Báo cáo nghiên cứu khoa học thực nghiệm số công thức tính thấm trong ph-ơng pháp SCS cho l-u vực sông vệ trạm an chỉ

Ph-ơng pháp SCS của Cục thổ nh-ỡng Hoa Kỳ hiện đ-ợc áp dụng rộng rãi ở nhiều khu vực trên thế giới. Ph-ơng pháp này dùng để tính thấm trong các mô hình m-a - dòng chảy đã đ-ợc áp dụng linh hoạt với nhiều cải tiến cho phù hợp với các điều kiện địa ph-ơng. Bài báo này giới thiệu việc hiệu chỉnh công thức thấm bằng thực nghiệm số kết hợp ph-ơng pháp SCS và mô hình sóng động học một chiều ph-ơng pháp phần tử hữu hạn để mô phỏng lũ trên l-u vực...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học " thực nghiệm số công thức tính thấm trong ph-ơng pháp SCS cho l-u vực sông vệ trạm an chỉ "T¹p chÝ Khoa häc ®hqghn, KHTN & CN, T.xxII, Sè 1PT., 2006 thùc nghiÖm sè c«ng thøc tÝnh thÊm trong ph−¬ng ph¸p SCS cho l−u vùc s«ng vÖ tr¹m an chØ NguyÔn Thanh S¬n Khoa KhÝ t−îng-Thuû v¨n vµ H¶i d−¬ng häc Tr−êng §¹i häc Khoa häc Tù nhiªn, §HQG Hµ Néi Tãm t¾t. Ph−¬ng ph¸p SCS cña Côc thæ nh−ìng Hoa Kú hiÖn ®−îc ¸p dông réng r·i ë nhiÒu khu vùc trªn thÕ giíi. Ph−¬ng ph¸p nµy dïng ®Ó tÝnh thÊm trong c¸c m« h×nh m−a - dßng ch¶y ®· ®−îc ¸p dông linh ho¹t víi nhiÒu c¶i tiÕn cho phï hîp víi c¸c ®iÒu kiÖn ®Þa ph−¬ng. Bµi b¸o nµy giíi thiÖu viÖc hiÖu chØnh c«ng thøc thÊm b»ng thùc nghiÖm sè kÕt hîp ph−¬ng ph¸p SCS vµ m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu ph−¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n ®Ó m« pháng lò trªn l−u vùc s«ng VÖ - tr¹m An ChØ.1. Ph−¬ng ph¸p SCS Ph−¬ng ph¸p SCS cña Côc thæ nh−ìng Hoa Kú [7] ®−îc ¸p dông ®Ó tÝnh tæn thÊtdßng ch¶y tõ m−a. HÖ ph−¬ng tr×nh c¬ b¶n cña ph−¬ng ph¸p SCS ®Ó tÝnh ®é s©u m−ahiÖu dông hay dßng ch¶y trùc tiÕp tõ mét trËn m−a rµo nh− sau: Fa Pe = (1) P − Ia S Tõ nguyªn lý liªn tôc, ta cã: P = Pe + I a + Fa (2) KÕt hîp gi¶i (1) vµ (2) ®Ó tÝnh Pe ( P − I a )2 Pe = (3) P − Ia + S H×nh 1. C¸c biÕn sè tæn thÊt dßng ch¶y trong ph−¬ng ph¸p SCS Ia - ®é s©u tæn thÊt ban ®Çu, Pe - ®é s©u m−a hiÖu dông, Fa - ®é s©u thÊm liªn tôc,P - tæng ®é s©u m−a. 20Thùc nghiÖm sè c«ng thøc tÝnh thÊm trong ph−¬ng ph¸p... 21 Qua nghiªn cøu c¸c kÕt qu¶ thùc nghiÖm trªn nhiÒu l−u vùc nhá, ng−êi ta ®· x©ydùng ®−îc quan hÖ kinh nghiÖm : Ia = 0,2S Trªn c¬ së nµy, ta cã : (P − 0.2S)2 Pe = (4) P + 0.8S LËp ®å thÞ quan hÖ gi÷a P vµ Pe b»ng c¸c sè liÖu cña nhiÒu l−u vùc, ng−êi ta ®·t×m ra ®−îc hä c¸c ®−êng cong. §Ó tiªu chuÈn ho¸ c¸c ®−êng cong nµy, ng−êi ta sö dôngsè hiÖu cña ®−êng cong CN lµm th«ng sè. §ã lµ mét sè kh«ng thø nguyªn, lÊy gi¸ trÞtrong kho¶ng 0 ≤ CN ≤ 100 . §èi víi c¸c mÆt kh«ng thÊm hoÆc mÆt n−íc, CN = 100; ®èivíi c¸c mÆt tù nhiªn, CN < 100. Sè hiÖu cña ®−êng cong CN vµ S liªn hÖ víi nhau quaph−¬ng tr×nh : hay S = 25 .4 ⎛ 1000 − 10 ⎞ 1000 S= − 10 (inch) (mm) (5) ⎜ ⎟ ⎝ CN ⎠ CN C¸c sè hiÖu cña ®−êng cong CN ®· ®−îc Côc thæ nh−ìng Hoa Kú[7] lËp thµnhb¶ng tÝnh s½n dùa trªn ph©n lo¹i ®Êt vµ t×nh h×nh sö dông ®Êt. Ph−¬ng ph¸p SCS ®· ®−îc sö dông réng r·i ë nhiÒu n¬i trªn thÕ giíi bëi nã chokÕt qu¶ kh¸ æn ®Þnh vµ ®¸ng tin cËy trong viÖc ®¸nh gi¸ dßng ch¶y mÆt. C¸c c¶i tiÕnSCS vÒ lý luËn vµ thùc tiÔn ®· ®−îc Bofu Yu [6], Tammos [8], ViÖn nghiªn cøu rõngVac-sa-va [5], ... tiÕn hµnh vµ mang l¹i nh÷ng lîi Ých to lín. MÆc dï ®−îc sö dông réng r·i, ph−¬ng ph¸p SCS sÏ gi¶m gi¸ trÞ bëi sù nhËnthøc lÝ thuyÕt thiÕu chÝnh x¸c. ë Utah, ng−êi ®· liªn kÕt sè ®−êng cong SCS víi diÖntÝch b·o hoµ côc bé vµ ®· thÊy r»ng viÖc sö dông Ia = 0.2S cho tæn thÊt ban ®Çu kh«ngt¹o ra kÕt qu¶ tèt trong viÖc dù b¸o dßng mÆt trõ khi S phô thuéc vµo tæng l−îng m−a.Ashish Pandey cïng c¸c céng sù [4] x¸c ®Þnh dßng ch¶y mÆt cho l−u vùc Karso, kÕt hîpsö dông GIS vµ SCS. 25400 S= − 254 CN ( P − 0.3S )2 Q= (6) ( P + 0.7 S )trong ®ã: Q lµ ®é s©u dßng ch¶y mÆt (mm); P: l−îng m−a (mm); S: kh¶ n¨ng håi phôctèi ®a cña l−u vùc sau 5 ngµy m−a; Ia = 0.3S ®é s©u tæn thÊt ban ®Çu (mm) (gi¸ trÞ cñaIa ®−îc sö dông øng víi l−u vùc Karso). §é lÖch tèi ®a vµ tèi thiÓu ®−îc quan s¸t t−¬ngøng lµ 28.33% vµ 3.27%, n»m trong giíi h¹n cho phÐp. Ph ...