- 2 1Công thức Bernard: T p m
3.2.4.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.
5) Nhận xét 5: Sự biến đổi của thông số lượng mưa ngày lớn nhất năm Hngàymax và thông số cường độ mưa thời đoạn tính toán lớn nhất năm a Tmax ở cùng một trạm không có sự
3.2.4.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.
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 để sử dụng chung cho tất cả các diện tích lưu vực nằm trong vùng mưa đó. Phải làm như vậy bởi vì không phải tại bất cứ một vị trí diện tích lưu vực nào cũng có đặt trạm đo mưa.
- 87 -
- Theo nghiên cứu tổng quan ở chương 1, ở nước ta cho đến nay mới chỉ có một số công trình phân vùng mưa, như phân vùng mưa trong [7] năm 1977, phân vùng mưa năm 1980 của Hoàng Minh Tuyển, phân vùng mưa năm 1991 của Hoàng Niêm và Đỗ Đình Khôi, phân vùng mưa năm 1993 của TS Trịnh Nhân Sâm chia toàn quốc thành 18 vùng mưa mà hiện đang được sử dụng trong tiêu chuẩn thiết kế [5]. Các công trình này đều phân khu theo kiểu cường độ mưa hay phân khu tham số, hệ số phục vụ cho tính lũ từ tài liệu mưa rào nên chỉ chú ý đến quan hệ triết giảm cường độ mưa theo thời khoảng tính toán. Tức có thể sử dụng đường cong T T để phân vùng mưa bởi vì cần lưu ý rằng xét ở cùng 1 vị trí thì đường quan hệ T T cũng chính là quan hệ triết giảm cường độ mưa theo thời khoảng tính toán aT T, vì theo công thức (1.14) thì aT,p =(T /T).Hn,p với Hn,p là hằng số. Tiêu chí thực hiện phân vùng mưa là: những khu vực có đường cong T T gần như nhau thì được xếp vào cùng một vùng mưa. - Trong [29], tác giả Lê Đình Thành trong luận án tiến sĩ của mình năm 1996 đã đưa ra
quan điểm phân vùng mưa-lũ, theo đó toàn bộ lãnh thổ nước ta được chia thành 13 khu (kiểu) mưa lũ. Các chỉ tiêu sử dụng để phân vùng là:
Nguyên nhân gây mưa lũ và lượng mưa ngày lớn nhất đo được ngoài thực tế.
Mùa mưa lũ.
Địa hình.
Phân vùng này phục vụ cho việc tính mưa lũ và lũ lớn nhất khả năng ở Việt Nam. - Kết quả phân vùng mưa có ảnh hưởng tương đối lớn tới mức độ chính xác của kết quả
tính toán lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường. Việc thực hiện phân vùng mưa quá rộng là chưa phù hợp đối với yêu cầu tính toán lưu lượng lũ lưu vực nhỏ của công trình thoát nước nhỏ trên đường, vì điều này đã làm bình quân hóa quá rộng giá trị các thông số mưa đặc trưng trên toàn vùng, làm mất đi tính đặc trưng riêng biệt của những diện tích lưu vực nhỏ của công trình thoát nước nhỏ trên đường. Ngoài ra theo các nghiên cứu ở chương 2, chế độ mưa ở nước ta đến nay đã bị thay đổi đáng kể trong những năm càng về gần đây do chịu ảnh hưởng của BĐKH.
+) Hình 3.6 dưới đây là một ví dụ đơn cử về sự biến đổi của chế độ mưa, thời kỳ từ năm 1960 - 2010, ở các trạm khí tượng ảnh hưởng đến giá trị lưu lượng thiết kế Qp
của công trình thoát nước nhỏ trên đường. Trên hình 3.6 cho thấy, cùng một lưu vực nhỏ F, cùng một tần suất thiết kế p, đặt ở 3 trạm rất gần nhau là trạm Láng, Hà Đông, TX.Sơn Tây đều thuộc TP.Hà Nội và nằm trong cùng một phân vùng mưa số VIII
- 88 -
như đang được phân vùng trong [5] thì giá trị Qp cũng rất chênh lệch nhau, chênh Qp
giữa trạm Láng và trạm Sơn Tây là 1.76 lần, giữa trạm Hà Đông và trạm Sơn Tây là 1.54 lần. Tương tự, giá trị Qp giữa trạm Đồng Hới và trạm Đà Nẵng đều thuộc phân vùng mưa số XI như đang phân vùng trong [5] cũng chênh nhau tới 1.45 lần.
