Nghiên cứu ứng dụng lý thuyết độ tin cậy để đánh giá rủi ro và tính toán thiết kế cho kè phú đa tỉnh phú yên

Cao trình đáy chân kè ...

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên c u c a riêng tôi Các s li u và k t qu

trong lu n v n là hoàn toàn đúng v i th c t và ch a đ c công b trong các công

trình tr c đây T t c các trích d n đã đ c ghi rõ ngu n g c

Hà N i, ngày 23 tháng 04 n m 2015

Tác gi lu n v n

V Th Hoài

c u ng d ng lý thuy t đ tin c y đ đánh giá r i ro và tính toán thi t k cho kè Phú a - t nh Phú Yên” tác gi đã hoàn thành theo đúng n i dung c a đ c ng

nghiên c u, đ c H i đ ng Khoa h c và ào t o c a tr ng i h c Th y L i phê duy t Lu n v n đ c th c hi n v i m c đích nghiên c u ng d ng lý thuy t đ tin

c y trong thi t k t i u h th ng phòng ch ng l

có đ c k t qu nh ngày hôm nay, tác gi xin bày t lòng bi t n sâu

s c t i TS ng Kim H nh B môn Công ngh & qu n lý xây d ng, các th y cô

giáo chuyên nghành - Tr ng i h c Th y l i đã t n tình h ng d n, ch b o và đóng góp các ý ki n quý báu trong su t quá trình th c hi n lu n v n

Tác gi xin g i l i c m n chân thành t i lãnh đ o tr ng i h c Th y L i, Phòng ào t o đ i h c và sau đ i h c, khoa Công trình và các th y cô đã tham gia

gi ng d y trong th i gian qua, đã t o đi u ki n thu n l i đ tác gi có th hoàn thành khóa h c và Lu n v n c a mình

Cu i cùng, tác gi xin g i l i c m n t i gia đình, b n bè, đ ng nghi p

nh ng ng i đã đ ng viên, t o đi u ki n cho tác gi trong su t quá trình h c t p và nghiên c u v a qua

Trong quá trình th c hi n lu n v n, do th i gian và ki n th c còn h n ch nên ch c ch n không th tránh kh i nh ng sai sót Vì v y, tác gi r t mong nh n

đ c s đóng góp ý ki n c a th y cô, đ ng nghi p đ giúp tác gi hoàn thi n v m t

M C L C

M U 1

1 Tính c p thi t c a đ tài 1

2 M c đích c a đ tài 2

3 i t ng và ph m vi nghiên c u 2

4 Cách ti p c n và ph ng pháp nghiên c u 2

5 K t qu đ t đ c 2

CH NG 1 T NG QUAN V NG D NG LÝ THUY T TIN C Y VÀ XÂY D NG KÈ 3

1.1 Lý thuy t đ tin c y trong an toàn công trình trên th gi i và Vi t Nam 3

1.1.1 Trên th gi i 3

1.1.2 T i Vi t Nam 5

1.2 Các công trình b o v b 7

1.2.1 Công trình b o v b sông 7

1.2.2 Công trình b o v b bi n 8

1.3 Ph ng pháp thi t k truy n th ng 9

1.3.1 Ph ng pháp ng su t cho phép 9

1.3.2 Ph ng pháp tính theo h s an toàn 10

1.3.3 Ph ng pháp tính theo tr ng thái gi i h n 10

1.4 Ph ng pháp thi t k ng u nhiên 10

1.5 K t lu n ch ng 1 11

CH NG 2 LÝ THUY T TIN C Y VÀ PHÂN TÍCH R I RO TRONG THI T K H TH NG PHÒNG CH NG L 13

2.1 Phân tích r i ro do l l t 14

2.2 Phân tích đ tin c y c a thành ph n h th ng 16

2.3 C s toán h c c a ph ng pháp ng u nhiên 18

2.3.1 Tính toán c p đ I 18

2.3.2 Tính toán c p đ II 19

2.3.3 Tính toán c p đ III 24

2.4 Các bài toán trong thi t k ng u nhiên công trình phòng ch ng l 25

2.4.1 Bài toán 1 – ánh giá an toàn c a h th ng đê 25

2.4.2 Bài toán 2: T i u tiêu chu n an toàn theo quan đi m kinh t 33

2.5 K t lu n ch ng 2 36

CH NG 3 ÁNH GIÁ AN TOÀN H TH NG PHÒNG CH NG L VÀ

NG D NG CHO H TH NG PHÒNG CH NG L TUY N KÈ PHÚ A,

HUY N ÔNG HÒA, PHÚ YÊN 37

3.1 M t s đ c đi m chính v khu v c xây d ng kè Phú a 37

3.1.1 V trí đ a lý 37

3.1.2 i u ki n đ a hình 37

3.1.3 c đi m khí h u 38

3.1.4 Tình hình m ng l i quan tr c 38

3.1.5 c di m Khí t ng n m 2009 39

3.1.6 Tình hình dân sinh kinh t - Kinh t Xã h i huy n ông Hòa theo th ng kê n m 2009 39

3.1.7 M t s đánh giá hi n tr ng v khu v c xây d ng kè Phú a 40

3.2 Mô t h th ng kè Phú a 41

3.3 Tính toán cao trình đ nh đê theo thi t k truy n th ng 43

3.3.1 Cao trình đ nh kè 44

3.3.2.Cao trình đ nh chân kè 44

3.3.3 Cao trình đáy chân kè 44

3.4 Xác đ nh cao trình đ nh đê h p lý theo lý thuy t đ tin c y 45

3.4.1 Bài toán 1 – ánh giá an toàn h th ng đê hi n t i 45

3.4.2 Bài toán 2 – Xác đ nh cao trình đ nh kè h p lý theo ph ng pháp lý thuy t đ tin c y 59

K T LU N VÀ KI N NGH 68

1 Nh ng k t qu đ t đ c 68

2 Nh ng t n t i 68

3 Ki n ngh 69

4 H ng ti p t c nghiên c u 69

TÀI LI U THAM KH O 71

DANH M C B NG

B ng 2 1– ng kính (cm) t ng đ ng c a đ t sét 30

B ng 2 2 - H s không đ u c a l u t c n: 30

B ng 3 1- Danh sách bi n ng u nhiên theo c ch ch y tràn đ nh đê: 45

B ng 3 2 - Xác su t x y ra s c c a c ch ch y tràn 46

B ng 3 3 - Danh sách bi n ng u nhiên theo c ch m t n đ nh mái b o v 47

B ng 3 4- Xác su t x y ra s c c a c ch m t n đ nh KCBV mái 48

B ng 3 5- Danh sách bi n ng u nhiên theo c ch m t n đ nh mái b o v 49

B ng 3 6 - Xác su t s c và h s nh h ng c ch m t n đ nh mái b o v 49

B ng 3.7 - Các bi n ng u nhiên c a c ch xói ng m, đ y tr i cho o n 1 51

B ng 3 8 - Xác su t x y ra s c và nh h ng c a các bi n ng u nhiênđ n c ch xói ng m 52

