Luận án Tiến sĩ: 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

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 GĨP PHẦN HỒN THIỆN CƠNG THỨC TÍNH LƯU LƯỢNG THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH THỐT NƯỚC NHỎ TRÊN ĐƯỜNG TRONG ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU VIỆT NAM Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô đường thành phố Mã số: 62.58.30.01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội, 2014 -1PHẦN MỞ ĐẦU Đặt vấn đề nghiên cứu Ngày nay, mạng lưới giao thông ngày mở rộng, khu đô thị, khu công nghiệp phát triển với tốc độ nhanh Chúng đòi hỏi có cơng thức tính tốn lưu lượng thiết kế cho cơng trình nước nhỏ đơn giản, dễ tính tốn có độ xác chấp nhận Trong thập kỷ gần đây, Việt Nam bị ảnh hưởng nghiêm trọng tượng biến đổi khí hậu, làm gia tăng tượng khí hậu cực đoan, ảnh hưởng đến chế độ mưa nước ta Do ảnh hưởng đến thông số mưa sử dụng tính tốn lưu lượng thiết kế cơng trình nước nhỏ đường Qp Việc sử dụng thành nghiên cứu liệu mưa trước tính tốn Qp trở nên giảm độ tin cậy, bị sai số lớn, gây phát sinh hư hỏng cho cơng trình, đình trệ giao thơng, tăng chi phí tu sửa chữa, ảnh hưởng đến môi sinh, Điều thấy rõ thực tiễn như: tượng hư hỏng cơng trình nước nhỏ đường mưa lũ ngày gia tăng, hư hỏng xuất sau sau vài năm đưa tuyến đường vào sử dụng; tượng tích nước thượng lưu làm ngập úng ruộng đồng, làng mạc ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp thường hay xảy miền Trung sau xây dựng xong đường; tượng ngập úng đường phố sau mưa lớn số thị nước ta gây khó khăn, xáo trộn sinh hoạt sản xuất, Rõ ràng, có vấn đề tồn tại, lên vấn đề xác định tham số mưa cơng thức tính Qp cơng trình nước nhỏ đường nước ta Từ đòi hỏi cấp thiết trên, luận án chọn nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết, phân tích chất, đề xuất nguyên tắc, phương pháp, công thức xác định tham số mưa dùng cơng thức tính tốn lưu lượng thiết kế cơng trình nước nhỏ đường điều kiện Việt Nam - Vận dụng vào thực tiễn: trước mắt, chưa có đủ điều kiện nên đặt mục tiêu xác định giá trị cụ thể tham số mưa cho 12 trạm khí tượng điển hình chọn nghiên cứu, giá trị kiến nghị tham khảo sử dụng vào thực tế tính tốn lưu lượng thiết kế cơng trình nước nhỏ đường khu vực nước ta -23 Nội dung nghiên cứu - Luận án tập trung nghiên cứu giải thông số mưa Đây thông số định, quan trọng, bất định tính tốn Qp cơng trình nước nhỏ đường, hoàn toàn phụ thuộc vào đặc trưng khí hậu riêng Việt Nam Các tham số mưa nghiên cứu xác định là: +) Nghiên cứu xác định lượng mưa ngày tính tốn Hn,p theo tần suất thiết kế phù hợp với đặc điểm diễn biến thời tiết nước ta +) Nghiên cứu xác định hệ số đặc trưng htần suất để xác định Hn,p , aT,p chương Được coi có tính đại biểu, phản ánh gần với quy luật thay đổi chung tổng thể thời kỳ lấy mẫu Hngàymax, aTmax phải có số năm thuộc thời kỳ mưa lớn số năm thuộc thời kỳ mưa nhỏ liên tiếp Ngoài ra, nghiên cứu chu kỳ biến đổi phản ánh biến đổi theo thời gian Hngàymax, aTmax mà ta cần nghiên cứu, so sánh, làm rõ Chương 3: XÁC ĐỊNH LƯỢNG MƯA NGÀY TÍNH TỐN VÀ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HỆ SỐ ĐẶC TRƯNG HÌNH DẠNG CƠN MƯA Hình 2.7: Chu kỳ biến đổi lượng mưa ngày lớn năm Hngàymax trạm Láng - TP.Hà Nội từ năm 1960 – 2010 3.1 Xác định lượng mưa ngày tính tốn theo tần suất thiết kế Hn,p 3.1.1 Đặt vấn đề - Hn,p thông số mưa dùng để tính Qp cơng trình nước nhỏ đường theo TCVN9845:2013 [5], chí dùng để tính Qp% lưu vực vừa lớn Bởi điều kiện nước ta nay, liệu đo lượng mưa ngày phổ biến, phủ phạm vi toàn lãnh thổ, đầy đủ liên tục nhiều năm liền - Cơ sở liệu Hn,p đầy đủ [5] lập năm 1987, từ đến 25 năm, giá trị Hn,p bị thay đổi nhiều