Phiên bản MWF.2020 (Tháng 10 năm 2020)
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1. Các đặc trưng dòng chảy được tính
toán tại vị trí xác định dòng chảy tối thiểu
Bao gồm:
a) Phân phối dòng chảy năm;
b) Các đặc trưng dòng chảy
năm;
c) Các
đặc trưng dòng chảy mùa cạn (Dòng chảy tháng nhỏ nhất, trung bình tháng nhỏ nhất
và trung bình 3 tháng nhỏ nhất).
2. Lựa chọn số liệu, lựa chọn phương
pháp tính
Căn cứ
vào số liệu quan trắc khí tượng, thủy văn hiện có và đặc điểm của lưu vực, việc
xác định các đặc trưng dòng chảy được thực hiện bằng một trong các phương pháp
theo thứ tự ưu tiên sau:
- Trường
hợp chuỗi số liệu quan trắc thủy văn có từ 20 năm trở lên và chênh lệch về diện
tích lưu vực của trạm thủy văn với diện tích lưu vực của vị trí xác định dòng
chảy tối thiểu không quá 10%, thì sử dụng số liệu trực tiếp của trạm thủy văn để
xác định;
- Trường
hợp chuỗi số liệu quan trắc thủy văn có từ 20 năm trở lên nhưng chênh lệch về
diện tích lưu vực của trạm thủy văn với diện tích lưu vực của vị trí xác định
dòng chảy tối thiểu quá 10%, thì sử dụng quan hệ tương quan với số liệu dòng chảy
của trạm thủy văn để xác định;
- Trường
hợp chuỗi số liệu quan trắc thủy văn nhỏ hơn 20 năm, thì xem xét, lựa chọn một
trong các phương pháp sau: áp dụng phương pháp lưu vực tương tự với trạm thủy
văn có từ 20 năm trở lên nếu chênh lệch về diện tích của hai lưu vực không vượt
quá năm (05) lần và giữa hai lưu vực tương tự nhau về các điều kiện cơ bản để
hình thành dòng chảy, tính đồng bộ về dao động dòng chảy hoặc áp dụng phương
pháp quan hệ tương quan giữa lượng mưa năm và dòng chảy năm hoặc phương pháp mô
hình thủy văn khác.
3. Tính toán lưu lượng dòng chảy
a) Theo lưu vực tương tự: Trường hợp chênh lệch về diện tích của hai lưu vực không vượt quá năm
(05) lần có thể sử dụng phương pháp lưu vực tương tự.
Việc
dùng phương pháp lưu vực tương tự để tính phân phối dòng chảy năm được tiến
hành trong trường hợp đồng nhất về các điều kiện địa lý tự nhiên và khi tài liệu
đo đạc song song ở cả sông suối nghiên cứu và sông suối tương tự. Sông suối
tương tự phải thỏa mãn điều kiện là lớp dòng chảy năm và mùa trong thời kỳ có
đo đạc song song và sự phân phối dòng chảy trong mùa ít nước không khác nhiều
so với sông suối nghiên cứu. Công thức xác định chung:
(CT-01)
Trong đó:
Xi;
Xtt là lượng mưa của lưu vực tính toán và lưu vực tương tự. Lượng
mưa của lưu vực tính toán được xác định từ các trạm đo mưa của khu vực theo
phương pháp đa giác Thiessen sẽ chỉ dẫn dưới đây.
Fi; Ftt
là diện tích của lưu vực tính toán và lưu vực tương tự
Qi; Qtt
là lưu lượng của lưu vực tính toán và lưu vực tương tự
Có thể sử dụng lưu vực
tương tự để đánh giá các yếu tố sau:
- Ranh giới các mùa (mùa
lũ, mùa cạn, thời kỳ giới hạn), ba tháng nhỏ nhất (mùa giới hạn) v.v...
Tỷ lệ dòng chảy bình quân
các mùa so với dòng chảy năm (%)
- Tỷ số giữa hệ số biến động
của dòng chảy các mùa (mùa giới hạn, thời kỳ, giới hạn) so với hệ số biến động
của dòng chảy năm.
- Sự phân phối dồng chảy
trong mùa ít nước (theo tháng) cho các nhóm năm nhiều nước, trung bình, ít nước.
b) Theo quan hệ mưa, dòng chảy: Trường hợp chênh lệch diện tích lưu vực lớn hơn 5 có thể tính toán
theo quan hệ mưa dòng chảy
Để tính toán dòng chảy theo
phương pháp này có thể dụng quan hệ giữa lượng mưa X và độ sâu dòng chảy y được
xây dựng sãn:
y = a (X-b) (CT-02)
hoặc
(CT-03)
Trong đó:
X là lượng mưa bình quân
lưu vực trùn bình nhiều năm (mm)
y là lớp dòng chảy trung
bình nhiều năm (mm)
a, b là các thông số của
quan hệ
Z0 là khả năng bốc
hơi lớn nhất của lưu vực (mm)
n là thông số phản ánh đặc
điểm của địa hình
Các thông số của quan hệ lượng
mưa và dòng chảy theo Ct-02 của các vùng địa lý có thể lấy theo bảng
(Đối với Lai Châu, MWF xác định sẵn Z0= 700; a= 0,5)
Hoặc đối với CT-03 có thể lấy
theo bảng:
(Đối với Lai Châu, MWF xác định sẵn a= 0,79; b=500; b’=395)
3. Xác định lượng mưa của lưu vực
Tiến
hành đánh giá tổng lượng nước mưa năm được tính cho các sông suối nội tỉnh. Sử
dụng phương pháp trung bình có trọng số (theo đa giác Thiessen và đường đẳng trị
mưa) để tính toán lượng mưa trung bình từng lưu vực sông.
