Chương 5: Tính toán dòng chảy lũ thiết kế

Dòng chảy lũ được hiểu là quá trình khôngngừng tăng lên hoặc giảm đi của lưu lượng hoặcmực nước. Trong quá trình thay đổi đó lưu lượnghoặc mực nước đạt một hoặc vài trị số cực đại.Nếu có một trị số cực đại gọi là quá trình lũ đơn.Nếu có hai trị số cực đại trở lên gọi là quá trìnhlũ kép.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 5: Tính toán dòng chảy lũ thiết kếChương 5: Tính toán dòng chảy lũ thiết kếI. Khái niệm chung 1. Lũ và các đặc trưng về lũa. Khái niệm Dòng chảy lũ được hiểu là quá trình không ngừng tăng lên hoặc giảm đi của lưu lượng hoặc mực nước. Trong quá trình thay đổi đó lưu lượng hoặc mực nước đạt một hoặc vài trị số cực đại. Nếu có một trị số cực đại gọi là quá trình lũ đơn. Nếu có hai trị số cực đại trở lên gọi là quá trình lũ kép.b. Các đặc trưng biểu thị Lưu lượng đỉnh lũ Qmax (m3/s): là giá trị lớn nhất của lưu lượng trong một trận lũ. Tổng lượng lũ Wmax (m3): là tổng lượng dòng chảy trong một trận lũ t n 2 W = ∫ Qdt Wmax = ∑ Qi ∆ti i =1 t1 Đường quá trình lũ Q~t: là sự thay đổi của lưu lượng theo thời gian của một trận lũ, bao gồm nhánh nước lên và nhánh nước xuống. Tương ứng với quá trình thay đổi lưu lượng là quá trình thay đổi mực nước trong sông H~t. Sơ họa một đường quá trình lũQ(m3/s) Qmax (Q~t) Wmax t TCác đặc trưng biểu thị khác Thời gian lũ T (giờ, ngày): là khoảng thời gian kể từ thời điểm bắt đầu có lũ đến khi kết thúc lũ Thời gian lũ lên Tl là thời gian kể từ khi bắt đầu có lũ đến thời điểm xuất hiện đỉnh lũ Qmax. Thời gian lũ xuống Tx là thời gian kể từ thời điểm xuất hiện đỉnh lũ Qmax đến khi lũ kết thúc.Như vậy: T= Tl+Tx Hệ số bất đối xứng: γ = Tx/TlĐối với các lưu vực vừa và nhỏ γ ≈ 2 ÷ 3.2. Sự hình thành dòng chảy lũ t 0 t1 t2 t3 H0 Kt ~ t Ycn at ~ tQ (m3/s) Q~t t2. Sự hình thành dòng chảy lũ Tại t0: thời điểm bắt đầu mưa Từ t0 ÷ t1: atKt thời kỳ cấp nước ht=at – Kt gọi là cường độ cấp nước (hoặc cường độ mưa hiệu quả) Tại t2: at = Kt kết thúc thời kỳ ctấp nước t2 2 Ycn = ∫ ht dt = ∫ ( at − K t ) dt t1 t1 Trong đó Ycn: Lớp cấp nước (lượng mưa hiệu quả) Từ t2 ÷ t3: at Quátrình hình thành dòng chảy lũ phụ thuộc vào:  Quá trình mưa  Quá trình tổn thất (chủ yếu do thấm)  Quá trình tập trung nước về tuyến cửa ra3. Các đặc trưng lượng mưa và cường độmưa Cường độ mưa tức thời:  là lượng mưa đo được trong một đơn vị thời gian tại một thời điểm bất kỳ ở một vị trí quan trắc. Ký hiệu: at. Đơn vị mm/h hoặc mm/phút Đường quá trình mưa:  Sự thay đổi của cường độ mưa theo thời gian trong một trận mưa gọi là quá trình mưa.  Đồ thị biểu thị sự thay đổi của cường độ mưa theo thời gian gọi là đường quá trình mưa. K/h: at ~t Cường độ mưa bình quân thời đoạn:  Là cường độ mưa tính bình quân trong khoảng thời gian ∆t, được tính theo công thức: H t1−t 2 at = ∆tĐường quá trình mưa at ~t atm m / ( ph) at ax maT H t1t2 t 1 t 2 t T3. Các đặc trưng lượng mưa và cường độmưa (tiếp) Lượng mưa lớn nhất thời đoạn:  Là lượng mưa trong khoảng thời gian T được chọn trên đường quá trình mưa at ~t sao cho lượng mưa trong thời đoạn đó là lớn nhất. K/h: HT  Thông thường, khoảng thời gian T có chứa đỉnh mưa amax, sẽ cho lượng mưa lớn nhất thời đoạn T. Cường độ mưa bình quân lớn nhất thời đoạn:  Là cường độ mưa trong khoảng thời gian T được chọn trên đường quá trình mưa at ~t sao cho cường độ mưa trong thời đoạn đó là lớn nhất HT aT = T4. Tổn thất dòng chảy lũ Bao gồm:  Tổn thất thấm (chủ yếu)  Điền trũng  Bốc hơi  Giữ lại ở lớp thảm thực vật Các phương pháp tính toán tổn thất:  Sử dụng hệ số dòng chảy lũ  Tính tổn thất theo cường độ thấm  Sử dụng đường cong SCSa. Hệ số dòng chảy lũ Hệ số dòng chảy đỉnh lũ (αT) là tỷ số giữa lớp nước lũ trong khoảng thời gian cấp nước Tcn với lượng mưa lớn nhất trong khoảng thời gian đó (HTcn). Thường chọn T=τ (thời gian tập trung dòng chảy) Yτ ατ = Hτ Hệ số dòng chảy trận lũ (ϕ): là tỷ số giữa lớp dòng chảy lũ của toàn trận lũ với lượng mưa tương ứng sinh ra trận lũ đó (H). Y ...