B ng 3 9 - Xác su t x y ra s c và nh h ng c a các bi n ng u nhiênđ n c ch đ y tr i 53

B ng 3 10 - Các bi n ng u nhiên c a c ch m t n đ nh mái đê 54

B ng 3 11 - H s n đ nh mái kè 55

B ng 3 12 - Xác su t x y ra s c c a c ch m t n đ nh mái kè 56

B ng 3 13 – Các h s chi phí nâng c p đ n v c a kè Phú a 59

B ng 3 14 – Quan h gi a t n su t đ m b o phòng l và chi phí nâng c p kè 60

B ng 3 15– Quan h gi a t n su t đ m b o phòng l và chi phí q.lý v n hành 61

B ng 3 16 – Quan h gi a t n su t đ m b o phòng l và chi phí đ u t 62

B ng 3 17 – S li u th ng kê v thi t h i kinh t do l l t t i huy n ông Hòa 62

B ng 3 18 – Quan h gi a t n su t đ m b o phòng l t ng chi phí đ u t , chi phí r i ro và t ng chi phí c a h th ng 65

DANH M C HÌNH

Hình 2 1- S đ quá trình phân tích r i ro [6]. 16

Hình 2 2 - Hàm tin c y bi u di n trong m t ph ng RS [6]. 17

Hình 2 3 - nh ngh a xác su t x y ra s c và ch s đ tin c y [6] 18

Hình 2 4 - C ch xói ng m/đ y tr i [8] 31

Hình 2 5 – Ph ng pháp xác đ nh đi m t i u thi t k v kinh t 35

Hình 3 1 - Khu v c xây d ng kè 37

Hình 3 2 - S h a khu v c xây d ng kè 42

Hình 3 3 - S đ cây s c h th ng phòng l huy n ông Hòa, Phú Yên 43

Hình 3 4 - Phân ph i MNL d a trên s li u đo đ c theo BESTFIT 46

Hình 3 5 - nh h ng c a các bi n ng u nhiên đ n xác su t x y ra s c c a c ch ch y tràn 46

Hình 3 6 - nh h ng c a các bi n ng u nhiên đ n c ch m t n đ nh KCBV mái 48

Hình 3 7 - nh h ng c a các bi n ng u nhiên đ n c ch xói chân 50

Hình 3 8 - nh h ng c a các bi n ng u nhiên đ n c ch xói ng m 52

Hình 3 9 - nh h ng c a các bi n ng u nhiên đ n c ch đ y tr i 53

Hình 3 10 - Tr ng h p 1 - Công trình v a thi công xong, m c n c sông là m c n c ki t MNK= -2,5m 55

Hình 3 11- Tr ng h p 2 - M c n c rút t MNL =5m xu ng m c n c =3.5m trong m t ngày 56

Hình 3 12 - M t c t đ i di n tuy n phòng ch ng l 59

Hình 3 13- Xác đ nh giá tr thi t h i do l l t 63

Hình 3 14 - Quan h gi a t n su t đ m b o phòng l P f v i Chi phí r i ro kinh t R pf và T ng chi phí nâng c p c a h th ng Ctot 66

ht : Chi u sâu b o v c a k t c u chân đê;

hx : Chi u sâu h xói d ki n tr c chân đê

E(M) : Chi phí duy tu b o d ng kh d hàng n m;

E(D) : Thi t h i có th trong tr ng h p l x y ra;

T : Th i đo n quy ho ch (tu i th công trình), n m

M U

1 Tính c p thi t c a đ tài

Các vùng châu th sông th ng là các vùng đ c thiên nhiên u đãi: đ t đai

màu m , g n ngu n n c, đ a hình b ng ph ng thu n l i cho s t p trung phát tri n

kinh t xã h i c a con ng i Vì th h u h t các thành ph l n, các trung tâm kinh

t , các khu công nghi p, các vùng nông nghi p t p trung t i đây Tuy v y các vùng này hàng n m cùng th ng xuyên b đe d a b i nguy c ng p l t do n c l t các

h th ng sông T i nhi u vùng Vi t Nam, nhi u n m g n đây l l t đã x y ra và

đã gây thi t h i r t l n đ n con ng i tài s n, nh h ng l n đ n quá trình phát tri n

kinh t và n đ nh xã h i

Sông Bánh Lái là m t đo n c a con sông Bàn Th ch d c sông th ng

ngu n r t l n 750/00, sau đó ch y qua vùng đ ng b ng đ d c ch còn 20/00 Sông

Bánh Lái có di n tích không l n, nh ng sông n m c nh dãy núi cao đón gió mùa ông B c, nên thu c vùng có l ng m a d i dào ch sau vùng núi cao l u v c sông

Hinh, l i n m sát bi n nên hay x y ra nh ng tr n l riêng bi t ngay trong mùa khô

i n hình là tr n l l ch s n m 2009 v a qua đã gây thi t h i không ít v ng i và

c a cho khu v c hai bên b sông

Hi n nay trong tính toán thi t k đ u d a vào các tiêu chu n, quy ph m hi n hành đ xác đ nh quy mô, c p công trình t đó tính toán và xác đ nh các h s an

toàn, thông s thi t k cho công trình, ch a xét đ n tính t ng th c a m t h th ng

hoàn chnh, ch a xem xét c c b đ có gi i pháp đánh giá s an toàn cho công trình Tuy nhiên, ph ng pháp thi t k công trình theo lý thuy t đ tin c y và phân tích

r i ro có nhi u u đi m và gi i quy t đ c t ng th bài toán này

ng d ng lý thuy t đ tin c y trong thi t k công trình xây d ng nói chung

và công trình th y l i nói riêng hi n đang ph bi n và là xu th chung trên th gi i

Vi t Nam nghiên c u ng d ng lý thuy t này trong thi t k công trình đang

nh ng b c đ u Tr c nh ng nh h ng b t l i c a các bi n hình th i ti t và di n

bi n b t th ng c a thiên tai do hi n t ng B KH, c ng v i yêu c u đ m b o đ an toàn cao h n c a các vùng b o v nh m ph c v phát tri n b n v ng kinh t - xã

h i, vi c nghiên c u phát tri n ng d ng lý thuy t đ tin c y trong thi t k t i u h

th ng phòng ch ng bão, l và d a trên c s đó xây d ng lên b tiêu chí đánh giá

an toàn theo lý thuy t đ tin trong đi u ki n Vi t Nam th i đi m hi n t i và t ng

lai là vô cùng c n thi t

2 M c đích c a đ tài

- Xây d ng đ c ph ng pháp đánh giá an toàn h th ng đê sông theo lý thuy t

đ tin c y;

