(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc - Việt Nam

(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc - Việt Nam(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc - Việt Nam(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc - Việt Nam(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc - Việt Nam(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc - Việt Nam(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc - Việt Nam(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc - Việt Nam(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc - Việt Nam(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc - Việt Nam(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc - Việt Nam(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc - Việt Nam(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc - Việt Nam(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc - Việt Nam(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc - Việt Nam(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc - Việt Nam(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc - Việt Nam(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc - Việt Nam(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc - Việt Nam(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc - Việt Nam(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc - Việt Nam(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc - Việt Nam(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc - Việt Nam(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc - Việt Nam(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc - Việt Nam(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc - Việt Nam(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc - Việt Nam(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc - Việt Nam(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc - Việt Nam(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc - Việt Nam(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc - Việt Nam(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu sự biến động của mưa lũ và đề xuất cơ sở khoa học tính lũ cho công trình giao thông vùng núi Đông Bắc - Việt Nam

B GIÁO D C VÀ ÀO T O B NÔNG NGHI P VÀ PTNT

DOÃN TH N I

C S KHOA H C TệNH L CHO CÔNG TRÌNH

LU N ÁN TI N S K THU T

HÀ N I, N M 2016

B GIÁO D C VÀ ÀO T O B NÔNG NGHI P VÀ PTNT

DOÃN TH N I

C S KHOA H C TệNH L CHO CÔNG TRÌNH

i

Tác gi xin cam đoan đây là công trình nghiên c u c a b n thân tác gi Các k t qu nghiên c u và các k t lu n trong lu n án là trung th c, không sao chép t b t k m t ngu n nào và d i b t k hình th c nào.Vi c tham kh o các ngu n tài li u (n u có) đã

đ c th c hi n trích d n và ghi ngu n tài li u tham kh o đúng quy đ nh

Tác gi lu n án

Doưn Th N i

Tác gi xin bày t lòng bi t n đ n Ban Giám Hi u, Phòng ào t o H&S H, T p

th các Th y cô giáo khoa Th y v n và Tài nguyên n c, Phòng Khoa h c Công ngh ,

Tr ng i H c Th y L i - Hà N i, đã giúp đ và t o m i đi u ki n đ tác gi hoàn thành lu n án

Tác gi xin chân thành c m n Tr ng i H c Giao Thông V n T i, Khoa Công Trình, B môn Th y L c - Th y V n, n i tác gi đang công tác, đã t o đi u ki n v

th i gian và công vi c giúp tác gi hoàn thành lu n án

Tác gi xin bày t lòng bi t n đ n gia đình, b n bè luôn sát cánh đ ng viên tác gi

v t qua m i khó kh n đ th c hi n lu n án c a mình

Tác gi lu n án

iii

M C L C

L I CAM OAN i

L I C M N ii

M C L C iii

DANH M C CÁC HÌNH NH v

DANH M C B NG BI U viii

DANH M C CÁC T VI T T T x

M U 1

1 Tính c p thi t c a đ tài 1

2 M c tiêu nghiên c u 2

3 i t ng và ph m vi nghiên c u 3

4 Cách ti p c n và ph ng pháp nghiên c u 3

5 ụ ngh a khoa h c và th c ti n 4

6 Nh ng đóng góp m i c a lu n án 4

7 C u trúc c a lu n án 4

CH NG 1 T NG QUAN V NGHIÊN C U TÍNH L THI T K CHO CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG 5

1.1 T ng quan v tính l thi t k 5

Các nghiên c u v tính l thi t k trên th gi i 5

1.1.1 Các nghiên c u v tính l thi t k Vi t Nam 6

1.1.2 1.2 T ng quan tính l thi t k cho công trình giao thông 8

Tính l thi t k các n c Nh t, ph ng Tây và M 9

1.2.1 Tính l thi t k các n c ông Âu và Nga 14

1.2.2 Tính l thi t k Vi t Nam 15

1.2.3 1.3 Nh ng h n ch trong tính l thi t k cho giao thông Vi t Nam 20

1.4 xu t h ng ti p c n và ph ng pháp nghiên c u 22

1.5 T ng quan v khu v c nghiên c u 24

c đi m t nhiên 24

1.5.1 c đi m khí t ng th y v n 26

1.5.2 Tình tr ng giao thông và các s c công trình trong mùa m a l 30

1.5.3 Tình hình tài li u nghiên c u 36 1.5.4

iv

1.6 K t lu n ch ng I 39

CH NG 2 XÂY D NG C S KHOA H C TệNH L THI T K CHO CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG KHU V C NGHIÊN C U 41

