intTypePromotion=3

Kỹ thuật và quản lý hệ thống nguồn nước ( Đại học Quốc gia Hà Nội ) - Chương 12

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:43

0
68
lượt xem
16
download

Kỹ thuật và quản lý hệ thống nguồn nước ( Đại học Quốc gia Hà Nội ) - Chương 12

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Các Hệ thống quản lý đồng bằng ngập lũ Lũ lụt do các điều kiện thủy văn và địa hình ở các bãi sông ngập lũ gây ra khi dòng chảy đủ lớn để chảy tràn qua các bờ của lòng dẫn gây ra dòng chảy tràn bờ, nó có thể mở rộng trên khắp đồng bằng ngập lụt. Với các trận lũ lớn, bãi sông ngập lũ đóng vai trò là thành phần vận chuyển cũng như là khu trữ tạm thời cho dòng chảy lũ. Lòng dẫn chính thường là một lòng dẫn xác định có thể uốn...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Kỹ thuật và quản lý hệ thống nguồn nước ( Đại học Quốc gia Hà Nội ) - Chương 12

  1. Ch­¬ng 12 C¸c HÖ thèng qu¶n lý ®ång b»ng ngËp lò Lò lôt do c¸c ®iÒu kiÖn thñy v¨n vµ ®Þa h×nh ë c¸c b·i s«ng ngËp lò g©y ra khi dßng ch¶y ®ñ lín ®Ó ch¶y trµn qua c¸c bê cña lßng dÉn g©y ra dßng ch¶y trµn bê, nã cã thÓ më réng trªn kh¾p ®ång b»ng ngËp lôt. Víi c¸c trËn lò lín, b·i s«ng ngËp lò ®ãng vai trß lµ thµnh phÇn vËn chuyÓn còng nh­ lµ khu tr÷ t¹m thêi cho dßng ch¶y lò. Lßng dÉn chÝnh th­êng lµ mét lßng dÉn x¸c ®Þnh cã thÓ uèn khóc qua ®ång b»ng ngËp lôt mang theo c¸c dßng ch¶y chËm. Dßng ch¶y trµn bê th­êng lµ n«ng khi so s¸nh víi dßng ch¶y trong lßng dÉn vµ còng th­êng lµ c¸c dßng ch¶y cã tèc ®é chËm h¬n nhiÒu so víi tèc ®é dßng ch¶y trong lßng dÉn. Môc ®Ých cña kiÓm so¸t lò lµ lµm gi¶m hoÆc lµm nhÑ bít c¸c hËu qu¶ tiªu cùc cña lò lôt. C¸c ph­¬ng ph¸p lùa chän ®Ó gi¶m nhá dßng ch¶y lò th­êng cã liªn quan tíi c¸c ph­¬ng tiÖn kiÓm so¸t lò vµ bao gåm c¸c c«ng tr×nh hoÆc c¸c biÖn ph¸p chØnh trÞ. ViÖc x©y dùng c¸c ph­¬ng tiÖn kiÓm so¸t lò, còng liªn quan ®Õn c¸c biÖn ph¸p c«ng tr×nh, ®­îc thiÕt kÕ ®Ó xem xÐt c¸c ®Æc tr­ng lò bao gåm c¸c hå chøa, c¸c c«ng tr×nh chuyÓn n­íc, c¸c ®ª vµ c¸c chØnh söa lßng dÉn. C¸c biÖn ph¸p kiÓm so¸t lò lôt ®Ó gi¶m nhÑ thiÖt h¹i cña c¸c ®ång b»ng ngËp lôt th­êng liªn quan ®Õn c¸c biÖn ph¸p phi c«ng tr×nh vµ cã thÓ yªu cÇu c¸c c«ng tr×nh kü thuËt nhá h¬n. C¸c biÖn ph¸p phi c«ng tr×nh ®­îc thiÕt kÕ ®Ó lµm gi¶m nhÑ kh¶ n¨ng thiÖt h¹i cña c¸c ph­¬ng tiÖn vÜnh cöu vµ dù phßng ®Ó lµm gi¶m thiÖt h¹i kh¶ n¨ng trong mét sù kiÖn lò lôt. C¸c biÖn ph¸p phi c«ng tr×nh bao gåm phßng chèng lò, c¶nh b¸o lò vµ kiÓm so¸t sö dông ®Êt. C¸c biÖn ph¸p c«ng tr×nh th­êng ®ßi hái sè vèn ®Çu t­ c¬ b¶n lín. Qu¶n lý ®ång b»ng ngËp lôt xem xÐt quan ®iÓm tæng hîp cña tÊt c¶ c¸c biÖn ph¸p c«ng tr×nh, phi c«ng tr×nh vµ chÝnh quyÒn ®Ó qu¶n lý (gi¶m thiÓu) c¸c tæn thÊt do lò lôt trªn quy m« toµn diÖn. 461
  2. 12.1. 5 ¸c lùa ch÷n HiÓm øÔ¸t lò 12.1.1. C¸c lùa chän c«ng tr×nh B¶ng 12.1.1 tæng kÕt mét vµi biÖn ph¸p gi¶m nhÑ thiÖt h¹i vµ c¸c quan hÖ th«ng sè ®­îc c¶i tiÕn. C¸c quan hÖ hµm c¬ b¶n ®· yªu cÇu ®Ó ®¸nh gi¸ c¸c lùa chän lµm gi¶m thiÖt h¹i do lò ®­îc thÓ hiÖn trªn h×nh 12.1.1. C¸c quan hÖ thiÖt h¹i - mùc n­íc ®Þnh râ tÝnh khèc liÖt cña lò d­íi d¹ng chi phÝ thiÖt h¹i ®èi víi c¸c mùc n­íc kh¸c nhau. C¸c quan hÖ thiÖt h¹i - mùc n­íc, còng liªn quan ®Õn c¸c ®­êng cong l­u l­îng, ®­îc c¶i tiÕn b»ng c¸c lùa chän kiÓm so¸t lò kh¸c nhau. C¸c quan hÖ tÇn suÊt dßng ch¶y lò (®· m« t¶ trong môc 10.4) ®Þnh râ tÝnh xuÊt hiÖn l¹i d­íi d¹ng ®é lín cña lò. C¸c lùa chän kiÓm so¸t lò ®­îc thiÕt kÕ ®Ó lµm gi¶m c¸c ®Æc tr­ng lò nhê lµm gi¶m mét hoÆc nhiÒu c¸c quan hÖ kÓ trªn. C¸c lo¹i c«ng tr×nh kiÓm so¸t lò chÝnh lµ c¸c hå chøa, c¸c c«ng tr×nh ph©n lò, c¸c ®ª vµ c¸c chØnh söa lßng dÉn. Mçi mét trong c¸c c«ng tr×nh nµy ®­îc th¶o luËn d­íi ®©y b»ng c¸ch ®Þnh râ c¸c thay ®æi kÕt qu¶ trong c¸c quan hÖ c¬ b¶n. B¶ng 12.1.1 ¶nh h­ëng cña c¸c biÖn ph¸p qu¶n lý ®ång b»ng ngËp lôt (HiÖp héi Kü s­ Qu©n ®éi Hoa Kú, 1988) Q uan hÖ ¶nh h­ëng Mùc n­íc - Mùc n­íc - L­u l­îng - L­u l­îng - ThiÖt h¹i - l­u l­îng thiÖt h¹i thiÖt h¹i t Çn suÊt tÇn suÊt H å chøa+ M++ NC NC NC M § ª hoÆc t­êng ch¾n lò+ M M M M M + S öa ®æi lßng dÉn M NC M M M P h©n lò++ NC NC NC M M D ù b¸o lò NC NC NC M M P hßng chèng lò NC M M NC M Di chuyÓn NC M M NC M C ¶nh b¸o lò NC M M NC M § KiÓm so¸t viÖc sö dông ®Êt NC M M M M * C¸c viÕt t¾t d­íi ®©y ¸p dông ®èi víi b¶ng ë trªn NC = kh«ng thay ®æi quan hÖ th«ng sè M = thay ®æi quan hÖ th«ng sè + C¸c ¶nh h­ëng thêi h¹n dµi do thay ®æi chÕ ®é dßng ch¶y g©y bëi c¸c biÖn ph¸p nµy cã thÓ lµm ¶nh h­ëng ®Õn quan hÖ dßng ch¶y - mùc n­íc c¬ b¶n vµ v× vËy, ¶nh h­ëng ®Õn c¸c quan hÖ nhËn ®­îc kh¸c t¹i mét sè ngµy trong t­¬ng lai. ++ Lo¹i trõ l­îng ®¸ng kÓ tr÷ trªn ®ång b»ng ngËp lôt cã thÓ g©y ra c¸c ¶nh h­ëng ®Õn quan hÖ tÇn suÊt - dßng ch¶y ë h¹ l­u. § ¶nh h­ëng ®· chØ ra cã thÓ xuÊt hiÖn víi mét ®iÒu kiÖn t­¬ng lai khi kh«ng cã biÖn ph¸p. 462
