C s lý thuy t c a các ph ng pháp tính l thi t k

Một phần của tài liệu nghiên cứu sự biến động của mƣa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi đông bắc–việt nam (Trang 54 - 66)

Ph ng pháp c a C quan b o v th nh ng Hoa K (SCS - CN) 2.1.1

C quan b o v th nh ng Hoa K (SCS) đ c thành l p t n m 1954 và đ i tên thành C quan b o v tài nguyênthiên nhiên Hoa K (NRCS). Ph ng pháp SCS-CN đ c xây d ng và chính th c đ a vào S tay k thu t Hoa K (National Engineering Handbook) n m 2004 và hi n đang đ c s d ng r ng rãi trên th gi i. Ban đ u, vi c thành l p SCS dùng đ b o v th nh ng Hoa K , nh ng sau đó hi u qu c a ph ng pháp l i v t xa so v i d đ nh ban đ u và đ c pháp tri n thành ph ng pháp di n toán dòng ch y t m a ràos d ng ph bi n trong mô hình HEC - HMS đ đánh giá t ng l ng dòng ch y và l u l ng l n nh t các khu v c không có s li u đo đ c nh vùng nông thôn hay thành th .

SCS là ph ng pháp đ n gi n, linh ho t, d th c hi n và áp d ng t t cho l u v c v a và nh . Công c vi n thám và GIS thêm s h tr m nh m trong v n đ đi u tra dòng ch y m t t đ a hình và m t đ m, ng d ng trong tính toán ch s th m, đ i l ng r t khó xác đ nh đ i v i các ph ng pháp truy n th ng. Các y u t nh lo i đ t m c đ che ph hay th m ph thay đ i theo th i gian và không gian. Trong ph ng pháp này nhóm đ t và th m ph đ c tích h p đ tính CN theo tr ng s di n tích và đ tính dòng ch y trên l u v c. Ph ng pháp này bao g m 2 ph n chính: tính t n th t dòng ch y (m a hi u qu ) và tính chuy n m a hi u qu thành dòng ch y theo l đ n v theo ph ng pháp SCS.

2.1.1.1 Tính t n th t dòng ch y

Ph ng pháp SCS đã d a vào ph ng trình cân b ngn c đ đ a ra các quan h sau: (2-1) Trong đó: Falà l ng gi n c th c t (mm); S là l ng gi n c ti m n ng (mm); Ia là l ng t n th t ban đ u (mm); L ng dòng ch y ti m n ng là P - Ia; Pelà l ng m a

42 hi u qu (mm); P là l ng m a (mm).

Qua nghiên c u các k t qu th c nghi m trên nhi u l u v c v a và nh , SCS đã xây d ng đ c quan h kinh nghi m:

(2-2)

L p đ th quan h gi a P(mm) và Pe(mm) t s li u c a nhi u l u v c đ tìm ra đ c h các đ ng cong ch s CN. CN là s không th nguyên, l y giá tr trong kho ng [0,100]. i v i b m t không th m n c ho c m t n c, CN = 100; đ i v i b m t t nhiên, CN < 100. Theo ph ng pháp này, l u v c đ c chia thành các l u v c con và CN l y giá tr trung bình cho toàn l u v c:

(2-3) Trong đó: CN(II) là giá tr CN ng v i đ m th i k tr c c a đ t trong đi u ki n bình th ng; Ailà di n tích c a t ng ô tính toán (m2ho c km2); CNilà đ m c a t ng ô tính toán; n là s l u v c con. m c a đ t tr c tr n m a đang xét đ c g i là đ m k tr c. m này đ c chia thành ba nhóm: đ m k tr c trong đi u ki n bình th ng( ký hi u là AMC II), trong đi u ki n khô (AMC I) và trong đi u ki n t (AMC III). i v i đi u ki n khô (AMC I) ho c đi u ki n t (AMC III), các s li u đ ng cong t ng đ ng có th đ c suy ra nh sau:

(2-4) (2-5) Các s hi u c a đ ng cong CN đã đ c C quan b o v th nh ng Hoa K l p thành b ng tính s n d a trên phân lo i đ t và tình hình s d ng đ t. t đ c phân thành 4 nhóm theo đ nh ngh a s n nh sau:

Nhóm A: cát t ng sâu, hoàng th sâu và phù sa k t t p;

Nhóm B: hoàng th nông, đ t mùn pha cát;

Nhóm C: mùn pha sét, mùn pha cát t ng nông, đ t có hàm l ng ch t h u c th p và đ t pha sét cao;

43

Nhóm D: đ t n ra rõ r t khi t, đ t sét d o n ng và đ t nhi m m n.

