Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành Thủy văn
MỤC LỤC
!"#$%&'()"*+, / 0*!0!*
1&'2*3450&'()"*6789*:*;8<$
=->'6-?3.,-@-A
=*>'*BCD@-&E!F!-&'()"*
=G@H!I2IJ
KLMN O62#&D6P!(!*+I;78C3&Q@1&@78
'
-C1&CH(*R&6S*T6U? &D?R*V868W*5AK*X35!
D?R*!D8Y*?*Z2*?6*[@78DBCDT\?&3]^8
D_8L)`*3Y*+5a*[@**>'6***B78<*[@8H
Q*]V88!0*B*)`*@C!@CZV8PDb3)DC@C)Q
,cG$de-f,ghijkl,m,-no
,cG$p,k-q,-q,-rssd-tcGm,q-cuG-,vwhxy
,cG$p,k-q,-q,-rs,lzjGc{sGi,|}
,cGo$-q,-rsk~•Gc{chf}o
,cG|$s,Gs-iGwgc{-€,,i-•,‚‚
-iƒ-,„m,r……
Nguyễn Ngọc Đức Lớp: 50V
1
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành Thủy văn
MỞ ĐẦU
Nước là tài nguyên đặc biệt quan trọng, quyết định đối với sự tồn tại và phát
triển của sự sống trên trái đất. Đặc điểm của tài nguyên nước là được tái tạo theo quy
luật thời gian và
không gian. Nhưng ngoài quy luật tự nhiên, hoạt động của con người đã tác
động không nhỏ đến vòng tuần hoàn của nước. Nước có ý nghĩa đặc biệt quan trọng
- Gia đình và bạn bè
Đã tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện, động viên và chỉ bảo em trong suốt thời gian
qua để em hoàn thành đồ án này.
Trong quá trình nghiên cứu, học hỏi, tiếp thu kiến thức để làm đồ án, mặc dù đã
cố gắng song do vốn kiến thức và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế, đồ án của em
không tránh khỏi những thiếu sót. Em kính mong nhận được sự chỉ dẫn của các thầy,
các cô để em hoàn thiện hơn đồ án của mình đồng thời có thể làm tốt nhiệm vụ công
tác được giao trong vai trò là một kỹ sư khi ra trường.
Nguyễn Ngọc Đức Lớp: 50V
3
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành Thủy văn
CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ DÂN SINH KINH TẾ
1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên
1.1.1. Vị trí địa lý
Hà Tĩnh thuộc khu vực Bắc Trung Bộ, trải từ 170 54’ đến 18050 phút độ vĩ bắc và 105
– 108 độ kinh đông.
- Phía Bắc giáp tỉnh Nghệ An với chiều dài 88 km.
- Phía Nam giáp tỉnh Quảng Bình với chiều dài 130 km.
- Phía Đông giáp Biển Đông với bờ biển dài 137 km.
- Phía Tây giáp 2 tỉnh Lào (Tỉnh Bô Ly Khăm Xây và Khăm Muôn) với chiều dài biên
giới 145 km.
Có 3 Huyện Biên giới là: Hương Sơn 47 km gồm 2 xã Biên giới Sơn Kim và Sơn
Hồng; Vũ Quang 45 km; Hương Khê có 65 km biên giới với 5 xã biên giới là Hoà Hải,
Hương Vịnh, Phú Gia, Hương Lâm, Hương Liên. Có 1 cửa khẩu quốc tế là Cầu Treo -
Nậm Phào đường số 8 và 3 đường tiểu ngạch; Bản Giàng đi Khăm Muộn, Kim Quang
đi Khăm Cớt (Bô ly khăm xây); Sơn Hồng đi Bô ly khăm xây.
Hà Tĩnh có cảng sông Xuân Hải và cảng biển nước sâu Vũng Áng. Có đường quốc lộ
1A, đường sắt và đường Hồ Chí Minh chạy suốt chiều dài của tỉnh.
Diện tích đất tự nhiên 6.055,7 km2
Hình 1-1:Bản đồ hành chính tỉnh Hà Tĩnh
Địa chất thủy văn: Hà Tĩnh nằm trong đồng bằng cửa sông lớn do nước lũ tạo thành,
nguồn nước ngầm chủ yếu nằm ở vùng bồi tích phù sa sông. Qua đánh giá sơ bộ cho
thấy ở khu vực ven biển mực nước ngầm xuất hiện trong khoảng 0,4 - 1,0m, sâu dưới
12m thường bị nhiễm mặn.