  3. H×nh 12.1.1 C ¸c quan hÖ hµm ®¸nh gi¸ lò lôt (Nguån: Côc C«ng binh Hoa Kú - Trung t©m Kü thuËt Thñy v¨n) C¸c hå chøa kiÓm so¸t lò ® ­îc sö dông ®Ó tr÷ n­íc lò råi x¶ n­íc sau sù kiÖn lò, lµm gi¶m ®é lín cña l­u l­îng ®Ønh. C¸c hå chøa lµm biÕn ®æi ®­êng cong tÇn suÊt dßng ch¶y lò. §­êng cong nµy ®­îc gi¶m thÊp h¬n do sù gi¶m cña l­u l­îng ®Ønh cña mét sù kiÖn riªng biÖt. h×nh 12.1.2 minh häa ¶nh h­ëng cña c¸c hå chøa kiÓm so¸t lò. C¸c ¶nh h­ëng thêi h¹n dµi cña l­îng tr÷ trong hå chøa lµm thay ®æi chÕ ®é dßng ch¶y s«ng vµ cã thÓ dÉn ®Õn sù ph¸t triÓn hoÆc suy tho¸i cña lßng dÉn t¹i c¸c vÞ trÝ phÝa h¹ l­u nhê biÕn ®æi ®­êng cong l­u l­îng. H×nh 12.1.2 ¶nh h­ëng cña hå chøa (Nguån: Côc C«ng binh Hoa Kú - Trung t©m Kü thuËt Thñy v¨n) C¸c c«ng tr×nh ph©n lò ®­îc sö dông ®Ó chuyÓn lò b»ng ®­êng kh¸c hoÆc lµm ®­êng ®i vßng cho c¸c dßng ch¶y lò tõ c¸c trung t©m thiÖt h¹i ®Ó lµm gi¶m c¸c dßng ch¶y ®Ønh t¹i c¸c trung t©m thiÖt h¹i. C¸c c«ng tr×nh ph©n lò ®­îc thiÕt kÕ ®Ó lµm gi¶m nhá (h¹ thÊp) ®­êng cong tÇn suÊt ®Ó ®é lín cña dßng ch¶y ®èi víi mét sù kiÖn riªng biÖt t¹i trung t©m thiÖt h¹i ®­îc h¹ thÊp xuèng. h×nh 12.1.3 minh häa ¶nh h­ëng cña viÖc ph©n chuyÓn n­íc ®Õn c¸c quan hÖ hµm sè. C¸c quan hÖ thiÖt h¹i - mùc n­íc vµ l­u l­îng - mùc n­íc vÉn gi÷ gièng hÖt nh­ khi ch­a bÞ g©y bëi c¸c ¶nh h­ëng kh¸c. C¸c ¶nh h­ëng thêi h¹n dµi cña viÖc chuyÓn n­íc cã thÓ g©y ra sù ph¸t triÓn 463
  4. hoÆc suy tho¸i t¹i c¸c vÞ trÝ phÝa h¹ l­u vµ dÉn ®Õn sù båi l¾ng bïn c¸t trong c¸c lßng dÉn ®i vßng. H×nh 12.1.3 ¶nh h­ëng cña viÖc chuyÓn n­íc (Nguån: Côc C«ng binh Hoa Kú - Trung t©m Kü thuËt Thñy v¨n) C¸c ®ª – bèi ®­îc sö dông ®Ó gi÷ cho c¸c dßng ch¶y lò t¸ch khái c¸c diÖn tÝch ngËp lò cã thÓ x¶y ra thiÖt h¹i. §ª lµm gi¶m thÊp vÒ c¬ b¶n ba quan hÖ hµm sè. ¶nh h­ëng cña ®ª lµ lµm gi¶m thiÖt h¹i trong c¸c diÖn tÝch ®· ®­îc b¶o vÖ khái c¸c cÊp mùc n­íc trong s«ng hoÆc trong lßng chÝnh. ¶nh h­ëng nµy ®· c¾t quan hÖ thiÖt h¹i - mùc n­íc cho tÊt c¶ c¸c mùc n­íc thÊp h¬n cao tr×nh thiÕt kÕ ®ª nh­ ®· minh häa trªn h×nh 12.1.4. ¶nh h­ëng cña viÖc ng¨n chÆn c¸c dßng ch¶y lò tõ c¸c phÇn cña ®ång b»ng ngËp lò ë bªn ngoµi c¸c con ®ª lµm dßng ch¶y co hÑp vµo mét diÖn tÝch vËn chuyÓn nhá h¬n g©y ra sù t¨ng mùc n­íc ®èi víi c¸c l­u l­îng kh¸c nhau. Sù thay ®æi h­íng lªn nµy cña quan hÖ l­u l­îng - mùc n­íc ®­îc thÓ hiÖn trong h×nh 12.1.4. ViÖc co hÑp dßng ch¶y vµo bªn trong c¸c ®ª lµm gi¶m l­îng tr÷ tù nhiªn cña sãng lò b»ng c¸ch g©y ra sù t¨ng c¸c l­u l­îng ®Ønh phÝa h¹ l­u. ¶nh h­ëng nµy lµm t¨ng l­u l­îng ®èi víi c¸c tÇn suÊt v­ît qu¸ kh¸c nhau nhê thay ®æi tÇn suÊt theo h­íng ®i lªn nh­ thÓ hiÖn trong h×nh 12.1.4. C¸c ¶nh h­ëng thêi h¹n dµi cña ®ª cã thÓ g©y ra sù ph¸t triÓn hoÆc suy tho¸i lßng dÉn trong c¸c ®o¹n s«ng phÝa h¹ l­u. Cho dï ®ª cèt lµ ®Ó nh»m môc ®Ých b¶o vÖ tµi s¶n vµ tÝnh m¹ng nh­ng chóng còng vÉn tiÒm Èn c¸c tai häa nghiªm träng khi l­u l­îng thiÕt kÕ v­ît qu¸ vµ c¸c diÖn tÝch bÞ trµn ngËp ®ang ®­îc coi nh­ lµ an toµn. 464
  5. H×nh 12.1.4 T¸c dông cña ®ª (Nguån: Côc C«ng binh Hoa Kú - Trung t©m Kü thuËt Thñy v¨n) C¸c chØnh söa lßng dÉn ®­îc thùc hiÖn ®Ó c¶i thiÖn c¸c tÝnh chÊt vËn chuyÓn cña mét lßng dÉn s«ng. Sù vËn chuyÓn ®­îc c¶i thiÖn lµm h¹ thÊp c¸c mùc n­íc ®èi víi c¸c l­u l­îng kh¸c nhau cã ¶nh h­ëng ®Õn viÖc h¹ thÊp quan hÖ l­u l­îng - mùc n­íc nh­ ®· minh häa trong h×nh 12.1.5, C¸c l­u l­îng ®Ønh ®èi víi c¸c sù kiÖn lò ®­îc chuyÓn qua t¹i c¸c mùc n­íc thÊp h¬n lµm gi¶m bít hiÖu qu¶ tr÷ cña thung lòng tù nhiªn trong thêi gian ®i qua cña mét sãng lò. ¶nh h­ëng nµy dÉn ®Õn c¸c l­u l­îng ®Ønh ë phÝa h¹ l­u cao h¬n c¸c l­u l­îng ®Ønh sÏ x¶y ra khi