2.1 C s lý thuy t c a các ph ng pháp tính l thi t k 41

Ph ng pháp c a C quan b o v th nh ng Hoa K (SCS - CN) 41

2.1.1 Ph ng pháp mô hình quan h 47

2.1.2 Ph ng trình h i quy 51

2.1.3 2.2 C s d li u c a các ph ng pháp tính l thi t k 53

Xây d ng c s d li u m a 53

2.2.1 Xây d ng c s d li u m t đ m 84

2.2.2 2.3 K t lu n ch ng II 99

CH NG 3 TÍNH TOÁN TH NGHI M VÀ XU T PH NG PHÁP TệNH L THI T K CHO CÁC CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG 101

3.1 C s phân nhóm công trình thoát n c trong tính l thi t k 101

3.2 Tính th nghi m theo các ph ng pháp khác nhau 103

Thông s tính toán c a các l u v c c u tính th nghi m 103

3.2.1 Tính l thi t k theo ph ng pháp SCS - CN 111

3.2.2 Tính l thi t k theo mô hình quan h 114

3.2.3 Tính l thi t k theo ph ng trình h i quy t ng quan 115

3.2.4 Tính l theo pp Xokolopsky và C GH (TCVN 9845:2013) 118

3.2.5 ánh giá k t qu tính theo các ph ng pháp 120

3.2.6 3.3 xu t ph ng pháp tính phù h p 122

3.4 Xây d ng ch ng trình tính l thi t k cho các công trình giao thông 123

Gi i thi u chung v ch ng trình tính 123

3.4.1 C u trúc c a ch ng trình tính 124

3.4.2 H ng d n s d ng ch ng trình tính 126

3.4.3 3.5 Kêt lu n ch ng III 128

K T LU N VÀ KI N NGH 129

DANH M C CỌNG TRỊNH ẩ CỌNG B 133

TÀI LI U THAM KH O 134

PH L C 139

v

DANH M C CÁC HÌNH NH

Hình 1.1 Các ph ng pháp tính l cho giao thông trên th gi i 8

Hình 1.2 Các ph ng pháp tính l cho giao thông Vi t Nam 17

Hình 1.3 S đ ti p c n nghiên c u 23

Hình 1.4 B n đ khu v c nghiên c u (vùng ông B c) 24

Hình 1.5 B n đ đ a hình khu v c nghiên c u (T nh B c K n và L ng S n) 25

Hình 1.6 B n đ các tuy n đ ng chính khu v c nghiên c u 31

Hình 1.7 B n đ b trí các công trình thoát n c khu v c nghiên c u 32

Hình 1.8 N c ch y gây xói mái ta luy d ng vì không có rãnh d c tuy n [39] 34

Hình 1.9 Tuy n đ ng n i t nh L ng S n b ng p n m 2013 và xói ta luy âm 34

Hình 1.10 N c l tràn qua m t đ ng 34

Hình 1.11 C u Sam Lang lúc khánh thành và b l cu n trôi (sau hai tháng s d ng) 35 Hình 1.12 B n đ các tr m khí t ng khu v c nc (T nh B c K n và L ng S n) 36

Hình 2.1 ng quá trình l đ n v theo ph ng pháp SCS 44

Hình 2.2 S đ tính l thi t k theo ph ng pháp SCS-CN 46

Hình 2.3 S đ tính l u l ng thi t k theo ph ng pháp mô hình quan h 51

Hình 2.4 ng đi c a các tr n bão n m 2012 và n m 2013 57

Hình 2.5 ng đi c a tr n bão Utor n m 2013 57

Hình 2.6 Thành ph L ng S n ng p trong n c l n m 2014 59

Hình 2.7 ng đi c a các tr n bão n m 2014 và 2015 59

Hình 2.8 Bi n đ i l ng m a ngày l n nh t tr m B c K n và B c S n 63

Hình 2.9 Bi n đ i l ng m a ngày l n nh t tr m H u L ng và L ng S n 63

Hình 2.10 Bi n đ i l ng m a ngày l n nh t tr m Ngân S n và Th t Khê 63

Hình 2.11 B n đ h s bi n thiên l ng m a ngày max (CV) vùng ông B c 65

Hình 2.12 S đ xây d ng IDF theo hàm m 68

Hình 2.13 T ng quan X1ng max-X1h max; X1ng max-X3hmax B c K n-L ng S n (T=100) 69 Hình 2.14 T ng quan X1ng max-X6h max; X1ng max-X12h maxB c K n-L ng S n(T=100) 69 Hình 2.15 T ng quan X1ng max- X24 h maxt nh B c K n-L ng S n (T=100) 70

