CHƯƠNG II NHÂN TỐ GÂY LŨ LỚN TRÊN LƯU VỰC SÔNG LAM
2. Xây dựng tiêu chí đánh giá nguy cơ lũ lớn
Phân vùng nguy cơ lũ lớn là một trong những cơ sở rất quan trọng cho quản lý lũ lớn một cách chủ động và hiệu quả. Lựa chọn tiêu chí đánh giá nguy cơ lũ lớn trên quan điểm mưa lớn là nhân tố quyết định cùng với điều kiện mặt đệm (địa hình - độ dốc lưu vực) sinh lũ lớn, đỉnh lũ và lượng lũ. Vì thế luận án đề xuất 4 yếu tố trên làm các tiêu chí đánh giá nguy cơ lũ lớn và mỗi tiêu chí chia thành 3 cấp với thang điểm từ 0 đến 10 (xem bảng 3-10).
(1) Mưa gây lũ trên lưu vực sông Lam là do các loại hình thời tiết khác nhau xuất hiện liên tiếp hoặc tổ hợp từ một số hình thế thời tiết. Một trận mưa gây lũ lớn trên sông Lam kéo dài từ 3 đến 7 ngày, đôi khi tới trên 10 ngày. Từ phân tích quan hệ mưa-lũ ở chương II cho thấy lượng mưa theo thời gian 5 ngày là cơ bản gây ra lũ lớn với lượng mưa biến động từ 300 ÷ 1000 mm.
(2) Địa hình lưu vực-độ dốc lưu vực sông. Trên lưu vực sông Lam độ dốc bình quân lưu vực của các lưu vực bộ phận biến động trong khoảng từ 1,0 đến trên 40%.
Trong nghiên cứu này lấy độ dốc bình quân lưu vực như một yếu tố để đánh giá khả năng gây lũ lớn trên lưu vực sông.
(3) Đỉnh lũ là một đặc trưng quan trọng của nguy cơ lũ lớn, nghiên cứu lấy môduyn đỉnh lũ trung bình của các trận lũ lớn làm một tiêu chí.
(4) Tổng lượng lũ trên đơn vị diện tích là một tiêu chí quan trọng ảnh hưởng đến nguy cơ lũ lớn.
Bảng 3-10: Bảng phân cấp và thang điểm cho các tiêu chí đánh giá nguy cơ lũ lớn lưu vực sông Lam
Cấp Tiêu chí 1 X5ngày (mm)
Tiêu chí 2 IBQLV (%)
Tiêu chí 3 M 5ngày (m3/s.km2)
Tiêu chí 4 w5ngày (106m3/km2)
Điểm đánh giá Thấp (cấp 1) < 300 <10 < 1,0 < 0,10 0 ÷ 3,3 Trung bình (cấp 2) 300 ÷500 11÷20 1,1 ÷ 2,0 0,10 ÷ 0,20 3,4 ÷ 6,6 Cao (cấp 3) > 500 >20 > 2,0 > 0,20 6,7 ÷10,0 b. Cơ sở đánh giá nguy cơ lũ lớn
(1) Lựa chọn hệ số của các tiêu chí: Chọn tổng hệ số của 4 tiêu chí là 10, hệ số của từng tiêu chí (xem bảng 3-11) như sau:
Bảng 3-11: Hệ số các tiêu chí đánh giá nguy cơ lũ lớn TT
Trạm khống
chế
Số trận lũ lớn nghiên
cứu
Số trận lũ lớn có Qmax xuất hiện sau 5 ngày
mưa theo thời gian
Số trận lũ lớn có Qmax xuất hiện sau 5 ngày mưa theo thời gian là
mưa lớn nhất của năm
Số trận lũ lớn có quan hệ giữa
(R ≥0,7)
Số trận lũ lớn có
CSLlớn hơn CSL lên trung
bình X5ngày
với Qmax
W5ngày với Qmax
1 Cửa Rào 10 7 6 5 3 2
2 Nghĩa Khánh 15 4 4 4 4 2
3 Dừa 15 8 6 7 6 0
4 Yên Thượng 15 11 7 8 7 0
5 Sơn Diệm 15 5 3 5 2 5
6 Hòa Duyệt 15 8 6 6 2 3
Tổng số 85 43 32 35 24 12
Hệ số
38 , 85 0
32 = 4,0 2,5 1,0
Trong tổng số các trận lũ lớn tại các tuyến nghiên cứu (85 trận), có 43 trận lũ có Qmax xuất hiện sau mưa 5 ngày trở lên. Trong đó có 32 trận lũ lũ lớn xảy ra trùng với trận mưa lớn nhất của năm, chiếm 38% so với tổng số trận lũ lớn nghiên cứu tại các tuyến. Nghĩa là lượng mưa quyết định đến nguy cơ lũ lớn là 38%.
- Tiêu chí 1: Xét số trận mưa có lượng mưa theo thời gian 5 ngày có quan hệ với Qmax chặt chẽ (hệ số tương quan ≥0,7) đảm bảo cho R2 ≥ 0,5.