p = 4%; F =2.94 km2, có 2 sườn dốc; Mặt cắt lòng suối hình thang, có bđáy suối = 2m, mái dốc 2 bờ suối là 1/1; Lls = 3.28 km,
li = 0 km; Jsd = 20%, Jls = 1%; msd = 0.5, mls = 11.0; 1 = 1,
=1; Z =2.5mm, i =0.1 mm/ph. aT,p xác định với số liệu đo mưa thời kỳ từ (1960- 2010), phản ánh đặc điểm thời tiết hiện nay. Giải bằng phương trình cân bằng lượng nước (1.13).
Hình 3.6: Sự khác nhau về chế độ mưa ở các trạm khí tượng gây chênh lệch lưu lượng thiết kế của lưu vực nhỏ ở các vùng khi cùng điều kiện mặt đệm và tần
suất, khảo sát với số liệu đo mưa từ năm 1960 - 2010
+) Chính vì vậy, cần đặt ra vấn đề hiệu chỉnh phân vùng mưa phù hợp với tính toán lưu lượng lũ công trình thoát nước nhỏ trên đường ở nước ta hiện nay. Cùng với các kết quả nghiên cứu ở chương 2, chế độ mưa ở các trạm khí tượng rất gần nhau vẫn có sự khác biệt đáng kể do chế độ mưa ở nước ta đến nay đã bị thay đổi, nhận thấy rằng không nên xây dựng thông số mưa dùng chung cho những vùng quá rộng lớn vì điều này đã làm bình quân hóa mưa trên toàn vùng, làm mất đi tính đặc trưng riêng biệt của những diện tích lưu vực nhỏ. Nên xây dựng các thông số mưa cho từng vùng nhỏ phù hợp để phục vụ việc tính toán lưu lượng lũ công trình thoát nước nhỏ trên đường. Tuy nhiên cũng không thể phân chia vùng mưa quá nhỏ vì hạn chế của nguồn lực về hạ tầng của ngành khí tượng là các trạm đo mưa ngoài thực tế.
- Luận án nghiên cứu đề xuất một phương pháp, tiêu chí 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 như sau.
+) Việc phân vùng mưa không nên thuần túy chỉ dựa vào việc so sánh định tính quan hệ triết giảm cường độ mưa theo thời khoảng tính toán mà cần phải dựa vào tính toán định lượng mức độ sai số cho phép của hệ số đặc trưng hình dạng cơn mưa T T
0 100 200 300 400 L¸ng Hµ §«ng S¬n T©y ... ... ... §ång Híi §µ N½ng 263.5 230.1 149.5 339.9 234.2 Qp(m3/s)
- 89 -
bằng cách sử dụng chỉ tiêu độ hữu hiệu Rhh2 và việc phân tích tổng hợp một số yếu tố ảnh hưởng đến chế độ mưa lũ.
+) Cụ thể kiến nghị việc phân vùng mưa căn cứ vào các chỉ tiêu sau.
Nguyên nhân gây mưa lũ.
Mùa mưa lũ.
Đặc điểm địa hình.
Và chỉ tiêu chính là: hàm hệ số đặc trưng hình dạng cơn mưa T T, tức quan hệ triết giảm cường độ mưa theo thời khoảng tính toán, với mức độ sai số khi tính toán phân vùng giữa các giá trị (T,p)k ở các vị trí k trong vùng mưa so với giá trị trung bình T đặc trưng cho cả vùng mưa không được vượt quá mức độ sai số cho phép, tức phải đảm bảo điều kiện Rhh (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2
[Rhh
2
]cp.
+) Trong các chỉ tiêu trên thì hệ số đặc trưng hình dạng cơn mưa T T vẫn là chỉ tiêu cơ bản và quan trọng nhất, được sử dụng làm căn cứ chính để phân vùng mưa. Bởi vì, quan hệ T T phản ảnh quan hệ triết giảm cường độ mưa aT T, mà cường độ mưa là một thông số tổng hợp đặc trưng cho các nhân tố ảnh hưởng đến tính toán lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường như các nghiên cứu đã chỉ ra ở chương 1. Mặt khác, sử dụng hệ số đặc trưng hình dạng cơn mưa T trong nghiên cứu này đã có thể đánh giá định lượng được bằng chỉ tiêu hệ số độ hữu hiệu Rhh2 và tiêu chí đánh giá của tổ chức Khí tượng thế giới (WMO).
