Chú thích : 1) Thời gian tiêu (t) bằng 1,3,5,7, ngày, xác định theo yêu cầu tiêu

                     2) Thời gian thống kê là thời gian tiêu nước khó khăn ( Ví dụ từ tháng VII VIII đối với vùng đồng bằng Bắc Bộ)

                     3) Hệ số Kc là thông số biẻu thị mức độ chính xác của hệ số tương quan R, nó thể hiện mối quan hệ giữa trạm tương tự với trạm nghiên cứu hoặc giữa nhân tố ảnh hưởng với nhân tố cần xác định .

- Khi Kc≥3: Các đại lượng không có liên quan với nhau.

- Khi 1 ≤Kc ≤ 3: Các đại lượng có khuynh hướng liên quan với nhau , có thể sử dụng ở mức độ tham khảo.

- Khi Kc ≤ 1: Các đại lượng có liên quan khá chặt chẽ , có thể sử dụng để tính toán.

Hế số Kc được xác định theo biểu thức sau:

Kc=(│R│x √ n-1)/(1-R² )

Trong đó : R là hệ số tương quan

                   N là số năm quan trắc đồng bộ.

2) TCVN 5060-90 (Thay QPVN-08-75)

Điều 3.2.3 : Tần suất mực nước lớn nhất ngoài sông (Phía bể xả) để tính toán chế độ của các công trình tiêu nước bằng động lực hoặc ở hạ lưu công trình tiêu tự chẩy được xác định theo bảng 3.3

Bảng 2 :

Chú thích: 1) Mực nước ngoài sông được thống kê theo thời đoạn tiêu điển hình tương ứng, có xét đến khả năng xê dịch thời tiết về đầu và cuối thời đoạn lấy bằng 25% độ dài của thời đoạn tiêu điển hình.

                    2) Mực nước lớn nhất trong tập hợp thống kê là mực nước trung bình ngày, có trị số lớn nhất , xuất hiện trong thời đoạn điển hình trong từng năm.

                   3) Mực nước kiểm tra dùng để xác định khả năng làm việc chắc chắn của máy bơm khi làm việc ở mức này vẫn đảm bảo nằm trong vùng làm việc cho phép và có lưu lượng í nhất bằng 50% lưu  lượng thiết kế.

                   4) Ở những tuyến áp lực quan trọng , các đê sông lớn v.v… việc xá định tần suất mực nước lớn nhất để khai thác , cần xét đến những yêu cầu và quy định an toàn chống bão lụt trong các tiêu chuẩn liên quan khác .

                   5) Công trình tiêu nước ở đây là công trình phục vụ nông nghiệp. Nếu tiêu nước cho các đối tượng khác thì công trình tiêu cần tuân thủ các tiêu chuẩn thiết kế tương ứng khác

3) TCXDVN 285:2002 (Thay TCVN 5060-90)

Điều 4.2.4: Mực nước lớn nhất ở sông nhận nước tiêu để tính toán chế độ khai thác cho các công trình tiêu nông nghiệp tự chẩy hoặc động lực được xác định theo bảng 4.4.

Mực nước lớn nhất ở sông nhận nước tiêu để tính toán chế độ khai thác cho các công trình tiêu nông nghiệp                      

Bảng 3

Chú thích:

(1)  Mực nước ngoài sông lớn nhất có thể tiêu tự chẩy xác định được bằng cách kiểm tra khả năng thoát nước của đầu mối theo chuỗi mực nước ngoài sông được đánh giá là bất lợi nhất đã xẩy ra trong 10 năm liên tục . Lượng mưa tính toán chính là lượng mưa tương ứng đã xảy ra ở cùng thời gian, trong đó ít nhất có một năm đã xảy ra trận mưa bằng hoặc lớn hơn trận mưa tiêu thiết kế.

Khi kiểm tra điều kiện trên , nếu 9/10 năm (ứng với mức bảo đảm P=90%), hoặc 8/10 năm(ứng với mức bảo đảm P=80%) hoàn toàn tiêu tự chẩy được thì quy mô công trình lựa chọn là phù hợp với mức bảo dẩm thiết kế.

Nếu không bảo đảm được điều kiện nêu trên cần tiếp tục tăng khẩu diện tháo nước hoặc kết hợp giữa tiêu tự chẩy với các biện pháp khác , hoặc phải tiêu hoàn toàn bằng động lực để tìm ra phương án khả thi và kinh tế kỹ thuật nhất.

(2) Ở những tuyến chịu áp quan trọng , các đê sông v.v… tiêu chuẩn này có thể thay đổi tùy thuộc vào các quy định an toàn chống bão lụt cụ thể cho các đoạn sông này.

