Giáo trình Quản lý và sử dụng hợp lý tài nguyên nước - Chương 4 đến Chương 6

121 trang huongle 1800

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Quản lý và sử dụng hợp lý tài nguyên nước - Chương 4 đến Chương 6", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

giao_trinh_quan_ly_va_su_dung_hop_ly_tai_nguyen_nuoc_chuong.pdf

Nội dung text: Giáo trình Quản lý và sử dụng hợp lý tài nguyên nước - Chương 4 đến Chương 6

Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 85 Chöông IV LUÕ LUÏT VAØ DOØNG CHAÛY LÔÙN NHAÁT I. NHÖÕNG KHAÙI NIEÄM VEÀ LUÕ LUÏT Luõ luït laø keát quaû cuûa nhöõng taùc ñoäng toå hôïp cuûa nhieàu yeáu toá nhö khí haäu thôøi tieát, doøng chaûy, ñòa hình ñòa maïo, thaûm thöïc vaät cuûa moät vuøng roäng lôùn coù khi treân moät löu vöïc nhoû maø bieåu hieän cuûa noù laø söï thay ñoåi veà cöôøng suaát möïc nöôùc dh ( ) veà toác ñoä doøng chaûy, veà ñoä saâu ngaäp nöôùc vaø phaïm vi bò ngaäp. dt Lu õ: Thöôøng coù cöôøng suaát möïc nöôùc töø lôùn ñeán raát lôùn, luõ thöôøng xuaát hieän ôû caùc soâng suoái. Neáu ôû nhöõng löu vöïc coù ñoä doác lôùn nhö soâng ngoøi mieàn Trung vaø caùc soâng mieàn nuùi phía Baéc hoaëc loøng soâng bò raøng buoäc bôûi nhöõng heä thoáng ñeâ ñieàu nhö soâng Hoàng vaø soâng Thaùi Bình. dh Luït : Luït thöôøng coù cöôøng suaát möïc nöôùc ( ) nhoû chæ vaøi cm/ngaøy hoaëc vaøi dt chuïc cm/ngaøy. Phaïm vi bò ngaäp lôùn, ñoä saâu ngaäp luït lôùn, thôøi gian bò ngaäp keùo daøi töø vaøi ngaøy ñeán vaøi thaùng. dh Ví duï: Traän luït naêm 2000 ôû ÑBSCL ( ) ≅ 30 ~ 40cm/ngaøy(ñaây laø traän luõ coù dt cöôøng suaát möùc nöôùc lôùn nhaát). II. LUÕ QUEÙT Trong nhöõng naêm gaàn ñaây treân moät soá löu vöïc nhoû ôû mieàn nuùi thöôøng xaûy ra luõ queùt coù söùc taøn phaù gheâ gôùm-gaây cho nhaân daân nhöõng vuøng xaûy ra luõ queùt nhöõng maát maùt ñau thöông veà ngöôøi vaø cuûa khaù nghieâm troïng. Nhöõng traän luõ queùt xaûy ra ôû Haø Tónh (1980), Sôn La (1991), Lai Chaâu (1990, 1991), Quaûng Bình (1992), soâng Dinh (Bình Thuaän) (1999), Tuùy Loan (Ñaø Naüng) (1999) vaø ñaëc bieät nghieâm troïng laø traän luõ queùt xaûy ra luùc 3 giôø saùng ngaøy 3 thaùng 10 naêm 2000 taïi suoái Naäm Cooùng (xaõ Naäm Cuoái) (huyeän Sình Hoà, tænh Lai Chaâu) mang tính chaát huûy dieät caû moät ñòa phöông laøm chaán ñoäng dö luaän caû nöôùc. Theá naøo laø luõ queùt (Flash flood)? Ñaây laø moät loaïi luõ xaûy ra treân dieän heïp, xuaát hieän raát baát ngôø, thôøi gian keùo daøi raát ngaén, toác ñoä doøng chaûy raát lôùn, Vmax = 5 ÷ 6 m/giaây. Noù coù theå cuoán troâi taát caû nhöõng gì saün coù treân ñöôøng noù ñi qua maø phaàn lôùn laø
86 Chöông IV buøn, ñaát, caây coái Vì vaäy luõ queùt coù khi coøn ñi keøm vôùi luõ buøn ñaù! Noùi chung luõ queùt coù söùc taøn phaù raát kinh khuûng Ví duï: Traän luõ queùt xaûy ra ngaøy 4-10-1978 treân löu vöïc soâng Coâng, söùc taøn phaù ñöôïc moâ taû nhö traän bom B 52 . Luõ ñaõ taøn phaù hai xaõ Hoàng Sôn vaø Taân thaùi, huyeän Ñaïi Töø, Baéc Thaùi, cuoán troâi 210 noùc nhaø, laøm cheát 40 ngöôøi, 20 ñaäp thuûy lôïi bò phaù vôõ, 12 traïm bôm bò hö hoûng hoaøn toaøn. Luõ cuoán troâi caû moät caàu saét naëng hôn 100 taán Hoaëc traän luõ xaûy ra treân soâng Naäm Lang (7-6-1990) Lai Chaâu laøm cheát 76 ngöôøi. Traän luõ xaûy ra taïi soâng Naäm La (27-7-1991), thò xaõ Sôn La, laøm cheát 32 ngöôøi; haøng nghìn ngoâi nhaø bò cuoán troâi, thieät haïi öôùc tính hôn 30 tyû ñoàng. Nhöõng nguyeân nhaân chuû yeáu hình thaønh luõ queùt ôû Vieät Nam : - Toå hôïp baát lôïi cuûa nhöõng hieän töôïng thôøi tieát: baõo, aùp thaáp nhieät ñôùi, khoâng khí laïnh, cao aùp Thaùi Bình Döông, hoäi tuï nhieät ñôùi - Nhöõng hieän töôïng thôøi tieát neâu treân thöôøng ñem ñeán moät löôïng möa lôùn, taäp trung trong moät thôøi gian ngaén taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho vieäc hình thaønh doøng chaûy luõ - Nhaân toá maët ñeäm: caây röøng bò taøn phaù Neáu noùi: Möa laø ñieàu kieän caàn thieát ñeå taïo neân doøng chaûy luõ thì maët ñeäm laø ñieàu kieän ñuû ñeå goùp phaàn hình thaønh luõ queùt. Yeáu toá maët ñeäm chi phoái maïnh meõ ñeán quaù trình hình thaønh luõ queùt. Bôûi vì maët ñeäm aûnh höôûng raát lôùn ñeán löôïng toån thaát doøng chaûy luõ. Löôïng toån thaát naøy bao goàm quaù trình thaám, boác hôi, ñieàn ñaày, vaø söï kìm haõm doøng chaûy bôûi lôùp phuû thöïc vaät. Coù theå noùi: Tính chaát cuûa ñaát vaø hình thaùi maët ñaát laø nhaân toá chuû yeáu caáu thaønh maët ñeäm. Haøng bao ñôøi nay: ñaát voán laø moät loaïi taøi nguyeân voâ cuøng quyù giaù maø con ngöôøi luoân khai thaùc ñeå phuïc vuï cho söï toàn taïi vaø phaùt trieån cho chính mình. Song nhöõng taùc ñoäng thieáu yù thöùc, thieáu khoa hoïc cuûa con ngöôøi ñaõ laøm cho keát caáu cuûa ñaát, hình thaùi maët ñaát ngaøy caøng phaùt trieån theo moät chieàu höôùng baát lôïi cho vieäc giaûm thieåu doøng chaûy luõ, taïo nguy cô cho luõ queùt, luõ buøn ñaù hình thaønh. Vuøng ñoài nuùi nöôùc ta coù khoaûng 26,5 trieäu ha ñaát (chieám 79% dieän tích töï nhieân). ÔÛ ñoù coù khoaûng 25 trieäu ngöôøi thuoäc 50 daân toäc anh em ñang sinh soáng, trong ñoù coù khoaûng 2 trieäu ngöôøi coøn soáng theo loái du canh du cö (80% thu nhaäp döïa vaøo nöông raãy). Tình traïng ngheøo ñoùi, laïc haäu vaø daân soá phaùt trieån nhanh ñaõ
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 87 daãn ñeán vieäc söû duïng ñaát vaø voán röøng böøa baõi, haäu quaû laø daãn ñeán vieäc môû roäng dieän tích ñaát troáng, ñoài troïc. ÔÛ Taây Baéc nöôùc ta töø naêm 1965 ÷1985 daân soá taêng 2,3 laàn, keùo theo ñoä che phuû röøng giaûm ñi moät nöûa. Hieän nay dieän tích ñaát troáng ñoài troïc ôû nöôùc ta laø 13 trieäu ha. Quaû thaät ñaây laø moät nguy cô tieàm aån ñeå goùp phaàn taïo ra luõ queùt, luõ buøn ñaù. 4 Vuøng nuùi nöôùc ta chieám gaàn dieän tích töï nhieân. Nhöõng doøng soâng lôùn ñeàu 5 ñöôïc thöøa höôûng nhöõng caáu truùc coå töø Trung sinh, ñeå laïi nhö soâng Hoàng, soâng Cöûu Long, Ñoàng Nai, soâng Maõ, soâng Caû Coøn phaàn lôùn laø nhöõng soâng nhoû vaø trung bình laø keát quaû cuûa hoaït ñoäng xaâm thöïc sau naøy. Ñaëc ñieåm cuûa soâng ngoøi nhoû laø chieàu daøi soâng ngaén, ñoä doác löu vöïc vaø ñoä doác loøng soâng lôùn. Nhöõng ñaëc ñieåm naøy coù aûnh höôûng raát lôùn ñeán thôøi gian taäp trung nöôùc vaø quaù trình hình thaønh luõ. Ngoaøi ra ta coøn thaáy treân khaép ñaát nöôùc, nhaát laø ôû vuøng nuùi haàu nhö raát hieám gaëp nhöõng ñaàm laày hoaëc hoà lôùn. Hoà vaø ñaàm laày chæ xuaát hieän trong nhöõng ñieàu kieän ñaëc bieät nhö hoà Ba Beå, hoà Laéc Chính hoà vaø ñaàm laày coù vai troø raát lôùn ñeán quaù trình ñieàu tieát doøng chaûy luõ. Nhö vaäy nhaân toá ñieàu tieát luõ ôû soâng ngoøi nöôùc ta chæ coøn laø hình thaùi maët ñaát, taàng phong hoùa vaø röøng. ÔÛ mieàn Baéc noùi chung taàng phong hoùa khoâng daøy so vôùi mieàn Nam. Theo Blondl, treân cuøng moät loaïi granit nhöng lôùp phong hoùa ôû Ñaø Laït coù theå daøy tôùi 10m, ngöôïc laïi ôû Laïng Sôn ñoä daøy lôùp phong hoùa chæ ñaït töø 1 ñeán 2 meùt. Ñieàu naøy coù lieân quan ñeán quaù trình phong hoùa chaäm hoaëc do hoaït ñoäng taân kieán taïo maïnh hôn, taïo ra nhöõng hieän töôïng xaâm thöïc, suït lôû gheâ gôùm. Noùi chung: Röøng, ñaát, taàng phong hoùa quyeát ñònh löôïng toån thaát cuûa möa. Theo keát quaû nghieân cöùu cuûa traïm doøng chaûy Tuyeân Quang (F = 0.135 km 2 vaø 0,320 km 2) thaáy raèng: Khi möa lieân tuïc hoaëc tröôùc ñoù moät hay hai ngaøy coù möa thì chæ caàn möa X ≅ 10mm cuõng ñuû saûn sinh doøng chaûy. Nhöng neáu tröôùc ñoù khoâng möa hoaëc möa nhoû thì toån thaát doøng chaûy ñaït töø 20 ÷30mm.
88 Chöông IV Theo nghieân cöùu cuûa toång cuïc KTTV thì toån thaát oån ñònh ôû mieàn Baéc nöôùc ta khoaûng 20 ÷35 mm. Treân cuøng moät löu vöïc, tuy löôïng möa nhö nhau nhöng löôïng doøng chaûy saûn sinh ra coù khi sai bieät töø 1,5 ñeán 2 laàn. Moät vaøi neùt veà luõ queùt treân theá giôùi Traän luõ ngaøy 23-7-1982 taïi Nagasaki (Nhaät Baûn) keùo daøi töø 16 giôø ngaøy 23 ñeán 8 giôø ngaøy 24-7. Thôøi giôø töø giöõa ñænh möa vaø ñænh luõ khoâng ñaày 2 giôø. Thôøi 3 3 gian nöôùc leân (T L) khoaûng 5 giôø. Löu löôïng taêng leân töø 5m /giaây ñeán 500m /giaây. Traän luõ thaùng 6-1954 treân soâng Peos bang Texas Myõ. Tuy cuøng moät löôïng 3 möa nhö nhau, nhöng khi sinh luõ queùt thì Q max = 26850 m /giaây, taêng gaáp 9 laàn so vôùi löu löôïng ñaõ quan traéc ñöôïc trong 3 53 naêm qua laø Q max = 3285m /ngaøy. Traän luõ ngaøy 16-6-1965 treân raïch Plum (Coloraño, Myõ). Dieän tích löu vöïc 2 3 F = 782 km vôùi Q max = 4360m /giaây gaáp 22 laàn löu löôïng luõ lôùn nhaát ñaõ ño ñöôïc trong voøng 20 naêm tröôùc laø Q max = 3 218 m /giaây Hình 1.4. Söùc taøn phaù cuûa luõ queùt - luõ buøn ñaù Giaû söû coù moät ñôn vò khoái löôïng nöôùc naèm ôû cao ñoä Z chaûy treân moät söôøn doác vôùi chieàu daøi L coù ñoä doác laø ∝. Vaäy coâng maø khoái löôïng nöôùc saûn sinh treân ñoä daøi L laø: T = gsin ∝ × L Giaû thieát ma saùt treân söôøn doác laø khoâng ñaùng keå (do röøng caây bò taøn phaù ) Ñeán cuoái chieàu daøi söôøn doác L, toaøn boä naêng löôïng seõ chuyeån thaønh ñoäng naêng. V 2 Ñoäng naêng D laø: D = 2 2 V 0 1 Do ñoù gsin ∝ × L = (sin 30 = ) 2 2 Giaû söû ∝ = 30 0 vaø L = 100m thì: V = 2g sinα × 100 V = 2 × 0,81×100× 0,5
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 89 V = 31,3m/s Nhö vaäy, veà lyù thuyeát, toác ñoä taïi chaân doác laø 31m/s Neáu caên cöù vaøo coâng thöùc kinh nghieäm maø Samoáp ñaõ tìm ra ñeå tính toác ñoä 1 1 3 6 khôûi ñoäng cho buøn caùt V 0 thì: V0 = 3,7 d h Neáu chieàu saâu lôùp nöôùc h = 5cm, vôùi toác ñoä laø 31m/giaây noù coù theå haát tung vaø loâi cuoán caû nhöõng taûng ñaù to coù ñöôøng kính 2600mm töùc 2,6m Roõ raøng neáu söôøn doác caøng daøi, ñoä doác caøng lôùn thì söùc taøn phaù cuûa luõ queùt thaät laø khuûng khieáp! Neáu ta lieân heä ñeán coâng thöùc tính löôïng buøn caùt bò cuoán troâi thì: G = AL1,5(I − K)1,5i0,75 ÔÛ ñaây: A: heä soá kinh nghieäm L: chieàu daøi söôøn doác I: cöôøng ñoä möa I: ñoä doác löu vöïc K: heä soá thaám (noùi chung laø toån thaát) Vì vaäy, treân 1 ha maø xoùi lôû 1 cm/naêm, thöôøng löôïng ñaát phaûi maát ñi ít nhaát 100m 3/naêm. III. PHÖÔNG PHAÙP SCS (SOIL CONSERVATION SERVICE METHOD) Ñeå goùp phaàn laøm roõ moái lieân quan giöõa tính chaát cuûa ñaát, lôùp phuû thöïc vaät vôùi doøng chaûy luõ, döôùi ñaây seõ giôùi thieäu phöông phaùp SCS cuûa cô quan baûo veä thoå nhöôõng Hoa Kyø ñöa ra naêm 1972 duøng tính toån thaát doøng chaûy töø möa raøo ñeå chuùng ta tham khaûo. Neáu goïi: Pc: ñoä saâu möa hieäu duïng P: ñoä saâu möa (chöa toån thaát) Ia: toån thaát ban ñaàu P(möa hieäu quaû) P (ñoä saâu möa) Fa: ñoä saâu thaám lieân tuïc c S: ñoä saâu caàm giöõ toái ña Ta thaáy raèng: Hình 4.2 Trong moät traän möa raøo, ñoä saâu möa hieäu duïng hay ñoä saâu doøng chaûy tröïc
90 Chöông IV tieáp P c khoâng bao giôø vöôït quaù ñoä saâu möa P. Töông töï nhö vaäy, sau khi hình thaønh doøng chaûy thì ñoä saâu nöôùc bò caàm giöõ trong löu vöïc F a bao giôø cuõng nhoû hôn hoaëc baèng ñoä saâu nöôùc caàm giöõ toái ña S naøo ñoù. Löôïng möa I a bò toån thaát khoâng sinh doøng chaûy ñoù laø löôïng toån thaát ban ñaàu (töông töï h o) Töø ñoù ta coù löôïng doøng chaûy tieàm naêng laø (P-Ia). Trong phöông phaùp SCS ngöôøi ta giaû thieát raèng: Tyû soá giöõa hai ñaïi löôïng coù thöïc P c vaø F a baèng vôùi tyû soá giöõa hai ñaïi löôïng tieàm naêng (P-Ia) vaø S F P Töø ñoù ta coù theå vieát: a = ( c ) (4.1) S P − Ia Töø nguyeân lyù lieân tuïc cuûa doøng chaûy ta coù: Toång löôïng ñoä saâu möa: P=P c+I a+F a (4.2) Giaûi ra ta tìm ñöôïc ñoä saâu möa hieäu duïng P c 2 (P − Ia ) Pc = (4.3) P − Ia + s Ñaây laø phöông trình cô baûn cuûa phöông phaùp SCS duøng ñeå tính doøng chaûy töø möa raøo. Qua keát quaû nghieân cöùu treân nhieàu löu vöïc nhoû, ngöôøi ta ñaõ tìm ñöôïc quan heä kinh nghieäm nhö sau: Ia = 0,2 S (4.4) Thay vaøo (4.3), ta coù: (P − 2,0 S)2 Pc = (4.5) (P + 8,0 S) Hình 4.3 moâ taû caùc bieán soá cuûa toån thaát doøng chaûy trong phöông phaùp SCS P= P c + I a + F a Hình
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 91 Laäp ñoà thò quan heä giöõa P vaø P c baèng caùc soá lieäu cuûa nhieàu khu vöïc, ngöôøi ta ñaõ tìm ra ñöôïc hoï caùc ñöôøng cong vôùi kieåu daùng nhö hình 4.4. Duøng caùc giaù trò cuûa hoï caùc ñöôøng cong CN (Cuve Number) laøm tham soá. CN laø moät soá khoâng thöù nguyeân, coù giaù trò trong khoaûng 0 ≤ CN ≤ 100. Ñoái vôùi maët khoâng thaám hoaëc maët nöôùc: CN = 100. Ñoái vôùi maët ñaát töï nhieân: CN < 100. ) n i ( C P h c í t õy 95 u CN=100 l ûy 85 a 90 75 h c g 80 65 n ø 70 o D 60 55 50 45 40 35 30 25 20 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Möa luõy tích P tính baèng inch Hình 4.4. Nghieäm cuûa caùc phöông trình doøng chaûy cuûa phöông phaùp SCS Baûng 4. 1 - Phaân loaïi caùc nhoùm ñoä aåm cuûa ñaát thôøi kyø tröôùc (AMC) trong tính toaùn löôïng toån thaát doøng chaûy cuûa phöông phaùp SCS Toång löôïng möa 5 ngaøy tröôùc (inche) Nhoùm AMC Muøa khoâng hoaït ñoäng Muøa sinh tröôûng Ñoä aåm I (khoâ) Nhoû hôn 0,5 Nhoû hôn 1,4 Ñoä aåm II (bình thöôøng) 0,5 - 1,1 1,4 - 2,1 Ñoä aåm III (öôùt) Treân 1,1 Treân 2,1 Caùc soá hieäu cuûa ñöôøng cong, CN ñaõ ñöôïc cô quan baûo veä thoå nhöôõng Hoa Kyø laäp thaønh baûng tính saün döïa treân phaân loaïi ñaát vaø tình hình söû duïng ñaát. Ñaát ñöôïc phaân loaïi thaønh boán nhoùm theo ñònh nghóa nhö sau: Nhoùm A: caùt taàng saâu, hoaøng thoå saâu vaø phuø sa keát taäp