- Thi t l p đ c các bài toán m u trong phân tích đ tin c y, đánh giá an toàn, đ

r i ro và m c đ m b o an toàn áp d ng cho h th ng đê sông;

- ng d ng nghiên c u cho h th ng kè Phú a, ;

3 i t ng và ph m vi nghiên c u

Nghiên c u phát tri n ng d ng lý thuy t đ tin c y trong đánh giá an toàn

h th ng kè Phú a – B B c sông Bánh Lái huy n ông Hòa, t nh Phú Yên và đ a

ra ki n ngh đ đ a t n su t thi t k đ m b o t i u theo quan đi m kinh t

4 Cách ti p c n và ph ng pháp nghiên c u

- ng d ng lý thuy t đ tin c y và phân tích r i ro;

- Nghiên c u các tài li u trong và ngoài n c v phát tri n ng d ng lý thuy t đ

tin c y trong thi t k t i u h th ng công trình đ c bi t là h th ng đê sông;

- K th a các k t qu nghiên c u liên quan t i h th ng đê sông

- V i các k t qu đóng góp c a lu n v n làm c s ban đ u cho các c quan h u

quan, các nhà ho ch đ nh chính sách trong công tác xây d ng, nâng c p tiêu

chu n an toàn, quy ho ch h th ng phòng l , b o v b cho huy n ông Hòa –

t nh Phú Yên nói riêng và vùng h th ng đê sông trên c n c nói chung

CH NG 1 T NG QUAN V NG D NG LÝ THUY T TIN C Y VÀ

XÂY D NG KÈ 1.1 Lý thuy t đ tin c y trong an toàn công trình trên th gi i và Vi t Nam

Vi t Nam có h th ng sông ngòi dày đ c và b bi n kéo dài t B c vào Nam,

vì v y h th ng đê và các công trình b o v b đóng m t vai trò c c k quan tr ng

trong vi c phòng ch ng, gi m nh thiên tai, b o v an toàn cho các trung tâm v n

hóa, chính tr , kinh t , các vùng dân c r ng l n tr i dài theo các tri n sông, các

vùng duyên h i c a c n c

Trong nh ng n m g n đây, trên th gi i nguy c thiên tai nói chung và l l t

nói riêng có xu th gia t ng đáng k v t n su t xu t hi n và m c đ nh h ng t i

Các s ki n thiên tai l l t g n đây mang tính l ch s ph i k đ n nh : New

Orleans, M 2005; Anh Qu c và ông Âu (2007), Bangladesh và khu v c Nam Á

(2007), Pakistan (2008), và g n đây nh t là th m h a l l t l ch s t i khu v c th

đô Bang Kok c a Thái Lan (2011) L l t đã gây ra nh ng thi t h i n ng n v con

ng i và tài s n Vì v y vi c gi m thi u r i ro do l l t hi n nay đ c đ c bi t quan

tâm t i nhi u qu c gia trên th gi i

1.1.1 Trên th gi i

M t s các d u n khoa h c và các ch ng trình nghiên c u tiêu bi u ngoài

n c liên quan đ n an toàn phòng ch ng l l t và an toàn đê đi u, phát tri n ng

d ng lý thuy t đ tin c y trong an toàn h th ng, an toàn công trình có th k đ n

nh sau:

Hà Lan: Là qu c gia đi đ u trong công tác phòng ch ng l Hà Lan liên t c

đ u t nghiên c u và đi đ u trong KHCN thu c l nh v c này Lý thuy t đ tin c y

đã đ c đ a vào ng d ng thi t k các h p ph n quan tr ng c a các ch ng trình

ng b ng (Deltaplan) t nh ng n m 70 Lý thuy t đ tin c y ti p t c đ c phát

tri n và m r ng ng d ng liên t c và tr thành các môn h c b t bu c trong kh i ngành k thu t xây d ng t nh ng n m 1985 Tiêu chu n thi t k theo lý thuy t đ

tin c y đ c c p nh t vào các n m 1990, 1995 và 2000 D án VNK đ c th c hi n

t 2001 đ n 2003 b i Vi n nghiên c u chi n l c PNO, Vi n Th y L c Delft Hydraulics và tr ng i h c Công ngh Delft v i m c tiêu nghiên c u c p nh t

công ngh tính toán, nghiên c u ph ng pháp mô ph ng an toàn các h th ng đê

theo lý thuy t đ tin c y v i sai s r t nh và đ tin c y cao K t qu d án là các tiêu chí đ tin c y đ c c p nh t trong tiêu chu n thi t k Ti p theo, D án VNK2

(2007-2010) và SBW (2008-2011) đ c th c hi n b i cùng nhóm nghiên c u nêu

trên Các d án này t p trung nghiên c u nâng cao đ chính xác c a các mô hình

mô ph ng ng u nhiên t i tr ng và đ b n c a các công trình phòng ch ng l , đ u

vào quan tr ng c a bài toán phân tích đ tin c y công trình Ngoài ra, v n đ nh

h ng chi u dài c a h th ng đê trong đánh giá an toàn c ng đ c nghiên c u k

Mô hình thi t k 3 chi u (3D) theo lý thuy t đ tin c y đ c đ a ra Tiêu chu n r i

ro l l t đ c rà soát và c p nh t l i theo các quan đi m v cá nhân, c ng đ ng,

kinh t và k đ n các giá tr khác không quy v ti n đ c nh v n hóa, l ch s , môi

tr ng vv

Anh Qu c và Châu Âu: K th a và phát tri n các nghiên c u c a Hà Lan

v n d ng theo các đ c đi m chung và riêng c a các qu c gia trong khu v c D án

“Reliability of Flood Defences and Intergrated Flood Risk Management”, tên vi t

mô hình đánh giá an toan, thi t k h th ng t i u, các mô hình ph ng thi t h i do

ng p l t đ c phát tri n và ki m nghi m thông qua ng d ng th nghi m t i các

qu c gia Các mô hình k t h p Nhóm gi i pháp 1 & 2 đ c phát tri n đ áp d ng

cho các qu c gia thành viên Các qu c gia đi đ n th ng nh t chung xây d ng và

cùng s d ng h th ng tiêu chu n đánh giá an toàn đê đi u và phòng ch ng l t bão

M và Canada: Hai qu c gia này đã phát tri n ng d ng lý thuy t đ tin c y trong an toàn đ p, đ c bi t là áp d ng cho đ p cao t nh ng n m 90 H th ng tiêu

chu n đã đ c chuy n đ i hoàn toàn t tiêu chu n an toàn truy n th ng (theo

ph ng pháp h s an toàn) sang ph ng pháp an toàn theo đ tin c y cho phép [ ]