N u l u v c t o thành b i nhi u lo i đ t và có nhi u lo i th m ph (hi n tr ng s d ng đ t) khác nhau ph i tính giá tr trung bình CN trên l u v c.

S li u đ u vàoc a ph ng pháp bao g m: l ng m a, lo i đ t, đ a hình, đ m, th m ph (tình hình s d ng đ t). Lu n án đã ng d ng công ngh GIS và vi n thám đ phân lo inhóm đ t, th m ph , đ d c, tính CN trung bình và dòng ch y m t cho m t s l u v c c u thu c t nh L ng S n và B c K n. D li u dùng đ phân tích là b n đ DEM, b n đ d t n m 2006và b n đ hi n tr ng s d ng đ t n m 2013.

2.1.1.2 Tính chuy n m a hi u qu thành dòng ch y.

* Lý thuy t v đ ng l đ n v

Ph ng pháp SCS dùng đ ng l đ n v đ xây d ng đ ng quá trình l thi t k cho l u v c (th c t đây là quá trình thu phóng l thi t k ), [42], [43]. ng l đ n v là đ th hàm ph n ng c a h th ng thu v n tuy n tính, do Sherman đ xu t l n đ u vào n m 1932, đ c đ nh ngh a là đ ng quá trình dòng ch y tr c ti p t o ra b i m t inch m a quá th m (hay 1cm đ n v SI) phân b đ u trên l u v c theo m t c ng đ m a không đ i trong kho ng th i gian m a hi u d ng. Khi đ ng quá trình l đ n v đ c xác đ nh, có th áp d ng đ tính các bi u đ quá trình dòng ch y tr c ti p và quá trình dòng ch y trên sông. Ch n ra m t bi u đ quá trình m a và c l ng các t n th t dòng ch y đ xác đ nh các tung đ c a đ ng m a quá th m gi ng nh th i kho ng trong đ ng quá trình đ n v . Áp d ng ph ng trình tích phân ch p trong th i gian r i r c.

(2-6) T đây xác đ nh đ c đ ng quá trình dòng ch y tr c ti p. ng quá trình này c ng thêm đ ng quá trình dòng đáy c tính s cho đ ng quá trìnhdòng ch y trong sông.

Các gi thi t c b n xây d ng đ ng l đ n v : C ng đ m a v t th m không thay đ i theo th i gian; Phân b m a theo không gian là t ng đ i đ u; Th i gian hình thành dòng ch y cùng th i gian m a; L u v c không đ i; Các d ng đ ng l đ n v th ng dùng trong th y v nbao g m đ ng l đ n v Snyder, đ ng l đ n v SCS và

44

đ ng l đ n v Clark. Trong các đ ng l đ n v , đ ng l đ n v SCS đ c s d ng r ng rãi vì tính ti n d ng , đ n gi n phù h p v i các bài toán thi t k trong giao thông.

Sau đây là lý thuy t xây d ng đ ng l đ n v t ng h p SCS. Tung đ đ c bi u th b ng t s c a l u l ng q so v i l u l ng đnh và th i gian đ c bi u th b ng t s c a th i gian T so v i th i gian n c lên c a đ ng quá trình đ n v . Khi cho tr c l u l ng đ nh và th i gian tr đ i v i kho ng th i gian m a hi u d ng, ta có th c tính đ c đ ng quá trình đ n v t ng h p không th nguyên c a l u v c cho tr c. Ph ng pháp SCS - CN đ c ng d ng cho l u v c v a và nh v i phân b m a l y tích m a 24h t ng vùng, s li u v đ t và th m ph . Ph ng pháp có th tính nhanh và xác đ nh đ c h s dòng ch y. xác đ nh đ ng l đ n v SCS, c n ph i xác đ nh đ c giá tr Qmax(t c là qp hình 2.1) và th i gian c a đ ng quá trình đ n v (t c Tp hình 2.1).