     I.2) Nhận xét 

            Tần suất mực nước lớn nhất ở sông nhận nước tiêu để tính toán chế độ khai thác cho các công trình tiêu nông nghiệp(%) theo TCXDVN 285:2002 (Thay TCVN 5060-90). 

Diễn đạt theo cách dễ hiểu thì tần suất mưa chọn là 10~20%, tần suất tổ hợp của mực nước triều được chọn là 10~20%.. Theo quy phạm này thì tần suất tổ hợp của triều là 10~20% và phải có tài liệu mực nước thực đo ít nhất là 10năm.

+Khi có đủ tài liệu tiến hành kiểm tra theo chuỗi mực nước ngoài sông như quy phạm TCXDVN 285:2002 quy định.

 + Khi thiếu hoặc không có tài liệu phải kéo dài hoặc bổ sung tài liệu theo các phương pháp quen thuộc trong tính toán thủy văn . Đối với vúng sông chịu ảnh hưởng thủy triều chưa có  ‘’Hướng dẫn tính toán thủy văn ở vùng sông chịu ảnh hưởng của thủy triều’’.

            Ví dụ : Kêt quả tính toán so sánh khẩu diện cống ngăn triều Kênh Th..với các tổ hợp triều khác nhau [1] ghi ở bảng sau :

Bảng 4

II) Về tổ hợp  mực nước triều cao với nước dâng do bão

Cách xác định:

Nước dâng do bão có thể xác định bằng các cách sau đây:

            1) Tài liệu triều thực đo (đã bao hàm cả ảnh hưởng nước dâng do bão).

            2) Công thức kinh nghiệm

            3) Độ cao nước dâng do bão là hiệu số mực nước  triều được tính toán theo  mô hình DELFT-3D ( mô hình tính triều có tính ảnh hưởng nước dâng do bão) [2] với mực nước  triều tính toán theo thiên văn (mô hính hằng số điều hòa).

III) Về tổ hợp lũ

            III.1) Tổ hợp lũ theo tần suất khống chế các nhánh sông ở thượng lưu và trạm hạ lưu

            Tổ hợp lũ các công trình ở thượng nguồn được biểu thị qua các biên tính toán của bài toán thủy lực mạng sông. Với mỗi đặc điểm của từng khu vực và các công trình đã có (đê, hồ chứa , phân , chậm lũ…) mà có các yêu cầu kiểm soát lũ, tần suất kiểm soát lũ khác nhau.

            Các biên lưu lượng ở các nhánh thượng lưu không đồng tần suất với lưu lượng của trạm hạ lưu (nơi cần khống chế lũ) và thay đổi theo các mô hình lũ điển hình khác nhau . Nơi cần khống chế lũ hạ du thì lưu lượng nhất thiết phải theo theo tần suất thiết kế quy định theo khả năng các công trình chống lũ hiện có và đặc thù riêng của khu vực nghiên cứu chứ không có một quy định thống nhất nào . 

            III.2) Tổ hợp lũ với triều

            Trên lưu vực sông sự tương tác giữa mưa (lũ) và triều có cường độ khác nhau có thể dẫn đến các hậu quả khác nhau.

            Ví dụ: Phân tích 3 trận lũ lớn 1945, 1969, 1971 trên lưu vực sông Hồng thấy đỉnh lũ 8/1945 xẩy ra trước kỳ nươc cường có cường độ dưới mức trung bình , đỉnh lũ 8/1969 xẩy ra đúng kỳ nước kém, đỉnh lũ 8/1971 xẩy ra sau kỳ nước mạnh vài ngày. Theo thống kê chỉ có 1/3 trường hợp có tương tác giữa lũ đặc biệt lớn với triều mạnh trên mức trung bình .

Tổ hợp lũ đặc biệt lớn với triều cường khó có thể xẩy ra  hoặc nếu có xuất hiện thì cũng lại là một tổ hợp hiếm. Có thể tổ hợp lũ đặc biệt lớn với triều theo các mô hình lũ đã xuất hiện tương ứng hoặc với triều có tần suất P=20% .

Ví dụ 1: ‘’Các thông số cơ bản’’ chống lũ cho Hà Nội

Năm 2007 chính phủ đã duyệt các chỉ tiêu chống lũ để làm cơ sở cho công tác chống lũ của đồng bằng sông Hồng và sông Thái Bình.