Hình 2.16 T ng quan X1ng max-X1h max; X1ngay max-X3hmaxB c K n-L ng S n (T=50) 70 Hình 2.17 T ng quan X1ng max-X6h max; X1ng max-X12hmax B c K n-L ng S n (T=50) 70

Hình 2.18 T ng quan X1ng max-X24h maxB c K n-L ng S n (T=50) 71

Hình 2.19 S đ các b c xây d ng đ ng cong IDF (khu v c nghiên c u) 76

Hình 2.20 B đ ng cong IDF (L ng S n, T = 5 n m và T = 10 n m phút) 76

Hình 2.21 B đ ng cong IDF (L ng S n, T = 25 n m và T = 50 n m, phút) 77

Hình 2.22 B đ ng cong IDF (L ng S n, T = 100 và T = 200 n m, phút) 77

Hình 2.23 B đ ng cong IDF tr m L ng S n và ình L p 78

Hình 2.24 B n đ đ ng tr c ng đ m a (I-1-100) (B c K n và L ng S n) 80

Hình 2.25 ng cong IDF tr m H u L ng th c đo và t ng quan hàm m 81

Hình 2.26 Phân b l y tích m a 24h tr m B c K n và B c S n 82

vi

Hình 2.27 Phân b l y tích m a 24h tr m Ch Rã và ình L p 82

Hình 2.28 Phân b l y tích m a 24h tr m L ng S n và Ngân S n 83

Hình 2.29 Phân b l y tích m a 24h tr m Th t Khê 83

Hình 2.30 S đ các b c xây d ng b n đ ch s CN 86

Hình 2.31 B n đ lo i đ t t nh B c K n và L ng S n 88

Hình 2.32 B n đ hi n tr ng s d ng đ t t nh B c K n và L ng S n 90

Hình 2.33 B n đ ch s CN t nh B c K n và L ng S n 93

Hình 2.34 S đ các b c xây d ng b n đ h s dòng ch y C 94

Hình 2.35 B n đ h s dòng ch y t nh B c K n và L ng S n (S > 6%) 95

Hình 2.36 S đ các b c xây d ng b n đ h s nhám Manning n 96

Hình 2.37 B n đ h s nhám Manning t nh B c K n và L ng S n 97

Hình 2.38 B n đ l u v c c u B c Kh ng 98

Hình 3.1 B n đ l u v c c u Can 103

Hình 3.2 B n đ l u v c c u B n Ch t 104

Hình 3.3 B n đ l u v c c u P c V ng 105

Hình 3.4 B n đ l u v c c u K L a 106

Hình 3.5 B n đ hi n tr ng s d ng đ t và h s nhám l u v c c u Can 107

Hình 3.6 B n đ h s dòng ch y và ch s CN l u v c c u Can 107

Hình 3.7 B n đ hi n tr ng và ch s CN l u v c c u B n Ch t 108

Hình 3.8 B n đ h s dòng ch y và h s nhám l u v c c u B n Ch t 108

Hình 3.9 B n đ hi n tr ng và ch s CN l u v c c u P c V ng 109

Hình 3.10 B n đ h s nhám và h s dòng ch y C l u v c c u P c V ng 109

Hình 3.11 B n đ hi n tr ng s d ng đ t và ch s CN l u v c c u K L a 110

Hình 3.12 B n đ h s nhám và h s dòng ch y l u v c c u K L a 110

Hình 3.13 Quá trình l th c đo và tính toán t i Tr m L ng S n (2008 và 2013) 112

Hình 3.14 Quá trình m a và l thi t k l u v c c u K L a và c u P c V ng 113

Hình 3.15 Quá trình m a và l thi t k l u v c c u B n Ch t và c u Can 114

Hình 3.16 Các b c tính theo ph ng pháp CIA 115

Hình 3.17 T ng quan gi a Q100 ~A và Q50~A t i B c K n - L ng S n 117

Hình 3.18 T ng quan gi a Q25~A và Q10 ~A t i B c K n - L ng S n 117

Hình 3.19 Giao di n ban đ u trên n n nh v tinh c a Google map 124

Hình 3.20 S đ kh i xây d ng ch ng trình tính 125

Hình 3.21 Giao di n ban đ u c a ch ng trình tính trên n n b n đ 126

Hình 3.22 K t qu tính l c u Can theo pp CIA (Trên n n nh v tinh) 127