Tiêu bi u v ng d ng toàn di n tiêu chuân thi t k theo đ tin c y g n đây t i M

là d án thi t k , quy ho ch h th ng phòng ch ng l b o v vùng New Orleans v i

đ tin c y cho phép c a h th ng [ ]=4.2

Nga và Trung Qu c: ã ng d ng lý thuy t đ tin c y trong đ nh l ng an

toàn công trình thông qua các tiêu chu n k thu t b ng đ tin c y cho phép [ ] ng

d ng ch y u đ c tri n khai trong công tác thi t k đ p dâng.Trung Qu c kh ng

ch đ tin c y c a m t s k t c u c th b ng nh ng giá tr đ tin c y c đ nh Ví d

đ tin c y c a k t c u bê tông c t thép 3,6 ≤ ≤ 4,2 Nga dùng đ tin c y đ đi u

ch nh m t s h s trong thi t k nh h s v t t i v.v Các tiêu chu n qu n lý r i

ro và đánh giá an toàn công trình phòng ch ng l nh đê đi u, h đ p đã đ c xây

d ng và áp d ng trong 5 n m tr l i đây

Thành ph n quan tr ng trong đánh giá an toàn công trình theo lý thuy t đ

tin c y là xác đ nh xác su t x y ra ng p l t Pf Giá tr này th hi n kh n ng x y ra

s c h th ng công trình ch ng l nh các h th ng đê, đ p Nó liên quan tr c ti p

đ n đ an toàn hay m c đ m b o c a m t công trình, h th ng công trình liên quan

đ n các c ch phá h ng riêng bi t đ c mô t là các xác su t x y ra s c có liên quan đ n các c ch phá h ng công trình

1.1.2 T i Vi t Nam

Ti p c n v i thi t k ng u nhiên và phân tích r i ro trong l nh v c công trình

xây d ng đ i v i Vi t Nam đây còn là m t cách ti p c n m i Cho đ n nay, Vi t

Nam, các h th ng th y l i đã và đang đ c thi t k theo ph ng pháp truy n

th ng M t s các nghiên c u m i g n đây ng d ng lý thuy t đ tin c y trong l nh

v c th y l i c ng m i ch thu đ c m c đ các lu n v n ti n s và th c s v các

v n đ nh : “Probabilistic Design of Coastal Flood Defences in Viet Nam – Thi t

k ng u nhiên h th ng phòng l b bi n Vi t Nam” [8]; “ Nghiên c u xây d ng

ph ng pháp đánh giá ch t l ng h th ng công trình th y nông theo lý thuy t đ

tin c y trong đi u ki n Vi t Nam”, “ Phân tích n đ nh c a m t s tuy n đê thu c

h th ng sông H ng và sông Thái Bình”, “ Thi t k xác su t và phân tích r i ro cho

đê sông u ng – ng b ng châu th sông H ng Vi t nam”, “ Nghiên c u đ n

đ nh mái d c đê đ p” [10] Các nghiên c u trên là ti n đ thu n l i cho vi c nghiên

c u áp d ng lý thuy t đ tin c y và phân tích r i ro vào bài toán đánh giá an toàn

cho công trình th y l i và h th ng th y l i c a Vi t Nam nói chung và kè Phú a-

b B c sông Bánh Lái – Huy n ông Hòa – T nh Phú Yên nói riêng

đánh giá m t cách t ng quan v công tác đê đi u và v n đ an toàn phòng

ch ng l l t hi n t i Vi t Nam có th trích d n m t s đi m đ c nêu rõ trong

“Chi n l c qu c gia phòng ch ng và gi m nh thiên tai đ n n m 2020” nh sau:

- Vi t Nam n m trong vùng nhi t đ i gió mùa, m t trong n m bão c a khu

v c châu Á - Thái Bình D ng, th ng xuyên ph i đ i m t v i các lo i hình thiên

tai, nhi u nh t là l và bão

- Trong nh ng n m qua, thiên tai x y ra kh p các khu v c trên c n c gây

ra nhi u t n th t v ng i, tài s n, các c s h t ng v kinh t , v n hóa, xã h i, tác

đ ng x u đ n môi tr ng Trong 10 n m g n đây (1997-2006) thiên tai đã làm ch t,

m t tích g n 7500 ng i, thi t h i c tính chi m kho ng 1,5% GDP Do tác đ ng

c a bi n đ i khí h u toàn c u, Vi t Nam n m trong nhóm n c ch u nh h ng nh t

c a n c bi n dâng và các tác đ ng khác làm cho thiên tai ngày càng gia t ng v quy mô c ng nh chu k l p l i và khó l ng

- Trong nhi u th p k , đ u t c a nhà n c và công s c c a nhân dân đã t o

nên h th ng c s h t ng phòng, ch ng và gi m nh thiên tai t ng đ i đ ng b

trên các vùng H th ng đê sông đê bi n dài trên 4.500 km, các h ch a n c l n

ph c v c t gi m l , đi u ti t n c, phát đi n đã c n b n đ nh hình trên nh ng l u

v c sông l n Các công trình th y l i giao thông, xây d ng các khu dân c v t l , tránh l , công trình ch ng s t l , các khu neo đ u tàu thuy n tránh bão, h th ng

c nh báo d báo, thông tin liên l c, c u h c u n n

- T ng c ng h p tác qu c t có t m quan tr ng v phòng, ch ng và gi m

nh thiên tai Vi t Nam đã tích c c tham gia và có đóng góp vào các di n đàn và

cam k t qu c t và khu v c v phòng ch ng và gi m nh r i ro thiên tai và bi n đ i

khí h u nh Khung hành đ ng Hyogo, Ngh đ nh th Kyoto, Th a thu n chung

Asean v h p tác ng phó tr c th m h a C ng đ ng qu c t đã giúp đ Vi t Nam đào t o ngu n nhân l c, chuy n giao công ngh , kinh nghi m, nâng cao nh n th c

c ng đ ng, xây d ng các mô hình trình di n, đ c bi t là các d án ODA giành cho

các công trình phòng, ch ng và gi m nh thiên tai, các d án ODA không hoàn l i

cho các ngành các đ a ph ng đã đem l i hi u qu r t thi t th c

1.2 Các công trình b o v b

Hi n nay v i v n đ bi n đ i khí h u toàn c u, Vi t Nam là m t trong ít n c

trên th gi i ch u nh h ng n ng n nh t T th c t các tr n l l t trong nh ng

n m trong nh ng n m qua cho th y có nh ng đo n b sông, b bi n đã n đ nh

trong nhi u n m, nay ph i tr i qua nh ng di n bi n ph c t p do đ i dòng, bi n l n

vào đ t li n…Ngoài ra, xu h ng phát tri n c a Vi t Nam c ng nh các n c trên

th gi i là h ng ra bi n, các thành ph l n t p trung ven bi n, phát tri n tài

nguyên bi n, du l ch và giao thông th y Do đó, h th ng đê và đ c bi t các công

trình b o v b có vai trò h t s c quan tr ng, ngoài nhi m v b o v dân c và các

c s h t ng, còn có nhi m v t o ra các đi m du l ch ngh d ng, c nh quan thiên nhiên t i đ p, t o ra các vùng trú n cho tàu thuy n, b o v c ng khi có bão