‘’Tiêu chuẩn phòng, chống lũ giai đoạn 2007-2012 bảo đảm chống lũ có chu kỳ 250 năm (tần suất 0,4%), lưu lượng tương ứng tại Sơn Tây 42.600 m³/s; giai đoạn 2010-2015 bảo đảm chống lũ có chu kỳ 500 năm (tần suất 0,2%), lưu lượng tương ứng tại Sơn Tây 48.500 m³/s. Tiêu chuẩn phòng lũ đối với hệ thống đê: tại Hà Nội bảo đảm chống được lũ tương ứng với mực nước sông Hồng tại trạm Long Biên là 13,4 m và thoát được lưu lượng tối thiểu là 20.000 m3/s; tại Phả Lại bảo đảm chống được lũ tương ứng với mực nước sông Thái Bình tại trạm Phả Lại là 7,2 m. Đối với hệ thống đê điều các vùng khác bảo đảm chống được lũ tương ứng với mực nước sông Hồng tại trạm Long Biên là 13,1 m, phần lưu lượng vượt quá khả năng trên được sử dụng các giải pháp khác như: điều tiết hồ chứa, phân lũ, chậm lũ, cải tạo lòng sông thoát lũ...’’

Các tiêu chuẩn trên được xác định từ tính toán thủy lực toàn hệ thống  với các biên lưu lượng là các trạm Yên Bái, Tuyên Quang, Hòa Bình được phóng lên các tần suất theo hệ số của trạm thủy văn Sơn Tây . Các biên lưu lượng tại Yên Bái (tự nhiên), Tuyên Quang (sau khi TB; TB+TQ đã cắt lũ với dung tích phòng lũ hạ du được giao),  Hòa Bình (sau khi HB;HB+SLđã cắt lũ với dung tích phòng lũ được giao)… Các biên lưu lượng trên được tính và kiểm tra với nhiều dạng lũ điển hình đại diện cho các loại  tổ hợp lũ khác nhau (1945, 1971, 1969…). Phương pháp tính toán trên đảm bảo là có lưu lượng theo đúng tần suất đã chọn ở Sơn Tây còn các trạm trên chỉ là tương ứng với một dạng tổ hợp nào đó .  Việc chọn biên lưu lượng trên các nhánh sông thượng lưu có cùng tần suất với trạm hạ lưu rất  khó có thể xẩy ra  hoặc nếu có xuất hiện là một tổ hợp siêu tần suất theo định lý nhân sác xuất.

Ví dụ 2: ‘’Các thông số cơ bản chống lũ cho TP Huế’’

Theo kết quả tính toán thủy lực cả hệ thống sông Hương.  trong điều kiện sông Hương không có đê bảo vệ nếu chỉ sử dụng hồ Tả Trạch và Bình Điền cắt lũ cho TP Huế thì với lũ chính vụ P < 3% hồ Bình Điền chống lũ không có hiệu quả dù có bố trí dung tích phòng lũ W_CL = 151 *10⁶m³­.  Với lũ chính vụ P » 3 ¸ 5% (lũ X-83) hồ Bình Điền tham gia chống lũ có hiệu quả tốt chỉ cần bố trí W_CL = 97.5 x 10⁶m³. Với lũ tiểu mãn P = 5¸10% hồ Bình Điền tham gia cắt lũ có hiệu quả, mực nước sông Hương không tràn vào sông Lợi Nông qua Đập Đá, vùng Nam sông Hương được bảo vệ không bị ngập.

Tóm lại  Khả năng chống lũ cho TP Huế của hai hồ Tả Trạch và Bình Điền chỉ cắt được lũ tiểu mãn có P=5~10%;  còn lũ chính vụ chỉ có thể cắt được lũ có P=3~5%.

IV) Về mô hình toán

            Mô hình toán thủy văn và mô hình thủy lực là công cụ đắc lực trong nghiên cứu  các dự án quy hoạch thủy lợi nhất là ở các vùng sông chịu ảnh hưởng thủy triều. Theo [7] TNC đã sử dụng mô hình thủy văn NAM là mô hình mưa dòng chẩy để tính biên lưu lượng gia nhập cho các đoạn sông trong khu vực đô thị , mô hình thủy lực MIKE II, VRSAP, HYDROGIS là các mô hình thủy lực một chiều để tính toán mô phỏng hiệu chỉnh mô hình và các phương án thiết kế

            Hệ thống biên ( Hiện trạng, các phương án khai thác …) quyết định độ tin cậy và chính xác của bài toán. Biên không phù hợp thì kết quả tính không phù hợp nhất là kết quả của các phương án khai thác .

            Hệ thống biên gồm :

            - Các biên lưu lượng của nhập lưu.

            - Các biên nhập khu giữa (mưa hoặc lưu lượng)…

            - Các biên mực nước triều tại các cửa ra

            - Các công trình đã có trong hệ thống và dự kiến… ( ▼_đ­ , ∑B­_t …)

- Mưa khu giữa,…

(Còn nữa)

ThS.KSCC. Vũ Văn Thịnh

 ĐT :04.38.239.870

 Email : thinh0701@yahoo.com