CHƯƠNG IV.ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY TRONG THIẾT KẾ TỐI ƯU HỆ THỐNG PHềNG CHỐNG LŨ HUYỆN GIAO THỦY – NAM ĐỊNH
4.2.2. Xác định chi phí quản lý vận hành PV(M)
Theo số liệu của Chi cục thủy lợi tỉnh Nam Định thì chi phí quản lý vận hành hàng năm của tuyến biển Giao Thủy – Nam Định vào khoảng 2% tổng chi phí đầu tư. Do đó xác định được chi phí quản lý vận hành hàng năm tăng thêm kết quả trên Bảng 4.26 sau:
Bảng 4. 17: Chi phí quản lý vận hành tăng thêm theo Tần suất thiết kế Chu kỳ
xuất hiện Tần suất
thiết kế Chi phí
nâng cấp đê Chi phí QLVH
hàng năm Chi phí QLVH hàng năm quy về hiện tại
năm Pf (%) I∆H
106 $ USD
M 106 $US
PV(M) 106 $USD
20 5 8.0 0.16 2.28
33 3 22.3 0.45 6.42
50 2 37.4 0.75 10.70
100 1 67.8 1.36 19.41
200 0.5 108.0 2.16 30.82
500 0.2 125.7 2.51 35.82
1000 0.1 151.4 3.03 43.21
4.2.3. Tổng chi phí đầu tư IPf:
Tổng chi phí đầu tư của hệ thống IPf bằng tổng chi phí các thành phần: Chi phí đầu tư nâng cấp hệ thống đê I∆H; Chi phí quản lý vận hành PV(M);
Bảng 4. 18: Chi phí đầu tư nâng cấp hệ thống đê I∆H và Chi phí quản lý vận hành PV(M) cho đê biển Giao Thủy – Nam Định
Chu kỳ xuất hiện
Tần suất
thiết kế Chi phí
nâng cấp đê Chi phí QLVH
hàng năm Tổng chi phí đầu tư
năm Pf (%) IΔH
106$ US
PV(M) 106$ US
Ipf 106$ US
20 5 8.0 2.28 10.28
33 3 22.3 6.42 28.74
50 2 37.4 10.70 48.11
100 1 67.8 19.41 87.25
200 0.5 108.0 30.82 138.81
500 0.2 125.7 35.82 161.54
1000 0.1 151.4 43.21 194.62
4.2.4. Ước lượng thiệt hại kinh tế khi có lũ xảy ra PV(Pf*D)
Đường cong thiệt hại được thiết lập với các dữ kiệt thiệt hại trong lịch sử Việt Nam thống kê từ những năm 1930. Dựa trên các dữ liệu được thống kê bằng phần mềm thống kê Bestfit và tìm thấy phù hợp nhất với luật phân phối chuẩn Lognormal với E(D)=181.3(106 $ USD) và σ=309.5 (106 $ USD). Dựa trên đường cong thiệt hại FD, các giá trị đặc trưng của khả năng thiệt hại xảy ra do lũ lụt đối với Việt Nam ước tính được kết quả sau:
D1= E(D)+kσ(D)= 181.3+ 3ì309.5= 1109.8 (106 $ US/ năm) (4-16) Kết quả này đã được so sánh với báo cáo tình hình lũ thực tế trong 10 năm qua (tổng thiệt hại lũ lụt ước tính là 1,0% GDP của Việt Nam trong 10 năm qua.
