CHƯƠNG 1: TONG QUAN CÁC VAN ĐÈ NGHIÊN COU 1. Tổng quan tính toán ta thiết kế có xét đến BDKH Lit. Các phương pháp tink lũ thiết kế La thiết kế được định nghĩa là đường quá trình lũ hay lưu lượng đình lũ tức thời thu được ding để thiết kế một công trình thuỷ lợi hoặc chỉnh trị sông sau khi đã xem xét các yếu tổ chính trị, xã hội, kinh tế và thuỷ văn. Tính toán lũ thiết kế là một nội dung.
cquan trong trong thiết và thi công các công tình thủy nói chung trong đồ có đập vài hỗ ira, dé sông, đê biển. Kết quả tính toán lũ thiết kế sẽ quyết định quy mô công. trình và các thông của công trình có liên quan đến an toàn vùng ha du. Các đặc trưng lũ thiết kế được tính toán bao gồm lưu lượng đỉnh lũ Q,.
tổng lượng lũ thiết kế Woe vả đường quá trình lũ thiết kế (Q-1) pup “Các phương pháp tính toán lũ thiết kế có thé đưa ra đưới nhiều dạng khác nhau bao ồm: (a) các phương pháp thống kê, (b) các phương pháp tắt định và (e) các phương pháp kết hợp cả 2 nhóm phương pháp trên. a) Phương pháp thống ké tính toán lũ thiết kế bằng cách khớp một phân bồ tần suất lũ ác din lã thực đo, Nếu chuỗi quan trắc 1a đãi thì phương pháp này thường được sử dụng và được coi như là một "hương pháp chuẩn” trong việc tính toán tn suất lũ “Trong trường hợp không có chuỗi quan trắc lũ thì phân bổ tần suất lũ có thể được lấy bằng cích sử dụng các phương pháp phân ving mưa (ưu vực tương ty). Hạn chế lớn nhất của phương pháp thống kê này là can phải có ch liệu lũ quan trắc đài đại biểu. Các sai số lớn có thé xảy ra khi các chuỗi đo ngắn và cần phải được ngoại suy để rước tính lũ có tần suất nhỏ.
Ð) Các phương pháp tắt định lựa chọn một trận mưa thiết kể từ đường IDF (cường độ. thời đoạn và tin suit) với thời đoạn xác định. Trận mưa này sẽ là dầu vào cho mô hình đồng chảy để tính đường quá trình lũ thiết kế, Thời khoảng của trận mưa bị thay đổi vì thé trận mưa nào cho đình lũ lớn nhất thường được xem xét lựa chọn. Ưu diém chính của cách tiếp cận này là dé dàng thực hiện và xem xét được các quá trình của lưu vực.
“Các quá trình này chính là quá trình vật lý chuyển đổi từ mưa sang dong chảy và nó da tên yêu tổ sau: việc lựa chọn biễu đổ mưa thiết k (hình dang và thôi khoảng). sự 3 tương tự giữa thời ky lập ại mưa và đồng chiy và lựa chọn điều kiện âm của đất trước trân mưa. Phương pháp thường ding nhất là sử dụng đường quá trình lũ đơn vị tính toán từ đường mưa hiệu quả thiết kế. Các đường lũ đơn vị thường dùng là đường đơn vị tổng hợp SCS, Snyder.
Hoặc phương pháp khác là sử dụng các công thức kinh nghiệm trong trường hợp không có tài liệu đo dòng chảy, như ở Mỹ thì sử dung công thức quan hệ Q = CIA để tính toán lưu lượng đình lũ ©) Các cách tiếp cận khác là sự kết hợp giữa các phương pháp thống ké và phương. pháp tắt định. Eagleson (1972) đi hop giữa hàm mật độ xác hàm phản ứng lưu vực để thủ được phân bổ thn suất lũ. Do sự phát trién của khoa học máy tinh, cách tiếp cận này được phát triển mạnh va gid thường được ứng dụng bằng cách kết hợp giữa việc sinh chuỗi mưa ngẫu nhiên dài (sử dụng các mô hình sinh chuỗi ngẫu nhiên như Monte Carlo) với các mô hình liên tục mưa - dòng chảy để tạo ra chuỗi đồng chảy có thể dùng trong việc phân ch tin sĩ lũ.
Trái ngược với phương pháp tính lũ tiết kế dựatrên lũ thực đo, phương pháp mô phỏng liê tục này có lợi thế là không cẩn phái giá thiết v thời kỳ lặp lại của lượng mưa thiết kể, thời đoạn và cường độ của nó cũng như độ ẩm kỳ trước của đất. Nhược điểm của phương pháp có thể là mắt nhiễu thời gian tính toán cũng như mô hình mưa khá phức tap, Ngoài ra, một số quốc gi phát én dang đăng đ là sử dụng lũ được gọi a1 lớn nhất khả năng - lũ cục han (PME) được định nghĩa la lũ lớn nhất xây ra do sự kết hợp của các yếu tố khí tượng thuỷ văn cực đoan cho một vùng cụthể, hay nói cách khác không có trận lũ nào lớn hơn trận lũ này có thể xảy ra ở vùng nghiên cứu. Phương pháp tỉnh là PMF cỏ th tạm chia thành 2 dang chính là phương pháp thông kế và phương pháp tất định. Phương pháp thống ké được tính toán dựa tn việc cực đại hoá các thông số gây mưa lũ bằng cách phân tích chuỗi thực đo trong quá khứ.
Phương pháp tất định thường được sứ dụng để tính toán lũ PMF thông qua lượng mưa lớn khả năng PMP. Phương pháp này đồi hỏi rất nhiều tà liệu, số liệu liên quan về khí tượng và thuỷ văn. Đường quá trình lũ thiết kế là quá trình thủy văn đáp ứng tiêu chuẩn thiết kế để đảm bảo an toàn cho công trình. Tiêu chuẩn lũ thiết kế cho hỗ chứa dựa trên việc tính toán lũ ogc hạn (PME) hay lĩ ứng với một tần uất nào đó 1.
Tong quan tính taán lũ thiết ké có xét đến biển đổi khí hậu 1. Cúc nghiên cứu trên thể giới Lượng mưa và đồng chảy là hai yếu tổ quan trọng hình thành nên dòng chảy lũ. Các dự án biển đổi khí hậu (IPCC, 2007) chi ra rằng biển đổi khí hậu làm thay đổi cả chế độ thủy văn ở nhiễu vùng rên thé giới. Trong những năm gin đây, việc nghiên cứu sự thay đổi chế độ thủy văn trên toàn cầu, vùng hay khu vực đưới tác động của biển đổi Khí hậu toàn cầu đang được sự quan tâm chú ý của rt nhỉ nhà khoa học.
Feyen (2008) đã đánh giá tác động của biển đổi khí hậu đến hiểm họa 10.6 châu Âu trong tương lai, Nghiên cứu đã sử dụng mô hình HIRHAM để mô phỏng. khí hậu vùng với độ phân giải ngang 12 km làm đầu vào cho mô hình thủy văn LISFLOOD nhằm tính toán tần suất của các giá trị lưu lượng cực đoan. Kết quả cho. thấy vào cudi thể ký này với ch bản phác thải A2 các giá bị lưu lượng cực đoan ở nhiều sông suối Châu Âu sẽ tăng cả tin số lẫn độ lớn.
Một số con sông đặc biệt là ở phía Tây và một phần của Đông Âu, ác trận là ứng với độ lip lại N=100 năm sẽ giảm xuống còn 50 năm, © Nauy, tính toán lại lũ thiết kế được yêu cầu phải cập nhật sau mỗi 15-20 năm để đảm bảo an toàn đập (OED, 2009). Tác động của BĐKH cũng được xem xét trong bài toán phân tich rủi ro do lũ. BĐKH bing cách sử dụng phương pháp mưa ~ dong chảy để phân tích. Kết quả biến đổi được chin thành các mức độ thay đổi 04, 209, 40%.
Một số vùng của Na Uy được dự báo là có sự suy giảm về đồng cha lũ, thi mức độ thay đối được đề xuất là 0%. Một số vàng khác tính toán cho t ưu lượng đính là thiết kế có thể gia tăng thêm 20-40% Hyun-Han Kwon và cộng sự (2011) đã ng én cứu đánh gi lại lũ thất kế có xét đến biến đổi khí hậu. Nghiên cứu đã sử dụng mô hình đa biển ngẫu nhiên về trang thái thời tiết như là một mô hình tần suất điều kiện nhằm mô phỏng lượng mưa. Một tin đề quan trong của nghiên cứu là các đặc trưng khí hậu thuộc vùng rộng lớn sẽ biển đổi liên tục từ năm này sang năm khác trong việc đánh giá tn suất mưa.
Việc đánh gi tính bắt định của biến đổi khí hậu là cần thiết để kiểm tra độ tin cậy của kết quả trong nghiên cứu này. Nghiên cửu cing ấp dụng chuỗi Bayesian Markov dé đảnh giá độ âm đắt trong mô hình mưa đồng chảy, Nghiên cứu đã ứng dụng tính toán thử nghiệm cho đập Soyang ở Hàn Quốc. den Besten (2012) đã đưa ra phương pháp tiếp cận đánh, gid tác động của biến đổi khí hậu đối với lũ thủy văn trong đỏ sử dụng một chuỗi liên. kết các mô hình khác nhau.
Bắt đầu từ việc phân tích biển đổi khí hậu dựa tên việc mô phỏng tỷ lệ lớn bằng việc sử dụng mô hình khí lâu toàn cầu (GCM), Để mô hình hóa cho tương lai, các GCM đã được chạy với các kịch bản phát thải tương ứng với các lựa chọn khác nhau về mức độ phát thải khí nhà kính do phát triển xã hội và công nghệ ở thé ky 21. Kết quả đầu ra của mô hình sẽ được downscale về các 6 lưới có độ phân giải lớn hơn (ví dụ: 25 x 25 hoặc 55 x 55 km) bằng mô hình khí hậu khu vực (RCMS) trước khi phân tích tác động ở quy mô khu vực, Một số quốc gia khác ở Châu Au như Thuy Điễn, Hà Lan cũng xem xét ác động của BDKH tới lũ thiết kế trong an toàn đập. Kết quả phân tích cho thấy, sẽ xuất hiện nhiều trận lũ cục tị hơn trong tương lai, Veijalaineh và Vehvilainen (2008) cũng khảo sát túc động của BĐKH tới rủi ro cho đập ở Phần Lan. Lũ thiết kế được tính toán tử mưa thực đo trong 40 năm, và BDKH không tác động nhiều tới lũ thiết kế cho Phan Lan.
Graham và nnk (2007) khảo sắt các tác động của BĐKH tới thuỷ văn ở vùng Bắc Âu sử dung 15 mô hình khí hậu khác nhau, Kết qua cho thấy, nhìn chung dòng chảy trên sông ting nhiều hơn, đồng chảy là sớm xuất hiện sớm hơn, và đồng thai công lim tăng tiềm năng thuỷ điện. 6 Đan Mạch, Thodzen (2007) cho thấy tác động của BDKH ở 5 sông chính ở Ban Mạch cho giai đoạn 2071 = 100 sử dụng mô hình mưa dòng cháy. thì cho thấy lũ thiết kế 100 năm (ứng với tn suất 1%) có khả năng tăng thêm 11%. nghiên cứu cho thấy lũ 50 năm có khả năng tăng thêm 50%, trong khí độ lặp lại lớn hơn, Key và nnk (2006) mô phòng đồng chảy từ mô hình RCM HadRM3 cho thầy lưu lượng đình ta ở một số lưu vực phía nam và đông của nước Anh giảm, mặc dit lưu lượng lũ mùa đông có tăng thêm.
Cúc lưu vực khác phía Bắc hoặc Tây thì lưu lượng dinh lũ lại gia tang, một số trường hợp côn tăng nhiều. Lehner và nnk (2006) chỉ ra ring một số vùng phía Nam và Đông Nam Châu Âu thì có sự gia tăng đảng kế về vin sé lũ.