Nghiên cứu ứng dụng lý thuyết độ tin cậy để đánh giá rủi ro và tính toán thiết kế cho kè phú đa tỉnh phú yên

L I CAM OAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên c u c a riêng Các s li u k t qu lu n v n hoàn toàn v i th c t ch a đ trình tr c T t c trích d n đ c công b công c ghi rõ ngu n g c Hà N i, ngày 23 tháng 04 n m 2015 Tác gi lu n v n V Th Hoài L IC M N Sau m t th i gian nghiên c u, th c hi n lu n v n Th c s v i đ tài “Nghiên c u ng d ng lý thuy t đ tin c y đ đánh giá r i ro tính toán thi t k cho kè Phú a - t nh Phú Yên” tác gi hoàn thành theo n i dung c a đ c ng nghiên c u, đ c H i đ ng Khoa h c t o c a tr ng i h c Th y L i phê t Lu n v n đ c th c hi n v i m c đích nghiên c u ng d ng lý thuy t đ tin c y thi t k t i u h th ng phòng ch ng l có đ c k t qu nh ngày hôm nay, tác gi xin bày t lòng bi t n sâu s c t i TS ng Kim H nh B môn Công ngh & qu n lý xây d ng, th y cô giáo chuyên nghành - Tr ng i h c Th y l i t n tình h ng d n, ch b o đóng góp ý ki n quý báu su t trình th c hi n lu n v n Tác gi xin g i l i c m n chân thành t i lãnh đ o tr ng i h c Th y L i, Phòng t o đ i h c sau đ i h c, khoa Công trình th y cô tham gia gi ng d y th i gian qua, t o u ki n thu n l i đ tác gi có th hoàn thành khóa h c Lu n v n c a Cu i cùng, tác gi xin g i l i c m n t i gia đình, b n bè, đ ng nghi p nh ng ng i đ ng viên, t o u ki n cho tác gi su t trình h c t p nghiên c u v a qua Trong trình th c hi n lu n v n, th i gian ki n th c h n ch nên ch c ch n không th tránh kh i nh ng sai sót Vì v y, tác gi r t mong nh n đ c s đóng góp ý ki n c a th y cô, đ ng nghi p đ giúp tác gi hoàn thi n v m t ki n th c h c t p nghiên c u Xin trân tr ng c m n! Hà N i,ngày 23 tháng 04 n m 2015 Tác gi lu n v n V Th Hoài M M CL C U 1 Tính c p thi t c a đ tài M c đích c a đ tài i t ng ph m vi nghiên c u Cách ti p c n ph ng pháp nghiên c u .2 K t qu đ t đ c .2 CH NG T NG QUAN V NG D NG LÝ THUY T TIN C Y VÀ XÂY D NG KÈ 1.1 Lý thuy t đ tin c y an toàn công trình th gi i Vi t Nam 1.1.1 Trên th gi i 1.1.2 T i Vi t Nam .5 1.2 Các công trình b o v b 1.2.1 Công trình b o v b sông 1.2.2 Công trình b o v b bi n 1.3 Ph ng pháp thi t k truy n th ng 1.3.1 Ph 1.3.2 Ph ng pháp ng su t cho phép ng pháp tính theo h s an toàn 10 1.3.3 Ph ng pháp tính theo tr ng thái gi i h n 10 1.4 Ph ng pháp thi t k ng u nhiên 10 1.5 K t lu n ch ng 11 CH NG LÝ THUY T TIN C Y VÀ PHÂN TÍCH R I RO TRONG THI T K H TH NG PHÒNG CH NG L 13 2.1 Phân tích r i ro l l t 14 2.2 Phân tích đ tin c y c a thành ph n h th ng 16 2.3 C s toán h c c a ph ng pháp ng u nhiên 18 2.3.1 Tính toán c p đ I .18 2.3.2 Tính toán c p đ II 19 2.3.3 Tính toán c p đ III 24 2.4 Các toán thi t k ng u nhiên công trình phòng ch ng l 25 2.4.1 Bài toán – ánh giá an toàn c a h th ng đê 25 2.4.2 Bài toán 2: T i u tiêu chu n an toàn theo quan m kinh t 33 2.5 K t lu n ch ng 36 CH NG ÁNH GIÁ AN TOÀN H TH NG PHÒNG CH NG L VÀ NG D NG CHO H TH NG PHÒNG CH NG L TUY N KÈ PHÚ A, HUY N ÔNG HÒA, PHÚ YÊN 37 3.1 M t s đ c m v khu v c xây d ng kè Phú a 37 3.1.1 V trí đ a lý 37 3.1.2 i u ki n đ a hình 37 3.1.3 c m khí h u .38 3.1.4 Tình hình m ng l i quan tr c 38 3.1.5 c di m Khí t ng n m 2009 39 3.1.6 Tình hình dân sinh kinh t - Kinh t Xã h i huy n ông Hòa theo th ng kê n m 2009 .39 3.1.7 M t s đánh giá hi n tr ng v khu v c xây d ng kè Phú a 40 3.2 Mô t h th ng kè Phú a 41 3.3 Tính toán cao trình đ nh đê theo thi t k truy n th ng 43 3.3.1 Cao trình đ nh kè .44 3.3.2.Cao trình đ nh chân kè 44 3.3.3 Cao trình đáy chân kè 44 3.4 Xác đ nh cao trình đ nh đê h p lý theo lý thuy t đ tin c y 45 3.4.1 Bài toán – ánh giá an toàn h th ng đê hi n t i 45 3.4.2 Bài toán – Xác đ nh cao trình đ nh kè h p lý theo ph ng pháp lý thuy t đ tin c y 59 K T LU N VÀ KI N NGH 68 Nh ng k t qu đ t đ c 68 Nh ng t n t i 68 Ki n ngh .69 H ng ti p t c nghiên c u 69 TÀI LI U THAM KH O 71 DANH M C B NG B