Luận án Nghiên cứu xác định một số tham số về mưa góp phần hoàn thiện công thức tính lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường trong điều kiện khí hậu Việt Nam

- Thu thập số liệu đo mưa thực tế trên máy đo mưa tự ghi tại các trạm khí tượng, sử dụng phương pháp trực tiếp để xác định giá trị thực tế của cường độ mưa tính toán a Tk,pi ở các thời đoạn T k và các mức tần suất pi của vùng mưa (a Tk,pi của 12 trạm khí tượng nghiên cứu được xác lập ở Phụ lục 3, từ bảng PL.3-13 đến bảng PL.3-24). - Như vậy ở mỗi một giá trị thời đoạn tính toán T k có các giá trị a Tk,pi ứng với các tần suất p i khác nhau, thực hiện hồi quy cho các điểm a Tk,pi  p i này sẽ tìm được giá trị các hệ số vùng khí hậu Ak , Bk ở thời đoạn T k. Hệ số vùng khí hậu A, B cho vùng mưa sẽ bằng trung bình cộng các giá trị Ak , Bk của các thời đoạn T k. Trước khi thực hiện hồi quy tìm các hệ số A k , Bk cần phải thực hiện hồi quy để tìm được hệ số hình dạng cơn mưa m như đã trình bầy ở mục 4.6.3 trên. - Trình tự thực hiện có thể chia làm 3 bước như sau.

pdf152 trang | Chia sẻ: aquilety | Ngày: 30/03/2015 | Lượt xem: 1877 | Lượt tải: 3download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Luận án Nghiên cứu xác định một số tham số về mưa góp phần hoàn thiện công thức tính lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường trong điều kiện khí hậu Việt Nam, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
quy tìm hệ số hồi quy của vùng khí hậu  cho trạm khí tượng TP.Lạng Sơn với số liệu đo mưa thực tế thu thập từ năm 1960 - 2010. Hình 4.6: Kết quả hồi quy tìm hệ số hồi quy của vùng khí hậu  cho trạm TP.Lạng Sơn với số liệu đo mưa thu thập từ năm 1960 - 2010 - Bảng 4.8 dưới đây là tổng hợp giá trị hệ số tương quan khi hồi quy tìm hệ số  ở 12 trạm khí tượng chọn nghiên cứu với số liệu đo mưa thu thập từ năm 1960 - 2010. Bảng 4.8: Tổng hợp hệ số tương quan hồi quy R2 trong phép hồi quy xác định hệ số  ở 12 trạm khí tượng chọn nghiên cứu với số liệu đo mưa từ năm 1960 - 2010 Hệ số tương quan hồi quy R2 của hệ số  ở các trạm khí tượng Mường Lay Tuyên Quang Lạng Sơn Láng, HN Hà Đông Sơn Tây Vinh Đồng Hới Đà Nẵng Nha Trang B.Ma Thuột Cần Thơ 0.9411 0.850 0.9927 0.7355 0.6927 0.5436 0.9757 0.9552 0.7985 0.8629 0.8174 0.9818 Nhận xét: mức độ tương quan giữa Sp và Hn,p theo hệ số  khác nhau ở các vùng mưa. Tất cả các vùng ở các trạm khí tượng nghiên cứu đều đạt hệ số tương quan cao R > 90%, chỉ trừ một ít số vùng có hệ số tương quan R không được cao lắm như vùng trạm Láng -HN, Hà Đông -HN, Sơn Tây -HN đạt R = 73.73% - 85.76%. Như vậy, trong trường hợp không có số liệu đo mưa tự ghi để trực tiếp xác định đại lượng sức mưa Sp thì có thể dùng công thức tương quan (4.12) để tính sức mưa Sp theo tần suất p từ lượng mưa ngày tính toán Hn,p theo tần suất và hệ số hồi quy  của vùng mưa. y = Sp Đường quan hệ Sp =.Hn,p Các điểm (Sp  Hn,p) - 115 - 4.7.3. Công thức tính cường độ mưa tính toán aT,p theo hệ số hồi quy của vùng khí hậu , hệ số hình dạng cơn mưa m và lượng mưa ngày tính toán Hn,p. Đánh giá mức độ sai số, nhận xét và kiến nghị. - Kết hợp 2 công thức (4.4) và (4.12) được công thức (4.15) như sau. m pn pT T H a ,, .  (4.15) Trong đó: aT,p là cường độ mưa tính toán ở thời đoạn T và tần suất p (mm/ph)  là hệ số hồi quy của vùng khí hậu, phụ thuộc vào từng vùng mưa m là hệ số hình dạng cơn mưa, phụ thuộc vào từng vùng mưa Hn,p là lượng mưa ngày tính toán ở tần suất p (mm) T là thời đoạn mưa tính toán (ph). Khi tính Qp lấy T = . Như vậy, với mỗi vùng mưa, khi xác định được hệ số hồi quy của vùng khí hậu , hệ số hình dạng cơn mưa m thì có thể tính được cường độ mưa tính toán aT,p ở thời đoạn T và tần suất p theo công thức (4.15) thông qua lượng mưa ngày tính toán ở tần suất p, phục vụ việc tính lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường. - Đánh giá mức độ sai số và nhận xét. +) Sử dụng chỉ tiêu độ hữu hiệu Rhh 2 với tiêu chí của tổ chức Khí tượng thế giới (WMO), công thức (3.12) chương 3, để đánh giá sai số khi tính cường độ mưa tính toán aT,p ở thời đoạn T và tần suất p theo công thức (4.15). +) Phương pháp, nội dung đánh giá sai số như ở mục 4.10, kết quả đánh giá sai số cho 12 trạm nghiên cứu như ở Bảng 4.9. Nhận thấy, sai số của cường độ mưa tính toán aT,p ở thời đoạn T và tần suất p tính theo công thức (4.15) ở các trạm đều ở mức ‘‘Đạt’’, ‘‘Khá’’, ‘‘Tốt’’ theo tiêu chí của WMO, tức đều đạt Rhh 2  40% trở lên. - Kiến nghị: công thức (4.15) hoàn toàn có thể được dùng để xác định cường độ mưa tính toán aT,p ở thời đoạn T và tần suất p, dùng tính lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường trong trường hợp tài liệu đo mưa tự ghi thực tế không có hoặc thiếu, chưa đủ dài, trong khi đó số liệu đo lượng mưa ngày lại rất đầy đủ, kéo dài. 4.8. Nghiên cứu xác định cường độ mưa tính toán aT,p theo cường độ mưa chuẩn aTo,p. 4.8.1. Đặt vấn đề. - Ta thấy rằng, cường độ mưa tính toán aT,p là một đại lượng phụ thuộc vào rất nhiều các thông số đặc trưng của vùng khí hậu. Nếu giả định trong công thức tính aT,p có - 116 - một thông số có tính tổng hợp có thể đặc trưng cho các thông số của vùng mưa thì sẽ nâng cao được mức độ chính xác của kết quả tính toán. Thông số tổng hợp đó trong công thức tính aT,p được chọn là cường độ mưa chuẩn aTo,p. Đó chính là cường độ mưa tính toán ở tần suất p ứng với thời đoạn mưa chuẩn T0 của vùng mưa. - Đối với công trình thoát nước nhỏ trên đường, kiến nghị chọn cường độ mưa chuẩn aTo,p ứng với thời đoạn mưa chuẩn T0 như sau.  