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

Việc thiếu tài liệu quan trắc mưa và dòng chảy, đặc biệt là tài liệu quan trắc thời đoạn ngắn cũng gây khó khăn khi tính toán lũ thiết kế cho các công trình. Với tất cả 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 NCS lựa chọn là hết sức cấp thiết.
Nghiên cứu những biến động của mưa lũ, chi tiết hóa lượng mưa và mặt đệm, xác lập cơ sở khoa học tính lũ thiết kế cho công trình giao thông.

1. B? GIÁO D?C VÀ ĐÀO T?O B? NỌNG NGHI?P VÀ PTNT
TRl?NG Đ?I H?C TH?Y L?I





DOÃN TH? N?I





NGHIÊNăC?UăS?ăBI?NăĐ?NGăC?AăMlAăLǛ VÀăĐ?ăXU?Tă
CjăS?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 https://giaoangiaovien.com/

2. CôngătrìnhăđmợcăhoƠnăthƠnhătạiăTrm?ngăĐạiăh?căTh?yălợi




Ngm?iăhmớngădẫnăkhoaăh?că1: PGS.TS. Ngô Lê Long
Ngm?iăhmớngădẫnăkhoaăh?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?ăđmợcăb?oăv?ătrmớcăH?iăđồngăch?mălu?năánăh?pătại…………..
------------------------------------------------------------------------------------------
vào lúc gi?ăăăăăăăăngƠyăăă tháng nĕm





Cóăthểătìmăhiểuălu?năánătạiăthmăvi?n:
- Thmăvi?n Quốc gia
- Thmăvi?năTrm?ngăĐại h?c Th?y lợi https://giaoangiaovien.com/

3. 1

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: Cm?ng độ giới hạn,
Xokolopxky...có nguồn gốc của các tác gi? iên Xô (cũ), có nhiều thông số
chưa phù hợp với điều kiện Việt 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. https://giaoangiaovien.com/

4. 2

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 tượng và phạm vi nghiên c?u
- Ph?m vi nghiên cứu: hai t?nh Bắc Kạn vƠ Lạng Skn 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 phmkng 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. https://giaoangiaovien.com/

5. 3

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:
Chương 1: Tổng quan về nghiên cứu tính lũ thiết kế cho công trình giao thông.
Chương 2: Xây dựng cơ s? khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng
núi Đông Bắc-Việt am.
Chương 3: Tính thử nghiệm và đề xuất phương pháp tính lũ cho công trình
giao thông vùng núi Đông Bắc-Việt am.
T?NG QUAN V? NGHIÊN C?U TệNH LǛ THI?T K? CHljNG 1
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 https://giaoangiaovien.com/

6. 4

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''; ? https://giaoangiaovien.com/

7. 5

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 ? các nước
phương Tây, hật và Mỹ
và ii) nhóm các phương
pháp sử dụng ? các nước
Đông Âu và ga (hình
1.1).

Hình 1.1 Các phương pháp tính lũ thiết kế cho giao
thông trên thế giới
1.2.2 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 ghiên (2003), guyễn Quang
Chiêu & Trần Tuấn Hiệp (2004), 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
thành (hình 1.2).

Hình 1.2 Các phương pháp tính lũ thiết kế cho giao
thông ? Việt am https://giaoangiaovien.com/

8. 6

i) hóm phương pháp thống kê xác suất sử dụng khi có nhiều số liệu đo đ?c lũ.
Hi?n nay, có nhi?u ph?n m?m v? đm?ng t?n su?t đmợc xơy d?ng 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 ? iên Xô cũ
và được xây dựng từ số liệu rất h?n chế ? 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 Hướng ti?p c?n vƠ phmkng 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 ? các nước Phương https://giaoangiaovien.com/

9. 7

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.
https://giaoangiaovien.com/

10. 8
























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
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
- Cm?ng độ mma I
- Diện tích lưu vực A
PP SCS-CN
- B?n đồ chỉ số C ;
- Diện tích lưu vực A
- Mưa thiết kế
PT h?i quy vùng
- Diện tích lưu vực A
- Độ dốc S
- Mưa thiết kế
Nghi?n c?u đặc trmng mma Nghiên c?u đặc trmng mặt đ?m
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 mma 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
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< 5km
2

- hóm cầu có A=5-30 km
2

- hóm cầu A=30-100 km
2

- hóm cầu có A>100km
2

Đề xuất phương pháp phù hợp cho khu vực nghiên cứu https://giaoangiaovien.com/

11. 9

Quang, Móng Cái, Đình ập.
Mùa mưa từ tháng V đến tháng
IX, với tổng lượng mưa chiếm từ
75-80% tổng 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.
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 chương 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 ? Việt am
(TCV 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.

