ĐÁP ÁN THỦY LỰC THỦY VĂN
CÔNG TRÌNH
ĐỀ 4
Câu 1: Hãy nêu khái niệm, công thức tính toán chiều sâu chảy đều của dòng
chảy không đều trong kênh hở?
- Nếu ta biết hết kích thước mặt cặt ngang của lòng dẫn, độ nhám (n), lưu
lượng (Q) chảy qua mặt cắt đó với 1 trị số của độ dốc , ta luôn tìm đc 1 chiều
sâu tại mặt cắt đã cho sao cho thỏa mãn phương trình dòng chảy đều :
- Phương trình:
- Trong đó o, Co, Ro là các đại lượng ứng với h = ho
Câu 2: Hãy nêu khái niệm dòng chảy lũ, nguyên nhân và quá trình hình thành
dòng chảy lũ ở nước ta.
- 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.
- Nguyên nhân:
 Mưa lớn và kéo dài (do bão lớn) là nguyên nhân chính gây ra lũ lụt,
ngoài ra ở vùng đồng bằng cửa sông tiếp giáp với biển, triều cường là
một nhân tố làm cho lũ lụt trầm trọng hơn.
 Lưu vực càng rộng thì nước lũ lên chậm nhưng cũng sẽ rút chậm,
ngược lại lưu vực hẹp và dài sẽ làm nước lũ lên nhanh….- một số
trường hợp sẽ hình thành lũ quét, lũ ống
 Rừng bị tàn phá cũng là nguyên nhân gây lên lũ lụt và xói mòn đất
 Hiện tượng El nino và La nina đã gây ra hiện tượng lũ lụt và hạn hán
trên nhiều vùng khác nhau
 Nếu một hệ thống sông có nhiều con sông hợp thành thì khả năng tổ
hợp


Quá trình hình thành: khi mưa rơi xuống lưu vực, ban đầu nước đọng lại trên

các thảm thực vật trữ trong các khe rỗng và chỗ trũng, 1 phần lượng nc bốc hơi
trở lại khí quyển, đại bộ phận thấm xuống đất và chưa sinh dòng chảy trên mặt
đất. Nếu mưa vẫn tiếp tục khi cường độ mực vượt quá cường độ tổn thất tại đây
bắt đầu sinh ra dòng chảy mặt dưới tác dụng của trọng lực nước sẽ chảy theo
sườn dốc vào lòng sông và tập trung về tuyến cửa ra. Trong quá trình tập trung
nước dòng chảy vẫn tiếp tục bị tẩn thất thấm và bốc hơi. 1lượng dòng chảy
ngấm xuống tầng đất sát mặt sẽ tập trung về lòng sông ngay trong thời gian có
mưa và ngay khi lũ rút và bổ xung vào phần cuối của quá trình lũa
Câu 3: Xác định chiều rộng đáy kênh b và chiều sâu nước h của mặt cắt hình
thang cân nếu biết Q=19,6m3/s; n = 0,025; m = 1; i = 0,0004; v = 1,3 m/s.

h

1:m
b

- Diện tích mặt cắt ướt: ω = = = 15,077 (m2)
- Bán kính thủy lực : = = 2,071(m)
- Chu vi ướt : χ = = = 7,28 (m)
Ta lập hệ phương trình :
↔

Khử b sẽ rút về phương trình bậc hai đối với h:
(2) ↔ b = 7,28 – 2h thay vào (1) có:
h2 + 7,28h – 15,077 =0
h1 =

(m) ; h2 =

Khi h1 =

thực tiễn.

(m)

(m) → b1 = 7,28– 2 h1 =

< 0 → Nghiệm này không có ý nghĩa


Khi h2 =

(m) → b2 = 7,28 – 2 h2 = 5,24 (m)

Vậy chiều rộng đáy kênh là b =

(m); h =

(m)

Câu 4:
Trả lời:

Gọi Qa , Qb tương ứng là modun dòng chảy năm của lưu vực A và B. Ta lập
tương quan giữa Qa vàQb cùng thời kỳ đo đạc từ năm 1978 đến năm 1989
Bảng tính các số hạng của phương trình hồi quy
TT

Năm

Qa


Qb

Qa  Qa

Qb  Qb

(Qa  Qa ) 2 (Qb  Qb ) 2 (Qa  Qa ).(Qb  Qb )

1

1978

16.7

10.5

-2.4

-1.975

5.7600

3.9006

4.74

2

1979


20.2

13.6

1.1

1.125

1.2100

1.2656

1.2375

3

1980

22.3

14

3.2

1.525

10.2400

2.3256


4.88

4

1981

18.7

13.1

-0.4

0.625

0.1600

0.3906

-0.25

5

1982

20.4

12.8

1.3


0.325

1.6900

0.1056

0.4225

6

1983

22.3

14.9

3.2

2.425

10.2400

5.8806

7.76

7

1984


24.8

15.5

5.7

3.025

32.4900

9.1506

17.2425

8

1985

21.8

14.9

2.7

2.425

7.2900

5.8806


6.5475

9

1986

19.2

12.8

0.1

0.325

0.0100

0.1056

0.0325

10

1987

16.3

9

-2.8


-3.475

7.8400

12.0756

9.73

11

1988

14.1

8.5

-5.0

-3.975

25.0000

15.8006

19.875

12

1989


12.4

10.1

-6.7

-2.375

44.8900

5.6406

15.9125

229.2

149.7

146.8200

62.5225

88.13

Tổng

Qa
Qb


=19,1 (m3/s)
=12,475 (m3/s)
12

12 (Q

a

b1 

 (Q(QQ ).( QQ ) Q )
12

a

b0 Qb 

 Qa ).(Qb  Qb )

