MƠN HỌC THỦY VĂN CƠNG TRÌNH
Đề bài: Cho chuỗi tài liệu lưu lượng nước bình quân tháng trong thời kỳ nhiều năm (file kèm theo).
u cầu:
Câu 1: Tính tốn lượng dịng chảy bình qn nhiều năm và sai số (tính Q0, W0, M0, Y0 và sai số).
Câu 2: Tính tốn lượng dịng chảy bình qn năm thiết kế với tần suất thiết kế P = 1; 5; 10; 95;
99,9%.
Câu 3: Tính tốn phân phối dịng chảy trong năm thiết kế (theo mùa và theo tháng) khi có đủ số liệu
bằng phương pháp chọn năm đại biểu.
u cầu tính tốn cụ thể:
Xác định giới hạn các mùa (mùa lũ, mùa kiệt).
Tính lượng dòng chảy năm thủy văn ứng với các tần suất P=5%; P=50% và P=95%.
Chọn các năm đại biểu cho năm nhiều nước (P=5%), năm trung bình nước (P=50%), năm ít nước
(P=95%) và xác định phân phối dòng chảy trong năm thiết kế.

BÀI LÀM
Bảng 1:


Câu 1:
Lượng nước bình quân nhiều năm Qn (m3/s) là lượng nước tính bằng m3, chảy qua mặt cắt ra của lưu
vực trong một đơn vị thời gian (một giây) lấy trung bình trong nhiều năm. Cần phân biệt lưu lượng tức thời
tại một thịi điểm nào đó (một ngày đêm, một tháng, một năm) tính bằng tổng lượng nước trong khoảng thời
gian đó (tính bằng giây), hoặc bằng tổng lưu lượng bình quân ngày đêm chia cho số ngày đêm.
Lượng nước bình qn nhiều năm Qn theocơng thức:

Trong đó: Qi là lưu lượng bình quân năm thứ i; n là số năm tính tốn.

Ta tính được Bảng 2:
TT

Năm

Qi năm

(1)
1
2
3
4
5

(2)
1958
1959
1960
1961
1962

(3)
41.600
40.076
53.216
36.828
46.386

(4)
0.9507
0.9159
1.2162
0.8416
1.0601


ki – 1

(ki – 1)2

(ki – 1)3

(5)
-0.0493
-0.0841
0.2162
-0.1584
0.0601

(6)
0.0024
0.0071
0.0467
0.0251
0.0036

(7)
-0.0001
-0.0006
0.0101
-0.0040
0.0002


6

7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
Tổng

1963
1964
1965
1966
1967
1968
1969
1970
1971
1972
1973
1974

1975
1976
1977
1978
1979

46.586
44.536
47.976
34.668
20.043
56.451
25.796
44.355
58.540
45.641
66.451
41.995
52.446
27.670
19.426
76.809
35.163
Qn = 43,757

1.0647
1.0178
1.0964
0.7923
0.4580

1.2901
0.5895
1.0137
1.3378
1.0431
1.5186
0.9597
1.1986
0.6324
0.4440
1.7553
0.8036
22.0000

0.0647
0.0178
0.0964
-0.2077
-0.5420
0.2901
-0.4105
0.0137
0.3378
0.0431
0.5186
-0.0403
0.1986
-0.3676
-0.5560
0.7553

-0.1964
0.0000

0.0042
0.0003
0.0093
0.0432
0.2937
0.0842
0.1685
0.0002
0.1141
0.0019
0.2690
0.0016
0.0394
0.1352
0.3092
0.5705
0.0386
2.1679

·

Tính khoảng lệch quân phương:

·

Tính hệ số phân tán (cv):


·

Tính sai số tương đối của lưu lượng bình quân trong nhiều năm:

·

Tính sai số tuyệt đối của lưu lượng bình qn trong nhiều năm:

Ta có
Với
Vậy lượng dịng chảy bình quân trong nhiều năm là Q0 = 46,754(m3/s)
Với
Vậy lượng dịng chảy bình qn trong nhiều năm là Q0 = 40,760(m3/s)
·
Tính tổng lượng nước (W0):
Với Qn = 43,757(m3/s), F = 1560(km2), T = 22năm
Đổi T = 22năm = 22 3600 24 365 = 693792 103(s)

0.0003
0.0000
0.0009
-0.0090
-0.1592
0.0244
-0.0692
0.0000
0.0386
0.0001
0.1395
-0.0001

0.0078
-0.0497
-0.1719
0.4309
-0.0076
0.1816


·

Tính mơđun dịng chảy(M0):

·

Tính độ sâu dịng chảy (Y0):

·

Tính hệ số khơng đối xứng (Cs):

·

Tính sai số tuyệt đối của hệ số phân tán (Cv):

·

Tính sai số tuyệt đối của hệ số của hệ số khơng đối xứng (Cs):

·


Tính sai số tương đối của hệ số phân tán (Cv):