Số liệu sử dụng: Sử dụng số
liệu đồng bộ mưa của các trạm đo mưa trên để tính toán tổng lượng nước mưa
(Theo phương pháp đa giác Thiessen)
Phương pháp
đa giác Thiessen coi lượng mưa đo được tại một trạm trong khu vực chỉ đại diện
đại diện cho lượng mưa của một khu vực nhất định quanh nó. Diện tích khu vực
được khống chế bởi các đường trung trực của các đoạn thẳng nối liền các trạm
với nhau.
Nguyên lý
tính toán lượng mưa trong từng lưu vực sông:
(CT-04) (1)
Trong đó:
Xo(mm)
– Lượng mưa trung bình nhiều năm của lưu vực tính toán;
X1,
X2,…, Xn (mm) – Lượng mưa trung bình nhiều năm tại trạm
quan trắc;
F (km2)
- Diện tích lưu vực tính toán, bằng tổng các diện tích bộ phận;
f1,
f2,…, fn (km2) – Diện tích khống chế của các
trạm.
Phạm vi khống chế
của các trạm theo phương pháp đa giác Thiessen
4. Xác định các đặc trưng dòng chảy được tính toán
a) Phân phối dòng chảy năm
- Tính phân phối dòng chảy năm theo lưu vực tương tự:
Căn cứ số liệu thủy căn của
lưu vực tương tự, thực hiện tính toán phân phối dòng chảy trung bình nhiều năm
Qo; dòng chảy trung bình các tháng trong năm theo công thức (CT-01).
- Khi không sử dụng lưu vực tương tự có
thể sử dụng quan hệ thông số phân phối với các nhân tố ảnh hưởng.
Trường
hợp không có sông suối tương tự đáng tinh cậy, có thể phân phối dòng chảy theo
các quan hệ thông số phân phối dòng chảy (tỷ lệ dòng chảy bình quân các mùa so
với dòng chảy năm; tỷ số giữa hệ số biến động của dòng chảy các mùa so với hệ số
biến động của dòng chảy năm v.v...) với các nhân tố ảnh hưởng (module dòng chảy
năm, cao độ trung bình lưu vực, tỷ lệ rừng, diện tích lưu vực v.v...
Tỷ lệ
mùa cạn (thời kỳ giới hạn) được xác định theo công thức
(CT-05)
Tỷ lệ
phân phối 3 tháng nhỏ nhất (mùa cạn giới hạn) được xác định bằng
(CT-06)
Tỷ lệ
phân phối mùa chuyển tiếp (những tháng còn lại) trong mùa cạn được xác định bằng
công thức
k1=kcạn-k3min(%) (CT-07)
Tỷ lệ phân phối mùa lũ được
xác định bằng công thức
k2=100-kcạn(%) (CT-08)
b) Các đặc trưng dòng chảy năm
Đặc
trưng dòng chảy năm có thể biểu thị dưới các dạng:
- Lưu
lượng nước Q: Là lượng nước chảy qua một mặt cắt trong đơn vị thời gian là 1
giây. Đơn vị lưu lượng (m3/s).
- Tổng
lượng dòng chảy W: Là lượng nước đi qua một mặt cắt nào đó trong thời đoạn. Đơn
vị là m3 hay km3.
- Môđun
dòng chảy M: Là lượng nước có khả năng sinh sản ra trên một đơn vị diện tích
lưu vực là 1 km2 trong một đơn vị thời gian. Đơn vị của nó là m3/skm2
hay l/skm2.
- Lớp dòng
chảy y: Là chiều cao của lớp nước có khả năng sinh sản ra được trong khi mưa trải
đều ra trên bề mặt diện tích lưu vực. Đơn vị của lớp dòng chảy có cùng đơn vị với
mưa là (mm).
(Trong
MWF được biểu thị dạng Q và M)
c) Các đặc trưng dòng chảy mùa cạn (gồm dòng chảy tháng nhỏ nhất, trung
bình tháng nhỏ nhất và trung bình 3 tháng nhỏ nhất).
- Tính đặc trưng dòng chảy mùa cạn theo lưu vực tương tự:
Căn cứ
số liệu thủy căn của lưu vực tương tự, thực hiện tính toán phân phối dòng chảy
trung bình nhiều năm Qo; dòng chảy trung bình các tháng trong năm
theo công thức (CT-01) trên cơ sở liệt số liệu thủy văn của lưu vực tương tự.
- Sử dụng quan hệ thông số phân phối với
các nhân tố ảnh hưởng (khi không áp dụng được lưu vực tương tự)
Quan hệ
tỷ lệ phân phối mùa cạn với module dòng chảy bình quân nhiều năm có dạng:
kcạn=b-aM0 (CT-09)
Các
thông số của quan hệ giữa tỷ lệ phân phối mùa cạn với module dòng chảy bình
quân nhiều năm dạng (CT-09) có thể lấy theo bảng tra sẵn (tác giả tra: với vùng
Tây Bắc M0= 55-60 (l/skm2); kcạn=20-25%; a=70;
b=0,84)
Quan hệ
tỷ lệ phân phối 3 tháng nhỏ nhất với module dòng chảy bình quân nhiều năm có dạng:
K3min=b’-a’.M0 (CT-10)
Với
vùng Tây Bắc M0= 55-62 (l/skm2); kcạn=45-65%;
a=0,3; b=23)
(Chi tiết xem thêm tại Tiêu chuẩn Thông
tư số 64/2017/TT-BTNMT và việc vận dụng Qui phạm tính toán đặc trưng thủy văn
thiết kế QP.TL. C - 6 – 77 được ban hành theo Quyết định số 92/KT-QĐ ngày
20/9/1977 của Bộ trưởng Bộ Thủy lợi nay là Bộ NN&PTNT).
Blogger Comment
Facebook Comment