ng 1– ng kính (cm) t ng đ ng c a đ t sét .30 B ng 2 - H s không đ u c a l u t c n: 30 B ng 1- Danh sách bi n ng u nhiên theo c ch ch y tràn đ nh đê: 45 B ng - Xác su t x y s c c a c ch ch y tràn 46 B ng 3 - Danh sách bi n ng u nhiên theo c ch m t n đ nh mái b o v 47 B ng 4- Xác su t x y s c c a c ch m t n đ nh KCBV mái 48 B ng 5- Danh sách bi n ng u nhiên theo c ch m t n đ nh mái b o v 49 B ng - Xác su t s c h s nh h ng c ch m t n đ nh mái b o v 49 B ng 3.7 - Các bi n ng u nhiên c a c ch xói ng m, đ y tr i cho o n 51 B ng - Xác su t x y s c nh h ng c a bi n ng u nhiênđ n c ch xói ng m 52 B ng - Xác su t x y s c nh h ng c a bi n ng u nhiênđ n c ch đ y tr i 53 B ng 10 - Các bi n ng u nhiên c a c ch m t n đ nh mái đê 54 B ng 11 - H s n đ nh mái kè 55 B ng 12 - Xác su t x y s c c a c ch m t n đ nh mái kè 56 B ng 13 – Các h s chi phí nâng c p đ n v c a kè Phú a 59 B ng 14 – Quan h gi a t n su t đ m b o phòng l chi phí nâng c p kè 60 B ng 15– Quan h gi a t n su t đ m b o phòng l chi phí q.lý v n hành .61 B ng 16 – Quan h gi a t n su t đ m b o phòng l chi phí đ u t .62 B ng 17 – S li u th ng kê v thi t h i kinh t l l t t i huy n ông Hòa .62 B ng 18 – Quan h gi a t n su t đ m b o phòng l t ng chi phí đ u t , chi phí r i ro t ng chi phí c a h th ng 65 DANH M C HÌNH Hình 1- S đ trình phân tích r i ro [6] 16 Hình 2 - Hàm tin c y bi u di n m t ph ng RS [6] 17 Hình - nh ngh a xác su t x y s c ch s đ tin c y [6] 18 Hình - C ch xói ng m/đ y tr i [8] 31 Hình – Ph ng pháp xác đ nh m t i u thi t k v kinh t 35 Hình - Khu v c xây d ng kè .37 Hình - S h a khu v c xây d ng kè 42 Hình 3 - S đ s c h th ng phòng l huy n ông Hòa, Phú Yên .43 Hình - Phân ph i MNL d a s li u đo đ c theo BESTFIT 46 Hình - nh h ng c a bi n ng u nhiên đ n xác su t x y s c c a c ch ch y tràn .46 Hình - nh h ng c a bi n ng u nhiên đ n c ch m t n đ nh KCBV mái .48 Hình - nh h ng c a bi n ng u nhiên đ n c ch xói chân .50 Hình - nh h ng c a bi n ng u nhiên đ n c ch xói ng m 52 Hình - nh h ng c a bi n ng u nhiên đ n c ch đ y tr i .53 Hình 10 - Tr n ng h p - Công trình v a thi công xong, m c n c sông m c c ki t MNK= -2,5m .55 Hình 11- Tr ng h p - M c n c rút t MNL =5m xu ng m c n c =3.5m m t ngày 56 Hình 12 - M t c t đ i di n n phòng ch ng l 59 Hình 13- Xác đ nh giá tr thi t h i l l t .63 Hình 14 - Quan h gi a t n su t đ m b o phòng l Pf v i Chi phí r i ro kinh t Rpf T ng chi phí nâng c p c a h th ng Ctot 66 B NG CÁC KÝ HI U σmax : ng su t tính toán l n [σ] : ng su t cho phép K : H s an toàn; Fg : Y u t gây n đ nh; Ft : Y u t gây m t n đ nh; Kcp : H s an toàn cho phép Ntt : Tr s tính toán c a t i tr ng t ng h p; R : S : T i tr ng hay kh n ng gây h h ng Z : Hàm tin c y γΡ : H s an toàn c a đ b n; γΣ : H s an toàn c a t i tr ng qc :L ul ng tràn t i h n gây h h ng công trình [m3/s/m]; q0 :L ul ng tràn th c t qua công trình [m3/s/m]; Zc : Cao trình đ nh đê (m); Zmax :M cn ht : Chi u sâu b o v c a k t c u chân đê; hx : Chi u sâu h xói d ki n tr h : Chi u sâu n c tr c chân đê; Hs : Chi u cao sóng tr c chân đê; α : Góc mái th b n hay kh n ng kháng h h ng c l n nh t tr ng l u đê c (m); c chân đê ρc : Tr ng l ng đ n v bão hòa c a l p đ t n n; ρw : Tr ng l ng đ n v c a n g : Gia t c tr ng tr d :B dày l p đ t sét tính t chân đê đ n l p cát n n bên d ∆Η :C t n I∆H : Chi phí nâng c p cho h th ng phòng ch ng l IPf : T ng v n đ u t cho h th ng phòng ch ng l D : Thành ph n r i ro thi t h i MNTK :M cn c thi t k ; MNB :M cn c bi n đ i; ∇M : Cao trình m t đ t t nhiên c a bãi tr TN c; ng; c áp l c; c chân đê; Pf : Xác su t s c n m; E(M) : Chi phí tu b o d E(D) : Thi t h i có th tr r : T l lãi su t hi u qu ; T : Th i đo n quy ho ch (tu i th công trình), n m ng kh d hàng n m; ng h p l x y ra; i; M U Tính c p thi t c a đ tài Các vùng châu th sông th màu m , g n ngu n n ng vùng đ c thiên nhiên u đãi: đ t đai c, đ a hình b ng ph ng thu n