Khi thời đoạn tính toán T  20ph: chọn thời đoạn mưa chuẩn T0 = 20ph, cường độ mưa chuẩn để tính toán aTo,p = a20’,p  Khi thời đoạn tính toán 20ph < T  120ph: chọn thời đoạn mưa chuẩn T0 = 60ph, cường độ mưa chuẩn để tính toán aTo,p = a60’,p  Khi thời đoạn tính toán T > 120ph: chọn thời đoạn mưa chuẩn T0 = 180ph, cường độ mưa chuẩn để tính toán aTo,p = a180’,p - Thời đoạn mưa chuẩn T0 chọn như trên thường phù hợp với khoảng thời gian tập trung nước của lưu vực nhỏ của công trình thoát nước nhỏ trên đường ở các phân khúc thời gian tập trung nước khác nhau. - Các giá trị cường độ mưa chuẩn a20’,p , a60’,p , a180’,p được xác định bằng phương pháp trực tiếp từ số liệu đo mưa tự ghi ở các thời đoạn mưa chuẩn T0 = 20ph, 60ph, 180ph thu thập ngoài thực tế. 4.8.2. Công thức tính cường độ mưa tính toán aT,p theo cường độ mưa chuẩn aTo,p. - Từ công thức (4.4), có: m p pT T S a , +) Ở thời đoạn mưa chuẩn T0: m p pT T S a 0 ,0  +) Tại cùng một vị trí, cùng một tần suất thì giá trị sức mưa Sp không thay đổi. Do vậy đem chia hai vế, ta được: m pT pT T T a a        0 , , 0 - Từ đây, rút ra được công thức tính cường độ mưa tính toán aT,p theo cường độ mưa chuẩn aTo,p như công thức (4.16) sau đây. m pTpT T T aa        0,, 0 (4.16) Trong đó: aT,p là cường độ mưa tính toán ở thời đoạn T và tần suất p (mm/ph) aTo,p là cường độ mưa chuẩn ở tần suất p và ứng với thời đoạn mưa chuẩn To của vùng mưa (mm/ph) - 117 - T0 là thời đoạn mưa chuẩn, tính bằng (ph), và được chọn như sau: T0 = 20ph khi tính ở thời đoạn T  20’ T0 = 60ph khi tính ở thời đoạn 20’ < T  120’ T0 = 180ph khi tính ở thời đoạn T > 120’ m là hệ số hình dạng cơn mưa, phụ thuộc vào từng vùng mưa T là thời đoạn mưa tính toán (ph). Khi tính Qp lấy T = . - Như vậy, sử dụng công thức (4.16) có thể tính được cường độ mưa tính toán aT,p ở thời đoạn T và tần suất p khi chỉ cần xây dựng bảng tra sẵn cho một số giá trị cường độ mưa chuẩn aTo,p và biết được hệ số hình dạng cơn mưa m trong vùng mưa mà vẫn đảm bảo sự chính xác cần thiết. 4.8.3. Đánh giá sai số, nhận xét và kiến nghị. - Đánh giá mức độ sai số và nhận xét. +) Sử dụng chỉ tiêu độ hữu hiệu Rhh 2 với tiêu chí của tổ chức Khí tượng thế giới (WMO), công thức (3.12) chương 3, để đánh giá sai số khi tính cường độ mưa tính toán aT,p ở thời đoạn T và tần suất p theo công thức (4.16). +) Phương pháp, nội dung đánh giá sai số như ở mục 4.10, kết quả đánh giá sai số cho 12 trạm nghiên cứu như ở Bảng 4.9. Nhận thấy, sai số của cường độ mưa tính toán aT,p ở thời đoạn T và tần suất p tính theo công thức (4.16) ở các trạm đều ở mức ‘‘Đạt’’, ‘‘Khá’’, ‘‘Tốt’’ theo tiêu chí của WMO, tức đều đạt Rhh 2  40% trở lên. - Kiến nghị: công thức (4.16) hoàn toàn có thể được sử dụng để xác định cường độ mưa tính toán aT,p ở thời đoạn T và tần suất p, dùng tính lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường trong trường hợp có được hệ số hình dạng cơn mưa m của vùng mưa và thiết lập được các giá trị cường độ mưa chuẩn aTo,p (3 thời đoạn mưa chuẩn T0 = 20ph, 60ph, 180ph) của vùng mưa. 4.9. Nghiên cứu xác định cường độ mưa tính toán aT,p bằng phương pháp sử dụng trạm tựa. 4.9.1. Cơ sở của phương pháp. - Như đã phân tích ở chương 3 thì cơ sở để phân vùng mưa là sự tương đồng về chế độ, đặc điểm mưa giữa các điểm đo mưa. Trong cùng một vùng mưa thì đặc điểm của mưa tại các vị trí có sự khác biệt ít, được coi là không đổi. Các hệ số đặc trưng hình dạng cơn mưa T, hệ số hình dạng cơn mưa m là những thông số đặc trưng cho đặc điểm mưa trong một vùng mưa nên được coi là không thay đổi, như nhau tại các vị trí trong cùng một vùng mưa. - 118 - - Dựa vào đặc điểm này, có thể xác định được cường độ mưa tại một trạm khi biết được cường độ mưa tại trạm lân cận ở trong cùng một vùng mưa. Trạm lân cận lấy làm cơ sở được gọi là trạm tựa và phương pháp này được gọi là phương pháp tính cường độ mưa bằng cách sử dụng trạm tựa. 4.9.2. Công thức xác định cường độ mưa tính toán aT,p bằng trạm tựa nội suy theo lượng mưa ngày tính toán Hn,p. - Công thức xác định cường độ mưa tính toán aT,p bằng trạm tựa nội suy theo lượng mưa ngày tính toán Hn,p kiến nghị như dạng công thức (4.17) sau đây.          1 , 2 ,1 , 2 , . pn pn pTpT H H aa (4.17) Trong đó: aT,p 2 là cường độ mưa tính toán ở thời đoạn T và tần suất p ở trạm ‘‘2’’, là trạm cần tính (mm/ph) aT,p 1 là cường độ mưa tính toán ở thời đoạn T và tần suất p ở trạm ‘‘1’’, là trạm tựa (mm/ph) Hn,p 2 là lượng mưa ngày tính toán ở cùng tần suất của trạm cần tính (mm) Hn,p 1 là lượng mưa ngày tính toán ở cùng tần suất p của trạm tựa (mm). - Như vậy, nếu công thức (4.17) trên sau khi được đánh giá sai số cho kết quả đảm bảo độ chính xác cần thiết thì hoàn toàn có thể được sử dụng để xác định cường độ mưa tính toán aT,p tại khu vực thiết kế công trình căn cứ vào một trạm tựa trong cùng phân vùng mưa, nội suy theo lượng mưa ngày tính toán. - Công thức (4.17) được đề xuất trên cơ sở suy luận lôgic như sau. +) Giả sử có 2 trạm đo mưa ký hiệu là ‘‘1’’, ‘‘2’’ trong cùng một vùng mưa. +) Nếu gọi aT,p 1 và Hn,p 1 là cường độ mưa tính toán và lượng mưa ngày tính toán của trạm số ‘‘1’’, theo công thức (4.3) ta có: 1, 1 , . pn T pT HT a   +) Nếu gọi aT,p 2 và Hn,p 2 là cường độ mưa tính toán và lượng mưa ngày tính toán của trạm số ‘‘2’’, theo công thức (4.3) ta có: 2, 2 , . pn T pT HT a   +) Chia hai vế và chú ý rằng (T / T) = const, ta được: 2 , 1 , 2 , 1 , pn pn pT pT H H a a  +) Từ đây, đề xuất dạng công thức (4.17) để tính cường độ mưa tính toán aT,p của trạm ‘‘2’’ nội suy từ cường độ mưa tính toán của trạm ‘‘1’’ theo lượng mưa ngày tính toán Hn,p. Ở đây cần chú ý, do đã giả thiết hệ số đặc trưng hình dạng cơn mưa T ở - 119 - trạm ‘‘1’’ và trạm ‘‘2’’ bằng nhau (T coi như nhau tại các điểm trong cùng một vùng mưa) nên dấu ‘‘=’’ trong công thức (4.17) được thay bằng dấu xấp xỉ bằng ‘‘’’. 4.9.3. Công thức xác định cường độ mưa tính toán aT,p bằng trạm tựa nội suy theo đặc trưng sức mưa Sp. - Công thức xác định cường độ mưa tính toán aT,p bằng trạm tựa nội suy theo đặc trưng sức mưa Sp kiến nghị như dạng công thức (4.18) sau đây.          1 2 1 , 2 , . p p pTpT S S aa (4.18) Trong đó: aT,p 2 là cường độ mưa tính toán ở thời đoạn T và tần suất p ở trạm ‘‘2’’, là trạm cần tính (mm/ph) aT,p 1 là cường độ mưa tính toán ở thời đoạn T và tần suất p ở trạm ‘‘1’’, là trạm tựa (mm/ph) Sp 2 là sức mưa ở cùng tần suất p của trạm cần tính Sp 1 là sức mưa ở cùng tần suất p của trạm tựa. - Như vậy, nếu công thức (4.18) trên sau khi được đánh giá sai số cho kết quả đảm bảo độ chính xác cần thiết thì hoàn toàn có thể được sử dụng để xác định cường độ mưa tính toán aT,p tại khu vực thiết kế công trình căn cứ vào một trạm tựa trong cùng phân vùng mưa, nội suy theo sức mưa. - Công thức (4.18) được đề xuất trên cơ sở suy luận lôgic như sau. +) Giả sử có 2 trạm đo mưa ký hiệu là ‘‘1’’, ‘‘2’’ trong cùng một vùng mưa. +) Nếu gọi aT,p 1 và Sp 1 là cường độ mưa tính toán và sức mưa ở tần suất p của trạm số ‘‘1’’, theo công thức (4.4) ta có: m p pT T S a 1 1 ,  +) Nếu gọi aT,p 2 và Sp 2 là cường độ mưa tính toán và sức mưa ở tần suất p của trạm số ‘‘2’’, theo công thức (4.4) ta có: m p pT T S a 2 2 ,  +) Chia hai vế và chú ý rằng T m = const, ta được: 2 1 2 , 1 , p p pT pT S S a a  +) Từ đây, đề xuất dạng công thức (4.18) để tính cường độ mưa tính toán aT,p của trạm ‘‘2’’ nội suy từ cường độ mưa tính toán của trạm ‘‘1’’ theo đặc trưng sức mưa. Ở đây cần chú ý, do đã giả thiết hệ số hình dạng cơn mưa m ở trạm ‘‘1’’ và trạm ‘‘2’’ - 120 - bằng nhau (m coi như nhau tại các điểm trong cùng một vùng mưa) nên dấu ‘‘=’’ trong công thức (4.18) được thay bằng dấu xấp xỉ bằng ‘‘’’. 