kh«ng cã c¸c chØnh söa lßng dÉn nhê g©y ra sù thay ®æi h­íng lªn cña ®­êng cong tÇn suÊt nh­ ®· minh häa trong h×nh 12.1.5, C¸c ¶nh h­ëng thêi h¹n dµi cña viÖc chØnh söa lßng dÉn cã thÓ g©y ra sù ph¸t triÓn hoÆc suy tho¸i c¸c ®o¹n lßng dÉn phÝa h¹ l­u. C¸c chØnh söa lßng dÉn th­êng lµ c¸c lùa chän ®Ó b¶o vÖ côc bé nh­ng cã thÓ ®­îc tÝch hîp víi c¸c lùa chän kiÓm so¸t lò kh¸c ®Ó cung cÊp mét hÖ thèng kiÓm so¸t lò hiÖu qu¶ h¬n. 12.1.2. C¸c biÖn ph¸p phi c«ng tr×nh C¸c biÖn ph¸p phi c«ng tr×nh ®­îc sö dông ®Ó lµm gi¶m nhÑ thiÖt h¹i kh¶ n¨ng cña c¸c c«ng tr×nh vµ c¸c ph­¬ng tiÖn l©u dµi ®Ó gi¶m bít tÝnh nh¹y c¶m cña lò lôt nh»m lµm gi¶m c¸c thiÖt h¹i kh¶ n¨ng. C¸c biÖn ph¸p phi c«ng tr×nh bao gåm chèng lò, c¶nh b¸o lò vµ c¸c lo¹i lùa chän kiÓm so¸t sö dông ®Êt kh¸c nhau. C¸c biÖn ph¸p nµy ®­îc ®Æc tr­ng bëi gi¸ trÞ cña chóng trong viÖc lµm gi¶m viÖc sö dông ®ång b»ng ngËp lôt thiÕu thËn träng t­¬ng lai hoÆc kh¶ n¨ng. Trong sè c¸c biÖn ph¸p phi c«ng tr×nh ®· kÓ ë trªn, chØ cã chèng lò lµ biÖn ph¸p cã kh¶ n¨ng lµm gi¶m kh¶ n¨ng thiÖt h¹i hiÖn t¹i. 465
  6. H×nh 12.1.5 T¸c ®éng cña viÖc chØnh söa lßng dÉn (Nguån: Côc C«ng binh Hoa Kú - Trung t©m Kü thuËt Thñy v¨n) Chèng lò bao gåm mét lo¹t c¸c biÖn ph¸p phi c«ng tr×nh thiÕt kÕ ®Ó gi¶m bít thiÖt h¹i kh¶ n¨ng cña c¸c c«ng tr×nh riªng biÖt nh¹y c¶m víi thiÖt h¹i do lò lôt. C¸c biÖn ph¸p nµy bao gåm c¸c c«ng tr×nh n©ng cao, c¸c t­êng chèng n­íc bªn ngoµi vµ viÖc s¾p xÕp l¹i kh«ng gian lµm viÖc cña c«ng tr×nh. Chèng lò ®­îc yªu cÇu nhiÒu nhÊt ®èi víi c¸c ph­¬ng tiÖn míi. Chèng lò chØ lµm thay ®æi quan hÖ thiÖt h¹i - mùc n­íc nh­ ®· minh häa trªn h×nh 12.1.6 nhê thay ®æi quan hÖ theo h­íng ®i lªn. H×nh 12.1.6 T¸c dông cña chèng (Nguån: Côc C«ng binh Hoa Kú - Trung t©m Kü thuËt Thñy v¨n) C¶nh b¸o lò cung cÊp lêi b¸o tr­íc thêi gian h­íng dÉn cho nh÷ng ng­êi c­ ngô ë ®ång b»ng ngËp lôt cèt ®Ó lµm gi¶m thiÖt h¹i kh¶ n¨ng (xem môc 13.1). Thêi gian h­íng dÉn cung cÊp c¬ héi ®Ó n©ng nao bÒ mÆt c«ng tr×nh, ®Ó thùc hiÖn chèng lò nhá h¬n vµ ®Ó di chuyÓn tµi s¶n dÔ bÞ ¶nh h­ëng tr­íc lò. Gi¸ trÞ lín nhÊt cña c¶nh b¸o lò lµ ®Ó lµm gi¶m hoÆc lo¹i trõ tæn thÊt vÒ tÝnh m¹ng. C¶nh b¸o lò ®ßi hái dù b¸o lò thêi gian thùc vµ c¸c ph­¬ng tiÖn th«ng tin ®Ó b¸o cho d©n c­ ®ång b»ng ngËp lôt biÕt. KiÓm so¸t sö dông ®Êt liªn quan ®Õn nhiÒu ho¹t ®éng chÝnh quyÒn vµ ho¹t ®éng kh¸c nh»m lµm thay ®æi viÖc sö dông ®Êt ®Ó viÖc sö dông t­¬ng hîp víi nguy c¬ lò lôt kh¶ n¨ng. C¸c kiÓm so¸t nµy bao gåm ph©n vïng vµ x©y dùng c¸c quy ®Þnh kh¸c, h­íng dÉn thu nhËn ®Êt ®ai vµ tµi s¶n, x©y dùng c¸c m·, b¶o hiÓm lò lôt vµ c¸c ch­¬ng tr×nh th«ng tin bëi c¸c c¬ quan ®Þa ph­¬ng, bang vµ liªn bang. 466
  7. 12.2. ä¸nh gi¸ thiú t h§i - Ô lò 12.2.1. C¸c quan hÖ thiÖt h¹i C¸c thiÖt h¹i do lò th­êng ®­îc b¸o c¸o lµ thiÖt h¹i trùc tiÕp vÒ tµi s¶n, mµ thùc tÕ ®ã chØ lµ mét trong n¨m lo¹i thiÖt h¹i theo kinh nghiÖm, bao gåm: c¸c thiÖt h¹i trùc tiÕp, c¸c thiÖt h¹i gi¸n tiÕp, c¸c thiÖt h¹i thø cÊp, c¸c thiÖt h¹i kh«ng sê thÊy ®­îc vµ c¸c thiÖt h¹i bÊt ®Þnh. C¸c thiÖt h¹i trùc tiÕp g©y bëi tæn thÊt do c«ng viÖc vµ phôc vô, chi phÝ lµm gi¶m c¸c gian khæ, chuyÓn giao th«ng ®i b»ng ®­êng kh¸c vµ c¸c thiÖt h¹i liªn quan kh¸c. C¸c thiÖt h¹i thø cÊp g©y bëi c¸c ¶nh h­ëng bÊt lîi do nh÷ng thø mµ ng­êi phô thuéc vµo ®Çu ra cña tµi s¶n bÞ thiÖt h¹i hoÆc viÖc phôc vô bÞ g©y trë ng¹i. C¸c thiÖt h¹i kh«ng sê thÊy ®­îc bao gåm chÊt l­îng m«i tr­êng, søc khoÎ céng ®ång vµ c¸c gi¸ trÞ thÈm mü. C¸c thiÖt h¹i bÊt ®Þnh g©y bëi tÝnh kh«ng ch¾c ch¾n hiÖn t¹i - m·i m·i cña lò lôt. C¸c kü thuËt kh¸c nhau ®· ®­îc sö dông ®Ó tÝnh to¸n trùc tiÕp c¸c thiÖt h¹i. Grigg vµ Helweg (1975) ®· sö dông ba lo¹i kü thuËt: c¸c c«ng thøc kÕt hîp; c¸c ®­êng cong thiÖt h¹i lÞch sö vµ c¸c ®­êng cong thiÖt h¹i - ®é s©u kinh nghiÖm. Mét trong nh÷ng c«ng thøc kÕt hîp quen thuéc nhÊt lµ c«ng thøc do James ®Ò xuÊt: (12.2.1) C D  K DUM s hA trong ®ã: C D lµ chi phÝ thiÖt h¹i do lò lôt ®èi víi mét sù kiÖn lò lôt riªng biÖt; K D lµ thiÖt h¹i do lò cho mçi ft ®é s©u ngËp lôt tÝnh b»ng ®« la theo gi¸ trÞ trªn thÞ tr­êng cña c«ng tr×nh; U lµ phÇn cña vïng ®ång b»ng ngËp lôt trong sù ph¸t triÓn ®« thÞ; M s lµ gi¸ trÞ trªn thÞ tr­êng cña c«ng tr×nh ®· bÞ ngËp tÝnh b»ng ®« la cho mçi mÉu