Nguyễn Ngọc Đức Lớp: 50V
5
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành Thủy văn
1.1.4. Đặc điểm khí hậu
Hà Tĩnh nằm trong khu vực có khí hậu nhiệt đới gió mùa với đặc trưng của khí hậu
miền Bắc có mùa đông lạnh.
Tuy nhiên, do ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc từ lục địa Trung Quốc tràn về bị
suy yếu nên mùa đông đã bớt lạnh hơn và ngắn hơn so với các tỉnh miền Bắc và chia
làm hai mùa rõ rệt 1 mùa lạnh và 1 mùa nóng.
Nhiệt độ bình quân ở Hà Tĩnh thường cao. Nhiệt độ không khí vào mùa đông chênh
lệch thấp hơn mùa hè. Nhiệt độ đất bình quân mùa đông thường từ 18-22
o
C, ở mùa hè
bình quân nhiệt độ đất từ 25,5 – 33
o
C. Tuy nhiên nhiệt độ đất thường thay đổi theo
loại đất, màu sắc đất, độ che phủ và độ ẩm của đất.
Hà Tĩnh là tỉnh có lượng mưa nhiều ở miền Bắc Việt Nam, trừ một phần nhỏ ở phía
Bắc, còn lại các vùng khác có lượng mưa bình quân hàng năm đều trên 2000 mm, cá
biệt có nơi trên 3000 mm.
1.1.5. Đặc điểm sông ngòi
Sông ngòi nhiều nhưng ngắn. Dài nhất là sông Ngàn Sâu 131 km, ngắn nhất là sông
Cày 9 km; sông Cả đoạn qua Hà Tĩnh giáp Nghệ An cũng chỉ có 37 km.
Sông ngòi Hà Tĩnh có thể chia làm 3 hệ thống:
- Hệ thống sông Ngàn Sâu: có lưu vực rộng 2.061 km2; có nhiều nhánh sông bé như
sông Tiêm, Rào Trổ, Ngàn Trươi.
KS, nhà hàng " 4798 8382 12614 16902 18253
Vận tải, thông tin " 6399 10484 14685 16725 17888
Tài chính tín dụng " 1025 952 884 1061 1872
CN khai thác " 9689 24316 26713 29766 29391
1.2.2. Kinh tế
Kinh tế Hà Tĩnh có tốc độ tăng trưởng khá, tổng sản phẩm GDP tăng hàng năm bình
quân đạt 10%, cơ cấu kinh tế chuyển dịch nhanh, theo hướng tăng tỷ trọng Công
nghiệp - Dịch vụ, giảm tỷ trọng Nông nghiệp.
Các thành phần và lĩnh vực kinh tế đều phát triển tạo ra sự phát triển đồng đều và
vững chắc của nền kinh tế. Các ngành công nghiệp có hàm lượng khoa học kỹ thuật
cao như: Công nghệ cao, công nghệ điện tử, công nghiệp nặng, cơ khí đã và đang được
đầu tư vào Hà Tĩnh. Môi trường đầu tư ngày càng được hoàn thiện. Thủ tục hành
chính tiếp tục được cải cách theo hướng nhanh gọn, thuận lợi cho nhà dầu tư. Chỉ số
năng lực cạnh tranh cấp tỉnh (CPI) ngày càng được nâng cao.
- Chỉ tiêu kinh tế Hà Tĩnh đến năm 2015:
Tốc độ tăng trưởng GDP bình quân hàng năm trên 14%. Đến năm 2015, có cơ cấu
GDP: công nghiệp - xây dựng 41,6%; thương mại - dịch vụ 40,3%; nông - lâm - ngư
nghiệp 18,1%; sản lượng lương thực đạt trên 51 vạn tấn, giá trị sản xuất đạt trên 65
triệu đồng/ha/năm; 20% số xã đạt tiêu chí nông thôn mới; GDP bình quân đầu người
Nguyễn Ngọc Đức Lớp: 50V
7
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành Thủy văn
trên 35 triệu đồng/năm; thu ngân sách nội địa đạt trên 5.000 tỷ đồng, kim ngạch xuất
khẩu trên 280 triệu USD.
Đảm bảo 100% giáo viên các cấp đạt chuẩn, 85% trường học đạt chuẩn quốc gia;
90% trạm y tế xã, phường có bác sĩ, 80% số xã đạt chuẩn quốc gia về y tế giai đoạn II,
30 giường bệnh/1 vạn dân, 6,21 bác sỹ/1 vạn dân; tỷ lệ gia tăng dân số tự nhiên là
0,7%; hạ tỷ lệ trẻ em dưới 5 tuổi suy dinh dưỡng xuống dưới 10%; mở rộng bảo hiểm
y tế tiến tới bảo hiểm y tế toàn dân; tỷ lệ hộ nghèo (theo chuẩn mới) hàng năm giảm 3
- 4%; tỷ lệ lao động qua đào tạo đạt 50%, mỗi năm giải quyết việc làm cho trên 3,2
- Nếu diện tích lưu vực F nhỏ hơn F
KC
lúc đó lượng mưa năm trung bình nhiều năm
xác định theo công thức sau:
†
r‡
ˆ
n
X
i
∑
Trong đó: X
OF
: Lượng mưa trung bình trên lưu vực
X
i
: Lượng mưa năm thứ i của điểm đo mưa
n - Số năm quan trắc của điểm đo mưa
Nguyễn Ngọc Đức Lớp: 50V
9
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành Thủy văn
F
KC
- Diện tích khống chế, phụ thuộc vào đặc điểm phân bố mưa theo không
gian, như ở Liên Xô cũ F
KC
khoảng 100km2, ở nước ta do mưa biến đổi mạnh theo
không gian và thời gian nên có thể lấy F
KC
bé hơn nhiều
chia lưu vực thành nhiều hình tam giác, kẻ đường trung trực của các cạnh tam giác,
các đường này sẽ tạo nên giới hạn diện tích ảnh hưởng của từng trạm mưa. Lượng mưa
bình quân lưu vực được xác định theo công thức:
†
…‡
ˆ
F
fX
ii
∑
0
Với: - X
0i
:Lượng mưa năm của trạm thứ i
- fi: Diện tích bộ phận của lưu vực do trạm mưa thứ i khống chế ảnh
hưởng
- F: Diện tích của toàn lưu vực
Nguyễn Ngọc Đức Lớp: 50V
10
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành Thủy văn
Lượng mưa và diện tích ảnh hưởng của các trạm mưa trên lưu vực được thể hiện ở
bảng 2-2
Bảng 2-2: Lưu lượng và diện tích ảnh hưởng của các trạm mưa trên lưu vực
STT Tên Trạm X
0i
(mm) f
i
(km
2
) X
Nguyễn Ngọc Đức Lớp: 50V
11
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành Thủy văn
STT Tên Trạm Xtb(mm) Cv Cs P=25% P=50% P=75% P=85%
1 Kỳ Anh 2827 0.23 0.03 3261 2819 2385
1910
3 Hương Khê 2274 0.26 -0.01 2672 2273 1875
1800
4 Hương Sơn 2102 0.3 -0.57 2486 2039 1647
1690
Biểu đồ các đường tần suất lượng mưa năm trung bình nhiều năm được thống kê trong
phụ lục từ hình (1) đến hình (3)
Nhận xét:
- Bảng tổng hợp cho thấy trạm Kỳ Anh có lượng mưa trung bình lớn nhất
(2826mm).Trạm Hương Sơn có lượng mưa trung bình nhỏ nhất (2102mm).
- Đa số hệ số CV của các vùng nhỏ thể hiện sự biến động về lượng mưa năm là không
lớn, lượng mưa tương đối ổn định qua các năm. Trạm Hương Sơn có hệ số biến đổi Cv
tương đối lớn bằng 0.3.Điều này có nghĩa là vùng đặt trạm này có lượng mưa năm
biến động hơn những vùng còn lại.
- Kết quả của việc tính lượng mưa năm thiết kế được áp dụng để tính toán nhu cầu
nước dùng cho nông nghiệp bằng phần mềm CROPWAT ở chương 3
c. Phân phối mưa năm theo thời khoảng tháng thiết kế
Lượng mưa năm thiết kế ứng với các tần suất P=25%,P=50%,P=75%, ta xác định
được thông qua tính toán lượng mưa năm thiết kế trong bảng (2-8).