(2-7) v i C = 2,08; (C là h s chuy n đ i đ n v , h Anh là 483,4; h SI là 2,08) A là di n tích + v i là th i gian tr c a l u v c, là th i gian tr n m a.

Hình 2.1 ng quá trình l đ n v theo ph ng pháp SCS

45

Trên th gi i, trong tính th y v n giao thông dùng nhi u đ ng l đ n v và ph ng pháp SCS - CN đ tính l cho l u v c v a và nh [44], [45], [46], [47], [48]. Các nghiên c u đi n hình liên quan đ n đ ng l SCS-CN nh : Mockus (1949) đã s d ng s li u lo i đ t, hi n tr ng s d ng đ t, đ m k tr c, th i gian m a, nhi t đ trung bình n m đ c tính dòng ch y m t cho nh ng vùng không có s li u th c đo. Các phiên b n c a ph ng pháp SCS - CN đ c xây d ng và c p nh t n m 1954, 1956, 1964, 1965, 1971, 1972, 1985 và 1993 do C quan b o v đ t c a Hoa K . Hàng nghìn các th nghi m v th m đ c xây d ng các vùng nông nghi p t 1930 - 1940 mi n Trung ông c a M [44] đ xác đ nh m c đ th m. Sherman (1949)[2] tính dòng ch y và l ng m a hi u qu b ng SCSv i l ng t n th t ban đ u Ia = .S; Theo Ponce và Hawkins 1996, đ xu t Ia = 0,2.S, Bosznay,1989; Perone và Madramoto, 1988 và White 1988, Mishra và Singh 1999 c ng đ xu t = 0,2. Các nhà nghiên c u nh McCuen (1982) [49]; Ponce và Hawkins (1996), Hjelmfelt (1991), Hawkins (1993), Steenhuisetal (1995), Bonta (1997), Mishra và Singh (1999, 2002, 2003, 2004)[3], Misha và nnk (2004, 2006), Sahu và nnk (2007) trung nghiên c u nh m c p nh t và c i ti n các h s trong ph ng pháp, Springer và nnk, 1980 xây d ng m i quan h gi a Ia = 0,2.S, tuy nhiên sau này Hawskin và nnk (2002) l i đ xu t t l là 0,05. Stuebe và Johnston (1990) Michel và nnk (2005); Ramakrishnan (2008); Bhuyan và nnk (2003) đã nghiên c u đi u ki n đ m c a l u v c (AMC) và thay đ i giá tr CN phù h p trong tính l .

Hi n nay, Vi t Nam ph ng pháp SCS c ng đ c m t s tác gi quan tâm nghiên c u. Các nghiên c u v SCS th ng đ c p trong các tài nghiên c u khoa h c, hay các d ng khác trong đó s d ng nh m t ph ng th c, tính m a hi u qu và chuy n đ i m a hi u qu thành dòng ch y theo m t s mô hình đi n hình nh mô hình HEC-HMS c a Hi p h i k s quân đ i M . Trong Lu n án ti n s c a Nguy n Thanh S n, [50], ''Nghiên c u mô ph ng quá trình m a - dòng ch y ph c v s d ng h p lý tài nguyên n c và đ t m t s l u v c sông th ng ngu n mi n Trung'' (2008). Tác gi đã tính m a hi u qu b ng SCS có hi u ch nh h s và mô ph ng dòng ch y trên sông b ng mô hình sóng đ ng h c m t chi u KW-1D, s d ng ph ng pháp ph n t h u h n.

Tuy nhiên đ i v i ph ng pháp SCS, tài li u này ch a đ c p đ n vi c xây d ng c s

46

khoa h c, đi u ki n áp d ng c ng nh quy trình tính mà thiên v tính toán th nghi m dùng đ mô ph ng l .