Do đ c đi m tác d ng c a dòng ch y và sóng gió lên công trình, th ng phân

bi t các công trình b o v b sông và công trình b o v b bi n

+ Các lo i kè mái

+ Các đ p m hàn đ lái dòng ch y trong sông đi theo h ng xác đ nh

+ Các m hàn m m đ c làm phên và c c hay bãi cây chìm đ đi u khi n bùn cát đáy, gây b i, ch ng xói b và chân d c

+ Các h th ng lái dòng đ c bi t (ví d h th ng lái dòng Potapop) đ h ng

dòng ch y m t vào c a l y n c, xói trôi bãi b i, b o v các đo n b xung y u…

1.2.2 Công trình b o v b bi n

Khác v i công trình b o v b sông, các công trình b o v b bi n ch u tác

đ ng c a hai y u t chính là:

+ Tác d ng c a sóng gió

+ Tác d ng c a dòng ven b Dòng này có th mang bùn cát b i đ p cho b

hay làm xói chân mái d c d n đ n s t l b

Ngoài ra các công trình b o v b bi n đ c xây d ng trong môi tr ng

ê m hàn c ng nh đ p m hàn b sông, đ c xây d ng nhô ra kh i b

đ c n sóng và h n ch các dòng ven có tính xâm th c Lo i này không thích h p

v i b có bãi tho i và r ng

ê d c đ t khúc xa b : Thích h p v i các b có bãi tho i và r ng Khi có đê

đ c đ t song song v i b , và cách b m t kho ng nh t đ nh (xác đ nh theo đi u ki n

kinh t - k thu t) ê đ c b trí g m các quãng li n và đ t xen k , các quãng li n có

th làm cao h n m t n c (đê n i) ho c chìm d i n c (đê ng m gi m sóng)

m t nhóm các h s an toàn mang đ c tr ng th ng kê: h s t h p t i tr ng nc, h

s đi u ki n làm vi c m, h s tin c y Kn, h s l ch t i n, h s an toàn v v t li u KVL Nhóm các h s này thay th cho m t h s an toàn chung K Ph ng pháp này phân làm 2 nhóm tính toán là theo tr ng thái gi i h n th nh t và tr ng thái gi i

ho c mô hình mô ph ng t ng ng Tính toán xác su t phá h ng c a m t b ph n

k t c u ho c c a công trình đ c d a trên hàm đ tin c y c a t ng c ch phá h ng

[8] C s lý thuy t và ng d ng c a ph ng pháp thi t k ng u nhiên tác gi đi sâu

vào phân tích và nghiên c u trong ch ng 2

1.5 K t lu n ch ng 1

T tính c p thi t và m c tiêu c a đ tài, trong ch ng 1 c a lu n v n đã làm

rõ đ c nh ng n i dung sau:

Nêu đ c ch c n ng, nhi m v c a c a các lo i công trình b o v b Hi n

nay, nhi u khu v c nghiên c u có ti m n ng phát tri n kinh t và ng nghi p, xong kinh t còn ch m phát tri n, cu c s ng luôn b đe d a vì l l t hàng n m, đ t đai canh tác theo đ u ng i th p, hàng n m l i m t đi m t s di n tích đáng k làm cho tình hình ngày càng tr nên tr m tr ng Kinh t xã h i th p không phát tri n, còn b

đe d a v tính m ng gây nên tình tr ng b t n đ nh trong c ng đ ng dân c Hi n

t ng xói l chân, s t l b ti p t c x y ra nhi u khu v c, n u kh ng ch đ c quá trình xói l thì h n ch quá trình xói l ti p di n phía h l u, gi đ c th sông

và làm t ng kh n ng thoát l nhanh c a sông.Vì th kè b o v b ch ng xói l đóng vai trò quan tr ng trong n n kinh t qu c dân và đ i s ng c a nhân dân

T ng quan đ c các ph ng pháp đánh giá n đ nh công trình trong h th ng

đó là: Ph ng pháp ng su t cho phép, ph ng pháp h s an toàn, ph ng pháp

tr ng thái gi i h n và ph ng pháp lý thuy t đ tin c y T cái nhìn t ng quan đó có

nh ng nh n đ nh, phân tích u nh c đi m c a t ng ph ng pháp này

M c tiêu c a lu n v n chính là nghiên c u kh c ph c các khi m khuy t c a

ph ng pháp tính truy n th ng, b ng cách d a trên áp d ng các ph ng pháp xác

su t c a lý thuy t đ tin c y đ đánh giá và t đó nâng cao ch t l ng nh mong

mu n c a các công trình xây d ng trong đi u ki n Vi t Nam ó c ng là xu h ng phát tri n hi n nay trên th gi i nh m góp ph n nâng cao n ng su t nông nghi p,

hi u qu cao (t c là ki m soát đ c ch t l ng công trình và c a h th ng theo đ tin c y) mà còn có th h tr cho vi c l p và so sánh các ph ng án tu s a, nâng

c p các công trình th y l i đang khai thác



CH NG 2 LÝ THUY T TIN C Y VÀ PHÂN TÍCH R I RO TRONG

THI T K H TH NG PHÒNG CH NG L

Trong vài th p k g n đây, công tác thi t k đê, kè, đ p và các công trình

phòng ch ng l khác đã có nh ng phát tri n đ t bi n Tr c đây, nh th ng l , đê

đã đ c thi t k ch y u d a theo kinh nghi m Theo đó, cao trình đ nh đê đ c xác

đ nh c n c vào m c n c l l n nh t c a các s ki n l l ch s có th ghi chép

đ c T i nhi u n i trên th gi i, vi c thi t k đê, kè bi n c ng nh đê sông đ c

d a vào khái ni m “m c n c ng v i t n su t thi t k ” i v i đê bi n m c n c này xác đ nh d a trên các s li u th ng kê và đ c g i là m c n c thi t k , xác

đ nh d a trên m t t n su t thi t k hay t n su t su t hi n [6]