Hình 1.4 B?n đồ khu vực nghiên cứu (vùng
Đông Bắc) https://giaoangiaovien.com/

12. 10

XÂY D?NG Cj S? KHOA H?C TệNH LǛ THI?T K? CHljNG 2
CHO CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG KHU V ?C NGHIÊN C?U
2.1 Ck s? lý thuy?t c?a các phmkng pháp tính lǜ thi?t k?
2.1.1 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.

2.1.2 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:
Q maxP = (C.I.A)/3,6 (2-9)
Trong đó: QmaxP là lưu lượng đỉnh lũ thiết kế (m
3
/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 (km
2
). Các bước tính toán của phương pháp mô hình quan hệ được tóm tắt
trong sơ đồ hình 2.3.

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

Hình 2.2 Sơ đồ tính lưu lượng thiết kế theo
pp SCS-CN https://giaoangiaovien.com/

13. 11

2.1.3 Phương trình hồi quy vùng
Phương trình hồi quy vùng lƠ một trong nh?ng phmkng pháp thm?ng đmợc s?
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 Cơ s? d? li?u c?a các phương 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.
Nghiên c?u v? mma g?m: Lmợng mma, th?i gian mma, cm?ng độ mma, phơn 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 đm?ng cong ''Cm?ng độ mma -Th?i gian mưa - Tần suất mưa (IDF)'', xây
d?ng các b?n đ? bi?n thiên lmợng mma, các đm?ng cong tích lǜy mma 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
Chuỗi mưa n
Test
Z
Z1-α/2
(α = 5%)
K?t lu?n theo
Mann-Kendall
Độ dốc theo Sen
(mm/năm)
Xn max Bắc K?n 57 1,20 1,96 Xu thế tăng 176,0
Xn max Bắc Sơn 39 0,33 1,96 Xu thế tăng 28,0
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
Xn max ?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 https://giaoangiaovien.com/

14. 12


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)


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

Tr?m
T = 5 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 https://giaoangiaovien.com/

15. 13

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 phơn bố mma ngƠy, h? đm?ng
cong IDF cho các khu vực khác nhau trong vùng nghiên cứu là rất cần thiết.

2.2.1 Xây d?ng ck 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.








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

Hình 2.25 Phân bố lũy tích mưa 24h tr?m Bắc K?n và Bắc Sơn
B?n đồ hiện tr?ng
sử dụng đất
Thu thập và phân tích tài liệu
Hiện tr?ng sử dụng đất qua
gi?i đoán ?nh Vệ tinh
GoogleEarth
Hiện tr?ng sử dụng đất
đã cập nhật
Phân tích
không gian trong GIS
?nh vệ tinh
B?n đồ đất
B?n đồ C
cho vùng nghiên cứu https://giaoangiaovien.com/

16. 14

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
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

Hình 2.34 B?n đồ hệ số dòng ch?y C tỉnh Bắc
K?n và ?ng Sơn
2.2.1.3. 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.

Hình 2.32 B?n đồ chỉ số C tỉnh Bắc K?n và
?ng Sơn https://giaoangiaovien.com/

17. 15


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.


2.3 K?t lu?n chmkng II

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 Các đặc trmng c?u Bắc Khmkng Kí hi?u Đơn vị Tr? số
1 Tần suất thiết kế P %
2 Diện tích lưu vực F km
2
506,5
3 Chiều dài dòng chủ L km 27,3
4 Tổng chiều dài dòng nhánh ∑ i km 40,1
5 Chiều dài lưu vực Llv km 56,2
6 Độ rộng bình quân lưu vực B km
2
/km 9,0
7 Số sm?n lmu v?c n 2,0
8 Độ dốc lưu vực J(Sb) % 23,6
9 Độc dốc lòng sông Js(Sr)% 0,4 https://giaoangiaovien.com/