4.9.4. Điều kiện áp dụng. - Phương pháp trạm tựa dùng để xác định cường độ mưa tính toán aT,p ở trạm không có số liệu đo mưa tự ghi, chỉ có số liệu đo lượng mưa ngày [công thức (4.17)] hoặc được sử dụng để tính, hiệu chỉnh kết quả xác định cường độ mưa tính toán aT,p ở những trạm mà số liệu đo mưa tự ghi còn ngắn hoặc bị khuyết một số năm quan trắc [công thức (4.17) hoặc (4.18)], trong khi có sẵn một trạm tựa trong cùng vùng mưa. Trạm tựa phải là trạm có đầy đủ số liệu đo mưa tự ghi quan trắc trong nhiều năm liên tục. - Để nâng cao mức độ chính xác thì vấn đề chọn được trạm tựa phù hợp rất quan trọng. Trạm tựa được chọn phải là trạm có chế độ, đặc điểm mưa rất giống trạm cần tính, thông thường trong một vùng mưa những trạm có vị trí càng gần nhau, cùng khu vực địa hình thì mức độ thỏa mãn làm trạm tựa càng cao. - Tùy theo cơ sở dữ liệu có sẵn (có được Hn,p hay Sp) hoặc tùy theo mối tương quan nào tốt hơn trong hai mối tương quan lượng mưa ngày tính toán theo tần suất Hn,p hoặc sức mưa theo tần suất Sp giữa trạm cần tính và trạm tựa mà ta lựa chọn nội suy theo lượng mưa ngày tính toán Hn,p tức sử dụng công thức (4.17) hoặc nội suy theo sức mưa Sp tức sử dụng công thức (4.18) để có được kết quả tính aT,p chính xác nhất. 4.9.5. Đánh giá sai số, nhận xét và kiến nghị. - Đánh giá mức độ sai số: sử dụng độ hữu hiệu Rhh2 với tiêu chí của WMO, công thức (3.12) chương 3, để đánh giá sai số khi tính cường độ mưa tính toán aT,p ở thời đoạn T và tần suất p theo công thức (4.17) và đánh giá sai số khi tính cường độ mưa tính toán aT,p ở thời đoạn T và tần suất p theo công thức (4.18). - Ở đây lấy trạm khí tượng Hà Đông -TP.Hà Nội để đánh giá sai số, trạm Láng - TP.Hà Nội được chọn làm trạm tựa. Phương pháp, nội dung đánh giá sai số như ở mục 4.10, kết quả đánh giá sai số cho trạm nghiên cứu như trong Bảng 4.9. Nhận thấy, sai số của cường độ mưa tính toán aT,p ở thời đoạn T và tần suất p tính theo công thức (4.17), tính theo công thức (4.18) đều ở mức ‘‘Đạt’’, ‘‘Khá’’, ‘‘Tốt’’ theo tiêu chí của WMO, tức đều đạt Rhh 2  40% trở lên. - Kiến nghị: các công thức (4.17), (4.18) hoàn toàn có thể được sử dụng để xác định cường độ mưa tính toán aT,p ở thời đoạn T và tần suất p, dùng tính lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường trong trường hợp trạm cần tính không có số liệu - 121 - đo mưa tự ghi nhưng có số liệu đo lượng mưa ngày [công thức (4.17)], hoặc trạm cần tính có số liệu đo mưa tự ghi nhưng còn ngắn [công thức (4.17), công thức (4.18), chọn công thức nào cho sai số nhỏ hơn vì có số liệu đo mưa tự ghi thì sẽ có số liệu đo lượng mưa ngày], trong khi đó lại có sẵn một trạm tựa trong cùng vùng mưa có số liệu đo mưa tự ghi đủ dài. 4.10. Phương pháp, nội dung và kết quả đánh giá sai số của các công thức tính cường độ mưa tính toán aT,p. 4.10.1. Phương pháp, nội dung đánh giá sai số của các công thức tính aT,p. - Phương pháp: sử dụng chỉ tiêu độ hữu hiệu Rhh2 và tiêu chí của tổ chức Khí tượng thế giới (WMO), công thức (3.12) chương 3, để đánh giá sai số của các công thức tính cường độ mưa tính toán aT,p. - Nội dung: +) Với 12 trạm khí tượng chọn nghiên cứu, giá trị cường độ mưa tính toán aT,p ở thời đoạn T và tần suất p được thiết lập ở Phụ lục 3, các bảng từ PL.3-13 đến PL.3-24, bằng phương pháp trực tiếp với số liệu đo mưa tự ghi thực tế từ năm 1960 - 2010, là các giá trị thực đo Xđo trong công thức (3.12) tính chỉ tiêu độ hữu hiệu Rhh 2 khi đánh giá sai số của các công thức (4.3), (4.10), (4.11), (4.15), (4.16), (4.17), (4.18) tính aT,p. +) Đánh giá sai số của công thức (4.3), pn T pT HT a ,, .   : giá trị cường độ mưa tính toán aT,p ở thời đoạn T và tần suất p tính bằng công thức (4.3) với giá trị lượng mưa ngày tính toán Hn,p thiết lập ở Bảng PL.1-13 của Phụ lục 1 và hệ số đặc trưng hình dạng cơn mưa T thiết lập ở Bảng PL.2-13 của Phụ lục 2, với số liệu đo mưa thực tế từ năm 1960 - 2010, là các giá trị tính Xtính trong (3.12) tính chỉ tiêu độ hữu hiệu Rhh 2. +) Đánh giá sai số của công thức (4.10), m p pT T S a , : giá trị cường độ mưa tính toán aT,p ở thời đoạn T và tần suất p tính bằng công thức (4.10) với giá trị sức mưa Sp ở tần suất p thiết lập ở Bảng PL.5-13 của Phụ lục 5 và hệ số hình dạng cơn mưa m thiết lập ở Bảng PL.6-1 của Phụ lục 6, với số liệu đo mưa thực tế từ năm 1960 - 2010, là các giá trị tính Xtính trong công thức (3.12) tính chỉ tiêu độ hữu hiệu Rhh 2. +) Đánh giá sai số của công thức (4.11), mpT T NBA a lg. ,   : giá trị cường độ mưa tính toán aT,p ở thời đoạn T và tần suất p tính bằng công thức (4.11) với hệ số vùng khí hậu A, B và hệ số hình dạng cơn mưa m thiết lập ở Bảng PL.6-1 của Phụ lục 6, với số liệu - 122 - đo mưa thực tế từ năm 1960 - 2010, là các giá trị tính Xtính trong công thức (3.12) tính chỉ tiêu định độ hữu hiệu Rhh 2. +) Đánh giá sai số của công thức (4.15), m pn pT T H a ,, .  : giá trị cường độ mưa tính toán aT,p ở thời đoạn T và tần suất p tính bằng công thức (4.15) với hệ số hồi quy của vùng khí hậu  và hệ số hình dạng cơn mưa m thiết lập ở Bảng PL.6-1, PL.6-2 của Phụ lục 6, lượng mưa ngày tính toán Hn,p thiết lập ở Bảng PL.1-13 của Phụ lục 1, với số liệu đo mưa thực tế từ năm 1960 - 2010, là các giá trị tính Xtính trong công thức (3.12) tính chỉ tiêu độ hữu hiệu Rhh 2. +) Đánh giá sai số của công thức (4.16), m pTpT T T aa        0,, 0 : giá trị cường độ mưa tính toán aT,p ở thời đoạn T và tần suất p tính bằng công thức (4.16) với hệ số hình dạng cơn mưa m thiết lập ở Bảng PL.6-1 của Phụ lục 6 và cường độ mưa chuẩn aT0,p ứng với các thời đoạn mưa chuẩn T0 = 20ph, 60ph, 180ph xác định bằng phương pháp trực tiếp ở các bảng từ PL.7-1 đến PL.7-3 của Phụ lục 7, với số liệu đo mưa thực tế từ năm 1960 - 2010, là các giá trị tính Xtính trong công thức (3.12) tính chỉ tiêu Rhh 2. +) Đánh giá sai số của công thức (4.17),          1 , 2 ,1 , 2 , . pn pn pTpT H H aa : giá trị cường độ mưa tính toán aT,p ở thời đoạn T và tần suất p tính bằng công thức (4.17) với lượng mưa ngày tính toán Hn,p được thiết lập ở Bảng PL.1-13 của Phụ lục 1 và cường độ mưa tính toán của trạm tựa là trạm Láng thiết lập ở Bảng PL.3-16 của Phụ lục 3, với số liệu đo mưa thực tế từ năm 1960 - 2010, là các giá trị tính Xtính trong công thức (3.12) tính chỉ tiêu độ hữu hiệu Rhh 2. +) Đánh giá sai số của công thức (4.18),          1 2 1 , 2 , . p p pTpT S S aa : giá trị cường độ mưa tính toán aT,p ở thời đoạn T và tần suất p tính bằng công thức (4.18) với sức mưa theo tần suất Sp được thiết lập ở Bảng PL.5-13 của Phụ lục 5 và cường độ mưa tính toán của trạm tựa là trạm Láng thiết lập ở Bảng PL.3-16 của Phụ lục 3, với số liệu đo mưa thực tế từ năm 1960 - 2010, là các giá trị tính Xtính trong công thức (3.12) tính chỉ tiêu độ hữu hiệu Rhh 2. 4.10.2. Kết quả đánh giá và so sánh mức độ sai số của các công thức tính cường độ mưa tính toán aT,p trong cùng một vùng mưa và giữa các vùng mưa khác nhau. - 123 - Bảng 4.9: Tổng hợp kết quả đánh giá mức độ sai số của các công thức thực nghiệm tính cường độ mưa tính toán aT,p với số liệu đo mưa thực tế từ năm 1960 - 2010 tại 12 trạm khí tượng chọn nghiên cứu Đánh giá các công thức tính aT,p Độ hữu hiệu Rhh 2 tại các trạm khí tượng M.Lay T.Quang L.Sơn Láng-HN H.Đông Sơn Tây Vinh Đ.Hới Đ.Nẵng N.Trang B.M.Thuột Cần Thơ Phương pháp tính trực tiếp, lấy làm chuẩn 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% pn T pT HT a ,, .   (4.3) Rhh 2 93.02% 67.02% 95.56% 52.23% 40.18% 40.32% 91.02% 96.52% 40.02% 62.91% 40.49% 98.68% Đ/giá Tốt Khá Tốt Đạt Đạt Đạt Tốt Tốt Đạt Đạt Đạt Tốt m p pT T S a , (4.10) Rhh 2 94.48% 87.47% 96.38% 80.56% 80.26% 71.18% 94.46% 89.16% 91.91% 89.66% 85.98% 85.53% Đ/giá Tốt Tốt Tốt Khá Khá Khá Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt mpT T NBA a lg. ,   (4.11) Rhh 2 89.36% 76.05% 97.71% 64.58% 67.87% 40.01% 88.35% 79.67% 87.06% 87.91% 75.71% 80.38% Đ/giá Tốt Khá Tốt Đạt Khá Đạt Tốt Khá Tốt Tốt Khá Khá m pn pT T H a ,, .  (4.15) Rhh 2 94.39% 82.22% 95.51% 78.26% 73.08% 44.28% 92.14% 91.50% 73.84% 87.86% 73.00% 85.59% Đ/giá Tốt Khá Tốt Khá Khá Đạt Tốt Tốt Khá Tốt Khá Tốt m pTpT T T aa        0,, 0 (4.16) Rhh 2 94.90% 77.46% 96.43% 86.19% 96.46% 69.79% 89.45% 94.41% 93.01% 97.58% 76.83% 79.89% Đ/giá Tốt Khá Tốt Tốt Tốt Khá Tốt Tốt Tốt Tốt Khá Khá          1 , 2 ,1 , 2 , . pn pn pTpT H H aa (4.17) Rhh 2 - - - ( Tựa ) 94.02% - - - - - - - Đ/giá Tốt          1 2 1 , 2 , . p p pTpT S S aa (4.18) Rhh 2 - - - ( Tựa ) 93.66% - - - - - - - Đ/giá Tốt Tiêu chí đánh giá của WMO: 40%  Rhh 2  65%: Đạt, 65% < Rhh 2  85%: Khá, Rhh 2 > 85%: Tốt. Các ô có đánh dấu ‘‘ - ’’ không có số liệu thực tế để đánh giá. - 124 - - Bảng 4.9 trên là tổng hợp kết quả đánh giá sai số bằng chỉ tiêu độ hữu hiệu Rhh2 và tiêu chí đánh giá của WMO của các công thức tính cường độ mưa tính toán aT,p trong cùng một vùng mưa và giữa các vùng mưa khác nhau. - Luận án có các nhận xét sau. +) Ở cùng một vùng mưa, mức độ sai số của các công thức tính cường độ mưa tính toán aT,p không như nhau, có công thức cho giá trị Rhh 2 rất cao, có công thức cho Rhh 2 nhỏ nhưng tất cả đều đạt được Rhh 2  40%, là mức tối thiểu theo quy định của Tổ chức khí tượng thế giới (WMO). +) Sai số của cùng một công thức khác nhau ở các vùng mưa khác nhau. Nó phụ thuộc vào chế độ mưa từng vùng. Có công thức tính ở vùng mưa này cho kết quả rất tốt nhưng sang vùng mưa khác lại cho kết quả bình thường, không đạt được mức tối ưu về sai số. 4.11. Nhận xét, kết luận chương 4. - Điều kiện về kho dữ liệu đo mưa tự ghi thực tế ở nước ta hiện nay rất đa dạng. Có những trạm khí tượng có số liệu đo mưa tự ghi liên tục, đủ dài, có những trạm khí tượng có số liệu đo mưa tự ghi tương đối dài nhưng không liên tục, có những trạm có số liệu đo mưa tự ghi còn ngắn, có những nơi không có số liệu mưa tự ghi, . . . . Vì vậy, cần nghiên cứu xác định tham số cường độ mưa tính toán aT,p cho các trường hợp, phục vụ tính toán lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường. - Phương pháp trực tiếp tính cường độ mưa tính toán aT,p từ số liệu đo mưa tự ghi thực tế là phương pháp cho kết quả chính xác nhất. Nó nên được ưu tiên sử dụng để tính aT,p khi có được số liệu đo mưa tự ghi với số năm quan trắc đủ dài thu thập tới thời điểm thiết kế công trình; chuỗi số liệu đo mưa tự ghi thu thập có thể liên tục hoặc bị gián đoạn một số năm quan trắc do máy đo mưa tự ghi bị hỏng. - Trong trường hợp số liệu đo mưa tự ghi không có hoặc chưa đủ dài (không đảm bảo được tính đại biểu của mẫu), không thể sử dụng phương pháp tính trực tiếp thì sử dụng phương pháp gián tiếp để xác định cường độ mưa tính toán aT,p. +) Luận án nghiên cứu phát triển 7 dạng công thức thực nghiệm khác nhau để sử dụng cho các trường hợp khác nhau về cơ sở dữ kiện mưa có thể có được ở vùng thiết kế, xây dựng phương pháp xác định các hệ số trong các công thức thực nghiệm này và đã thiết lập được giá trị cụ thể ở 12 khu vực của các trạm khí tượng chọn nghiên cứu (như ở phụ lục 2, phụ lục 5, phụ lục 6 quyển phụ lục luận án) để sử dụng trong tính toán lưu lượng đỉnh lũ thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường. - 125 - ./ Công thức (4.3), xác định cường độ mưa tính toán aT,p thông qua hệ số đặc trưng hình dạng cơn mưa và lượng mưa ngày tính toán: pn T pT HT a ,, .   Được sử dụng trong trường hợp tài liệu đo mưa thực tế bằng máy đo mưa tự ghi không có hoặc thiếu, chưa đủ dài, trong khi đó số liệu đo lượng mưa ngày lại rất đầy đủ, kéo dài và biết được hệ số đặc trưng hình dạng cơn mưa T của vùng mưa. ./ Công thức (4.10), xác định cường độ mưa tính toán aT,p thông qua hệ số hình dạng cơn mưa và đặc trưng sức mưa: m p pT T S a , Được sử dụng trong trường hợp tài liệu đo mưa thực tế bằng máy đo mưa tự ghi không có hoặc thiếu, chưa đủ dài, ngay cả trong trường hợp số liệu đo lượng mưa ngày cũng không có hoặc còn thiếu, chưa đủ dài. Nhưng lại biết được hệ số hình dạng cơn mưa m của vùng mưa và sức mưa Sp ở tần suất p. ./ Công thức (4.11), xác định cường độ mưa tính toán aT,p thông qua hệ số hình dạng cơn mưa và các hệ số vùng khí hậu: mpT T NBA a lg. ,   Được sử dụng trong trường hợp tài liệu đo mưa thực tế bằng máy đo mưa tự ghi không có hoặc thiếu, chưa đủ dài, ngay cả trong trường hợp số liệu đo lượng mưa ngày cũng không có hoặc còn thiếu, chưa đủ dài. Nhưng lại biết được hệ số hình dạng cơn mưa m và các hệ số vùng khí hậu A, B của vùng mưa. ./ Công thức (4.15), xác định aT,p thông qua hệ số hình dạng cơn mưa, lượng mưa ngày tính toán và hệ số hồi quy của vùng khí hậu: m pn pT T H a ,, .  Được sử dụng khi tài liệu đo mưa tự ghi thực tế không có hoặc thiếu, chưa đủ dài, trong khi đó số liệu đo lượng mưa ngày lại rất đầy đủ, kéo dài và biết được hệ số hình dạng cơn mưa m, hệ số hồi quy của vùng khí hậu  của vùng mưa. ./ Công thức (4.16), xác định cường độ mưa tính toán aT,p thông qua hệ số hình dạng cơn mưa và cường độ mưa chuẩn: m pTpT T T aa        0,, 0 Được sử dụng trong trường hợp có được hệ số hình dạng cơn mưa m của vùng mưa và thiết lập được các giá trị cường độ mưa chuẩn aTo,p (3 thời đoạn mưa chuẩn T0 = 20ph, 60ph, 180ph) ở tần suất p. - 126 - ./ Công thức (4.17), xác định cường độ mưa tính toán aT,p bằng trạm tưa và nội suy theo lượng mưa ngày tính toán:          1 , 2 ,1 , 2 , . pn pn pTpT H H aa Được sử dụng khi trạm cần tính chỉ có số liệu đo lượng mưa ngày liên tục, đủ dài nhưng lại không có số liệu đo mưa tự ghi hoặc còn ngắn, trong khi đó lại có sẵn một trạm tựa trong cùng vùng mưa có số liệu đo mưa tự ghi đủ dài. ./ Công thức (4.18), xác định cường độ mưa tính toán aT,p bằng trạm tưa và nội suy theo đặc trưng sức mưa:          1 2 1 , 2 , . p p pTpT S S aa Được sử dụng trong trường hợp trạm cần tính có số liệu đo mưa tự ghi còn ngắn, có được giá trị đặc trưng sức mưa theo tần suất và có được một trạm tựa trong cùng vùng mưa có số liệu đo mưa tự ghi đủ dài. +) Sai số khi tính cường độ mưa tính toán aT,p theo các công thức trên là khác nhau và nó phụ thuộc vào đặc điểm quy luật biến đổi chế độ mưa của từng vùng mưa. Có những công thức tính ở vùng mưa này cho kết quả rất tốt nhưng sang vùng mưa khác lại cho kết quả kém chính xác hơn. Trong trường hợp có đủ điều kiện áp dụng được nhiều công thức tính aT,p cùng lúc ở vùng thiết kế thì nên ưu tiên sử dụng công thức nào cho kết quả chính xác hơn. Thường như sau. ./ Hai công thức (4.3) và (4.15) đều sử dụng lượng mưa ngày tính toán Hn,p để xác định aT,p nhưng tính theo công thức (4.15) vẫn đạt được mức độ chính xác tương đương, có khi còn đạt được mức độ chính xác cao hơn công thức (4.3), xem Bảng 4.9. Điều này là do, công thức (4.15) đã sử dụng các hệ số hồi quy m và  được rút ra trực tiếp từ chuỗi số liệu đo mưa tự ghi so với phương pháp lấy trung bình cộng như khi xác định hệ số đặc trưng hình dạng cơn mưa T trong công thức (4.3). ./ Hai công thức (4.10) và (4.11) đều sử dụng hệ số hình dạng cơn mưa m để xác định aT,p nhưng tính theo công thức (4.10) thường cho kết quả chính xác hơn công thức (4.11), xem Bảng 4.9. Bởi vì, công thức (4.10) đã sử dụng thông số đặc trưng sức mưa Sp, là một thông số đặc trưng tổng hợp cho các yếu tố khí hậu của vùng mưa hơn nhiều so với các hệ số vùng khí hậu A, B của vùng mưa sử dụng trong công thức (4.11). ./ Công thức (4.16), tính aT,p theo cường độ mưa chuẩn thường bao giờ cũng cho kết quả chính xác với mức độ tin cậy cao, xem Bảng 4.9. Điều này hoàn toàn phù hợp - 127 - với tính chất đặc trưng tổng hợp cho vùng mưa của thông số cường độ mưa chuẩn aTo,p. ./ Hai công thức (4.17), (4.18) là các công thức nội suy từ trạm tựa. - Thông số cường độ mưa tính toán aT,p xác định bằng các phương pháp, công thức trên được sử dụng trong các công thức tính toán lưu lượng thiết kế cho công trình thoát nước nhỏ trên đường sử dụng tham số cường độ mưa aT,p để tính Qp sẽ phù hợp và phản ánh sát thực hơn với điều kiện về mưa, điều kiện về địa hình ở nước ta và quy luật hình thành dòng chảy lũ trên lưu vực nhỏ của công trình thoát nước nhỏ trên đường, đảm bảo được sự chính xác cần thiết. - 128 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu trình bầy trong các chương 1, 2, 3, 4, tổng hợp và đánh giá toàn bộ, rút ra các nhận xét, kết luận và kiến nghị sau đây. A- Các nhận xét, kết luận rút ra từ kết quả nghiên cứu và các kiến nghị. 1) Đưa ra một số khuyến nghị trong tính toán thủy văn cầu cống ở nước ta như sau. 1.1. Cần thường xuyên cập nhật các số liệu về mưa phù hợp với diễn biến điều kiện thời tiết để xây dựng các tham số về mưa phục vụ việc tính toán lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường. 1.2. Khi tính toán thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường ngoài việc tính toán xác định theo lưu lượng ở tần suất thiết kế quy định Qp% còn cần phải kiểm tra thêm theo mực nước và lưu lượng lũ lịch sử Qlịchsử của những năm mưa lớn đột biến để có những giải pháp chủ động ứng phó với hiện tượng đột biến về lượng mưa, cường độ mưa và thời gian xuất hiện do tác động cực đoan của hiện tượng biến đổi khí hậu. Đây là khuyến nghị mới của luận án. 2) Kiến nghị việc phân vùng mưa phù hợp đối với yêu cầu tính toán lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường cần dựa vào tiêu chí chính là hệ số đặc trưng hình dạng cơn mưa T  T, tức quan hệ cường độ mưa và thời đoạn mưa tính toán, với mức độ sai số cho phép khi phân vùng mưa đảm bảo điều kiện Rhh 2  [Rhh 2]gh và kết hợp với việc phân tích tổng hợp một số yếu tố ảnh hưởng đến chế độ mưa lũ như nguyên nhân gây mưa lũ, mùa mưa lũ, đặc điểm địa hình. Đây là kiến nghị có ý nghĩa khoa học và thực tiễn vì để quy hoạch phòng lũ tốt thì vấn đề trước tiên yêu cầu là phân vùng mưa lũ hợp lý, phù hợp với đặc điểm mưa, đặc điểm địa hình của từng vùng. 3) Kiến nghị sử dụng 7 dạng công thức thực nghiệm khác nhau, đó là các công thức pn T pT HT a ,, .   (4.3) ; m p pT T S a , (4.10) ; mpT T NBA a lg. ,   (4.11) m pn pT T H a ,, .  (4.15) ; m pTpT T T aa        0,, 0 (4.16)          1 , 2 ,1 , 2 , . pn pn pTpT H H aa (4.17) ;          1 2 1 , 2 , . p p pTpT S S aa (4.18) để gián tiếp xác định gần đúng thông số cường độ mưa tính toán ứng với thời gian tập trung nước của lưu vực và tần suất thiết kế, sử dụng để tính lưu lượng thiết kế - 129 - công trình thoát nước nhỏ trên đường ở nước ta trong trường hợp ở vùng thiết kế công trình không có được số liệu đo mưa tự ghi hoặc có nhưng số năm quan trắc đến thời điểm thiết kế công trình chưa đủ dài nên không thể sử dụng được phương pháp tính trực tiếp aT,p. Trong các công thức trên thì công thức (4.15), (4.16), (4.18) là 3 dạng công thức cải tiến mới kiến nghị sử dụng của luận án, các công thức còn lại các hệ số trong công thức được xây dựng mới cho khu vực 12 trạm khí tượng chọn nghiên cứu. Các công thức thực nghiệm này có độ tin cậy cho phép, được sử dụng cho các điều kiện khác nhau về cơ sở dữ kiện mưa hiện có ở vùng thiết kế, cho phép đa dạng hóa việc xác định thông số cường độ mưa tính toán aT,p đồng thời cho phép lựa chọn sử dụng công thức tính aT,p nào cho kết quả chính xác cao khi có đủ điều kiện cùng lúc dùng được nhiều công thức tính aT,p ở vùng thiết kế. Đây là vấn đề có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao bởi vì với điều kiện kết cấu hạ tầng của ngành khí tượng hiện nay ở nước ta, trạm đo mưa thì nhiều nhưng phần lớn là đo lượng mưa ngày, vấn đề xây dựng các công thức tính gián tiếp cường độ mưa tính toán aT,p ; vấn đề nghiên cứu tính chuyển từ lượng mưa ngày tính toán thành lượng mưa tính toán từng thời khoảng ngắn là rất cần thiết trong tính toán lưu lượng thiết kế công trình thoát nước trên đường Việt Nam. 4) Kiến nghị các giá trị lượng mưa ngày tính toán Hn,p theo tần suất thiết kế lập ở 12 trạm khí tượng chọn nghiên cứu trên cơ sở chuỗi số liệu đo mưa thực tế dài, từ năm 1960 - 2010, trong đó thời gian cuối được cho là ứng với bối cảnh mới có sự tác động của hiện tượng BĐKH, ứng dụng để tính toán lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường theo tiêu chuẩn thiết kế hiện hành TCVN9845:2013 [5]; dùng để xác định cường độ mưa tính toán aT,p theo các công thức thực nghiệm pn T pT HT a ,, .   (4.3), m pn pT T H a ,, .  (4.15),          1 , 2 ,1 , 2 , . pn pn pTpT H H aa (4.17); hay sử dụng để tính lưu lượng thiết kế cho lưu vực vừa và lớn theo công thức Sôkôlôpsky. Các trạm khí tượng chọn nghiên cứu là: 1-Trạm Lai Châu-TX.Mường Lay- T.Điện Biên, 2-Trạm Tuyên Quang-TP.Tuyên Quang-T.Tuyên Quang, 3-Trạm Lạng Sơn-TP.Lạng Sơn-T.Lạng Sơn, 4-Trạm Láng-Q.Đống Đa- TP.Hà Nội, 5-Trạm Hà Đông-Q.Hà Đông-TP.Hà Nội, 6-Trạm Sơn Tây- TX.Sơn Tây-TP.Hà Nội, 7-Trạm Vinh-TP.Vinh-T.Nghệ An, 8-Trạm Đồng Hới-TP.Đồng Hới-T.Quảng Bình, 9-Trạm Đà Nẵng-TP.Đà Nẵng, 10-Trạm - 130 - Nha Trang-TP.Nha Trang-T.Khánh Hóa, 11-Trạm Buôn Ma Thuột- TP.Buôn Ma Thuột-T.Đắk Lắk, 12-Trạm Cần Thơ-TP.Cần Thơ. Ví dụ một số giá trị Hn,p lập cho trạm Láng - TP.Hà Nội: p (%) 1% 4% 10% 20% 50% 99.99% Hn,p (mm) 402.93 299.19 230.10 182.00 122.26 89.20 Với các mức tần suất p khác, các trạm khí tượng khác xem chi tiết trong Phụ lục 1 Quyển phụ lục luận án, từ PL.1-1 đến PL.1-13. 5) Kiến nghị các giá trị hệ số đặc trưng hình dạng cơn mưa T lập cho khu vực 12 trạm khí tượng nghiên cứu với số liệu đo mưa thực tế từ năm 1960 - 2010, dùng để tính cường độ mưa tính toán ứng với thời gian tập trung nước của lưu vực và tần suất thiết kế theo công thức thực nghiệm pn T pT HT a ,, .   (4.3), sử dụng để tính lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường theo tiêu chuẩn TCVN9845:2013 [5]. Đồng thời nó là tham số quan trọng dùng để tính chuyển từ lượng mưa ngày tính toán Hn,p sang lượng mưa tính toán từng thời khoảng ngắn HT,p theo công thức (3.10) pnTpT HH ,, . sử dụng trong công thức Sôkôlôpsky tính lưu lượng thiết kế cho lưu vực vừa và lớn, dùng trong tính toán mưa rào - dòng chảy bằng mô hình NAM - MIKE cho kết quả tin cậy. Ngoài ra hệ số đặc trưng hình dạng cơn mưa T còn được dùng làm tiêu chí để phân vùng mưa. Ví dụ một số giá trị T lập cho trạm Láng - TP.Hà Nội: T (ph) 5’ 20’ 60’ 180’ 720’ 1440’ T 0.087 0.224 0.401 0.577 0.928 1.134 Với các thời đoạn tính toán T khác, các trạm khí tượng khác xem chi tiết trong Phụ lục 2 Quyển phụ lục luận án, từ PL.2-1 đến PL.2-13. 6) Kiến nghị các giá trị đặc trưng sức mưa Sp ở tần suất p = 1  99.99% lập cho 12 trạm khí tượng nghiên cứu với số liệu đo mưa thực tế từ năm 1960 - 2010, dùng để tính aT,p theo các công thức thực nghiệm m p pT T S a , (4.10),          1 2 1 , 2 , . p p pTpT S S aa (4.18) sử dụng để tính lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường. Ví dụ một số giá trị Sp lập cho trạm Láng - TP.Hà Nội: p (%) 1% 4% 10% 20% 50% 99.99% Sp 13.27 13.48 13.56 13.74 12.49 1.72 - 131 - Với các mức tần suất p khác, các trạm khí tượng khác xem chi tiết trong Phụ lục 5 Quyển phụ lục luận án, từ PL.5-1 đến PL.5-13. 7) Kiến nghị các giá trị hệ số hình dạng cơn mưa m, hệ số vùng khí hậu A và B, hệ số hồi quy của vùng khí hậu  lập cho khu vực 12 trạm khí tượng nghiên cứu với số liệu đo mưa thực tế từ 1960 - 2010, dùng để tính aT,p theo các công thức thực nghiệm m p pT T S a , (4.10), mpT T NBA a lg. ,   (4.11), m pn pT T H a ,, .  (4.15), m pTpT T T aa        0,, 0 (4.16) sử dụng để tính lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường. Ví dụ một số giá trị m, A, B,  lập cho trạm Láng - TP.Hà Nội: Tên các hệ số m A B  Giá trị các hệ số 0.557 4.990 7.197 0.032 Với các trạm khí tượng khác xem chi tiết trong Phụ lục 6 Quyển phụ lục luận án, từ PL.6-1 đến PL.6-2. 8) Kiến nghị các giá trị cường độ mưa chuẩn aTo,p ở các thời đoạn mưa chuẩn T0 = 20’, 60’, 180’ và tần suất p = 1  99.99% lập cho 12 trạm khí tượng nghiên cứu bằng phương pháp trực tiếp với số liệu đo mưa thực tế từ năm 1960 - 2010, dùng để tính aT,p theo công thức thực nghiệm m pTpT T T aa        0,, 0 (4.16) sử dụng để tính lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường. Ví dụ một số giá trị aTo,p (mm/phút) lập cho trạm Láng - TP.Hà Nội: p (%) 1% 4% 10% 20% 50% 99.99% aT0,p ở T0 = 20ph 3.33 2.91 2.58 2.31 1.84 0.62 aT0,p ở T0 = 60ph 2.11 1.83 1.61 1.42 1.11 0.28 aT0,p ở T0 = 180ph 1.15 0.92 0.75 0.63 0.45 0.27 Với các mức tần suất p khác, các trạm khí tượng khác xem chi tiết trong Phụ lục 7 Quyển phụ lục luận án, từ PL.7-1 đến PL.7-3. 