Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi đông bắc việt nam tt

B

GIÁO D C VÀ ĐÀO T O
TR

B

NỌNG NGHI P VÀ PTNT

NG Đ I H C TH Y L I

DOÃN TH N I

NGHIÊNăC UăS ăBI NăĐ NGăC AăM AăLǛ VÀăĐ ăXU Tă
C ăS ăKHOAăH CăTệNHăLǛăCHO CÔNG TRÌNH GIAO
THÔNG VÙNGăNÚIăĐỌNGăB CậVI TăNAM

Chuyên ngành: Th yăvĕnăh c
Mƣăsốăchuyên ngành: 62-44-02-24

TịM T T LU N ÁN TIẾN SĨ KỸ THU T

HÀăN I, NĔMă2016


Côngătrìnhăđ ợcăhoƠnăthƠnhătạiăTr

ng Đ i h c Th y l i

Ng

iăh ớngădẫnăkhoaăh că1: PGS.TS. Ngô Lê Long

Ng

iăh ớngădẫnăkhoaăh că2: PGS.TS. Hoàng Thanh Tùng

Ph năbi nă1:ăGS.TS Trần Th c, Vi năKHKTV&BĐKH
Ph năbi nă2:ăPGS.TS Trần Đình Nghiên,ăChuyênăgiaăđ căl p
Ph năbi nă3:ăTS Nguy n L p Dân,ăVi năĐ aăLỦ,ăVi năHàn Lâm KHVN

Lu năánăs ăđ ợcăb oăv ătr ớcăH iăđồngăch mălu năánăh pătại…………..
-----------------------------------------------------------------------------------------vào lúc gi ăăăăăăăăngƠyăăă tháng
nĕm

Cóăthểătìmăhiểuălu năánătạiăth ăvi n:
- Th ăvi n Quốc gia
- Th ăvi năTr ngăĐại h c Th y lợi


M

Đ U

1. Tính c p thi t c a đ tài
Giao thông là huyết m ch của mỗi quốc gia, muốn phát triển đất nước cần ph i
hoàn thiện và hiện đ i hệ thống giao thông. Hàng năm, nhà nước đã đầu tư rất
nhiều kinh phí cho đầu tư xây mới, nâng cấp và m rộng hệ thống giao thông
để đ m b o giao thương kinh tế văn hóa các vùng trên c nước và quốc tế.
Với trên 2/3 diện tích là địa hình đồi núi, đư ng miền núi chiếm hơn 70% tổng
km chiều dài đư ng bộ c nước. Đư ng miền núi chủ yếu thuộc lo i cấp III-V,

các h ng mục công trình thoát nước (cầu, cống, rãnh) chưa được chú trọng
trong thiết kế và xây dựng, các tính toán thủy văn, thủy lực còn h n chế.
Dưới nh hư ng của khí hậu nhiệt đới gió mùa, với chế độ mưa lũ khắc nghiệt,
mức độ ngày càng tăng đã làm cho các công trình giao thông bị hư hỏng nặng
nề. Một trong những nguyên nhân gây tác động đáng kể tới độ bền vững của
công trình gây s t l ta luy dương, âm, trôi cầu cống, hỏng mố trụ…thì những
tác động của mưa, lũ trong đó việc tính toán lũ thiết kế chưa đúng hoặc chưa
phù hợp là nguyên nhân chính.
Trong TCVN 9845:2013 (viết dựa trên cơ s của QP.TL C-6-77) đã giới thiệu
một số phương pháp tính lũ thiết kế từ mưa như: Cư ng độ giới h n,
Xokolopxky...có nguồn gốc của các tác gi
chưa phù hợp với điều kiện Việt

iên Xô (cũ), có nhiều thông số

am, khó xác định, vì vậy khi áp dụng vào

tính toán kết qu tính có thể chưa phù hợp với thực tế d n tới kh u độ các công
trình thoát nước chưa đáp ứng được yêu cầu.
Việc thiếu tài liệu quan trắc mưa và dòng ch y, đặc biệt là tài liệu quan trắc
th i đo n ngắn cũng gây khó khăn khi tính toán lũ thiết kế cho các công trình.
Với tất c lí do trên, luận án“Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất
cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc Việt
Nam” mà CS lựa chọn là hết sức cấp thiết.

1


2.

Mục tiêu nghiên c u

ghiên cứu những biến động của mưa lũ, chi tiết hóa lượng mưa và mặt đệm,
xác lập cơ s khoa học tính lũ thiết kế cho công trình giao thông.
3. Đối t ợng và phạm vi nghiên c u
- Ph m vi nghiên cứu: hai tỉnh Bắc K n và

ng Sơn thuộc vùng núi Đông

Bắc-Việt am;
- Đối tượng nghiên cứu: mưa và lũ thiết kế phục vụ xây dựng các công trình
thoát nước nằm trên các quốc lộ Q 3, 3B, 279, 3, 4A, 4B, 1A thuộc khu vực
nghiên cứu.
4. Cách ti p c n vƠ ph

ng pháp nghiên c u

Để đ t được mục tiêu đề ra, luận án đã thu thập các tài liệu cần thiết, nghiên
cứu tổng quan những biến động về mưa lũ, các phương pháp tính lũ thiết kế
cho giao thông

trong nước và trên thế giới từ đó lựa chọn hướng tiếp cận phù

hợp, mang tính kế thừa, đ m b o tính sáng t o trong nghiên cứu.
Các phương pháp sử dụng trong luận án: i) phương pháp phân tích, thống kê,
kế thừa có chọn lọc các nghiên cứu liên quan; ii) phương pháp phân tích nh
viễn thám, GIS phục vụ mô phỏng lưu vực trong các mô hình toán và xây dựng
các b n đồ chuyên đề làm cơ s khoa học cho các phương pháp tính lũ kiến
nghị; iii) phương pháp mô hình toán, tính toán thử nghiệm làm cơ s cho việc
kiến nghị các phương pháp tính lũ thiết kế phù hợp cho các công trình giao

thông khu vực Đông Bắc, Việt am.
5. Ý nghĩa khoa h c và th c ti n
Kết qu nghiên cứu của luận án có ý nghĩa thực tiễn cao vì đã gi i quyết một
phần khó khăn hiện nay trong tính toán thủy văn cầu đư ng. Việc nghiên cứu
biến động của mưa lũ khu vực Đông Bắc và xác lập cơ s khoa học tính lũ thiết
kế cho các công trình giao thông có ý nghĩa khoa học trong việc tiếp cận với
những phương pháp tính toán hiện đ i làm tiền đề cho việc xây dựng một quy
trình tính toán phù hợp với điều kiện của Việt am.
2


6. Nh ng đóng góp mới c a lu n án
- uận án đã hoàn thiện phương pháp tính lũ thiết kế cho công trình giao thông
có xét đến biến động mưa lũ và đặc điểm tự nhiên khu vực Đông Bắc, trên cơ
s ứng dụng mô hình toán thủy văn và GIS.
- uận án đã bước đầu xây dựng được phần mềm hỗ trợ tính lũ cho công trình
thoát nước trên đư ng giao thông.
7. C u trúc c a lu n án
goài phần M đầu, Kết luận và kiến nghị, luận án được trình bày trong 3
chương:
Ch

ng 1: Tổng quan về nghiên cứu tính lũ thiết kế cho công trình giao thông.