Hình 1 B đ ng cong IDF các tr m khi T = 5 n m và T = 10 n m 139

Hình 2 B đ ng cong IDF các tr m khi T = 25 n m và T = 50 n m 139

Hình 3 B đ ng cong IDF các tr m khi T = 100 n m và T = 200 n m 139

Hình 4 B đ ng cong IDF tr m Thác Gi ng và Ch M i 140

Hình 5 B đ ng cong IDF tr m Ch n và An T nh 140

Hình 6 B đ ng cong IDF tr m B ng Kh u và B ng L ng 140

vii

Hình 7 B đ ng cong IDF tr m B ng Phúc và C c án 140

Hình 8 B đ ng cong IDF tr m Côn Minh và ông L c 140

Hình 9 B đ ng cong IDF tr m D ng Phong và H o Ngh a 140

Hình 10 B đ ng cong IDF tr m Liên Th y và Nà P c 140

Hình 11 B đ ng cong IDF tr m Thu n Mang và Xuân D ng 140

Hình 12 B đ ng cong IDF tr m Xuân L c và Yên Hán 140

Hình 14 B đ ng cong IDF tr m Yên Nhu n 140

Hình 14 B đ ng cong IDF tr m Yên T nh 140

Hình 14 B đ ng cong IDF tr m Vu Loan 140

Hình 15 B n đ l u v c c u Khu i Lu 140

Hình 16 B n đ phân vùng m a theo a giác Theissen c u Can và B n Ch t 140

Hình 17 B n đ phân vùng m a theo a giác Theissen c u P c V ng và K L a 140

Hình 18 Bi n đ i l ng m a 1h và 3h l n nh t tr m Th t Khê 140

Hình 19 Bi n đ i l ng m a 6h và 12h l n nh t tr m Th t Khê 140

Hình 20 Bi n đ i l ng m a 1h và 3h l n nh t tr m Ngân S n 140

Hình 21 Bi n đ i l ng m a 6h và 12h l n nh t tr m Ngân S n 140

Hình 22 Bi n đ i l ng m a 1h và 3h l n nh t tr m L ng S n 140

Hình 23 Bi n đ i l ng m a 6h và 12h l n nh t tr m L ng S n 140

Hình 24 Bi n đ i l ng m a 1h và 3h l n nh t tr m H u L ng 140

Hình 25 Bi n đ i l ng m a 6h và 12h l n nh t tr m H u L ng 140

Hình 26 Bi n đ i l ng m a 1h và 3h l n nh t tr m ình L p 140

Hình 27 Bi n đ i l ng m a 6h và 12h l n nh t tr m ình L p 140

Hình 28 Bi n đ i l ng m a 1h và 3h l n nh t tr m Ch Rã 140

Hình 29 Bi n đ i l ng m a 6h và 12h l n nh t tr m Ch Rã 140

Hình 30 Bi n đ i l ng m a 1h và 3h l n nh t tr m B c S n 140

Hình 31 Bi n đ i l ng m a 6h và 12h l n nh t tr m B c S n 140

Hình 32 Bi n đ i l ng m a 1h và 3h l n nh t tr m B c K n 140

Hình 33 Bi n đ i l ng m a 6h và 12h l n nh t tr m B c K n 140

Hình 34 K t qu tính l c u P c V ng theo pp SCS (Trên n n nh v tinh) 140

Hình 35 K t qu tính l c u P c V ng theo pp SCS (Trên n n nh v tinh) 140

viii

DANH M C B NG BI U

B ng 1.1 Tóm t t các ph ng pháp tính l thi t k cho giao thông M 10

B ng 1.2 B ng th ng kê các ph ng pháp tính l thi t k ông Âu và Nga 15

B ng 1.3 Quy đ nh v t n su t l 16

B ng 1.4 Các đ c tr ng khí t ng trung bình nhi u n m 27

B ng 1.5 Dòng ch y trung bình nhi u n m khu v c nghiên c u 29

B ng 1.6 B ng phân lo i c u theo chi u dài khu v c nghiên c u 33

B ng 1.7 Các s c công trình giao thông khu v c nghiên c u 35

B ng 1.8 Các tr m đo m a thu c t nh B c K n và L ng S n 37

B ng 1.9 Các tr m quan tr c th y v n thu c t nh B c K n và L ng S n 38

B ng 2.1 Xác su t bão, ATN có l ng m a 24 gi c c đ i các c p (%) 54

B ng 2.2 Xác su t bão, ATN có t ng l ng m a theo các c p (%) 54