18. 16

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.
TÍNH TOÁN TH? NGHI?M VÀ Đ? XU?T PHljNG CHljNG 3
PHÁP TệNH LǛ THI?T K? CHO CÁC CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG
3.1 Ck s? phơn nhóm công trình thoát nmớc 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 km
2
; Phương pháp SCS có giới h?n từ 2 - 500
km
2
; 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
2
) bao gồm các cống, cầu nhỏ chiếm
kho?ng 50% số lượng công trình thoát nước trên đư?ng. hóm này có đặc
điểm lƠ loại đ?t, th?m ph? vƠ lmu v?c đkn gi?n (thm?ng lƠ một loại đ?t vƠ 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 km
2
, chiếm
đến 40% số lượng công trình thoát nước trên đư?ng. hóm này phức t?p hơn vì https://giaoangiaovien.com/

19. 17

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
2
chiếm số lượng ít. Các lưu vực này có điều kiện 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
nghiệm.

3.2 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 km
2
; Cầu B?n Chắt đ?i diện cho các cầu có diện tích lưu vực 5 km
2
< A
< 30 km
2
; Cầu Pắc Vằng đ?i diện cho các cầu có diện tích lưu vực 30 km
2
< A
< 100 km
2
; Cầu Kỳ ừa đ?i diện cho các cầu có diện tích A > 100 km
2
.
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
B?ng 3.14 Kết qu? tính lưu lượng thiết kế theo 5 phương pháp
TT Tên c?u
A
(km
2
)
K?t qu? tính lmu lmợng Q p% (m
3
/s) bằng các phương pháp
Lu?n án 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
https://giaoangiaovien.com/

20. 18

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
Phương
pháp
Công trình Cỡ lmu v?c A
(km
2
)
Các nội dung th?c hi?n
1
Thiết kế
Mô hình
quan hệ
Q=C.I.A
Cống nhỏ A < 5

- 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
Cầu nhỏ và
cống
5 < A < 30
SCS-CN
Cầu nhỏ và
cống
5 < A < 30
-Tra C từ b?n đồ C đã xd;
- Tra A từ b?n đồ lưu vực
- Tính Tc từ đặc trưng lưu
vực
Cầu trung 30 < A < 100
Cầu lớn A > 100
2
Quy
ho?ch,
ập dự
án
Hồi quy
vùng
Cống
Cầu nhỏ
Cầu trung
Cầu lớn
A < 400
- Tra A từ b?n đồ lưu vực
- Chọn tần suất tính toán
- Tra hệ số phương trình
Q=f(A)
https://giaoangiaovien.com/

21. 19

3.4 Xây d?ng chmkng trình tính lǜ thi?t k? cho các công trình thoát
nước 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 v?y có thể t?n dụng đmợc s? c?p nh?p thông tin thm?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.








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,
cm?ng độ mma, các tiểu lmu v?c vƠ đặc trmng hình thái), biểu đ? (các h? đm?ng

Hình 3.19 Giao diện ban đầu trên nền ?nh vệ
tinh của Google map https://giaoangiaovien.com/

22. 20

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).


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:
Hình 3.20 Sơ đồ khối xây dựng chương trình tính https://giaoangiaovien.com/

23. 21

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.

Hình 3.21 Giao diện của CT trên nền b?n đồ
Bước 2: 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.
Hình 3.22 Kết qu? tính lũ cầu Can theo pp
CIA (Trên nền ?nh vệ tinh)
Bước 3: 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 https://giaoangiaovien.com/

24. 22

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 đã được 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, https://giaoangiaovien.com/

25. 23

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 km
2
nên sử dụng phương
pháp CIA;Với cầu nhỏ và cống thoát nước có A từ 5 đến 30 km
2
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 km
2
và A>100 km
2
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. https://giaoangiaovien.com/