·

Tính sai số tương đối của hệ số của hệ số không đối xứng (Cs):

Câu 2:
Các dao động của dòng chảy năm theo thời gian chịu ảnh hưởng tác động của nhiều yếu tố khác nhau.
Vì vậy khi nghiên cứu dao động này, cần phải sử dụng các phương pháo thống kê toán học. Nếu liệt số
quan trắc đủ dài, lượng chảy năm thiết kế được xác định theo phương pháp đường tần suất.
Tần suất dịng chảy năm P, có thể gọi đó là số năm trung bình mà ở những năm dòng chảy năm sẽ
bằng hoặc lớn hơn giá trị cho trước (số năm được thể hiện bằng phần trăm hoặc phần đơn vị).
Đường tần suất (hay đường xác suất luỹ tích) là đường cong tích phân, cho ta thấy tần suất (bằng phần
trăm hoặc đơn vị) của các đại lượng trong tồn bộ dãy số liệu.
Khi tính tốn các thơng số dường tần suất, các giá trị đại lượng thuỷ văn được xem như mọi dãy thống kê,
tức là sắp xếp thành dãy giảm dần.
Đường tần suất có thể được xây dựng dưới dạng đường kinh nghiệm(quan trắc) và dưới dạng dường lý
luận.


Đường tần suất kinh nghiệm của dòng chảy năm, được dựng theo tần suất luỹ tích P% của các điểm kinh
nghiệm, tính cho mỗi số hạng của dãy số liệu các giá trị dịng chảy năm theo cơng

thức:
. Trong đó: m là số thứ tự của số hạng trong chuỗi số liệu đã được sắp xếp
thành dãy giảm dần; n là số hạng trong dãy số liệu

Bảng 3:
TT
1

2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
Tổng

Năm
1958
1959
1960
1961
1962
1963

1964
1965
1966
1967
1968
1969
1970
1971
1972
1973
1974
1975
1976
1977
1978
1979

Q năm
41.600
40.076
53.216
36.828
46.386
46.586
44.536
47.976
34.668
20.043
56.451
25.796

44.355
58.540
45.641
66.451
41.995
52.446
27.670
19.426
76.809
35.163
962.659

Q(s.xếp)
76.809
66.451
58.540
56.451
53.216
52.446
47.976
46.586
46.386
45.641
44.536
44.355
41.995
41.600
40.076
36.828
35.163

34.668
27.670
25.796
20.043
19.426
962.659

P%
4.348
8.696
13.043
17.391
21.739
26.087
30.435
34.783
39.130
43.478
47.826
52.174
56.522
60.870
65.217
69.565
73.913
78.261
82.609
86.957
91.304
95.652


Lập bảng tra sẵn hệ số mơ đuyn kp Kritsky-Menken, dịng chảy bình quân năm thiết kế với tần suất thiết
kế P = 1; 5; 10; 95; 99,9%.
Hệ số:
( ứng với
Bảng 4:

được tính ở Bảng 4)

Cs

Đại lượng
Kp

Cs = Cv
Cs = 1.5Cv

0.321
0.482

Kp

P(%)
0.100
2.106

1.000
1.809

5.000

1.558

95.000
0.499

99.900
0.221

92.135

79.148

68.165

21.813

9.653

2.200

1.853

1.570

0.523

0.253


Kp

Cs = 2Cv

0.642

Cs = 3Cv

0.963

Cs = 4Cv

1.284

Cs = 5Cv

1.605

Cs = 6Cv

1.926

Kp

Kp

Kp

Kp

·


96.279

81.082

68.694

22.872

11.057

2.297

1.884

1.582

0.537

0.293

100.510

82.438

69.136

23.498

12.821


2.494

1.958

1.584

0.569

0.357

109.147

85.663

69.315

24.898

15.617

2.690

2.024

1.592

0.591

0.409


117.689

88.564

69.661

25.865

17.897

2.629

2.064

1.590

0.613

0.449

115.015

90.314

69.569

26.832

19.647


2.985

2.092

1.588

0.631

0.479

130.606

91.535

69.477

27.615

20.960

Vẽ đường tần suất lưu lượng cho trạm thuỷ văn theo 2 phương pháp.
Phương pháp 1:
Dùng bảng tra K-M vẽ được đường tần st lý luận, chọn

để tính tốn. Vậy ta có các giá trị

phù hợp để vẽ đường tần suất lý luận phù hợp với điểm kinh nghiệm khi giá trị
=0,321 cịn
= 2.0,321 = 0,642
Ta có:

