NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THAM SỐ VỀ MƯA GÓP PHẦN HOÀN THIỆN CÔNG THỨC TÍNH LƯU LƯỢNG THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH THOÁT NƯỚC NHỎ TRÊN ĐƯỜNG TRONG ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU VIỆT NAM

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THAM SỐ VỀ MƯA GÓP PHẦN HOÀN THIỆN CÔNG THỨC TÍNH LƯU LƯỢNG THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH THOÁT NƯỚC NHỎTRÊN ĐƯỜNG TRONG ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU VIỆT NAM1 LỜI MỞ ĐẦU I. PHẦN MỞ ĐẦU 1.GIỚI THIỆU VỀ LUẬN ÁN Luận án đề xuất phương pháp đánh giá hiệu quả đầu tư giao thông đường b ộ v ề m ặt kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu và có sử dụng kinh tế lượng vào đánh giá hi ệu qu ả đ ầu t ư giao thông đường bộ về mặt kinh tế xã hội trên địa bàn khu vực duyên hải Nam Trung Bộ. Luận án phân tích, đánh giá thực trạng hiệu quả về mặt kinh tế xã hội của đầu t ư phát triển hệ thống giao thông đường bộ khu vực duyên hải Nam Trung Bộ nhằm đ ề xuất một số giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả đầu tư về mặt kinh tế xã h ội c ủa giao thông đ ường b ộ trong khu vực duyên hải Nam Trung Bộ. 2. SỰ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI Nguyễn Anh Tuấn NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THAM SỐ VỀ MƯA GÓP PHẦN HOÀN THIỆN CÔNG THỨC TÍNH LƯU LƯỢNG THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH THOÁT NƯỚC NHỎ TRÊN ĐƯỜNG TRONG ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU VIỆT NAM Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố Mã số: 62.58.30.01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội, 2014 - 2 - PHẦN MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề nghiên cứu. Ngày nay, mạng lưới giao thông ngày càng mở rộng, khu đô thị, khu công nghiệp phát triển với tốc độ nhanh. Chúng đòi hỏi có công thức tính toán lưu lượng thiết kế cho công trình thoát nước nhỏ đơn giản, dễ tính toán và có độ chính xác chấp nhận được. Trong những thập kỷ gần đây, Việt Nam bị ảnh hưởng nghiêm trọng của hiện tượng biến đổi khí hậu, làm gia tăng các hiện tượng khí hậu cực đoan, ảnh hưởng đến chế độ mưa ở nước ta. Do vậy ảnh hưởng đến các thông số về mưa sử dụng trong tính toán lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường Q p . Việc sử dụng các thành quả nghiên cứu các dữ liệu về mưa trước đây trong tính toán Q p trở nên giảm độ tin cậy, bị sai số lớn, gây phát sinh các hư hỏng cho công trình, đình trệ giao thông, tăng chi phí duy tu sửa chữa, ảnh hưởng đến môi sinh, . . . Điều này thấy rất rõ ngoài thực tiễn như: hiện tượng hư hỏng các công trình thoát nước nhỏ trên đường do mưa lũ ngày một gia tăng, hư hỏng có thể xuất hiện ngay sau khi hoặc chỉ sau một vài năm đưa tuyến đường vào sử dụng; hiện tượng tích nước ở thượng lưu làm ngập úng ruộng đồng, làng mạc ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp thường hay xảy ra ở miền Trung hiện nay sau khi xây dựng xong các con đường; hiện tượng ngập úng đường phố sau các cơn mưa lớn ở một số đô thị của nước ta gây khó khăn, xáo trộn sinh hoạt và sản xuất, . . . Rõ ràng, còn có vấn đề tồn tại, nổi lên là vấn đề xác định các tham số về mưa trong công thức tính Q p công trình