l i cho s t p trung phát tri n kinh t xã h i c a ng i Vì th h u h t thành ph l n, trung tâm kinh t , khu công nghi p, vùng nông nghi p t p trung t i Tuy v y vùng hàng n m th ng xuyên b đe d a b i nguy c ng p l t n h th ng sông T i nhi u vùng c l t Vi t Nam, nhi u n m g n l l t x y gây thi t h i r t l n đ n ng i tài s n, nh h ng l n đ n trình phát tri n kinh t n đ nh xã h i Sông Bánh Lái m t đo n c a sông Bàn Th ch d c sông th ng ngu n r t l n 750/00, sau ch y qua vùng đ ng b ng đ d c ch 20/00 Sông Bánh Lái có di n tích không l n, nh ng sông n m c nh dãy núi cao đón gió mùa ông B c, nên thu c vùng có l ng m a d i ch sau vùng núi cao l u v c sông Hinh, l i n m sát bi n nên hay x y nh ng tr n l riêng bi t mùa khô i n hình tr n l l ch s n m 2009 v a qua gây thi t h i không v ng i c a cho khu v c hai bên b sông Hi n tính toán thi t k đ u d a vào tiêu chu n, quy ph m hi n hành đ xác đ nh quy mô, c p công trình t tính toán xác đ nh h s an toàn, thông s thi t k cho công trình, ch a xét đ n tính t ng th c a m t h th ng hoàn ch nh, ch a xem xét c c b đ có gi i pháp đánh giá s an toàn cho công trình Tuy nhiên, ph ng pháp thi t k công trình theo lý thuy t đ tin c y phân tích r i ro có nhi u u m gi i quy t đ c t ng th toán ng d ng lý thuy t đ tin c y thi t k công trình xây d ng nói chung công trình th y l i nói riêng hi n ph bi n xu th chung th gi i Vi t Nam nghiên c u ng d ng lý thuy t thi t k công trình nh ng b c đ u Tr c nh ng nh h ng b t l i c a bi n hình th i ti t di n bi n b t th ng c a thiên tai hi n t ng B KH, c ng v i yêu c u đ m b o đ an toàn cao h n c a vùng b o v nh m ph c v phát tri n b n v ng kinh t - xã h i, vi c nghiên c u phát tri n ng d ng lý thuy t đ tin c y thi t k t i u h th ng phòng ch ng bão, l d a c s xây d ng lên b tiêu chí đánh giá an toàn theo lý thuy t đ tin u ki n Vi t Nam th i m hi n t i t ng lai vô c n thi t M c đích c a đ tài - Xây d ng đ c ph ng pháp đánh giá an toàn h th ng đê sông theo lý thuy t đ tin c y; - Thi t l p đ c toán m u phân tích đ tin c y, đánh giá an toàn, đ r i ro m c đ m b o an toàn áp d ng cho h th ng đê sông; - ng d ng nghiên c u cho h th ng kè Phú a, ; it ng ph m vi nghiên c u Nghiên c u phát tri n ng d ng lý thuy t đ tin c y đánh giá an toàn h th ng kè Phú a – B B c sông Bánh Lái huy n ông Hòa, t nh Phú Yên đ a ki n ngh đ đ a t n su t thi t k đ m b o t i u theo quan m kinh t Cách ti p c n ph - ng pháp nghiên c u ng d ng lý thuy t đ tin c y phân tích r i ro; Nghiên c u tài li u n c v phát tri n ng d ng lý thuy t đ tin c y thi t k t i u h th ng công trình đ c bi t h th ng đê sông; - K th a k t qu nghiên c u liên quan t i h th ng đê sông K t qu đ t đ - c Nghiên c u áp d ng đ đánh giá, nâng c p kè Phú c lý thuy t đ tin c y phân tích r i ro cho toán a – b B c sông Bánh Lái – Huy n ông Hòa – T nh Phú Yên - Xác đ nh đ c t n su t đ m b o t i u cho kè Phú a - V i k t qu đóng góp c a lu n v n làm c s ban đ u cho c quan h u quan, nhà ho ch đ nh sách công tác xây d ng, nâng c p tiêu chu n an toàn, quy ho ch h th ng phòng l , b o v b cho huy n t nh Phú Yên nói riêng vùng h th ng đê sông c n ông Hòa – c nói chung 65 Xác đ nh đ Hình 3.14 d ng t n su t thi t h i kinh t kh d x y bão l theo công th c 2.39 K t qu tính toán đ c nh B ng 3.18 i đây: B ng 18 – Quan h gi a t n su t đ m b o phòng l t ng chi phí đ u t , chi phí r i ro t ng chi phí c a h th ng T n su t Pf 0.8 0.5 0.2 0.1 0.05 0.02 0.01 T ng chi phí đ u t Chi phí r i ro T ng chi phí c a h th ng IPf RPf Ctot 41.38 43.59 47.20 49.45 51.45 53.50 55.86 59.27 63.89 75.73 88.42 k=0 59.76 39.08 26.57 13.33 10.67 6.67 2.67 1.33 0.67 0.27 0.13 k=1 81.42 53.25 36.21 18.17 14.53 9.08 3.63 1.82 0.91 0.36 0.18 k=2 103.08 67.42 45.84 23.00 18.40 11.50 4.60 2.30 1.15 0.46 0.23 k=3 124.74 81.59 55.47 27.83 22.27 13.92 5.57 2.78 1.39 0.56 0.28 k=0 101.13 82.68 73.78 62.79 62.12 60.17 58.53 60.60 