Anh ph¸t triÓn; h lµ ®é s©u ngËp lôt trung b×nh trªn kh¾p diÖn tÝch ®· bÞ ngËp tÝnh b»ng ft vµ A lµ diÖn tÝch ngËp lôt tÝnh b»ng mÉu Anh. Eckstein (1958) ®· ®­a ra ph­¬ng ph¸p ®­êng cong thiÖt h¹i lÞch sö trong ®ã, c¸c thiÖt h¹i lÞch sö cña lò lôt ®­¬c vÏ thµnh ®å thÞ víi mùc n­íc lò. ViÖc sö dông c¸c ®­êng cong thiÖt h¹i - ®é s©u kinh nghiÖm (®ang lµ ph­¬ng ph¸p th­êng dïng nhÊt) yªu cÇu mét kh¶o s¸t c¶ vÒ tµi s¶n vïng ®ång b»ng ngËp lôt vµ c¶ ®¸nh gi¸ kÕt hîp cña c¸c ®­êng cong thiÖt h¹i - ®é s©u (mùc n­íc) ®èi víi c¸c c«ng tr×nh, ®­êng x¸, c©y trång, vËt dông,… cã trong ®ång b»ng ngËp lôt. Khi ®ã, ®­êng cong thiÖt h¹i - mùc n­íc nµy cã liªn quan tíi quan hÖ ®èi víi l­u l­îng - mùc n­íc ®Ó nhËn ®­îc quan hÖ l­u l­îng - thiÖt h¹i råi sau ®ã, ®­îc sö dông song song víi quan hÖ tÇn suÊt - l­u l­îng ®Ó nhËn ®­îc ®­êng cong tÇn suÊt - thiÖt h¹i nh­ ®· minh häa trong h×nh 12.2.1, C¸c b¶ng vµ ®­êng cong thiÖt h¹i - ®é s©u kh¸c nhau ®· ®­îc c«ng bè bëi c¸c c¬ quan kh¸c nhau, vÝ dô: Grigg vµ Helweg (1975) ®· ®­a ra c¸c 467
  8. ®­êng cong thiÖt h¹i - ®é s©u ®èi víi c¸c lo¹i c«ng tr×nh nhµ ë kh¸c nhau dùa trªn c¸c sè liÖu tõ c¸c c¬ quan kh¸c nhau. Corry vµ céng sù (1980) ®· tr×nh bµy c¸c ®­êng cong thiÖt h¹i - ®é s©u trong h×nh 12.2.2, B¶ng 12.2.1 cho thÊy: sè phÇn tr¨m thiÖt h¹i ®èi víi c¸c c©y trång kh¸c nhau lµ mét hµm cña thêi ®o¹n vµ ®é s©u ngËp lôt. H×nh 12.2.1 TÝnh to¸n c¸c thiÖt h¹i trung b×nh hµng n¨m (Nguån: Côc C«ng binh Hoa Kú - Trung t©m Kü thuËt Thñy v¨n) B¶ng 12.2.1 PhÇn tr¨m thiÖt h¹i ®èi víi c©y trång % thiÖt h¹i NgËp lôt d­íi 24 giê NgËp lôt trªn 24 giê C©y trång Trªn 2 ft Trªn 2 ft 0  2 ft 0  2 ft N g« 54 88 75 100 § ç t­¬ng 92 100 100 100 Y Õn m¹ch 67 97 81 100 C á kh« 60 82 70 97 § ång cá 50 75 60 90 Lóa mú mïa ®«ng 57 87 72 100 468
  9. 12.2.2. C¸c thiÖt h¹i kh¶ n¨ng Chi phÝ thiÖt h¹i kh¶ n¨ng hµng n¨m E D  b»ng diÖn tÝch bªn d­íi ®­êng cong tÇn suÊt thiÖt h¹i nh­ thÓ hiÖn trong h×nh 12.2.1e. Nã cã thÓ ®­îc biÓu diÔn b»ng:   E D    Dq d  f q d dq d   Dq d dF q d  (12.2.2) qc qc trong ®ã: qc lµ l­u l­îng ng­ìng mµ v­ît qua nã th× thiÖt h¹i sÏ x¶y ra; Dq d  lµ thiÖt h¹i do lò lôt ®èi víi c¸c l­u l­îng kh¸c nhau q d , nã chÝnh lµ quan hÖ l­u l­îng - thiÖt h¹i; f qd  vµ F qd  lµ c¸c hµm mËt ®é x¸c suÊt (PDF) vµ hµm ph©n phèi lòy tÝch (CDF) t­¬ng øng cña l­u l­îng q d . Trong c¸c øng dông thùc tÕ, do tÝnh phøc t¹p cña c¸c hµm thiÖt h¹i vµ c¸c hµm ph©n bè x¸c suÊt, gi¸ trÞ cña E D  theo nh­ ph­¬ng tr×nh (12.2.2) ®­îc thùc hiÖn b»ng c¸ch sö dông tÝch ph©n b»ng sè. Ngoµi ra, diÖn tÝch ®¸nh bãng trong h×nh 12.2.1e cã thÓ ®­îc xÊp xØ b»ng sè, vÝ dô theo quy t¾c h×nh thang: Dq   Dq F q   F q , ®èi víi q n j j 1 E D     q1  q 2  ...  q n   c j 1 j 2 j 1 (12.2.3) trong ®ã: q j lµ l­u l­îng ®· rêi r¹c ho¸ trong kho¶ng qc ,   . VÝ dô 12.2.1. Mét cÇu ®­îc thiÕt kÕ ®i ngang qua s«ng Leaf t¹i Hattiesburg, Mississipi. §é më cña cÇu ®ang ®­îc xem xÐt lµ 280 ft vµ cao tr×nh trªn mùc c¬ së cña ®­êng ®¾p cao lµ 147 ft. T¹i vÞ trÝ cÇu, cã mét tr¹m ®o dßng ch¶y s«ng ®· ®­îc ho¹t ®éng bëi UGS tõ n¨m 1939 ®Õn n¨m 1981, Dùa trªn c¸c kÕt qu¶ ph©n tÝch tÇn suÊt lò, c¸c l­u l­îng ®Ønh ®èi víi c¸c thêi kú xuÊt hiÖn l¹i kh¸c nhau ®­îc thÓ hiÖn trong c¸c cét (1) vµ (2) cña b¶ng 12.2.2, C¸c cét (3) vµ (4) ghi c¸c cao tr×nh mÆt n­íc trung b×nh cã hoÆc kh«ng cã cÇu ®· ®­îc x¸c ®Þnh b»ng mét ph©n tÝch ®­êng mÆt n­íc. V× ®­êng quèc lé ®i ngang qua lÊn lªn trªn ®­êng trµn lò tù nhiªn nªn thiÖt h¹i vÒ tµi s¶n th­îng l­u ®­îc céng thªm vµo do hiÖu øng n­íc vËt cã thÓ x¶y ra. §Ó ®¸nh gi¸ thiÖt h¹i tµi s¶n kh¶ n¨ng ®ã, c¸c c«ng tr×nh x©y dùng nhµ ë trong ®ång b»ng ngËp lôt bÞ ¶nh h­ëng kh¶ n¨ng bëi cÇu ®­îc x¸c ®Þnh. B¶ng 12.2.3 liÖt kª sè ng«i nhµ, c¸c cao tr×nh sµn ban ®Çu cña chóng vµ tæng c¸c gi¸ trÞ tµi s¶n t¨ng thªm. Gi¶ thiÕt r»ng tÊt c¸c c«ng tr×nh x©y dùng ®Òu cã nÒn mãng, h·y ®¸nh gi¸ thiÖt h¹i tµi s¶n do hiÖu øng n­íc vËt. Lêi gi¶i. C¸c tÝnh to¸n thiÖt h¹i tµi s¶n cã cÇu vµ kh«ng cã cÇu t­¬ng øng víi c¸c l­u l­îng kh¸c nhau ®­îc thÓ hiÖn trong b¶ng 12.2.4. Nöa bªn trªn cña b¶ng bao gåm sè phÇn tr¨m thiÖt h¹i ®èi víi c¸c tµi s¶n cña c¸c cao tr×nh 469