Ch

ng 2: Xây dựng cơ s khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng

núi Đông Bắc-Việt am.
Ch

ng 3: Tính thử nghiệm và đề xuất phương pháp tính lũ cho công trình

giao thông vùng núi Đông Bắc-Việt am.
CH
NG 1 T NG QUAN V NGHIÊN C U TệNH LǛ THI T K
CHO CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG
1.1 T ng quan v tính lǜ thi t k
1.1.1

Các nghiên cứu trên thế giới

Việc tính lũ thiết kế đã tr i qua một quá trình dài nghiên cứu mang tính kế thừa
và phát triển nhằm chính xác và hiện đ i hóa phục vụ xây dựng các công trình
an toàn trong mùa mưa lũ, đặc biệt trong điều kiện biến đổi khí hậu hiện nay.
Một số nghiên cứu về lũ thiết kế điển hình có thể kể đến như nghiên cứu của
Chow và Shaw (1964), Chow và Maidment (1988), Vijay (2002), Raghunath
(2006), và nhiều nghiên cứu khác. Về cơ b n, các phương pháp tính toán đều
dựa trên lý thuyết căn nguyên dòng ch y và các cách chuyển đổi mưa hiệu qu
thành dòng ch y. Tuy nhiên, từ hai thập kỷ tr l i đây với sự phát triển vượt
bậc của công nghệ máy tính, kỹ thuật viễn thám và GIS đã cho phép các nhà
3


khoa học phân tích và thử nghiệm, cập nhật những công nghệ hiện đ i nhằm
chính xác hóa các tham số mà các phương pháp trước đây chưa xây dựng được.
1.1.2

Các nghiên cứu ở Việt Nam

Các nghiên cứu tính lũ thiết kế

Việt

am được đề cập trong nhiều tài liệu,

tiêu chu n, quy chu n, giáo trình, đề tài, luận án như QP.T C-6-77 (1977);
Giáo trình Thủy văn Công trình của Đỗ Cao Đàm và nnk (1990), ATS nghiên
cứu về mưa, lũ cực h n cho Việt

am của ê Đình Thành (1997); Giáo trình

guyên lý Thủy văn và Tính toán thủy văn thiết kế của PGS.TS

ê Văn

ghinh (2000 & 2003); báo cáo CKH cấp Bộ đề tài “ ghiên cứu c nh báo dự
báo lũ vượt thiết kế-Gi i pháp tràn sự cố” của GS.TS. Ph m gọc Quý và nnk
(2005), Giáo trình Thủy văn Công trình của GS.TS Hà Văn Khối và nnk
(2012); ĐTKH cấp

hà nước “ ghiên cứu cơ s khoa học đề xuất các tiêu

chu n thiết kế lũ, đê biển trong điều kiện biến đổi khí hậu, nước biển dâng
Việt

am và gi i pháp phòng tránh, gi m nhẹ thiệt h i” do PGS.TS

gô ê

ong làm chủ nhiệm. Các nghiên cứu này đã trình bày các phương pháp tính lũ
thiết kế hiện nay, các các mô hình thủy văn tính toán dòng ch y, xây dựng phần
mềm tính lũ thiết kế hay đề xuất phương pháp tính lũ thiết kế cho các công
trình hồ chứa có xét tới tác động của biến đổi khí hậu.
1.2 T ng quan tính lǜ thi t k cho công trình giao thông
1.2.1

Các nghiên cứu trên thế giới

Tính lũ thiết kế cho công trình giao thông trên thế giới được tổng hợp trong các
tài liệu hướng d n và tiêu chu n thiết kế:

hật trong Hướng d n tính thủy

văn thủy lực - Hướng d n và tiêu chu n kỹ thuật cho các dự án thiết kế (phần
kiểm soát lũ);

Anh trong Hướng d n thiết kế cầu đư ng-Tiêu chu n kỹ thuật

của Cơ quan đư ng bộ quốc gia;

Mỹ trong các tài liệu Hướng d n tính thoát

nước trên đư ng (AASHTO); Tài liệu giới thiệu mô hình toán thủy văn HEC;
Thủy văn đư ng bộ (FHWA); Hướng d n kỹ thuật (TR55) hay các tiêu chu n
thiết kế;

Columbia trong tài liệu ''Hướng d n và tiêu chu n thiết kế cầu'';

4

Nga trong Quy trình BCH 63 - 67 - Quy trình kh o sát và thiết kế công trình
vượt sông trên đư ng sắt và đư ng ô tô và nhiều tài liệu khác.
Qua kết qu tổng quan, có
thể phân thành hai nhóm
chính: i) nhóm các phương
pháp sử dụng
phương Tây,

các nước
hật và Mỹ

và ii) nhóm các phương
pháp sử dụng

các nước

Đông Âu và

ga (hình

1.1).
1.2.2

Hình 1.1 Các phương pháp tính lũ thiết kế cho giao
thông trên thế giới

Các nghiên cứu ở Việt Nam

Tính lũ thiết kế cho giao thông

Việt

am được tổng kết và đề cập trong

TCVN 9845:2013 - Tiêu chu n tính toán đặc trưng dòng ch y lũ; trong Sổ tay
tính toán thủy lực thủy văn cầu đư ng (2006) của Bộ GTVT; trong các nghiên
cứu của Mai Anh Tuấn (2003), Trần Đình
Chiêu & Trần Tuấn Hiệp (2004),

ghiên (2003),

guyễn Quang

guyễn Xuân Trục (2009), Đoàn

hư Thái

Dương (2012), guyễn Tiến Cương (2012), và gần đây nhất là trong ATS của
guyễn Anh Tuấn (2014).
Các phương pháp tính lũ thiết
kế