26. 24

3) uận án đã tích hợp tất c? dữ liệu và cơ s? khoa học (các b?n đồ (chỉ số C ,
hệ số dòng ch?y, hệ số Cv, cư?ng độ mưa, các tiểu lưu vực và đặc trưng hình
thái), biểu đồ (các họ đư?ng cong IDF trên khu vực), b?ng tra, các phương
trình hồi quy vùng) vào cơ s? dữ liệu không gian (GEO-database) để xây dựng
một phần mềm tính toán viết trên nền Google Map. Đây là chương trình có mã
nguồn m?, cho phép ngư?i dùng cập nhật thư?ng xuyên cơ s? dữ liệu từ tư liệu
viễn thám và các đặc trưng khác.
2. Nh?ng t?n tại c?a lu?n án
Mới đánh giá được biến động của mưa (mưa sinh lũ) mà chưa đánh giá được
biến động của lũ trên khu vực nghiên cứu. Các b?n đồ xây dựng với tỷ lệ lớn;
3. Nh?ng đóng góp mới c?a Lu?n án
uận án đã đưa ra được 2 đóng góp mới (xem phần m? đầu).
4. Hướng phát triển c?a Lu?n án
Kết qu? đ?t được mới chỉ là những thành công ban đầu, việc nghiên cứu m?
rộng hơn nữa cần ph?i được tiếp tục trong th?i gian tới: i) Tiếp tục cập nhập số
liệu để nâng cao chất lượng các b?n đồ (chỉ số C , Cv, hệ số dòng ch?y, độ
nhám), các b?ng tra và đư?ng quá trình (IDF, lũy tích mưa..), các phương trình
hồi quy vùng và các công thức để tiến hành chi tiết mưa ngày thành mưa các
th?i đo?n ngắn; ii) Từng bước hoàn thiện phần mềm tính và chia sẻ phần mềm
trên nền Google Map để các nhà khoa học có thể góp ý, cập nhập thêm các
thông tin, các phương pháp tính ưu việt khác; iii) Tiếp tục nghiên cứu để m?
rộng ph?m vi áp dụng ra các khu vực khác ? Việt am.
5. Ki?n ngh?
Đề nghị có những nghiên cứu chuyên sâu hơn để nâng cấp Quy chu n tính toán
lũ cho công trình giao thông hiện nay theo hướng thuận tiện, chính xác và có
thể áp dụng được các phương tiện và công cụ tính toán hiện đ?i và tiên tiến như
các nước phát triển đang có.
https://giaoangiaovien.com/

27. DANH M?C CỌNG TRỊNH ĐÃ CỌNG BỐ
1. Doưn Th? N?i, Ngô Lê Long & Hoàng Thanh Tùng (2016).''Nghiênăc?uăđ?ă
xu?tăphmkngăphápătínhălǜăthi?tăk?ăcôngătrìnhăgiaoăthôngăvùngănúiăĐôngăB?c-
Vi?tăNam''. Tạp chí KHKT&Môi Trường. Sốă53ăT6-2013. Trang 80-86;
2. Doưn Th? N?i, Hoàng Thanh Tùng & Nguy?năHoƠngăSknă(2015).ă''Xơyăd?ngă
b?ăđm?ngăcongăIDFăchoănh?ngăvùngăcóăhoặcăthi?uăsốăli?uămmaăngƠyăthu?căkhuă
v?căĐôngăB?căVi?tănam''.ăHội nghị thường niên ĐHTL năm 2015. Trang 369-
371;
3. Doưn Th? N?i (2015).''Nghiênă c?uă tínhă lǜă choă lmuă v?că vừaă vƠă nhỏă theo
phmkngăphápăSCSậCNăcóăxétătớiăs?ăthayăđổiăhi?nătrạngăsửăd?ngăđ?t''.ăH?iăngh?ă
khoaăh?căĐHGTVTănĕmă2015. Tạp chí Khoa học giao thông vận tải (số đặc
biệt). SốăT11/2015. Trang 48-52;
4. Doưn Th? N?i,ă Nguy?nă HoƠngă Skn.ă (2015).ă ''Xơyă d?ngă đm?ngă congă IDFă
ph?căv?ătínhătoánălǜăthi?tăk?ăchoăcôngătrìnhăgiaoăthôngă?ăm?tăsốătỉnhăthu?căvùngă
Đôngă B?cậVi?tă nam''.ăTạp chí Khoa học giao thông vận tải.ă Sốă 47ă
T8/2015.Trang 84-90;
5. Doưn Th? N?i,ăLêăTh?ăH?iăY?nă(2015).''?ngăd?ngămôăhìnhăHECậHMS tính
th?yăvĕnăchoăcầuăThácăGi?ngậTỉnhăB?căKạn''. Tạp chí Giao thông vận tải.ăSốă
T6/2015. Trang 52-55. https://giaoangiaovien.com/