  10. tÇng thø nhÊt d­íi c¸c ®iÒu kiÖn l­u l­îng kh¸c nhau. C¸c sè phÇn tr¨m thiÖt h¹i nhËn ®­îc tõ h×nh 12.2.2, VÝ dô: ®èi víi l­u l­îng 54200 ft3/s, cao tr×nh mÆt n­íc trung b×nh lµ 146,97 ft th× ®é s©u b»ng 146,97 - 148 = - 1,03 ft. §é s©u nµy t­¬ng øng víi 1 ft ë bªn d­íi cao tr×nh tÇng thø nhÊt. Tõ h×nh 12.2.2. ®èi víi mét nhµ ë cã mãng, thiÖt h¹i lµ 7%. §èi víi mét l­u l­îng ®· cho, tæng thiÖt h¹i t­¬ng øng cã thÓ ®­îc tÝnh b»ng tæng c¸c tÝch cña gi¸ trÞ tµi s¶n vµ sè phÇn tr¨m thiÖt h¹i ®èi víi tÊt c¶ c¸c ng«i nhµ trªn vïng ®ång b»ng ngËp lôt. C¸c sè phÇn tr¨m thiÖt h¹i vµ tæng thiÖt h¹i khi cã cÇu cã thÓ ®­îc ®¸nh gi¸ mét c¸ch t­¬ng tù. C¸c thiÖt h¹i nµy ®­îc cho trong nöa d­íi cña b¶ng 12.2.4, Trong cét cuèi cïng, c¸c thiÖt h¹i gia t¨ng thªm gi÷a c¸c ®iÒu kiÖn cã cÇu vµ kh«ng cã cÇu ®­îc tÝnh to¸n b»ng c¸ch ®em tæng thiÖt h¹i trong tr­êng hîp cã cÇu trõ ®i tæng thiÖt h¹i trong tr­êng hîp kh«ng cã cÇu ®èi víi møc l­u l­îng ®· cho. VÝ dô: khi Q = 62000 ft3/s, thiÖt h¹i gia t¨ng thªm nhËn ®­îc b»ng 540400 $ - 509400 $ = 31000 $. 470
  11. H×nh 12.2.2 P hÇn tr¨m thiÖt h¹i, c¸c nhµ ë hån hîp (Corry vµ céng sù, 1980) ThiÖt h¹i gia t¨ng thªm (cho trong cét cuèi cïng cña b¶ng 12.2.4) vµ l­u l­îng t­¬ng øng ®­îc kh«i phôc trong c¸c cét (5) vµ (1) t­¬ng øng cña b¶ng 12.2.5 song song víi thêi kú xuÊt hiÖn l¹i. B¶ng 12.2.5 ®­îc sö dông ®Ó minh häa c¸c tÝnh to¸n thiÖt h¹i dù tÝnh hµng n¨m nhê sö dông ph­¬ng tr×nh (12.2.3) do hiÖu øng n­íc vËt. ViÖc ¸p dông mét ph­¬ng tr×nh nh­ vËy ®åi hái viÖc ®¸nh gi¸ c¸c x¸c suÊt v­ît qu¸ kÕt hîp víi mçi l­u l­îng lò ®· liÖt kª trong cét (1) cña b¶ng 12.2.5, Nhê biÕt thêi kú xuÊt hiÖn l¹i kÕt hîp víi l­u l­îng lò, x¸c suÊt v­ît qu¸ hµng n¨m P trong cét (3) cã thÓ ®­îc tÝnh to¸n b»ng: P  1 / T (xem môc 10.4). Nhê ®ã, x¸c xuÊt kh«ng v­ît qu¸ hµng n¨m F trong cét (4) cã thÓ ®­îc tÝnh to¸n mét c¸ch dÔ dµng b»ng: F  1  P . 471
  12. §Ó ®¸nh gi¸ tæng thiÖt h¹i dù tÝnh hµng n¨m, c¸c thiÖt h¹i do n­íc vËt trung b×nh ®èi víi hai thêi kú xuÊt hiÖn l¹i liªn tiÕp ®­îc tÝnh to¸n trong cét (6). TiÕp theo, c¸c x¸c suÊt gia t¨ng thªm gi÷a hai x¸c suÊt kh«ng v­ît qu¸ liªn tiÕp trong cét (4) ®­îc tÝnh to¸n trong cét (7). ThiÖt h¹i do n­íc vËt gia t¨ng thªm trong cét (8) cã thÓ nhËn ®­îc b»ng c¸ch nh©n c¸c cét (6) vµ (7) víi nhau. Tæng c¸c thiÖt h¹i do n­íc vËt trong cét (8) cho tæng chi phÝ dù tÝnh hµng n¨m b»ng 2784 ®« la. B¶ng 12.2.2 C¸c cao tr×nh mÆt n­íc trung b×nh phÝa th­îng l­u cña chç x©y dùng cÇu Cao tr×nh mÆt n­íc (ft) L­u l­îng Thêi kú xuÊt (ft3/s) hiÖn l¹i (n¨m) Kh«ng cã cÇu Cã cÇu (1) (2) (3) (4) 54,200 10 146,97 146,97 62,000 15 148,09 148,23 68,000 20 148,72 148,79 73,000 25 149,28 149,35 90,000 50 150,87 150,94 110.000 100 152,47 152,51 121,000 160 153,27 153,32 131,000 200 153,99 154,04 164,000 500 155,13 155,46 B¶ng 12.2.3 Tãm t¾t c¸c cao tr×nh tÇng 1 vµ tæng c¸c gi¸ trÞ gia t¨ng thªm ®èi víi c¸c ng«i nhµ trong ®ång b»ng ngËp lôt ë phÝa th­îng l­u cña chç x©y dùng cÇu Cao tr×nh tÇng 1 ®¹i diÖn (ft)* Sè ng«i nhµ Tæng gi¸ trÞ gia t¨ng gÇn ®óng 148 25 1500 149 49 2900 150 66 3960 151 65 3900 152 55 3300 153 22 1320 154 10 600 155 3 180 472
  13. * Lµm trßn ®Õn phót gÇn nhÊt 12.¶. ¹Gi phPn mãm ph©n tÝch thiú t h§ - Ô lò lôt ÕÒ5 i Gãi phÇn mÒm ph©n tÝch thiÖt h¹i do lò lôt (FDA) cña Côc C«ng binh Hoa kú - Trung t©m Kü thuËt Thñy v¨n lµ mét hÖ thèng c¸c ch­¬ng tr×nh thñy v¨n, thñy lùc vµ thiÖt h¹i do lò ®­îc liªn kÕt b»ng mét hÖ thèng l­u tr÷ sè liÖu ®Ó chuyÓn ®æi tù ®éng c¸c sè liÖu gi÷a c¸c ch­¬ng tr×nh. HÖ thèng l­u tr÷ sè liÖu liªn quan tíi hÖ thèng l­u tr÷ sè liÖu cña Trung t©m Kü thuËt Thñy v¨n (HECDSS) (Côc C«ng binh Hoa Kú, 1983). C¸c ch­¬ng tr×nh tÝnh kh¸c nhau ®­îc thÓ hiÖn trong h×nh 12.3,1 cïng víi mét m« t¶ tãm t¾t c¸c ch­¬ng tr×nh trong b¶ng 12.3,1, Gãi FDA bao gåm 3 ch­¬ng tr×nh thñy v¨n, thñy lùc; 5 ch­¬ng tr×nh ph©n tÝch thiÖt h¹i do lò lôt; 3 ch­¬ng tr×nh qu¶n lý sè liÖu vµ mét th­ viÖn phÇn mÒm qu¶n lý sè liÖu. B¶ng 12.2.4 C¸c tÝnh to¸n thiÖt h¹i ®èi víi vÝ dô 12.2.1 L­u C ao % t hiÖt h¹i (kh«ng cã cÇu) l­îng tr×nh Tæng (ft3/s) mÆt $1500K 2900K 3960K 3900K 3300K 1320K 600K 180K n­íc thiÖt trung 148’ 149’ 150’ 151’ 152’ 153’ 154’ 155’ b×nh (ft) h¹i ($K) 54200 146,97 7,00% 105,00 62000 148,09 13.00 8,00 2,00 509,40 68000 148,72 16,00 11.00 6,00 801,00 73000 149,28 19,50 14,00 9,00 3,00 1177,50 90500 150,87 26,50 22,00 12.50 12.00 7,00 2238,30 110000 152,47 33,00 29,00 25,00 19,00 15,00 10.00 4,50 3732,60 540,40 - 121000 153,27 36,00 32,00 28,00 24,00 19,50 14,00 9,00 3,50 509,40 131000 153,99 39,00 35,00 31,00 28,00 23,00 18,00 13.00 7,50 4414,20 = 31 164000 155,13 42,50 39,50 35,50 31,50 27,50 23,50 18,50 13.00 5021,70 5785,20 473
