Luận án tiến sĩ thủy văn - Nghiên cứu về mưa lũ và tính lũ cho giao thông vùng núi Đông Bắc Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI DOAN THỊ NOI NGHIEN CUU SU BIEN DONG CUA MUA LU VA DE XUAT CO SO KHOA HOC TINH LU CHO CONG TRINH GIAO THONG VUNG NUI DONG BAC-VIET NAM LUẬN AN TIEN SĨ KY THUAT HA NOI, NAM 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRUONG ĐẠI HỌC THỦY LỢI DOAN THỊ NỘI NGHIÊN CỨU SỰ BIEN ĐỘNG CUA MƯA LŨ VA DE XUẤT CƠ SỞ KHOA HỌC TÍNH LŨ CHO CÔNG TRÌNH GIAO THONG VUNG NÚI ĐÔNG BÁC-VIỆT NAM “Chuyên ngành. “Thủy văn học Mã số 62-44-02-24 NGƯỜI HƯỚNG DAN KHOA HOC 1.TS Ngô Lê Long.TS Hoàng Thanh Tùng HÀ NỘI, NĂM 2016 LỜI CAM ĐOAN “Tác giả xin cam doan đây là công trình nghiên cứu của ban thân tác giả. Các kết quả nghỉ luận trong luận án là trung thực, không sao el nguồn nào và dưới bắt kỳ hình thức nảo. Việc tham khảo các nguồn tải liệu (nếu có) đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tai liệu tham khảo đúng quy định.

“Tác giả luận án Doãn Thi Nội LỜI CÁM ON Lời đầu tên tác giả xin được bảy tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến POS.TS Ngô Lê Long, PGS.TS Hoàng Thanh Tùng đã tận tình hướng dẫn tác giả trong suốt thời gian nghiên cứu và thực hiện luận án. “Tác giả xin bay tỏ lòng biết ơn đến Ban Giám Hiệu, Phòng Đảo tạo ĐH&SĐH, Tập thể các Thầy cô giáo khoa Thủy van à Tai nguyên nước, Phòng Khoa học Công nghệ. Trường Đại Học Thủy Lợi - Hà Nội, đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện để tác giả hoàn thành luận án, Tác giả xin chân thành cảm ơn Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải, Khoa Công Trinh, Bộ môn Thủy Lực - Thủy Văn, nơi tác gid đang công tác, đã tạo điều kiện về thời gian và công việc giúp tác giả hoàn thành luận án. “Tác giả xin bay tỏ lòng biết ơn đến gia đình, bạn bè luôn sát cảnh động viên tác giả 'vượt qua mọi khó khăn để thực hiện luận ấn của mình.

“Tác giả luận án MỤC LỤC LOI CAM ĐOAN LOI CẢM ON, MỤC LUC iii DANH MỤC CAC HÌNH ANH. DANH MỤC BANG BIFU. DANH MỤC CÁC TU VIET TAT. Tính cấp thiết của để tài 2.

"Mục tiêu nghiên cứu. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4. Cáchtiếp cận và phương pháp nghiên cứu 5. `Ý nghĩa khoa học và thực tiến 6 Những đóng góp mới của luận án 7.

Cấu trúc của luận án CHUONG | TONG QUAN VE NGHIÊN CỨU TÍNH LŨ THIET KE CHO CONG TRINH GIAO THONG 11 Tổng quan vềtínhlũthiếtkế 1. Các nghiên cứu về tính lũ thiết kế trên thé giới 1.2 Các nghiên cứu về tính lũ thiết kế ở Việt Nam 1. Tổng quan tin là thiết kế cho công trình giao thông 121 Tinlad kế ở các nước Nhật, phương Tây và Mỹ 122 Tí lath kế ở các nước Đông Au và Nga 123-- Tinh 10 ehideké 6 Vigt Nam 13. Những hạn chế trong tính lũ thiết kế cho giao thông ở Việt Nam.

Đề xuất hướng tiếp cận và phương pháp nghiên cứu L5 - Tổng quan về khu vực nghiên cứu 15.1 - Dcđiểmtựnhiên 152 - Đặc điểm khítượngthủy văn 1. Tinh trang giao thông và các sự cố công tình ong mùa mưa lũ 154 Tinh hinh tàiliệunghiêncứu 16 Kếthuận chương 39 'CHƯƠNG 2 _ XÂY DUNG CƠ SỞ KHOA HỌC TÍNH LŨ THIET KE CHO CONG ‘TRINH GIAO THONG KHU VỰC NGHIÊN CUU Al 2. Cơsở lý thuyết của các phương pháp. lũ thiết kế At 2.1 Phương pháp của Cơ quan bảo vệ thổ nhường Hoa Kỷ (SCS - CN) Al 2.