Việt

am phụ thuộc vào

diện tích, tình tr ng số liệu
thủy văn và mức độ quan

trọng của công trình (cấp công
trình), có thể phân thành hai
nhóm: i) nhóm phương pháp
phân tích thống kê và ii) nhóm
phân tích nguyên nhân hình Hình 1.2 Các phương pháp tính lũ thiết kế cho giao
thành (hình 1.2).
thông Việt am
5


i) hóm phương pháp thống kê xác suất sử dụng khi có nhiều số liệu đo đ c lũ.
Hiện nay, có nhiều phần mềm vẽ đư ng tần suất được xây dựng để tính các
tham số thống kê nhằm tăng độ chính xác và tiện dụng. Tuy vậy, các công trình
giao thông trong khu vực nghiên cứu phần lớn đều có vị trí t i các sông, suối
không có số liệu lũ thực đo để ứng dụng phương pháp này. ii)

hóm phương

pháp phân tích nguyên nhân hình thành, gồm các công thức kinh nghiệm theo
Liên Xô cũ và các công thức kinh nghiệm xây dựng cho từng vùng.
1.3 Nh ng hạn ch trong tính lǜ thi t k cho giao thông

Vi t Nam

Qua nghiên cứu, phân tích và đánh giá cho thấy tính toán lũ thiết kế cho công
trình giao thông

Việt Nam còn một số h n chế sau:

- Hiện nay, việc chọn tần suất mới dựa vào cấp đư ng mà chưa xét đến các

điều kiện bất lợi khác như điều kiện tự nhiên và khí tượng thủy văn của vùng
xây dựng công trình d n đến tình tr ng công trình không đủ năng lực và gặp
nhiều sự cố.
- Việc tính lũ thiết kế mới chú trọng đỉnh lũ mà chưa xét đến tổng lượng lũ (W)
d n đến tổng lượng nước đổ dồn vào công trình, không kịp thoát (kh u độ nhỏ),
t o hiện tượng tích nước

thượng lưu đối với các công trình, t o áp lực khí gây

hỏng mố cầu cống hay đuôi cống, mặt đư ng bị phá hai bên thân cống.
- Các b ng tra là cơ s khoa học của các phương pháp tính lũ thiết kế cho công
trình giao thông hiện t i đã cũ, chủ yếu sử dụng các nghiên cứu
và được xây dựng từ số liệu rất h n chế

iên Xô cũ

Việt am (b n đồ tỉ lệ nhỏ, chuỗi số

liệu quan trắc ngắn), kh năng hỗ trợ trong tính toán còn theo cách truyền
thống, chưa cập nhập các công cụ hiện đ i nên kết qu không tránh khỏi những
sai số không mong muốn và phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm ngư i tính.
1.4 H ớng ti p c n vƠ ph

ng pháp nghiên c u

Từ những h n chế trong tính lũ cho giao thông

Việt

am, tính ưu việt trong

một số phương pháp tính lũ thiết kế đang được sử dụng
6

các nước Phương


Tây, hật và Mỹ, tác gi lựa chọn hướng tiếp cận như minh họa trong hình 1.3
bao gồm:
i) )

ghiên cứu lựa chọn các phương pháp, điều kiện ứng dụng và yêu cầu số

liệu và cơ s khoa học của các phương pháp.
ii) Nghiên cứu đặc trưng mưa: biến động của mưa lũ qua thống kê và đánh giá
các hình thế th i tiết gây mưa lũ trong khu vực; sự biến động của mưa lũ theo
không gian và th i gian, trong đó a) phương pháp Mann-Kendall và Sen được
sử dụng để đánh giá sự biến động của mưa theo th i gian; phương pháp phân
tích tần suất, xây dựng các bộ đư ng cong IDF cho các tiểu vùng khác nhau
trong khu vực cũng như chi tiết hóa (chuyển đổi) mưa ngày thành mưa th i
đo n ngắn; b) kỹ thuật viễn thám và GIS được sử dụng để cập nhập các số liệu
mới từ nh vệ tinh và phân tích không gian để đánh giá sự biến động của mưa
theo không gian và xây dựng các b n đồ đẳng trị về biến đổi lượng mưa, hệ số
biến đổi lượng mưa Cv theo không gian trong khu vực nghiên cứu.
iii)

ghiên cứu phân tích điều kiện mặt đệm của khu vực Đông Bắc bao gồm

phân tích các đặc trưng hình thái của tiểu lưu vực thoát nước qua cầu, xây dựng
b n đồ chỉ số C , b n đồ hệ số dòng ch y C, b n đồ hệ số nhám Manning và

các b ng tra phụ trợ, kỹ thuật Viễn thám và mô hình phân tích không gian trong
GIS được sử dụng để tận dụng ưu điểm của dữ liệu không gian và kh năng cập
nhật nhanh những dữ liệu này khi áp dụng thực tế.
iv) Tính toán thử nghiệm, đánh giá kết qu : phân tích cơ s và các điều kiện áp
dụng từng phương pháp lựa chọn để đề xuất các phương pháp phù hợp cho
từng lo i công trình và phù hợp với đặc điểm của vùng nghiên cứu.
v) Xây dựng chương trình tính nhằm tích hợp tất c các kết qu đ t được cùng
với quy trình hướng d n tính toán lũ thiết kế cho các công trình giao thông
thuộc khu vực vùng núi Đông Bắc với mong muốn chương trình này gi i quyết
được một số h n chế trong tính toán hiện nay, đồng th i để m để các nhà
nghiên cứu tiếp tục cập nhật và hoàn thiện.
7


T ng quan các tƠi li u, các
nghiên c u, các bƠi báo

PP mô hình quan h :
- Hệ số dòng ch y C
- Cư ng độ mưa I
- Diện tích lưu vực A

PP SCS-CN
- B n đồ chỉ số C ;
- Diện tích lưu vực A
- Mưa thiết kế

Nghiên c u đặc tr ng mặt đ m

Nghi n c u đặc tr ng m a

Bi n động theo KG:
- Biến động hệ số
CV;
Bi n động theo TG:
- Tăng gi m theo xu
thế của Mann kendall
và Sen

Tính m a thi t k :
- Chuyển đổi mưa ngày
thành mưa th i đo n
ngắn
- Cư ng độ mưa IDF
- ượng mưa thiết kế
- Đư ng cong lũy tích
mưa 24h