  14. L­u Cao ThiÖt h¹i l­îng tr×nh (ft3 /s) mÆt gia t¨ng n­íc trung b×nh (ft) % thiÖt h¹i (cã cÇu) ($K) 54200 146,97 7,00% 105,00 0,00 62000 148,23 13.37 8,37 2,37 540,40 31,00 68000 148,79 16,21 11.21 6,21 819,00 18,00 73000 149,35 19,70 14,20 9,20 3,20 1201,80 24,30 90500 150,94 26,60 22,20 12.60 12.10 7,10 1,50 2278,00 39,70 110000 152,51 33,10 29,10 25,20 19,10 15,10 10.20 4,60 3754,70 22,10 121000 153,32 36,20 32,10 28,20 24,10 19,70 14,10 9,20 3,60 4440,60 26,40 131000 154,04 39,20 35,10 31,20 28,10 32,20 18,10 13.20 7,60 5047,00 25,30 164000 155,46 43,40 40,40 36,40 32,40 28,40 24,40 19,40 13.90 5938,40 153,20 474
  15. B¶ng 12.2.5 TÝnh to¸n chi phÝ thiÖt h¹i kh¶ n¨ng hµng n¨m do n­íc vËt (vÝ dô 12.2.1) ThiÖt h¹i Chi phÝ do n­íc X¸c xuÊt T do n­íc vËt vËt trung b×nh gia Q (ft3) t¨ng P F (1-P) DF (n¨m) ($K) thªm (F) (D) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) 0 54200 10 0,1000 0,9000 $ 15,5K 0,0333 $ 0,516K 31 62000 15 0,0667 0,9333 24,5K 0,0167 0,409K 18 68000 20 0,0500 0,9500 21,2K 0,0100 0,212K 24,3 73000 25 0,0400 0,9600 32,0K 0,0200 0,640K 39,7 90500 50 0,0200 0,9800 30,9K 0,0100 0,309K 22,1 110000 100 0,0100 0,9900 24,3K 0,00375 0,091K 26,4 121000 160 0,00625 0,99375 25,9K 0,00125 0,032K 25,3 131000 200 0,0050 0,9950 89,3K 0,0030 0,268K 153,2 164000 500 0,0020 0,9980 153,2K 0,0020 0,306K 153,2   0 1,000 Tæng $2,784K H×nh 12.3.1 475
  16. Gãi ph©n tÝch thiÖt h¹i do lò (HiÖp héi Kü s­ Qu©n ®éi Hoa Kú, 1983) B¶ng 12.3.1 C¸c ch­¬ng tr×nh tÝnh trong gãi ph©n tÝch thiÖt h¹i do lò lôt HEC (Côc C«ng binh Hoa Kú) 1. C ¸c ch­¬ng tr×nh tÝnh to¸n ph©n tÝch thñy v¨n Gãi biÓu ®å qu¸ tr×nh lò HEC-1; c¸c m« pháng m­a - dßng ch¶y, c¸c hå chøa ®¬n vµ  diÔn to¸n lßng dÉn thñy v¨n; sö dông ®Ó ph¸t triÓn c¸c ®­êng cong tÇn suÊt - dßng ch¶y hiÖn cã, kh«ng cã ®iÒu kiÖn vµ c¸c ®iÒu kiÖn ®· söa ®æi. C ¸c profile mÆt n­íc HEC-2; c¸c tÝnh to¸n c¸c profile cña dßng ch¶y ®Òu, tr¹ng th¸i æn  ®Þnh; sö dông ®Ó ph¸t triÓn c¸c ®­êng cong hiÖu suÊt dßng ch¶y - cao tr×nh. M« pháng c¸c hÖ thèng kiÓm so¸t lò lôt vµ b¶o toµn HEC-5; c¸c m« pháng c¸c hÖ thèng  hå chøa phøc hîp; sö dông ®Ó ph¸t triÓn c¸c ®­êng cong tÇn suÊt - dßng ch¶y hiÖn cã, kh«ng vµ cã söa ®æi. 2. C ¸c ch­¬ng tr×nh tÝnh ph©n tÝch thiÖt h¹i do lò lôt KiÓm kª c«ng tr×nh ®Ó ph©n tÝch thiÖt h¹i SID (Structure Inventory for Damage analysis):  tiÕn hµnh kiÓm kª c¸c c«ng tr×nh ®Þnh vÞ trong ®ång b»ng ngËp lôt; sö dông ®Ó ph¸t triÓn c¸c quan hÖ thiÖt h¹i - cao tr×nh. C h­¬ng tr×nh thu thËp vµ diÔn gi¶i kiÓm kª c«ng tr×nh ®Ó ph©n tÝch thiÖt h¹i SIDEDT  (Structure Inventory for Damage Analysis Edit Program): thªm bít kiÓm kª c«ng tr×nh vµ c¸c file hµm thiÖt h¹i sö dông cho ch­¬ng tr×nh SID. TÝnh to¸n thiÖt h¹i vµ tr¹ng th¸i cã thÓ ¶nh h­ëng tíi thiÖt h¹i DAMCAL (Damage Reach  State-Damage Calculation): thùc hiÖn ph©n tÝch gièng hÖt nh­ SID ngo¹i trõ ph©n tÝch dùa trªn c¬ së ®¬n vÞ ®Þa lý (kh«ng gian); sö dông ®Ó ph¸t triÓn c¸c quan hÖ thiÖt h¹i - cao tr×nh. TÝnh to¸n thiÖt h¹i hµng n¨m kh¶ n¨ng EAD (Expected Annual Damage Computation):  tÝnh thiÖt h¹i hµng n¨m kh¶ n¨ng (hoÆc t­¬ng ®­¬ng) vµ c¸c lîi Ých do lµm gi¶m bít ngËp lôt; sö dông ®Ó so s¸nh c¸c quy ho¹ch lµm gi¶m bít thiÖt h¹i do lò lôt. C h­¬ng tr×nh xö lý - th«ng b¸o FDA2PO, HEC-2: tÝnh c¸c cao tr×nh lò lôt tham kh¶o t¹i  c¸c c«ng tr×nh vµ l­u tr÷ c¸c ®­êng cong hiÖu suÊt dßng ch¶y - mùc n­íc trong file sè liÖu HECDSS. 3. C ¸c ch­¬ng tr×nh tiÖn Ých (qu¶n lý d÷ liÖu) HEC-DSS C h­¬ng tr×nh ®Çu vµo hµm cÆp ®«i t­¬ng t¸c PIP (Interractive Paired-Function Input  Program): vµo trùc tiÕp c¸c quan hÖ hµm cÆp ®«i ®èi víi mét file sè liÖu DSS, vÝ dô quan hÖ thiÖt h¹i - cao tr×nh nhËn ®­îc b»ng tay tõ c¸c sè liÖu thùc tÕ. C h­¬ng tr×nh tiÖn Ých DSSUTL, HEC-DSS: cung cÊp c¸c ph­¬ng tiÖn thùc hiÖn c¸c hµm  tiÖn Ých vÒ sè liÖu l­u gi÷ trong file sè liÖu HEC-DSS, vÝ dô liÖt kª, chØnh söa vµ xo¸ sè liÖu. C h­¬ng tr×nh hiÓn thÞ DSPLAY, HEC-DSS: cung cÊp c¸c ph­¬ng tiÖn ®Ó lËp b¶ng kª vµ  vÏ ®å thÞ c¸c sè liÖu l­u gi÷ trong mät file sè liÖu HEC-DSS. 476
