dòng chảy trên lưu vực:
Quá trình mưa rơi xuống.
Quá trình tổn thất do thấm, bốc hơi, ñọng lại trên ao hồ, ...
Quá trình chảy trên sườn dốc.
Quá trình tập trung dòng chảy trong sông. 1.2. Các yếu tố khí tượng thuỷ văn - Lưu vực và dòng sông Dòng chảy ñược ñặc trưng bởi các thông số:
Lưu lượng Q (m3/s)
Tổng lượng dòng chảy W (m3): W = ∑ Q i .∆t W
ðộ sâu dòng chảy Y (mm): Y= 1000.F Q
Mô ñun dòng chảy M (m3/s.km2): M = F Y
Hệ số dòng chảy φ: φ = ≤1 X 1.3. Xác ñịnh các yếu tố thủy văn. Các yếu tố thủy văn: - Mực nước. - Lưu tốc. - Lưu lượng. - Lưu lượng bùn cát. - Lưu hướng. 1. Mực nước
ðịnh nghĩa: Mực nước là cao ñộ mặt nước tại vị trí ñó so với mặt thủy chuẩn. Thñy chÝ h H MÆt thñy chuÈn 1. Mực nước
ðo ñạc: ðo bằng thủy chí hay thước ðây là phương pháp thương dùng. Khi ñó mực nước tính theo công thức: H=∇+h
ðiều tra mực nước: - ðiều tra tại các ñơn vị quản lý giao thông, các trạm thủy lợi. - ðiều tra các vết lũ còn lại. - ðiều tra bằng cách hỏi dân. 2. Lưu tốc. ðo ñạc và tính toán. Thñy trùc 1 TT 2 TT 3 h1 h2 h3 2. Lưu tốc.
Quy ñịnh ñiểm ño: - Khi h>3m → ño 5 ñiểm tại: mặt nước; 0.2h; 0.6h; 0.8h và ñáy sông. - Khi h= 2 - 3m → ño 3 ñiểm tại : 0.2h; 0.6h; 0.8h. - Khi h=1 - 2m → ño 2 ñiểm tại : 0.2h; 0.8h. - Khi h2. Lưu tốc.
Tính lưu tốc trung bình thủy trực: - Khi ño 5 ñiểm: vtb = 0,1(umặt + 3u0.2h + 3u0.6h + 2u0.8h + uñáy) - Khi ño 3 ñiểm: vtb = 0,25(u0.2h + 2u0.6h + u0.8h) - Khi ño 2 ñiểm: vtb = 0,5(u0.2h + u0.8h) - Khi ño 1 ñiểm: vtb = u0.6h 3. Lưu lượng Thñy trùc 1 TT 2 bộ phận: TT 3
Phương pháp lưu lượng Q = ∑ Qi v tb1 + v tb 2 v tb ( n −1) + v tb ( n ) = k1.v tb1.f o + f1 + ... + f n −1 + k 2 .v tb ( n ) .f n f0 2 2 f 3 fo, fn - diện tích tạo h ...