1

1

a

b 2 b

a

a


1
12

 (Q  Q )
a

1

a

2

.Qa

=

0,6003

=

1,0100


Vậy phương trình tương quan tuyến tính là
Qb = 0.6003Qa +1,01

ĐỀ 7
Câu 1: Hãy nêu khái niệm, tính chất, điều kiện và công thức cơ bản của dòng
chảy đều trong kênh hở?

- K/N: dòng chảy đều trong kênh hở là dòng chảy mà tất cả các yếu tố thủy
lực (độ sâu dòng chảy, diện tích và hình dạng mặt cắt ướt, lưu tốc trung bình,
biểu đồ phân bố lưu tốc trên mặt cắt ướt, lưu tốc) không đổi dọc theo dòng
này.
- T/C: gọi i - độ dốc đáy kênh; - độ dốc đo áp (độ dốc đường mặt nước); J –
độ dốc thủy lực
Với dòng chảy đều:
i= =J
- Điều kiện: dòng chảy đều trong kênh hở trước hết là dòng trung bình thời
gian ổn định và chỉ có ở kênh lăng trụ. Kênh lăng trụ là kênh có các kích
thước hình học của 1 mặt cắt ngang không đổi dọc theo dòng chảy.
- Công thức:
(m/s)
+ Trong đó: R – bán kính thủy lực (m)
C – hệ số Sêdi (); theo Manninh với n – hệ số nhám của lòng
dẫn được tra trong bảng tra thủy lực.
(m3/s) – đặc trung lưu lượng hay còn gọi là modun lưu lượng.
Câu 2:
Lưu lượng là lượng nước đi qua mặc cắt ngang trong 1đơn vị thời gian. Kí hiệu Q
(m3/s)
- Phương pháp tính lưu lượng qua mặt cắt ngang sông theo phương pháp phân
tích khi đo lưu tốc bằng máy đo lưu tốc.


 Nguyên lý: chia mặt cắt ngang sông thành các diện tích bộ phận bằng
các đương thủy trực. lưu lượng nc bộ phận bằng tích của lưu tốc bình
quân bộ phận nhân với diện tích bộ phận. lưu lượng nc thoát qua toàn
mặt cắt bằng tổng lưu lượng các bộ phận.
 Tính toán:
Lưu lượng nc thoát qua toàn mặt cắt:

Trong đó:

: lưu tốc bình quân trên đường thủy trực thứ 1,2,…,n.
f0: phần diện tích giũa bờ và mép nước sông bên trái

đường thủy trực thứ nhất.
fn: phần diện tích giữa bờ và mép nc sông bên phải đường
thủy trực n
; f2;…;: phần diện tích giữa 2 đường thủy trực kề nhau
;: hệ số chiết giảm lưu tốc do ảnh hưởng ven bờ. trong
các quy trình Việt Nam thường lấy ==0,7, với khu vực nước tù lấy ==0,5
Câu 3:
Ta có δ=0,2m < 0,67H, B=b, đây là đập tràn thành mỏng không co hẹp bên.
Xét điều kiện ngập: hn= hh-P = 0,7-0,5= 0,2m > 0
Z= H+P1-hh= 0,5+0,5-0,7= 0,3 (m)
Z/P= 0,3/0,5=0,6< (Z/P)pg
→ Đập là chảy ngập. Ta tính lưu lượng theo công thức:
Q==0,96.0,456.4,43.0,53/2= 0,704 (m3/s)


Câu 4:
Chia mặt cắt ngang sông thành các diện tích bộ phận bằng các đương thủy trực. lưu
lượng nc bộ phận bằng tích của lưu tốc bình quân bộ phận nhân với diện tích bộ
phận. lưu lượng nc thoát qua toàn mặt cắt bằng tổng lưu lượng các bộ phận.
Lưu lượng nc thoát qua toàn mặt cắt:
k1= k2= 0,75
f0: phần diện tích giũa bờ và mép nước sông bên trái đường thủy trực thứ nhất.
f0= .1,1= 4,29 m2
fn: phần diện tích giữa bờ và mép nc sông bên phải đường thủy trực n
f


n

= .1,2 = 9 m2

; f2;…;: phần diện tích giữa 2 đường thủy trực kề nhau
Q= 0,75.0,8.4,29++ + + 0,75.0,6.9 = 133,874 m3/s
Vì dùng phương pháp phao nên kết quả tính phải nhân với hệ số hiệu chỉnh lưu
lượng. Vậy Q=133,874. 0,86 = 115,132 m3/s