  17. HEC-1 cã thÓ ®­îc sö dông ®Ó ph¸t triÓn mét quan hÖ l­u l­îng v­ît qu¸ ®iÒu kiÖn c¬ b¶n nhê mét ph©n tÝch m­a - dßng ch¶y b»ng c¸ch x¸c ®Þnh biÓu ®å qu¸ tr×nh l­u l­îng ®èi víi c¸c l­îng m­a cã tÇn suÊt kh¸c nhau. L­u l­îng ®Ønh vµ tÇn suÊt ®­îc sö dông ®Ó x©y dùng ®­êng cong tÇn suÊt v­ît qu¸ - l­u l­îng. NÕu cã mét tr¹m ®o ë gÇn vÞ trÝ thiÖt h¹i do lò th× quan hÖ l­u l­îng v­ît qu¸ ®iÒu kiÖn c¬ b¶n ®­îc x¸c ®Þnh nhê mét ph©n tÝch tÇn suÊt. C¸c ®­êng cong tÇn suÊt - l­u l­îng ®èi víi c¸c ®iÒu kiÖn thay ®æi ®­îc ph¸t triÓn cho mçi quy ho¹ch lùa chän xem xÐt nhê sö dông HEC-5 vµ/hoÆc HEC-1, HEC-1 ®­îc sö dông ®Ó nhËn ®­îc c¸c ®­êng cong tÇn suÊt ®iÒu kiÖn thay ®æi ®èi víi c¸c quy ho¹ch vÝ dô nh­ c¸c hå chøa kh«ng cã cöa. C¸c l­u l­îng ®Ønh vµ c¸c biÓu ®å thñy v¨n kÕt hîp ®­îc hoµn thiÖn cho mçi møc tÇn suÊt. HEC-5 ®­îc sö dông theo c¸ch t­¬ng tù ®Ó m« pháng c¸c hå chøa cã cöa van. HEC-5 kh«ng m« h×nh ho¸ qu¸ tr×nh m­a - dßng ch¶y nh­ng ng­îc l¹i, HEC-1 l¹i m« h×nh ho¸ qu¸ tr×nh m­a - dßng ch¶y vµ ®­îc sö dông chung víi HEC-5, C¶ HEC-1 vµ HEC-5 ®Òu ch¹y trong m« h×nh “®a tû lÖ” vµ “®a quy ho¹ch”. M« h×nh ®a tû lÖ sö dông c¸c tû lÖ riªng biÖt cña c¸c tung ®é biÓu ®å qu¸ tr×nh l­îng m­a hoÆc biÓu ®å qu¸ tr×nh dßng ch¶y. M« h×nh ®a quy ho¹ch liªn quan ®Õn c¸c lùa chän c«ng tr×nh x©y dùng kh¸c nhau. C¸c quan hÖ tÇn suÊt - l­u l­îng c¬ b¶n vµ c¶i tiÕn ®­îc l­u tr÷ trong HECDSS. HEC-2 ®­îc sö dông ®Ó tÝnh lÇn l­ît tr¹ng th¸i æn ®Þnh, c¸c tr¾c diÖn däc mÆt n­íc vµ c¸c ®­êng cong l­u l­îng (c¸c quan hÖ l­u l­îng - mùc n­íc) ®èi víi c¸c ®iÒu kiÖn c¬ b¶n. HEC-2 cã thÓ ®­îc sö dông ®Ó ph¸t triÓn c¸c quan hÖ l­u l­îng - mùc n­íc c¶i tiÕn ®èi víi c¸c chØnh söa lßng dÉn vµ ®ª. C¸c ®­êng cong l­u l­îng ®­îc l­u tr÷ hoÆc trùc tiÕp trong HECDSS hoÆc qua ch­¬ng tr×nh tiÖn Ých FDA2PO. C¸c ch­¬ng tr×nh SID (Structure Iventory Damage) vµ DAMCAL (Damage Calculation) tÝnh to¸n c¸c ®­êng cong thiÖt h¹i - cao tr×nh cho mçi d¶i thiÖt h¹i. DAMCAL ®­îc sö dông song song víi c¸c kü thuËt ph©n tÝch sè liÖu kh«ng gian. SID ®­îc sö dông cïng víi c¸c kiÓm kª c«ng tr×nh x©y dùng, n¬i kh«ng cã ph©n tÝch kh«ng gian ®Ó thùc hiÖn ph©n tÝch thiÖt h¹i do lò kh«ng cã c«ng tr×nh. TÊt c¶ c¸c d¶i thiÖt h¹i ®Òu ®­îc ph©n tÝch t¹i mét thêi ®iÓm cho mét quy ho¹ch ®Ó cho c¸c viÖc ch¹y riªng rÏ ®­îc yªu cÇu ®èi víi mçi biÖn ph¸p gi¶m bít thiÖt h¹i. C¸c ®­êng cong thiÖt h¹i - cao tr×nh tæng qu¸t ®­îc l­u tr÷ trong HECDSS. C¸c ®­êng cong thiÖt h¹i - ®é s©u SID vµ c¸c kiÓm kª c«ng tr×nh ®­îc qu¶n lý vµ thao t¸c bëi ch­¬ng tr×nh SIDEDT (SID Editing). FDA2PO lµ m¾t xÝch gi÷a c¸c ch­¬ng tr×nh HEC-1, HEC-2 vµ HEC-5 vµ c¸c ch­¬ng tr×nh ph©n tÝch thiÖt h¹i do lò. C¸c ®­êng cong l­u l­îng ®­îc l­u tr÷ trong HECDSS ®èi víi d¶i thiÖt h¹i ®· lùa chän chØ râ c¸c vÞ trÝ nhê sö dông 477
  18. FDA2PO tÝnh c¸c cao tr×nh lò lôt tham kh¶o t¹i mçi c«ng tr×nh trong kiÓm kª SID vµ t¹i vÞ trÝ ®· chØ râ. Ch­¬ng tr×nh thiÖt h¹i hµng n¨m kh¶ n¨ng EAD (Expected Annual Damage) hîp nhÊt tÊt c¶ c¸c quan hÖ tham sè c¬ b¶n ®· tÝnh to¸n bëi HEC- 1, HEC-2, HEC-5, SID, DAMCAL vµ FDA2PO. EAD nhËn ®­îc ®­êng cong thiÖt h¹i - tÇn suÊt tõ c¸c ®­êng cong tÇn suÊt ®· tÝnh bëi HEC-1 vµ HEC-5, c¸c ®­êng cong l­u l­îng ®· tÝnh bëi HEC-2 vµ c¸c ®­êng cong thiÖt h¹i - cao tr×nh ®· tÝnh bëi SID hoÆc DAMCAL. EAD tÝnh thiÖt h¹i hµng n¨m kh¶ n¨ng b»ng c¸ch lÊy tÝch ph©n ®­êng cong thiÖt h¹i - tÇn suÊt; thùc hiÖn c¸c tÝnh to¸n thiÖt h¹i hµng n¨m t­¬ng ®­¬ng vµ tÝnh lîi Ých do gi¶m bít ngËp lôt ®èi víi tÊt c¶ c¸c quy ho¹ch vµ tæng kÕt thiÖt h¹i hµng n¨m kh¶ n¨ng theo tõng lo¹i, tõng d¶i vµ tõng quy ho¹ch. Gãi FDA ®· ®­îc söa l¹i cho phï hîp víi m¸y vi tÝnh ( HiÖp héi Kü s­ Qu©n ®éi Hoa Kú, 1988). 12.