B GIÁO DC VÀ ĐÀO TO
B NỌNG NGHIP VÀ PTNT
TRNG ĐI HC THY LI
DOÃN TH NI
NGHIÊNăCUăSăBINăĐNGăCAăMAăLǛ VÀăĐăXUTă
CăSăKHOAăHCăTệNHăLǛăCHO CÔNG TRÌNH GIAO
THÔNG VÙNGăNÚIăĐỌNGăBCậVITăNAM
Chuyên ngành: Thyăvĕnăhc
Mƣăsốăchuyên ngành: 62-44-02-24
TịM TT LUN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUT
HÀăNI, NĔMă2016
CôngătrìnhăđợcăhoƠnăthƠnhătạiăTrng Đi hc Thy li
Ngiăhớngădẫnăkhoaăhcă1: PGS.TS. Ngô Lê Long
Ngiăhớngădẫnăkhoaăhcă2: PGS.TS. Hoàng Thanh Tùng
Phnăbină1:ăGS.TS Trần Thc, VinăKHKTV&BĐKH
Phnăbină2:ăPGS.TS Trần Đình Nghiên,ăChuyênăgiaăđcălp
Phnăbină3:ăTS Nguyn Lp Dân,ăVinăĐaăLỦ,ăVinăHàn Lâm KHVN
LunăánăsăđợcăboăvătrớcăHiăđồngăchmălunăánăhpătại…………..
------------------------------------------------------------------------------------------
vào lúc giăăăăăăăăngƠyăăă tháng nĕm
Cóăthểătìmăhiểuălunăánătạiăthăvin:
- Thăvin Quốc gia
- ThăvinăTrngăĐại hc Thy lợi
1
M ĐU
1. Tính cp thit ca đ tài
Giao thông là huyết mch của mỗi quốc gia, muốn phát triển đất nước cần phi
hoàn thiện và hiện đi hệ thống giao thông. Hàng năm, nhà nước đã đầu tư rất
nhiều kinh phí cho đầu tư xây mới, nâng cấp và m rộng hệ thống giao thông
để đm bo giao thương kinh tế văn hóa các vùng trên c nước và quốc tế.
Với trên 2/3 diện tích là địa hình đồi núi, đưng miền núi chiếm hơn 70% tổng
km chiều dài đưng bộ c nước. Đưng miền núi chủ yếu thuộc loi cấp III-V,
các hng mục công trình thoát nước (cầu, cống, rãnh) chưa được chú trọng
trong thiết kế và xây dựng, các tính toán thủy văn, thủy lực còn hn chế.
Dưới nh hưng của khí hậu nhiệt đới gió mùa, với chế độ mưa lũ khắc nghiệt,
mức độ ngày càng tăng đã làm cho các công trình giao thông bị hư hỏng nặng
nề. Một trong những nguyên nhân gây tác động đáng kể tới độ bền vững của
công trình gây st l ta luy dương, âm, trôi cầu cống, hỏng mố trụ…thì những
tác động của mưa, lũ trong đó việc tính toán lũ thiết kế chưa đúng hoặc chưa
phù hợp là nguyên nhân chính.
Trong TCVN 9845:2013 (viết dựa trên cơ s của QP.TL C-6-77) đã giới thiệu
một số phương pháp tính lũ thiết kế từ mưa như: Cưng độ giới hn,
Xokolopxky...có nguồn gốc của các tác gi 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.
2
2. Mục tiêu nghiên cu
ghiên cứu những biến động của mưa lũ, chi tiết hóa lượng mưa và mặt đệm,
xác lập cơ s khoa học tính lũ thiết kế cho công trình giao thông.
3. Đối tợng và phạm vi nghiên cu
- Phm vi nghiên cứu: hai tỉnh Bắc Kn và ng Sơn thuộc vùng núi Đông
Bắc-Việt am;
- Đối tượng nghiên cứu: mưa và lũ thiết kế phục vụ xây dựng các công trình
thoát nước nằm trên các quốc lộ Q 3, 3B, 279, 3, 4A, 4B, 1A thuộc khu vực
nghiên cứu.
4. Cách tip cn vƠ phng pháp nghiên cu
Để đt được mục tiêu đề ra, luận án đã thu thập các tài liệu cần thiết, nghiên
cứu tổng quan những biến động về mưa lũ, các phương pháp tính lũ thiết kế
cho giao thông  trong nước và trên thế giới từ đó lựa chọn hướng tiếp cận phù
hợp, mang tính kế thừa, đm bo tính sáng to trong nghiên cứu.
Các phương pháp sử dụng trong luận án: i) phương pháp phân tích, thống kê,
kế thừa có chọn lọc các nghiên cứu liên quan; ii) phương pháp phân tích nh
viễn thám, GIS phục vụ mô phỏng lưu vực trong các mô hình toán và xây dựng
các bn đồ chuyên đề làm cơ s khoa học cho các phương pháp tính lũ kiến
nghị; iii) phương pháp mô hình toán, tính toán thử nghiệm làm cơ s cho việc
kiến nghị các phương pháp tính lũ thiết kế phù hợp cho các công trình giao
thông khu vực Đông Bắc, Việt am.
5. Ý nghĩa khoa hc và thc tin
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.
3
6. Nhng đóng góp mới ca lun 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. Cu trúc ca lun án
goài phần M đầu, Kết luận và kiến nghị, luận án được trình bày trong 3
chương:
Chng 1: Tổng quan về nghiên cứu tính lũ thiết kế cho công trình giao thông.
Chng 2: Xây dựng cơ s khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng
núi Đông Bắc-Việt am.
Chng 3: Tính thử nghiệm và đề xuất phương pháp tính lũ cho công trình
giao thông vùng núi Đông Bắc-Việt am.
TNG QUAN V NGHIÊN CU TệNH LǛ THIT K CHNG 1
CHO CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG
1.1 Tng 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