* L a ch n giá tr t n th t ban đ u Ia

Th c t , trên th gi i có nhi u k t qu t các bài báo, các nghiên c u tính toán th nghi m và đ xu t giá tr (công th c Ia = .S) có giá tr t 0-1 trong công th c tính l ng t n th t ban đ u.

nghiên c u này, v i m c tiêu xây d ng c s khoa h c tính l thi t k b ng ph ng pháp SCS - CN, lu n án đã tính th nghi m khi = 0,2 cho l u v c K Cùng, có so sánh đánh giá k t qu tính v i s li u đo đ c l t i tr m L ng S n(trình bày trong m c 3.2.2) cho k t qu mô ph ng l r t t t (ch s Nash > 0,8) và có th l y Ia=0,2.S đ nghiên c u th nghi m. S đ tính theo ph ng pháp SCS đ c đ c p trong hình 2.2

K t lu n, đ có th áp d ng ph ng pháp SCS - CN tính l thi t k cho công trình giao thông c n xác đ nh các thông s nh CN (h s đánh giá t n th t dòng ch y), TLag(th i gian tr ) thông qua tính th i gian t p trung dòng ch y Tc cho l u v c thoát n c. C s khoa h c c n thi t l p cho khu v c nghiên c u chính là b n đ CN d ng ô l i t b n đ đ t và hi n tr ng s d ng đ t, quy trình c p nh t thông tin t vi n thám b i đ c tr ng v hi n tr ng s d ng đ t có th thay đ i theo th i gian, đ c tr ng ti u l u v c theo các c p di n tích khác nhau trong khu v c nghiên c u t DEM. K t qu xây d ng các b n đ , b ng tra đ c trình bày trong m c 2.2.2.

Hình 2.2 S đ tính l thi t k theo ph ng pháp SCS-CN

47

u đi m ph ng pháp: Là ph ng pháp đ c ng d ng r ng rãi cho ngành giao thông trên th gi i, đ c bi t là M ; Có th tính đ c c đ nh l và đ ng quá trình l thi t k . Các thông s m t đ m ch ph thu c ch y u vào ch s CN cho phép tính toán chuy n đ i m a hi u qu (có th t n d ng đ c k t qu ng d ng t công ngh hi n đ i nh vi n thám và GIS trong vi c c p nh t d li u, xây d ng b n đ , trích xu t d li u các d ng khác nhau). K t qu tính toán đ m b o đ chính xác cao.

Ph ng pháp mô hình quan h 2.1.2

i v i tính toán l thi t k th y l c cho l u v c nh , vi c xây d ng đ ng quá trình l là khó th c hi n đ c. B i v y đ i v i lo i l u v c này th ng dùng ph ng pháp mô hình quan h đ tính đ nh l thi t k . ây là ph ng pháp đ c đ c p h u h t trong các tiêu chu n thi t k công trình giao thông các n c trên th gi i. Công th c đ c xây d ng đ u tiên b i Kuichling (1989) đ thi t k cho l u v c nh đô th và vùng nông thôn. Trong th c hành, có r t nhi u các công trình thoát n c ch chi m di n tích vài acres (ho c ch vài km2) vì v y ph ng pháp này ng d ng r t t t. Các nghiên c u v mô hình quan h (hay g i t t là ph ng pháp CIA) có th k đ n nh : Nghiên c u c a Mc Kerchar and Macky, 2001; Maidment, 1997; Minstry of works, 1978. Ph ng pháp đ c xây d ng d a trên gi thi t phân b m a đ ng đ u trên toàn b l u v c và có c ng đ m a không thay đ i theo th i gian; nh l có t n su t x y ra b ng t n su t m a; nh l th i gian l lên cùng v i th i gian t p trung dòng ch y;

H s dòng ch y không thay đ i su t tr n m a. Ph ng pháp đ c đ xu t đ tính toán l thi t k cho l u v c nh đô th, vùng nông thôn (A ho c F < 65km2). Dùng cho l u v c nh có k t qu chính xác h n l u v c l n; không tính đ n t n th t ban đ u nh : th m, đi n tr ng và b c h i. H s dòng ch y đ c tính toán d a vào đ c tính c a l u v c mà không quan tâm đ n các nhân t nh h ng khác nh mùa và m a.