- Tiêu chí 2: Hệ số tiêu chí 2 = 10 - hệ số (tiêu chí 1 + tiêu chí 3 + tiêu chí 4).
- Tiêu chí 3: Số trận lũ lớn có cường suất lũ lên lớn hơn cường suất lũ lên trung bình.
- Tiêu chí 4: Số trận lũ có tổng lượng lũ 5 ngày bình quân đơn vị quan hệ với Qmax chặt chẽ (hệ số tương quan ≥0,7).
Tại Cửa Rào trong 7 trận lũ lớn có Qmax xuất hiện sau mưa 5 ngày thì 5 trận lũ lớn có quan hệ giữa X5ngày với Qmax chặt chẽ (R ≥0,7); 3 trận lũ lớn có quan hệ giữa lượng lũ trên đơn vị diện tích 5 ngày với lưu lượng đỉnh lũ chặt chẽ và 2 trận lũ lớn có cường suất lũ lên lớn hơn cường suất lũ lên trung bình của khu vực nghiên cứu.
Các vùng còn lại được tính tương tự, tổng cho cả khu vực nghiên cứu có: toàn khu vực có 35 trận lũ lớn có quan hệ giữa X5ngày với Qmax và lấy hệ số là 4,0 (3,8 làm tròn) thì 24 trận lũ lớn có quan hệ giữa lượng lũ 5 ngày trên đơn vị diện tích với lưu lượng đỉnh lũ chặt chẽ phải có hệ số là 2,5 và 12 trận lũ lớn có cường suất lũ lên lớn hơn cường suất lũ lên trung bình có hệ số là 1,0. Vậy hệ số của tiêu chí thứ 2 là:
Hệ số của tiêu chí 2 = 10,0 – (4,0 + 1,0 + 2,5) = 2,5 (2) Lựa chọn điểm đánh giá nguy cơ lũ lớn
Nguy cơ lũ lớn của từng lưu vực bộ phận được đánh giá thông qua công thức (3.1) gọi là nguy cơ lũ lớn BFD (Big Flood Danger).
BFD= (4,0*X5ngày+ 2,5*IBQLV + 1,0*M5ngày + 2,5*W5ngày ) (3.1) Trị số BFD cao nhất khi 4 tiêu chí trên đạt điểm tối đa 10 điểm, tức là BFD đạt 100 điểm và được chia đều thành 5 mức:
- Vùng có BFD < 20, nguy cơ lũ lớn rất thấp
- Vùng có BFD = 21 ÷ 40, nguy cơ lũ lớn thấp
- Vùng có BFD = 41 ÷ 60, nguy cơ lũ lớn trung bình.
- Vùng có BFD = 61 ÷ 80, nguy cơ lũ lớn cao - Vùng có BFD > 80, nguy cơ lũ lớn rất cao.
c. Xác định mức các tiêu chí cho các vùng
Mỗi vùng có giá trị các tiêu chí được xác định từ số liệu thống kê của 15 trận mưa - lũ lớn nhất (xuất hiện trong chuỗi quan trắc từ 1960 đến nay): giá trị tiêu chí 1 lấy bằng lượng mưa 5 ngày lớn nhất của các trận lũ lớn, giá trị tiêu chí 2 lấy theo độ dốc bình quân lưu vực lớn nhất, giá trị tiêu chí 3 lấy trung bình M5ngày đơn vị và giá trị tiêu chí 4 lấy theo w5ngày của các trận lũ lớn (xem bảng 3-12).
Bảng 3-12: Giá trị các tiêu chí của các vùng TT Vùng Tiêu chí 1,
X5ngày(mm)
Tiêu chí 2, IBQLV (%)
Tiêu chí 3, M 5ngày(m3/s.km2)
Tiêu chí 4, w5ngày (106m3/km2)
1 1 350 26,0 0,277 0,064
2 2 367 16,4 0,908 0,075
3 3 523 10,0 0,282 0,070
4 4 551 15,5 0,250 0,072
5 5 461 44,0 3,008 2,306
6 6 667 28,0 1,554 1,964
7 7 468 0,4 0,790 0,285
Từ giá trị các tiêu chí ở Bảng 3-12, so sánh với quy định ở Bảng 3-10, Luận án xác định được cấp của các tiêu chí với điểm cụ thể tương ứng như Bảng 3-13.
Bảng 3-13: Đánh giá các tiêu chí cho các vùng
TT Vùng Tiêu chí 1 Tiêu chí 2 Tiêu chí 3 Tiêu chí 4 Cấp Điểm Cấp Điểm Cấp Điểm Cấp Điểm
1 1 2 4,0 3 6,5 1 0,9 1 2,1
2 2 2 4,8 2 5,5 1 3,0 1 2,5
3 3 3 7,0 1 3,3 1 0,9 1 2.3
4 4 3 7,4 2 5,0 1 0,8 1 2,4
5 5 2 6,1 3 10,0 3 10,0 3 10,0
6 6 3 8,9 3 7,0 2 5,1 3 8,5
7 7 2 6,2 1 0,1 1 2,6 3 5,0