Phương pháp mô hình quan hệ.13 Phương trinh hồi quy sĩ 2.2 Cơ sở dữ liệu của các phương pháp tính thiết kể 5ã 22:1. Xây dựng cơ sở dữ liệu mưa 33 2.2 Xây dựng cơ sở dữ liệu mat dm ¬ 23 Kết luận chuong II 99 CHƯƠNG 3__ TÍNH TOÁN THỪA HIỆM VA DE XUẤT PHƯƠNG PHAP TÍNH LŨ THIẾT KE CHO CÁC CÔNG TRÌNH GIAO THONG.1 Cơsởphân nhóm công trình thoát nước tong tính lũ thiết kế.2 Tính thử nghiệm theo các phương pháp khác nhau.1 Thong số tính toán của các lưu vực cầu tính thử nghiệm.2 Tinh lũ thiết kế theo phương pháp SCS - CN un 3. Tính lũ thiết kế theo mô hình quan hệ.24 Tính thiết kế theo phương trinh bồi quy tương quan us 32.5 Tinh la theo pp Xokolopsky và CĐGH (TCVN 9845:2013) us 3.6 Đánh giá kết quả tinh theo các phương pháp. Đề xuấtphương pháp tính phù hợp, 122 3⁄4.

Xây dựng chương trinh tinh là thiết kế cho các công trình giao thông 123 3.1 Giới thiệu chung về chương trình tinh 123 34.2 Cấu trie của chương tinh tink l4 3. Hướng din sử dụng chương trình tin 126 3⁄5 KêLluận chương I 128 KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ, 129 DANH MỤC CÔNG TRÌNH DA CÔNG BO 13, “TÀI LIỆU THAM KHẢO 134 PHỤ LỤC 139 DANH MỤC CÁC HÌNH ANH Hình 1.1 Các phương pháp tỉnh lũ cho giao thông trén thể giới 8 Hinh 1.2 Các phương pháp tinh lũ cho giao thông ở Việt Nam.3 Sơ do tiếp cận nghiên cứu.4 Bản đồ khu vực nghiên cứu (wing Đông Bắc) 24 Hình 1.5 Bản đồ địa bình khu vực nghiền cứu (Tinh Bắc Kạn và Lang Son) 25 Hình 1.6 Bản đồ các tuyến đường chính khu vực nghiên cứu Hình 1.7 Bản đồ bổ tri các công trình thoát nước khu vực nghiên cứu Tình 1.8 Nước chảy gây xói mái ta luy đương vì không có rãnh dọc tuyển [39] Hình 1.9 Tuyển đường nội tinh ở Lạng Sơn bị ngập năm 2013 và xối ta lay âm, Hình 1.10 Nước lũ trần qua mặt đường Hình 1.11 Cầu Sam Lang lúc khánh thành và bịlã cuốn trồi (sau bai thing sử dụng).12 Bản đồ các trạm khí tượng khu vực ne (Tỉnh Bắc Kạn và Lạng Sơn).1 Đường quá trình lũ đơn vị theo phương pháp SCS.2 Sơ đổ tin là thiết kế theo phương pháp SCS-CN 46 Hình 2.3 Sơ đồ tính lưu lượng thiết kế theo phương pháp mô hình quan hệ si Hình 2.4 Đường di của các trận bão nấm 2012 và năm 2013 37 Hình 2.5 Đường di của trận bão Utor năm 2013 37 Hình 2.6 Thành phố Lạng Sơn ngập trong nước lũ năm 2014.7 Dường di eta các trận bão năm 2014 và 2015 sỹ Hình 2 Biển đổi lượng mưa ngày lớn nhất trạm Bắc Kạn và Bắc Sơn 63 Hình 2.9 Biển đi lượng mga ngày lớn nhắt tram Hữu Lũng và Lạng Sơn 63 Hình 2.10 Biển đổi lượng mưa ngày lớn nhất tam Ngân Sơn va Thất Khê 63 Hình 2.11 Ban đồ hệ số biển thiên lượng mưa ngày max (CV) vùng Đông Bắc. 65 Hình 212 So đồ xây dụng IDF theo hàm mũ 68 Hình 2.13 Tương quan Xiu,ø¿.-Xiu se Xiggaa”Nsimae Bắc Kạn-Lạng Sơn (T=100) 69) Hình 2.14 Tương quan Xu» s.„©Xeu o2 Xigpmua"Xiop ax Bắc Kạn: Lạng Son(T=100).15 Tương quan Xiu,øuu= Xo¢h tỉnh Bắc Kan-Lang Sơn (T=100) 70 Hình 2.16 Tương quan Xp „uc sai Xia uc Xovø,„ Bắc Kan-Lang Sơn (T=50).17 Tương quan Xu „.