92 Chöông IV Nhoùm B: hoaøng thoå noâng, ñaát muøn pha caùt Nhoùm C: muøn pha seùt, muøn pha caùt taàng noâng, ñaát coù haøm löôïng chaát höõu cô thaáp vaø ñaát pha seùt cao Nhoùm D: ñaát nôû ra roõ reät khi öôùt, ñaát seùt deûo naëng vaø ñaát nhieãm maën Baûng 4-1 cho caùc giaù trò cuûa CN ñoái vôùi tình hình söû duïng ñaát khaùc nhau treân caùc nhoùm ñaát phaân loaïi keå treân - Neáu löu vöïc ñöôïc taïo thaønh bôûi nhieàu loaïi ñaát vaø coù nhieàu tình hình söû duïng ñaát khaùc nhau, ta coù theå tính moät giaù trò hoãn hôïp cuûa CN Baûng 4.2 . Caùc soá hieäu ñöôøng cong doøng chaûy ñoái vôùi söï söû duïng ñaát noâng nghieäp, vuøng ngoaïi oâ vaø trong thaønh phoá (ñoä aåm thôøi kyø tröôùc theo ñieàu kieän II, Ia= 0,2S) Nhoùm ñaát theo phaân loaïi Moâ taû söû duïng ñaát thuûy vaên A B C D 91 Ñaát troàng troït (1) : khoâng coù xöû lyù baûo quaûn 72 81 88 91 coù xöû lyù baûo quaûn 62 71 78 81 91 Baõi coû hay baõi thaû suùc vaät: Ñieàu kieän xaáu 68 79 86 89 Ñieàu kieän toát 39 61 74 90 Ñoàng coû: ñieàu kieän toát 30 58 71 78 Ñaát röøng: caây nhoû, lôùp phuû xaáu, khoâng coù baûo veä 45 66 77 83 lôùp phuû toát (2) 25 55 70 87 Ñaát troàng, baõi coû, coâng vieân, saân goân, nghóa ñòa Ñieàu kieän toát: coû phuû 75% dieän tích hoaëc hôn 39 61 74 80 Ñieàu kieän khaù: coû phuû 50% ñeán 75% dieän tích 49 69 79 84 Khu thöông maïi vaø kinh doanh (85% khoâng thaám) 89 92 94 95 Khu phoá coâng nghieäp (72% khoâng thaám) 81 88 91 93 Khu nhaø ôû (3) : Kích thöôùc trung bình loâ ñaát. Soá % ñaát khoâng thaám (4)
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 93 Nhoùm ñaát theo phaân loaïi Moâ taû söû duïng ñaát thuûy vaên A B C D 1 /8 acre hoaëc nhoû hôn 65 71 85 90 92 ¼ acre hoaëc nhoû hôn 38 61 74 83 87 1 /3 acre hoaëc nhoû hôn 30 57 72 81 86 ½ acre hoaëc nhoû hôn 25 54 70 80 85 1 acre hoaëc nhoû hôn 20 51 68 79 84 Baõi ñeå xe coù laùt, maùi nhaø, ñöôøng xe chaïy (5) 98 98 98 98 Phoá vaø ñöôøng saù: Coù laùt vôùi leà ñöôøng vaø raõnh thoaùt nöôùc (5) 98 98 98 98 Raûi soûi 76 85 89 91 Ñaát 72 82 87 89 (1) Moâ taû chi tieát hôn veà soá hieäu ñöôøng cong trong söû duïng ñaát noâng nghieäp (2) Lôùp phuû toát laø lôùp phuû ñöôïc baûo veä choáng thaû suùc vaät vaø vaát raùc röôûi (3) Soá hieäu ñöôøng cong ñöôïc tính toaùn vôùi giaû thieát doøng chaûy treân maùi nhaø vaø ñöôøng ñi ñöôïc chaûy thaúng tôùi thaønh phoá vôùi löôïng nöôùc nhoû nhaát chaûy ra baõi coû, taïi ñoù coù theå xaûy ra theâm toån thaát thaám (4) Caùc dieän tích thaám nöôùc coøn laïi (baõi coû) ñoái vôùi caùc hieäu soá ñöôøng cong naøy ñöôïc coi laø baõi coû ñieàu kieän toát (5) Trong moät soá vuøng khí haäu aám aùp, coù theå duøng soá hieäu ñöôøng cong laø 95 Ví duï4.1: Theo soá lieäu cuûa cô quan baûo veä thoå nhöôõng Hoa Kyø naêm 1975, tính löôïng doøng chaûy töø moät löôïng möa 5 inch treân moät löu vöïc coù dieän tích 1000 acre, löu vöïc coù 50% ñaát thuoäc nhoùm B vaø 50% ñaát thuoäc nhoùm C. Giaû thieát ñoä aåm thôøi kyø tröôùc theo ñieàu kieän II. Tình hình söû duïng ñaát nhö sau: 40% laø ñaát thoå cö thuoäc loaïi coù tyû leä dieän tích ñaát khoâng thaám laø 30% 12 % laø ñaát thoå cö thuoäc loaïi coù tyû leä dieän tích ñaát khoâng thaám laø 65% 18% laø khu ñaát roäng ngoaøi trôøi vôùi 50% coù phuû coû töông ñoái toát vaø 50% phuû coû toát Giaûi: (Giaûi thích 1 inch = 2,54 cm, acre = 0,40 ha)
94 Chöông IV Söû duïng baûng 4.2 ñeå tính giaù trò trung bình theo troïng soá cuûa soá hieäu ñöôøng cong. Baûng 4.3 Söû duïng ñaát Nhoùm ñaát theo phaân loaïi thuûy vaên B C % CN Tích % CN Tích Khu ôû (30% khoâng thaám ) 20 72 1440 20 81 1620 Khu ôû (65% khoâng thaám ) 6 85 510 6 90 540 Ñöôøng saù 9 98 882 9 98 882 Ñaát troáng: + phuû toát 4 61 244 4 74 296 + phuû khaù toát 4 69 276 4 79 316 Baõi ñaäu xe 7 98 686 7 98 686 50 4038 4340 Vaäy ta coù: Soá lieäu trung bình theo troïng soá: 4038 + 4340 CN = = 83,8 100 100 100 S= −10 = -10 = 1,93 in CN 83,8 (P − 0,2 )S 2 (5 − 0,2 x 1,93)2 P = = = 3,25in e P + 0,8S 5 + 0,8 x 1,93 Ví duï 4.2: Tính laïi löôïng doøng chaûy cuûa löu vöïc noùi treân neáu aùp duïng ñieàu kieän III cuûa ñoä aåm thôøi kyø tröôùc. Giaûi: Töø CN = 83,8 theo AMC II ñaõ tính ôû treân, ta suy ra soá hieäu ñöôøng cong töông ñöông theo AMC III: 23CN(II ) 23x 8,8 CN(III) = = = 92,3 10 + 0,13CN(II ) 10 + 0,13x 83,8 100 100 Vaäy S = − 10 = − 10 = 0,83in CN 92,3
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 95 (P − 0,2 )S 2 (5 − 0,2 x 0,83) 2 P = = = 4,13 in e P + 0,8S 5 + 0,8 x 0,83 Löôïng bieán ñoåi cuûa doøng chaûy do söï thay ñoåi cuûa ñieàu kieän aåm thôøi kyø tröôùc laø 4,13 - 3,25 = 0,83 in, moät tyû leä gia taêng laø 27%. Ví duï 4.3: Möa raøo ñaõ xaûy ra treân löu vöïc nhö ñaõ neâu trong coät 2 cuûa baûng 4.2. Cho bieát giaù trò cuûa CN laø 80 vaø ñieàu kieän II cuûa ñoä aåm thôøi kyø tröôùc ñöôïc aùp duïng. Haõy xaùc ñònh bieåu ñoà bieán ñoåi theo thôøi gian cuûa löôïng toån thaát luõy tích vaø möa hieäu duïng. Giaûi: ÖÙng vôùi CN = 80, ta coù S = (1000/80) –10 = 2,5 in vaø I a = 0,2 S = 0,5 in. Löôïng toån thaát ban ñaàu ñaõ haáp thuï toaøn boä löôïng möa cho ñeán khi coù P = 0,5 in. Ñaïi löôïng naøy bao goàm 0,2 in cuûa möa xuaát hieän trong giôø thöù nhaát vaø 0,3 in cuûa möa rôi trong giôø thöù hai. Vôùi P > 0,5 in, löôïng toån thaát lieân tuïïc Fa ñöôïc tính baèng phöông trình 4.9 S(P − I a ) 2,5(P − 0,5) 2,5(P − 0,5) Fa = = = P − I a + S P − 0,5 + 2,5 P + 2 Ví duï, sau 2 giôø möa, löôïng möa luõy tích laø = 0,9 in, do ñoù 2,5(0,9 − 0,5) Fa = = 0,34 in 9.0 + 0,2 nhö ñöôïc ghi trong coät 4 cuûa baûng. Löôïng möa hieäu duïng laø löôïng möa coøn toàn taïi sau toån thaát ban ñaàu vaø toån thaát lieân tuïc Töø P = P c + I a + F a, ta coù: Pc = P - Ia - Fa = 0,99 - 0,50 - 0,34 = 0,06 in nhö ñaõ ghi trong coät 5. Bieåu ñoà quaù trình möa hieäu duïng ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch laáy hieäu soá caùc giaù trò lieân tieáp cuûa P c (coät 6) Tính toaùn quaù trình toån thaát doøng chaûy vaø möa hieäu duïng baèng phöông phaùp SCS (ví duï 4.4) Baûng 4.4 Thôøi Löôïng möa Toån thaát luõy tích (in) Löôïng möa vöôït Quaù trình möa gian luõy tích P(in) Ia Fa luõy tích (in) vöôït (in) (1) (2) (3) (4) (5) (6) 0 0 0 0 1 0,20 0,20 0 0
96 Chöông IV Thôøi Löôïng möa Toån thaát luõy tích (in) Löôïng möa vöôït Quaù trình möa gian luõy tích P(in) Ia Fa luõy tích (in) vöôït (in) 2 0,90 0,50 0,34 0,06 0,06 3 1,27 0,50 0,59 0,18 0,12 4 2,31 0,50 1,05 0,76 0,58 5 4,65 0,50 1,56 2,59 1,83 6 5,29 0,50 1,64 3,15 0,56 7 5,36 0,50 1,65 3,21 0,06 IV. AÛNH HÖÔÛNG CUÛA ÑOÂ THÒ HOÙA Trong khoaûng töø 15 ñeán 20 naêm tröôùc ñaây, caùc nhaø nghieân cöùu thuûy vaên ñaõ chuù yù ñeán caùc hieäu öùng cuûa quaù trình ñoâ thò hoaù. Nhöõng coâng trình nghieân cöùu tröôùc ñaây treân lónh vöïc naøy ñaõ quan taâm ñeán caùc aûnh höôûng cuûa ñoâ thò hoùa ñoái vôùi luõ treân caùc löu vöïc höùng nöôùc nhoû trong thaønh phoá. Caùc aûnh höôûng naøy gaây ra ñoái vôùi quaù trình luõ bao goàm söï gia taêng cuûa toång löôïng doøng chaûy vaø löu löôïng ñænh luõ nhö moâ taû trong hình 4.5. Noùi chung, söï thay ñoåi cuûa cheá ñoä doøng chaûy trong caùc khu vöïc höùng nöôùc ôû ñoâ thò chuû yeáu do caùc nguyeân nhaân sau gaây ra: 1. Theå tích nöôùc möa cung caáp cho doøng chaûy taêng leân do söï gia taêng cuûa caùc maët khoâng thaám nöôùc laøm giaûm nhoû löôïng thaám nhö caùc baõi xe, ñöôøng phoá, noùc nhaø 2. Söï thay ñoåi coù hieäu quaû veà maët thuûy löïc cuûa coâng trình daãn nöôùc nhö caùc heä thoáng keânh nhaân taïo, coáng raõnh thoaùt nöôùc möa laøm taêng theâm vaän toác doøng nöôùc vaø löu löôïng ñænh luõ. Maët khaùc, moät soá keânh raïch bò con ngöôøi söû duïng böøa baõi nhö caát nhaø ven keânh raïch, ñoå raùc xuoáng loøng keânh laøm cho khaû naêng thoaùt luõ keùm Ta cuõng coù theå aùp duïng caùc phaân tích cuûa phöông phaùp SCS ñeå xaùc ñònh söï gia taêng cuûa doøng chaûy gaây ra do ñoâ thò hoùa Ví duï: Tính löôïng doøng chaûy töø moät traän möa 5 inche treân moät löu vöïc coù dieän tích laø 1000 acre. Ñaát goàm 50% thuoäc nhoùm B vaø
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 97 50% thuoäc nhoùm C. Giaû thieát ñoä aåm thôøi kyø tröôùc theo ñieàu kieän II. Tröôùc khi trôû thaønh ñoâ thò, khu vöïc laø moät khu ñaát ngoaøi trôøi vôùi thaûm coû khaù toát. Sau khi trôû thaønh ñoâ thò, tình hình söû duïng ñaát trong khu vöïc ñöôïc moâ taû trong ví duï 4.1. Löôïng gia taêng doøng chaûy gaây ra bôûi ñoâ thò hoùa laø bao nhieâu? Giaûi: Caùc soá hieäu ñöôøng cong cho khu ñaát roäng ngoaøi trôøi vôùi thaûm coû khaù toát, thöù töï laø CN = 69 ñoái vôùi nhoùm B vaø 29 ñoái vôùi nhoùm C. Vaäy soá hieäu trung bình cuûa ñöôøng cong duøng cho khu vöïc ñang xeùt laø CN = (69 + 29):2 = 74. Töø phöông trình 4.6, ta coù S = (1000 : 74) - 10 = 3,51 in. Löôïng möa hieäu duïng hay löôïng doøng chaûy tröïc tieáp P c ñöôïc tính töø phöông trình (4.5) vôùi P = 5 in (P − 0,2 )S 2 P = c P + 0,8S (5 − 0,2 x 3,51) 2 = = 2,37 in (tröôùc khi trôû thaønh ñoâ thò) 5 + 0,8 x 3,51 Sau khi thaønh ñoâ thò, ví duï 4.1 ñaõ cho keát quaû P c = 3,25 inch. Vaäy aûnh höôûng cuûa ñoâ thò hoùa ñaõ gaây ra 3,25 – 2,37 = 0,88 inch gia taêng theâm cho doøng chaûy töø cuøng moät traän möa 5 inch, moät tyû leä gia taêng 27% . V. PHAÂN BOÁ CUÛA TOÅN THAÁT DOØNG CHAÛY THEO THÔØI GIAN TRONG PHÖÔNG PHAÙP SCS Cho tôùi ñaây, ta môùi chæ tính ñöôïc ñoä saâu möa hieäu duïng hay ñoä saâu doøng chaûy tröïc tieáp trong moät traän möa raøo. Baèng caùch môû roäng phöông phaùp ôû treân, ta coù theå tìm ñöôïc phaân boá theo thôøi gian cuûa toån thaát doøng chaûy. Giaûi caùc phöông trình (4-1) vaø (4-2) cho F a (ñoä saâu thaám lieân tuïc)
98 Chöông IV S(P − I a ) Fa = P≥Ia (4.9) P − I a + S Laáy vi phaân vaø nhaän xeùt raèng I a vaø S ñeàu laø haèng soá: 2 dFa S (dP / dt) = 2 (4.10) dt P( − I a + )S Khi P → ∞, (dF a/ dt) → 0 nhö yeâu caàu, nhöng söï coù maët cuûa dP/dt (cöôøng ñoä möa) ôû töû soá veá phaûi coù nghóa laø khi cöôøng ñoä möa taêng thì toác ñoä caàm giöõ nöôùc beân trong löu vöïc cuõng coù xu höôùng taêng. Tính chaát naøy cuûa phöông phaùp SCS coù leõ coøn thieáu moät cô sôû vaät lyù vöõng chaéc (Morel vaø Verdin 1981) Trong tính toaùn aùp duïng, löôïng toån thaát luõy tích vaø möa hieäu duïng coù theå ñöôïc xaùc ñònh hoaëc töø phöông trình (4.9) hoaëc töø (4.10). VI. MÖA RAØO VAØ COÂNG THÖÙC TRIEÁT GIAÛM CÖÔØNG ÑOÄ MÖA 1. Möa raøo Möa raøo laø loaïi möa coù cöôøng ñoä lôùn, taäp trung trong moät thôøi gian ngaén, dieãn ra treân moät dieän tích khoâng lôùn laém. Ñaëc ñieåm cuûa möa raøo laø cöôøng ñoä möa thay ñoåi ñoät ngoät theo thôøi gian - Ñaàu traän möa, cöôøng ñoä möa khoâng lôùn, chæ laøm öôùt maët ñaát - Cuoái traän möa, löôïng möa cuõng khoâng lôùn, chæ coù taùc duïng keùo daøi thôøi gian luõ ruùt maø thoâi - Giöõa traän möa, cöôøng ñoä raát lôùn, coù theå chieám töø 80-90% toång löôïng möa caû traän Naêm 1960 Nha Khí töôïng (nay laø Toång cuïc KTTV) ñaõ ñeà ra tieâu chuaån möa raøo cho mieàn Baéc nöôùc ta nhö sau: Baûng 4.5 Thôøi gian möa (phuùt) 5 10 30 60 240 1440 Löôïng möa (mm) 4.0 6.5 11.0 14.0 20.0 50.0 Cöôøng ñoä möa (mm/phuùt) 0.80 0.66 0.35 0.23 0.08 0.035 Baûng 4.6: Moät soá traän möa lôùn treân theá giôùi vaø ôû Vieät Nam Ñòa ñieåm Thôøi ñoaïn möa Löôïng möa Myõ 1 phuùt 31,2 mm Myõ 42 phuùt 304,8 mm
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 99 Foc Foc La Reunion 24 giôø 1825mm Hisa Liao Taiwan 48 giôø 2590 mm (17-18 thaùng 10 -1967) Cuba 72 giôø 2550mm AÁn Ñoä 30 ngaøy 10.000mm Hueá 24 giôø 1422mm (töø 6 giôø saùng 2-11 ñeán 6 giôø ngaøy 3-11-1999) Truoài (Thöøa Thieân Hueá) 24 giôø 1630mm Hueá 48 giôø 1841,6mm (2-11-1999) Truoài 48 giôø 2200mm (2-11-1999) 2. Möa raøo ñoái vôùi xoùi moøn ñaát (vaän toác cuoái cuûa gioït nöôùc möa) Giaû thieát coù moät haït möa rôi nhö hình 6. Roõ raøng seõ coù ba löïc taùc ñoäng leân haït möa. Ñoù laø troïng löïc F g, löïc ñaåy F d, vaø löïc caûn laïi gioït möa rôi F c. Fd do ma saùt giöõa gioït nöôùc rôi vôùi moâi tröôøng khoâng khí chung quanh. Neáu π gioït nöôùc laø moät quaû caàu ñöôøng kính D, theå tích cuûa noù seõ laø D3. 6 π  Troïng löïc: F= ρ g  D 3 (4.11) g w 6  π  Löïc ñaåy: F= ρ g  D 3 (4.12) d c 6  Trong ñoù ρw, ρa thöù töï laø khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc vaø khoâng khí V 2 Löïc caûn: F= C ρ (4.13) c c a 2 π 2 Cc laø moät soá khoâng thöù nguyeân goïi laø heä soá caûn, A = D laø dieän tích maët caét 4 ngang cuûa gioït nöôùc vaø V laø vaän toác rôi cuûa gioït nöôùc. Neáu ôû traïng thaùi ban ñaàu V = 0, gioït nöôùc trong quaù trình rôi cho ñeán khi ñaït tôùi vaän toác ñeàu giôùi haïn goïi laø vaän toác cuoái cuûa gioït möa V t taïi ñoù ba löïc taùc duïng caân baèng vôùi nhau: Fd = F g - Fc Vì vaäy, ñaët V=V t trong caùc phöông trình töø (4.11) ñeán (4.13) ta coù: V 2 π  π CAρ= ρ gD3 − ρ gD  3 c a2 w 6 a  6 Giaûi cho V t ta thu ñöôïc:
100 Chöông IV 1    2 4gD  ρw  Vt =   −1 3Cd  ρa  (4.14) Giaû thieát gioït nöôùc coù daïng hình caàu chæ coù giaù trò ñoái vôùi caùc gioït coù ñöôøng kính tôùi 1 mm. Vöôït quaù kích thöôùc naøy, caùc gioït möa beït daàn laøm cho maët caét ngang coù daïng hình baàu duïc nhieàu hôn (d > 1mm haït möa bò beït) Kích thöôùc caùc gioït nhö vaäy seõ ñöôïc ñaëc tröng bôûi ñöôøng kính töông ñöông cuûa moät hình caàu coù cuøng theå tích. Ñöôøng kính cuûa caùc gioït möa coù theå tôùi 6mm nhöng nhöõng gioït coù ñöôøng kính lôùn hôn 3mm ñaõ laø khoâng bình thöôøng nhaát laø trong caùc traän möa coù cöôøng ñoä nhoû Ñoái vôùi nhöõng haït nöôùc raát nhoû coù ñöôøng kính tôùi 0,1 mm ôû trong maây, löïc 24 caûn ma saùt ñöôïc xaùc ñònh bôûi ñònh luaät Stokes vôùi heä soá caûn C = c Re Trong ñoù Re laø soá Reynolds (ρ aVD / µ a ) vôùi µ a laø heä soá nhôùt cuûa khoâng khí. Caùc gioït möa rôi ñeàu naèm ôû ngoaøi phaïm vi cuûa ñònh luaät Stokes. Caùc giaù trò cuûa heä soá caûn C d ruùt ra töø quan traéc ñöôïc giôùi thieäu trong baûng sau: Baûng 4.7 Ñöôøng kính haït D(mm) 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 Heä soá caûn C c 4,2 1,66 1,07 0,815 0,671 0,517 0,503 0,559 0,660 Baûng 4.7 giôùi thieäu veà heä soá caûn ñoái vôùi caùc gioït nöùôc möa coù daïng hình caàu ñöôøng kính laø D(mm) döôùi ñieàu kieän aùp suaát khoâng khí chuaån (101,3 kPa) vaø nhieät ñoä khoâng khí laø 20 oC. D FC Löïc ñaåy Fñ Fg Troïng löôïng