1. Đập tràn thành mỏng cửa chữ nhật, rộng b=0,5m, chiều cao P=P1=0,35m. Kênh
thượng lưu rộng B=1,2m, độ sâu hạ lưu hh=0,55m.
a/ Xác định lưu lượng tràn khi đo được cột nước tràn H=40cm
b/ Xác định Hmax khi Qmax=300 (l/s)
Giải:
a. Xét điều kiện chảy ngập: hh > P và z/P nhỏ hơn (z/P)pg
Xét xem có co hẹp hay k: so sánh b và B
Tính hệ số co hẹp, hệ số chảy ngập


Áp dụng vào công thức tính lưu lượng tràn.
b. Giả thiết giá trị của σn và mc, từ đó tính thử ra giá trị H lần thứ nhất
Từ H lần thứ nhất, kiểm tra điều kiện ngập, tính lại σn và mc, đưa vào công thức
tính được H lần thứ 2. Lấy H lần thứ 2 tính ra σn và mc, so sánh với σn và mc tính
theo H lần thứ nhất, xấp xỉ nhau thì dừng và kết luận H là H lần thứ 2.
2. Cho một đập tràn thành mỏng có P=P1=0,5m; b=0,6m. Yêu cầu xác định cột
nước H trước đập khi Q= 0,4m3/s. Biết B=1,0 m, hh=0,7m. (Z/P)pg= 0,7.
(Gợi ý: Sử dụng các công thức 14-11, 14-12, 14-8 trong giáo trình thủy lực tập 2,
trang 120…)
3. Đập tràn đỉnh rộng có m=0,35. P=P1=0,5m, H= 2,4 m. Kênh thượng lưu rộng

B=5m, kênh hạ lưu rộng b=3m. Tính lưu lượng tràn khi độ sâu kênh hạ lưu
hh=2,75m. Cho (hn/H0)pg=0,8.
Gợi ý: Sử dụng các công thức 14-40, bảng tra 14-13, tham khảo ví dụ 14-6 giáo
trình thủy lực tập 2, trang 156…)

4. Cho đập chân không kiểu Cơrigiơ -Ôphixêrốp loại I, mặt cắt đập làm theo cột
nước thiết kế Htk =2 m, đập có mái dốc =600, =450, P1=7 m, P =9 m. Đập có 6
khoang, mỗi khoang rộng b=11m. Đầu mố hình trụ bán nguyệt có l 0=0, mố bên
lượn tròn. Sông thượng lưu rộng trung bình B=70m, cho mực nước hạ lưu thấp
hơn đỉnh đập. Cho độ dài phần thẳng đứng của mặt đập phía thượng lưu e=5,6m.
Tính lưu lượng thoát nước:
a/ Khi H=Htk
b/ Khi H=2,6 m
5. Trên một kênh hình thang đáy rộng 2,4 (m), mái m=1 có một đập điều tiết có
ngưỡng cao , rộng b=2,4 (m). Đỉnh ngưỡng dài 5 (m). Phần đầu ngưỡng lượn tròn,
mố vuông cạnh, không có tường cánh. Tính độ sâu thượng lưu khi lưu lượng


a/ Lúc độ sâu hạ lưu
b/ Lúc độ sâu hạ lưu
6. Đập tràn thực dụng hình thang không chân không, đỉnh dày δ=4m , cao
P=P1=5m. mái thượng lưu thẳng đứng S=0, hệ số mái hạ lưu S’=3, bề rộng b=10m,
mố bên lượn tròn. Biết rằng mực nước hạ lưu cao hơn đỉnh đập hn=1m, bỏ qua
cột nước tới gần. Tính cột nước tràn đập khi lưu lượng Q=80 (m3/s)
7. Đập tràn đỉnh rộng có P=P1=2m. Cột nước thượng lưu H=2m. Đập có 4 khoang,
mỗi khoang rộng b=4m, cửa vào đập rất thuận, kênh thượng lưu và hạ lưu rộng
B=25m. Cho Xác định lưu lượng tràn:
a/ Lúc hn=1 m
b/ Lúc hn=1,7 m
Giải:

a, Với hn=1m, ta có:
=0,5< =0,83
Như vậy là đập tràn làm việc ở chế độ chảy không ngập, ta có:

Ʃb=4x4=16m.
Đập có cửa vào rất thuận, theo Cumin lấy hệ số lưu lượng m=0,37 ứng với φ=
0,990 và
Lần thứ nhất, lấy gần đúng H=H0=2m. Tính Q= 0,37*16*4,43*23/2=
=
Tính lại Q.

tính lại H0=H+


b, Với hn=1,7m. Khi này đập là chảy ngập

Tra biểu đồ, ta có được z2, h= hn-Z2=…
v0= Q/Ωt=…. Suy ra H0=…
Thay vào công thức tính Q.
8. Các ví dụ 14.3; 14.4; 14.5 giáo trình TLTV tập 2 trang 137
Ví dụ 14.8