T n su t xu t hi n c a m c n c thi t k đ c thành l p đ dùng áp d ng

r ng rãi nh là m t tiêu chu n an toàn cho vùng đ c b o v b i đê, nó đ c xây

d ng c n c vào xác su t x y ra ng p l t Tuy nhiên, đi u này ch đúng cho nh ng

tr ng h p lý thuy t khi mà s c đê x y ra do nguyên nhân l v t quá m c n c thi t k , nó không thích h p khi s c khác x y ra ng v i tr ng h p m c n c l

c a toàn h th ng công trình và h h ng h th ng công trình đ c coi là s t h p

ng u nhiên h h ng c a các thành ph n thu c h th ng theo các c ch phá h ng có

th có Xác su t x y ra s c c a h th ng công trình có liên quan m t thi t v i t n

su t v t quá c a t i tr ng tác đ ng Tuy nhiên, hai khái ni m không đ ng nh t và

không thay th đ c cho nhau [6]

Trong tr ng h p t t c các nguyên nhân x y ra h h ng đê có th li t kê và xác su t x y ra t ng h h ng đó có th ch c ch n đ c xác đ nh thì v nguyên t c

có th xác đ nh đ c xác su t x y ra ng p l t Do hi n t i các tính toán này ch a

ch a th th c hi n ng d ng d dàng trong thi t k , vì v y thi t k đê hi n t i v n

xác đ nh t n su t thi t k (t n su t v t quá c a các thông s t i tr ng chính) d a

theo t n su t ch p nh n x y ra ng p l t) [6]

C n c vào các v n đ nêu trên, xác su t xu t hi n các thông s t i tr ng chính đ c xây d ng trong tiêu chu n thi t k và đ c ch n làm tiêu chu n đánh giá an toàn phòng ch ng l l t T i Vi t Nam, t n su t m c n c thi t k vào kho ng 1/20 đ n 1/100, t n su t thi t k l u l ng (đ i v i đê sông) kho ng t 1/50

đên 1/1000, giá tr này ph thu c m c đ quan tr ng c a khu v c đ c b o v [6]

Theo ý t ng c a ph ng pháp lu n nêu trên, ng i ta hoàn toàn có th đ a

ra m t ph ng pháp ti p c n m i trong thi t k công trình v i ý t ng “C n xem xét v m c đ có th xây d ng tiêu chu n an toàn công trình c n c vào phân tích

r i ro c a t t c các y u t liên quan” ây chính là lý do c b n cho s phát tri n

"Thi t k công trình theo lý thuy t ng u nhiên và phân tích đ tin c y" [6]

2.1 Phân tích r i ro do l l t

Theo các báo cáo nghiên c u v gi i pháp gi m thi u r i ro trong phòng

tránh l l t và thiên tai c a các n c tiên ti n nh c, Hà Lan, Nh t, Anh Qu c và

M , đ nh ngh a t ng quát nh t v r i ro do l l t và thiên tai đ c các t ch c khoa

h c qu c t công nh n và hi n đang đ c các qu c gia áp d ng r ng rãi nh sau:

R i ro= (Xác su t x y ra ng p l t) × (H u qu c a ng p l t) (1)

gi m thi u r i ro do l l t, nhi u qu c gia đã th c hi n vi c v n d ng đ nh ngh a

trên b ng s k t h p hai nhóm gi i pháp chính:

1) Nhóm gi i pháp 1- ch ng l : Gi m xác su t x y ra ng p l t, b ng các bi n

pháp nâng cao an toàn c a các h th ng phòng ch ng l l t nh gia t ng đ

b n, c ng c và nâng c p các tuy n đê, đ p và h th ng công trình phòng

ch ng l ;

2) Nhóm gi i pháp 2- phòng tránh l : Gi m thi u h u qu thi t h i khi có

nguy c ng p l t x y ra, b ng các bi n pháp m m nh l p k ho ch ng phó

kh n c p, c u h , c u n n k p th i; quy ho ch s d ng đ t, s d ng không

gian h p lý, t ng c ng tính chính xác c a h th ng d báo và c nh b o s m;

b o hi m l l t vv

Theo xu th chung trên th gi i, v n đ an toàn phòng ch ng l và an toàn h th ng

đê sông hi n nay đ c hi u theo ngh a r ng liên quan đ n các khía c nh sau:

- H th ng đê sông: Bao g m hai thành ph n chính:

i) Các tuy n đê, đo n đê t o thành “vòng b o v khép kín” cho m t khu

t i c a vùng b o v mà tuy n đê mang l i Vi c đánh giá này có th th c hi n đ c

m t cách th u đáo thông qua v n d ng đ nh ngh a t ng quát r i ro nêu trên v i tiêu chí đ t ra là: r i ro ti m tàng do l đe d a vùng b o v là nh nh t có th (1)

S đ ti p c n t ng quát đ đánh giá, phân tích r i ro ng d ng cho h th ng phòng

Vi c tính toán xác su t phá h ng c a m t thành ph n đ c d a trên hàm tin

c y c a t ng c ch phá h ng Hàm tin c y Z đ c thi t l p c n c vào tr ng thái

gi i h n t ng ng v i c ch phá h ng đang xem xét và là hàm c a nhi u bi n và tham s ng u nhiên Theo đó, Z<0 đ c coi là có h h ng x y ra và h h ng không

S

Hình 2 3 - nh ngh a xác su t x y ra s c và ch s đ tin c y [6]

i m n m trong mi n s c v i m t đ xác su t l n nh t đ c coi là đi m thi t k Thông th ng đi m này n m trên đ ng biên s c i m thi t k đóng vai trò quan tr ng trong c l ng xác su t x y ra s c

2.3 C s toán h c c a ph ng pháp ng u nhiên

2.3.1 Tính toán c p đ I

M t cách t ng quát, hi n nay các thi t k đ c d a vào các tiêu chu n và

h ng d n thi t k Trong đó các thông s đ b n đ c gia gi m b ng các h s đ c

tr ng, các thông s t i tr ng đ c gia t ng b ng các h s t i tr ng Th hi n theo công th c 2.2:

S

R

S R

Các giá tr đ c tr ng c a thông s đ b n và t i tr ng đ c tính theo công

th c 2.3:

S S S

R R R k S

k R

σµ

σµ

R R R R R R

V S

V R

βαµβσαµ

βαµβσαµ

+

=+

=

+

=+

S S S

R R

R R R

V k

V S

S

V

V k R

*

*

βαγ

βα

S R

R R

σσ

σα

đ nh g n đúng các giá tr xác su t x y ra s c , quá trình tuy n tính hóa toán h c các ph ng trình liên quan c n đ c th c hi n

Tùy thu c d ng hàm tin c y và phân b các bi n ng u nhiên c b n mà các

tr ng h p tính toán c p đ này bao g m:

