sổ tay tính toán thủy lực

Trang Ch−ơng I: Giới thiệu chung 1 1.1 Khái quát về dòng chảy sông ngòi Việt Nam 1 1.1.1 Đặc điểm chung 1 1.1.2 Các hệ thống sông chính ở Việt Nam 2 1.1.3 Tình hình lũ lụt của các sông 15 1.2 Tần suất lũ tính toán 19 1.3 Một số l−u ý trong công tác tính toán thuỷ văn cầu đ−ờng 20 Ch−ơng II: Tính toán dòng chảy trong điều kiện tự nhiên 24 2.1 Những qui định chung 24 2.1.1 Nguyên tắc cơ bản trong việc tính toán các đặc tr−ng thuỷ văn thiết kế 24 2.1.2 Sử dụng những nguồn tài liệu hiện có 24 2.1.3 Kiểm tra phân tích tài liệu gốc về các mặt 24 2.1.4 Điều kiện chọn l−u vực t−ơng tự 25 2.2 Tính toán l−u l−ợng đỉnh lũ thiết kế 25 2.2.1 Tính l−u l−ợng đỉnh lũ thiết kế khi có tài liệu đo đạc thuỷ văn 25 2.2.2 Tính l−u l−ợng lũ thiết kế khi chuỗi tài liệu quan trắc ngắn 30 2.2.3 Tính l−u l−ợng đỉnh lũ thiết kế tr−ờng hợp không có tài liệu quan thuỷ văn 32 2.3 Tính mực n−ớc đỉnh lũ thiết kế 41 2.3.1 Tính mực n−ớc đỉnh lũ thiết kế khi có đủ tài liệu quan trắc mực n−ớc 41 2.3.2 Tính mực n−ớc đỉnh lũ thiết kế khi chuỗi quan trắc ngắn 42 2.3.3 Tính mực n−ớc đỉnh lũ thiết kế khi không có tài liệu quan trắc 43 2.3.4 Tính mực n−ớc thiết kế qua vùng nội đồng 43 2.3.5 Tính mực n−ớc thiết kế qua vùng thung lũng và chảy tràn tr−ớc núi 44 2.4 Tính tổng l−ợng lũ và đ−ờng quá trình lũ thiết kế 45 2.4.1 Xác định tổng l−ợng lũ thiết kế 45 2.4.2 Xây dựng đ−ờng quá trình lũ thiết kế 46 2.5 Tính mực n−ớc thông thuyền, mực n−ớc thi công, mực n−ớc thấp nhất 50 2.5.1 Tính mực n−ớc thông thuyền 50 2.5.2 Xác định mực n−ớc thi công 51 2.5.3 Xác định mực n−ớc thấp nhất 51 Phụ lục 2 -1 đến Phụ lục 2 -12 53– 75 Ch−ơng III: Tính toán thuỷ văn trong tr−ờng hợp đặc biệt 76 3.1 Tính toán dòng chảy khi vị trí cầu bị ảnh h−ởng n−ớc dềnh sông lớn 76 3.1.1 Đặt vấn đề 76 3.1.2 Tính l−u l−ợng thiết kế khi có số liệu quan trắc thuỷ văn 76 3.1.3 Tính l−u l−ợng thiết kế khi không có số liệu quan trắc thuỷ văn 79 3.1.4 Tính mực n−ớc thiết kế 80 3.2 Tính toán l−u l−ợng ở vị trí cầu trong miền ảnh h−ởng của hồ đập 82 3.2.1 Cầu nằm ở th−ợng l−u đập vĩnh cửu 82 3.2.2 Cầu nằm ở hạ l−u đập vĩnh cửu 83 3.2.3 Cầu ở hạ l−u hồ chứa n−ớc tạm thời 87 3.2.4 Cầu nằm ở th−ợng l−u đập chứa n−ớc tạm thời 90 3.3 Tính toán dòng chảy trong khu vực ảnh h−ởng của thuỷ triều 90 3.3.1 Tính l−u l−ợng và mực n−ớc khi không có tài liệu quan trắc 90 3.3.2 Tính l−u l−ợng thiết kế cầu trên sông ảnh h−ởng thuỷ triều khi có tài liệu quan trắc 91 3.4 Biện pháp điều chỉnh l−u l−ợng trong tình hình đặc biệt 93 3.4.1 Nguyên tắc nhập cầu cống và tính toán l−u l−ợng 93 3.4.2 Ước tính truyền lũ 94 3.4.3 Tính l−u l−ợng thiết kế sông máng 96 3.4.4 Tính l−u l−ợng ở khu vực có hiện t−ợng cacstơ 96 3.5 Nghiệm chứng l−u l−ợng tính toán 97 3.5.1 Biện pháp nghiệm chứng bằng điều tra hình thái 97 3.5.2 Ph−ơng pháp nghiệm chứng l−u l−ợng lớn nhất lịch sử chảy qua cầu cống cũ 98 3.5.3 Điều chỉnh l−u l−ợng lý luận 98 Ch−ơng IV: Phân tích thuỷ lực công trình cầu thông th−ờng 100 4.1 Yêu cầu cơ bản khi định các ph−ơng án khẩu độ cầu 100 4.2 Xác định khẩu độ cầu thông th−ờng 100 4.2.1 Yêu cầu khẩu độ cầu 100 4.2.2 Tài liệu ban đầu để xác định khẩu độ cầu 100 4.2.3 Công thức xác định khẩu độ cầu 101 4.3 Xói d−ới cầu 103 4.3.1 Phân biệt ba loại xói có thể gây nguy hiểm cho cầu v−ợt sông 103 4.3.2 Nguyên nhân gây xói và cách xác định chiều sâu của ba loại xói 103 4.4 Phân tích xói chung 106 4.4.1 Xói chung ở dòng n−ớc đục 106 4.4.2 Xói chung ở dòng n−ớc trong 107 4.4.3 Sử dụng công thức tính xói chung 107 4.5 Phân tích xói cục bộ 108 4.5.1 Xói cục bộ ở trụ cầu 108 4.5.2 Phân tích xói cục bộ ở mố cầu 114 4.6 Xác định chiều sau đặt móng trụ cầu 116 4.7 Xác định chiều cao n−ớc dâng lớn nhất khu vực sông chịu ảnh h−ởng của cầu và nền đ−ờng đắp qua bãi sông 118 4.7.1 Hình dạng đ−ờng mặt n−ớc khu vực cầu 118 http://nuoc.com.vn http://www.ebook.edu.vn ML-3 4.7.2 Xác định các đặc tr−ng độ dềnh n−ớc phía th−ợng l−u cầu 119 4.8 Tĩnh không d−ới cầu 121 4.8.1 Tĩnh không hay khổ giới hạn gầm cầu 121 4.8.2 Xác định mực n−ớc thông thuyền 121 Phụ lục 4-1 đến Phụ lục 4 - 5 123-145 Ch−ơng V: Tính toán thuỷ lực công trình cầu trong tr−ờng hợp đặc biệt 146 5.1 Tính khẩu độ nhiều cầu trên 1 sông 146 5.1.1 Những điểm cần chú ý khi tính nhiều cầu trên 1 sông 146 5.1.2 Tính khẩu độ cầu 147 5.2 Tính khẩu độ cầu trên sông rộng chảy tràn lan 152 5.2.1 Sông bãi rộng vùng đồng bằng 152 5.2.2 Sông chảy tràn lan vùng tr−ớc núi 156 5.2.3 Sông ở vùng hồ ao đầm lầy nội địa 158 5.3 Thiết kế khẩu độ cầu qua dòng bùn đá 162 5.3.1 Miêu tả đặc tr−ng 162 5.3.2 Nguyên tắc bố trí vị trí cầu 162 5.3.3 Xác định l−u l−ợng và khẩu độ 164 5.4 Thiết kế khẩu độ cầu ở khu vực hồ chứa n−ớc 166 5.4.1 Khái niệm chung về hồ chứa n−ớc 167 5.4.2 Tính khẩu độ cầu cống trong phạm vi ảnh h−ởng hồ chứa n−ớc 169 5.5 Tính khẩu độ cầu khi vị trí cầu bị ảnh h−ởng thuỷ triều 169 5.5.1 Theo h−ớng dẫn khảo sát và thiết kế các công trình v−ợt sông trên đ−ờng bộ và đ−ờng sắt (NIMP72) của Liên Xô tr−ớc đây 169 5.5.2 Theo sổ tay tính toán thuỷ văn cầu đ−ờng Trung Quốc 170 5.6 Tính khẩu độ cầu, khi vị trí cầu bị ảnh h−ởng n−ớc dềnh sông lớn 171 5.7 Tính khẩu độ cầu trong điều kiện dòng chảy điều tiết ở trong kênh 172 5.7.1 Ph−ơng pháp tính 172 5.7.2 Những yêu cầu khi thiết kế công trình thoát n−ớc qua kênh 172 5.8 Kiểm toán công trình cầu hiện tại 172 5.8.1 Xác định các đặc tính dòng chảy 172 5.8.2 Kiểm toán khẩu độ cầu 174 5.8.3 Kiểm toán xói chung 175 5.8.4 Kiểm toán xói cục bộ 175 5.8.5 Kiểm tra nền đ−ờng đầu cầu và công trình kè h−ớng dòng 175 Ch−ơng VI: Dự báo qua trình diễn biến lòng sông 177 6.1 Định nghĩa, nguyên nhân, phân loại diễn biến lòng sông 177 6.1.1 Định nghĩa 177 http://nuoc.com.vn http://www.ebook.edu.vn ML-4 6.1.2 Nguyên nhân của diễn biến lòng sông 177 6.1.3 Phân loại diễn biến lòng sông 177 6.1.4 Các yếu tố ảnh h−ởng đến diễn biến lòng sông 178 6.2 Các yếu tố đặc tr−ng hình thái sông 178 6.2.1 Phân loại sông 179 6.2.2 Các yếu tố trên mặt cắt ngang 181 6.2.3 Các yếu tố trên mặt bằng 183 6.2.4 Các yếu tố trên mặt cắt dọc 184 6.3 Tính chất của diễn biến lòng sông 185 6.3.1 Tác động giữa dòng n−ớc và lòng dẫn là t−ơng hỗ 185 6.3.2 Tính hạn chế của các tổ hợp yếu tố tự nhiên trong diễn biến lòng sông 185 6.3.3 Tính không liên tục trong diễn biến lòng sông 185 6.3.4 Sự biến hình lòng dẫn luôn luôn đi sau sự thay đổi của dòng n−ớc 185 6.3.5 Tính tự điều chỉnh trong diễn biến lòng sông 185 6.4 Ph−ơng trình biến hình lòng sông 186 6.4.1 Khảo sát trong hệ toạ độ vuông góc 186 6.4.2 Khảo sát trong hệ toạ độ tự nhiên 187 6.5 Các ph−ơng pháp phân tích, dự báo diễn biến lòng sông 189 6.5.1 Khái quát 189 6.5.2 Dự báo diễn biến lòng sông bằng ph−ơng pháp phân tích số liệu thực đo 190 6.5.3 Dự báo diễn biến lòng sông bằng các ph−ơng pháp mô hình hóa 196 6.5.4 Dự báo diễn biến lòng sông bằng ph−ơng pháp phân tích ảnh viễn thám 208 6.5.5 Dựa báo diễn biến lòng sông bằng các công thức kinh nghiệm 211 Ch−ơng VII: Thiết kế các công trình trong khu vực cầu v−ợt sông 217 7.1 Nền đ−ờng đầu cầu và nền đ−ờng bãi sông 217 7.1.1 Điều tra mực n−ớc lũ nền đ−ờng 217 7.1.2 Xác định cao độ vai đ−ờng đầu cầu thấp nhất 218 7.1.3 Tính toán l−u tốc dòng n−ớc của nền đ−ờng bãi sông 220 7.1.4 Tính sóng leo lên mái dốc công trình 221 7.2 Công trình điều tiết bảo vệ cầu 225 7.2.1 Khái niệm ban đầu 225 7.2.2 Chọn hình dạng chung công trình điều tiết và công dụng của nó 225 7.2.3 Tính kích th−ớc bình diện công trình điều tiết 228 7.2.4 Xác định mặt cắt kè đập 235 7.2.5 Xác định cao độ đỉnh kè h−ớng dòng và kè chữ T 237 7.2.6 Tính xói ở công trình điều tiết 238 7.3 Công trình điều tiết dòng sông 240 http://nuoc.com.vn http://www.ebook.edu.vn ML-5 7.3.1 Khái niệm 240 7.3.2 Phân loại và đánh giá các công trình điều tiết 241 7.3.3 Thiết kế đ−ờng h−ớng dòng 242 7.3.4 Lựa chọn và bố trí kè 243 7.3.5 Thiết kế mặt cắt kè 248 7.3.6 Vấn đề duy tu công trình điều tiết 252 7.4 Công trình cải sông hoặc nắn thẳng 253 7.4.1 Khái l−ợc 253 7.4.2 Lý luận cơ bản về thiết kế công trình cải sông 253 7.4.3 Tài liệu cần cho thiết kế 258 7.4.4 Thiết kế cải sông 258 7.4.5 Tính toán thuỷ lực 261 7.5 Công trình bảo vệ bờ sông chống lũ 266 7.5.1 Giới thiệu chung 266 7.5.2 Thiết kế gia cố thân kè 269 7.5.3 Thiết kế gia cố chân kè 275 7.5.4 Kết cấu đỉnh kè 280 Ch−ơng VIII: Tính toán thuỷ văn, thuỷ lực công trình thoát n−ớc dọc tuyến 281 8.1 Tính toán thuỷ văn thuỷ lực cầu nhỏ và cống 281 8.1.1 Tài liệu cơ bản và thông số đầu vào 281 8.1.2 Tính l−u l−ợng thiết kế 282 8.1.3 Tính khẩu độ cầu nhỏ 283 8.1.4 Khẩu độ cống và các nguyên tắc tính toán thuỷ lực cống 290 8.1.5 Cầu nhỏ, cống khu vực đồng bằng 292 8.2 Đ−ờng tràn 294 8.3 Thoát n−ớc nền đ−ờng 297 8.3.1 Phân loại các công trình thoát n−ớc 297 8.3.2 Thiết kế hệ thống thoát n−ớc 298 8.3.3 Thiết kế rãnh thoát n−ớc mặt 299 8.3.4 Thiết kế rãnh, ống thoát n−ớc ngầm 301 Ch−ơng IX: Tính toán vỡthiết kế mạng l−ới thoát n−ớc đô thị 304 9.1 Hệ thống thoát n−ớc 304 9.1.1 Khái niệm 304 9.1.2 Hệ thống thoát n−ớc 304 9.2 Tính l−u l−ợng n−ớc m−a 305 9.2.1 Ph−ơng pháp và công thức tính toán 305 9.2.2 C−ờng độ m−a, tính toán thời gian m−a thiết kế 305 http://nuoc.com.vn http://www.ebook.edu.vn ML-6 9.2.3 Hệ số dòng chảy 309 9.2.4 Hệ số m−a không đều 310 9.3 Tính l−u l−ợng n−ớc thải 311 9.3.1 Cơ sở chung 311 9.3.2 Tổng l−u l−ợng n−ớc thải 311 9.4 Đặc điểm chuyển động của n−ớc thải đô thị 313 9.4.1 Tiết diện cống và đặc tính thuỷ lực 313 9.4.2 Tổn thất cục bộ trong mạng l−ới thoát n−ớc 315 9.4.3 Đ−ờng kính tối thiểu và độ đầy tối đa 316 9.4.4 Tốc độ và độ dốc 317 9.5 Thiết kế mạng l−ới thoát n−ớc 319 9.5.1 Một số nguyên tắc thiết kế 319 9.5.2 Thiết kế mạng l−ới thoát n−ớc 319 Danh sách các trạm khí t−ợng TrạmKT1-Trạm KT5 Danh sách các trạm thuỷ văn TrạmTV1- TrạmTV11