-

Đ xu t ph

PT h i quy vùng
- Diện tích lưu vực A
- Độ dốc S
- Mưa thiết kế

Xây
dựng và
phân
tích lưu

vực và
đặc
trưng
lưu vực

Xây
dựng
b n
đồ
chỉ
số
CN

Xây
dựng
b n
đồ hệ
số
dòng
ch y
C

Xây
dựng
b n
đồ hệ
số
nhám
n

Tính th nghi m
hóm cầu có A< 5km2
hóm cầu có A=5-30 km2
hóm cầu A=30-100 km2
hóm cầu có A>100km2

ng pháp phù hợp cho khu v c nghiên c u

Hình 1.3 Sơ đồ tiếp cận nghiên cứu
1.5 T ng quan v khu v c nghiên c u
Khu vực Đông Bắc, Việt

am (hình 1.4) phía bắc và phía đông tiếp giáp với

Trung Quốc, phía đông nam trông ra vịnh Bắc Bộ, phía nam được giới h n b i
dãy núi Tam Đ o và vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng. Đây là khu vực có
địa hình đồi núi dốc cao, vực thẳm, chia cắt m nh, nằm trong những tâm mưa
lớn. Mùa mưa lũ, tình tr ng s t trượt núi, cắt đứt đư ng, làm trôi cầu giao
thông x y ra khá nghiêm trọng. Hai tỉnh

ng Sơn và Bắc C n thuộc vùng núi

Đông Bắc với 80% diện tích đồi núi, là vùng đầu nguồn của các con sông lớn
với độ dốc phức t p; là nơi có các tâm mưa lớn của c nước như tâm mưa Bắc
8


Quang, Móng Cái, Đình ập.
Mùa mưa từ tháng V đến tháng
IX, với tổng lượng mưa chiếm từ

tổng

75-80%

lượng

mưa

năm.Tháng có lượng mưa lớn
nhất là tháng VII và tháng VIII
với lượng mưa phân bố trên
300mm/tháng. Các quốc lộ ch y
qua vùng Đông Bắc bao gồm:
QL1A, QL4A, QL4B, QL31,
QL3, QL3B.

Hình 1.4 B n đồ khu vực nghiên cứu (vùng
Đông Bắc)

Các công trình thoát nước vùng Đông Bắc bao gồm: cầu lớn và cầu trung
( c>25m); cầu nhỏ và cống ( c<25m); rãnh thoát nước; dốc nước; bậc nước;
đư ng tràn; cầu tràn. Trên các tuyến thuộc hai tỉnh Bắc K n và

ng Sơn, đa

phần là cầu nhỏ và cống, ngoài ra có rất nhiều cống địa hình thoát nước mặt
qua đư ng.
1.6 K t lu n ch

ng I

Các phương pháp tính lũ thiết kế trên thế giới và Việt

am đều chia thành hai

nhóm: nhóm phương pháp trực tiếp (có số liệu thực đo) và gián tiếp từ mưa và
mặt đệm (không có số liệu thực đo). Các phương pháp hiện nay
(TCV

Việt

am

9845:2013) còn có nhiều vấn đề tồn t i, gây khó khăn trong việc tính

toán cũng như tính hợp lý của kết qu . Do đó, cần thiết nghiên cứu tiếp cận các
phương pháp đang sử dụng

các nước tiến tiến cùng với sự hỗ trợ của công

nghệ máy tính, tư liệu viễn thám và công nghệ GIS nhằm chi tiết và chính xác
hóa cơ s dữ liệu để áp dụng các phương pháp đã lựa chọn tính lũ thiết kế cho
các công trình giao thông.

9


CH
NG 2 XÂY D NG C S KHOA H C TệNH LǛ THI T K
CHO CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG KHU V C NGHIÊN C U

2.1
2.1.1

C s lý thuy t c a các ph

ng pháp tính lǜ thi t k

Phương pháp SCS-CN

Phương pháp này được Cơ quan b o vệ thổ nhưỡng Hoa Kỳ (SCS) xây dựng và
chính thức đưa vào Sổ tay Kỹ thuật Hoa Kỳ năm 2004, hiện đang được sử dụng
rộng rãi trên thế giới. Phương pháp SCS-C

bao gồm 2 phần chính: tính tổn

thất dòng ch y (mưa hiệu qu , từ C ) và tính chuyển mưa hiệu qu thành dòng
ch y theo lũ đơn vị SCS. Số liệu đầu vào của phương pháp bao gồm: lượng
mưa, lo i đất, địa hình, độ m, hiện tr ng sử dụng đất. Sơ đồ tính hình 2.2.

Hình 2.3 Sơ đồ tính lưu lượng tk theo
pp mô hình quan hệ

2.1.2

Hình 2.2 Sơ đồ tính lưu lượng thiết kế theo
pp SCS-CN

Phương pháp mô hình quan hệ (Rational Method)

Phương pháp mô hình quan hệ (hay là Q = C.I.A) được đề cập trong hầu hết

các tiêu chu n thiết kế công trình giao thông

các nước trên thế giới, dựa trên

mối quan hệ giữa dòng ch y và các đặc trưng cơ b n của lưu vực, cư ng độ
mưa trung bình và diện tích lưu vực. Công thức tính đỉnh lũ thiết kế có d ng:
QmaxP = (C.I.A)/3,6

(2-9)

Trong đó: QmaxP là lưu lượng đỉnh lũ thiết kế (m3/s); C là hệ số dòng ch y; I là
cư ng độ mưa ứng với th i gian tập trung dòng ch y (mm/h); A là diện tích lưu
vực (km2). Các bước tính toán của phương pháp mô hình quan hệ được tóm tắt
trong sơ đồ hình 2.3.
10


2.1.3

Phương trình hồi quy vùng

Phương trình hồi quy vùng là một trong những phương pháp thư ng được sử
dụng trong quy ho ch hoặc tính toán thiết kế sơ bộ cho các công trình thoát
nước

vùng không có số liệu. Cơ s khoa học của phương pháp là tổng kết các

đặc trưng lưu vực, mặt đệm, mưa thiết kế để xây các phương trình hồi quy
vùng dưới d ng quan hệ giữa mô đun hay lưu lượng đỉnh lũ với diện tích lưu
vực cho các khu vực khác nhau trên lãnh thổ (ví dụ

2.2 C s d li u c a các ph

ng pháp tính lǜ thi t k

Để ứng dụng của các phương pháp lựa chọn (mục 1.5 và 2.1) cần xây dựng cơ
s dữ liệu về mưa và mặt đệm như sau:
2.2.1