chế độ mưa nước ta bị thay đổi, đặc biệt thay đổi nhiều năm gần +/ Thời kỳ lớn: (1983 1994), (2007 - 2010) +/ Thời kỳ nhỏ: (1956 - 1983), (1999 -2007) +/ Thời kỳ trung bình: (1994 - 1999) +/ Có chu kỳ +/ Thời kỳ lớn: (1996 2010) +/ Thời kỳ nhỏ: (1986 - 1996) +/ Thời kỳ trung bình: (1961 - 1986) +/ Có chu kỳ Hình 2.8: Chu kỳ biến đổi cường độ mưa lớn năm aTmax thời đoạn tính tốn T = 30ph trạm Láng - TP.Hà Nội từ năm 1960 – 2010 - Để tìm chu kỳ biến đổi Hngàymax, aTmax ta sử dụng đường lũy tích sai chuẩn St = (Ki – 1) với Ki = (Xi /X) hệ số biến xuất Trên đường - 17 lũy tích sai chuẩn St , xét xu chung thấy có nhóm năm đường lũy tích ln lên ứng với thời kỳ mưa lớn, xuống ứng với thời kỳ mưa nhỏ, nằm ngang ứng với thời kỳ mưa trung bình Một chu kỳ mưa bao gồm thời kỳ mưa lớn thời kỳ mưa nhỏ thời kỳ mưa lớn, thời kỳ mưa nhỏ thời kỳ mưa trung bình liên tiếp Ví dụ hình 2.7, hình 2.8 - Nhận xét: Hngàymax, aTmax thay đổi có tính chu kỳ, chiều dài chu kỳ biến đổi chúng dao động từ 20 – 50 năm Trong trạm, chu kỳ biến đổi Hngàymax aTmax khơng nhau, thời đoạn tính tốn T ngắn khác nhiều ngược lại Với độ dài chuỗi số liệu khảo sát đến năm 2010 trạm khí tượng chọn nghiên cứu, Hngàymax aTmax T = 5ph - 1440ph đạt tối thiểu chu kỳ biến đổi, có đạt >= chu kỳ biến đổi 2.3.7 Tương quan biến đổi giá trị thời điểm xuất Hngàymax aTmax - So sánh biến đổi giá trị: sử dụng tiêu chuẩn đồ thị để so sánh hệ số biến xuất Ki Hngàymax aTmax - 18 - Hình 2.9: Đồ thị so sánh biến đổi giá trị Hngàymax aTmax thời đoạn tính tốn T =  1440ph trạm Láng – Hà Nội từ năm 1960 - 2010 - So sánh thời điểm xuất ngày tháng năm Hngàymax aTmax: đánh giá bảng mầu Bảng 2.9: Bảng mầu đánh giá trùng lặp thời điểm xuất ngày tháng năm Hngàymax aTmax từ  1440ph trạm Láng – TP HN từ năm 1960 – 2010, (cùng mầu trùng lặp) TT Nă m 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 * Hngày Ngày thá ng 21 10 17 24 28 10 25 14 11 25 12 23 24 7 21 17 15 22 19 12 10 10 10 11 12 18 30 23 10 12 20 11 30 30 20 31 11 15 26 15 27 8 25 21 27 18 27 31 10 17 13 Trï ng lỈ p: a 5' Ngày thá ng 15 13 10 31 6 16 14 27 4 10 17 15 17 8 23 20 21 18 18 18 25 11 27 10 5 7 14 19 15 22 7 6 26 5 26 15 20 13 a 10' Ngày thá ng 15 13 10 31 6 16 14 27 4 10 17 15 17 8 23 20 21 18 18 18 25 11 27 10 5 7 14 19 15 22 7 6 26 5 26 15 20 13 a 20' Ngày thá ng 15 13 10 12 6 6 30 16 22 27 4 10 30 15 17 16 18 10 20 21 18 27 18 25 11 27 10 5 7 14 16 15 22 7 6 17 5 26 15 20 13 a 30' Ngày thá ng 30 6 12 6 6 30 16 22 27 4 15 30 15 17 16 18 10 20 21 18 27 18 28 11 20 7 10 5 7 14 19 15 22 7 6 17 5 26 15 20 13 a 60' Ngày thá ng 30 13 12 6 6 10 30 16 14 24 21 17 15 22 9 8 20 21 18 27 18 28 11 27 10 29 7 9 19 9 15 10 22 7 6 17 5 26 15 20 13 a 180' Ngày thá ng 30 17 24 31 14 12 22 23 7 21 17 15 22 8 10 18 10 11 27 18 28 11 27 29 29 7 12 19 15 25 15 10 22 7 24 27 22 20 11 26 15 20 13 a 360' Ngày thá ng 30 17 24 27 10 31 25 12 22 23 7 21 17 15 22 8 10 20 18 11 12 18 28 11 27 29 29 20 12 11 15 25 15 10 22 7 24 27 22 20 11 27 17 20 13 a 540' Ngày thá ng 30 17 24 27 10 31 25 12 22 23 7 21 17 15 22 8 10 20 18 11 12 18 28 10 11 31 11 29 29 20 30 11 15 15 10 22 7 24 26 26 17 27 30 10 17 13 a 720' Ngày thá ng 30 17 24 27 10 13 10 25 12 22 23 7 20 17 15 22 19 20 10 18 11 12 18 25 10 11 20 11 29 29 19 29 11 15 14 10 24 27 27 20 11 27 31 10 17 13 14% 14% 14% 14% 22% 44% 58% 68% 76% a 1080' a 1440' Ngµy Ngày thá ng thá ng 30 21 10 9 17 17 7 24 24 27 10 27 10 24 24 13 13 10 10 25 25 12 12 22 22 9 9 20 20 17 17 15 15 21 21 8 19 19 20 12 10 10 10 10 11 11 12 12 18 18 25 25 10 10 11 11 19 19 11 11 29 29 29 29 19 19 29 29 11 11 15 15 7 14 14 10 10 8 24 24 27 21 27 27 20 11 17 27 27 31 10 31 10 17 17 13 13 78% 88%