+) Việc chọn giá trị giới hạn [Rhh2]cp lớn hay nhỏ là bài toán phân tích kinh tế, phân tích kỹ thuật. Giá trị [Rhh2]cp lựa chọn càng lớn thì kết quả phân vùng càng chi tiết, các vùng mưa sẽ được phân càng nhỏ, càng phù hợp đối với yêu cầu tính toán lưu lượng lũ lưu vực nhỏ của công trình thoát nước nhỏ trên đường, nhưng do bị hạn chế của nguồn lực về kết cấu hạ tầng các trạm đo mưa ngoài thực tế nên cũng không thể chọn giá trị [Rhh2]cp quá lớn. Ngược lại, giá trị [Rhh2]cp không được chọn nhỏ dưới 40%, là mức tối thiểu quy định ‘‘Đạt’’ theo tiêu chí đánh giá của tổ chức Khí tượng thế giới (WMO).
- Ví dụ : thực hiện phân vùng mưa cho TP.Hà Nội (vì có sẵn số liệu đo mưa thực tế) với [Rhh2]cp = 85%, ở mức ‘‘Tốt’’ của WMO, với số liệu đo mưa thực tế thu thập từ năm 1960 - 2010.
+) Hình 3.7 dưới đây là so sánh các đường cong T T tại 3 trạm khí tượng Láng, Hà Đông, TX.Sơn Tây và đường trung bình 3 trạm.
- 90 -
Hình 3.7: Các đường cong hệ số đặc trưng hình dạng cơn mưa T T tại 3 trạm Láng, trạm Hà Đông, trạm Sơn Tây của TP. Hà Nội từ năm 1960 - 2010
+) Bảng 3.6 dưới đây là kết quả tính chỉ tiêu độ hữu hiệu Rhh 2
của hệ số đặc trưng hình dạng cơn mưa. Nhận thấy: nếu xây dựng đường T trung bình cho 3 trạm Láng- Hà Đông-Sơn Tây thì sai số của hệ số đặc trưng hình dạng cơn mưa T,pi ở từng trạm Láng, trạm Hà Đông, trạm TX.Sơn Tây so với đường bình quân chung 3 trạm sẽ bị tăng lên.
Bảng 3.6: Sai số của hệ số đặc trưng hình dạng cơn mưa ở các trạm Láng, trạm Hà Đông, trạm Sơn Tây tính so với đường T trung bình 3 trạm
STT Trạm, địa danh Tính từng trạm, bảng 3.5 Tính so với T bình quân 3 trạm
Rhh2 Đánh giá Rhh2 Đánh giá
1 Láng - TP.Hà Nội 94.58% Tốt 94.44% Tốt
2 Hà Đông - Hà Nội 94.68% Tốt 91.51% Tốt
3 TX.Sơn Tây - HN 86.14% Tốt 80.22% Khá
+) Theo các chỉ tiêu phân vùng ở trên và tiêu chí Rhh2 [Rhh2]cp = 85%, rõ ràng chỉ ghép trạm Láng - Q.Đống Đa và trạm Hà Đông - Q.Hà Đông vào thành một vùng mưa gồm các quận nội thành và các huyện đồng bằng phía nam của TP.Hà Nội mà không ghép thêm trạm TX.Sơn Tây vào để thành một vùng rộng hơn, tách riêng trạm TX.Sơn Tây để thành lập một vùng mưa khác, vùng mưa gồm các huyện có địa hình bán sơn địa phía bắc của TP.Hà Nội để sử dụng trong tính toán lưu lượng lũ thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường. Điều này cũng hoàn toàn phù hợp khi ta so sánh chế độ mưa ở 3 trạm Láng, trạm Hà Đông, trạm TX.Sơn Tây như đã chỉ ra ở các
- 91 -
nghiên cứu của chương 2, chế độ mưa ở hai trạm Láng và trạm Hà Đông tương đối gần nhau nhưng lại khác so với chế độ mưa của trạm TX.Sơn Tây. Đồng thời đặc điểm địa hình khu vực các quận nội thành và các huyện đồng bằng phía nam TP.Hà Nội có thể coi là tương đồng, nhưng không thể tương đồng với địa hình khu vực TX. Sơn Tây và các huyện phía bắc của TP.Hà Nội có địa hình bán sơn địa.