Xây dựng cơ sở dữ liệu mưa

Mưa là đặc trưng quan trọng quyết định sự hình thành dòng ch y trên lưu vực.
ghiên cứu về mưa gồm: ượng mưa, th i gian mưa, cư ng độ mưa, phân bố
(biến động) mưa theo không gian và th i gian. uận án đã thống kê các hình
thế th i tiết gây mưa lớn

khu vực nghiên cứu, biến động của mưa theo không

gian và th i gian, chi tiết hóa mưa ngày thành mưa th i đo n ngắn, xây dựng
bộ đư ng cong ''Cư ng độ mưa -Th i gian mưa - Tần suất mưa (IDF)'', xây
dựng các b n đồ biến thiên lượng mưa, các đư ng cong tích lũy mưa cho các
khu vực khác nhau trong vùng nghiên cứu. Một số kết qu điển hình được minh
họa tóm tắt trong các hình và b ng sau:
B ng 2.3 Kết qu kiểm định xu thế lượng mưa ngày lớn nhất
Test

Z1-α/2

K t lu n theo

Độ dốc theo Sen

Z

(α = 5%)

Mann-Kendall

(mm/năm)

57

1,20

1,96

Xu thế tăng

176,0

39

0,33

1,96

Xu thế tăng

28,0

Chuỗi m a

n

Xn max Bắc K n
Xn max Bắc Sơn

Xn max Chợ Rã

39

1,72

1,96

Xu thế tăng

143,0

Xn max Đình ập

39

- 0,93

1,96

Xu thế gi m

-78,0

Xn max Hữu ũng

39

-0,80

1,96

Xu thế gi m

-67,0

ng Sơn

55

1,79

1,96

Xu thế tăng

247,0

Xn max gân Sơn

52

1,10

1,96

Xu thế tăng

141,0

Xn max Thất Khê

47

-1,72

1,96

Xu thế gi m

-189,0

Xn max

11


Hình 2.11 B n đồ hệ số biến thiên lượng
mưa ngày max (CV), Đông Bắc

Hình 2.24 B n đồ đẳng trị cư ng độ mưa
I-1-100 (Bắc K n và ng Sơn)

B ng 2.6 B ng hệ số của phương trình đư ng cong IDF, I = a.Dn

T=5

Tr m

T = 10

T = 25

a

n

a

n

a

n

Bắc C n

50,9

-1,25

63,0

-1,25

79,1

-1,25

Bắc Sơn

59,3

-1,32

74,9

-1,38

95,9

-1,45

Chợ Rã

38,2

-1,18

47,5

-1,17

59,9

-1,16

Đình ập

54,8

-1,14

71,1

-1,14

93,8

-1,14

ng Sơn

46,9

-1,24

56,2

-1,24

68

-1,24

Thất Khê

58,2

-1,32

72,5

-1,31

91,5

-1,29

gân Sơn

57,7

-1,25

71,8

-1,27

89,6

-1,3

Hữu ũng

67,5

-1,36

83,9

-1,39

105,9

-1,41

Hình 2.23 Bộ đư ng cong IDF tr m

ng Sơn và Đình ập

Kết qu nghiên cứu cho thấy nếu c khu vực Đông Bắc chỉ được coi là một
trong 18 vùng của Việt am để sử dụng các hệ số triết gi m mưa cũng như chỉ
sử dụng Hnp% trong tính toán lũ thiết kế trong giao thông là chưa hợp lý vì
lượng mưa

đây có sự biến động lớn c về không gian và th i gian giữa các
12


khu vực (b ng 2.3, hình 2.11 và hình 2.24).

hư vậy, việc chi tiết hóa lượng

mưa ngày thành mưa gi và xây dựng các b n đồ phân bố mưa ngày, họ đư ng

cong IDF cho các khu vực khác nhau trong vùng nghiên cứu là rất cần thiết.

Hình 2.25 Phân bố lũy tích mưa 24h tr m Bắc K n và Bắc Sơn
2.2.1

Xây d ng c s d li u mặt đ m

Xây dựng cơ s dữ liệu mặt đệm phục vụ tính toán lũ thiết kế công trình giao
thông cho khu vực nghiên cứu bao gồm việc khoanh lưu vực, xác định các đặc
trưng lưu vực (diện tích chiều dài, độ dốc..), xây dựng các b n đồ (b ng tra) hệ
số dòng ch y, xây dựng b n đồ (b ng tra) chỉ số C , và xây dựng các b n đồ
hệ số nhám. Trong nghiên cứu này, uận án đã ứng dụng công cụ viễn thám và
GIS nhằm cập nhật dữ liệu, phân tích thuộc tính không gian và xây dựng các
b n đồ chuyên dùng, phục vụ tính lũ.
nh vệ tinh

Thu thập và phân tích tài liệu

B n đồ đất

B n đồ hiện tr ng
sử dụng đất

GoogleEarth

Hiện tr ng sử dụng đất qua
gi i đoán nh Vệ tinh

Hiện tr ng sử dụng đất
đã cập nhật

Phân tích
không gian trong GIS
B n đồ C
cho vùng nghiên cứu

Hình 2.29 Sơ đồ các bước xây dựng b n đồ chỉ số C
13


2.2.1.1.

Xây dựng bản đồ chỉ số CN

Việc xây dựng b n đồ chỉ số
CN cho khu vực nghiên cứu
được thực hiện theo sơ đồ
hình 2.29. Kết qu được minh
họa

hình 2.32. Phần giá trị

CN của tiểu lưu vực thoát
nước qua cầu B n Chắt được
trích xuất từ b n đồ CN của

Hình 2.32 B n đồ chỉ số C tỉnh Bắc K n và
ng Sơn

khu vực nghiên cứu.
2.2.1.2.

Xây dựng bản đồ hệ số dòng chảy C dạng ô lưới

Việc xây dựng b n đồ hệ số dòng ch y C d ng ô lưới cho khu vực nghiên cứu
được thực hiện theo sơ đồ hình 2.33. Kết qu được minh họa trong hình 2.34

Hình 2.33 Sơ đồ các bước xây dựng
b n đồ hệ số dòng ch y C

2.2.1.3.

Hình 2.34 B n đồ hệ số dòng ch y C tỉnh Bắc
K n và ng Sơn

Xây dựng bản đồ hệ số nhám Manning n

Việc xây dựng b n đồ hệ số nhám n cho khu vực nghiên cứu được thực hiện
theo sơ đồ hình 2.35. Kết qu được minh họa trong hình 2.36.

14


Hình 2.35 Sơ đồ các bước xd bđ hệ
số nhám Manning

Hình 2.36 B n đồ hệ số nhám (BK và LS)

2.2.1.4.
Phân chia và tính toán các đặc trưng lưu vực từ DEM
Việc tính toán các đặc trưng lưu vực thoát nước rất cần thiết; đặc trưng lưu vực
ph n ánh độ cao, hướng dòng ch y và là dữ liệu để tính các tham số như: th i

gian tập trung dòng ch y, diện tích lưu vực.
Luận án đã xác định ranh giới và xây
dựng b n đồ cho các lưu vực thoát nước
(hơn 40 lưu vực thoát nước) của khu
vực Đông Bắc. Kết qu tính toán các
đặc trưng lưu vực Bắc Khương được
minh họa

hình 2.37 và b ng 2.17.