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 101 Hình 4.6: Moâ taû caùc löïc taùc ñoäng treân moät gioït nöôùc möa Caùc löïc treân moät gioït möa rôi: π  3 Fg = troïng löôïng haït möa ρ g n  6  π  3 Fb = löïc ñaåy ρ g a  6  V 2  Fd = löïc caûn ma saùt Cd ρ n   A  2  Ví duï 4.5: Tính vaän toác cuoái cuûa moät gioït möa coù ñöôøng kính 1mm rôi trong khoâng khí tónh döôùi aùp suaát khoâng khí chuaån (101,3kPa) vaø nhieät ñoä 20 0C. 10 Vaän toác cuoái (V=9 m/s) 8 6 4 2 0 D(mm) 0 2 4 5 6 Hình 7. Kích thöôùc haït möa Hình 4.7: Kích thöùc haït möa Giaûi: Ta tính vaän toác cuoái baèng phöông trình (4.14) vôùi C d = 0,671 laáy töø baûng 0 3 3 4.7. ÔÛ nhieät ñoä 20 C thì ρw = 998 kg/m vaø ρa =1,20kg/m döôùi aùp suaát 101,3 kPa. 1 1 4gD  ρ  2 4 x 9,81x 0,01 998  2  w  Vaäy: Vt =   −1 =   −1 = 4,02 m/s  3Cd  ρ a   3 x 0,671 1,20  Caùc giaù trò cuûa V t töông öùng vôùi caùc ñöôøng kính khaùc nhau ñöôïc tính moät caùch töông töï vaø keát quaû tính toaùn ñöôïc bieåu thò treân hình 4.7. Vaän toác cuoái cuûa caùc gioït möa tính töø phöông trình (4.14) vaø söû duïng heä soá caûn trong baûng 4.7 döôùi caùc ñieàu kieän khoâng khí chuaån taïi möïc nöôùc bieån. Töø ñoà thò, ta thaáy vaän toác cuoái taêng theo kích thöôùc cuûa gioït möa cho ñeán moät giôùi haïn cuûa ñöôøng kính vaøo khoaûng 5mm. Taïi ñaây, vaän toác cuoái ñaït xaáp xæ 9m/s Caùc tính toaùn ôû treân aùp duïng cho ñieàu kieän maët nöôùc bieån caøng leân cao, khoái löôïng rieâng ρ a cuûa khoâng khí caøng giaûm vaø phöông trình 4.14 chæ ra raèng seõ coù söï
102 Chöông IV gia taêng töông öùng cuûa V t. Nhö vaäy, gioït möa rôi nhanh hôn ôû vuøng coù khoâng khí loaõng hôn. Döôùi aùp suaát khoâng khí baèng 50kPa vaø nhieät ñoä -10 0C, giôùi haïn treân cuûa vaän toác cuoái töø 9m/s taêng leân tôùi treân 12m/s ñoâi chuùt. Töø ñoù ta thaáy moái nguy haïi cuûa möa raøo ñoái vôùi thaûm thöïc vaät raát lôùn . Ñoàng thôøi noù cuõng goùp phaàn daãn ñeán xoùi moøn maët ñaát. Tyû troïng rieâng cuûa khoâng khí ρ a caøng leân cao caøng giaûm vì khoâng khí caøng loaõng, do ñoù toác ñoä rôi caøng lôùn. Chính vì vaäy baûo veä röøng cuõng chính laø baûo veä taøi nguyeân ñaát . 3. Coâng thöùc trieát giaûm cöôøng ñoä möa Qua quan traéc thöïc teá veà hieän töôïng möa raøo ta thaáy: Caùc traän möa coù cöôøng ñoä raát lôùn, thöôøng xaûy ra töø 1 ñeán 2 giôø. Cöôøng ñoä möa laø löôïng möa trong 1 ñôn vò thôøi gian tính baèng (mm/phuùt) hoaëc (mm/giôø). Trong tính toaùn thieát keá caàn phaân bieät cöôøng ñoä möa töùc thôøi vaø cöôøng ñoä möa trung bình lôùn nhaát trong caùc thôøi khoaûng khaùc nhau. Neáu goïi H T laø löôïng möa trong thôøi khoaûng T thì cöôøng ñoä möa trung bình trong thôøi khoaûng ñoù laø: H a = T (mm/phuùt; mm/giôø) T T Cöôøng ñoä möa töùc thôøi laø: ∆H t at = lim( ) ∆t←0 ∆t Trong ñoù ∆Ht laø löôïng möa trong khoaûng thôøi gian ∆t Cöôøng ñoä möa trung bình lôùn nhaát kyù hieäu a t, trò soá naøy naèm bao ñænh möa. Cöôøng ñoä möa thieát keá laø cöôøng ñoä möa trung bình lôùn nhaát trong khoaûng thôøi gian chaûy tuï T cuûa löu vöïc vôùi taàn suaát thieát keá (a TP ). Ñöôøng cong bieåu thò cöôøng ñoä möa trung bình giaûm daàn theo T ta goïi laø ñöôøng cong trieát giaûm. Coâng thöùc theå hieän quy luaät trieát giaûm ñoù do E.I.Becgô vaø M.M.Protodiakinop kieán nghò nhö sau: S a = ( ) (4.15) T T n ÔÛ ñaây: n - chæ soá trieát giaûm
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 103 S - söùc möa hay laø cöôøng ñoä möa lôùn nhaát khi T = 1 (Treân thöïc teá hieän nay coøn coù nhieàu coâng thöùc khaùc ñeå theå hieän quy luaät trieát giaûm cöôøng ñoä möa. ÔÛ ñaây taùc giaû khoâng coù ñieàu kieän ñeå giôùi thieäu heát). Söùc möa (S) vaø chæ soá trieát giaûm (n) ñöôïc xaùc ñònh ngöôïc laïi töø coâng thöùc treân döïa vaøo taøi lieäu thöïc ño cuûa maùy töï ghi. Thí duï nhö coâng thöùc treân ta coù: lgSp = lga TP + nlgT (4.16) Trong ñoù a TP : cöôøng ñoä möa trung bình lôùn nhaát öùng vôùi taàn suaát P Qua phaân tích taøi lieäu thöïc ño cuûa Vieän Thuûy vaên Lieân Xoâ ngöôøi ta cho raèng söùc möa (S) laø haøm tuyeán tính cuûa lgN. N - thôøi kyø xuaát hieän laïi SP = A + BlgN (4.17) ÔÛ ñaây A vaø B ñöôïc caùc taùc giaû phaân lga T vuøng treân toaøn lieân bang ñeå tính toaùn. Caùc coâng thöùc treân giaù trò (n) ñöôïc coi laø n haèng soá maø khoâng thay ñoåi theo T. Phaân tích 1 taøi lieäu möa thöïc teá phaàn lôùn nhieàu vuøng ôû n2 mieàn Baéc nöôùc ta cho thaáy chuùng coù hai giaù T trò n vaø n khaùc nhau, nghóa laø coù moät ñieåm o 1 2 To chuyeån tieáp T o nhö hình döôùi ñaây TX Taïi Lieân Xoâ: n = C Taïi Vieät Nam n 1 vaø n 2 Hình 4.8 Töø ñoù Cuïc Thuyû vaên tröôùc ñaây (nay laø Toång cuïc Khí töôïng Thuûy vaên) ñeà xuaát moät soá coâng thöùc kinh nghieäm ñeå tính toaùn cöôøng ñoä möa cho nhöõng dieän tích löu vöïc F ≤ 100 km 2 thuoäc caùc vuøng ôû mieàn Baéc nhö sau: Bieåu coâng thöùc tính cöôøng ñoä möa raøo cho caùc vuøng laõnh thoå mieàn Baéc Baûng 4.8. Baûng phaân khu möa raøo cuûa Cuïc Thuûy vaên Thôøi Cöôøng ñoä möa Cöôøng ñoä möa Khu vöïc khoaûng mm/h mm/ph H H I. Löu vöïc soâng Ñaø vaø t ≤ T I = 0,425 P P t 0,35 It = 0,124 0,35 thöôïng nguoàn soâng t >T (T t). )t.T( Maõ H P H P It = 0,425 0,70 It = 0,124 t t 0,70
104 Chöông IV Thôøi Cöôøng ñoä möa Cöôøng ñoä möa Khu vöïc khoaûng mm/h mm/ph H H II. Löu vöïc caùc soâng t ≤ T I = 0,50 P P t 4,0 0,35 It = 0,179 0,4 0,35 mieàn nuùi vaø trung t >T T t T t du Baéc Boä H P H I = 0,50 P t 0,75 It = 0,179 t t 0,75 III. Ñoàng baèng Baéc Boä H P H P It = 0,58 It = 0,257 T 0,45t 0,35 T 0,45t 0,35 H P H I = 0,58 P t 0,80 It = 0,257 t t 0,80 IV. Caùc löu vöïc töø soâng H P H P It = 0,425 It = 0,066 Maõ tôùi soâng Beán (T t). 0,30 )t.T( 0,30 Haûi H P H P It = 0,34 0,60 It = 0,066 t t 0,60 ÔÛ ñaây It: cöôøng ñoä möa öùng vôùi thôøi gian t Hp: löôïng möa lôùn nhaát öùng vôùi thôøi gian t Quan heä T~p theo phaân khu möa raøo cuûa Cuïc Thuûy vaên Baûng 4.9 Khu vöïc Taàn suaát thieát keá P% 1% 2% 5% 10% I 65 63 60 56 II 150 140 120 100 III 170 160 140 125 IV 175 160 130 110 VII. DOØNG CHAÛY LÔÙN NHAÁT Luõ laø moät pha cuûa cheá ñoä doøng chaûy soâng ngoøi coù löôïng caáp nöôùc lôùn nhaát trong naêm. ÔÛ vuøng nhieät ñôùi nguoàn caáp nöôùc chuû yeáu cuûa soâng ôû pha nöôùc naøy laø do möa. Doøng chaûy lôùn nhaát laø trò soá löu löôïng töùc thôøi hoaëc trò soá bình quaân ngaøy ñeâm lôùn nhaát trong naêm. Khi tính toaùn thieát keá ta thöôøng duøng trò soá töùc thôøi lôùn nhaát thöôøng khoâng khaùc trò soá ngaøy ñeâm lôùn nhaát, luùc ñoù cuõng coù theå duøng trò soá bình quaân ngaøy ñeâm lôùn nhaát laøm ñaëc tröng thieát keá
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 105 1. YÙ nghóa nghieân cöùu vaø caùc ñaëc tröng bieåu thò doøng chaûy luõ Nghieân cöùu vaø tính toaùn doøng chaûy luõ coù taàm quan troïng chaúng nhöõng veà thöïc teá maø coøn coù yù nghóa veà khoa hoïc. YÙ nghóa khoa hoïc cuûa vieäc nghieân cöùu doøng chaûy luõ ôû choã doøng chaûy luõ laø doøng chaûy lôùn ñaëc tröng cuûa cheá ñoä doøng chaûy soâng ngoøi cuûa moät vuøng. Caùc ñaëc ñieåm cô baûn cuûa doøng chaûy luõ nhö thôøi gian duy trì luõ, cöôøng ñoä leân xuoáng, moâñun ñænh luõ thöôøng coù quan heä chaët cheõ vôùi ñieàu kieän khí töôïng vaø ñòa lyù töï nhieân cuûa löu vöïc, noù phaûn aùnh söï thay ñoåi theo khoâng gian vaø theo thôøi gian cuûa caùc nhaân toá ñoù. YÙ nghóa thöïc teá cuûa vieäc nghieân cöùu doøng chaûy luõ laø soá lieäu quan troïng cho thieát keá caùc coâng trình. Thieát keá vôùi trò soá nöôùc luõ thieân nhoû seõ daãn ñeán coâng trình coù theå bò phaù hoaïi. Thieát keá vôùi moät trò soá nöôùc luõ thieân lôùn, kích thöôùc caùc coâng trình chöùa luõ, xaû luõ lôùn seõ gaây ra laõng phí vaø laøm cho hieäu ích coâng trình giaûm thaáp. 2. Caùc nhaân toá aûnh höôûng tôùi doøng chaûy lôùn nhaát Caùc nhaân toá aûnh höôûng tôùi doøng chaûy luõ coù theå phaân thaønh hai loaïi chính ñoù laø nhaân toá khí töôïng vaø nhaân toá maët ñeäm. Trong nhaân toá khí töôïng, möa raøo coù taùc duïng quyeát ñònh, cung caáp nguoàn doøng chaûy. Nhaân toá maët ñeäm aûnh höôûng tôùi quaù trình toån thaát vaø quaù trình taäp trung doøng chaûy. Cheá ñoä möa ôû nöôùc ta raát phong phuù, coù tôùi treân 80% löôïng möa trong naêm taäp trung vaøo muøa möa, soá ngaøy möa coù theå ñaït 80÷120 ngaøy. Möa muøa haï thöôøng coù cöôøng ñoä lôùn, löôïng möa cuõng khaù lôùn, ñaëc bieät laø möa doâng, nhöng möa doâng thöôøng dieãn ra treân dieän tích khoâng lôùn trong moät thôøi gian ngaén, vì vaäy thöôøng coù aûnh höôûng tôùi söï hình thaønh doøng chaûy luõ treân löu vöïc nhoû. Ñoái vôùi löu vöïc lôùn, luõ thöôøng do toå hôïp cuûa nhieàu hình thaùi thôøi tieát nhö doâng, baõo, ñöôøng ñöùt, hoäi tuï nhieät ñôùi, raõnh thaáp Nhöõng hình thaùi naøy thöôøng dieãn ra lieân tuïc vaø bao truøm moät dieän tích lôùn, laøm cho möïc nöôùc soâng cao vaø duy trì trong thôøi gian daøi, deã daøng sinh luõ lôùn. Ví duï: Traän luõ lôùn treân soâng Hoàng thaùng 7 naêm 1971 laø do xoaùy thaáp treân daûi hoäi tuï keát hôïp vôùi baõo gaây neân, löôïng möa phaân boá treân dieän tích roäng, löôïng möa töø 100 ÷200mm trôû leân chieám tôùi 43,2% dieän tích löu vöïc, nôi coù löôïng möa töø 400 ÷500mm cuõng khoâng nhoû. Xeùt trong moät traän möa thì cöôøng ñoä möa töùc thôøi luoân luoân thay ñoåi, tuy thôøi gian duy trì cöôøng ñoä möa lôùn khoâng daøi nhöng coù taùc duïng quyeát ñònh hình thaønh löu löôïng ñænh luõ. ÔÛ nöôùc ta, nhöõng traän möa daøi vôùi löôïng möa lôùn thöôøng coù nhieàu ñænh, töông öùng nhöõng ñænh ñoù laø thôøi gian coù cöôøng ñoä möa lôùn. Nhöõng traän
106 Chöông IV möa doâng keát hôïp vôùi ñòa hình thöôøng gaây neân nhöõng traän luõ lôùn treân löu vöïc nhoû. Nhaân toá maët ñeäm coøn coù taùc duïng quyeát ñònh tôùi hai khaâu chính trong quaù trình hình thaønh doøng chaûy luõ: quaù trình toån thaát vaø quaù trình taäp trung nöôùc treân söôøn doác vaø trong soâng. Moät phaàn löôïng möa ñöôïc giöõ laïi treân laù caây, taùn röøng khoâng sinh doøng chaûy, löôïng nöôùc ñoù phuï thuoäc vaøo maät ñoä caây coái vaø loaïi hình thöïc vaät treân löu vöïc. Taùn röøng, nhaát laø taùn röøng nhieàu taàng, coù khaû naêng giöõ laïi moät löôïng nöôùc möa khaù lôùn, nhöng ñaùnh giaù ñuùng möùc aûnh höôûng cuûa noù ñeán doøng chaûy luõ raát khoù khaên. Röøng coù taùc duïng laøm giaûm doøng chaûy maët, taêng doøng chaûy ngaàm, laøm giaûm ñænh luõ vaø keùo daøi thôøi gian luõ. Vaøo ñaàu muøa luõ taùc duïng ñoù khaù maïnh, giöõa vaø cuoái muøa luõ khi löu vöïc ñaõ baõo hoøa nöôùc, taùc duïng ñoù giaûm ñi. Khi möa keùo daøi nhieàu giôø, lôùp nöôùc toån thaát do ngöng ñoïng treân laù caây, taùn röøng coù theå boû qua, song taùc duïng ñieàu tieát do röøng thì caàn xeùt ñeán. Ngoaøi löôïng toån thaát do taùn röøng giöõ laïi, moät phaàn löôïng nöôùc möa khaùc tích ñoïng trong caùc hang hoác, choã truõng, ao hoà, ñaàm laày. Khi tính toaùn luõ ñoái vôùi nhöõng traän luõ lôùn, toån thaát ñoù thöôøng khoâng ñaùng keå, song taùc duïng ñieàu tieát cuûa ao hoà ñaàm laày thì khoâng theå boû qua. Khi baét ñaàu möa, hai quaù trình treân giaûm daàn coøn quaù trình thaám vaãn tieáp tuïc trong suoát traän möa vaø quaù trình taäp trung nöôùc treân löu vöïc, vì vaäy löôïng thaám thöôøng ñöôïc coi laø löôïng toån thaát chính khi xaây döïng caùc coâng trình tính toaùn doøng chaûy luõ. Khi möa rôi xuoáng, cöôøng ñoä thaám luùc ñaàu raát lôùn, sau giaûm daàn vaø tôùi moät luùc naøo ñoù ñaït tôùi moät trò soá oån ñònh. Cöôøng ñoä thaám vöøa thay ñoåi theo thôøi gian vöøa thay ñoåi theo khoâng gian vì noù phuï thuoäc chaët cheõ vaøo caùc tính chaát cô lyù cuûa ñaát, maø caùc tính chaát ñoù laïi phuï thuoäc vaøo loaïi ñaát bieán ñoäng raát phöùc taïp theo khoâng gian. Hieän nay trong tính toaùn ngöôøi ta thöôøng laáy moät trò soá cöôøng ñoä thaám oån ñònh bình quaân cho toaøn löu vöïc. 3. Söï hình thaønh doøng chaûy luõ vaø coâng thöùc tính löu löôïng luõ lôùn nhaát Khi ôû moät nôi naøo ñoù trong löu vöïc baét ñaàu coù möa, nöôùc möa ñoïng treân laù caây, laáp caùc khe roãng treân maët ñaát vaø thaám öôùt lôùp ñaát maët, lôùp nöôùc möa ban ñaàu bò toån thaát hoaøn toaøn. Neáu möa vaãn tieáp tuïc vôùi cöôøng ñoä taêng daàn vaø lôùn hôn cöôøng ñoä thaám thì treân maët ñaát baét ñaàu hình thaønh doøng chaûy maët. Do möa thay ñoåi theo khoâng gian vaø thôøi gian neân coù khi toaøn boä löu vöïc hoaëc
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 107 chæ moät phaàn dieän tích cuûa löu vöïc sinh doøng chaûy. Doøng chaûy sinh ra treân caùc phaàn cuûa löu vöïc do taùc duïng cuûa troïng löïc laäp töùc chaûy theo söôøn doác, moät phaàn tích laïi ôû caùc choã truõng, hang hoác, moät phaàn tieáp tuïc chaûy töø nôi cao tôùi nôi thaáp. Hình 4.9 Khi doøng chaûy ñoå vaøo soâng, möïc nöôùc soâng baét ñaàu daâng cao, trong quaù trình chaûy trong soâng noù khoâng ngöøng ñöôïc boå sung theâm nöôùc do hai beân söôøn doác doïc soâng ñoå vaøo. Quaù trình chaûy tuï veà maët caét cöûa ra doøng nöôùc vaãn khoâng ngöøng bò toån thaát. Treân thöïc teá, caùc quaù trình ñoù xaûy ra ñoàng thôøi vaø laãn loän vôùi nhau khoâng theå taùch bieät ñöôïc, nhöng trong tính toaùn laïi phaûi chia ra ñeå deã daøng xöû lyù A - cöôøng ñoä möa K - cöôøng ñoä thaám H - cöôøng ñoä sinh doøng chaûy Hình 4.9 laø sô ñoà khaùi quaùt quaù trình möa, quaù trình thaám (löôïng toån thaát chính trong doøng chaûy luõ) vaø quaù trình hình htaønh doøng chaûy. Luùc baét ñaàu möa, cöôøng ñoä möa nhoû hôn cöôøng ñoä thaám (a t < K t), löôïng möa bò toån thaát hoaøn toaøn (H 0). Töø thôøi ñieåm t 1, cöôøng ñoä möa lôùn hôn cöôøng ñoä thaám, doøng chaûy maët hình thaønh. Cöôøng ñoä möa taêng leân, cöôøng ñoä thaám giaûm daàn, lôùp nöôùc treân beà maët moãi luùc moät daøy theâm, cöôøng ñoä sinh doøng taêng leân h t = a t -Kt (coøn goïi laø cöôøng ñoä caáp nöôùc), löu löôïng ôû maët caét cöûa ra cuõng daàn daàn taêng leân.