Bảng 5a: Bảng tính tung độ đương
P%

Bảng 5b:
P%

=43,757 (m3/s);

tần suất K-M theo bảng tra K-M

0,01

0,05

0,1

0,5

1

5

10

20

30

40


2.679

2.408

2.297

2.022

1.884

1.582

1.427

1.255

1.138

1.05

117.225 105.367 100.51

88.477 82.438

69.136

62.441

54.915


49.795

45.945

50

60

70

75

80

90

95

99

99,5

99,9

0.966

0.897

0.807


0.765

0.731

0.617

0.537

0.413

0.373

0.293

42.269

39.25

35.312 33.474 31.986

26.998

23.498

18.072

16.321

12.821


Phương pháp 2: Sử dụng phương pháp 3 điểm của A-lếch-xây-ép
Lấy số liệu từ bài trước: Trên đường đó ta chọn 3 điểm ứng với các tần suất 5%, 50% và 95% sẽ có tương
ứng 3 giá trị lưu lượng bình quân ứng với các tần suất trên là:
Q5%= 69.136 (m3/s)
Q50%= 42.269 (m3/s)
Q95%=23.498 (m3/s)
Ta tính trị số của S là:

S=
Với S= 0,177 tra ta tra phụ lục giữa quan hệ
= 0,651

(phụ lục 2) ta được


Có

tra phụ lục 3 được các giá trị:
= -0,108
= 3,252

Ta tính được:

Và trị số bình qn nhiều năm của lưu lượng:
(m3/s)

Hệ số

:
(m3/s); Cv = 0,321 và


Theo kết quả tính tốn
Ta có:

= 0,651

Bảng 6a: Bảng tính tung độ đường tấn suất lý luận
P (%)

0,01

0,1

0,5

1

5

10

20

30

40

5.167

4.031


3.176

2.786

1.810

1.330

0.795

0.435

0.150

2.659

2.294

2.019

1.894

1.581

1.427

1.255

1.140


1.048

116.411

100.446

88.422

82.938

69.225

62.478

54.957

49.898

45.890

50

60

70

75

80


90

95

99

99,9

-0.110

-0.350

-0.595

-0.720

-0.850

-1.190

-1.435

-1.844

-2.204

0.965

0.888


0.809

0.769

0.727

0.618

0.539

0.408

0.293

42.236

38.863

35.421

33.665

31.838

27.062

23.620

17.863


12.812

Bảng 6b:
P (%)

Câu 3: Chọn các năm điển hình nhiều nước (P = 5%), nước trung bình (P= 50%), và ít nước (P
= 95%) và xác định phân phối dịng chảy năm của chúng.
Chọn năm điển hình:
Các năm điển hình được chọn từ Bảng 1, phải thoả mãn 2 điêu kiện:
- Năm đại biểu phải có giá trị bình quân gần đúng bằng giá trị lưu lượng đã tính được ứng với các tần suất
P = 5% = 69,225, P = 50% = 42,236, P = 95% = 23,620.
- Năm đại biểu phải có dạng phân phối dịng chảy bất lợi nhất cho cơng trình.
Chọn năm nhiều nước ta chọn năm 1978 có

= 66,451 (m3/s), năm trung bình nước là năm 1974

có
= 41,955(m3/s) và năm ít nước là năm 1977 có
= 20,043 (m3/s),
Như trong Bảng 7:
Bảng 7: Dịng chảy năm nhiều nước, trung bình nước và ít nước từ số liệu thực đo.


Tính tốn phương pháp dịng chảy tháng trong năm thiết kế

Ta có: P = 5%

P = 50%


P = 95%
Bảng 8a: phân
Tháng

phối dòng chảy năm thiết kế nhiều nước

VI

VII

VIII

IX

I

75.30

105.00 163.50 280.50 6.11

78.463 109.410 170.367 292.281 6.361
Bảng 8b: phân
Tháng

VII

VIII

106.65 101.40 38.85


IX

I

169.50 7.43

107.290 102.008 39.083 170.517 7.470
Tháng

III

IV

V

X

XI

XII

4.79

4.13

31.80 74.40

37.35

8.88


5.67

4.986

4.298

33.13677.525 38.919 9.253

5.908

phối dòng chảy năm thiết kế trung bình nước

VI

Bảng 8c: phân

II

II

III

IV

V

X

XI


XII

6.17

4.61

8.82

14.63

31.20

8.13

6.57

6.202

4.633

8.873 14.713 31.387 8.179

6.609

phối dịng chảy năm thiết kế ít nước

VI

VII


VIII

IX

I

II

III

IV

24.45

14.40

42.15

83.55

5.25

11.72

6.09

10.65 22.20

28.802 16.963 49.653 98.422 6.185


13.800 7.174

V

X

XI

XII

5.37

7.19

7.50

8.464

8.835

12.546 26.152 6.326

ở đây ta tính phân bố dịng chảy theo mùa và theo tháng, tức là tính tỷ số phần trăm giữa tổng lượng nước
trong từng mùa và trong từng thángứo với tổng lượng nước trong cả năm. Trình tự tính tốn như sau:
Tổng lượng dịng chảy từng tháng đơn vị (km3)
86400 số ngày trong tháng 10-9 (km3)
Lưu lượng trung bình và tổng lượng dịng chảy từng mùa