2.1.2.1 C s ph ng pháp mô hình quan h

Ph ng pháp mô hình quan h d a trên m i quan h gi a dòng ch y và các đ c tr ng c b n c a l u v c, c ng đ m a trung bình và di n tích l u v c. Công th c tính đ nh l thi t k ban đ u có d ng:

(L3/T) (2-8)

48

V i Cu là h s chuy n đ i đ n v ; C là h s dòng ch y (không th nguyên); I là c ng đ m a (L/T) và A là di n tích l u v c (L2). H s chuy n đ i đ n v khi I (mm/h); A (km2);

(m3/s) (2-9) Trong đó C là h s dòng ch y; I là c ng đ m a ng v i th i gian t p trung dòng ch y (mm/h); A là di n tích l u v c (km2).

- H s dòng ch y C là h s không th nguyên, t l gi a t ng l ng dòng ch y trên t ngl ng m a (C = R/P); đ c xác đ nh theo cách tra b ng ho c l p b n đ .

- C ng đ m a I (mm/h), là hàm gi a c ng đ m a và th i k l p l i; m i quan h này đ c xây d ng b i b đ ng cong IDF (Intensity - Duration - Frequency), s d ng t các Atlas nh TP - 40 (1963) và HYDRO - 35(1977), ho c đ ng cong IDF M . Các n i dung này đ c xây d ng tính toán và đ c p chi ti t b ng 2.12 và b ng 2.13.

- Ph m vi và đi u ki n áp d ngc a ph ng pháp:

o an M ch, mô hình toán MOUSE c a MIKE (DHI) dùng trong thi t k công trình thoát n c ho c thoát n c đô th cho l u v c nh ;

o Úc: A = 0 - 25km2 (nông thôn); A = 0 - 1km2 (đô th ), [28], [29], [51], [52];

o M , S tay tính toán th y v n, Maidment [1] đ ngh tính l u l ng đ nh l cho l u v c nh đ n v a 25-500 km2;

o Columbia [15], đ i v i l u v c có di n tích thoát n c A > 20 km2 dùng ph ng pháp mô hình quan h và khi di n tích l u v c nh và đô th A < 10 km2 c ng s d ng mô hìnhquan h ;

o Nh t [26], l u v c có A > 20 km2 và A < 20 km2 đ u s d ng ph ng pháp mô hình quan h .

- Yêu c u s li u: đ áp d ng ph ng pháp mô hình quan h tính toán l thi t k cho

49

công trình giao thông c n xác đ nh: thông s A (di n tích l u v c), C (h s dòng ch y, xác đ nh d a vào lo i đ t và hi n tr ng s d ng đ t) và I (c ng đ m a t ng ng v i th i gian ch y truy n, thông s này tính thông qua th i gian t p trung dòng ch y Tc b ng cách tra quan h đ ngcong C ng đ - Th i gian - T n su t (IDF)).

- u đi m ph ng pháp: D li u đ c xây d ng s n t ng d ng c a GIS v i c s khoa h c k t qu tính toán đ c ki m nghi m các n c phát tri n, các thông s ít, các b c tính đ n gi n. Tính nhanh và cho k t qu v i m c đ chính xác đ m b o.

2.1.2.2 Tính th i gian t p trung dòng ch y

Th i gian ch y truy n Tc (th i gian t p trung dòng ch y) là th i gian đ m t ph n t n c t đi m xa nh t c a l u v c ch y đ n đi m ra (c a ra) c a l u v c. Có r t nhi u công th c đ tính th i gian t p trung dòng ch y Tc. Trong th c t , r t nhi u công th c xây d ng t th c nghi m ch đúng cho t ng vùng. Nh ng công th c này không ph i công th c chung cho m i tr ng h p, không ph i d a trên lý thuy t th y đ ng l c.

Tc ph thu c vào các đ i l ng: L - chi u dài l u v c và chi u dài sông su i; V- t c đ t p trung dòng ch y trên l u v c và trên sông. D i đây là m t s công th c xác đ nh Tc th ng đ c s d ng:

* TxDOT đ xu t Tc t 10 phút đ n 300 phút khi tính theo mô hình quan h , đ i v i l u v c có th i gian t p trung dòng ch y càng bé đ chính xác càng cao.