«. Es h×nh tTi ­u hÔ¸ ®Ó quy hÔ§ HiÓm øÔ¸t lò ch Môc nµy m« t¶ mét ph­¬ng ph¸p tèi ­u ®Ó quy ho¹ch vµ thiÕt kÕ c¸c hÖ thèng kiÓm so¸t lò. Mét m« h×nh nh­ thÕ cã thÓ ®­îc sö dông trong viÖc lùa chän s¬ bé h×nh thÓ kiÓm so¸t lò xen kÏ nhau. Lîi thÕ cña viÖc sö dông m« h×nh tèi ­u lµ mét tËp hîp ®Çy ®ñ c¸c lùa chän ®­îc kiÓm tra theo kiÓu cã hÖ thèng, nghiªn cøu tù ®éng ®Ó ®­îc ®¸p ¸n tèi ­u. Xem xÐt mét vÝ dô ®¬n gi¶n cña 3 hå chøa kiÓm so¸t lò kh¶ n¨ng víi c¸c ®­êng trµn cã cöa van vµ 2 kªnh dÉn kh¶ n¨ng ®Çu t­ ®Ó b¶o vÖ 2 trung t©m thiÖt h¹i nh­ ®· minh häa trong h×nh 12.4.1. Chi phÝ hµng n¨m ®Çu t­ cho kªnh dÉn f j Q j  ®­îc biÓu diÔn b»ng mét hµm cña l­u l­îng ®Ønh Q j t¹i trung t©m thiÖt h¹i j . Chi phÝ hµng n¨m ®Ó tr÷ lò f i STmax i  trong hå chøa ®­îc biÓu diÔn b»ng mét hµm cña søc chøa cùc ®¹i STmax i trong hå chøa i . Chi phÝ cho ®­êng trµn hµng n¨m f i C i  ®­îc biÓu diÔn b»ng mét hµm cña n¨ng lùc l­u l­îng cña ®­êng trµn Ci . Gi÷a n¨ng lùc hå chøa, c«ng tr×nh ®­êng trµn vµ møc c¶i t¹o kªnh dÉn h¹ l­u cã sù tháa hiÖp vÒ chi phÝ. VÝ dô: ®èi víi mét hå chøa kiÓm so¸t lò réng lín, n¨ng lùc ®­êng trµn vµ møc c¶i t¹o kªnh dÉn h¹ l­u sÏ ®­îc cùc tiÓu hãa. MÆt kh¸c, ®èi víi mét hå chøa kiÓm so¸t lò nhá, n¨ng lùc ®­êng trµn vµ møc ®é c¶i t¹o kªnh dÉn h¹ l­u sÏ lín h¬n. 478
  19. H×nh 12.4.1 H Ö thèng hå chøa cã tÝnh c¸ch gi¶ thuyÕt gåm 3 hå chøa kiÓm so¸t lò kh¶ n¨ng Môc ®Ých cña m« h×nh tèi ­u lµ ®Ó x¸c ®Þnh chi phÝ tèi thiÓu cho viÖc c¶i t¹o kªnh dÉn (nghÜa lµ Q j , nã x¸c ®Þnh n¨ng lùc cña kªnh dÉn ®· ®­îc c¶i t¹o). M« h×nh d­íi ®©y cã thÓ gi¶i quyÕt ®­îc ®èi víi søc chøa cña c¸c hå chøa STmax i vµ c¸c n¨ng lùc ®­êng trµn kh¸c nhau. §èi víi hÖ thèng thÓ hiÖn trong h×nh 12.4.1, hµm môc tiªu ®­îc biÓu diÔn b»ng: 2 3 Z   f j Q j    f j STmax i   f i C i  (12.4.1) j 1 j 1 lµ ®Ó cùc tiÓu ho¸ tæng chi phÝ hµng n¨m ®èi víi STmax i vµ Ci ®· x¸c ®Þnh. C¸c rµng buéc ®èi víi m« h×nh nµy bao gåm c¸c rµng buéc vÒ l­îng tr÷ cña hå chøa, c¸c rµng buéc vÒ l­îng x¶ tõ hå chøa, c¸c rµng buéc c©n b»ng khèi l­îng hå chøa, c¸c rµng buéc vÒ dßng ch¶y cùc ®¹i t¹i trung t©m thiÖt h¹i cÇn b¶o vÖ vµ tÝnh liªn tôc t¹i c¸c chç nèi c¸c kªnh dÉn. D­íi ®©y sÏ gi¶i thÝch mçi mét trong sè c¸c rµng buéc nµy. C¸c rµng buéc l­îng tr÷ cña hå chøa nãi râ r»ng t¹i ®Çu cña mçi thêi ®o¹n t , l­îng tr÷ cña thùc tÕ hå chøa STi,t ph¶i nhá h¬n hoÆc b»ng l­îng tr÷ cùc ®¹i cña hå chøa STmax i , nghÜa lµ: ®èi víi mäi i, t (12.4.2) STi ,t  STmax i trong ®ã: STi ,t lµ l­îng tr÷ trong hå chøa i t¹i ®Çu thêi ®o¹n t vµ t  1,...,T víi t lµ sè thêi ®o¹n ®èi víi 1 biÓu ®å qu¸ tr×nh lò. 479
  20. L­îng x¶ bÞ h¹n chÕ bëi n¨ng lùc cña ®­êng trµn vµ l­îng tr÷ trong hå chøa. BiÓu diÔn l­îng x¶ b»ng mét hµm cña l­îng tr÷ Ri ,t STi ,t  th× rµng buéc l­îng x¶ tõ hå chøa cã thÓ ®­îc biÓu diÔn b»ng: QOi ,t  Ri ,t STi ,t   C i ®èi víi mäi i, t (12.4.3) trong ®ã QOi ,t i lµ dßng ch¶y ra kiÓm so¸t hoÆc dßng ch¶y ra nhá nhÊt yªu cÇu. C¸c rµng buéc c©n b»ng khèi l­îng hå chøa ®­îc sö dông ®Ó thùc hiÖn viÖc diÔn to¸n cña mét biÓu ®å qu¸ tr×nh lò qua mét hå chøa. Chóng ®­îc biÓu diÔn ë d¹ng mét ph­¬ng tr×nh liªn tôc, trong ®ã thÓ tÝch dßng ch¶y vµo trung b×nh trõ ®i thÓ tÝch dßng ch¶y ra trung b×nh ®èi víi mét thêi ®o¹n t ph¶i b»ng l­îng thay ®æi cña l­îng tr÷ hå chøa ®èi víi thêi ®o¹n ®ã, ®ã lµ: t t QI  Qi , t   QOi ,t 1  QOi ,t   STi ,t 1  STi ,t (12.4.4) i , t 1 2 2 trong ®ã QI lµ dßng ch¶y vµo hå chøa. ViÖc diÔn to¸n lßng dÉn qua mét ®o¹n kªnh dÉn k ®­îc thùc hiÖn b»ng c¸ch sö dông c¸c rµng buéc biÓu diÔn d­íi d¹ng diÔn to¸n Muskingum biÓu diÔn b»ng: ®èi víi mäi k , t (12.4.5) QOk ,t 1  C1k QI k ,t  C 2 k QI k ,t 1  C 3 k QOk ,t trong ®ã: QOk ,t 1 lµ l­u l­îng tõ ®o¹n k t¹i cuèi thêi ®o¹n t , QI k ,t vµ QI k ,t 1 lµ c¸c dßng ch¶y vµo tíi ®o¹n k t¹i ®Çu vµ t¹i cuèi thêi ®o¹n t ; C1k , C 2 k vµ C 3 k lµ c¸c hÖ sè diÔn to¸n Muskingum ®èi víi ®o¹n k (xem môc 10.3,2). C¸c dßng ch¶y trong kªnh dÉn t¹i c¸c diÖn tÝch b¶o vÖ ph¶i nhá h¬n hoÆc b»ng dßng ch¶y trong lßng dÉn s«ng ®èi víi ®iÒu kiÖn lò thiÕt kÕ, biÓu diÔn b»ng: ®èi víi mäi k , j , t (12.4.6) QOk , j ,t  Q j trong ®ã QOk , j ,t lµ l­u l­îng lò trong ®o¹n kªnh dÉn k t¹i diÖn tÝch b¶o vÖ j t¹i ®Çu thêi ®o¹n t . Mét rµng buéc ®­îc yªu cÇu ®Ó ®Þnh râ tÝnh liªn tôc t¹i chç nèi c¸c s«ng, ®ã lµ: QI k ,t   QO1,t (12.4.7) 1L trong ®ã: QI k ,t lµ dßng ch¶y vµo tíi ®o¹n kªnh dÉn k ë h¹ l­u cña chç nèi; QO1,t lµ dßng ch¶y ra tõ c¸c ®o¹n s«ng ch¶y vµo chç nèi vµ L lµ tËp hîp c¸c ®o¹n s«ng ch¶y vµo chç nèi. 480

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản