CHƯƠNG 1 TONG QUAN VE CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH MƯA LŨ THIET KE, 1. Tổng quan các nghiên cứu tính toán mưa lã thiết kế Ước tính làthiết kế là nhiệm vụ thiết yếu trong tinh toán thủy văn thiết kế, Theo [1] [2], có hai nhóm phương pháp tính được sử dụng tính toán lũ thiết kế là phương. pháp dựa vào chuỗi đo đạc ding chảy lũ và phương pháp xác định từ mưa lũ Phương pháp dựa vào chuỗi tài liệu đo lũ chỉ phù hợp với những lưu vực lớn có số liệu đo đạc lũ, đối với những lưu vực vừa và nhỏ không có số liệu việc ước tỉnh lũ thiết kế dựa vào mưa lũ thiết kể, Đường cong quan hệ giữa cường độ - thời đoạn - tần suất (IDF) mưa, bản đồ phân vùng, bản đồ đẳng trị mưa thời đoạn ngắn thiết là những công cụ hỗ trợ, làm cơ sở cung cấp nguồn dữ liệu tớc tỉnh lĩ các lưu vực không có tả liệu đo đạc khí tượng, thủy văn LLL Trên thé giới Cường độ mưa là lượng mưa rơi trên một đơn vị thời gian, có tinh chất giảm dan theo thời gian mưa, để xác định chính xác cường độ mưa yêu cầu một số lượng lớn các tham số và phụ thuộc vào thời gian. Những thông tin này thường được biểu diễn thông «qua đường cong IDF.
Việc thiết lập đường cong này được giỏi thiệu lin đầu bởi Bernard (1932) [3]. Sau đó các đường cong khác nhau được xây dựng cho các khu vực. khác nhau trên iới. Tại Châu Phi, một số nghiên cứu sử dụng phương pháp thống.
kẻ để xây dựng các đường cong IDF, ví dụ tai Congo (Mohymont.R (2006) và Van de Vyver, H. (2010) I4]: I5), tại Nigeria Oyegoke, S. Theo phương pháp truyén thing, các dường cong IDF được xây dựng dựa trên phương pháp thống kê tin suất xảy ra các sự kiện mưa ce đoan ti đa hằng năm theo chu ki lặp ai hoặc đựa trên một him phân phổi xác suất của các sự kiện này Mohymont. Quá trình này có một vai điểm hạn chế bao gồm việc lựa chọn dạng phân phổi và ước lượng các tham số cho.
mỗi chu ki và yêu cầu để ngoại suy kết quả cho các chu ki khác nhau. Độ chính xác ‘cua các quá trình nây sẽ bị bạn chế bởi sai số trong lựa chọn hàm phân bổ và thiểu khả năng m6 tả một cách rõ rằng tính chất mưa tại các chủ kỳ khác nhau Van Nguyen VT và Wang H (1996) [7]. Bên cạnh đồ phương pháp truyền thống còn tồn tại những nhược điểm sau. Vi dụ, với một số lượng lớn các tham số tham gia sẽ làm cho nó tr nên none-parsimonious (không có tinh chất cặp) theo quan điểm của phương pháp thống kê ( [8]; [9]; [3]; [10]; [11]; [12)).
Phương pháp truyền thống không thể xét đến. tinh chất của mơn cho các chu kì khác nhau và né chỉ dựa vào giá trị mưa cục đoan ti da hàng năm có sẵn tại khu vực nghiên cứu. Do vậy cần thiết phải thiết lập một mo hình có thể mô tả tính chất của mưa thông qua một chuỗi thời gian liên tục bao gém việc nội suy ra độ phân giải thời gia khỉ không có đ liệu quan ắc và để giảm thiểu số lượng của các tham số để tăng độ tin cậy của chúng. “Chính vì vậy, đã xuất hiện một loạt các phương pháp thay thé để xây dựng đường cong IDF.
Ví dụ là phương pháp sử dụng các tính chất phân dang của mưa bao gồm việc đề xuất tỷ lệ bắt biển [13] khi ma tính chất tỷ lệ của moment thông kê mưa tại Nam Phi trong một khoảng chu kỳ từ 30 phút đến 1440 phút được đánh giá. $ và nnk (2004) [14] sử dụng công thức tính IDF vùng dé ước tính 8 lệ cho 46 trạm không có số liệu mưa tai Đài Loan. Mohymont B, Demarée G R (2005) [15] nghiên cứu sự thay đổi của các tính chất theo tỷ lệ từ 62 trạm mưa ở Thụy sĩ và Özger, M và nok (2010) [16] tập trung nghiên cứu vé tính chất tỷ lệ của mưa tại 43 trạm mưa ở Texas, Gin đây, các công thức tỷ lệ được đề xuất để kéo dài đường cong IDF từ IDF ngây tới IDF với bước thời gian thấp hơn dựa trên tính chất tỷ lệ.K (1990) (17) nghiên cứu khái niêm về tỷ lệ đơn giản và tỷ ệ phúc tạp để biểu thị đặc điểm của cấu trúc xác su của quả trình mưa. Koutsoyiannis và Foulfoula-Georgiu (1993) [18] sử dụng mô hình tỷ lệ để dự bảo để xây dựng phân bổ cường độ mưa theo thời gian Menabde et al.
(1999) cho rằng dựa trên các tính chất ty lệ có được do kinh nghiệm. «quan tắc và một vả giả thiết chung về him phân bổ tích lay của cường độ maa trung bình lớn nhất năm có thé xây dựng được các mỗi quan hệ IDF đơn giản. De Michele et ‘al. (2002) [19] phát triển đường cong IDF thiết kế cho các trận bio ở Milan (Italia); Yu, et al.
(2004) [14] phát triển các công thức IDF cho những khu vực không có trạm. quan trắc tại Đài loan. Molnar and Burlando (2005) [15] kiểm tra sự thay đổi của hệ số mũ tỷ l ti những khu vue núi Alpine, Thuy sỹ.(2007) [20] phát triển mỗi quan hệ cho khu vực không có quan trắc dựa trên lý thuyết ty lệ tại Nhật Bản. Molnar and Burlando (2008) [21] nghiên cứu sự khác biệt của các tinh ct Ất t lệ từ 62 trạm mưa tại Thụy Sỹ.
Acar, et al. (2008) [22] sử dung mô hình nhận thức nhiều lớp mạng. trí tuệ nhân tạo để đánh giá các đường quan hệ IDF với thời đoạn ngắn. Ceresseti (G011) 23] dựa trên quan điểm phân dạng để phân loi tinh chất các đường cong IDF tại Pháp.
Tinh chất tỷ lệ về các trận mưa cục đoạn vẫn chưa được nghiên cứu tại cộng hỏa Bennin, Mục tiêu của Ceresset Ii i) xác định tinh chất ỹ lệ của các trần ma cục đoán ti thung lũng Oueme i) thế lập trạng tái tỷ ệ của moment.) xây dựng các đường cong IDF cho các trận mưa thồi đoạn ngắn từ mưa ngày sử đụng phượng pháp ỷ 1 và so sánh với phương pháp kinh nghiệm, 1.12 Tại Việt Nam G Việt Nam, ngay từ những năm 1960, dang công thức lý luận đã được nghiên cứu và phát triển để sử dụng tính toán lũ thiết kế rong trường hợp không cổ ti liệu đo đạc dong chảy lũ, tiêu biểu là công thức cường độ giới hạn với giả thiết tần suất lũ trùng với tin suất mưa. Trong công thức này, lưu lượng định lũ thiết kể được tính toán thông ‘qua cường độ mưa trung bình thời đoạn lớn nhất thiết kể, Trong thực tế cường độ mưa và lượng mưa thiết kế được tính theo hai loại phương pháp sau: (0) Phương pháp giả tích: xây dựng công thức kinh nghiệm được phan ving theo lãnh thé và sử dụng các công thức này trong tính toán thiết đồ giải: phân tích quan hệ giữa mưa thời đoạn ngắn với mưa ngày để xây dựng các đường cong triết giảm mưa. Hiện nay trong tinh mưa thiết kế theo Quy phạm tính toán các đặc trưng thủy văn thiết kế (QP C6-77) của Việt Nam đã sử dụng đường cong tiết giảm mua yạy ~7 do A-lếch-xây-ep để nghị [24] và chia Việt Nam ra thành 15 phân vũng mưa rio, Vio củỗi thập niên 90 của thé ky trước, đ tải nghiên cứu "Xây đựng tập số liệu đặc trưng và tập atlat thủy văn sông ngồi Việt Nam” thuộc chương trình nghiễn cứu cắp nhà nước mang ma số 42A “Đánh giả điều kiện thiên nhiền và KTTV phục vụ sin xuất và quốc phòng, trọng tâm là phục vụ nông nghiệp” trên cơ sở số liệu quan trắc mua tự ghi và do mưa bằng thing trong thời kỳ quan ắc tính đến năm 1980 đã đưa r số liệu mưa ngày lớn nhất ứng với các tần suất 19 10%, 20% và 50% tại 121 trạm do 6 mưa trên phạm vi cả nước và cường độ mưa trung bình, lớn nhất. trung bình thời đoạn (10, 30, 60, 90, 120, 240, 480, 720, 1440 phút tại 83 trạm đo mưa trên phạm vi cả nước [25].
Nghiên cứu này đã phân chia Việt Nam thành 18 vùng mưa Ban đồ phân ving cường độ mưa ving đt liễn Việt Nam. Nguồn: với các công thức tính cường độ mưa lớn nhất trung bình thời đoạn cho từng vùng và hiện đang được sử dụng phổ biến ở Việt Nam. TRUNG QUỐC Hình 1-1 Bin đồ phân vùng cường độ mưa vùng đất liền Việt Nam. Nguồn: [25] Trong thời gian gin đây,việc nghiên cứu IDF tiếp tục được nghiên cứu cho một số khu vục ở Việt Nam.
Nghiên cứu của Nguyễn Văn Thắng [26] đã tiến hành dy dựng đường cong IDF cho 8 trạm khí tượng tại miễn Bắc Việt Nam, nghiên cứu của Lê Minh Nhật và mnk [27] đã nghiên cứu, tinh toán và đưa ra công thức tinh IDF cho một số tram thuộc khu vue đồng bằng sông Hồng Ngoài các công thức tính toán IDF được áp dung ở trong nước, các công thức tính được sử dung phổ biến ở nước ngoài cũng có thé áp dụng vào Việt Nam trên cơ sở cia “Thông tư số 40/2009/TT-BXD ngày 09 tháng 12 năm 2009 của Bộ Xây dựng và Quy định việc áp dụng tiêu chuẩn xây dựng nước ngoài trong hoạt động xây dựng ở Việt Nam, Trong Điều 6 của Thông tư đồ quy định *Người quyết định đẫu tr xem xóc quyết đình và chịu trách nhiện về việc dp dung tiêu chuẩn nước ngoài cho cúc hoạt động xây dưng do mình quản lý”, ‘Tom lại, IDF là công cụ được sử dụng phổ biển tại các nước trên thé iới cũng như Việt Nam phục vụ tính toán thủy văn thiết kế đặc biệt là dòng chây lũ thiết kế đối với các công trình thủy lợi, ti thoát nước, giao thông và các công trình liền quan đến tài nguyên nước (cống, kênh, hỗ, dap. IDF thường được biểu diễn ở ba dang: dang ‘bang tra (ở quy phạm C6-77), dang ban đồ phân bổ mưa (hoặc tham số công thức IDF theo từng vũng mưa, bản đồ phân vùng cường độ mira), dạng công thức tinh cường độ mua, Ở các nước tiên tiến trên thể giới có nguồn tài liệu đo mưa tự ghi thời đoạn ngắn. chất lượng tốt, IDF thưởng xuyên được nghiên cứu cập nhật để nâng cao độ tin cậy và thống nhất. Ở Việt Nam IDF được xây dựng dưới dạng bảng tra, bản đồ phân vùng mưa rio và công thúc ID (biễu diễn quan hệ giữa cường độ mưa và thời gian duy tr mua).