Ta chọn mô hình mưa năm đại biểu thực tế rồi thu phóng thành mô hình mưa năm
thiết kế. Một số lưu ý khi chọn năm đại biểu:
− Năm đại biểu mưa nhiều là năm có lượng mưa ứng với nhóm tần suất P = 1-33% có
thời gian mưa kéo dài trong năm, lượng mưa mùa mưa khá lớn, tháng lớn nhất rơi
đúng vào tháng mưa lớn nhất xuất hiện nhiều trong nhóm năm quan trắc.
− Năm đại biểu mưa ít là năm có lượng mưa ứng với nhóm tần suất P = 67-100% năm
3 32,9 0,0 221,8 0,0 26,3 2481,5
γ% 20,2 31,2 26,2 2,4 5,1 2,0 1,7 1,3 0,0 8,9 0,0 1,1 100,0
Xp 501,0
774,
7 651,8 58,9 127,4
49,
3
41,
4
33,
0 0,0 222,2 0,0 26,3 2486,0
Năm nước trung bình (50%)
Xdb(mm) 209,7
554,
9
457,
7 0,0
138,
0
17,
3
54,
7
45,
9 46,4
134,
1
160,
4 127,4 1946,5
γ% 10,8 28,5 23,5 0,0 7,1 0,9 2,8 2,4 2,4 6,9 8,2 6,5 100,0
Xp 290,2 280,8 269,5 117,1 54,1
73,
0
37,
5
53,
5
194,
7 189,1 12,5 74,8 1647,0
Nguyễn Ngọc Đức Lớp: 50V
13
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành Thủy văn
Hình Hình 2-8:Mô hình mưa năm theo thời khoảng tháng
Trạm Hương Sơn năm mưa nhiều
Hình 2-9:Mô hình mưa năm theo thời khoảng tháng
Trạm Hương Sơn năm mưa trung bình
Nguyễn Ngọc Đức Lớp: 50V
14
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành Thủy văn
Hình 2-10:Mô hình mưa năm theo thời khoảng tháng Trạm
Hương Sơn năm mưa ít
Đối với trạm Hương Khê:
− Năm mưa nhiều chọn năm thực tế là 1961 có lượng mưa năm X=2695.2mm là năm
đại biểu.
− Năm mưa trung bình chọn năm thực tế 1968 có lượng mưa năm X=2189mm làm
năm đại biểu
− Năm mưa ít chọn năm thực tế là năm 1975 có lượng mưa năm X=1835mm làm năm
đại biểu.
Với K ‰Š‹ˆ
Xdb
85,
4
33,
5
31,
0 81,7 105,1 262,1 226,6
73,
6 2672,0
Năm nước trung bình (50%)
Xdb(mm) 256,7
564,
6 472,8 225,2
84,
0
45,
4
43,
7 105,2 67,0 166,2
116,
4
41,
9 2189,1
γ% 11,7 25,8 21,6 10,3 3,8 2,1 2,0 4,8 3,1 7,6 5,3 1,9 100,0
Xp 266,6
586,
3
490,
9
233,
8 87,2
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành Thủy văn
Hình 2-13:Mô hình mưa năm theo thời khoảng tháng
Trạm Hương Khê năm mưa trung bình
Hình 2-14:Mô hình mưa năm theo thời khoảng tháng
Trạm Hương Khê năm mưa ít
Đối với trạm Kỳ Anh
− Năm mưa nhiều chọn năm thực tế là 1964 có lượng mưa năm X=3165.5mm là năm
đại biểu.
− Năm mưa trung bình chọn năm thực tế 1974 có lượng mưa năm X=2704.5mm làm
năm đại biểu
− Năm mưa ít chọn năm thực tế là năm 1962 có lượng mưa năm X=2218.5mm làm
năm đại biểu.
