Tài liệu Chương 5: Tính toán dòng chảy lũ thiết kế pdf

Chương 5: Tính toán dòng

chảy lũ thiết kế

I. Khái niệm chung

1. Lũ và các đặc trưng về lũ

a. 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

 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.

∫

=

2

1

t

t

W Qdt ∑=

= ∆

n

i

i i W Q t

1

max

Sơ họa một đường quá trình lũ

t

Q(m3

/s)

Qmax

Wmax

T

(Q~t)

Các 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

/Tl

Đối với các lưu vực vừa và nhỏ γ ≈ 2 ÷ 3.

2. Sự hình thành dòng chảy lũ

t

Q~t

Q (m3

/s)

t

0

t1 t

2 t

3

at

~ t

Kt

~ t

Ycn

H0

2. Sự hình thành dòng chảy lũ

 Tại t0

: thời điểm bắt đầu mưa

 Từ t0 ÷ t1

: at<Kt

giai đoạn tổn thất hoàn toàn

H0

: lượng tổn thất ban đầu

 Tại t1

: at1=Kt1 bắt đầu quá trình dòng chảy

 Từ t1 ÷ t2

: at >Kt

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 cấp nước

Trong đó Ycn: Lớp cấp nước (lượng mưa hiệu quả)

 Từ t2 ÷t

3

: at<Kt

 Tại t3

: kết thúc quá trình dòng chảy lũ

( )

∫ ∫

= = −

2

1

2

1

t

t

t t

t

t

cn t Y h dt a K dt

 Quá trình 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 ra

3. Các đặc trưng lượng mưa và cường

độ mưa

 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:

t

H

a

t t

t

∆

=

1− 2