Chương III: Tính lưu lượng thiết kế từ mưa rào

Chương III: Tính lưu lượng thiết kế từ mưa rào 3.1. Các giả thiết và mô hình dòng chảy 3.2. Một số công thức xác định lưu lượng lũ thiết kế 3.1. Các giả thiết và mô hình dòng chảy 1. Các giả thiết. Để thiết lập các công thức tính lưu lượng đỉnh lũ thiết kế cho đơn giản, thuận tiện người ta đưa ra các giả thiết: Mưa đồng thời trên toàn bộ lưu vực. Cường độ mưa không đổi trong suốt trận mưa. Đất bão hoà nước từ trận mưa trước. Cường độ thấm coi như đồng đều trên toàn bộ lưu vực. Lớp nước mặt coi như không bị cản trở cho phép lưu lượng xảy ra nhanh nhất, lớn nhất và bất lợi nhất. Lưu vực hình thành do 2 mặt phẳng nghiêng và lòng sông là giao tuyến 2 mặt phẳng nghiêng đó. Độ dốc thuỷ lực coi như đồng đều suốt chiều dài sông và bằng độ dốc trung bình đáy các sông suối đó. 3.1. Các giả thiết và mô hình dòng chảy 2. Mô hình toán dòng chảy a- Lý thuyết tập trung dòng chảy: Giả thiết: Mưa và thấm đều trên lưu vực với lượng quá thấm (lượng cấp nước) h(mm). Thời gian mưa tạo ra dòng chảy là thời gian mưa quá thấm TC= 5; ( là thời gian tập trung dòng chảy). Lượng mưa cấp nước trong từng đơn vị thời gian là h1, h2, h3, h4. Lưu vực có cùng độ dốc, độ nhám và được chia thành nhiều mảnh nhỏ từ vị trí công trình đến nguồn sông bằng các đường đẳng thời. Thời gian tập trung nước giữa các đường đẳng thời kế tiếp nhau có cùng một đơn vị thời gian cố định 0 = /n (n=10-20) và  = Ls/v 2. Mô hình toán dòng chảy Sự thay đổi lưu lượng tại vị trí CT theo thứ tự thời gian như sau: Sau thời đoạn đầu tiên (0) toàn bộ diện tích lưu vực F= f phủ lớp cấp nước h1, song chỉ có lượng h1 ở f1 chảy qua vị trí công trình Q1=h1.f1, các h1 ở diện tích phía trên tiến dần về phía công trình một chiều dài là l0= v.0. Cuối thời đoạn 2 (20) toàn lưu vực phủ thêm lượng cấp nước h2, song cũng chỉ có h1 ở f2 và h2 ở f1 qua của ra lưu vực: Q2= h1.f2+ h2.f1. Cuối thời đoạn 3 (30): Q3= h1.f3+ h2.f2 +h3.f1 Cuối thời đoạn 4 (40): Q4= h1.f4+ h2.f3 +h3.f2+ h4.f1 Thời đoạn mưa thứ 5 (50) lượng cấp nước h5 phủ trên toàn lưu vực, lượng cấp nước h1 ở thời đoạn 0 đã qua cửa ra, do đó: Q5= h2.f4+ h3.f3 +h4.f2+ h5.f1. 2. Mô hình toán dòng chảy Mưa cấp nước ngừng, song lượng mưa của các thời đoạn trước còn tiếp tục chảy qua cửa ra cho tới lúc h5 phủ trên f4 qua được cửa ra thì ngừng chảy. Như vậy: Q6= h3.f4+ h4.f3 +h5.f2; Q7= h4.f4+ h5.f3; Q8= h5.f4; Q9= 0; Vẽ đường thay đổi lưu lượng từ Q1 đến Q8 theo  sẽ được đường quá trình lũ do mưa cấp nước. Thực tế quá trình hình thành dòng chảy lũ là một quá trình phức tạp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: + Mưa phân bố không đều theo thời gian. + Phụ thuộc hình dạng địa hình, địa mạo, địa chất, thảm thực vật… không giống như giả thiết. 2. Mô hình toán dòng chảy b- Hình thành mô đun dòng chảy lớn nhất. 3.2. Một số công thức xác định lưu lượng lũ thiết kế 1. Công thức cường độ giới hạn (Tiêu chuẩn 22 TCN 220-95). trong đó: QP: lưu lượng đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế P%, m3/s. F: diện tích lưu vực, km2 (F 100km2) cần xét triết giảm của lượng mưa theo diện tích. KT và m xác định theo T (tl) T  1440ph  KT= 0,001 và m= 0.80 T > 1440ph  KT= 0,002 và m= 0.60 Chương IV: Khẩu độ cầu và dự đoán xói dưới cầu. 4.1. Khái niệm. 4.2. Tài liệu thủy văn. 4.3. Hình thái đoạn sông. 4.4. Khẩu độ cầu và dự đoán xói chung dưới cầu. 4.5. Dự đoán xói cục bộ trụ cầu. 4.1. Khái niệm. Chọn vị trí công trình, các hạng mục công trình, nhiệm vụ thiết kế và quy định về tần suất lũ thiết kế trên đường bộ, đường sắt. 4.2. Tài liệu thủy văn. Tài liệu thủy văn ( Đặc điểm địa hình, địa chất, môi trường, các đặc trưng về dòng chảy) 4.3. Hình thái đoạn sông. Hình thái đoạn song ( 3 hình thái : Sông thẳng, song uốn khúc, song phân lạch; kích thước hình thái ( trắc dọc, trắc ngang)) 4.4. Khẩu độ cầu và dự đoán xói chung dưới cầu. Khẩu độ cầu dự đoán xói chung dưới cầu (Lausen) ( công thức chung xác định khẩu độ cầu của phương pháp gần đúng, phương trình lien tục bùn cát—Phương pháp Lausen ( xói nước trong , nước đục). 4.5. Dự đoán xói cục bộ trụ cầu. Dự đoán xói cục bộ trụ cầu ( Cơ chế xói, các thông số ảnh hưởng, công thức ĐHXD, ĐHGT, công thức T.Paul Teng (Mỹ)) Chương V: Tính thủy lực cầu nhỏ và cống 5.1. Khái niệm về các công trình công trình thoát nước nhỏ 5.2. Tính thủy lực cầu nhỏ. 5.3. Tính thủy lực cống. 5.1. Khái niệm về các công trình công trình thoát nước nhỏ 1. Các loại công trình thoát nước nhỏ. Cầu nhỏ: Lc N.H: d/c là chảy ngập và khi đó ng b): Xác định cột nước trước cầu tương ứng với b1 theo công thức dưới đây: Bài toán 1: Biết QP%; h0 (hay hh); H. Tính khẩu độ cầu. Kiểm tra lại chế độ chảy: Nếu h0 N.H:d/c dưới cầu là chảy ngập và khi đó ng N.H) Xác định chiều sâu và lưu tốc tính toán. Kiểm tra dạng gia cố lòng sông dưới cầu nếu Vt < Vcp thì dừng lại. 5.3. Tính thủy lực cống. Tính thủy lực cống ( Sơ đồ tính (mặt cắt tính toán và cách lập phương trình, trình tự tính) thi áp dụng bài toán cống hộp