100 101 102 103 104
10-2 10-1 100
Economic damages [$ million]
1-Fr (per year)
1970-2007 data VN incl. historical events Lognormal fit data
Hình 4. 13: Đường cong thiệt hại được thiết lập với các dữ kiệt thiệt hại trong lịch sử Việt Nam thống kê từ năm 1930
Từ đường cong thiệt hại của cả nước có thể ước lượng được giá trị thiệt hại xảy ra khi có lũ đối với Nam Định là :
D2= 1109.8/(4÷6 cơn bão/1 năm) =184÷ 277 (triệu USD) (4-17) TS. Mai Văn và cộng sự (2008) dựa trên số liệu thống kê thiệt hại kinh tế do lũ lụt biển trong những năm qua gần đây tại khu vực ven biển Nam Định, đặc biệt là sự mất mát do cơn bão Damrey xảy ra trong năm 2005, ước tính thiệt hại kinh tế trực tiếp tại các huyện ven biển của tỉnh Nam Định xem trong Bảng 4.19. Việc ước lượng này được xem xét dựa trên tốc độ tăng trưởng kinh tế trong tương lai, thiệt hại kinh tế tiềm năng cho khu vực các huyện ven biển Nam Định
Bảng 4. 19: Thiệt hại kinh tế do lũ lụt gây ra tại các huyện ven biển Nam Định [ ]9
Khu vực Đê biển Thiệt hại kinh tế (106 $USD) năm 2010 - năm 2030
Cấp tỉnh Nam Định 171.2 278.2
Các huyện ven
biển Giao Thủy 67.3 107
Hải Hậu 61.1 97.8
Nghĩa Hưng 42.8 73.4
Như vậy có thể áp dụng các ước lượng về thiệt hại kinh tế do lũ lụt gây ra cho khu vực huyện Giao Thủy – Nam Định. Tuy nhiên, để kể đến tính không chắc chắn do các yếu tố ngẫu nhiên của điều kiện biên phía sông, các biến động kinh tế vùng bảo vệ trong suốt thời kỳ quy hoạch – tuổi thọ công trình nên giá trị trung bình thống kê E(D) được tính như sau (theo Vrijling & Gelder 2001):
E(D)i = E(D)0 + σ * k (4.18)
* Trong đó:
+ E(D)0 – Giá trị trung bình thiệt hại được xác định bằng số liệu thống kê.
Xác định theo bảng 4.17, E(D)0 = 67.3Tỉ $ USD;
+ E(D)i – Giá trị trung bình thiệt hại khi kể đến tính không chắc chắn của các yếu tố ngẫu nhiên;
+ σ – Sai số quân phương xác định dựa theo số liệu thống kế cả nước, σ=126 $ USD
+ k – Hệ số kể đến tính không chắc chắn của các yếu tố ngẫu nhiên. k=0, 1, 2, 3;
Xác định đường tần suất thiệt hại kinh tế khả dĩ xảy ra do bão lũ theo công thức 2.51. Kết quả tính toán được như trên Bảng 4.27 và Hình 4.21 dưới đây:
Bảng 4. 20: Quan hệ giữa tần suất đảm bảo phòng lũ tổng chi phí đầu tư, chi phí rủi ro và tổng chi phí của hệ thống
Tần suất
Tổng chi phí
đầu tư Chi phí rủi ro Tổng chi phí của hệ thống
Pf (%) IPf RPf Ctot
k=0 k=1 k=2 k=3 k=0 k=1 k=2 k=3
5 25.20 34.3 75.1 115.9 156.6 59.50 100.28 141.06 181.84 3 39.44 20.6 45.0 69.5 94.0 60.02 84.49 108.96 133.42 2 54.63 13.7 30.0 46.3 62.7 68.35 84.66 100.97 117.28 1 84.96 6.9 15.0 23.2 31.3 91.82 99.98 108.13 116.29 0.5 125.07 3.4 7.5 11.6 15.7 128.50 132.58 136.66 140.74
Tần suất
Tổng chi phí
đầu tư Chi phí rủi ro Tổng chi phí của hệ thống
Pf (%) IPf RPf Ctot
0.2 142.89 1.4 3.0 4.6 6.3 144.27 145.90 147.53 149.16 0.1 168.52 0.7 1.5 2.3 3.1 169.21 170.02 170.84 171.66 Biểu đồ thể hiện quan hệ giữa tần suất đảm bảo phòng lũ tổng chi phí đầu tư, chi phí rủi ro và tổng chi phí của hệ thống
Hình 4. 14: Quan hệ giữa tần suất đảm bảo phòng lũ và rủi ro
* Kết quả tính toán:
- Kết quả phân tích nêu trên cho thấy vùng bảo vệ huyện Giao Thủy – Nam Định có tiêu chuẩn an toàn phòng lũ tối ưu theo quan điểm kinh tế nằm trong khoảng Pf =3%÷1%. Cụ thể ứng với các trường hợp k=0÷3 là: Pfk=0 = 3%; Pfk=1 = 2%; Pfk=2 = 2%; Pfk=3 = 1%;
Như vậy, Theo Tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế đê biển 2012, tuyến đê biển Giao Thủy – Nam Định là đê cấp III tương ứng với tần suất đảm bảo phòng lũ Pf =2% là tương đối phù hợp với tiêu chuẩn an toàn tối ưu theo quan điểm kinh tế.
4.3. Bài toán 3 – Xác định Tiêu chuẩn an toàn của hệ thống hệ thống phòng chống Lũ của huyện Giao Thủy – Nam Định theo rủi ro cá nhân cá nhân:
4.3.1. Xác định chỉ số rủi ro cho một cá nhân sinh sống trên địa bàn huyện