* Công th c c a Morgali và Linsley [53]

i v i l u v c nh đô th v i di n tích t vài Acres đ n 20 acres có th ng d ng Morgali và Linsley (1965):

(2-10) Trong đó, Tc là th i gian t p trung dòng ch y tính theo phút; I (in/hr); n là h s nhám;

L chi u dài dòng ch y (ft) và S là đ d c c a dòng ch y.

* Công th c c a Kirpich (1940) [54]

(2-11)

50

Trong đó Tc là th i gian t p trung dòng ch y (phút); L là chi u dài sông chính (ft) và h là m c đ gi m d c theo kênh chính (ft); Công th c Kirpich s d ng cho các l u v c có di n tích nh h n 200 acres.

* Công th c c a Kerby - Hatheway [55] (2-12) Trong đó: Tc là th i gian t p trung dòng ch y (phút); n h s nhám Kerby; S là đ d c dòng ch y tràn.

* Công th c c a Manning - Kinematic (h S.I) g m ba lo i:

 Tính th i gian ch y tràn (2-13)

Ho c công th c c a Kirpich (1940) (2-14) Trong đó: T1là th i gian ch y tràn tính theo phút; n là h s nhám; L là chi u dài dòng ch y (m); P là l ng m a thi t k (24h) (mm). S là đ d c l u v c (m/m). Giá tr 0,0195 là h s chuy n đ i đ n v (SI); h đ n v Anh, M là 0,0078.

 Tính th i gian ch y trên s n d c: (2-15) Trong đó: T2 là th i gian ch y tràn trên s n d c (phút); L là chi u dài lòng d n (m);

V (m/s) là t c đ dòng ch y tính theo công th c:

(2-16)

 Tính th i gian dòng ch y trong sông (2-17) Trong đó: T3(phút) là th i gian ch y trong sông su i; L là chi u dài sông chính (m); V

= Q/A (m/s); (m3/s); Q là l u l ng; n là h s nhám; R = A/P là bán kính th y l c (m); Th i gian t p trung dòng ch y trên l u v c s là t ng c a ba thành ph n:

(2-18) Trong các công th c tính th i gian ch y tràn trên s n d c, hai đ c tr ng đ d c và th m ph (đ nhám) nh h ng l n đ n Tc. i v i các l u v c nghiên c u là mi n

51

núi, đ đ c l u v c l n, s d ng công th c Kirpich (1-18) phù h p nh t và đ c s d ng đ tính Tc trong lu n án.

- S đ tínhtheo ph ng pháp mô hình quan h (hình 2.3).

Nh v y, c s khoa h c c n thi t l p cho khu v c nghiên c u chính là nghiên c u xây d ng b n đ h s dòng ch y C d ng ô l i t b n đ lo i đ t và hi n tr ng s d ng đ t, quy trình c p nh t thông tin t vi n thám khi c n thi t vì đ c tr ng v hi n tr ng s d ng đ tcó th thay đ i theo th i gian, đ c tr ng các ti u l u v c theo các c p di n tích khác nhau t b n đ DEM và xây d ng h đ ng cong IDF trên khu v c.

Ph ng trình h i quy 2.1.3

Ph ng trình h i quy có d ng hàm s gi a l u l ng l thi t k v i bi n là l ng m a và m t đ m (đ d c kênh, đ a hình, chi u dài, h s hình d ng, chu vi l u v c, đ cao, tình hình s d ng đ t). Ph ng trình h i quy có u đi m là ti n d ng và cho phép c l ng nhanh thông s thi t k . K t qu này phù h p v i các tr ng h p nh b c l p d án, quy ho ch, hay các công trình thoát n c vùng không có s li u. Ph ng trình h i quy vùng là s t ng h p l đ c bi t l n trong vùng theo quan h tri t gi m Mmax~A (M max là mô đun đ nh l ng l n nh t; A là di n tích l u v c) v i d ng chung [7]:

(2-19) - M , Fanning đã xây d ng ph ng trình h i quy d ng:

Hình 2.3 S đ tính l u l ng thi t k theo ph ng pháp mô hình quan h

52

(2-20) - Vi t Nam, Ngô ình Tu n [7] đã xây d ng quan h Mmax = qo/(emAn) c a vùng các sông ng n ven bi n ông Vi t Nam:

+ Vùng Móng Cái - èo C

(2-21) + Vùng Ninh Thu n - Bình Thu n

(2-22) - Hoa K , Linseley xây d ng đ ng h i quy cho khu v c Nam i Tây D ng và V nh phía ông, n có các đ ng cong c a Kanwar Sain và Karpov cho khu v c B c và Trung n [7].

