CHƯƠNG 1 TONG QUAN VE NGHIÊN CỨU TÍNH LŨ THIẾT KE CHO CÔNG TRÌNH GIAO THONG LAL Các nghiên cứu về anh lũ tide kế trên thế git Đồng chảy lũ là đặc trưng quan trọng trong tính toán thiết kế các công trình, bởi vậy tính toán lũ là một vấn đề đặc biệt được quan tâm nghiên cứu. Lũ thiết kế là trận lũ được sử dụng trong thiết kế công tình có trạng thái bắt lợi, độ lớn phụ thuộc vào cấp sông trình và được quy định bởi từng quốc gia. Lũ thiết kế bao gồm đình lũ, tổng lượng và quá trình i, Hiện nay, tinh lũ thiết kế phân thảnh hai nhóm: phương pháp trực iếp (phân tích thống kê xắc suất) và phương pháp gián tiếp (phân tích mưa và mặt đệm). Việc tính lũ thiết kế trải qua một quá trình dai nghiên cứu mang tính kế thửa và.
phát triển nhằm chính xác và hiện đại hóa phục vụ xây dựng các công trình an toin trong mùa mưa lũ đặc biệt trong điều kiện biển đổi khí hậu hiện tại. Một số nghiên cứ về lũ thiết kế điền hình có thể kể đến như; Chow (1964), Shaw [1] là cuồn số tay tính toán thủy văn có để cập đến phương pháp. tính toán lũ thiết kế phụ thuộc vào điện tích lưu vực và tình trạng số iệu: đối với lưu ‘vue lớn, đủ số liệu thì dùng phương pháp ngẫu nhiên (thống kê xác suit), đối với lưu vực nhỏ dùng phương pháp md hình quan hệ, đường lĩ đơn vị và quan hệ hưu lượng, với diện tích và thời gian ‘Chow, Maidment (1988) [2| là tải liệu cơ bản nhất có đề cập đến tính toán thủy văn và các đặc trưng thủy văn thiết ké như quá trình thu phóng, lựa chọn mưa thiết kế và xây dựng đường cong IDF, biểu đồ mưa thiết kế dạng đường cong tích lũy 24h, ước tính thai gian mưa giới hạn inh toán lượng mưa lồn nhất khả năng (PMF, các bản đồ đẳng trị mưa với các thời gian mưa, D = 5 - 60 phút hay 30 phút - 24h cho các thời kỳ lập lại T = 1 - 100 năm. Các phương pháp chuyển đổi mưa hiệu quả và xác định dòng chảy thiết kế gồm đinh lũ, tổng lượng và qua trình lũ thiết kế ding để thiết kế công trình thoát nước, mô phỏng vùng ngập lụt, thiết kế hỗ chứa, sử dụng và quản lý tài nguyên nước.
Đối với thoát nước, Chow cũng giới thiệu phương pháp tinh It cho hew vực vừa và nhỏ theo mô hình quan hệ với A là diện tích lưu vực, 1 là cường độ mea, C 1à hệ số ding chảy. Ngoài ra các đường là don vị cũng được dé cập sử dụng cho các shew vực vừa và nhỏi Vijay (2002) [3] trình bày các mô hình toán ứng dụng để tính lũ cho lưu vực lớn và các lưu vực nhỏ. Đối với các lưu vực nhỏ các mô hình ứng dụng trình bảy 15 mô hình đại diện trên toàn thể giới. VỀ lý thuyết cơ bản để xây dựng các mô hình đều là những kiến thức ứng dung từ các tải liệu của Chow hay Maidment.
Phin tính là thiết kế gồm tổng lượng lũ, dinh lũ, tin suất lũ, ác suất rủi ro với cúc phương pháp đề xuất như: Đường lũ đơn vi tức thời, mô hình Nash, mô hình Clark, đường lũ đơn vị SC , nd quy tuyển tính, phân tích thắng kê xác suất, mô hình toán, tính lũ tại vị trí không có s theo phương pháp hồi quy đa biến. "Ngoài các ti liệu cơ bản đã nêu, còn có rất nhiễu cúc tả liệu nghiên cứu liền quan đề sập đến các phương pháp tính lũ thiết kế trên thể giới. VE cơ bản, lý thuyết tập trung đồng chảy hay phương thúc chuyển đổi mưa hiệu quả vẫn như những tà liệu rên, tuy nhiên từ hai thập ky trở lại đây với sự phát triển vượt bậc của công nghệ máy tính, kỹ thuật viễn thám và GIS cho phép các nhà khoa học phân tích và thử nghiệm, cập nhật những công nghệ hiện đại nhằm chính xác hỏa các tham số mã các phương pháp trước đây chưa xây dựng được. Các nghiên cửu về nh lã thiết kế ở Việt Nam Một số các tả liệu điễn ình đề cập đến tính lũ thiết kể ở Việt Nam như: Quy phạm QP.TL €-6-77 (1977) [5] trình bảy phương pháp tỉnh toán các đặc trưng.
thủy văn cin thiết cho việc thiết kế các công trình thủy lợi trên các sông không bị ảnh hưởng của thủy tru ở Việt Nam. Các đặc trưng thy văn được hướng dẫn tính trong cquy phạm này bao gdm: lưu lượng bình quân năm, lưu lượng lớn nhất, lưu lượng nhỏi nh sự phân phối đồng chảy năm, các loại mye nước thiết kế và các thông số khác, Khi tính lũ phục vụ thiết kế các công trình trên sông trong trường hợp đủ số liệu thì tiến hành phân tích tin suất, trong trường hợp không có số liệu thì sử dung các công thức kinh nghiệm như: công thức Cường độ giới hạn cho lưu vực có diện tích nhỏ hơn 6 ết giảm và Xokolopxky cho lưu vực có. ích 100 km’, “Cho đến nay quy định về phương pháp tính la thiết kế vẫn chủ yếu dua trên quy phạm nay nên có một số bắt cập như các bang tra không được cập nhập; việc xác định một số thông số vẫn phụ thuộc vào kính nghiệm và chi quan của người tính toán Đỗ Cao Đàm và nnk (1990) [6] đã xuất bản cuốn Thủy văn công trình, trong tài liệu. 6 tình bày cích tính 1a thit ký, các phương pháp này chủ yết ing là các phương, pháp đã được đề cập trong QP-TL C - 6 - 77 Lê Đình Thành (1997) [7| đã nghiên cứu tim ra khả năng và điều kiện ứng dụng phương pháp tinh mưa lớn nhất khả năng (PMP) va lũ lớn nhất khả năng (PME), từ đó kiến nghị một tiêu chuẩn tính lũ thiết kế hợp lý hơn cho điều kiện Việt Nam.
Kết quả nghiên cứu đã đề cập một cách chỉ tiết đến các phương pháp cũng như tính lũ liên aan đến lũ ớn nhất khả năng, uy nhiên đối với công inh giao thông mức độ và tea chỉ cũng như tính chất của công trình nếu xét theo bài toán này cần phải có những nghiên cứu cụ thể hơn nữa trong tương lai Lê Văn Nghinh (2000) [8] đã biên soạn cuỗn Nguyễn lý Thủy văn. diy cũng là một tải liệu quan trong đề cập đến tỉnh toán các đặc trưng thiết kế như déng chảy năm, tháng, lũ, kiệt và mực nước thiết kế. Các phương pháp tính lũ thiết kế cũng bao gồm. các phương pháp nằm tong QP TL C - 6 T7.
Tuy nhiên, liệu chủ yết sập dén đồng chây thang và năm thiết kế phục vụ cho xây dựng và vận hành hỗ chứa. Bộ môn TV&TNN (2003) |9| đã biên soạn cuốn Thủy văn thiết kế, đây cũng là tài liệu quan trong dùng dé tính toán các đặc trưng thiết kế công trình. phương pháp và cách tiếp cận cũng dựa trên nền của QP.TL Phạm Ngọc Quý và nnk (2005) [10] đề nghiên cứu khoa học cấp Bộ: “Nghiên cứu cảnh báo dự báo lũ vượi thiết kể - Giải pháp tran sự cố” đã tiến hành xây dựng phần mềm tính lã thiết kể, Phin mém này cho phép tinh Ii theo tin suit thiết kế đựa vào các công thức kinh nghiệm trong QP-TL C - 6 - 7 nêu trên, phương pháp tinh lũ đơn vị SCS. tính lũ lớn nhất khả năng PME theo phương pháp thống kế của Hasteld, Tuy nhiên phin mềm này cũng chưa có sự cập nhập mới nào về bảng tra.
Ha Văn Khối và nnk (2012) [11] đã nhật và cho ái bản cuốn giáo trình Thủy văn công trình (ấn phẩm đầu. ên được xuất bản năm 1993) gầm 2 tập trong đó Tập 1 trình "bảy các phương pháp tính toán lũ thiết kế. Về cơ bản các phương pháp tính toán đều theo QP.TL C - 6 - 77, tuy nhiên cuốn giáo trình có cập nhập và giới thiệu thêm các kỹ thuật mới sử dụng trong tính toán lũ thiết kế như mô hình toán thủy văn bao gồm các mô hình thủy văn định tinh toán đồng chảy từ mưa, các mô hình lũ đơn vị, Ngô Lê Long và nnk (2015) [12] trong đề tài nghiên cứu khoa học cấp Nhà nước “Nel cứu cơ sở khoa học đề xuất các biển trong, biển đổi khí hậu, nước biển ding ở Việt Nam vả giải pháp phòng tránh, giảm nhẹ thiệt hại” đã tiến hành nghiên cứu và để xuất phương pháp tinh lũ thiết kế cho các công trình hồ chứa có xét tới tác động của biến đổi khí hậu. Nghiên cứu cũng đã xác lập được cơ sở khoa học và thực tiễn của các tiêu chuẩn thiết kế lũ được đề xuất trong điều kiện biến đổi khí hậu, nước bi ding ở nước ta dim bảo an toàn, an sinh xã hội.
Tổng quan tính lũ thiết kế cho công trình giao thong Việc tinh 10 phục vụ thiết kế các công trình giao thông trên thé giới được nhiề nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Qua tìm hiểu và phân tích c tải liệu liên quan, có t phân các phương pháp tính lũ thiết kế cho các công tình thoát nước trong giao thông nói chung thành hai nhóm chính: i) nhỏm các phương phip sử dung ở các made Nhật. phương Tây và Mỹ và i) nhôm các phương pháp sử dung ở các nước Đồng Âu, Nga và Việt Nam (hình 1.1), Thống kê xác suất Nhóm các Nhóm các >=< N xua K. Phân tích Nam Nga, nhàn hap, An độ Nhật Anh, Úc (Ha trons ) {van —) nhân Sam so M ben anmìh) phươ ng pháp Tông tan nh lòcho tên thểgạo CC Wat6BI—) ụ Tơ “ {methodJ 1.1 Các phương pháp tính la cho giao thông trên thé giới 12.
Tính ã thi kế ở các nước Nhập phương Tây và Mỹ +4) Các phương pháp tỉnh lồ thiết kể ở Nhật bản Tính lũ thiết kế ở Nhật được dé cập trong nl tả liệu tính toán thủy văn ở các hướng dẫn, quy phạm, quy chuẩn thế ke ing trình; một trong những tải liệu cơ bản mang tính pháp lý được sử dụng nhiễu cho ngành giao thông là: Hướng dẫn tính thủy văn thủy lực - Hướng dẫn vả tiêu chuẩn kỳ thuật cho các dự án thiết ké (phẩn kiểm soát 10) [13], [14]. Nội dung của tài liệu đề cập đến việc sử dụng phương pháp mô hình quan hệ cho những lưu vực có diện tích A < 20kmỶ (dùng đường cong IDF cho các vùng có sổ liệu mưa, trường hợp không có số liệu mưa thi có thể sử dụng tử vũng có điện ich A> 100km), Đối với các lưu vực A > 20km” ngoài phương pháp mô hình quan hệ côn. sử dụng đường lũ đơn vị và phương trình lượng trữ.