Hình 2.37 B n đồ lv cầu Bắc Khương

B ng 2.17 Kết qu tính các đặc trưng (lưu vực cầu Bắc Khương)
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9

2.3 K t lu n ch

Các đặc tr ng c u Bắc Kh
Tần suất thiết kế
Diện tích lưu vực
Chiều dài dòng chủ

Tổng chiều dài dòng nhánh
Chiều dài lưu vực
Độ rộng bình quân lưu vực
Số sư n lưu vực
Độ dốc lưu vực
Độc dốc lòng sông

ng

ng II
15

Kí hi u
P
F
L
∑ i
Llv
B
n
J(Sb) %
Js(Sr)%

Đ nv
%
km2
km
km
km
km2/km

Tr số
506,5
27,3
40,1
56,2
9,0
2,0
23,6
0,4


Kết qu nghiên cứu cho thấy, Vùng Đông Bắc được chia thành một vùng mưa
trong 18 vùng mưa của c nước (TCV

9845:20013) là chưa hợp lý b i sự

biến đổi lượng mưa theo không gian là rất lớn. Việc chi tiết hóa mưa ngày
thành mưa th i đo n ngắn, xây dựng bộ đư ng cong IDF, bộ đư ng cong lũy
tích mưa 24h, b n đồ đẳng trị lượng mưa phù hợp với tính toán cho công trình
thoát nước vừa và nhỏ. Việc chi tiết hóa và cập nhật mặt đệm thông qua xây
dựng b n đồ lưu vực, b n đồ chỉ số C , hệ số dòng ch y C, độ nhám Manning
nhằm chính xác hóa các thông số mặt đệm, là cơ s dự liệu để áp dụng các
phương pháp lựa chọn trong uận án.
CH
NG 3 TÍNH TOÁN TH NGHI M VÀ Đ XU T PH
NG
PHÁP TệNH LǛ THI T K CHO CÁC CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG
3.1

C s phơn nhóm công trình thoát n ớc trong tính lǜ thi t k

Các căn cứ để phân chia các nhóm lưu vực và phương pháp tính lũ thiết kế:
+ Căn cứ vào điều kiện áp dụng: Phương pháp mô hình quan hệ được áp dụng
khi diện tích lưu vực A < 65 km2; Phương pháp SCS có giới h n từ 2 - 500
km2; Phương pháp hồi quy vùng sẽ tùy vào mức độ chi tiết số liệu đầu vào;
+ Căn cứ vào kết qu thu thập dữ liệu công trình (vị trí, tuyến, số lượng);
+ Căn cứ vào các thông số tính toán (nhóm đất, lo i th m phủ, hệ số C , hệ số
dòng ch y và đặc trưng nhám, độ dốc lưu vực), cho thấy cỡ lưu vực tương ứng
với mức độ phức t p trong tính các đặc trưng về mưa và mặt đệm.
Từ các căn cứ trên và kết qu xây dựng cơ s khoa học, tiến hành phân chia
nhóm công trình tính lũ thiết kế như sau:

hóm thứ nhất: các công trình có

diện tích lưu vực khống chế bé (A<5km ) bao gồm các cống, cầu nhỏ chiếm
2

kho ng 50% số lượng công trình thoát nước trên đư ng.

hóm này có đặc

điểm là lo i đất, th m phủ và lưu vực đơn gi n (thư ng là một lo i đất và một
vài lo i th m phủ) có thể tính toán nhanh được lưu lượng lũ thiết kế;

hóm thứ

hai: các công trình có diện tích lưu vực khống chế kho ng 5 - 30 km2, chiếm
đến 40% số lượng công trình thoát nước trên đư ng. hóm này phức t p hơn vì
16

có nhiều lo i đất và th m phủ;

hóm thứ ba: Các công trình còn l i với diện

tích lớn hơn 30 km chiếm số lượng ít. Các lưu vực này có điều kiện về địa chất
2

th m phủ phức t p hơn cần chia thành nhiều lưu vực con để tính các đặc trưng
cho phù hợp, mặt khác kết hợp các phương pháp khác nhau để tính toán kiểm
nghiệm.
B ng 3.14 Kết qu tính lưu lượng thiết kế theo 5 phương pháp
K t qu tính l u l ợng Q p% (m3/s) bằng các ph
TT

3.2

Tên c u

A
(km2)

Lu n án

ng pháp

TCVN 9845:2013

CIA

SCS

Hồi quy

Xokolosky

CDGH

1

Can

3,16

95,8

74,6

87,8

93,0

71,0

2

B n Chắt

25,2

327,5

276,0

281,9

362,1

252,9

3

Pắc Vằng

129,2

652,2

610,9

707,4

712,5

711,9

4

Kỳ ừa

1559,9

2170,1

3420,0

3325,4

3960,0

3856,8

Tính thử nghiệm theo các phương pháp khác nhau

unh thử nghiệm theo các phương pháp khác nhauện về địa chất th m phủ
phức t p hơn cần chia thành nhiều lưu vực con để tính các đặc trưng cho phù
hợp, mặt khác kết hợp các phương pháp khác nhau để tính toán kiểm
nghiệmnhanh được lưu lượng lũ thiết kế;bộ đưho các cầu có diện tích lưu vực
A < 5 km2; Cầu B n Chắt đ i diện cho các cầu có diện tích lưu vực 5 km2 < A
< 30 km2; Cầu Pắc Vằng đ i diện cho các cầu có diện tích lưu vực 30 km2 < A
< 100 km2; Cầu Kỳ ừa đ i diện cho các cầu có diện tích A > 100 km2.
S dĩ có các kết qu tính toán khác nhau b i vì hai cách tiếp cận và điều kiện
cơ s dữ liệu khác nhau. Ba phương pháp được lựa chọn trong uận án xây
dựng từ cơ s phân tích dữ liệu mưa và mặt đệm chi tiết và cập nhật, với công
nghệ hiện đ i cho phép truy xuất các kết qu cho từng tiểu lưu vực và có thể
tính được giá trị trung bình trên lưu vực nên việc tính toán sẽ tr nên đơn gi n
hơn, nhanh hơn và kết qu tính toán cũng hợp lý hơn. Còn 2 phương pháp hiện
dùng đều coi c khu vực Đông Bắc là một phân vùng (1 trong 18 phân vùng
17

của Việt

am) nên các hệ số sử dụng cho vùng là dùng chung cho mọi công

trình trong khu vực nghiên cứu sẽ d n tới các hệ số

một số khu vực là thiên

cao, còn một số l i thiên thấp d n đến kết qu tính chưa hợp lý, thêm vào đó là
các b ng tra được xây dựng từ lâu, trên nền dữ liệu h n chế và chưa được cập
nhật.
3.3

Đề xuất phương pháp tính phù hợp

Qua nghiên cứu lý thuyết ba phương pháp, xây dựng cơ s khoa học để áp
dụng tính lũ thiết kế cho các công trình thoát nước khu vực Đông Bắc và tính
toán thử nghiệm cho một số công trình, uận án đề xuất phương pháp tính cho
các lo i công trình thoát nước trong giao thông như

b ng 3.15.