Nguyễn Ngọc Đức Lớp: 50V
17
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành Thủy văn
Với K p(%) =
Xdb
Xp
là hệ số thu phóng từ mô hình mưa năm đại biểu sang mô hình
mưa năm thiết kế, ta tính được: Kp(25%)=3261/3165.5=1.0302
Kp(50%)=2819/2704.5=1.0425
Kp(75%)=2385/2218.5=1.0751
Phân phối mưa năm ứng với tần suất thiết kế trạm Kỳ Anh được tính trong bảng (2-15)
Bảng 2-15:Phân phối mưa năm ứng với các tần suất thiết kế trạm Kỳ Anh
Tháng VIII IX X XI XII I II III IV V VI VII Năm
Năm nhiều nước (25%)
Xdb(mm) 202,3 581,4 979,7 598,0 190,3 119,8 153,2 32,4 4,1 136,1 48,0 120,2 3165,5
γ% 6,4 18,4 30,9 18,9 6,0 3,8 4,8 1,0 0,1 4,3 1,5 3,8 100,0
Xp 208,4 598,9 1009,3 616,0 196,0 123,4 157,8 33,4 4,2 140,2 49,4 123,8 3261,0
Năm nước trung bình (50%)
1962-
2000
52 47 58 74 121 209 201 164 81 67 62 55 1191
Hương
Sơn
1963-
2000
46 27 46 68 126 179 210 147 70 47 38 35 1038
Hương
Khê
1961-
2000
39 33 50 71 114 134 173 112 64 55 48 44 936
Hà
Tĩnh
1990-
2000
33 27 45 55 91 129 141 109 65 58 51 43 846
Hình 2-20 :Mô hình phân bố bốc hơi trung bình tháng,
trung bình nhiều năm trạm Hà Tĩnh
Nguyễn Ngọc Đức Lớp: 50V
20
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành Thủy văn
Hình 2-21:Mô hình phân bố bốc hơi trung bình tháng,
trung bình nhiều năm trạm Kỳ Anh
Hình 2-22:Mô hình phân bố bốc hơi trung bình tháng,
trung bình nhiều năm trạm Hương Sơn
Nguyễn Ngọc Đức Lớp: 50V
21
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành Thủy văn
trung bình nhiều năm trạm Hương Khê
Hình 2-28: Mô hình phân bố độ ẩm trung bình tháng,
trung bình nhiều năm trạm Hà Tĩnh
Nguyễn Ngọc Đức Lớp: 50V
24
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành Thủy văn
Nhận xét:
Nhìn chung ở tỉnh Hà Tĩnh, tháng VII có lượng bốc hơi lớn nhất và tháng I có lượng
bốc hơi nhỏ nhất. Lượng bốc hơi phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ, chế độ gió, mưa,…
Tháng II là tháng có nhiệt độ trung bình nhỏ nhất cộng với là mùa khô dẫn tới lượng
bốc hơi cũng nhỏ nhất. Tháng VII là tháng có nhiệt độ trung bình cao nhất và nó
không phải mùa mưa nên là tháng có lượng bốc hơi lớn nhất.
2.3. Phân tính tính toán các đặc trưng thủy văn
2.3.1. Chuẩn dòng chảy năm
Chuẩn dòng chảy năm (hay dòng chảy bình quân nhiều năm) của một lưu vực là trị số
trung bình của đặc trưng dòng chảy trong thời kỳ nhiều năm, với điều kiện cảnh quan
địa lý, điều kiện địa chất không thay đổi và không kể đến sự thay đổi quy luật tự nhiên
của dòng chảy do hoạt động dân sinh kinh tế con người.
Chuẩn dòng chảy năm là giá trị quan trọng có ý nghĩa trong tính toán thủy văn thiết kế
các công trình thủy lợi. Nó là giá trị đặc trưng cho trữ lượng tài nguyên nước của một
lưu vực.
Chuẩn dòng chảy năm là một thành phần quan trọng trong phương trình cân bằng
nước. Nó là cơ sở cho phép ta xác định các đặc trưng khác như dòng chảy năm, dòng
chảy mùa hay dòng chảy tháng.
Chuẩn dòng chảy năm là đại lượng ổn định tương đối theo từng vùng địa lý thủy văn.
Tương đối vì nếu thay đổi điều kiện khí hậu và hoạt động kinh tế của con người sẽ dẫn
tới thay đổi chuẩn dòng chảy năm.
Tính chất ổn định trên thể hiện ở hai mặt:
+ Chuẩn dòng chảy năm là đại lượng trung bình nhiều năm, nếu thêm vào chuỗi một
vài năm quan trắc thì nó không thay đổi hoặc thay đổi không đáng kể.
Copyright: Tài liệu đại học ©