Thủy văn học và phân tích vùng ngập lụt ( ĐH Quốc Gia Hà Nội ) - Chương 4

Diễn toán lũảnh:Hồ Livingston Dam và trận lũ 1990 trên sông Trinity4.1.Diễn toán thuỷ văn và thuỷ lựcSự chuyển động sóng lũ trong một lòng dẫn hoặc qua một hồ chứa kết hợp với sự thay đổi theo thời gian hay sự bẹt dần của sóng lũ là một vấn đề quan trọng của thuỷ văn học lục địa. Sự hiểu biết về các mặt lí thuyết và thực tế của quá trình truyền lũ là cần thiết để dự báo sự thay đổi theo không gian và thời gian của sóng lũ. Các công thức diễn toán lũ cũng...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thủy văn học và phân tích vùng ngập lụt ( ĐH Quốc Gia Hà Nội ) - Chương 4 Ch−¬ng 4. DiÔn to¸n lò ¶nh:Hå Livingston Dam vµ trËn lò 1990 trªn s«ng Trinity4.1.DiÔn to¸n thuû v¨n vµ thuû lùc Sù chuyÓn ®éng sãng lò trong mét lßng dÉn hoÆc qua mét hå chøa kÕt hîp víi sùthay ®æi theo thêi gian hay sù bÑt dÇn cña sãng lò lµ mét vÊn ®Ò quan träng cña thuûv¨n häc lôc ®Þa. Sù hiÓu biÕt vÒ c¸c mÆt lÝ thuyÕt vµ thùc tÕ cña qu¸ tr×nh truyÒn lò lµcÇn thiÕt ®Ó dù b¸o sù thay ®æi theo kh«ng gian vµ thêi gian cña sãng lò. C¸c c«ng thøcdiÔn to¸n lò còng cã thÓ dïng ®Ó dù b¸o ®−êng qu¸ tr×nh l−u l−îng ch¶y ra tõ mét l−uvùc phô thuéc vµo tæng l−îng m−a ®· biÕt. B»ng chó gi¶i trong h×nh 4.1 kh¸i niÖm diÔn to¸n l−îng tr÷ ®−îc hiÓu mét c¸chdÔ dµng h¬n. §å thÞ l−u l−îng dßng ra vµ vµo ®èi víi mét hå nhá mÆt n−íc giíi h¹n ®−îcvÏ trªn cïng mét hÖ to¹ ®é. DiÖn tÝch A biÓu diÔn thÓ tÝch n−íc lµm t¨ng l−îng tr÷ cãs½n cho ®Õn thêi gian t1. L−u l−îng dßng vµo lín h¬n l−u l−îng dßng ra hå chøa ®−îclµm ®Çy - ë thêi gian t1, l−u l−îng dßng vµo vµ ra c©n b»ng ®¹t tíi l−îng tr÷ lín nhÊt.Sau thêi gian t1, l−u l−îng dßng ra lín h¬n l−u l−îng dßng vµo l−îng tr÷ gi¶m dÇn.DiÖn tÝch C thÓ hiÖn thÓ tÝch n−íc ra khái hå chøa vµ ph¶i b»ng diÖn tÝch A nÕu mùcn−íc trong hå ë thêi ®iÓm ®Çu vµ cuèi b»ng nhau. §Ønh cña ®å thÞ l−u l−îng dßng ra tõmét hå chøa sÏ c¾t ngang ®å thÞ l−u l−îng dßng vµo nh− h×nh 4.1 bëi v× l−u l−îng dßng 223ra chØ ®−îc x¸c ®Þnh qua l−îng tr÷ hoÆc mùc n−íc. H×nh 4.1. a) Kho n−íc b) Dßng vµo vµ dßng ra tõ kho n−íc, c) TÝch trong kho n−íc Chóng ta sÏ thÊy r»ng diÔn to¸n l−îng tr÷ qua mét hå chøa th«ng th−êng ®Ønhcña ®å thÞ l−u l−îng dßng ra vµ thêi gian trÔ pha sÏ gi¶m so víi ®å thÞ dßng vµo. TØ lÖthay ®æi l−îng tr÷ cã thÓ ®−îc viÕt theo ph−¬ng tr×nh liªn tôc: ∆S I −O = ( 4.1 ) ∆t trong ®ã: I : l−u l−îng vµo O: l−u l−îng ra224 ∆S : l−îng tr÷ biÕn ®æi trong thêi gian ∆t ∆t : thêi gian biÕn ®æi. VÝ dô 4.1 thÓ hiÖn chi tiÕt c¸c kh¸i niÖm l−îng tr÷ hå chøa. VÝ dô 4.1. TÝnh to¸n l−îng tr÷ §å thÞ l−u l−îng dßng vµo vµ ra cña mét hå chøa ®−îc m« t¶ trong h×nh E.4.1(a).a) X¸c ®Þnh l−îng tr÷ trung b×nh trong kho¶ng thêi gian lµ mét ngµy (∆t = 1 ngµy). VÏ®å thÞ l−îng tr÷ theo thêi gian ®èi víi tr−êng hîp nµy. Gi¶ thiÕt So = 0 (l−îng tr÷ ban®Çu b»ng 0). b) L−îng tr÷ lín nhÊt ®¹t ®−îc trong kho¶ng thêi gian nghiªn cøu lµ bao nhiªu? Gi¶i a) TØ lÖ thay ®æi l−îng tr÷ b»ng l−u l−îng dßng vµo trõ ®i l−u l−îng dßng ra. §Çutiªn chóng ta lËp b¶ng c¸c gi¸ trÞ cña I vµ Q råi tÝnh gi¸ trÞ sai kh¸c gi÷a chóng. L−îngtr÷ chÝnh b»ng diÖn tÝch giíi h¹n bëi 2 ®−êng cong biÓu diÔn l−u l−îng vµo vµ ra, hoÆc: ∫ S= (I – Q)dt TÝch ph©n nµy cã thÓ tÝnh xÊp xØ b»ng: ∑ ( I − Q ) ∆t S= ë ®©y I , Q lµ c¸c gi¸ trÞ trung b×nh ngµy. C«ng thøc nµy ®−îc sö dông ®Ó x¸c ®ÞnhthÓ tÝch n−íc giíi h¹n bëi c¸c ®−êng cong. §Ó cho sai sè lµ nhá nhÊt, gi¸ trÞ cña I , Q ®−îc tÝnh trung b×nh vµo tr−a mçi ngµy. H×nh E.4.1 a. Víi ∆t = 1 ngµy, l−îng tr÷ sau ngµy ®Çu tiªn lµ: S1 = S0 + ( I1 − Q1 )∆t = 0 + 250 (ft3/s) (1 ngµy) (24h/ngµy) (3600 s/h)(ac/ 43.560 ) = 496 ac- ft §èi víi ngµy thø 2, l−îng tr÷ luü tÝch b»ng: 225 S2 = S0 + S1 + ( I1 − Q1 )∆t = 0 + 496 + (2500) (24) (3600) ac-ft = 5455 ac-ft ∆S /∆t (ft3/s) Itb(ft3/s) Qtb (ft3/s) Thêi gian (ngµy) 0.5 500 250 250 1.5 3500 1000 2500 2.5 9000 3000 6000 3.5 9750 4500 5250 4.5 8000 5750 2250 5.5 4500 6000 -1500 6.5 2250 5250 -3000 7.5 1250 4250 ...