+ Tr ng h p (1): Hàm tin c y tuy n tính v i các bi n ng u nhiên c

b n phân b chu n;

+ Tr ng h p (2): Hàm tin c y phi tuy n;

+ Tr ng h p (3): Các bi n c b n không phân b chu n;

a a

n

X n X

X

1 21

j

j i j

i

1 1

),(σ

Các bi n ng u nhiên c b n X1, X2, …, Xn tuân theo lu t phân b chu n thì Z

c ng là hàm phân b chu n Xác su t Z<0 đ c xác đ nh thông qua hàm phân b tiêu chu n:

=

<

z z z

z Z

P

σ

µσ

µ0)

0

(2)* Tr ng h p (2) - Hàm tin c y phi tuy n:

Tr ng h p hàm tin c y là hàm phi tuy n c a m t s bi n c b n đ c l p có phân b chu n thì hàm này s không phân b chu n Có th s d ng ph ng pháp khai tri n Taylor (l y 2 s h ng đ u tiên c a đa th c) đ xác đ nh hàm tin c y Z g n đúng Bi u th c g n đúng có d ng 2.10

) )(

( )

( )

g X

g X g

∂

∂ +

( )

g

i −

∂

∂ +

0

0 0

z

i X n

z z

i

i

X X g

X X

X

g X

g

σσ

µσ

µ

N u hàm tin c y đ c tuy n tính hóa t i đi m X (µX , µX , , µX n)

2 1

2 1

X X X

i n n

X g

g

σµµµ

µµµ

Qua bi u th c 2.13 nh n th y r ng vi c tính toán giá tr g n đúng c a β thông qua tuy n tính hóa hàm tin c y ph thu c vào vi c l a ch n đi m tuy n tính hóa c a hàm Nh ng theo Hasofer và Lind thì ch s đ tin c y không ph thu c vào hàm tin c y có ph i là hàm tuy n tính không Vì v y, c n tuy n tính hóa hàm Z

t i đúng đi m thi t k (đi m thi t k là đi m n m trên biên s c v i kho ng cách

đ n g c t a đ là ng n nh t) Có nhi u ph ng pháp đ tìm đi m thi t k thông qua quá trình l p, nh ng có hai ph ng pháp th ng dùng là ph ng pháp gi i tích và

*

X X

U f U f

βα

- Ph ng pháp th hai không c n chu n hóa hàm tin c y thành hàm c a các

bi n tiêu chu n Giá tr β đ c tính theo bi u th c 2.13 v i hàm tin c y đ c tuy n tính hóa t i m t đi m Sau đó dùng giá tr này đ xác đ nh đi m m i mà t i đó hàm tin c y là tuy n tính

Tr ng h p này giá tr αiđ c tính theo công th c 2.17:

( ) ( )

( )

z

X i

n

j

X j

X i

g X

X g X

σ

σσ

σα

X i i i

* Tr ng h p (3) – Các bi n c s không tuân theo lu t phân b chu n:

N u bài toán liên quan đ n các bi n c s ng u ngiên không phân b chu n thì hàm tin c y c ng không phân b chu n có th áp d ng đ c ph ng pháp

g n đúng c p đ II thì c n ph i bi n đ i các bi n c s này thành các bi n c s phân b chu n Khi đó bi u th c 2.19 sau ph i th a mãn t i đi m thi t k :

( ) ( )* *

U X

U F

(2.20)

* Trong đó:

+ Φ-1 – Hàm ng c c a hàm phân b tiêu chu n;

X

x

x X

X X

f

X X

F

σ

µϕ

1

* '

*

* 1

'

X

X X

X F X

X f

X F

σµ

ϕσ

T h ph ng trình 2.22 cho th y, đ l ch chu n và trung bình giá tr x p x

c a hàm phân b chu n ph thu c vào giá tr c a X t i đi m thi t k Do đó, trong

quá trình tính toán l p đi m thi t k và ch s đ tin c y c n ph i tính luôn giá tr

m i c a σ’x ,µ’x t i m i b c:

* Tr ng h p (4) – Các bi n ng u nhiên c s ph thu c:

N u các bi n ng u nhiên c s là ph thu c thì chúng ph i đ c bi n đ i sang d ng bi n đ c l p N u t n t i m t hàm liên h th hi n s ph thu c gi a các

bi n thì có th rút g n các bi n trong hàm tin c y Trong nhi u tr ng h p không xác đ nh đ c chính xác m i liên h gi a các bi n, khi đó c n thi t ph i bi u di n

b ng các m i t ng quan th ng kê Trong nh ng tr ng h p nh v y, các bi n c

N n t ng c a ph ng pháp tính toán xác su t x y ra s c c p đ III là mô

ph ng toán h c các kho ng t p h p con xác su t liên quan đ n s c

Z S R

P Z

V nguyên t c tích phân này đ c xác đ nh b ng ph ng pháp gi i tích,

nh ng đ i v i các bài toán k thu t b ng cách này r t h n ch Vì v y, gi i pháp thông th ng là tính toán s d ng các ph ng pháp s Có hai ph ng pháp đ c

s d ng nhi u là ph ng pháp tích phân s và ph ng pháp Monte Carlo

Trong Lu n v n này tác gi áp d ng c p đ II, t c là s d ng m t s

ph ng pháp x p x và bài toán đ c tuy n tính hóa, hàm m t đ xác su t c a các

bi n ng u nhiên đ c thay th b ng hàm m t đ tuân theo lu t phân ph i chu n K t

qu xác đ nh xác su t x y ra s c c a h th ng c ng nh xác su t c a t ng c ch

x y ra s c đ c xác đ nh g n đúng

2.4 Các bài toán trong thi t k ng u nhiên công trình phòng ch ng l

Theo [6] h th ng công trình phòng l g m nhi u thành ph n h p thành h

th ng khép kín đ b o v các vùng đ t, khu dân c M c đ an toàn b o v ph thu c vào tiêu chu n an toàn khi thi t k và xây d ng h th ng này Các m c đ khác nhau c a tiêu chu n an toàn đ c quy đ nh c th trong các tiêu chu n ngành, tiêu chu n qu c gia và đ c ng d ng trong công tác thi t k

Các v n đ c n quan tâm đ i v i m t h th ng công trình b o v b và phòng ch ng l bao g m:

1) Hi n t i vùng đ c b o v có an toàn hay không?

2) M c đ an toàn hi n t i có đ an toàn hay không? N u không, c n nâng

c p m c đ an toàn cho vùng đ c b o v t i m c đ nào?

3) V i m c đ an toàn cho vùng đ c b o v đ c xác đ nh thì các thành

ph n h th ng đ c thi t k nh th nào đ đ m b o t i u?