9) Kiến nghị các giá trị mô đuyn dòng chảy mưa (hay cường độ mưa thể tích) tính toán qT,p ứng với thời gian tập trung nước của lưu vực và tần suất thiết kế lập cho 12 trạm khí tượng nghiên cứu với số liệu đo mưa thực tế từ năm 1960 - 2010, dùng để xác định lưu lượng thiết kế công trình thoát nước đô thị theo tiêu chuẩn thiết kế hiện hành TCVN 7957:2008 [8], công thức (1.11) FqCQ pp .. , , giá trị qT,p được tính theo aT,p: pTpTpT aaq ,, 6 , 67.166.100*60 10  (lít/s/ha) - 132 - với: aT,p là cường độ mưa tính toán (mm/ph), được xác định bằng các phương pháp, công thức, các giá trị nêu trên. 10) Các tham số về mưa nghiên cứu xác định trong luận án được sử dụng trong các công thức tính lưu lượng thiết kế hiện đang dùng trong các tiêu chuẩn thiết kế TCVN9845:2013 [5] cho đường ngoài đô thị, TCVN7957:2008 [8] cho đường đô thị và các công thức trong sổ tay tính toán thủy văn của Bộ Giao thông vận tải [3]: như công thức (1.9) của [5], công thức (1.11) của [8], công thức (1.10) trong [3], công thức (1.13) phương trình cân bằng lượng nước, . . . sử dụng để tính lưu lượng thiết kế công trình thoát nước nhỏ trên đường. Ngoài ra, nó cũng được dùng trong công thức (1.12) Sôkôlôpsky [3] sử dụng để tính lưu lượng thiết kế cho lưu vực vừa và lớn. Giá trị các tham số về mưa lập cho 12 trạm khí tượng nghiên cứu trong luận án được kiến nghị tham khảo bổ sung mới hoặc thay thế mới cơ sở dữ liệu về mưa hiện đang sử dụng trong các tiêu chuẩn thiết kế hiện hành TCVN9845:2013 [5], TCVN 7957:2008 [8] dùng tính lưu lượng thiết kế công trình thoát nước trên đường hiện nay ở những khu vực có các trạm khí tượng này. B- Hướng nghiên cứu tiếp theo. Để sử dụng các công thức do luận án đề xuất trong thực tiễn sản xuất có độ tin cậy cao, cần thiết phải xây dựng bản đồ phân vùng mưa hợp lý với tỷ lệ lớn để tính toán lưu lượng đỉnh lũ cho lưu vực nhỏ của công trình thoát nước nhỏ trên đường trong điều kiện từng địa phương ở Việt Nam. Để làm được vấn đề này cần thu thập được đầy đủ số liệu đo mưa thực tế tới thời điểm hiện nay tại các trạm đo mưa trên toàn quốc để tiến hành hiệu chỉnh phân vùng mưa. - 133 - DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 1. Nguyễn Anh Tuấn (2013), Đặc điểm biến đổi mưa ở Việt Nam trong những năm gần đây và ảnh hưởng tới tính toán các đặc trưng dòng chảy lũ công trình thoát nước nhỏ của đường, Tạp chí Cầu đường Việt Nam, Số tháng 7-2013. 2. Nguyễn Anh Tuấn (2013), Phương pháp xác định cường độ mưa tính toán dựa vào lượng mưa ngày tính toán, hệ số hồi quy của vùng khí hậu và hệ số hình dạng cơn mưa, Tạp chí Xây Dựng, Số tháng 7-2013. 3. Nguyễn Anh Tuấn, Nguyễn Ngọc Long (2013), Kết quả xác định lượng mưa ngày tính toán theo tần suất Hn,p với chuỗi số liệu đo lượng mưa ngày thực tế từ năm 1960 - 2010 ở một số trạm khí tượng của nước ta dùng trong tính toán các đặc trưng dòng chảy lũ công trình thoát nước nhỏ của đường, Tạp chí Cầu đường Việt Nam, Số tháng 8-2013. 4. PGS.TS Bùi Xuân Cậy, Ths Nguyễn Anh Tuấn (2013), Xây dựng công thức xác định cường độ mưa tính toán aT,p ở thời đoạn T và tần suất p cho một số vùng ở Việt Nam, Tạp chí Xây Dựng, Số tháng 12-2013. 5. PGS.TS Bùi Xuân Cậy, Ths Nguyễn Anh Tuấn (2013), Phương pháp trực tiếp và phương pháp sử dụng cường độ mưa chuẩn để xác định tham số cường độ mưa thiết kế công trình thoát nước trên đường đô thị, Tạp chí Cầu đường Việt Nam, Số tháng 12-2013. - 134 - DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO (i) Tiếng Việt. 1 Lương Tuấn Anh (1996), Một mô hình mô phỏng quá trình mưa – dòng chảy trên các lưu vực vừa và nhỏ ở miền Bắc Việt Nam, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Viện khí tượng thủy văn, Hà Nội. 2 Nguyễn Tuấn Anh (2004), Tính toán thủy lực cống và mương thoát nước, Nxb Xây dựng, Hà Nội. 3 Bộ Giao Thông Vận Tải (2006), Sổ tay tính toán thủy văn, thủy lực cầu đường, Hà Nội. 4 Bộ Khoa học và Công nghệ (2005), Đường ô tô - Yêu cầu thiết kế TCVN4054 - 2005, Hà Nội. 5 Bộ Khoa học và Công nghệ (2013), Tính toán các đặc trưng dòng chảy lũ TCVN9845:2013, Hà Nội. 6 Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (2006), Biên soạn GSTS Nguyễn Cảnh Cầm, PGSTS Đỗ Cao Đàm, GSTS Ngô Đình Tuấn, TS Phạm Hùng, Sổ tay kỹ thuật thủy lợi, Phần 1 (cơ sở kỹ thuật thủy lợi) - Tập 4 (tính toán thủy văn, bùn cát, tính toán điều tiết dòng chảy, thủy lực cơ sở, kinh tế tài nguyên nước và môi trường), Nxb Nông nghiệp, Hà Nội. 7 Bộ Thủy Lợi (1977), Quy phạm tính toán các đặc trưng thủy văn thiết kế QP.TL.C-6-77, Hà Nội. 8 Bộ Xây Dựng, Bộ Khoa học và Công nghệ (2008), Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7957:2008, Thoát nước – Mạng lưới và công trình bên ngoài, Tiêu chuẩn thiết kế, Hà Nội. 9 Bộ Xây Dựng (2009), QCVN02:2009/BXD, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia – Số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng, Hà Nội. 10 Nguyễn Quang Chiêu, Trần Tuấn Hiệp (1998), Thiết kế cống và cầu nhỏ trên đường ô tô, Nxb Giao thông vận tải, Hà Nội. 11 Nguyễn Quang Chiêu, Dương Học Hải, Nguyễn Xuân Trục (2007), ‘‘Xác định lưu lượng theo phương trình cân bằng lượng nước’’, Thiết kế đường ô tô, Tập 2, tr.173 -185, Nxb Giao thông vận tải, Hà Nội. - 135 - 12 Ưng Quốc Dũng (1996), Nghiên cứu hoàn thiện phương pháp xác định lưu lượng nước mưa tính toán khi thiết kế hệ thống thoát nước cho các đô thị Việt Nam, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Xây dựng, Hà Nội. 13 Trương Văn Hiếu (2007), Nghiên cứu ảnh hưởng của mưa, triều đến ngập úng và thoát nước đô thị thành phố Hồ Chí Minh, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Viện Khoa học khí tượng thủy văn và môi trường, Hà Nội. 14 Nguyễn Hữu Khải (2008), Phân tích thống kê trong thủy văn, Nxb Đại học Quốc gia, Hà Nội. 15 Hà Văn Khối, Nguyễn Văn Tường, Dương Văn Tiến, Lưu Văn Hưng, Nguyễn Đình Tạo, Nguyễn Thị Thu Nga - Bộ môn thủy văn công trình - Trường Đại học Thủy lợi (2008), Giáo trình thủy văn công trình, Nxb Khoa học tự nhiên và công nghệ, Hà Nội. 16 Trần Việt Liễn (1979), Phương pháp và kết quả nghiên cứu cường độ mưa tính toán ở Việt Nam, Tài liệu in rônêô - Viện Khí tượng thủy văn, Hà Nội. 17 Trần Việt Liễn (1990), Phân vùng khí hậu xây dựng Việt Nam, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Viện khí tượng thủy văn, Hà Nội. 18 Phan Đình Lợi, Nguyễn Năng Minh - Trường Đại học Thủy lợi (2002), Đo đạc và chỉnh lý số liệu thủy văn, Nxb Xây dựng, Hà Nội. 19 Đặng Quốc Lượng - Trường Đại học Kiến trúc (2001), Phương pháp tính trong kỹ thuật, Nxb