B ng 2.3 K t qu ki m đ nh xu th l ng m a ngày l n nh t 64

B ng 2.4 B ng h s CV l ng m a ngày l n nh t vùng ông B c 65

B ng 2.5 B ng thông s các tr m, t nh B c K n và L ng S n (T=100 n m) 68

B ng 2.6 B ng h s c a ph ng trình đ ng cong IDF, I = a.Dn 78

B ng 2.7 B ng h s c a ph ng trình đ ng cong IDF, I = a.Dn 78

B ng 2.8 K t qu tính c ng đ m a theo hàm m cho khu v c nghiên c u 79

B ng 2.9 Chênh l ch k t qu gi a hai đ ng cong IDF(%) 81

B ng 2.10 B ng so sánh k t qu tính theo lu n án và TCVN 9845:2013 83

B ng 2.11 B ng ph n tr m sai s gi a k t qu tính theo lu n án và TCVN 84

B ng 2.12 B ng phân lo i các nhóm đ t khu v c nghiên c u 88

B ng 2.13 B ng th ng kê hi n tr ng s d ng đ t trên khu v c nghiên c u 89

B ng 2.14 B ng giá tr CN ng v i s d ng đ t và các nhóm đ t (tham chi u) 91

B ng 2.15 B ng giá tr CN đ i v i tình hình s d ng đ t và các nhóm đ t 92

B ng 2.16 B ng tra h s dòng ch y C (nhóm A và B) 94

B ng 2.17 B ng tra h s dòng ch y C (nhóm C và D) 95

B ng 2.18 B ng tra h s nhám Manning 97

B ng 2.19 K t qu tính các đ c tr ng (l u v c c u B c Kh ng) 98

B ng 3.1 Các đ c tr ng l u v c (tính toán t GIS) t i c u Can 103

B ng 3.2 Các đ c tr ng tr ng l u v c (tính toán t GIS) t i c u B n Ch t 104

B ng 3.3 Các đ c tr ng tr ng l u v c (tính toán t GIS) t i C u P c V ng 105

B ng 3.4 Các đ c tr ng tr ng l u v c (tính toán t GIS) t i K L a 106

B ng 3.5 Các thông s CN, h s nhám và h s dòng ch y c a c u Can 107

B ng 3.6 Các thông s CN, h s nhám và h s dòng ch y c a c u B n Ch t 108

B ng 3.7 Các thông s CN, h s nhám và h s dòng ch y c a c u P c V ng 109

B ng 3.8 Các thông s CN, h s nhám và h s dòng ch y c a c u K L a 111

B ng 3.9 K t qu tính l u l ng thi t k theo ph ng pháp SCS-CN 113

B ng 3.10 K t qu tính l u l ng thi t k theo mô hình quan h 115

ix

B ng 3.11 K t qu tính l u l ng thi t k theo ph ng trình h i quy 118

B ng 3.12 K t qu tính l u l ng thi t k Xokolopsky 119

B ng 3.13 K t qu tính l u l ng thi t k theo ph ng pháp c ng đ gi i h n 120

B ng 3.14 K t qu tính l u l ng thi t k theo 5 ph ng pháp khác nhau 120

B ng 3.15 Ki n ngh ph ng pháp tính l cho công trình giao thông 123

B ng 1 B ng h s c a ph ng trình đ ng cong IDF, I = a.Dn 140

B ng 2 B ng h s c a ph ng trình đ ng cong IDF, I = a.Dn 140

B ng 3 Các công trình c u đ c tính th nghi m trong lu n án 140

B ng 4 K t qu ki m tra ch tiêu 2tr mL ng S n ( Gumbel) 140

B ng 5 K t qu ki m tra ch tiêu 2 theo pp Gumbel (Th t Khê) 140

B ng 6 K t qu ki m tra ch tiêu 2 theo pp Gumbel (B c K n) 140

B ng 7 K t qu ki m tra ch tiêu 2 theo pp Gumbel (B c S n) 140

B ng 8 K t qu ki m tra ch tiêu 2 theo pp Gumbel (Ch Rã) 140

B ng 9 K t qu ki m tra ch tiêu 2 theo pp Gumbel (Ngân S n) 140

x

DANH M C CÁC T VI T T T

AASHTO American Association of State Highway and Transportation Officials (Hi p

h i đ ng cao t c liên bang và qu c l Hoa K )