64.56 76.00 88.55 k=1 122.79 96.84 83.41 67.62 65.99 62.58 59.50 61.08 64.80 76.10 88.60 k=2 144.46 111.01 93.05 72.45 69.85 65.00 60.46 61.57 65.04 76.19 88.65 k=3 166.12 125.18 102.68 77.29 73.72 67.42 61.43 62.05 65.29 76.29 88.70 66 Bi u đ quan h gi a t n su t đ m b o phòng l t ng chi phí đ u t , chi phí r i ro t ng chi phí c a h th ng đ d i đây: c th hi n nh hình 3.14 Hình 14 - Quan h gi a t n su t đ m b o phòng l Pf v i Chi phí r i ro kinh t Rpf T ng chi phí nâng c p c a h th ng Ctot 67 * K t qu tính toán: - K t qu phân tích nêu cho th y vùng b o v huy n ông Hòa – Phú Yên có tiêu chu n an toàn phòng l t i u theo quan m kinh t n m kho ng Pf =3%÷1% C th ng v i tr ng h p k=0÷3 là: Pfk=0 = 3%; Pfk=1 = 2%; Pfk=2 = 2%; Pfk=3 = 1%; D a vào bi u đ quan h hình 3.14, Có th l a ch n t n su t đ m b o phòng l cho h th ng phòng ch ng l huy n ông Hòa – Phú Yên Pf=Pfk=2 = 2% t i u v kinh t , c n b ng gi a chi phí r i ro kinh t Rpf t ng chi phí nâng c p c a h th ng Ctot T ng ng v i t n su t P=2% cao trình đ nh h p lý c a n kè Phú a, huy n ông Hòa – Phú Yên Zđ=5.05 m 68 K T LU N VÀ KI N NGH Nh ng k t qu đ t đ c V i n i dung nghiên c u (1) Tuy n kè Phú tác gi đ a m t s k t lu n sau: a hi n t i c b n đ m b o đ c nhi m v thi t k ban đ u c a v i nguy c x y s c c a h th ng P =0.0224 (2) Xác su t x y s c c a c ch c ch ch y tràn l n, xác su t x y s c P= 0.011 (3) K t qu nghiên c u cho th y, thông qua phân tích r i ro, tiêu chu n an toàn phòng l t i u theo quan m kinh t cho vùng b o v huy n ông Hòa – Phú Yên n m kho ng PT =3%÷1% Tuy nhiên t n su t đ m b o phòng l cho h th ng phòng ch ng l huy n ông Hòa – Phú Yên t i u v kinh t Pf=2% là, c n b ng gi a chi phí r i ro kinh t Rpf T ng chi phí nâng c p c a h th ng Vi c quy t đ nh l a ch n giá tr tiêu chu n an toàn cu i cho m i vùng c th m t quy t đ nh hoàn toàn mang tính tr có nh h ng quan tr ng đ n an sinh xã h i pham vi qu c gia Vì v y, s l a ch n hoàn toàn ph thu c vào c quan h u quan c p có th m quy n, không thu c th m quy n c a nhà nghiên c u Nh ng t n t i Ph ng pháp thi t k công trình theo lý thuy t ng u nhiên phân tích đ tin c y m t ph ng pháp tiên ti n th gi i, nhi u n d ng nhi u l nh v c, đ c bi t Hà Lan Tuy nhiên, c nghiên c u áp Vi t Nam ph ng pháp hi n v n m i m b t đ u nghiên c u, ng d ng m t s l nh v c Riêng đ i v i tác gi ch m i đ c bi t ti p c n ph ng pháp th i gian làm lu n v n Vì v y, v i nh ng hi u bi t ban đ u c a v ph ng pháp nên tính toán, ng d ng lý thuy t nghiên c u s không tránh kh i nh ng thi u sót 69 M t s bi n ng u nhiên thi u c s d li u đ phân tích nên vi c l a ch n hàm phân ph i m i mang tính đ i di n d a theo hàm phân ph i đ c tr ng Trong tính toán tiêu chu n an toàn t i u vùng b o v , tác gi đ n gi n hóa coi xác su t x y s c c a h th ng ch xác su t c a c ch ch y tràn v gi i h n mà b qua c ch khác Tuy nhiên, v i kè Phú t a b B c sông Bánh Lái xác su t x y s c đ i v i ch y tràn cao nh t, tính toán giá tr thi t h i k đ n tính không ch c ch n (v i giá tr k = 0, 1, 2, 3) nên vi c đ n gi n hóa có th t m ch p nh n đ c Ki n ngh Ph ng pháp thi t k công trình theo lý thuy t ng u nhiên phân tích đ tin c y m t ph ng pháp tiên ti n v i cách ti p c n m i, c n đ c u, hoàn thi n ph c ti p t c nghiên ng pháp tính toán m r ng ng d ng r ng rãi nhi u ngành, nhi u l nh v c Trong l nh v c phòng ch ng l b o v b , c n ti p t c áp d ng tính toán cho nhi u vùng c a sông, ven bi n, l u v c c a sông l n ph m vi c n c T làm c s đ xu t đ c b tiêu chí đánh giá an toàn h th ng phòng ch ng l sông theo lý thuy t đ tin c y phù h p v i u ki n Vi t Nam; Xây d ng nâng c p tiêu chu n an toàn m i, đ nh h ng vi c l p quy ho ch t ng th quy t đ nh mang tính dài h n c ng nh thi t k chi ti t h th ng phòng ch ng l vùng c a sông, ven bi n Vi t Nam H ng ti p t c nghiên c u Trong nh ng n m g n đây, nguy c thiên tai nói chung l l t nói riêng có xu th