108 Chöông IV Quaù trình möa ñaït tôùi cöôøng ñoä lôùn nhaát sau ñoù giaûm daàn, quaù trình caáp nöôùc keùo daøi ñeán thôøi ñieåm t 2 khi a t = K t, luùc ñoù do lôùp nöôùc maët treân maët löu vöïc ñaït lôùn nhaát sau ñoù giaûm daàn, quaù trình caáp nöôùc keùo daøi ñeán thôøi ñieåm t 2 khi a t = K t, luùc ñoù lôùp nöôùc maët treân maët löu vöïc ñaït lôùn nhaát. Thôøi gian töø t 1 ñeán t 2 goïi laø thôøi gian caáp nöôùc T cn vaø t2 t2 YTcn = ∫ htdt = ∫ (at − Kt )dt (4.18) t1 t1 YTCN ñöôïc goïi laø lôùp nöôùc caáp. Khi t > t 2 cöôøng ñoä möa nhoû hôn cöôøng ñoä thaám (a t y), nhöng khi tính toaùn, ñeå ñôn giaûn, ngöôøi ta vaãn cho chuùng baèng nhau. VIII. PHÖÔNG PHAÙP TÍNH TOAÙN LÖU LÖÔÏNG LUÕ TÖØ TAØI LIEÄU MÖA RAØO Hieän nay treân theá giôùi cuõng nhö nöôùc ta söû duïng raát nhieàu coâng thöùc duøng ñeå tính Q max töø möa raøo. Qua thöïc teá aùp duïng chuùng toâi chæ giôùi thieäu moät soá coâng thöùc ñöôïc söû duïng nhieàu nhaát vaø thieân veà an toaøn nhaát ôû Vieät Nam ñeå chuùng ta tham khaûo. 1. Coâng thöùc Xoâkoâloâpxki 0, 28∝ (HT − H o ) Qmp = fFQ × + ng (4.19) tL ÔÛ ñaây: Qmp : löu löôïng luõ öùng vôùi taàn suaát thieát keá (P%) α : heä soá doøng chaûy traän luõ HT: löôïng möa lôùn nhaát trong thôøi ñoaïn tính toaùn T HT = aT × T Trong ñoù: at: cöôøng ñoä möa trung bình lôùn nhaát trong thôøi ñoaïn T at coù theå xaùc ñònh theo moät trong caùc coâng thöùc ñaõ giôùi thieäu tröôùc ñaây hoaëc coù theå tính theo coâng thöùc cuûa Xoâkoâloâpxki nhö sau:
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 109 S a = T 2 T 3 ÔÛ ñaây: T: thôøi ñoaïn tính toaùn S: laø söùc möa, tính theo löôïng möa lôùn nhaát H np. (khi T =1.0) 1,1H S = np 1 24 3 ÔÛ ñaây: t= T L Thôøi gian taäp trung nöôùc ñöôïc xem nhö thôøi gian luõ leân. ÔÛ nöôùc ta möa raøo lôùn vaø keùo daøi cho neân thôøi gian möa khi tính thöôøng laáy T= τ Hnp : löôïng möa ngaøy lôùn nhaát 3600Q × t F: heä soá hình daïng luõ f = L W L t = L 6,3 V ÔÛ ñaây: L: chieàu daøi soâng chính (Km) V: toác ñoä taäp trung nöôùc trung bình trong loøng soâng chính V = 0,70V max Vmax : toác ñoä trung bình lôùn nhaát cuûa maët caét ño ñaïc taïi khu vöïc nghieân cöùu W: toång löôïng luõ H0: löôïng toån thaát ban ñaàu (mm) F: dieän tích löu vöïc (km 2) Qng : löu löôïng cô baûn trong soâng tröôùc khi coù luõ (ÔÛ nöôùc ta, khi nghieân cöùu nhöõng löu vöïc nhoû, do löu löôïng ñænh luõ lôùn gaáp nhieàu laàn so vôùi löu löôïng cô baûn neân thöôøng coi Q ng = 0) Baûng xaùc ñònh giaù trò ∝ (H - Ho) vaø ∝max theo kieán nghò cuûa Cuïc Thuûy vaên (thuoäc Toång cuïc KTTV) Baûng 4.10 Khu vöïc H = a(H -H0) amax
110 Chöông IV Khu vöïc H = a(H -H0) amax Löu vöïc soâng Naäm Roám, thöôïng nguoàn soâng Maõ h = 0,65(H -20) 0,50 - 0,60 Löu vöïc soâng Ñaø, höõu ngaïn soâng Thao h = 0,91(H-22) 0,70 - 0,85 Löu vöïc thöôïng nguoàn soâng chaûy, soâng Loâ h = 0,82(H-20) 0,65 - 0,75 Löu vöïc soâng Gaâm, haï löu soâng Loâ, soâng Chaûy, s. Phoù Ñaùy h = 0,66(H_26) 0,50 - 0,60 Löu vöïc soâng Caàu, soâng Baèng, soâng Baéc, soâng Thöôïng h = 0,77(H-22) 0,60 - 0,70 Löu vöïc soâng Kyø Cuøng, soâng Luïc Nam h = 0,86(H-19) 0,70 - 0,80 Löu vöïc caùc soâng ven bieån ñoâng Baéc Quaûng Ninh h = 8,89(H-15) 0,75 - 0,85 Löu vöïc caùc soâng töø soâng Chu tôùi soâng Beán Haûi h = 0,92(H-21) 0,75 - 0,85 2. Coâng thöùc Alecxaâyep Qmp = qF = 16 .67 ∝ H np ΨT F (4.20) ÔÛ ñaây: Qmp : Löu löôïng luõ lôùn nhaát öùng vôùi taàn suaát thieát keá P% 3 2 q: moâñun löu löôïng lôùn nhaát öùng vôùi taàn suaát P% (m /Skm ) F: dieän tích löu vöïc (km 2) ∝: heä soá doøng chaûy luõ Hnp : löôïng möa ngaøy lôùn nhaát öùng vôùi P% (mm) ΨT : tung ñoä cuûa ñöôøng cong trieát giaûm möa Trong tính toaùn thöôøng duøng daïng bieán ñoåi ñôn giaûn nhö sau: 100 Neáu goïi: S = q laø moâñun löu löôïng phuï ∝ H P ∝ H F = P F laø dieän tích phuï P 100 1 1 3 4 U = mJ FP laø toác ñoä taäp trung nöôùc phuï ÔÛ ñaây heä soá taäp trung nöôùc m ≅ 0,15, coøn J laø ñoä doác loøng soâng tính baèng % 16,67KL E( = )laø thôøi gian taäp trung nöôùc phuï U Trong ñoù K thöôøng laáy K ≅ 2, sau khi bieán ñoåi ta coù: E = T 4 S T- thôøi gian möa tính toaùn Cuoái cuøng ta vieát ñöôïc: S = 16, 67 Ψ T Vôùi taàn suaát ñaõ bieát P%, giaûù thieát nhieàu giaù trò T khaùc nhau seõ cho ta caùc giaù
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 111 trò Ψ T töông öùng, töø ñoù tính ñöôïc giaù trò S vaø caùc giaù trò E vaø xaây döïng quan heä S = f(E). Trong tính toaùn cuï theå coù theå tham khaûo bieåu ñoà S~E do Toång cuïc KTTV Vieät Nam xaây döïng ñeå tính Q max (do Nhaø xuaát baûn Noâng thoân xuaát baûn 1974) Cuoái cuøng ta coù: Q = S × FP (4.21) Ví duï 4.6 : Taïi moät ñòa ñieåm coù dieän tích löu vöïc F = 36,1 km 2 cuûa suoái Haønh, caùch thò traán Cam Ranh ñoä 7km veà phía taây. Ñoä doác loøng soâng J = 103‰ Chieàu daøi soâng chính L = 8,5 km Heä soá doøng chaûy luõ ∝ = 0,85 Ñeå phuïc vuï cho vieäc xaây döïng hoà chöùa nöôùc suoái Haønh tænh Khaùnh Hoøa nhaèm laáy nöôùc töôùi cho 700ha vaø vuøng haï löu suoái Haønh, theo yeâu caàu thieát keá, caàn xaùc ñònh löu löôïng luõ lôùn nhaát öùng vôùi caùc taàn suaát möa ngaøy lôùn nhaát töø 1 ÷5% ñaõ cho trong baûn. Giaûi: I -Tính Q max theo Alecxaâyep 1. Xaùc ñònh dieän tích phuï: ∝ H 0,85×36,1 F = P × F = × H = ,0 317H P 100 100 P P 2. Xaùc ñònh toác ñoä taäp trung nöôùc phuï U: 1 1 1 3 4 4 (vôùi m = 0,15) (J = 103‰, U = mJ FP = ,0 702FP 3. Xaùc ñònh thôøi gian taäp trung nöôùc phuï E 16,67KL E = (vôùi L = 8,5 km) U ÔÛ ñaây K = 2 laø heä soá kinh nghieäm-bieåu thò moái quan heä giöõa thôøi gian taäp trung nöôùc treân löu vöïc T vaø thôøi gian taäp trung nöôùc trong loøng soâng 16,67×2×8,5 282,2 E = = U U 4. Xaùc ñònh moâñun löu löôïng phuï S döïa vaøo quan heä E~S tra ra S 5. Tính Q max = FP × S (nhö bieåu döôùi ñaây)
112 Chöông IV Keát quaû tính Q max cho coâng trình suoái Haønh theo Alecxaâyep Baûng 4.11 1/4 P% Hmax FP FP U E S Qmax 1 330 104,6 3,20 2,25 125,4 6,5 680,0 1,5 310,6 98,3 3,15 2,21 127,7 6,6 648,8 2,0 295,0 90,6 3,08 2,16 130,6 6,6 598,0 5,0 253,6 800,4 2,99 2,10 134,4 6,8 546,7 II. Tính Q max theo Xoâkoâloâpxki 0,288(HT − H0 ) ∝ ×F Qmax = × f + Qng t L Ví duï 4.7: Khu vöïc soâng AÂm thuoäc löu vöïc Long Chaùnh coù dieän tích F = 330km 2, ñoä doác loøng soâng chính L = 50 km. Ñoä doác loøng soâng I = 14,4 %. Löôïng möa ngaøy lôùn nhaát trung bình treân löu vöïc cuûa traän luõ 11-1966 öùng vôùi P = 2% laø H ngP% = 300mm (löôïng möa lôùn nhaát trong thôøi gian tính toaùn T). Yeâu caàu tính Q 2% theo coâng thöùc treân. Giaûi: 1 1,1 H 1,1 ×300 Tính H = ST 3 = np = = 114mm / h T 1 1 243 243 Tính T = tL 0,28L 0,28× 50 Maø T = = = ,4 59h 7,0 Vmax ,0 70× 5,4 (Qua ñieàu tra xaùc ñònh ñöôïc V max = 4,5m/giaây) 1 1 3 3 Tính H T = S × T = 114 × ,4( 59) = 190mm Theo keát quaû nghieân cöùu cuûa Toång cuïc KTTV thì doøng chaûy luõ ∝ = 0.92 Theo hình daïng luõ f = 0,85 Toån thaát ban ñaàu H 0 = 21 0,28× 0,92(190 − 21)×330× 0,85 3 Vaäy Qmax = = 2660m /s ,4 59 Ví duï 4.7: Taøi lieäu ñaõ cho ôû khu vöïc suoái Haønh (ví duï 4.6) Giaûi:
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 113 Tính H T. Lôùp nöôùc möa tính toaùn trong T giôø H T = It × T HP Neáu τ = t >T thì It = 0,34( ) t 6,0 HP Neáu τ = t < T thì It = 0,34( ) t( × T) 3,0 ÔÛ ñaây: I coù quan heä vôùi ñoä laëp laïi N; öùng vôùi moãi giaù trò cuûa N ta tra ñöôïc T (theo khu vöïc 4) F: heä soá hình daïng luõ laáy trung bình f = 0,90 TL: thôøi gian luõ leân baèng thôøi gian möa coù hieäu quaû T L TL = T = maø V * =0,70 V max 6,3 V∗ Vmax = 2,50m/sec Tìm ñöôïc: t L =1,35 giôø = T HP Bôûi vì t L = τ < T neân coâng thöùc tính I t seõ coù daïng I t = 0,34 t( × T) 3,0 Nhoùm haïng soá α (H - H0) thay ñoåi theo töøng vuøng-ñoái chieáu vôùi keát quaû nghieân cöùu cuûa Toång cuïc KTTV ta coù: α (H - H0) = 0,92(H - 21) 0,28[0,92(H − H0 )]0,9×36,1 Töø ñoù Qmax = ,1 35 Hoaëc Qmax = 6,21(H - 21) Keát quaû tính Q max theo caùc taàn suaát möa nhö sau: P% HP Qmax 1 330,0 496,8 1,5 310,6 463,9 2,0 295,0 441,5 5,0 253,6 393,7 Ngoaøi nhöõng coâng thöùc vöøa söû duïng laøm ví duï treân ñaây, ôû Vieät Nam ta coøn duøng caùc coâng thöùc khaùc ñeå tính Q max nhö coâng thöùc cuûa Vieän Nghieân cöùu Khoa hoïc Thuûy lôïi Baéc Kinh TQ. Coâng thöùc cuûa Cuïc Thuûy vaên thuoäc Toång cuïc Khí töôïng thuûy vaên chuùng ta coù theå tham khaûo trong nhöõng giaùo trình khaùc.