B ng 3.15 Kiến nghị phương pháp tính lũ cho công trình giao thông
TT

Nhi m
vụ

Ph ng
pháp
Mô hình
quan hệ
Q=C.I.A

1

Thiết kế
SCS-CN

Công trình

Cỡ l u v c A
(km2)

Cống nhỏ

A<5

Cầu nhỏ và
cống

5 < A < 30

Cầu nhỏ và
cống

5 < A < 30

Cầu trung

30 < A < 100

Cầu lớn

A > 100

Cống

2

Quy
ho ch,
ập dự
án

Hồi quy
vùng

Cầu nhỏ

A < 400

Cầu trung
Cầu lớn

18

Các nội dung th c hi n

- Tra b n đồ C
-Tra A từ b n đồ lưu vực;
- Tính Tc từ đặc trưng lưu
vực
- Tra I từ bộ đư ng cong IDF
-Tra C từ b n đồ C đã xd;
- Tra A từ b n đồ lưu vực
- Tính Tc từ đặc trưng lưu
vực

- Tra A từ b n đồ lưu vực
- Chọn tần suất tính toán
- Tra hệ số phương trình
Q=f(A)


3.4

Xây d ng ch

ng trình tính lǜ thi t k cho các công trình thoát

n ớc trong giao thông khu v c Đông Bắc
3.4.1

Giới thiệu chung về chương trình tính

Dựa trên cơ s khoa học đã xây dựng

chương I, II: các phương pháp tính,

điều kiện áp dụng, cơ s dữ liệu mưa và bề mặt đã xây dựng (các b n đồ, b ng
tra, phương trình), uận án đã tiến hành xây dựng chương trình tính lũ thiết kế
cho công trình thoát nước trong giao thông

khu vực Đông Bắc. Chương trình

được viết bằng ngôn ngữ Visual studio và Java được tích hợp trên nền của
Google Map do vậy có thể tận dụng được sự cập nhập thông tin thư ng xuyên
của nh viễn thám độ phân gi i cao (IKO OS – 1m), các b n đồ cơ s trong đó
có giao thông tương đối chi tiết của Google, đồng th i trên nền Google map có
thể phóng to (zoom) để xem chi tiết nh vệ tinh bề mặt của khu vực .
Mã nguồn của chương
trình tính được đưa ra
trong phụ lục của uận án;
Giao diện ban đầu của
chương trình được minh
họa trong hình 3.19.
Hình 3.19 Giao diện ban đầu trên nền nh vệ
tinh của Google map

3.4.2

Cấu trúc của chương trình tính

Cấu trúc của chương trình tính được xây dựng theo sơ đồ khối hình 3.20. Theo
sơ đồ này, chương trình chia thành 2 khối chính: i) khối các mô đun tính gồm
việc xây dựng các chương trình con cho 3 phương pháp kiến nghị (4 trang đầu
của mã chương trình); ii) khối truy xuất và qu n lý dữ liệu phục vụ tính toán,
lưu trữ và hiển thị kết qu (các trang còn l i của mã chương trình).

Toàn bộ các b n đồ và cơ s dữ liệu (chỉ số C , hệ số dòng ch y C, hệ số Cv,
cư ng độ mưa, các tiểu lưu vực và đặc trưng hình thái), biểu đồ (các họ đư ng
19


cong IDF cho các khu vực khác nhau trong vùng nghiên cứu), b ng tra, các
phương trình hồi quy vùng đều được tích hợp trong cơ s dữ liệu không gian
(GEO-database) và được tích hợp trên nền Google Map. Cơ s dữ liệu không
gian (GEO-database) có thể định nghĩa là cơ s dữ liệu đặc biệt có 2 phần
chính đó là phần không gian dùng để mô t vị trí, hình d ng, kích thước, có thể
định d ng vector hay raster (đây chính là các b n đồ C , C, Cv, ..) và phần
thuộc tính dùng để mô t giá trị và các thông tin của phần không gian trên,
thư ng

dưới d ng b ng biểu (là các ma trận hiển thị các giá trị của ô lưới)

(minh họa

các hình 2.37 là dữ liệu C , hình 2.38 là dữ liệu hệ số dòng ch y

C).

Hình 3.20 Sơ đồ khối xây dựng chương trình tính

3.4.3

Hướng dẫn sử dụng chương trình tính

Chương trình tính được xây dựng với mục đích hỗ trợ tính toán nhanh đồng
th i cho phép cập nhập các thông số khi cần thiết cho khu vực nghiên cứu và

m rộng cho các khu vực khác

Việt

am. Chương trình được tích hợp trên

nền Google Map và có giao diện cũng như thao tác tính toán rất đơn gi n. Các
bước sử dụng như sau:

20


Bước 1: Gọi chương trình tính:
ngư i dung chỉ cần gõ vào địa chỉ,
màn hình như hình 3.21

trên sẽ

hiện ra, click vào nút “bản đồ” hay
“vệ tinh”

lề trái giao diện để hiển

thị nh vệ tinh hoặc b n đồ giao
thông của khu vực tính toán.
Bước 2:

Hình 3.21 Giao diện của CT trên nền b n đồ

ựa chọn phương pháp

tính: Căn cứ vào mục đích tính và
diện tích thoát nước cho công trình
(theo đề xuất

b ng 3.22) lựa chọn

phương pháp tính. Hình 3.22 minh
họa giao diện mô hình khi chọn
phương pháp Mô hình quan hệ.
Bước 3:

Hình 3.22 Kết qu tính lũ cầu Can theo pp
CIA (Trên nền nh vệ tinh)

hập thông tin về công trình: thông tin về tên công trình, tần suất, vị

trí công trình (kinh độ, vĩ độ), diện tích lưu vực, chương trình sẽ tự động
chuyển đến và phóng to b n đồ lưu vực và vị trí công trình cần tính, đồng th i
truy vấn các thông tin trong cơ s dữ liệu và ước tính các thông số cho lưu vực
thoát nước của công trình như: th i gian tập trung dòng ch y, độ dốc bình quân
lưu vực, hệ số dòng ch y bình quân lưu vực, cư ng độ mưa ứng với tần suất
thiết kế (xem hình 3.22).