gia t ng đáng k v t n su t xu t hi n m c đ Nam m t nh ng n c ch u nh h nh h ng, Vi t ng n ng n nh t c a hi n t ng n c bi n dâng bi n đ i khí h u toàn c u Hi n t i, v n đ phòng ch ng l toán liên nghành ch u nh h ng k t h p c a nhi u u ki n biên: Th ng ngu n, m a, quy ho ch vùng Vi c ng d ng lý thuy t đ tin c y phân tích r i ro u 70 m l n nh t đ gi i quy t đ h c toán mang tính h th ng k đ cs nh ng ng u nhiên c a u ki n biên Vì nh ng lý k trên, Tác gi r t mong mu n ti p t c sâu nghiên c u lý thuy t ng u nhiên phân tích đ tin c y, đ áp d ng vào toán ng d ng th c t yêu c u phát tri n Kinh t - Xã h i t ng lai 71 TÀI LI U THAM KH O [1] Báo cáo th ng kê s li u th ng kê v thi t h i kinh t l l t t i huy n ông Hòa, c a chi c c đê u Phú Yên [2] B môn th y công, tr ng i h c Th y l i - Bài gi ng thi t k đê công trình b o v b ; Nhà xu t b n xây d ng; Hà N i – 2001 [3] B NN& PTNT, Tiêu chu n K thu t Thi t k đê Bi n (Q 20121613/Q - BNN-KHCN ngày 09/07/2012 B NNPT – NT) [4] B nông nghi p phát tri n nông thôn - Quy chu n k thu t qu c gia công trình th y l i – quy đ nh ch y u v thi t k QCVN 04- 05:2012/BNNPTN [5] B Nông nghi p phát tri n nông thôn - QPTL.A.6-77 – Qui ph m phân c p đê [6] Mai V n Công, 2006; Thi t k công trình theo lý thuy t ng u nhiên phân tích đ tin c y; Bài gi ng Khoa K Thu t Bi n, Tr [7] ng i h c Th y l i Mai V n Công, 2010; Báo cáo chuyên đ 7.1.1 “Nghiên c u đánh giá cá ph ng pháp ti n b khoa h c k thu t phân tích kh n ng ch u t i công trình xây d ng th gi i n c”; thu c tài c p nhà n c “Nghiên c u c s khoa h c gi i pháp kxy thu t nh m đ m b o an toàn công trình xây d ng u ki n thiên tai b t th [8] ng mi n Trung” Mai V n Công, 2010; Probalilistic design of coastal flood defences in Viet Nam; Lu n án ti n s , Tr [9] Ph m H ng C ph ng i h c Công ngh Delf, Hà Lan ng, 2007, Nghiên c u c s khoa h c xây d ng tiêu chí ng pháp đánh giá tr ng thái k thu t c a h th ng công trình th y l i theo lý đ tin c y, Báo cáo t ng h p đ tài nghiên c u c s Vi n Khoa h c Th y l i [10] Ph m H ng C l ng, 2009, Nghiên c u xây d ng ph ng pháp đánh giá ch t ng h th ng công trình th y nông theo lý thuy t đ tin c y u ki n Vi t Nam, Lu n án ti n s ký thu t 72 [11] Nguy n Lan H ng, Nguy n V n M o, Mai V n Công Phân tích đ tin c y an toàn c a đ p đ t T p chí KHKTTL MT s 39, tháng 12 n m 2012 [12] Phan S K , n m 2000, S c m t s công trình th y l i Vi t Nam bi n pháp phòng tránh, Nhà xu t b n Nông nghi p Nghiêm Ti n Lam, V Th Thuy Thu , 2005; Thi t l p mô hình tính toán [13] n c dâng bão cho b bi n Vi t Nam T p chí Khoa h c K thu t Thu l i Môi tr ng S 9/2005 [14] Nguy n V n M o nnk, 2006; “ ng d ng lý thuy t đ tin c y ph ng pháp thi t k ng u nhiên đánh giá an toàn n đ nh đê bi n” [15] Nguy n V n M o, 2000, C s tính toán công trình th y l i, Giáo trình dùng cho gi ng d y cao h c khoa Sau đ i h c, tr ng i H c Th y L i [16] Nguy n V n M o, 2009-2011; “Nghiên c u c s khoa h c gi i pháp k thu t nh m đ m b o an toàn công trình xây d ng u ki n thiên tai b t th [17] Ngô ng vùng duyên h i mi n Trung” ình Tu n, Lê ình Thành, Tr n Th c nnk, 2001; L l t mô hình toán phòng l l u v c sông H [18] Tr ng đ m Tam Giang – C u Hai ng đ i h c th y l i, Giáo trình th y công, t p 1,2, Nhà xu t b n xây d ng 73 PH L C 1: TÍNH TOÁN L U L [19] NG NH L TTTCVN 8491:2010 Công trình th y l i – Thi t k công trình b o v b sông đ ch ng l [20] VVi n khoa h c th y l i mi n Trung Tây Nguyên - Thuy t minh d án đ u t xây d ng công trình * Công th c Alecxâyép: - Công th c tính toán: Qmax = 16,67 ∆ ϕ (τ) Hnp F = S Fp + Qmax : L u l + + Hnp : L ng đ nh l ฀ s : Hdòng ch y Tra b ng ∆ = 0,4 ng m a ngày ng v i t n su t khác + F : Di n tích l u v c F = 416 km2 + Tính di n tích ph : + Tính t c đ t p chung n c ph + ms : Thông s t p chung n + Js : Fp= α.H np 100 F : Vs = ms J 1s / Fp1 / c ms = 0,15 d c lòng sông Js = 5,8 + Th i gian t p chung n + S : Môđuyn l u l + T E tính đ c ph ng ph c S Qmax : E = 16,67 K.L = τ.4 S Vs 74 K T QU TÍNH L U L NG L TRÊN SÔNG BÁNH LÁI F (km2) FP (km2) m L (km) 0,4 416 729,1648 0,15 48 5,8 5,88 0,4 416 683,4048 0,15 48 304,2 8,82 0,4 416 506,1888 0,15 1988 286,1 11,76 0,4 416 476,0704 1983 279,6 14,71 0,4 416 1990 277,6 17,65 0,4 1981 275,5 20,59 1992 273,6 1985 10 K E (phút) ϕ (τ ) S (m /s-km2) Q (m3/s) 1,40 1142,70 0,006084 1,60 1165,32 5,8 1,38 1161,37 0,006084 1,58 1080,07 48 5,8 1,28 1251,88 0,006084 1,50 759,70 0,15 48 5,8 1,26 1271,22 0,006084 1,49 706,99 465,2544 0,15 48 5,8 1,25 1278,55 0,006084 1,48 688,20 416 461,9264 0,15 48 5,8 1,25 1280,84 0,006084 1,48 682,44 0,4 416 458,432 0,15 48 5,8 1,25 1283,28 0,006084 1,48 676,39 23,53 0,4 416 455,2704 0,15 48 5,8 1,24 1285,50 0,006084 1,47 670,92 271,1 26,47 0,4 416 451,1104 0,15 48 5,8 1,24 1288,45 0,006084 1,47 663,74 1980 248,3 29,41 0,4 416 413,1712 0,15 48 5,8 1,22 1317,06 0,006084 1,45 598,80 11 1987 223,8 32,35 0,4 416 372,4032 0,15 48 5,8 1,18 1351,72 0,006084 1,42 530,15 12 1979 199,9 35,29 0,4 416 332,6336 0,15 48 5,8 1,15 1390,43 0,006084 1,40 464,41 13 1986 193,9 38,24 0,4 416 322,6496 0,15 48 5,8 1,14 1401,06 0,006084 1,39 448,12 14 1995 178,5 41,18 0,4 416 297,024 0,15 48 5,8 1,12 1430,35 0,006084 1,37 406,69 15 1999 178,5 44,12 0,4 416 297,024 0,15 48 5,8 1,12 1430,35 0,006084 1,37 406,69 16 2009 174 47,06 0,4 416 289,536 0,15 48 5,8 1,11 1439,51 0,006084 1,36 394,70 17 2007 162,4 50,00 0,4 416 270,2336 0,15 48 5,8 1,09 1464,55 0,006084 1,35 364,04 18 1994 152,7 52,94 0,4 416 254,0928 0,15 48 5,8 1,08 1487,28 0,006084 1,33 338,68 STT N m Hnp (mm) P% 1984 438,2 2,94 1993 410,7 1977 Js (%0) Vs (m/s) 75 F (km2) FP (km2) m L (km) 0,4 416 249,7664 0,15 48 5,8 58,82 0,4 416 249,4336 0,15 48 142,3 61,76 0,4 416 236,7872 0,15 2008 135,3 64,71 0,4 416 225,1392 23 2003 133,5 67,65 0,4 416 24 1978 131,6 70,59 0,4 25 1991 129,5 73,53 26 2006 125,1 27 2000 28 K E (phút) ϕ (τ ) S (m /s-km2) Q (m3/s) 1,07 1493,67 0,006084 1,33 331,93 5,8 1,07 1494,17 0,006084 1,33 331,42 48 5,8 1,06 1513,74 0,006084 1,32 311,81 0,15 48 5,8 1,04 1532,95 0,006084 1,31 293,91 222,144 0,15 48 5,8 1,04 1538,09 0,006084 1,30 289,33 416 218,9824 0,15 48 5,8 1,04 1543,61 0,006084 1,30 284,51 0,4 416 215,488 0,15 48 5,8 1,03 1549,83 0,006084 1,30 279,19 76,47 0,4 416 208,1664 0,15 48 5,8 1,02 1563,28 0,006084 1,29 268,11 122,8 79,41 0,4 416 204,3392 0,15 48 5,8 1,02 1570,55 0,006084 1,28 262,34 1996 122,0 82,35 0,4 416 203,008 0,15 48 5,8 1,02 1573,12 0,006084 1,28 260,34 29 2005 120,3 85,29 0,4 416 200,1792 0,15 48 5,8 1,01 1578,65 0,006084 1,28 256,09 30 2001 98,8 88,24 0,4 416 164,4032 0,15 48 5,8 0,97 1658,30 0,006084 1,24 203,31 31 1989 85,9 91,18 0,4 416 142,9376 0,15 48 5,8 0,93 1717,33 0,006084 1,21 172,56 32 2004 83,5 94,12 0,4 416 138,944 0,15 48 5,8 0,93 1729,54 0,006084 1,20 166,92 33 1982 68,5 97,06 0,4 416 113,984 0,15 48 5,8 0,88 1817,31 0,006084 1,16 132,35 STT N m Hnp (mm) P% 19 1997 150,1 55,88 20 1998 149,9 21 2002 22 Js (%0) Vs (m/s) L u l ng l ng v i t n su t 5% Q5% = 1105,64 (m3/s) t ng ng v i chi u cao c t n c 4,28m L u l ng l ng v i t n su t 4% Q5% = 1134,63 (m3/s) t ng ng v i chi u cao c t n c 4,34m L u l ng l n m 2009 ng v i t n su t 47,06% Q47,06% = 394,70 (m3/s) t ng ng v i chi u cao c t n c 2,35m 76 b./ Tính toán l u l ng mùa ki t: K t qu tính l u l ng, m c n c mùa ki t P (%) Q(m3/s) H (m) 558,53 2,78 10 449,68 2,45 20 338,56 2,07 25 302,32 1,94 50 182,96 1,44 75 100,33 1,00 80 84,80 0,91 90 50,55 0,67 95 31,18 0,50 77 PH L C XÁC NH XÁC SU T T NG H P S C TUY N KÈ Monte Carlo Simulation ====================== Tree : mshoai.fta Time : Thu Mar 26 15:37:21 2015 Note: Only runs with at least one component failure are simulated Number of primary events = Number of tests = 10000 Unit Time span used = 1.000000 Number