thoát nước nhỏ trên đường ở nước ta hiện nay. Từ những đòi hỏi cấp thiết như trên, luận án được chọn nghiên cứu. 2. Mục tiêu nghiên cứu. - Nghiên cứu lý thuyết, phân tích được bản chất, đề xuất được nguyên tắc, phương pháp, công thức xác định các tham số về mưa dùng trong các công thức tính toán lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường trong điều kiện Việt Nam. - Vận dụng vào thực tiễn: trước mắt, do chưa có đủ điều kiện nên đặt mục tiêu xác định giá trị cụ thể các tham số về mưa cho 12 trạm khí tượng điển hình chọn nghiên cứu, các giá trị này được kiến nghị tham khảo sử dụng vào thực tế hiện nay trong tính toán lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường ở những khu vực này của nước ta. - 3 - 3. Nội dung nghiên cứu. - Luận án tập trung nghiên cứu và giải quyết thông số về mưa. Đây là thông số quyết định, quan trọng, bất định nhất trong tính toán Q p công trình thoát nước nhỏ trên đường, hoàn toàn phụ thuộc vào đặc trưng khí hậu của riêng Việt Nam. Các tham số về mưa nghiên cứu xác định là: +) Nghiên cứu xác định lượng mưa ngày tính toán H n,p theo tần suất thiết kế phù hợp với đặc điểm diễn biến thời tiết ở nước ta hiện nay. +) Nghiên cứu xác định hệ số đặc trưng hình dạng cơn mưa Ψ T và vấn đề phân vùng mưa phù hợp đối với yêu cầu tính toán lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường ở Việt Nam. +) Nghiên cứu xác định tham số cường độ mưa tính toán a T,p ứng với thời gian tập trung nước tính toán và tần suất thiết kế. Thông số cường độ mưa tính toán a T,p là tham số ảnh hưởng tổng hợp trong tính toán lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường. - Trên đây đều là các tham số về mưa được sử dụng trong các công thức tính toán lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường. 4. Phương pháp nghiên cứu. Phân tích thống kê là phương pháp chính được sử dụng trong luận án. 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. - Nghiên cứu đặc điểm biến đổi của mưa, góp phần làm sáng tỏ hơn tình trạng bất thường của sự biến đổi của mưa trên lãnh thổ Việt Nam trong những thập kỷ gần đây. Thấy được tính cấp thiết phải hiệu chỉnh hoặc dần thay thế mới cơ sở dữ liệu về mưa phù hợp với các diễn biến thời tiết chịu tác động của hiện tượng BĐKH; kiến nghị giải pháp chủ động ứng phó với hiện tượng biến đổi cực đoan về mưa trong tính toán thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường ở nước ta hiện nay. - Nghiên cứu xác định các tham số về mưa (lượng mưa ngày tính toán H n,p , cường độ mưa tính toán a T,p , phân vùng mưa hợp lý và các đặc trưng khác về mưa: Ψ T , S p , A, B, m, α) phù hợp với điều kiện khí hậu Việt Nam dùng trong các công thức tính Q p công trình thoát nước nhỏ trên đường. Một vài tham số mưa nghiên cứu xác định trong luận án (như tham số lượng mưa ngày tính toán H n,p , hệ số đặc trưng hình dạng cơn mưa Ψ T ) còn được sử dụng trong công thức Sôkôlôpsky tính lưu lượng thiết kế cho lưu vực vừa và lớn; sử dụng trong tính toán mưa rào – dòng chảy bằng mô hình NAM - MIKE cho kết quả tin cậy. - 4 - - Trạm đo mưa ở nước ta thì nhiều nhưng phần lớn là đo lượng mưa ngày, ít trạm đo mưa tự ghi do vậy khi phương pháp xác định trực tiếp tham số cường độ mưa tính toán dựa vào số liệu đo mưa tự