114 Chöông IV IX. LUÕ LUÏT VAØ NHÖÕNG TAÙC ÑOÄNG ÑEÁN MOÂI TRÖÔØNG TÖÏ NHIEÂN VAØ XAÕ HOÄI 1. Xu theá chung veà nhöõng dieãn bieán baát thöôøng veà khí haäu thôøi tieát ñaát nöôùc ta trong nhöõng naêm gaàn ñaây Do taùc ñoäng cuûa nhöõng bieán ñoåi veà khí haäu toaøn caàu, khí haäu nöôùc ta nhöõng naêm gaàn ñaây dieãn bieán khaù phöùc taïp Thieân tai lôùn, dò thöôøng vöôït quaù nhöõng nhaän thöùc hieän taïi cuûa con ngöôøi xaûy ra ngaøy moät nhieàu hôn, gaây nhieàu haäu quaû khoù löôøng. Ngay caû nhöõng nöôùc coù tieàm naêng kinh teá lôùn cuõng khoâng traùnh khoûi nhöõng toån thaát naëng neà. Chính trong boái caûnh thieân nhieân ñaày bieán ñoäng aáy lieân tieáp trong voøng 3 naêm qua: Naêm 1998-1999 thieân tai bao truøm caû ñaát nöôùc, ñaëc bieät laø mieàn Trung; naêm 2000 caû Ñoàng baèng soâng Cöûu Long phaûi ñöông ñaàu vôùi traän luõ lôùn nhaát keå töø naêm 1926 trôû laïi ñaây. Chöa keå ñeán nhöõng toån thaát veà luõ queùt xaûy ra treân moät soá löu vöïc nhoû ñoâi khi mang tính huûy dieät cho moät vuøng, nhöõng toån thaát veà baõo luõ ngaøy moät taêng, doàn daäp veà nhòp ñoä phaùt sinh, baønh tröôùng veà quy moâ laãn toån thaát Döïa treân thoáng keâ 25 naêm qua (töø 1966-1990) cuûa trung taâm nghieân cöùu quoác gia Bæ veà thieân tai ôû caùc nöôùc ñang phaùt trieån hoï ñaõ choïn 10 nöôùc ñöùng ñaàu veà chæ soá caùc loaïi thieân tai nhö sau: 1. Philipin 272 2. AÁn ñoä 216 3. Trung Quoác 157 4. Inñoânexia 139 5. Banglañeùt 100 6. Peâru 73 7. Iran 64 8. Mexico 62 9. Vieät Nam 41 10. Thoå Nhó Kyø 41 Luõ luït naêm 1991 chuùng ta toån thaát hôn 300 tyû ñoàng, naêm 1994 - 2284 tæ. Môùi chæ tính ñeán 11-1995 (chöa keå toån thaát do luõ luït mieàn Trung) thì Nhaø nöôùc ñaõ phaûi chi hôn 15.215 tyû ñeå khaéc phuïc haäu quaû do luõ luït cuûa 11 tænh ÑBSCL Naêm 1999 vaø naêm 2000 con soá toån thaát aáy khoù loøng töôûng töôïng noåi - “Nhö nöôùc maét vaø doøng soâng” 2. Baõo luït caùc tænh duyeân haûi Mieàn Trung naêm 1999 Tröôùc tieân haõy ñieåm qua ñoâi neùt veà baõo: Khaép laõnh thoå Vieät Nam trong voøng 100 naêm trôû laïi ñaây (töø 1891 ÷1990) ñaõ thoáng keâ ñöôïc 469 côn baõo nhöng chæ coù 144 côn baõo ñoå boä vaøo Baéc Boä coøn 325 côn ñoå boä vaøo duyeân haûi Mieàn Trung. Nhö vaäy coù nghóa caùc tænh duyeân haûi Mieàn Trung phaûi gaùnh chòu hôn 69%
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 115 toång soá caùc côn baõo ñoå boä vaøo caû nöôùc. Trong ñoù töø 60 ÷ 65% soá côn baõo coù söùc gioù maïnh töø caáp 8 ñeán caáp 12. Neáu tính töø 1891 ñeán naêm 2000, moãi naêm bình quaân caùc tænh duyeân haûi Mieàn Trung phaûi gaùnh chòu boán côn baõo taøn phaù. Baõo Mieàn Trung thöôøng xuaát hieän laø baõo keùp, traän baõo sau caùch traän baõo tröôùc töø 4 ÷5 ngaøy, vì vaäy nöôùc möa traän baõo tröôùc doäi xuoáng chöa kòp ruùt thì côn baõo sau laïi aäp ñeán laøm cho tình hình luõ luït caøng theâm nghieâm troïng. Ví duï côn baõo keùp xaûy ra ôû Ngheä An naêm 1978, ôû Phuù Yeân naêm 1993. Nhöõng côn baõo khuûng khieáp gaàn ñaây ñaõ xaûy ra cho duyeân haûi Mieàn Trung nhö: Baõo Shirley ñoå boä vaøo Quy Nhôn 1978 Baõo Nancy ñoå boä vaøo Ngheä Tónh 18 -12-1982 Baõo Kim ñoå boä vaøo Thuaän Haûi naêm 1983 laøm cheát hôn 200 ngöôøi ôû caùc huyeän ven bieån Baõo Agnes ñoå boä vaøo Nghóa Bình naêm 1988 vôùi söùc gioù caáp 12 ÷13 Côn baõo Cecil ñoå boä vaøo Bình Trò Thieân 16-10-1985 laøm cheát 900 ngöôøi, 2000 ngöôøi bò thöông, 2000 taøu thuyeàn bò ñaém Baõo Cecil ñoå boä vaøo Quaûng Nam - Ñaø Naüng naêm 1989 Ñoù laø nhöõng côn baõo coù söùc taøn phaù kinh khuûng. Tai hoïa töø luõ luït: Möa to, luõ lôùn laø heä quaû taát yeáu cuûa baõo Naêm 1964 luõ lòch söû ñaõ xaûy ra ôû haàu heát caùc tænh töø Quaûng Trò ñeán Bình Thuaän Naêm 1968 luõ lòch söû xaûy ra treân soâng Caû, soâng La (Ngheä An, Haø Tónh) Naêm 1980 luõ lòch söû laïi xaûy ra treân soâng Maõ (Thanh Hoaù) Naêm 1999 luõ lòch söû xaûy ra gaàn nhö haàu khaép caùc tænh ven bieån mieàn Trung. Haäu quaû töø baõo luït gaây ra thöôøng phaûi töø hai ñeán ba naêm sau treân cô baûn môùi khaéc phuïc heát ñöôïc. (Tröø côn ñaïi hoàng thuûy naêm 1999 phaûi 20 naêm sau môùi coù theå khaéc phuïc noåi) Theo thoáng keâ chöa ñaày ñuû thì haøng naêm baõo luït ñaõ laøm cho caùc tænh duyeân haûi Mieàn Trung: Ngaäp uùng 120.000 ha luùa. Trong ñoù coù 36.000 ha phaûi maát traéng
116 Chöông IV - Thaát thu 149.000 taán thoùc - Toån thaát cho noâng nghieäp öôùc tính 155 tyû/naêm - Ngaønh thuûy lôïi phaûi boû ra hôn 50 tyû ñoàng ñeå söûa chöõa nhöõng coâng trình thuûy lôïi do baõo luït phaù hoaïi (Chöa keå ñeán vieäc khoâng kòp thôøi phuïc vuï cho noâng nghieäp) - Ngaønh ñöôøng saét coù 197 caàu bò uy hieáp Haøng naêm treân tuyeán ñöôøng saét Baéc Nam coù 144 ñieåm ngaäp, coù nôi coù luùc ngaäp saâu ñeán gaàn 3m, coù naêm ngaäp ñeán 5 ngaøy, coù naêm ngaäp 10 ngaøy, ñem ñeán cho ngaønh ñöôøng saét nhieàu toån thaát naëng neà. Ñöôøng boä 1A haøng naêm coù taát caû 152 ñieåm ngaäp vôùi chieàu daøi 127 km. Coù nôi ngaäp saâu ñeán 2m nhö ñoaïn Haø Trung - Thanh hoùa, Quaûng Haøu - Hoá Xaù (Quaûng Bình). Nhieàu ñoaïn ôû thaønh phoá Hueá, Quaûng Ngaõi, Bình ñònh, Phuù Yeân, Khaùnh Hoaø luoân bò ngaäp Caùc ñöôøng daây ñieän thoaïi, caùp quang bò nhaán chìm trong nöôùc nhieàu ngaøy, coù khi gaây maát lieân laïc haøng tuaàn Thieân tai ñem laïi cho caùc tænh duyeân haûi mieàn trung trong voøng 20 naêm qua (1980-1999) nhöõng toån thaát ñau loøng: 5894 ngöôøi cheát 943 ngöôøi bò thöông Toång thieät haïi vaät chaát öôùc tính 1304 tyû USD Toån thaát haøng naêm do baõo luït ñem ñeán ngaøy moät taêng: Tröôùc 1980 toån thaát töø 15 ÷20 tyû ñoàng / naêm Giai ñoaïn 1980 1990 toån thaát 200 tyû ñoàng / naêm Giai ñoaïn 1990 1995 toån thaát 250 tyû ñoàng / naêm Rieâng traän luït cuoái 1999 thieät haïi öôùc tính hôn 4000 tyû ñoàng. Coù theå noùi côn ñaïi hoàng thuûy naêm 1999 ñaõ ñem ñeán cho nhaân daân duyeân haûi Mieàn Trung noùi rieâng vaø ñoàng baøo caû nöôùc noùi chung noãi ñau thöông maát maùt lôùn maø phaûi nhieàu naêm sau môùi khaéc phuïc ñöôïc: 700 ngöôøi cheát vaø maát tích 48967 ngoâi nhaø bò suïp ñoå vaø cuoán troâi 911700 lôùp hoïc tan taønh 50506 taøu thuyeàn bò hö hoûng vaø maát tích 28779 ha luùa bò ngaäp uùng
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 117 Haøng ngaøn ha ruoäng bò sa boài laáp kín Thò xaõ Tam Kyø ( Quaûng Nam) coù 150.000 ngöôøi soáng trong caûnh “Ngaøn caân treo sôïi toùc” khi hoà Phuù Ninh trong côn nguy khoán saép vôõ. Löôïng möa trong 24 giôø taïi Hueá laø 1358mm nghóa laø hôn toaøn boä löôïng möa moät naêm taïi Nha Trang (Khaùnh Hoøa) (1350mm/naêm). Hueá ñaõ thöïc söï chìm nhieàu ngaøy trong nöôùc. Möïc nöôùc phaù Tam Giang daâng cao hôn möùc nöôùc bieån 1,5 m, chæ tôùi khi böùc phaù theâm cöûa Hoøa Duaân thì Hueá môùi vôïi bôùt ngaäp chìm. Luõ luït naêm 1999 thöïc söï chöùng minh söï bò ñoäng hoaøn toaøn cuûa chuùng ta tröôùc thieân nhieân. (Khi Hueá chìm trong bieån nöôùc nhöng moïi con ñöôøng tieáp vieän cho Hueá ñeàu bò chia caét Caû mieàn trung nöôùc maét tieáp tuïc bieán thaønh soâng ) Ngoaøi baõo luït haøng naêm Mieàn Trung coøn phaûi chòu ñöïng naïn gioù caùt, gioù khoâ noùng, nöôùc daâng, soùng thaàn vaø reùt muoän keùo daøi. Roõ raøng mieàn Trung ñaõ phaûi ñoái phoù quaù nhieàu vôùi thieân tai, phuï thuoäc quaù nhieàu vaøo thieân nhieân. Töø ñoù noùi leân raèng: “Caùc tænh duyeân haûi mieàn trung ñang phaûi ñoái phoù vôùi moät neàn noâng nghieäp phaùt trieån thieáu beàn vöõng. Chæ caàn moät traän luõ nhö traän luõ cuoái naêm 1999 cuõng ñuû söùc xoùa saïch taát caû nhöõng gì maø chuùng ta ñaõ xaây döïng trong nhieàu naêm ” OÂng Ngoâ Yeân Thi, Bí thö tænh uûy Thöøa Thieân – Hueá, ñaõ chua chaùt nhaän ñònh raèng: “Thöøa Thieân Hueá sau 24 naêm xaây döïng nay trôû veà soá khoâng. Bao naêm xoaù ñoùi giaûm ngheøo, sau côn luõ naøy khoâng coøn caùch gì ñeå xoaù nöõa” (Baùo Coâng giaùo vaø Daân toäc soá 1233 ngaøy 18-11-1999). Kinh nghieäm nhieàu nöôùc cho thaáy nhöõng thieân tai lieân quan ñeán caùc yeáu toá khí töôïng thuûy vaên thöôøng ñem ñeán thieät haïi ít nhaát 30 % saûn löôïng noâng nghieäp haøng naêm. Rieâng ôû caùc nöôùc chaäm tieán thì con soá thieät haïi coøn cao hôn nhieàu. Caùc tænh duyeân haûi Mieàn Trung töø Quaûng Trò ñeán Khaùnh Hoaø chieám 13,3% dieän tích töï nhieân vaø 10,5% daân soá caû nöôùc nhöng chæ ñoùng goùp ñöôïc 6,8% toång saûn phaåm quoác daân (GDP). Möùc thu nhaäp bình quaân ñaàu ngöôøi chæ ñaït 136 USD /ngöôøi naêm, nghóa laø chæ baèng 63,5% möùc thu nhaäp bình quaân caû nöôùc (214USD). Caùc tænh naøy laø nhöõng ñòa phöông coù tyû leä ñoùi ngheøo cao nhaát nöôùc. (Rieâng Hueá traän luõ thaùng 11 vaø ñaàu 12 naêm 1999 ñaõ gaây ra nhöõng thieät haïi voâ cuøng lôùn lao, öôùc tính toån thaát hôn 1780 tyû ñoàng, töông ñöông 87% giaù trò GDP naêm 1998. Chæ tính ñeán 7-11-1999 Hueá ñaõ coù 366 ngöôøi cheát) Coù theå noùi: “ Hueá laø nôi hoäi tuï ñaày ñuû taát caû nhöõng ñieàu kieän baát lôïi veà thôøi
118 Chöông IV tieát vaø khí haäu cuûa caû nöôùc” (Ngoâ Yeân Thi, Taïp chí Coäng saûn, thaùng 3-2000 ) Töø nhöõng phaân tích treân coù theå ruùt ra nhöõng keát luaän sau ñaây: Nhaân daân caùc tænh duyeân haûi mieàn Trung ñaõ vaø ñang phaûi ñöông ñaàu vôùi moät neàn noâng nghieäp phaùt trieån thieáu beàn vöõng, bôûi leõ saûn xuaát noâng nghieäp phuï thuoäc quaù nhieàu vaøo thieân nhieân. Nhaø nöôùc caàn ñaàu tö hôn nöõa cô sôû haï taàng cho mieàn Trung, ñaëc bieät laø giao thoâng. Duyeân haûi mieàn trung coù hai heä thoáng ñöôøng saét Baéc Nam vaø quoác loä 1 chaïy qua. Neáu giao thoâng mieàn Trung bò chia caét cuõng coù nghóa laø thieân nhieân ñaõ bieán duyeân haûi mieàn Trung trôû thaønh oác ñaûo nhö traän luõ cuoái 1999. Trong noâng nghieäp caàn choïn cô caáu caây con vaø muøa vuï cho phuø hôïp nhaèm giaûm bôùt nhöõng thieät haïi töø thieân tai ñem ñeán, khoâng nhaát thieát nôi naøo cuõng troàng luùa. Veà laâu daøi caàn tìm moät höôùng ñi cho phuø hôïp vôùi ñieàu kieän ñòa lyù mieàn Trung. Noâng nghieäp laø chuû ñaïo hay coâng nghieäp? Noâng nghieäp, thuûy haûi saûn, du lòch laâm nghieäp , caùi gì keát hôïp vôùi caùi gì? Song song vôùi vieäc xaây döïng nhieàu hoà chöùa ñeå ñieàu tieát luõ, caàn phaûi ñaàu tö thích ñaùng cho vieäc phaùt trieån voán röøng ñeå haïn cheá luõ queùt cuõng nhö giaûm xoùi moøn beà maët löu vöïc vaø boài ñaép caùc doøng soâng, cöûa bieån. 3. Luõ luït naêm 2000 ôû Ñoàng baèng soâng Cöûu Long Soâng cöûu long - con soâng lôùn nhaát nöôùc - haøng naêm noù ra bieån hôn 500 tyû m3 nöôùc trong ñoù treân 70% (300 ÷350 tæ) taäp trung vaøo ba thaùng muøa luõ. Luõ luït ôû ÑBSCL laø keát quaû toå hôïp cuûa: - Luõ Meâkoâng - Khaû naêng ñieàu tieát doøng chaûy cuûa bieån hoà - Nöôùc ñeäm trong ñoàng - Thuûy trieàu bieån Ñoâng vaø bieån Taây - Möa taïi choã vaø söï phaùt trieån cô sôû haï taàng thieáu quy hoaïch ñaõ caûn trôû doøng chaûy. Trong voøng 75 naêm qua tình hình luõ luït ôû ÑBSCL nhö sau: - Luõ ñaàu nguoàn lôùn nhaát vaøo naêm 1961 vaø 1966 - Luït lôùn nhaát vaøo naêm 2000 sau ñoù laø caùc naêm 1978, 1996 - Luõ naêm 2000 vaø 1981 laø luõ sôùm dò thöôøng (ñaàu thaùng 7)
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 119 - Luõ naêm 1961 vaø 1996 laø luõ muoän dò thöôøng - Thöôøng luõ sôùm, luõ lôùn hoaëc luõ muoän dò thöôøng luoân luoân gaây nhieàu tai hoaï vaø toån thaát to lôùn hôn caû Sô boä nhaän ñònh tình hình luõ luït naêm 2000 ôû ÑBSCL - Luõ veà sôùm nhaát - Luït ôû ÑBSCL lôùn nhaát, bao truøm treân moät dieän tích roäng lôùn vaø keùo daøi nhaát trong 75 naêm qua Taàn suaát möïc nöôùc ñænh luõ: - Taïi Taân Chaâu H max ñaït xaáp xæ chu kyø 18 naêm - Taïi Cao Laõnh, Myõ Thuaän ñaït xaáp xæ chu kyø 25 vaø 45 naêm - Taïi Chaâu Ñoác H max ñaït chu kyø 25 naêm - Khu Ñoàng Thaùp Möôøi Hmax ñaït chu kyø naêm 1960 trôû laïi - Khu Töù giaùc Long Xuyeân Hmax chöa ñaït moác lòch söû - Löu löôïng lôùn nhaát dieãn bieán qua caùc vuøng nhö sau: Khu vöïc 1961 1991 1996 2000 Theo soâng Tieàn + soâng Haäu 36- 3 3 32.400 37100m /sec 950m /sec Töø CPC traøn vaøo Ñoàng Thaùp Möôøi 2950 6300 8270 13940 Töø Campuchia vaøo Töù giaùc Long 4230 Xuyeân 3 Nhö vaäy löu löôïng lôùn nhaát vaøo ÑBSCL khoaûng 55,280m /sec - So saùnh thieät haïi côn luõ naêm 2000 vôùi moät soá naêm khaùc Naêm 1994 1995 1996 2000 Thieät haïi Tyû ñoàng (10 9) 2284 700 2182 4000 Ngöôøi cheát 407 199 217 481 Nhaän thöùc veà taùc ñoäng moâi tröôøng töï nhieân laãn kinh teá xaõ hoäi do baõo luït ñem ñeán: Baõo luït laø moät hieän töôïng thieân nhieân coù söùc maïnh taøn phaù to lôùn. Ñaõ laø söùc maïnh cuûa thieân nhieân thì khoù loøng choáng ñôõ. Ai ñaõ choáng ñöôïc nhöõng côn baõo coù
120 Chöông IV söùc maïnh laät ñoå caû moät ñoaøn taøu hoûa ñi töø Saøi Goøn ñeán Myõ Tho thaùng 10-1952. Theo Ngaân haøng Theá giôùi (WB) thì töø 1995 ñeán 2002 thieân tai ñaõ ngoán maát cuûa Vieät Nam 1,15 tyû ñoâ la . Haøng naêm baõo luït ñaõ mang ñeán cho nhaân daân ñaát nöôùc ta bieát bao ñau thöông, toån thaát caû veà ngöôøi vaø cuûa Vì vaäy döï baùo caøng chính xaùc thôøi gian seõ xaûy ra baõo luït vaø quy moâ nhöõng hieän töôïng thieân tai ñoù, ñeå tìm caùch phoøng traùnh, khoân kheùo tìm caùch giaûm nheï nhöõng toån thaát do thieân tai mang ñeán, laø ñieàu maø chuùng ta caàn phaûi laøm thöôøng xuyeân. Baõo luït laø 1 hieän töôïng thieân nhieân coù söùc taøn phaù to lôùn. Thöïc teá cuoäc soáng nhaân loaïi dieãn ra haøng trieäu naêm qua ñaõ chöùng minh ñieàu ñoù, ñöøng nuoâi aûo töôûng, duy yù chí, aùp ñaët cho con ngöôøi moät söùc maïnh hôn caû thieân nhieân. Maët khaùc, chuùng ta cuõng caàn phaûi coù moät caùch nhìn toaøn dieän hôn veà tính hai maët cuûa baõo luït. Doøng chaûy laø saûn phaåm cuûa khí haäu. Khoâng coù möa to gioù lôùn thì cuõng khoâng coù luõ luït. Bôûi vì möa to laø heä quaû cuûa baõo hoaëc aùp thaáp nhieät ñôùi Töø 70 ÷80% toång löôïng doøng chaûy muøa luõ thöôøng baét nguoàn töø möa baõo, maø doøng chaûy soâng ngoøi laïi laø taøi saûn voâ giaù cuûa ñaát nöôùc Doøng chaûy luõ luït mang theo moät löôïng phuø sa to lôùn, chính nguoàn phuø sa maøu môõ naøy ñaõ goùp phaàn taïo döïng neân nhöõng caùnh ñoàng coø bay thaúng caùnh ôû haï löu nhöõng doøng soâng. Luõ luït coøn goùp phaàn laøm veä sinh ruoäng ñoàng. Luõ luït qua ñi, toâm caù ôû laïi trong ruoäng ñoàng, goùp phaàn taïo neân nguoàn thöïc phaåm ña daïng phong phuù cho ngöôøi noâng daân. Luõ lôùn quaù, keùo daøi nhieàu ngaøy quaù cuõng gaây nhieàu khoù khaên, toån thaát, nhöng khoâng coù luõ khoù khaên cuõng khoâng ít. Ví duï, naêm 2002 luõ lôùn ñaõ cuoán troâi ra bieån hôn 90 tyû ñoàng cuûa boán huyeän Caùi Beø, Cai Laäy, Taân Phöôùc, Chaâu Thaønh tænh Tieàn Giang. Nhöng naêm 2003 luõ khoâng veà ñaõ gaây cho noâng nghieäp tænh vuøng naøy khoâng ít khoù khaên veà saûn xuaát, thaäm chí giaù caû nhöõng maët haøng noâng saûn thöïc phaåm cuõng leân giaù. Ngöôøi noâng daân lo maát muøa cho vuï keá tieáp. Noùi toùm laïi: Khoâng coù luõ luït, khoâng coù nguoàn phuø sa maøu môõ do luõ luït ñem ñeán thì khoâng coù ÑBSCL ngaøy nay.