of system failures = 4915 Probability of at least = 2.240490E-002 ( exact ) one component failure Probability of top event = 1.101201E-002 ( +/- 1.570742E-004 ) Rank Failure mode Failures Estimated Probability Importance 10 11 12 13 14 15 CHAYTRAN 2259 5.061267E-003 ( +/- 1.064881E-004 ) 45.96% MATONKCBV 1408 3.154610E-003 ( +/- 8.407064E-005 ) 28.65% XOICHANDE 1047 2.345793E-003 ( +/- 7.249638E-005 ) 21.30% MATODTRUOT 112 2.509349E-004 ( +/- 2.371112E-005 ) 2.28% DAYTROI XOINGAM 21 4.705029E-005 ( +/- 1.026721E-005 ) 0.43% DAYTROI XOICHANDE 11 2.464539E-005 ( +/- 7.430865E-006 ) 0.22% CHAYTRAN DAYTROI 11 2.464539E-005 ( +/- 7.430865E-006 ) 0.22% CHAYTRAN XOINGAM 2.016441E-005 ( +/- 6.721470E-006 ) 0.18% CHAYTRAN XOICHANDE 1.792392E-005 ( +/- 6.337063E-006 ) 0.16% DAYTROI MATONKCBV 1.792392E-005 ( +/- 6.337063E-006 ) 0.16% CHAYTRAN MATONKCBV 1.568343E-005 ( +/- 5.927779E-006 ) 0.14% MATONKCBV XOINGAM 1.344294E-005 ( +/- 5.488057E-006 ) 0.12% XOICHANDE XOINGAM 6.721470E-006 ( +/- 3.880643E-006 ) 0.06% CHAYTRAN MATODTRUOT 6.721470E-006 ( +/- 3.880643E-006 ) 0.06% DAYTROI MATONKCBV 2.240490E-006 ( +/- 2.240490E-006 ) 0.02% XOINGAM 16 DAYTROI MATODTRUOT 2.240490E-006 ( +/- 2.240490E-006 ) 0.02% Compressed: Rank Failure mode Failures Estimated Probability Importance MATODTRUOT 116 2.598968E-004 ( +/- 2.413082E-005 ) 2.36% XOICHANDE 1069 2.395084E-003 ( +/- 7.325409E-005 ) 21.75% MATONKCBV 1430 3.203901E-003 ( +/- 8.472489E-005 ) 29.09% CHAYTRAN 2297 5.146406E-003 ( +/- 1.073800E-004 ) 46.73% DAYTROI XOINGAM 22 4.929078E-005 ( +/- 1.050883E-005 ) 0.45% Primary Event Analysis: Event Failure contrib Importance CHAYTRAN 5.146406E-003 46.73% DAYTROI 4.929078E-005 0.45% MATODTRUOT 2.598968E-004 2.36% MATONKCBV 3.203901E-003 29.09% XOICHANDE 2.395084E-003 21.75% XOINGAM 4.929078E-005 0.45% 78 PH L C 3: QUAN H GI A T N SU T M B O PHÒNG L VÀ CHI PHÍ NÂNG C P CAO TRÌNH NH Ê T n su t T ng chi phí đ ut Pf IPf 0.8 0.5 0.2 0.1 0.05 0.02 0.01 41.38 43.59 47.20 49.45 51.45 53.50 55.86 59.27 63.89 75.73 88.42 Chi phí r i ro k=0 59.76 39.08 26.57 13.33 10.67 6.67 2.67 1.33 0.67 0.27 0.13 k=1 81.42 53.25 36.21 18.17 14.53 9.08 3.63 1.82 0.91 0.36 0.18 RPf k=2 103.08 67.42 45.84 23.00 18.40 11.50 4.60 2.30 1.15 0.46 0.23 T ng chi phí c a h th ng Ctot k=3 124.74 81.59 55.47 27.83 22.27 13.92 5.57 2.78 1.39 0.56 0.28 k=0 101.13 82.68 73.78 62.79 62.12 60.17 58.53 60.60 64.56 76.00 88.55 k=1 122.79 96.84 83.41 67.62 65.99 62.58 59.50 61.08 64.80 76.10 88.60 k=2 144.46 111.01 93.05 72.45 69.85 65.00 60.46 61.57 65.04 76.19 88.65 k=3 166.12 125.18 102.68 77.29 73.72 67.42 61.43 62.05 65.29 76.29 88.70 79 PH L C 4: S LI U TH NG KÊ THI T H I DO BÃO L GÂY RA CHO HUY N ÔNG HÒA T N M 1991 N N M 2012 TT 10 11 12 13 14 15 16 N m 1991 1993 1994 1996 1997 1998 2001 2003 2004 2005 2006 2008 2009 2010 2011 2012 Thi t h i tr c ti p T ng thi t h i (109đ) (109đ) 23.5 20.1 32.1 28.5 34 36.46 39.4 42.34 45.28 48.22 51.16 54.1 57.04 59.98 62.92 65.86 47 40.2 64.2 57 68 72.92 78.8 84.68 90.56 96.44 102.32 108.2 114.08 119.96 125.84 131.72 [...]... 2005-2009 b i 38 vi n nghiên c u và các tr ng đ i h c l n c a h n 20 qu c gia trong khu v c, đã đ a ra cách ti p c n t ng h p trong đánh giá an toàn h th ng phòng ch ng l , trong qu n lý và gi m thi u r i ro l l t Lý thuy t đ tin c y đ c kh ng đ nh s d ng và phát tri n thành mô hình lõi trong đánh giá an toàn h th ng và phân tích r i ro h th ng phòng ch ng l Các mô hình đánh giá an toan, thi t k h... l i cho vi c nghiên c u áp d ng lý thuy t đ tin c y và phân tích r i ro vào bài toán đánh giá an toàn cho công trình th y l i và h th ng th y l i c a Vi t Nam nói chung và kè Phú ab B c sông Bánh Lái – Huy n ông Hòa – T nh Phú Yên nói riêng đánh giá m t cách t ng quan v công tác đê đi u và v n đ an toàn phòng ch ng l l t hi n t i Vi t Nam có th trích d n m t s đi m đ “Chi n l c nêu rõ trong c qu c gia... Qu c kh ng ch đ tin c y c a m t s k t c u c th b ng nh ng giá tr đ tin c y c đ nh Ví d đ tin c y c a k t c u bê tông c t thép 3,6 ≤ ch nh m t s h s trong thi t k nh h s v ≤ 4,2 Nga dùng đ tin c y đ đi u t t i v.v Các tiêu chu n qu n lý r i ro và đánh giá an toàn công trình phòng ch ng l nh đê đi u, h đ p đã đ c xây d ng và áp d ng trong 5 n m tr l i đây Thành ph n quan tr ng trong đánh giá an toàn công... u t nghiên c u và đi đ u trong KHCN thu c l nh v c này Lý thuy t đ tin c y đã đ c đ a vào ng d ng thi t k các h p ph n quan tr ng c a các ch ng b ng (Deltaplan) t nh ng n m 70 Lý thuy t đ tin c y ti p t c đ ng trình c phát tri n và m r ng ng d ng liên t c và tr thành các môn h c b t bu c trong kh i ngành k thu t xây d ng t nh ng n m 1985 Tiêu chu n thi t k theo lý thuy t đ tin c y đ c c p nh t vào... các n m 1990, 1995 và 2000 D án VNK đ c th c hi n 4 t 2001 đ n 2003 b i Vi n nghiên c u chi n l Hydraulics và tr ng c PNO, Vi n Th y L c Delft i h c Công ngh Delft v i m c tiêu nghiên c u c p nh t công ngh tính toán, nghiên c u ph ng pháp mô ph ng an toàn các h th ng đê theo lý thuy t đ tin c y v i sai s r t nh và đ tin c y cao K t qu d án là các tiêu chí đ tin c y đ c c p nh t trong tiêu chu n thi... [8]; “ Nghiên c u xây d ng ph ng pháp đánh giá ch t l ng h th ng công trình th y nông theo lý thuy t đ 6 tin c y trong đi u ki n Vi t Nam”, “ Phân tích n đ nh c a m t s tuy n đê thu c h th ng sông H ng và sông Thái Bình”, “ Thi t k xác su t và phân tích r i ro cho đê sông u ng – ng b ng châu th sông H ng Vi t nam”, “ Nghiên c u đ n đ nh mái d c đê đ p” [10] Các nghiên c u trên là ti n đ thu n l i cho. ..3 CH NG 1 T NG QUAN V NG D NG LÝ THUY T TIN C Y VÀ XÂY D NG KÈ 1.1 Lý thuy t đ tin c y trong an toàn công trình trên th gi i và Vi t Nam Vi t Nam có h th ng sông ngòi dày đ c và b bi n kéo dài t B c vào Nam, vì v y h th ng đê và các công trình b o v b đóng m t vai trò c c k quan tr ng trong vi c phòng ch ng, gi m nh thiên tai, b o v an toàn cho các trung tâm v n hóa, chính tr , kinh t... c a t i tr ng và c a s c ch u t i trong các c ch phá ho i theo gi i h n làm vi c c a công trình Trong thi t k ng u nhiên, t t c các c ch phá h ng đ ho c mô hình mô ph ng t c mô t b i mô hình toán ng ng Tính toán xác su t phá h ng c a m t b ph n k t c u ho c c a công trình đ c d a trên hàm đ tin c y c a t ng c ch phá h ng [8] C s lý thuy t và ng d ng c a ph vào phân tích và nghiên c u trong ch ng pháp... n m i trong thi t k công trình v i ý t ng “C n xem xét v m c đ có th xây d ng tiêu chu n an toàn công trình c n c vào phân tích r i ro c a t t c các y u t liên quan” ây chính là lý do c b n cho s phát tri n "Thi t k công trình theo lý thuy t ng u nhiên và phân tích đ tin c y" [6] 2.1 Phân tích r i ro do l l t Theo các báo cáo nghiên c u v gi i pháp gi m thi u r i ro trong phòng tránh l l t và thiên... đ tin c y đ Tr c xác đ nh: c xác đ nh là : Pf = P(Z≤0) = P(S≥R) P(Z>0) = 1-Pf ng h p đ n gi n, hàm tin c y tuy n tính v i các bi n ng u nhiên c b n phân b chu n, vi c tính toán xác su t x y ra s c thông qua hàm phân ph i tiêu chu n ΦN(-β) b ng cách s d ng các giá tr k v ng µZ, đ l ch chu n σZ và ch s đ tin c y β=µZ/σZ c a hàm tin c y Hàm tin c y bi u di n trong m t ph ng RS và xác su t x y ra s c và ... cao trỡnh nh h p lý theo lý thuy t tin c y 45 3.4.1 Bi toỏn ỏnh giỏ an ton h th ng hi n t i 45 3.4.2 Bi toỏn Xỏc nh cao trỡnh nh kố h p lý theo ph ng phỏp lý thuy t tin c y ... giỏ s an ton cho cụng trỡnh Tuy nhiờn, ph ng phỏp thi t k cụng trỡnh theo lý thuy t tin c y v phõn tớch r i ro cú nhi u u i m v gi i quy t c t ng th bi toỏn ny ng d ng lý thuy t tin c y thi... th ng sụng theo lý thuy t tin c y; - Thi t l p c cỏc bi toỏn m u phõn tớch tin c y, ỏnh giỏ an ton, r i ro v m c m b o an ton ỏp d ng cho h th ng sụng; - ng d ng nghiờn c u cho h th ng kố