gư i dùng có thể nhấn ngay vào nút “Tính toán”

phía trên bên ph i của màn hình, hoặc có thể căn cứ vào hiện tr ng sử dụng đất
từ nh vệ tinh độ phân gi i cao của Google Map ( nh IKO OS – 1m) để hiệu
chỉnh các thông số đã được truy vấn và hiển thị

trên trước khi nhấn vào nút

“Tính toán”. Ví dụ mặc dù truy vấn ra hệ số dòng ch y trung bình là 0,45
nhưng t i th i điểm tính, lưu vực tính toán đã thay đổi, hiện rừng không còn
nữa (căn cứ trên nh vệ tinh, do Google cập nhập thư ng xuyên) thì ngư i
dùng có thể thay đổi hệ số dòng ch y bằng 0,7 cho lưu vực cần tính. Sau khi
21


nhấn vào nút “Tính toán”, chương trình sẽ hiển thị kết qu lưu lượng đỉnh lũ
thiết kế và đư ng quá trình lũ thiết kế.

gư i dùng có thể in hoặc xuất kết qu

ra b ng biểu để phục vụ báo cáo. Với các phương pháp tính khác khi lựa chọn,
thì thao tác cũng tương tự như vậy.
3.5

Kết luận chương III

Với cơ s dữ liệu đã được xây dựng từ chương II, căn cứ vào các điều kiện
phân chia cỡ lưu vực phù hợp với phương pháp tính, tính thử nghiệm cho 4
nhóm công trình và 5 phương pháp (3 phương pháp lựa chọn trong uận án; 2
phương pháp

TCV 9845:2013 dùng để kiểm nghiệm đánh giá), kết qu tính

và phân tích dùng để đề xuất các phương pháp cho từng lo i công trình trong
từng điều kiện và nhiệm vụ cụ thể. Kết qu nghiên cứu được tích hợp trong
phần mềm viết trên nền Google map cho phép ngư i dùng có thể tính toán

nhanh và cập nhật dữ liệu cũng như hoàn thiện một chương trình m dùng cho
giao thông.
K T LU N VÀ KI N NGH
1. Nh ng nội dung chính đƣ đ ợc th c hi n
uận án đã thu thập các tài liệu liên quan mật thiết đến đề tài, tổng quan nghiên
cứu tính toán lũ thiết kế cho công trình giao thông

trong nước và ngoài nước

từ đó tổng kết được các ưu điểm và nhược điểm nhằm lựa chọn hướng tiếp cận
phù hợp vừa mang tính kế thừa, vừa đ m b o tính sáng t o trong nghiên cứu để
đáp ứng mục tiêu đặt ra của luận án.
1) uận án đã thu thập dữ liệu (công trình cầu, khí tượng thủy văn, thổ nhưỡng,
th m phủ, b n đồ DEM) và nghiên cứu xây dựng cơ s khoa học để áp dụng
theo các phương pháp bao gồm: i)Về phương pháp, đã giới thiệu cơ s lý
thuyết, điều kiện áp dụng, các nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan, các
yêu cầu về dữ liệu và trình tự tính của các phương pháp; ii) Về đặc trưng mưa,
đã phân tích và tổng hợp các hình thế th i tiết bất lợi trong khu vực nghiên cứu,
một số trận lũ điển hình, số liệu thống kê thiệt h i để thấy sự cấp thiết của đề
tài. ghiên cứu biến động của mưa (mưa sinh lũ) theo không gian và th i gian,
22


sử dụng các phương pháp phân tích thống kê, kỹ thuật viễn thám và công nghệ
GIS, phương pháp Mann-Kendall và Sen được dùng để đánh giá sự biến động
của mưa theo th i gian, phân tích tần suất, phân tích hồi quy được dùng để xây
dựng các họ đư ng cong IDF cho các tiểu vùng khác nhau trong khu vực cũng
như chi tiết hóa mưa ngày thành mưa th i đo n ngắn. Kỹ thuật Viễn thám và
GIS cũng được sử dụng để cập nhập các số liệu mới từ nh vệ tinh, phân tích
không gian và xây dựng các b n đồ đẳng trị về biến đổi lượng mưa, hệ số biến

đổi lượng mưa Cv để đánh giá sự biến động của mưa theo không gian trong
khu vực nghiên cứu; iii) Về đặc trưng mặt đệm, đã sử dụng các tư liệu không
gian, ứng dụng kỹ thuật Viễn thám và GIS để xây dựng, phân chia khu vực
nghiên cứu thành nhiều tiểu lưu vực thoát nước với trên 40 tiểu lưu vực thoát
nước qua cầu và nhiều tiểu lưu vực nhỏ hơn, b n đồ về chỉ số C

được xây

dựng và cập nhập mới theo số liệu mới nhất về lo i đất và th m phủ thực vật và
tư liệu viễn thám, b n đồ hệ số dòng ch y, b n đồ hệ số nhám xây dựng phục
vụ cho tính toán lũ thiết kế.
2) uận án đã tính thử nghiệm cho một số nhóm công trình trên cơ s phân lo i
nhóm theo diện tích lưu vực và kiến nghị các phương pháp áp dụng:
- Trong thiết kế: Với cống thoát nước nhỏ có A< 5 km2 nên sử dụng phương
pháp CIA;Với cầu nhỏ và cống thoát nước có A từ 5 đến 30 km2 nên sử dụng
phương pháp mô hình quan hệ và tính thêm phương pháp SCS-CN để xây dựng
đư ng quá trình lũ; Với cầu trung A từ 30 đến 100 km2 và A>100 km2 nên sử
dụng phương pháp SCS-CN kết hợp thêm các phương pháp khác;
- Trong quy ho ch và lập dự án, kiến nghị phương pháp hồi quy vùng nhằm
tính toán nhanh và kiểm tra thoát nước của các cầu cũ.
Thông qua thử nghiệm tính toán cho nhiều công trình trong khu vực nghiên
cứu, luận án cho thấy c ba phương pháp này đều rất dễ áp dụng, kh năng tính
toán nhanh, chính xác, cho phép áp dụng các kỹ thuật và công nghệ tiên tiến
vào tính toán và đặc biệt khi tính toán chi tiết cho công trình lớn ngư i sử dụng
có thể tự cập nhập số liệu mới nhất về bề mặt đệm nếu cần thiết.
23