=Xey ax? Xi s5=Xiae„o Bie Kạn- Lạng Sơn ( Hình 2.18 Tương quan Xigemx°Xoss mx Bắc Kan-Lang Sơn (T=50) Hình 2.19 Sơ đồ các bước xây dựng đường cong IDF (khu vực nghiên cửu) Hình 2.20 Bộ đường cong IDF (Lang Son, T= 5 năm và T= 10 năm phút) Mình 2.21 Bộ đường cong IDF (Lạng Sơn, T= 25 năm và T = 50 năm, phiit) 7 Mình 2.22 Bộ đường cong IDF (Lang Sơn, T = 100 và T = 200 năm, phút).23 Bộ đường cong IDF tram Lạng Sơn và Đình Lập 8 Hình 2.24 Ban dé đăng trị cường độ mưa (I-1-100) (Bắc Kan và Lạng Sơn) 80 Hình 2.25 Đường cong IDF trạm Hữu Lũng thực do và tương quan hàm mũ.26 Phân bố lũy tích mưa 24h trạm Bắc Kạn và Bắc Sơn 82 Hình 227 Phân bổ lây ch mưa 24h tram Chợ Ra và Đình Lập.28 Phân fh miga 24h trạm Lạng Sơn và Ngân Sơn 5 Hình 2.29 Phân bổ lũy ích mưa 24h tram Thất Khê 83 Hình 2.30 Sơ đồ các bước xây dựng bản đồ chỉ số CN 86 Hình 2.31 Bản đổ loại đất tỉnh Bắc Kạn và Lạng Sơn 88 Hình 2.32 Ban độ hiện trang sử dụng dit tinh Bắc Kạn và Lạng Sơn „90 Hình 2.33 Bản đổ chi sé CN tỉnh Bắc Kạn và Lạng Sơn 9 Hình 2.34 Sơ đồ các bước xây đựng bản đồ hệ số đồng chày C 94 Hình 2.35 Bản đồ hệ số đồng chảy tỉnh Bắc Kan và Lạng Sơn (S > 6%).36 Sơ đồ các bước xây dựng bản đỏ hệ số nhám Manning n, 96 Hình 2.37 Ban đồ hệ số nhám Manning tinh Bắc Kạn va Lạng Sơn.38 Ban đồ lưu vực cầu Bắc Khương 98 Hình 3.1 Bản dỗ lưu vực cầu Can 103 Hình 3.2 Bản đồ lưu vực cầu Bản Chất 104 Hình 3.3 Bản đồ lưu vực cầu Pie Ving 105 Hình 3⁄4 Bản đỗ lưu vục cầu Kỷ Lửa 106 Hình 3.5 Bản đỗ hiện trạng sử dụng ất và hệ số nhám lưu vực cầu Can, 107 Hình 3.6 Ban đồng chiy và chi số CN lưu vực cầu Can, 107 Hình 3.7 Bản đỗ hiện trạng và chỉ số CN lưu vực cầu Bản Chit 108 Hình 3.8 Bản đỗ hệ số dòng chảy và hệ số nhám lưu vục cầu Bản Chất 108 Hình 3.9 Bản đỗ hiện trang và chỉ số CN lưu vực cầu Pie Ving .10 Ban dé hệ số nhám và hệ số dòng chảy C lưu vực cầu Pic Vang, 109 Hình 3.11 Bản đồ hiện trạng sử dụng đất và chỉ số CN lưu vực cầu Kỳ Lira Ho Hình 3.12 Bản đồ hệ số nhám và hệ số dng chảy lưu vực cầu Kỹ Lửa H0 Hình 3.13 Quá trình lũ thực do và tính toán tại Trạm Lạng Sơn (2008 và 2013) H2 Hình 3.14 Quá trình mưa và lũ thiết kế lưu vực edu Kỳ Lita và edu Đắc Ving H3 Hình 3.15 Quá tình mưa và l thiết kế lưu vực cầu Bán Chất u Can Hạ Hình 3.16 Các bước tỉnh theo phương pháp CIA.17 Tương quan giữa Q100 ~A và Q50-A ti Bắc Kạn - Lang Sơn 7 Hình 3.18 Tương quan giữa Q25~A và Q1O~A tại Bắc Kạn - Lạng Sơn 7 Hình 3.19 Giao diện ban dau trên nền ảnh vệ tỉnh của Google map.20 Sơ đồ khỏi xây dựng chương trình tính.21 Giao diện ban đầu của chương trinh tính trên nền bản đồ 126 Hình 3.22 Kết qua tính lĩ cầu Can theo pp CIA (Trên nén ảnh vệ tinh) 127 Hình 1 Bộ đường cong IDF các trạm khi T = 5 năm và T.= 10 năm 139 Hình 2 Bộ đường cong IDF các tram khi T = 25 năm vả T = 50 năm. 139 Hình 3 Bộ đường cong IDF các trạm khi T = 100 năm và T = 200 năm.