- Trang Chủ
- Địa Lý
- Kỹ thuật và quản lý hệ thống nguồn nước ( Đại học Quốc gia Hà Nội ) - Chương 12
Xem mẫu
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- ®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
- 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 Dq d f q d dq d Dq 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;
Dq 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:
Dq Dq 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
- 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
- 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
- §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
- *
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
- Lu Cao ThiÖt h¹i
lîng tr×nh
(ft3 /s) mÆt
gia t¨ng
níc
trung
b×nh (ft)
% thiÖt h¹i (cã cÇu) ($K)
54200 146,97 7,00% 105,00 0,00
62000 148,23 13.37 8,37 2,37 540,40 31,00
68000 148,79 16,21 11.21 6,21 819,00 18,00
73000 149,35 19,70 14,20 9,20 3,20 1201,80 24,30
90500 150,94 26,60 22,20 12.60 12.10 7,10 1,50 2278,00 39,70
110000 152,51 33,10 29,10 25,20 19,10 15,10 10.20 4,60 3754,70 22,10
121000 153,32 36,20 32,10 28,20 24,10 19,70 14,10 9,20 3,60 4440,60 26,40
131000 154,04 39,20 35,10 31,20 28,10 32,20 18,10 13.20 7,60 5047,00 25,30
164000 155,46 43,40 40,40 36,40 32,40 28,40 24,40 19,40 13.90 5938,40 153,20
474
- B¶ng 12.2.5
TÝnh to¸n chi phÝ thiÖt h¹i kh¶ n¨ng hµng n¨m do níc vËt (vÝ dô 12.2.1)
ThiÖt h¹i Chi phÝ do níc X¸c xuÊt
T
do níc vËt vËt trung b×nh gia
Q (ft3) t¨ng
P F (1-P) DF
(n¨m)
($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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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)
1L
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
nguon tai.lieu . vn