ghi thực tế chưa được phổ biến thì việc nghiên cứu xây dựng các công thức thực nghiệm tính gián tiếp cường độ mưa tính toán a T,p trong luận án; vấn đề chuyển lượng mưa ngày tính toán H n,p thành lượng mưa tính toán từng thời khoảng ngắn H T,p là rất cần thiết đối với tính toán lưu lượng đỉnh lũ thiết kế của lưu vực công trình thoát nước trên đường Việt Nam. - Để quy hoạch phòng lũ tốt thì vấn đề trước tiên yêu cầu là phân vùng mưa lũ hợp lý, phù hợp với đặc điểm mưa của từng vùng. Luận án đã nghiên cứu đề xuất tiêu chí, phương pháp phân vùng mưa phục vụ cho việc xây dựng bản đồ phân vùng mưa hợp lý với tỷ lệ lớn, phù hợp đối với yêu cầu tính toán lưu lượng lũ lưu vực nhỏ của công trình thoát nước nhỏ trên đường ở Việt Nam. - Luận án xác lập được giá trị cụ thể các tham số về mưa, như: lượng mưa ngày tính toán H n,p theo tần suất thiết kế, hệ số đặc trưng hình dạng cơn mưa Ψ T , sức mưa S p , hệ số vùng khí hậu A, B, hệ số hình dạng cơn mưa m, hệ số hồi quy của vùng khí hậu α, cường độ mưa chuẩn a To,p dùng trong 7 công thức thực nghiệm mà luận án nghiên cứu, phát triển để tính cường độ mưa tính toán a T,p ứng với thời gian tập trung nước tính toán và tần suất thiết kế, cho 12 trạm khí tượng điển hình chọn nghiên cứu là các trạm: Tx.Mường Lay-T.Điện Biên, Tp.Tuyên Quang, Tp.Lạng Sơn, Láng-HN, Hà Đông-HN, Tx.Sơn Tây-HN, Tp.Vinh, Tp.Đồng Hới, Tp.Đà Nẵng, Tp.Nha Trang, Tp.Buôn Ma Thuột, Tp.Cần Thơ, với số liệu đo mưa thực tế từ năm 1960 - 2010, kiến nghị tham khảo sử dụng vào thực tiễn tính toán lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường hiện nay ở những khu vực này của nước ta. - Luận án cũng góp phần làm phong phú thêm các kiến thức trong việc xác định các tham số về mưa sử dụng trong tính toán lưu lượng đỉnh lũ thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường. 6. Những đóng góp mới của luận án. - Xác định được các giá trị lượng mưa ngày tính toán H n,p theo tần suất thiết kế ở 12 trạm khí tượng chọn nghiên cứu trên cơ sở chuỗi số liệu đo mưa thực tế dài, từ năm 1960 - 2010, trong đó thời gian cuối được cho là ứng với bối cảnh mới có sự tác động của hiện tượng BĐKH, ứng - 5 - dụng để tính toán lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường theo tiêu chuẩn thiết kế hiện hành TCVN9845:2013 [5] hay sử dụng trong công thức Sôkôlôpsky tính lưu lượng thiết kế cho lưu vực vừa và lớn (ở những khu vực có các trạm khí tượng này). - Xác định được các giá trị hệ số đặc trưng hình dạng cơn mưa Ψ T cho khu vực 12 trạm khí tượng nghiên cứu với thời kỳ đo mưa từ năm 1960 - 2010, dùng để tính cường độ mưa tính toán ứng với thời gian tập trung nước của lưu vực và tần suất thiết kế sử dụng trong tiêu chuẩn TCVN9845:2013 [5] tính lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường. Đồng thời nó là tham số quan trọng dùng để tính chuyển từ lượng mưa ngày tính toán H n,p sang lượng mưa tính toán từng thời khoảng ngắn H T,p dùng trong công thức Sôkôlôpsky tính lưu lượng thiết kế cho lưu vực vừa và lớn, trong tính toán mưa rào - dòng chảy bằng mô hình NAM - MIKE cho kết quả tin cậy. Ngoài ra hệ số đặc trưng hình dạng cơn mưa Ψ T còn có thể được dùng làm tiêu chí để phân vùng mưa. - Tổng kết và nghiên cứu cải tiến thành 7 dạng công thức thực nghiệm tính tham số cường độ mưa tính toán a T,p ứng với thời gian tập trung nước của lưu vực và tần suất thiết kế dùng để tính lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường tương ứng với các điều kiện khác nhau về dữ liệu mưa hiện có ở vùng thiết kế, trong đó có 3 dạng là công thức cải tiến mới của luận án, các công thức còn lại các hệ số trong công thức được luận án xây dựng mới cho khu vực 12 trạm khí tượng chọn nghiên cứu với thời kỳ đo mưa từ năm 1960 - 2010. Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Các nghiên cứu liên quan trong và ngoài nước. 1.1.1. Cơ sở lý thuyết của công thức xác định lưu lượng cực đại dòng chảy lũ do mưa trên lưu vực [32]. - Công thức cường độ giới hạn xác định lưu lượng đỉnh lũ thiết kế được rút ra từ công thức căn nguyên dòng chảy nổi tiếng mà cơ sở của nó là lý thuyết tập trung nước từ lưu vực. Lý thuyết này đầu tiên được các nhà bác học Liên Xô (cũ) phân tích, nghiên cứu (N.E. Đôngôv, M.E. Velikanov và M.M. Prôtôđiakônov) và hiện nay nó được sử dụng rộng rãi trên thế giới trong lĩnh vực tính toán thủy văn. Các giả thiết là. +) Lưu vực có dạng đều, ở giữa là lòng sông suối. - 6 - +) Mưa và tổn thất phân bố đồng đều trên toàn lưu vực và có cường độ không thay đổi trong thời gian tính toán. +) Coi tần suất mưa sinh dòng chảy lũ bằng tần suất dòng chảy lũ. - Bằng việc phân tích quy luật nước chảy từ các sườn dốc lưu vực về công trình thoát nước, các tác giả của lý thuyết tập trung nước từ lưu vực đã rút ra công thức xác định lưu lượng cực đại của dòng chảy lũ thiết kế. FaKQ pp , τ ϕ = (1.1) Trong đó: Q p là lưu lượng thiết kế ở tần suất p; F là diện tích lưu vực ϕ là hệ số dòng chảy, xét đến lượng nước mưa bị tổn thất a τ ,p là cường độ mưa tính toán ở thời gian tập trung nước τ của lưu vực và tần suất p. Chính là cường độ mưa trung bình lớn nhất trong thời gian tập trung nước τ và tần suất p K là hệ số chuyển đổi đơn vị khi các đại lượng trong công thức không tính ở cùng đơn vị. K = 16.67 khi Q p tính bằng m 3 /s, a τ ,p tính bằng mm/ph, F tính bằng km 2 . - Công thức (1.1) là công thức cơ bản. Từ công thức cơ bản (1.1), rất nhiều các tác giả đã nghiên cứu áp dụng và hoàn chỉnh cho phù hợp với điều kiện thực tế về quy luật phân bố cường độ mưa, điều kiện nước chảy trên các lưu vực tự nhiên. 1.1.2. Các công thức xác định lưu lượng thiết kế cho công trình thoát nước nhỏ trên đường ở một số nước trên thế giới và ở Việt Nam. 1.1.2.1. Ở một số nước trên thế giới: các nước có nền khoa học phát triển như Anh, Mỹ, Pháp, Nga, Nhật Bản, Trung Quốc, . . . đều sử dụng công thức cường độ giới hạn dạng (1.1) để xác định lưu lượng thiết kế Q p cho công trình thoát nước nhỏ trên đường. 1.1.2.2. Các công thức xác định lưu lượng thiết kế cho công trình thoát nước nhỏ trên đường ở Việt Nam. - Công thức cường độ giới hạn của TCVN9845:2013 Tính toán các đặc trưng dòng chảy lũ [5]: áp dụng cho lưu vực có F ≤ 100 km 2 . 