- Francou et Rodier dùng ph ng pháp đ ng bao cho toàn c u, công th c t ng quát : (2-23) Trong đó: Q0 = 106 m3/s ; F0 = 108 km2; h s khu v c K = (06) cho các vùng trên toàn c u. Ph ng pháp đ ng bao đ c coi là t t h n công th c kinh nghi m vì các h s b lo i b và cho tr s c n trên an toàn trong thi t k , song có nh c đi m là tham s ch y u ch có di n tích l u v c, nên chúng ch phù h p cho t ng vùng c th có s li u th c đo đã đ c t ng h p [7].

- Ph ng trình h i quy d ng USGSđ c phát tri n b i C c đ ng b Liên bang và V đ ng b c a Hoa K [19], ph ng trình đ c công b b i Dawdy và nnk,1972; Jennings và nnk, 1994, v i vi c s d ng s li u và mô hình mô ph ng m a - dòng ch y. Các b c xác đ nh: phân thành các vùng đ ng nh t v đ c đi m t nhiên, khí h u và đi u ki n hình thành l ; Chia các vùng m a l t tài li u 60 tr m v i đ dài chu iít nh t là 10 n m. Xác đ nh (v i A làdi n tích l u v c, S là đ d c bình quân l u v c, ST là di n tích ao h đ m l y trên l u v c. Thông th ng ST = 1; L p b ng h s t ng quan a, n1, n2 cho t ng vùng; ánh giá đ chính xác b ng h s Se (t ng đ l ch quân ph ng). So sánh giá tr tính toán v i giá tr th c đo t i vùng có tr m; Gi i h n vàđi u ki n s d ng: Ph ng trìnhth ng s d ng cho l u v c nông thôn; còn n u s d ng đô th ph i có h s chuy n đ i.

53

Khu v c ông B c nói chung và hai t nh B c K n, L ng S n nói riêng thi u v s li u đo đ c l , vì v y đ xây d ng đ c ph ng trình đ n gi n ti n d ng cho tính toán đ i v i công trình thoát n c không đ s li u ho c cho các b c tính s b trong d án c u đ ng hay b c l p quy ho ch ph i tính nhanh các k t qu , c n xây d ng đ c ph ng trình h i quy d ng vùng. Lu n án đã ti n hành ng d ng phân tích không gian (vi n thám và GIS), đánh giá s bi n đ ng c a m a l , xây d ng b n đ l u v c và tính các đ c tr ng l u v c c u cho h n 40 c u. Tính l b ng hai ph ng pháp đã đ xu t trong TCVN 9845:2013 (các ph ng pháp đ u s d ng các thông s đã tính chi ti t c p nh t theo lu n án) cho các l u v c hai t nh B c K n và L ng S n, dùng hàm Solver và các hàm t ng quan xây d ng ph ng trình h i quy d ng Q = f(A).

*Yêu c u c s d li u g m: c tr ng l u v c, m t đ m, m a thi t k .

u đi m ph ng pháp: Ph ng trình h i quy vùng (quan h gi a l u l ng và di n tích) đ c ng d ng r ng rãi các n c trên th gi i nh M , n ,.. do v y c s ph ng pháp đã đ c ki m ch ng. Ph ng trình h i quy vùng d a trên t ng k t đ c đi m l n nh t trong khu v c, áp d ng cho khu v c ông B c nói chung và hai t nh B c K n, L ng S n nói riêng, v i s l ng công trình l n, đi u ki n s li u đo đ c l r t thi u, vì v y r t ti n d ng trong tính toán l thi t k đ i v i công trình thoát n c trên đ ngho c cho các b c tính s b trong d án c u đ ng.

Một phần của tài liệu nghiên cứu sự biến động của mƣa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi đông bắc–việt nam (Trang 54 - 66)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(230 trang)