Trong Lu n v n này tác gi xây d ng hai bài toán m u đ áp d ng cho vùng nghiên c u là h th ng phòng ch ng l kè Phú a – B B c sông Bánh Lái huy n ông Hòa – t nh Phú Yên nh sau:

1) Bài toán 1: ánh giá an toàn h th ng đê hi n t i;

2) Bài toán 2: Xác đ nh tiêu chu n an toàn c a h th ng theo quan đi m t i

u v kinh t

2.4.1 Bài toán 1 – ánh giá an toàn c a h th ng đê

Bài toán th nh t có th đ c tr l i thông qua vi c xác đ nh xác su t h

h ng c a t ng thành ph n h th ng, c a toàn h th ng và xác su t x y ra ng p l t

Vi c xác đ nh xác su t h h ng c a t ng thành ph n h th ng, c a toàn h th ng và

xác su t x y ra ng p l t có th đ c th c hi n m t cách chính xác b ng ph ng pháp ti p c n theo lý thuy t ng u nhiên và phân tích đ tin c y

i v i c h th ng phòng l đê sông và đê c a sông, các c ch phá h ng

5) H h ng k t c u b o v mái, đ nh đê – xói thân đê;

6) Xói chân phía sông v t gi i h n cho phép;

Sau đây tác gi s phân tích m t s c ch m t n đ nh an toàn chính v i các

2.4.1.2 C ch m t n đ nh c u ki n b o v mái:

D i tác d ng c a đi u ki n biên th y đ ng l c h c, k t c u b o v mái đê,

kè có th b m t n đ nh M t trong nh ng nguyên nhân chính gây nên c ch phá

+ tR – Chi u dày c a k t c u mái b o v đê sông;

+ tS – Chi u dày KCBV c n thi t đ m b o đi u ki n n đ nh;

Ta có th xây d ng hàm tin c y cho t ng d ng k t c u b o v mái đê sông nh sau:

a i v i k t c u b o v mái đê là đá lát khan

Chi u dày t tính theo công th c sau:

3 1

H

L m

H K

H

L m

H K

b i v i k t c u b o v mái đê sông là t m lát bê tông trên mái nghiêng

Chi u dày có th xác đ nh theo công th c sau:

Bm

L H

t

γ

γη

−

=

Trong đó:

t – Chi u dày t m b n bê tông, m;

– h s , đ i v i b n khe h l y 0,075; đ i v i tr ng h p trên là b n khe

B – Chi u dài c nh t m b n theo h ng vuông góc v i đ ng mép n c;

m – h s mái, m= cotg , v i là góc mái nghiêng v i mái b

Khi đó hàm tin c y cho c ch m t n đ nh mái b o v có th vi t thành:

Bm

L H

t Z

b

γη

−

−

=

Chi u dày m t t m còn có th xác đ nh t n đ nh ch ng n i;

T m có kích th c c nh hình vuông lt ≤5m, khi có t ng l c ng c liên t c và có

m ch h , tính theo công th c c a M.Lupinski:

m

m l

H c

t

s b

2

1 )

1 (

1

−

=

γ

H s c l y b ng t 1,25÷1,5 tùy theo c p công trình;

Khi đó hàm tin c y cho c ch m t n đ nh mái b o v có th vi t thành:

m

m l

H c

t Z

s b

R

2

1 )

1 (

1

t=

Khi đó hàm tin c y cho c ch m t n đ nh mái b o v có th vi t thành:

s R

ml

L a H k t

2.4.1.3 C ch xói chân đê:

i v i đê sông hàm tin c y c a c ch này đ c vi t nh sau:

* Trong đó:

+ ht– Chi u sâu b o v c a k t c u chân đê;

+ hx– Chi u sâu h xói d ki n tr c chân đê

sâu h xói c c b vùng sát đáy chân công trình có th tính nh sau:

n

c

cp p

B

V

V h

V0: L u t c cho phép không xói đáy; m/s;

n – H s có liên quan đ n hình d ng l ng th chân kè, th ng l y n=1/4;

Nh v y hàm tin c y trong tr ng h p dòng ch y song song v i b đ c vi t thành:

t

V

V h

h Z

+ Tr ng h p dòng ch y xiên góc v i b :

d g

m

V tg h

j

1223

2

2

−+

Dung tr ng khô (kN/m 3 )

1

H B

Q

V j

Trong đó:

B1: Chi u r ng bãi, kho ng cách t mép đ n chân d c (m);

Q1: ph n l u l ng thi t k thông qua bãi, (m3/s);

H1: đ sâu trên bãi;

: h s phân b không đ u c a l u t c, tra b ng 2.2 theo góc ;

×

Q g m

tg

30 ) 1 (

4 1

2 23

2 2 2 1 2 1

2 1

ηα

i v i tr ng h p lòng d n không có bãi, Vj tính theo công th c:

p j

W W

Q V

Wp- Di n tích ngang lòng sông sau khi thu h p;

Hàm tin c y trong tr ng h p dòng ch y xiên góc v i b và lòng d n không có bãi

m

tg

p

30 1

2 23

2 2 2

α

2.4.1.4 C ch xói ng m, đ y tr i:

C ch này x y ra khi l p đ t bên d i n n đê b r a trôi do dòng th m d n

đ n s s p đ c a thân đê Nguyên nhân x y ra c ch này là do có m t hay nhi u

l p đ t n n ti p xúc tr c ti p v i môi tr ng n c có s chênh l ch c t n c u tiên là s su t hi n đ y tr i n n đê phía h l u, ti p theo là s phát tri n dòng ch y

ng m c a v t li u n n đê Xói ng m x y ra khi s xói mòn v t li u n n đê do dòng

th m t ng, làm cho các h t cát thu c l p đ t n n đê liên t c di chuy n v phía h

l u Quá trình ti p di n trong m t th i gian s d n đ n s su t hi n dòng ch y cát

d i n n đê, gây r ng n n đê, đe d a s an toàn c a thân đê C ch xói ng m/đ y

tr i th hi n trên Hình 2.4 sau:

Hình 2 4 - C ch xói ng m/đ y tr i [8]

C ch xói ng m x y ra khi nó đ ng th i th a mãn hai đi u ki n:

- i u ki n (2) đ c xét theo tiêu chu n Blight hay Sellmeijer:

* Theo Blight hàm tin c y c a c ch xói ng m có d ng 2.29:

H c

L m

* Trong đó:

+ Lt = L’ + L2 + B + d (xem Hình 2.4);

+ c = cB – H ng s ph thu c vào lo i đ t theo Blight;

+ ∆H – Chênh l ch m c n c tr c và sau đê;

+ m – Thông s mô hình, đ tính toán s phân tán theo kinh nghi m