1, δϕ FHAQ pnpp = (1.9) Trong đó: A p là mô đuyn dòng chảy đỉnh lũ tương đối ở tần suất p A p = 16.67Ψ τ / τ H n,p là lượng mưa ngày tính toán ở tần suất p δ 1 là hệ số xét đến ảnh hưởng của ao hồ, đầm lầy. - 7 - - Công thức cường độ giới hạn của Đại học Xây Dựng Hà Nội (Công thức do GS.TSKH Nguyễn Xuân Trục đề xuất sử dụng) [3], [32]. Các công trình thoát nước nhỏ trên đường ở nước ta thường có diện tích lưu vực nhỏ (thường dưới 1 km 2 đến một vài km 2 ) nên thời gian tập trung nước τ ngắn. Chính vì vậy việc tính Q p dựa vào thông số cường độ mưa có thời gian mưa tính toán ngắn nhưng cường độ mưa lớn sẽ chính xác hơn so với việc sử dụng thông số lượng mưa ngày như trong công thức (1.9) của tiêu chuẩn thiết kế [5]. Trên quan điểm đó, từ những năm 1980, GS.TSKH Nguyễn Xuân Trục đã đề xuất sử dụng công thức (1.10) sau đây để tính lưu lượng thiết kế Q p cho công trình thoát nước nhỏ trên đường với diện tích lưu vực F ≤ 30 km 2 ở Việt Nam. 1, 67.16 δφϕ τ FaQ pp = (1.10) Với: φ hệ số triết giảm lưu lượng dòng chảy phụ thuộc diện tích lưu vực. - Công thức cường độ giới hạn sử dụng trong tính toán thoát nước đường đô thị theo tiêu chuẩn thiết kế TCVN7957:2008 [8]. FqCQ pp , τ = (1.11) Với: C là hệ số dòng chảy, phụ thuộc vào tính chất bề mặt lưu vực và p q τ ,p là mô đuyn dòng chảy mưa hay cường độ mưa theo thể tích tính toán ứng với thời gian tập trung nước τ và tần suất thiết kế p q τ ,p = 166.67a τ ,p Ở đây: q τ ,p tính là lít/s/ha, a τ ,p tính là mm/ph. 1.1.2.3. Công thức Sôkôlôpsky [3], [15], [32]. Đây thuộc loại công thức thể tích, được sử dụng để tính lưu lượng công trình thoát nước trên đường với diện tích lưu vực F >100 km 2 . 0 0, )(278.0 QFf t HH Q l p p + − = δϕ τ (1.12) Với: H τ ,p là lượng mưa tính toán ở thời gian tập trung nước τ của lưu vực và tần suất p. Chính là lượng mưa lớn nhất trong thời gian tập trung nước τ và tần suất p (mm) H 0 là lớp nước mưa tổn thất ban đầu (mm) f là hệ số hình dạng lũ , t l là thời gian lũ lên (h) δ là hệ số xét đến ảnh hưởng giảm nhỏ lưu lượng của ao hồ, đầm lầy và rừng cây trên lưu vực - 8 - Q 0 là lưu lượng nước trong sông trước khi có lũ (m 3 /s). 1.1.3. Vấn đề xác định các tham số về mưa trong các công thức tính lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường. Các tham số về mưa trong các công thức tính lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường là: Lượng mưa ngày tính toán H n,p ở tần suất thiết kế p; Hệ số đặc trưng hình dạng cơn mưa Ψ T và vấn đề phân vùng mưa; Cường độ mưa tính toán a τ ,p ở thời gian tập trung nước τ và tần suất thiết kế p. 1.1.3.1. Lượng mưa ngày tính toán H n,p . - Lượng mưa ngày tính toán H n,p được xác định theo phương pháp phân tích thống kê trên cơ sở chuỗi số liệu đo lượng mưa ngày thực tế nhiều năm liên tục tại các trạm đo mưa ở khu vực thiết kế công trình. - Tính đến nay, cơ sở dữ liệu về H n,p đầy đủ nhất ở nước ta được thành lập năm 1987 trong tiêu chuẩn thiết kế TCVN9845:2013 [5], cho 589 điểm đo mưa trên toàn quốc với các mức tần suất p = 1%, 2%, 4%, 10%, 25%, 50%. Từ đó đến nay đã trải qua trên 25 năm, chế độ mưa ở nước ta đã bị thay đổi, chịu ảnh hưởng của hiện tượng BĐKH nên cơ sở dữ liệu này đến nay đã kém chính xác. 1.1.3.2. Hệ số đặc trưng hình dạng cơn mưa Ψ T và phân vùng mưa. - Tính đến nay ở nước ta đã có một số công trình phân vùng mưa và xây dựng hệ số Ψ T ∼ T cho từng vùng mưa. Các công trình phân vùng mưa này đều phân khu theo kiểu cường độ mưa, tức chỉ chú ý đến quan hệ triết giảm cường độ mưa theo thời khoảng tính toán a T ∼ T. Như phân vùng mưa năm 1977 của quy phạm thủy lợi QP.TL.C-6-77 [7] phân miền Bắc thành 10 vùng mưa; phân vùng mưa năm 1980 của Hoàng Minh Tuyển phân toàn bộ lãnh thổ Việt Nam thành 15 vùng mưa [60]; phân vùng mưa năm năm 1991 của Hoàng Niêm và Đỗ Đình Khôi chia toàn toàn quốc thành 18 vùng mưa. Năm 1993, TS Trịnh Nhân Sâm cũng phân toàn lãnh thổ thành 18 vùng mưa như trên nhưng giá trị hệ số Ψ T xác lập ở các vùng mưa có khác đi chút ít [29], [40]. Kết quả phân vùng mưa năm 1993 được đưa vào trong tiêu chuẩn thiết kế TCVN9845:2010 [5] hiện đang dùng để tính Q p cho công trình thoát nước trên đường. - Như vậy qua thời kỳ các năm, chế độ mưa ở nước ta bị thay đổi dẫn đến việc phân vùng mưa cũng được hiệu chỉnh cho phù hợp, giá trị hệ số - 9 - đặc trưng hình dạng cơn mưa Ψ T ở các vùng mưa cũng được hiệu chỉnh, xác lập lại cho phù hợp. 1.1.3.3. Xác định cường độ mưa tính toán a T,p : có các hướng sau đây. - Tính trực tiếp a T,p : trên cơ sở có đủ số liệu quan trắc đo mưa tự ghi thực tế tại các trạm khí tượng, dùng phương pháp phân tích thống kê tính ra giá trị cường độ mưa tính toán a T,p ở thời đoạn mưa tính toán T và tần suất thiết kế p. Trong tính toán lưu lượng công trình thoát nước, thời đoạn mưa tính toán T lấy bằng thời gian tập trung nước τ của lưu vực. - Xác định cường độ mưa tính toán a T,p dựa vào lượng mưa ngày tính toán H n,p và hệ số đặc trưng hình dạng cơn mưa Ψ T . pn T pT H T a ,, . Ψ = (1.14) Phương pháp này do Alêchxâyep đề xuất. Nó đang được sử dụng ở Việt Nam để tính Q p trong tiêu chuẩn thiết kế TCVN9845:2013 [5]. - Xây dựng các công thức thực nghiệm để tính a T,p . Các công thức thực nghiệm được xây dựng đều dựa vào đặc trưng sức mưa S và hệ số hình dạng cơn mưa m để xác định cường độ mưa tính toán a T,p . Dạng công thức cơ bản là: a T,p = S p / T m = (A + B.lgN) / T m . Từ dạng công thức cơ bản này đã phát triển ra rất nhiều dạng công thức thực nghiệm khác để phù hợp với điều kiện khí hậu ở từng nước, như các công thức của Mỹ, Ấn Độ, Nga, Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, Indonesia, Malaysia, . . . Trong các công thức này so với dạng công thức cơ bản trên có thể thêm vào hoặc bớt đi một vài hệ số hồi quy. Ở Việt Nam cũng đã có nhiều nghiên cứu để phù hợp với điều kiện khí hậu ở nước ta, điển hình như: ./ Nghiên cứu của GS.TSKH Nguyễn Xuân Trục năm 1980 cho 18 trạm khí tượng: m pT T NBA a lg. , + = ./ Nghiên cứu của TS.Trần Hữu Uyển năm 1973 cho 34 trạm khí tượng: mk pT NbT NBA a ).( lg. , + + = ./ Nghiên cứu của TS.Trần Việt Liễn năm 1979 cho 47 trạm khí tượng: m pT bT NBA a )( lg. , + + = - 10 - ./ Nghiên cứu của GS.TS Ngô Đình Tuấn năm 1980 cho 10 trạm khí tượng: m T ppT eaa − = . max,, 1.1.4. Nghiên cứu, phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến tính toán lưu lượng lũ thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường. - Các nhân tố ảnh hưởng đến dòng chảy lũ của lưu vực nhỏ của công trình thoát nước nhỏ trên đường có thể chia làm 3 loại là: Điều kiện khí hậu, mà cụ thể là mưa; Các yếu tố mặt đệm; Tác động của các hoạt động kinh tế - xã hội của con người. +) Trong điều kiện khí hậu ở nước ta thì mưa là nhân tố ảnh hưởng trực tiếp đến dòng chảy lũ của lưu vực nhỏ, mưa là nguyên nhân sinh dòng chảy lũ trên lưu vực nhỏ ở nước ta. +) Các yếu tố mặt đệm bao gồm: vị trí địa lý, đặc điểm địa hình, địa mạo, điều kiện địa chất, thổ nhưỡng, đặc điểm bề mặt, hình dạng lưu vực, . . . Các yếu tố này ảnh hưởng tới hai khâu chính là: quyết định đến quá trình tập trung dòng chảy và lượng tổn thất. Ngoài ra vị trí địa lý, đặc điểm địa hình ảnh hưởng đến điều kiện khí hậu thể hiện bằng các vùng, miền khí hậu khác khau trên cả nước. Địa hình tác động đến mưa, đến dòng chảy lũ của lưu vực vừa trực tiếp, vừa gián tiếp. Trực tiếp: tạo ra lượng mưa lớn do đón gió, tạo ra lượng mưa bé do khuất gió. Gián tiếp: tập trung nước nhanh hay chậm do độ dốc lớn hay bé, mạng lưới sông suối hình nan quạt hay hình lông chim, . . . +) Hoạt động kinh tế - xã hội của con người ngày nay càng lớn, có ảnh hưởng tiêu cực hoặc tích cực, như ảnh hưởng gây ra hiện tượng biến đổi khí hậu, nước biển dâng, ảnh hưởng làm thay đổi các yếu tố mặt đệm lưu vực. Xét nó thông qua hai nhân tố mưa và các yếu tố mặt đệm. - Ngoài ra, lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường Q p còn chịu ảnh hưởng của tần suất thiết kế p. Với giá trị tần suất p càng lớn (p = 10%, 20%, 50%, . . .) thì Q p tính ra càng nhỏ và ngược lại thiết kế với giá trị p càng nhỏ (p = 3%, 2%, 1%, . . .) thì Q p tính ra càng lớn. - Thông số cường độ mưa tính toán a τ ,p là một đại lượng ảnh hưởng tổng hợp trong tính toán lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường. Bởi vì nó thể hiện tác động của tất cả các nhân tố ảnh hưởng đến tính toán lưu lượng lũ thiết kế của công trình thoát nước nhỏ trên đường là nhân tố về mưa, các yếu tố mặt đệm và tần suất thiết kế. +) Thật vậy: a τ ,p = H τ ,p / τ [...]... toán lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường, phản ánh sát hơn với điều kiện khí hậu và địa hình VN Cần nghiên cứu xác định tham số cường độ mưa tính toán a T,p trong điều kiện khí hậu VN sử dụng để xác định lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường Qp đảm bảo mức độ chính xác yêu cầu Chương 2: NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM MƯA CHỊU TÁC ĐỘNG CỦA HIỆN TƯỢNG BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TRONG TÍNH... khuyến nghị trong tính toán thủy văn cầu cống ở nước ta như sau 1.1 Cần thường xuyên cập nhật các số liệu về mưa phù hợp với diễn biến điều kiện thời tiết để xây dựng các tham số về mưa phục vụ việc tính toán lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường 1.2 Khi tính toán thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường ngoài việc tính toán xác định theo lưu lượng ở tần suất thiết kế quy định Q p... dùng tính Q p cho công trình thoát nước nhỏ đã sẵn có một thông số ảnh hưởng tổng hợp là aτ,p 1.2 Những vấn đề còn tồn tại luận án tập trung giải quyết - Qua các phân tích, đánh giá ở trên thì vấn đề tồn tại cấp thiết nhất nổi lên trong việc tính toán lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường ở nước ta hiện nay là việc xác định các tham số về mưa trong các công thức tính Qp công trình thoát. .. nhưng phần lớn là đo lượng mưa ngày, vấn đề xây dựng các công thức tính gián tiếp cường độ mưa tính toán aT,p ; vấn đề nghiên cứu tính chuyển từ lượng mưa ngày tính toán thành lượng mưa tính toán từng thời khoảng ngắn là rất cần thiết trong tính toán Qp công trình thoát nước trên đường Việt Nam 4) Kiến nghị các giá trị lượng mưa ngày tính toán H n,p theo tần suất thiết kế lập ở 12 trạm khí tượng chọn nghiên. .. độ mưa lớn hoặc không xét được cơn mưa có cường độ mưa rất lớn nhưng lại có lượng mưa ngày không phải là lớn nhất Như vậy, để nâng cao mức độ chính xác trong tính toán lưu lượng lũ lưu vực nhỏ của công trình thoát nước nhỏ trên đường, phản ánh sát hơn điều kiện khí hậu và địa hình Việt Nam thì nên sử dụng trực tiếp thông số cường độ mưa để tính toán Chương 3: XÁC ĐỊNH LƯỢNG MƯA NGÀY TÍNH TOÁN VÀ NGHIÊN... T,p được tính theo cường độ mưa tính toán a T,p (mm/ph) [qT,p = 166.67aT,p (lít/s/ha)] dùng để xác định lưu lượng thiết kế công trình thoát nước đô thị, QP = C.qτ,p.F, theo tiêu chuẩn TCVN 7957:2008 [8] 10) Các tham số về mưa nghiên cứu xác định trong luận án được sử dụng trong các công thức tính Qp cho công trình thoát nước nhỏ trên đường hiện đang dùng như (1.9) của TCVN9845:2013 [5] cho đường ngoài... 2 vùng mưa: vùng mưa gồm các quận nội thành và các huyện phía nam có địa hình đồng bằng và vùng mưa gồm thị xã Sơn Tây và các huyện phía bắc có địa hình bán sơn địa Chương 4: NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH THAM SỐ CƯỜNG ĐỘ MƯA TRONG TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH THOÁT NƯỚC NHỎ TRÊN ĐƯỜNG Ở VIỆT NAM 4.1 Phương pháp trực tiếp xác định cường độ mưa tính toán aT,p Phương pháp này cho kết quả xác định a... thoát nước nhỏ trên đường Các tham số về mưa hiện đang dùng do được xác lập những năm về trước đây nên chưa phù hợp với yêu cầu tính toán Qp công trình thoát nước nhỏ trên đường trong điều kiện tình hình thời tiết khí hậu ở nước ta hiện nay - Việc phân vùng mưa (quá rộng, đã lâu) như đang dùng trong tiêu chuẩn thiết kế hiện hành TCVN9845:2013 [5] là chưa phù hợp đối với yêu cầu tính toán Qp công trình thoát. .. Phụ lục 2, để tính lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường ở những khu vực này 3.2.4 Đề xuất tiêu chí, phương pháp phân vùng mưa phù hợp đối với yêu cầu tính toán lưu lượng lũ lưu vực nhỏ của công trình thoát nước nhỏ trên đường - Trong thực tiễn tính toán, phải phân diện tích lãnh thổ thành những vùng mưa và xây dựng giá trị bình quân của các thông số đặc trưng về mưa trên toàn vùng... thoát nước nhỏ trên đường trong điều kiện hiện nay ở nước ta, cần đặt vấn đề nghiên cứu hiệu chỉnh - Thông số cường độ mưa tính toán có tính tổng hợp, tính đại diện cho chế độ mưa và hình dạng cơn mưa của vùng mưa, cho các đặc trưng mặt đệm lưu vực, cho thời gian tập trung nước và tần suất thiết kế, nó - 12 mang đặc trưng riêng biệt của điều kiện khí hậu Việt Nam, do vậy nó là thông số cần thiết cho tính . tính toán ở thời gian tập trung nước τ của lưu vực và tần suất p. Chính là lượng mưa lớn nhất trong thời gian tập trung nước τ và tần suất p (mm) H 0 là lớp nước mưa tổn thất ban đầu (mm) f là. mưa ngày. - Về thời điểm quan trắc: ở miền Bắc có số liệu quan trắc đồng đều từ khoảng năm 1960 trở về đây, ở miền Nam do hoàn cảnh lịch sử để lại nên có số liệu quan trắc liên tục, tin cậy từ. tượng chọn nghiên cứu với thời kỳ đo mưa từ năm 1960 - 2010. Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Các nghiên cứu liên quan trong và ngoài nước. 1.1.1. Cơ sở lý thuyết của công thức xác định