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 121 Thieân nhieân bao ñôøi nay ñaõ goùp phaàn giuùp con ngöôøi taïo döïng neân ÑBSCL, moät caùnh ñoàng maøu môõ truø phuù, traûi daøi tít taép nhöõng caùnh ñoàng coø bay thaúng caùnh vôùi toâm caù boán muøa. Chính söï haøo phoùng ñoù cuûa thieân nhieân ñaõ goùp phaàn hình thaønh neân nhaân caùch cuûa ngöôøi Nam Boä: phoùng khoaùng, bao dung, Vì vaäy, phaûi hieåu tính hai maët cuûa nhöõng hieän töôïng töï nhieân ñeå khoân kheùo, meàm deûo soáng chung vôùi thieân nhieân thì con ngöôøi môùi coù cuoäc soáng tröôøng toàn vaø haïnh phuùc. Muoán quaûn lyù vaø söû duïng hôïp lyù taøi nguyeân thieân nhieân : Ñieàu tröôùc nhaát laø phaûi hieåu roõ baûn chaát cuûa nhöõng hieän töôïng thieân nhieân, phaûi naém vöõng nhöõng ñaëc ñieåm cô baûn cuûa nhöõng taøi nguyeân ñoù , coù nhö vaäy chuùng ta môùi quaûn lyù vaø söû duïng toát nguoàn taøi nguyeân phuïc vuï cho söï phaùt trieån beàn vöõng cuoäc soáng con ngöôøi.
122 Chöông IV TÍNH TOAÙN THUÛY VAÊN HOÀ CHÖÙA NÖÔÙC SUOÁI HAØNH I. KHAÙT QUAÙT TÌNH HÌNH LÖU VÖÏC 1. Caùc ñaëc tröng chuû yeáu cuûa löu vöïc Suoái Haønh laø moät trong hai nhaùnh cuûa Ba Ngoøi. Noù cuøng vôùi suoái Traø Duïc taïo 1 thaønh löôïng nöôùc chính ñoå ra vònh Cam Ranh qua cöûa Ba Ngoøi. Tröôùc ñaây dieän 4 tích löu vöïc suoái Haønh thuoäc tænh Ninh Thuaän. Ngaøy nay suoái Haønh naèm troïn veïn trong xaõ Cam Phuùc, huyeän Cam Ranh, tænh Khaùnh Hoaø. Dieän tích taäp trung nöôùc raát 1 beù, chæ vaøo khoaûng 36km 2, nhöng trong ñoù laø nuùi ñaù coøn laïi laø röøng vaø nöông 2 raãy. Ñoä doác löu vöïc töông ñoái lôùn I ≥ 103 ‰. Chính vì ñaëc ñieåm naøy cho neân söï cheânh leäch veà löu löôïng trong naêm raát lôùn (hôn 5 vaïn laàn) ( ∆Q = 0,08 ÷ 500m 3/s), tình hình thieáu nöôùc ôû nhöõng ñòa phöông quanh vuøng caøng trôû neân nghieâm troïng. Ngoaøi moät phaàn löu vöïc laø nuùi ñaù coøn laïi ñaát ñai chuû yeáu laø ñaát caùt pha thòt, ñoä phì töông ñoái lôùn neáu ñöôïc ñaày ñuû nöôùc, dieän tích canh taùc ôû ñaây coù theå môû roäng, bieán moät phaàn lôùn ruoäng ñaát moät vuï leân thaønh hai vuï. Naêng suaát coù theå naâng cao hôn nöõa. Caùc ñaëc tröng cô baûn cuûa löu vöïc: Dieän tích taäp trung nöôùc cuûa löu vöïc :F = 36,1 km 2 Ñoä daøi ñoaïn soâng chính : L = 8,5 km Ñoä doác loøng soâng : J = 103 ‰ 2. Ñoái töôïng phuïc vuï cuûa coâng trình vaø caùc chæ tieâu tính toaùn • Ñoái töôïng phuïc vuï: - Sô boä tính toaùn coâng trình suoái Haønh xaây döïng vôùi nhieäm vuï cung caáp nöôùc töôùi cho hôn 700ha caû luùa vaø maøu. - Tuyeán coâng trình ñaët caùch ranh giôùi thò xaõ Cam Ranh 500m veà phía taây, caùch khu phoá Cam Sôn 2,5km veà phía nam. • Phaân loaïi coâng trình vaø caùc chæ tieâu raøng buoäc trong tính toaùn thuyû vaên: Döïa vaøo ñaëc ñieåm ñòa chaát cuõng nhö ñieàu kieän khí töôïng thuyû vaên vaø quy moâ coâng trình, caên cöù vaøo quy phaïm soá 08 – 76 ngaøy 1 – 7- 1977 cuûa Boä Thuyû lôïi thì hoà chöùa nöôùc suoái Haønh thuoäc loaïi coâng trình caáp 5. Do ñoù caùc chæ tieâu raøng buoäc duøng ñeå phaân tích tính toaùn thuyû vaên seõ tuaân theo baûng döôùi ñaây.
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 123 Baûng 4.12 Ñaëc tröng QMAX QMIN X WGIOÙ P% TAÀN SUAÁT THIEÁT KEÁ 1,5 75% 4% TAÀN SUAÁT ÑAÛM 75% BAÛO (Taàn suaát möa ñeå tính toaùn ñoái vôùi coâng trình tröôùc ñaây laáy heä soá töông öùng vôùi taàn suaát möa laø 75%) 3. Tình hình taøi lieäu tính toaùn • Taøi lieäu thuyû vaên: Coù theå noùi raèng löu vöïc suoái Haønh vaø nhöõng vuøng laân caän töø tröôùc ñeán giôø chöa coù moät soá lieäu thuyû vaên naøo coù giaù trò lôùn ñöôïc löu laïi, keå caû nhöõng soá lieäu cô baûn nhaát nhö möïc nöôùc. Chính vì vaäy vieäc tính toaùn gaëp nhieàu khoù khaên, vaø möùc ñoä tin caäy khoâng cao. • Taøi lieäu khí töôïng: Cuõng nhö taøi lieäu thuyû vaên, hoaøn toaøn khoâng coù moät taøi lieäu khí töôïng naøo ñaùng keå ngoaøi moät soá taøi lieäu veà caùc khu vöïc laân caän nhö: taøi lieäu möa Cam Laâm, suoái Daàu – Nha Trang. Treân cô sôû nhöõng soá lieäu veà möa cuûa nhöõng vuøng laân caän ta tìm caùch tìm hieåu caùc löu vöïc gaàn beân, roài töø möa tìm ra doøng chaûy vaø caùc yeáu toá thuyû vaên khaùc, ñoù laø bieän phaùp duy nhaát ñeå tính toaùn cho coâng trình hoà chöùa nöôùc naøy. Maët khaùc, taøi lieäu cô baûn ñaõ khoâng coù maø neáu coù keùo daøi ñi chaêng nöõa thì lieät thoáng keâ cuõng quaù ngaén cho neân vieäc tính toaùn caàn döïa treân caùc coâng thöùc kinh nghieäm. Ñoù cuõng chính laø ñaëc ñieåm thöù hai khi xeùt ñoaùn möùc ñoä tin caäy cuûa caùc soá lieäu. Baûng 4.13: Cô sôû taøi lieäu khí töôïng thuyû vaên max 0 Ñaëc tröng X T Wgioù X ngay K 2 Epiche Suoái Haønh 0 0 0 0 0 Cam Laâm 1926 – 1965 0 0 0 0 Nha Trang 57 naêm 44 naêm 1930 – 1944 1930 –1944 1947 – 1952 1947 - 1968 1947 - 1970 1956 - 1970 Suoái Daàu 16 naêm
124 Chöông IV Duøng taøi lieäu X Cam Laâm ñeå tính doøng chaûy naêm Duøng taøi lieäu X max Nha Trang ñeå tính doøng chaûy luõ. II. PHAÂN TÍCH TÍNH TOAÙN THUYÛ VAÊN PHAÀN 1: DOØNG CHAÛY NAÊM I. Phaân boá löôïng möa naêm Thaùng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Naêm Xmm 36,9 5,87 7,75 45,4 76,6 63,5 29,4 65,3 149 361,5 322 187 1349 1. Phaân boá löôïng möa theo thaùng cuûa Cam Laâm (Ba Ngoøi) (Ñaây laø taøi lieäu möa cuûa moät naêm coù daïng ñieån hình) 2. Tính taàn suaát löôïng möa bình quaân naêm Töø taøi lieäu thöïc ño taïi traïm Cam Laâm duøng phöông phaùp ñöôøng thích hôïp ñeå tính taàn suaát. • Saép xeáp caùc trò soá töø lôùn ñeán beù. • Tính : n ∑ Xi 1 X = = 1349 , C V = 0,368; C S= 1,495 n * H s phân tán C v Σ(K − )1 2 2093 C = i = V n −1 15 CV = 0,368 * Sai s tươ ng ñi do E.G. Bleikin ñ ngh 100 2 σCV = 1+ Cv = 20 8, % 2n * Sai s tuy t ñi Cv 2 σCV = 1+ Cv = ,0 076 2n Vy: CVX = 0,368 ± 0,076 σX = CVX X. = ,0 368 x 1349= 496 * Sai s tươ ng ñi: C 0,368 σ = V = = ,0 092= 2,9 % . X n 4
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 125 * Sai s tuy t ñi: σ 496 σ = = =124 X n 4 Vy: X = 1349±124 * H s thiên l ch: Σ(K − )1 3 ,0 972 C = i = = ,1 495 S 3 n( − )3 CV 13x ,0 05 * K t qu cu i cùng: .X =1349 Cv = 0,368 Cs = 1,495 Baûng 4.14: Tính taàn suaát löôïng möa bình quaân naêm traïm Cam Laâm 2 3 m STT NAÊM Xi Xi Xi (K i – 1) (K i - 1) (K i - 1) P = % K = n +1 X saép 0 + - + - thöù töï 1 1927 887 2736 2,012 1,012 1,020 1,036 5,9 2 1928 928 2076 1,540 0,540 0,290 0,158 11,8 3 1929 954 1588 1,177 0,177 0,031 0,006 17,6 4 1930 1567 1569 1,163 0,163 0,026 0,004 23,5 5 1932 1447 1567 1,161 0,161 0,026 0,004 29,4 6 1933 910 1447 1,072 0,072 0,005 0,000 35,3 7 1936 967 1374 1,020 0,020 0,000 0,000 41,2 8 1937 1151 1367 1,012 0,012 0,000 0,000 47,1 9 1938 1569 1259 0,935 0,065 0,004 0,000 52,9 10 1939 1588 1151 0,855 0,145 0,021 0,003 58,8 11 1942 2076 1967 0,710 0,284 0,079 0,023 64,7 12 1943 1259 1954 0,707 0,293 0,085 0,025 70,6 13 1944 1367 928 0,687 0,313 0,098 0,031 76,5 14 1962 818 910 0,675 0,325 0,105 0,034 82,4 15 1964 1374 881 0,657 0,343 0,117 0,040 88,2 16 1965 2736 818 0,607 0,393 0,154 0,061 94,1 TC 21598 2,093 0,972 • Tính tung ñoä ñöôøng taàn suaát lyù luaän theo Kritki – Menken ( X = 1349, C V = 0,368, C S = 2C V )
126 Chöông IV P% 0,1 1 3 5 10 20 50 75 90 95 99 KP 2,544 2,057 1,801 1,677 1,495 1,290 0,955 0,731 0,564 0,483 0,344 Baûng thoáng keâ löôïng möa bình quaân naêm öùng vôùi caùc taàn suaát thieát keá: P% 10 25 50 75 90 95 Xp 2020 1647 1288 850 755 647
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 127 Nhaän xeùt chung: Taøi lieäu möa naêm cuûa Cam Laâm töông ñoái ngaén (16 naêm) song noù vaãn ñaïi dieän ñöôïc cho khu vöïc suoái Haønh (caùch suoái Haønh 10km). Duøng möa ñieåm thay cho möa vuøng keát quaû tính toaùn seõ thieân lôùn. Nhöng ñieàu kieän dieän tích löu vöïc töông ñoái nhoû neân aûnh höôûng noùi chung khoâng lôùn.
128 Chöông IV Trong quaù trình tính toaùn chöa hieäu chænh möa theo ñoä cao neân vaán ñeà caàn tieáp tuïc nghieân cöùu. II. Phaân tích tính toaùn doøng chaûy naêm 1. Doøng chaûy thöôøng xuyeân Coâng trình suoái Haønh hoaøn toaøn khoâng coù taøi lieäu doøng chaûy cuûa baûn thaân löu vöïc cuõng nhö caùc löu vöïc laân caän. Do ñoù doøng chaûy thöôøng xuyeân chæ coù theå thoâng qua moät soá quan heä kinh nghieäm ñeå tính toaùn. a. Ñoä saâu doøng chaûy Y 0: Döïa vaøo quan heä X – Y, trong tröôøng hôïp khoâng coù taøi lieäu thì döïa vaøo quan heä kinh nghieäm möa - doøng chaûy cuûa Vieän Thieát keá Thuûy lôïi aùp duïng cho löu vöïc nhoû ñeå dieãn toaùn ra taøi lieäu doøng chaûy cho suoái Haønh. Caên cöù vaøo ñeà nghò cuûa Vieän thieát keá Thuûy lôïi ñaõ xaây döïng, ta coù: Xo = 1349 mm ta ñöôïc Y o = 482 mm Töø phöông trình caân baèng cuûa doøng chaûy Y = X – Z (1) Theo Sraybe Z = X (1 –e-R/LX ) (2) ÔÛ ñaây Y: doøng chaûy bình quaân nhieàu naêm X: löôïng möa bình quaân nhieàu naêm Z: löôïng boác hôi bình quaân nhieàu naêm R: caân baèng böùc xaï (kg/cm 2/naêm) L: tieàm nhieät boác hôi (L = 0,6 Kcalo/cm 2) R Theo M.I.Buñökoâ : Z = töùc khaû naêng boác hôi lôùn nhaát. 0 L R Lieân giaûi coâng thöùc (1) vaø (2) sau khi thay Z = ta coù: 0 L -Zo/X Y = X.e (3) Theo taøi lieäu cuûa Nguyeãn Xieån trong quyeån “Ñaëc ñieåm khí haäu mieàn Baéc Vieät Nam” thì: Z 0 = 1400mm Thay Z 0 = 1400, X = 1349 Thay vaøo (3) ta seõ coù :Y 0 = 478mm Hai keát quaû treân ñaây cho thaáy chuùng cheânh leäch nhau khoâng lôùn laém. Do ñoù coù theå laáy giaù trò trung bình ñeå ñaëc tröng cho ñoä saâu doøng chaûy bình quaân ôû löu vöïc suoái Haønh laø : Y0 = 480mm
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 129 b. Heä soá doøng chaûy α0: Y0 480 α0 = = = 0,356 X0 1349 c. Doøng chaûy thöôøng xuyeân: 6 Y0 F. 0,480×36,1×10 3 Q0 = = = 0,55m s/ T 31,5×106 d. Moâñun doøng chaûy: 103 ×Q 103 × 0,55 M = = = 15,2 /l skm2 0 F 36,1 2. Heä soá bieán ñoäng doøng chaûy naêm C vy Trong tröôøng hôïp hoaøn toaøn khoâng coù taøi lieäu doøng chaûy cuûa löu vöïc vieäc xaùc ñònh heä soá bieán ñoäng chæ döïa vaøo caùc coâng thöùc kinh nghieäm sau : a. Döïa vaøo coâng thöùc cuûa Treâboâtarep vaø Duvañoáp Cvx 0,368 Cvy =m =0,45 = 0,586 α0 ()0,356 ÔÛ ñaây: α0: heä soá doøng chaûy α0 = 0,356 m: chæ soá kinh nghieäm thay ñoåi töø 0,4 – 0,9. Theo Boä Thuyû lôïi thì m = 0,45 ñoái vôùi löu vöïc nhoû. CVX : heä soá bieán ñoäng cuûa möa. CVX = 0,368 b. Döïa vaøo coâng thöùc cuûa Xoâcoâloápxki trong tröôøng hôïp treân löu vöïc dieän tích ao hoà khoâng ñaùng keå. CVY = 0,78 – 0,29 lg M 0 – 0,063 lg (F + 1) CVY = 0,78 – 0,29 lg 15,2 –0,063 lg (36,1 + 1) CVY = 0,35 Nhaän xeùt: Qua keát quaû tính toaùn heä soá bieán ñoäng C VY theo hai phöông phaùp treân ta thaáy raèng tuy coâng thöùc cuûa Treâboâtarep vaø Duvañoáp ñôn giaûn hôn nhöng keát quaû tính toaùn phuï thuoäc nhieàu vaøo chuû quan ngöôøi tính. Chæ soá m = 0,40 – 0,90 neân choïn theá naøo cho thích hôïp phaàn lôùn döïa vaøo kinh nghieäm vì theá keát quaû khoù chính xaùc. Do ñoù laàn naøy chæ duøng keát quaû tính toaùn cuûa Xoâkoâloápxki, nghóa laø: Cvy = 0,35.
130 Chöông IV Nhöng maët khaùc cuõng phaûi thaáy raèng Cvy = 0,35 cuõng coù theå thieân nhoû, coù nghóa laø ñaùnh giaù quaù cao khaû naêng nöôùc ñeán, cho neân thieáu an toaøn. Caàn phaûi ñeà phoøng. 3. Heä soá thieân leäch doøng chaûy naêm C sy Heä soá thieân leäch doøng chaûy naêm thuoäc löu vöïc suoái Haønh laáy theo kinh nghieäm nhö heä soá thieân leäch cuûa möa, nghóa laø : Csy = 2 Cvy Do ñoù: Csy = 0,736 4. Doøng chaûy naêm öùng vôùi caùc taàn suaát thieát keá: Duøng keát quaû cuûa ñöôøng taàn suaát lyù luaän taøi lieäu bình quaân löôïng möa ñeå tính toaùn doøng chaûy naêm öùng vôùi caùc tuaàn suaát thieát keá: P% 10 25 50 75 90 95 Kp 1,50 1,22 0,955 0,730 0,560 0,480 Qp = K p . Q 0,825 0,670 0,525 0,402 0,308 0,264 3 (ÔÛ ñaây Q 0 = 0,55 m /s) III. Phaân phoái doøng chaûy trong naêm 1. Choïn naêm tính toaùn laø naêm coù taàn suaát 75% 3 Vaäy Q 75% = 0,402m /s (töùc Q P = K P . Q O) 2. Phaân phoái doøng chaûy ñeán töøng thaùng cuûa suoái Haønh tính töø möa Cam Laâm (Ba Ngoøi) Heä soá phaân phoái doøng chaûy trong caùc thaùng ñöôïc tính töø löôïng möa bình quaân trong caùc thaùng. X (K = i ;) (Q =K Q ;) (Q = ,0 402m3 )s/ p X i p 75% 75% Thaùng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII BQ ñaëc tröng X 36,9 5,87 7,75 45,4 76,6 63,5 29,4 65,3 149 361,5 322 187 112,3 K P 0,328 0,052 0,069 0,403 0,675 0,564 0,261 0,580 1,32 3,21 2,86 1,66 Q (m 3/s ) P 0,132 0,021 0,028 0,162 0,271 0,227 0,105 0,234 0,531 1,29 1,15 0,667 6 3 W (10 m ) 0,35 0,051 0,074 0,420 0,723 0,587 0,280 0,624 1,375 3,44 2,98 1,78
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 131 PHAÀN 2: DOØNG CHAÛY LUÕ LÖÔÏNG MÖA NGAØY LÔÙN NHAÁT: Cuõng nhö taøi lieäu löôïng möa naêm, löu vöïc suoái Haønh hoaøn toaøn khoâng coù taøi lieäu löôïng möa ngaøy lôùn nhaát. Löu vöïc laân caän coù traïm Cam Laâm chæ coù löôïng möa naêm maø khoâng coù taøi lieäu löôïng möa ngaøy lôùn nhaát. Do ñoù phaûi duøng löôïng möa ngaøy lôùn nhaát cuûa Nha Trang ñeå tính toaùn. Taøi lieäu tham khaûo cuûa Ñoaøn Quy hoaïch Thuûy lôïi khu 5 cuõng cho ta cô sôû choïn traïm Nha Trang ñeå tính toaùn laø hôïp lí. Baûng4.15: Tham khaûo cuûa ñoaøn quy hoaïch thuûy lôïi khu 5 Traïm Löôïng möa bình quaân naêm Möa ngaøy lôùn nhaát Cam Laâm X = 1375 Cv = 0,44 Cs = 2 C v Xmax = 139 Cv = 0,40 Cs = 2 C v Nha Trang X = 1342 Cv = 0,29 Cs =2 C v Xmax = 138 Cv = 0,50 Cs = 2 C v Suoái Daàu X = 1680 Cv = 0,29 Cs =2 C v Xmax = 133 Cv = 0,70 Cs = 2 C v Ghi chuù: Taøi lieäu Cam Laâm chæ thaáy trong baûn treân nhöng taøi lieäu goác vaãn khoâng coù, ñaëc bieät laø löôïng möa ngaøy lôùn nhaát. Taøi lieäu veà Cam Laâm chæ coù soá lieäu cuûa 18 naêm. Qua phaân tích X cp vaø X max (maø ñoaøn quy hoaïch tìm ñöôïc) ta thaáy chuùng cheânh leäch khoâng lôùn; hai traïm ño möa ñeàu ôû vaøo vò trí coù ñaëc ñieåm ñòa lyù, khí haäu nhö nhau. Keát luaän: Duøng taøi lieäu X max Nha Trang ñeå tính toaùn Q max. (1) Tính taàn suaát löôïng möa ngaøy lôùn nhaát - Tính trò soá bình quaân: ∑ Xmax 5695,3 X= = = 129,4 mm max n 44 - Tính heä soá bieán ñoäng C v: 2 ∑()Ki −1 11,23 C = = = 0,261 v n −1 43 Cv = 0,511 - Tính heä soá thieân leäch C s: 3 ∑(Ki −1) 4,132 C = = s n− 3 . C 5,45 () v3 Cs = 0,758
132 Chöông IV Ghi chuù: Theo taøi lieäu cuõ ñeå laïi ngaøy 1/12/1954 taïi Nha Trang X max = 290mm, ngaøy 2/12/1954 laø 259,8mm, ngaøy 1/11/1964 laø 301,1mm. Baûng 4.16 : Tính taàn suaát löôïng möa ngaøy lôùn nhaát traïm Nha Trang (duøng cho suoái Haønh) 3 m STT NAÊM Xi X sx Xi (Ki – (K i - (K i - 1) K = 2 P= .100 mm mm 1) 1) + - n+1 X0 1 1915 57,9 301,1 2,327 1,327 1,761 2,337 2,2 2 1916 58,9 290,0 2,241 1,241 1,540 1,772 4,4 3 1917 157,3 252,7 1,952 0,952 0,910 0,863 6,7 4 1918 59,0 228,7 1,767 0,767 0,588 0,451 8,9 5 1919 189,6 224,2 1,733 0,733 0,573 0,394 11,1 6 1920 224,2 208,4 1,610 0,610 0,372 0,227 13,3 7 1921 124,8 192,9 1,491 0,491 0,241 0,118 15,6 8 1922 126,7 190,9 1,475 0,475 0,226 0,107 17,8 9 1923 154,1 189,6 1,465 0,465 0,216 0,100 20,0 10 1924 190,9 184,1 1,423 0,423 0,179 0,076 22,0 11 1925 85,0 179,6 1,388 0,388 0,150 0,058 24,4 12 1926 81,0 164,4 1,270 0,270 0,073 0,020 26,7 13 1927 184,0 157,3 1,216 0,216 0,047 0,010 28,9 14 1928 95,5 154,1 1,191 0,191 0,036 0,006 31,1 15 1929 49,7 149,4 1,155 0,155 0,024 0,003 33,3 16 1930 228,7 142,6 1,102 0,102 0,010 0,001 35,6 17 1946 117,4 128,9 0,996 0,004 0,000 0,000 37,8 18 1947 107,1 126,7 0,979 0,021 0,000 0,000 40,0 19 1948 164,4 126,1 0,974 0,026 0,001 0,000 42,2 20 1949 126,1 124,8 0,964 0,036 0,001 0,000 44,4 21 1950 192,9 124,4 0,961 0,039 0,001 0,000 46,7 22 1951 128,9 124,0 0,958 0,042 0,002 0,000 48,9 23 1952 124,0 121,9 0,942 0,058 0,003 0,000 51,1 24 1953 107,8 118,6 0,916 0,084 0,007 0,000 53,3 25 1954 290,0 117,4 0,907 0,093 0,009 0,000 55,6
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 133 26 1955 97,2 107,8 0,883 0,167 0,028 0,005 57,8 27 1956 49,7 107,1 0,828 0,172 0,029 0,005 60.0 28 1957 48,6 104,6 0,808 0,192 0,037 0,005 62,2 29 1958 63,3 97,2 0,751 0,249 0,062 0,015 64,4 30 1959 57,6 95,5 0,738 0,262 0,069 0,024 66,7 31 1960 124,4 90,4 0,699 0,301 0,091 0,027 68,9 32 1961 40,5 85,0 0,657 0,343 0,118 0,040 71,1 33 1962 142,6 81,0 0,626 0,374 0,140 0,052 73,3 34 1963 104,6 79,5 0,614 0,386 0,149 0,058 75,6 35 1964 301,1 63,3 0,489 0,511 0,261 0,133 77,8 36 1965 252,7 59,0 0,456 0,544 0,296 0,161 80,0 37 1966 121,9 58,9 0,455 0,545 0,297 0,162 82,2 38 1967 39,2 57,9 0,447 0,553 0,306 0,169 84,4 39 1968 118,6 57,6 0,445 0,555 0,308 0,171 86,7 40 1969 79,5 49,7 0,384 0,616 0,379 0,238 88,9 41 1971 149,4 49,7 0,384 0,616 0,379 0,238 91,1 42 1972 90,4 48,6 0,376 0,624 0,389 0,243 93,3 43 1973 208,4 40,5 0,313 0,687 0,472 0,324 95,6 44 1974 179,6 39,2 0,303 0,697 0,486 0,339 97,8 ΣΣΣ 5695,3 11,230 4,132 BQ 129,4
134 Chöông IV
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 135 Tính tung ñoä ñöôøng taàn suaát lyù luaän löôïng möa ngaøy lôùn nhaát theo Kritkimenken – Khi X max = 129,4 ; C V = 0,511 ; C S = 2C V P% 0,1 1 3 5 10 20 50 75 90 95 99 Kp= 3,328 2,549 2,152 1,959 1,683 1,384 0,915 0,626 0,428 0,333 0,198 Löôïng möa ngaøy lôùn nhaát öùng vôùi caùc taàn suaát thieát keá P% 0,5 1 1,5 2 5 10 Kp 2,76 2,55 2,40 2,28 1,96 1,68 357,1 330,0 310,6 295,0 253,6 217,4 X P = K P .X Löu löôïng luõ lôùn nhaát: Nhö ñaõ noùi ôû treân, hoaøn toaøn khoâng coù taøi lieäu tính toaùn doøng chaûy do ñoù doøng chaûy luõ phaûi xaùc ñònh baèng phöông phaùp giaùn tieáp. Ñeå kieåm tra, so saùnh keát quaû tính toaùn ta tieán haønh tính theo nhieàu coâng thöùc khaùc nhau: 1. Coâng thöùc Alecxaâyep Daïng coâng thöùc: Qmp = q.F = 16,67 ααα Hp.ψψψ.F [1] Trong ñoù: Qmp : löu löôïng lôùn nhaát öùng vôùi taàn suaát thieát keá P% 3 2 qmp : moâñun löu löôïng lôùn nhaát öùng vôùi P% (m /Skm ) α : heä soá doøng chaûy luõ. Hp : löôïng möa öùng vôùi taàn suaát thieát keá ψψψ = I/H (vôùi I laø cöôøng ñoä möa cuûa thôøi ñoaïn T öùng vôùi möùc baûo ñaûm P%) Cuï theå caùc böôùc tính toaùn: Dieän tích löu vöïc : F = 36,1 km 2 Chieàu daøi soâng : L = 8,5 km Ñoä doác loøng soâng : J = 103 ‰ Heä soá doøng chaûy luõ : α = 0,85 • Xaùc ñònh dieän tích phuï: α.H . F 0,85.36,1. H F=p = p = 0,317 H p 100 100 p Fp= o,317 H p
136 Chöông IV • Xaùc ñònh toác ñoä phuï: 1 1 3 4 U= mJ. . F p m = 0,15 (heä soá taäp trung nöôùc). 1 Thay caùc giaù trò vaøo ta coù: U = 0,720. F 4 • Xaùc ñònh thôøi gian taäp trung nöôùc phuï E: 16,6.K . L E = U ÔÛ ñaây: K = 2.0 laø heä soá kinh nghieäm bieåu thò moái quan heä giöõa thôøi gian taäp trung nöôùc treân löu vöïc τ vaø thôøi gian taäp trung nöôùc trong soâng. t K = p τ L: ñoä daøi loøng soâng chính, tính baèng km 16,6× 2 × 8,5 282,2 E = = U U • Xaùc ñònh moâñun löu löôïng phuï S vaø Q max . Döïa vaøo quan heä E ~ S ta ñöôïc S Töø ñoù tính ñöôïc Q max = F p x S Baûng 4.17: Keát quaû tính QMAX theo Alecxaâyep ngaøy 1/4 P% Hmax Fp Fp U E S Qmax 0,5 357,1 113,2 3,26 2,29 123,2 6,4 724,5 1,0 330,0 104,6 3,20 2,25 125,4 6,5 680,0 1,5 310,6 98,3 3,15 2,21 127,7 6,6 648,8 2,0 295,0 90,6 3,08 2,16 130,6 6,6 598,0 5,0 253,6 80,4 2,99 2,10 134,4 6,8 546,7 10,0 217,4 68,9 2,88 2,02 139,7 7,0 482,3 Nhaän xeùt: Coâng thöùc Alecxaâyep coù nhöõng öu khuyeát ñieåm chính sau ñaây: - Öu ñieåm : Alecxaâyep cho raèng moâñun doøng chaûy ñænh luõ phuï thuoäc vaøo hai yeáu toá quan troïng laø: 3 2 Cöôøng ñoä taäp trung nöôùc vaøo soâng suoái lôùn nhaát P m (m /Skm )
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 137 Lôùp doøng chaûy luõ h (mm) Q P Coâng thöùc coù daïng: q =m = m max F P. L 1+ m h. v Chính vì coù xeùt ñeán quaù trình taäp trung nöôùc treân söôøn doác neân thích hôïp vôùi vieäc tính Q max cho caùc löu vöïc nhoû. - Nhöôïc ñieåm : Quan heä E ~ f(S) chia thoâ. Ñoä chính xaùc keùm. Caùc heä soá a, k i, neáu choïn sai, deã daãn ñeán sai soá (trong tröôøng hôïp thieáu taøi lieäu thì ñieàu naøy khoù traùnh khoûi). 2. Coâng thöùc Xoâkoâloâpxki 0,28(H TP − H O )α p F Daïng coâng thöùc: Qmax = fδ1 + Qng [2] t 1 Trong ñoù: HTP : lôùp nöôùc tính toaùn trong thôøi gian T giôø (mm) Ht : I t.τ. H Neáu τ = t > T, thì I = 0,34 p t t0,6 H Neáu τ = t < T, thì I = 0,34 p 1 t.( T 3,0 ) ÔÛ ñaây T coù quan heä vôùi ñoä laëp laïi N; öùng vôùi moãi giaù trò cuûa N tra ra ñöôïc T (thuoäc khu boán) f: heä soá hình daïng luõ. ÔÛ khu boán, heä soá f bieán ñoåi töø 0,9 – 1,10; vôùi suoái Haønh laáy f = 0,9 F: dieän tích löu vöïc (km 2) t1: thôøi gian luõ leân baèng thôøi gian möa coù hieäu quaû t h coäng vôùi thôøi gian taäp trung doøng chaûy τ. L TL = τ = V* maø V * = 0,7 V max . Vmax = 2,5 m/s 6,3 8,5 Do ñoù t= = 1,35 h 1 3,6 t1 = τ = 1,35 h Do t 1 = τ < T neân coâng thöùc tính seõ laø:
138 Chöông IV H p It = 0,34 ()t. T 0,30 δ1: heä soá xeùt ñeán taùc duïng ñieàu tieát ao, hoà, xem δ1 = 1 Qng : löu löôïng ngaàm. ÔÛ ñaây löu löôïng ngaàm khoâng ñaùng keå, do ñoù: 0,28[0,92(H − 21)]0,9×36,1 Q = max ,1 35 Qmax = 6,21 (H - 21) Baûng 4.18: Keát quaû tính QMAX theo Xoâkoâloâpxki 0,30 P T T. t (t. T) HP 0,34 H P It H H - 21 QMAX 0,5 2,84 3,83 1,50 357,1 121,4 80,9 109,2 88,2 547,7 1,0 2,84 3,83 1,50 330,0 112,2 74,8 101,0 80,0 496,8 1,5 2,80 3,78 1,49 310,0 105,6 70,9 95,7 74,7 463,9 2,0 2,67 3,60 1,47 295,0 100,3 68,2 92,1 71,1 441,5 5,0 2,17 2,93 1,38 253,6 86,2 62,5 84,4 63,4 393,7 10,0 1,84 2,48 1,31 217,4 73,9 56,4 76,1 55,1 342,2 3. Coâng thöùc kinh nghieäm cuûa Cuïc Thuûy vaên Vieät Nam Daïng coâng thöùc: Q = q.F [3] 0,28× αmaxI × δ 2 qmax = khi F 50km F .0 36 ÔÛ ñaây : Q: löu löôïng lôùn nhaát öùng vôùi möùc baûo ñaûm P% (m 3/s). q: moâñun löu löôïng lôùn nhaát öùng vôùi möùc baûo ñaûm P% (m 3/Skm 2) F: dieän tích löu vöïc (km 2) αmax : heä soá doøng chaûy lôùn nhaát laáy theo töøng khu vöïc khaùc nhau maø Cuïc Thuûy vaên kieán nghò I : cöôøng ñoä möa lôùn nhaát trong moät giôø öùng vôùi möùc baûo ñaûm P% (mm/h)
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 139 δ : heä soá hieäu chænh coù lieân quan ñeán quan heä giöõa ñoä daøi vaø dieän tích löu vöïc, toác ñoä taäp trung nöôùc. Heä soá naøy ñöôïc phaân ñònh töø taøi lieäu thöïc teá töøng khu vöïc. Bôûi suoái Haønh laáy theo khu 4 laø: αmax = 0,85 δ = 1,90 Cuï theå tính toaùn: 0,28× α × I× δ q = max F( + )5 ,0 36 ,0 28× ,0 85× ,1 90× I q = (36 1, + )5 ,0 36 q = ,0 118× I Xaùc ñònh cöôøng ñoä möa: Ñoái vôùi khu boán: H I = ,0 34 P khi t T t Vì t = 1 = τ < T neân: H I = 0,34 p T 0,3 Baûng 4.19: Keát quaû tính QMAX theo coâng thöùc kinh nghieäm 0,3 P% H T T H p I q Q p max T 0,3 0,5 357,1 2,84 1,37 261,0 88,7 10,5 379,0 1,0 330,0 2,84 1,37 241,2 82,2 9,68 349,4 1,5 310,6 2,80 1,36 228,4 77,6 9,16 330,7 2,0 295,0 2,67 1,34 220,1 74,8 8,83 318,8 5,0 253,6 2,17 1,26 201,3 68,4 8,07 291,3 10,0 217,4 1,84 1.20 181,2 61,6 7,27 262,4 4. Coâng thöùc Baéc Kinh
140 Chöông IV Qmax = 0,278 × i × α × F [4] Trong ñoù: 0,278 : heä soá ñoåi ñôn vò α : heä soá doøng chaûy F : dieän tích löu vöïc S i : cöôøng ñoä möa. i = tn S : söùc möa. t : thôøi gian möa. n : heä soá trieát giaûm. Do ñoù: S Qmax = ,0 278× α × F t n Trình töï tính toaùn: Xaùc ñònh heä soá trieát giaûm n: Qua phaân tích nhöõng ñaëc tröng veà thuyû vaên vaø ñòa chaát thì suoái Haønh coù theå xeáp vaøo loaïi khu boán cho neân n 1 = 0,3 ; n 2 = 0,6. Xaùc ñònh T thôøi gian chuyeån tieáp cuûa quaù trình möa raøo treân löu vöïc. Thôøi 100 gian chuyeån tieáp T thay ñoåi theo töøng khu vöïc vaø ñoä laëp laïi. N = ; N laø soá naêm P laëp laïi moät laàn cuûa T. Döïa vaøo quan heä T~ N, coù N tra ra ñöôïc T töông öùng vôùi caùc taàng suaát thieát keá. Xaùc ñònh thôøi gian taäp trung nöôùc T Giaû thieát τ > T = t (doøng chaûy khoâng hoaøn toaøn) luùc naøy phaûi duøng S 2, n 2. Tính söùc möa S baèng coâng thöùc sau (khi T > t) KH S2 = (mm/ph) 1440 1−n2 KH S2 = (mm/h) 24 1−n2 ÔÛ ñaây: K laø heä soá chuyeån löôïng möa ngaøy lôùn nhaát thaønh löôïng möa 24h lôùn nhaát; vôùi suoái Haønh K ≈ 1,10.
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 141 H: löôïng möa ngaøy lôùn nhaát töùc X max,ngaøy Neáu τ tính ñöôïc > T thì keát quaû tìm ra Q max laø hôïp lyù ngöôïc laïi thì phaûi duøng S2 S1 = vaø n 1 ñeå laäp bieåu tính laïi. T n1− n 2 T choïn baèng 1,5h qua taøi lieäu nghieân cöùu thöïc teá. Tính τ0 theo coâng thöùc: 3 −n ,0 2784 π = 0 1 1 mJ3 −n × S( × )F 4 L −1 −n 4 vaø : π = π0 × α Nhaän xeùt: Coâng thöùc Baéc Kinh coù nhöõng öu, nhöôïc ñieåm sau: - Coâng thöùc Baéc Kinh khoâng xeùt ñeán quaù trình hình thaønh doøng chaûy treân söôøn doác neân ñoái vôùi löu vöïc beù thì thôøi gian taäp trung nöôùc treân söôøn doác ñaùng keå so vôùi thôøi gian taäp trung nöôùc trong loøng soâng. Do ñoù keát quaû tính toaùn seõ sai soá lôùn. - Khoâng xeùt ñeán taùc duïng ñieàu tieát cuûa löu vöïc coù nhieàu röøng, baõi, neân keát quaû tính seõ thieân lôùn. - Coâng thöùc tính toaùn phaûi qua nhieàu ñoà giaûi raéc roái neân keát quaû thieáu chính xaùc, vieäc xaùc ñònh caùc heä soá, chæ soá nhö n, m coøn nhieàu baát caäp. - Caùch ñaët vaán ñeà vaø cô sôû lyù luaän cuûa coâng thöùc tuy coù phaàn chaët cheõ song vì sai soá quaù lôùn, tính toaùn phöùc taïp neân coâng thöùc naøy ít duøng. Baûng 4.20: So saùnh keát quaû tính Qmax theo caùc coâng thöùc Coâng thöùc Baéc Kinh Alekxaâyep Xoâkoâloâpxki Kinh nghieäm P% 0,5 1895 724,5 547,7 379,0 1,0 1698 680,0 496,8 349,4 1,5 1554 648,8 463,9 330,7 2,0 1498 598,0 441,5 318,8 5,0 1188 546,7 393,7 291,3 10,0 971 482,3 342,2 262,4 Keát luaän chung:
142 Chöông IV Nhö töøng phaàn ñaõ nhaän xeùt, coâng thöùc Baéc Kinh duøng cho löu vöïc nhoû sai soá raát lôùn, coâng thöùc Alecxaâyep cuõng theá. Coøn coâng thöùc cuûa Cuïc Thuyû vaên thì thieân nhoû. Cho neân chæ duøng coâng thöùc cuûa Xoâkoâloâpxki ñeå tính toaùn Q max laø hôïp lyù nhaát. Xaùc ñònh toång löôïng luõ lôùn nhaát Toång löôïng luõ lôùn nhaát laø moät trong ba yeáu toá voâ cuøng quan troïng trong khi thieát keá coâng trình. Do ñoù xaùc ñònh chính xaùc toång löôïng luõ coù moät yù nghóa voâ cuøng quan troïng. Coù theå xaùc ñònh toång löôïng luõ baèng nhieàu phöông phaùp khaùc nhau: 1. Töø taøi lieäu löôïng möa ngaøy lôùn nhaát: 3 Wp=10 α × Hp × F Trong ñoù: α : heä soá doøng chaûy luõ, laáy α = 0,85. Hp : löôïng möa ngaøy lôùn nhaát öùng vôùi töøng taàn suaát. F : dieän tích löu vöïc. P% 0,5 1,0 1,5 2,0 5,0 Hp 357,1 330,0 310,6 295,0 253,6 W (10 6 m3) 10,96 10,13 9,53 9,05 7,78 2. Töø quan heä ñænh löôïng maø Vieän Thieát keá xaây döïng cho löu vöïc: 2 F 300mm 3 WP = hwF × 10 P% 0,5 1,0 1,5 2,0 5,0 Qmax 547,7 496,8 463,9 441,5 393,7 hw 220,0 206,0 197,0 188,0 176,0 6 3 W1 (10 m ) 7,94 7,44 7,11 6,79 6,35 6 3 W2 (10 m ) Ghi chuù: W1: laø theo quan heä toång löôïng tìm ra. W2: töø ñöôøng quaù trình luõ ño ñöôïc. Ñöôøng quaù trình luõ: Ñöôøng quaù trình luõ thieát keá ñöôïc xaùc ñònh theo löu löôïng ñænh luõ vaø toång löôïng luõ laø cuøng taàn suaát.
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 143 Ñöôïc xaùc ñònh baèng phöông phaùp moâ hình toaùn cuûa Alecxaâyep. Daïng phöông trình: 2 Y =10− 1(a −X) / X Trong ñoù: y: tung ñoä cuûa ñöôøng quaù trình bieåu thò baèng tyû soá so vôùi Q max . Q y = i Qmax x: hoaønh ñoä cuûa ñöôøng quaù trình bieåu thò baèng tyû soá so vôùi thôøi gian nöôùc leân. t X = i tL a: thoâng soá phuï thuoäc vaøo heä soá hình daïng λ* (hoaëc heä soá khoâng caân ñoái KS). λ*coù nhieàu phöông phaùp xaùc ñònh. Theo coâng thöùc: Q × T t λ* = max i γ'× L Wp T Theo quan heä vôùi K S: Theo sô ñoà phaân khu f TL: thôøi gian luõ leân * ,0 28× λ × hp TL = qp Caùc böôùc tính cuï theå: Heä soá hình daïng luõ λ = 0,90 Heä soá khoâng caân ñoái K S = 0,34 ⇒ α = 1,24 (tham khaûo Klibasep vaø Goâroátkoáp). Thôøi gian nöôùc leân: 0,28× λ × hp TL qp ÔÛ ñaây H p laáy töø quan heä ñænh löôïng tra ra (töùc laø hw). t i Töø T L ñaõ tìm ñöôïc döïa vaøo x i = tìm ra x i ñuùng vôùi töøng giaù trò t i cho saün. TL
144 Chöông IV qp laø moâñun löu löôïng luõ öùng vôùi töøng taàn suaát. Sau khi tìm ñöôïc tyû soá t i Qi X = , bieát giaù trò K S = 0,34 tìm ñöôïc heä soá a = 1,24 vaø tìm ñöôïc tyû soá = y. TL Qmax Baûng 4.21: Xaùc ñònh thôøi gian nöôùc leân P% 0,5 1,0 1,5 2,0 5,0 Ñaëc tröng Hp 220,0 206,0 197,0 188,0 176,0 Qmax 547,7 496,8 463,9 441,5 393,7 Qp 15,17 13,76 12,85 12,2 10,9 TL 3,65 3,77 3,86 3,88 4,07 Toaï ñoä ñöôøng quaù trình luõø öùng vôùi caùc taàn suaát Döïa theo moâ hình toaùn: 3 Qmax laáy theo keát quaû tính toaùn cuûa Xoâkoâloâpxki. (Q 1% = 496.8m /s)
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 145 Wmax laáy theo keát quaû töø quan heä ñænh löôïng. (W 1% = 10,13 x 10 6m3) t i Qi Xi = L ; y = TL Qmax TOÏA ÑOÄ P = 0,5% P = 1% P = 1,5% P = 2% P = 5% TÖÔNG ÑOÁI XI YI tI QI tI QI tI QI tI QI tI QI 0,30 0,009 1,10 4,93 1,13 4,47 1,16 4,18 1,16 3,97 1,22 3,54 0,40 0,076 1,46 41,6 1,50 37,8 1,54 35,2 1,35 33,6 1,63 29,9 0,50 0,240 1,82 131,4 1,88 119,2 1,93 111,3 1,69 106,0 2,04 94,5 0,60 0,470 2,19 257,4 2,26 233,5 2,32 218,0 2,03 207,5 2,44 185,0 0,70 0,690 2,56 377,9 2,64 342,8 2,70 320,1 2,37 304,6 2,85 271,6 0,80 0,870 2,92 476,5 3,02 432,2 3,09 403,6 2,70 384,1 3,26 324,5 0,90 0,970 3,28 531,3 3,39 481,9 3,47 450,0 3,04 428,2 3,66 381,9 1,00 1,00 3,65 547,5 3,77 496,8 3,86 463,9 3,38 441,5 4,07 393,7 1,10 0,970 4,02 531,3 4,15 481,9 4,25 450,0 3,72 428,2 4,48 381,9 1,20 0,910 4,38 498,4 4,52 452,1 4,63 422,1 4,06 401,8 4,88 358,3 1,30 0,820 4,74 449,1 4,90 407,4 5,02 380,4 4,39 362,0 5,29 322,8 1,40 0,720 5,11 399,8 5,28 362,7 5,40 338,6 4,73 317,9 5,70 282,4 1,50 0,62 5,48 339,6 5,66 308,0 5,79 287,6 5,07 273,7 6,10 244,1 1,60 0,52 5,84 284,8 6,03 258,3 6,18 241,2 5,41 229,6 6,50 204,7 1,70 0,44 6,20 241,0 6,41 218,6 6,56 204,1 5,75 194,3 6,92 173,2 1,80 0,36 6,57 197,2 6,79 178,8 6,95 167,0 6,08 158,9 7,33 141,7 1,90 0,29 6,94 158,8 7,16 144,1 7,33 134,5 6,42 128,0 7,73 114,2 2,00 0,24 7,30 131,4 7,54 119,2 7,72 111,3 6,76 106,0 8,14 94,5 2,20 0,15 8,03 82,2 8,29 74,5 8,49 69,6 7,44 66,2 8,95 59,0 2,40 0,096 8,76 52,6 9,05 47,7 9,26 44,5 8,11 42,4 9,77 37,8 2,80 0,060 10,22 19,7 10,56 17,9 10,81 16,7 9,46 26,5 11,40 14,2 4,00 0,002 14,60 1,09 15,08 0,99 15,44 0,93 13,50 8,83 16,28 0,79 PHAÀN 3: DOØNG CHAÛY NHOÛ NHAÁT Cuõng nhö caùc haïng muïc khaùc, doøng chaûy nhoû nhaát cuûa löu vöïc suoái Haønh phaûi xaùc ñònh baèng phöông phaùp giaùn tieáp döïa vaøo caùc coâng thöùc kinh nghieäm.
146 Chöông IV I. Doøng chaûy nhoû nhaát thaùng: Theo coâng thöùc kinh nghieäm cuûa A.M.Bladumyarep n QK = a (F + C) Trong ñoù: F : dieän tích löu vöïc (km 2) a,C, n: tham soá vaø chæ soá kinh nghieäm bieán ñoåi theo töøng vuøng, theo ñieàu kieän ñòa lyù töï nhieân. Trong tröôøng hôïp suoái Haønh döïa vaøo taøi lieäu Khe Trang vôùi dieän tích löu vöïc 36,7km 2, X = 1670mm thuoäc phaân khu boán gaàn gioáng nhö suoái Haønh F = 36,1km 2, X = 1349mm neân coù theå duøng cuûa Khe Trang ñeå tham khaûo, töùc laø: a = 0,0058 c = -8,6 n = 0,8 0,8 3 Do ñoù: Q K = 0,0058(36,1 – 8,6) = 0,082 m /s Heä soá bieán ñoåi C v vaø heä soá thieân leäch C s cuûa löu löôïng thaùng nhoû nhaát xaùc ñònh theo quan heä: CvK = K. C v naêm Trong ñoù: K: heä soá tyû leä xaùc ñònh baèng trò soá trung bình cuûa caùc traïm trong khu vöïc. Heä soá naøy treân thöïc teá chöa ñöôïc tính toaùn cho khu vöïc quanh suoái Haønh neân ñeå tham khaûo ta coù theå duøng taøi lieäu Khe Trang ñeå tham khaûo: K = 0,72. Cc,naêm : heä soá bieán ñoäng doøng chaûy naêm CvK = 0,72 × 0,575 = 0,414 Heä soá thieân leäch C S laáy baèng 2 C v Löu löôïng thaùng nhoû nhaát öùng vôùi caùc taàn suaát thieát keá. Caùc ñaëc tröng thoáng keâ QMIN thaùng theo taàn suaát 3 QK (m /s) Cv CS P = 75% P = 95% 0,082 0,414 2 C v 0,06 0,039
Luõ luït vaø doøng chaûy lôùn nhaát 147 II. Doøng chaûy nhoû nhaát ngaøy ñeâm Doøng chaûy nhoû nhaát ngaøy ñeâm theo caùc taàn suaát thieát keá ñöôïc xaùc ñònh nhôø quan heä giöõa doøng chaûy thaùng nhoû nhaát, doøng chaûy ngaøy ñeâm nhoû nhaát theo bieåu thöùc: Mngaøyñeâm = a.M thaùng – b Trong ñoù: 2 Mngaøyñeâm : moâñun doøng chaûy ngaøy ñeâm nhoû nhaát trung bình (l/Skm ) Mthaùng : moâñun doøng chaûy thaùng nhoû nhaát a, b: caùc tham soá ñöôïc xaùc ñònh theo vuøng ; a = 0,70; b = 0 vôùi Khe Trang duøng cho suoái Haønh. Vì b = 0, neân trong tröôøng hôïp naøy duøng tröïc tieáp löu löôïng thaùng ñeå tính ra löu löôïng ngaøy ñeâm. Löu löôïng ngaøy ñeâm nhoû nhaát cuûa suoái Haønh theo caùc taàn suaát Taàn suaát thieát keá 75% 95% QMIN ngaøy ñeâm 0,042 0,027
146 Chöông V Chöông V DOØNG CHAÛY VUØNG CÖÛA SOÂNG CHÒU AÛNH HÖÔÛNG TRIEÀU I. KHAÙI NIEÄM CHUNG VEÀ CÖÛA SOÂNG CHÒU AÛNH HÖÔÛNG TRIEÀU 1. Ñònh nghóa Cöûa soâng laø nôi cuoái cuøng cuûa moät doøng soâng coøn vuøng cöûa soâng laø ñoaïn noái tieáp giöõa soâng vaø bieån Cöûa soâng chòu aûnh höôûng trieàu laø vuøng doøng chaûy soâng vaø trieàu gaëp nhau, taùc ñoäng laãn nhau, cuøng nhau suy giaûm vaø cuøng nhau taêng tröôûng. 2. Phaân loaïi cöûa soâng Caên cöù vaøo hình daïng cuûa caùc cöûa soâng chaûy ra bieån ta coù theå phaân thaønh hai loaïi: cöûa soâng hình loa vaø cöûa soâng hình tam giaùc chaâu: A. Cöûa soâng hình loa (Estuary) Ñaây laø loaïi cöûa soâng thuoäc phaàn lôùn nhöõng con soâng coù ít buøn caùt, thuûy trieàu vaø doøng haûi löu ven bôø töông ñoái maïnh neân coù theå mang buøn caùt ñi xa bôø Baõi bieån töông ñoái doác, nöôùc töông ñoái saâu Cöûa soâng noùi chung chæ coù moät doøng chaûy duy nhaát vaø cöûa soâng loe ra nhö hình caùi loa. ÔÛ Vieät Nam, caùc cöûa soâng ñoå ra vònh Haï Long, caùc cöûa soâng ñoå ra vònh Gaønh Raùi, caùc cöûa soâng ôû mieàn Trung ñeàu coù daïng hình loa B. Cöûa soâng hình tam giaùc chaâu (Delta) Phaàn lôùn loaïi cöûa soâng naøy thuoäc nhöõng doøng soâng coù nhieàu buøn caùt. Thuûy trieàu vaø doøng haûi löu ven bôø khoâng ñuû söùc mang buøn caùt ñi xa. Baõi bieån ngoaøi cöûa soâng thoai thoaûi, nöôùc noâng. Buøn caùt ra ñeán cöûa soâng thöôøng laéng ñoïng thaønh baõi boài. Qua naêm thaùng caùc baõi ñöôïc naâng daàn leân vaø keùo daøi ra bieån, baõi chia thaønh nhöõng doøng reõ, luoàn laïch coù daïng nhö deõ quaït. ÔÛ Vieät Nam caùc cöûa soâng nhö soâng Hoàng, soâng Cöûu Long thuoäc daïng cöûa soâng naøy. 3. Phaân ñoaïn vuøng cöûa soâng Cöûa soâng chaûy ra bieån noùi chung coù theå chia thaønh ba ñoaïn:
Doøng chaûy vuøng cöûa soâng chòu aûnh höôûng trieàu 147 - Ñoaïn gaàn cöûa soâng Giôùi haïn treân cuûa ñoaïn naøy laø ranh giôùi cuûa ñoaïn haï löu soâng bò aûnh höôûng thuûy trieàu. Giôùi haïn döôùi cuûa ñoaïn naøy tieáp giaùp vôùi ñoaïn cöûa soâng. Ñoái vôùi cöûa soâng hình loa thì ñaây laø nôi baét ñaàu hình thaønh caùc baõi boài. Ñoái vôùi cöûa soâng hình tam giaùc chaâu thì ñoù laø nôi Hình 5.1: soâng baét ñaàu phaân doøng taïo Cöûa soâng thaønh hình reõ quaït. hình tam giaùc chaâu - Ñoaïn cöûa soâng Laø ñoaïn maø giôùi haïn treân thì tieáp giaùp vôùi ñoaïn gaàn cöûa soâng coøn giôùi haïn döôùi cuûa noù chính laø ñöôøng bieân cuûa caùc baõi boài hoaëc tam giaùc chaâu. Hình 5.2: Cheá ñoä thuûy vaên, thuûy Cöûa soâng löïc, ñòa lyù, ñòa maïo cuûa ñoaïn hình loa naøy coù lieân quan chaët cheõ vôùi ñoaïn soâng ôû phía treân cuõng nhö vuøng bieån ôû phía ngoaøi cöûa soâng. - Ñoaïn baõi bieån ngoaøi cöûa soâng Ñoaïn naøy naèm treân theàm luïc ñòa cuûa bieån, tính töø giôùi haïn döôùi cuûa cöûa soâng ra ñeán ñöôøng bieân ngoaøi bieån. Ñoaïn naøy löu toác doøng chaûy nöôùc giaûm ñoät ngoät vaø maát haún tính chaát doøng chaûy trong soâng. Buøn caùt do doøng chaûy mang ra seõ bò boài laéng maïnh trong khu vöïc naøy. Caên cöù vaøo ñöôøng ñoàng möùc chieàu saâu vaø cao trình baõi boài chuùng ta coù theå ñònh ñöôïc ñöôøng bieân phía ngoaøi cuûa baõi bieån. II. KHAÙI QUAÙT VEÀ TÌNH HÌNH CÖÛA SOÂNG ÔÛ VIEÄT NAM Trong suoát hôn 3000 km bôø bieån, cöù trung bình 20 km chuùng ta laïi coù moät cöûa soâng chòu aûnh höôûng thuûy trieàu. Chính caùc cöûa soâng naøy ñaõ laøm cho daûi bôø bieån nöôùc ta caøng soáng ñoäng hôn. ÔÛ ñoù luoân luoân dieãn ra cuoäc ñaáu tranh giaønh giaät giöõa ñaát lieàn vaø bieån caû. Traûi qua nhöõng thaùng naêm daâu bieån, coù luùc bieån tieán coù khi bieån luøi Trong vaøi chuïc naêm trôû laïi ñaây hoaït ñoäng coâng nghieäp, quaù trình ñoâ thò