Xây dựng, Hà Nội. 20 Trần Văn Mô (2002), Thoát nước đô thị, Nxb Xây dựng, Hà Nội. 21 Phạm Đức Nghĩa - Bộ môn tính toán thủy văn - Trường Đại học Thủy lợi (2002), Khí tượng thời tiết khí hậu, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội. 22 Trần Đình Nghiên (1993), Giáo trình thủy văn cầu đường, Trường Đại học Giao thông vận tải, Hà Nội. 23 Trần Đình Nghiên, Nguyễn Đình Vĩnh, Phạm Văn Vĩnh (1998), Thủy văn đại cương, Trường Đại học Giao thông vận tải, Hà Nội. 24 Trần Đình Nghiên (2003), Thiết kế thủy lực cho dự án cầu đường, Nxb Giao thông vận tải, Hà Nội. 25 Nguyễn Thanh Sơn (2003), Tính toán thủy văn, Nxb Đại học Quốc gia, Hà Nội. 26 Nguyễn Thanh Sơn (2005), Đánh giá tài nguyên nước Việt Nam, Nxb Giáo dục, Hà Nội. - 136 - 27 Nguyễn Thanh Sơn (2008), Nghiên cứu mô phỏng quá trình mưa – dòng chảy phục vụ sử dụng hợp lý tài nguyên nước và đất một số lưu vực thượng nguồn Miền Trung, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội. 28 Phan Văn Tân (2005), Phương pháp thống kê trong khí hậu, Nxb Đại học Quốc gia, Hà Nội. 29 Lê Đình Thành (1996), Nghiên cứu ứng dụng tính mưa lũ và lũ lớn nhất khả năng ở Việt Nam, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Thủy lợi, Hà Nội. 30 Trần Thị Kim Thu - Khoa thống kê - Trường Đại học Kinh tế quốc dân (2012), Giáo trình lý thuyết thống kê, Nxb Đại học Kinh tế quốc dân, Hà Nội. 31 Nguyễn Xuân Trục, Dương Học Hải, Vũ Đình Phụng (2003), Sổ tay thiết kế đường ô tô, Tập 2, Nxb Xây dựng, Hà Nội. 32 Nguyễn Xuân Trục (2009), Thiết kế đường ô tô - công trình vượt sông, Tập 3, Nxb Giáo dục, Hà Nội. 33 Mai Anh Tuấn (2003), Nghiên cứu giải pháp thiết kế hợp lý các công trình thoát nước đường ô tô vùng núi, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Giao thông vận tải, Hà Nội. 34 Ngô Đình Tuấn (1980), Một số vấn đề về phương pháp phân tích tính toán thủy văn cho các sông suối Việt Nam, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Thủy lợi, Hà Nội. 35 Ngô Đình Tuấn, Đỗ Cao Đàm (1986), Tính toán thủy văn các công trình thủy lợi vừa và nhỏ, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội. 36 Ngô Đình Tuấn (2000), Phân tích thống kê trong thủy văn, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội. 37 Nguyễn Văn Tuần và nnk (2000), Thủy văn thực hành, Nxb Đại học Quốc gia, Hà Nội. 38 Nguyễn Văn Tuần, Nguyễn Hữu Khải (2001), Địa lý thủy văn, Nxb Đại học Quốc gia, Hà Nội. 39 Nguyễn Văn Tuần, Đoàn Quyết Trung, Bùi Văn Đức (2003), Dự báo thủy văn, Nxb Đại học Quốc gia, Hà Nội. 40 Lê Văn Ước (2002), Nghiên cứu ứng dụng mô hình tính lũ thiết kế cho một số lưu vực nhỏ ở phía Bắc Việt Nam, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Viện Địa lý, Hà Nội. - 137 - 41 Nguyễn Cao Văn, Trần Thái Ninh, Ngô Văn Thứ - Khoa toán kinh tế - Trường Đại học Kinh tế quốc dân (2012), Giáo trình lý thuyết xác xuất và thống kê toán, Nxb Đại học Kinh tế quốc dân, Hà Nội. 42 Phạm Thái Vinh (2007), Chọn lũ thiết kế, Nxb Xây dựng, Hà Nội. (ii) Tài liệu dịch. 43 A.V. Rodjestvenski, A.I. Tsebotarev, Các phương pháp thống kê trong thủy văn, Bản dịch của Nguyễn Thanh Sơn (2008), Nxb Đại học Quốc gia, Hà Nội. 44 C.T.Haan, H.P.Johnson, D.L.Brakensiek, Mô hình toán thủy văn lưu vực nhỏ, Bản dịch của Nguyễn Thanh Sơn (2003), Nxb Đại học Quốc gia, Hà Nội. 45 Đ.I. Kazakevits, Cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên và ứng dụng trong khí tượng thủy văn, Bản dịch của Phan Văn Tân, Phạm Văn Huấn, Nguyễn Thanh Sơn (2005), Nxb Đại học Quốc gia, Hà Nội. 46 Edward Aguado, James E. Burt, Thời tiết và khí hậu, Bản dịch của Đặng Thị Hồng Thủy, Nguyễn Lan Oanh (2008), Nxb Đại học Quốc gia, Hà Nội. 47 John F. Wendt (chủ biên), Động lực học chất lỏng tính toán, Bản dịch của Nguyễn Thọ Sáo (2008), Nxb Đại học Quốc gia, Hà Nội. 48 K.P. Klibasev, I.F. Goroskov, Tính toán thủy văn, Bản dịch của Ngô Đình Tuấn, Lê Thạc Cán (1975), Nxb Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. 49 Larry W. Mays, Yeou -Koung Tung (1992), Kỹ thuật và quản lý hệ thống nguồn nước, Bản dịch của Nguyễn Tiền Giang, Nguyễn Thị Nga, Nxb Đại học Quốc gia, Hà Nội. 50 Philip B. Bedient, Wayne C. Huber, Thủy văn học và phân tích vùng ngập lụt, Bản dịch của Nguyễn Thanh Sơn (2003), Nxb Đại học Quốc gia, Hà Nội. 51 R.C. Ward, M. Robinson (2000), Nguyên lý thủy văn, Bản dịch của Nguyễn Văn Tuần, Nguyễn Đức Hạnh, Nxb Đại học Quốc gia, Hà Nội. 52 Trần Gia Kỳ, Đằng Vĩ Phấn, Hám Quý Sinh, Trương Cung Túc, Vấn đề tính toán lũ do mưa rào ở lưu vực nhỏ, Bản dịch của Đào Quang Liên, Trần Thanh Thủy, Nguyễn Văn Hoan (1968), Nxb Khoa học, Hà Nội. (iii) Tiếng nước ngoài. 53 David Butler and John W. Davise (2004), Urban Drainage, Second Edition. 54 U.S. Soil Conservation Service (1972), National Engineering Handbook, section 4, Hydrology, U.S. Department of Agriculture. - 138 - 55 U.S. Soil Conservation Service (1973), Urban Hydrology for Small Watersheds, Technical Release No.55, U.S. Department of Agriculture, Engineering Division. 56 Ven Te Chow, David R. Maidment, Larry W. Mays (1998), Applied Hydrology, McGraw-Hill International Editions. (iv) Phần mềm tính toán. 57 Đặng Duy Hiển - Cục Thủy lợi - Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (2002), Phần mềm tính và vẽ đường tần suất TSTV2002, Hà Nội. 58 Nghiêm Tiến Lam, Ngô Lê An - Trường Đại học Thủy lợi (2008), Phần mềm tính và vẽ đường tần suất FFC2008, Hà Nội. (v) Tạp chí, báo cáo hội nghị khoa học. 59 Le Minh Nhat, Yasuto TACHIKAWA, Kaoru TAKARA (2006), Establishment of Intensity-Duration-Frequency Curves for Precipitation in the Monsoon Area of Vietnam, Annuals of Disas. Prev. Res. Inst., Kyoto Univ., No.49 B. 60 Báo cáo của Hoàng Minh Tuyển, Viện Khí tượng thủy văn, & Các báo cáo khoa học của các tác giả nhiều nước trong tuyển tập (2005), Asian Pacific FRIEND, Intensity Frequency Duration and Flood Frequencies Determination Meeting, Kuala Lumpur, Malaysia, 6-7 June 2005. 61 Báo cáo của Trần Thục cùng nnk, & Các báo cáo khoa học của các tác giả nhiều nước trong tuyển tập (2008), Asian Pacific FRIEND, Rainfall Intensity Duration requency (IDF) Analysis for the Asia Pacific Region, Jakarta, Indonesia, November 2008.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfnoi_dung_luan_an_ts_3738.pdf
Luận văn liên quan