AASHTO - LRFD American Association of State Highway and Transportation Officials - Load & Resistance Factor Design (Tiêu chu n thi t k c u theo h s t i

tr ng và h s s c kháng - Hi p h i đ ng cao t c liên bang và qu c l Hoa K )

C 50 h s dòng ch y ng v i th i k l p l i T = 50 n m

AR&R Australian Rainfall & Runoff

CTBD Cao Áp Thái Bình D ng

CN Curve Number

EVT 1 Extreme Value Type - I distribution

FHWA Federal Highway Administration (C c liên bang đ ng b M )

GIS Geographical Information Systems ( H th ng thông tin đ a lý)

GTVT Giao Thông V n T i

GEV Gumbel's Extreme Value distribution

HTN H i t nhi t đ i

HEC-HMS Hydrologic Engineering Center- Hydrologic Modeling System

IDF Intensity - Duration - Frequency (C ng đ m a - Th i gian - T n su t)

ID Identification ( Mã kí hi u)

MIKE Vi n nghiên c u tài nguyên n c an M ch

DHI Danish Hydraulic Institute (Vi n Th y l c an M ch)

NHI National Highway Institute (Vi n nghiên c u đ ng b M )

NRCS Natural Resources Conservation Service (C quan b o v tài nguyên thiên nhiên - M )

PMP Probable Maximum Precipitation (M a l n nh t kh n ng)

PMF Probable Maximum Flood (L l n nh t kh n ng)

QP Quy ph m

QP.TL C - 6 - 77 Quy ph m tính toán các đ c tr ng th y v n thi t k

SCS - CN Soil Conversation service - Curve Number (C quan b o v th nh ng -

ch s đ ng cong)

xi

TCN Tiêu chu n ngành

TCVN Tiêu chu n Vi t Nam

TR55 Technical Release 55 (Tiêu chu n k thu t 55)

TxDOT Texas Department of Transportation (S giao thông Bang Texas)

USGS United state Geological Survey (C quan kh o sát đ a ch t M )

1

1 Tính c p thi t c a đ tài

Giao thông đ c coi là huy t m ch c a m i qu c gia, mu n phát tri n đ t n c c n

ph i hoàn thi n và hi n đ i h th ng giao thông Hàng n m nhà n c đã đ u t r t nhi u kinh phí cho phát tri n giao thông trên toàn qu c Các tuy n đ ng đ c đ u t xây m i, nâng c p và m r ng đ đ m b o giao th ng kinh t v n hóa các vùng trên

c n c và qu c t

V i trên 2/3 di n tích c a đ t n c là đ a hình đ i núi, theo th ng kê c a B GTVT

đ ng mi n núi chi m h n 70% km trong t ng km chi u dài đ ng b c n c

ng mi n núi ch y u c p V, ch m t s km là c p III và IV cho nên các công trình thoát n c nh c u, c ng và rãnh thoát n c ch a đ c chú tr ng trong thi t k và xây

d ng, vi c tính toán th y v n th y l c còn h n ch

Trong nh ng n m g n đây, vi c thi t k đ ng ô tô đã chuy n t tiêu chu n 22 - TCN

- 4054 - 85 sang 22 - TCN - 4054 - 98, 22TCN - 4054 - 2005 và các tiêu chu n tính toán l thoát n c c ng chuy n t 22TCN - 1995, 22TCN 273 - 01; 22TCN 273 - 05 sang TCVN 9845:2013 v i các yêu c u k thu t cao h n, các tuy n đ ng c n c i t o theo tiêu chu n m i đ t ng m c đ an toàn ch y xe nh m đáp ng chi n l c an toàn giao thông qu c gia và nâng cao hi u qu v n t i

Vi t Nam là qu c gia n m trong khu v c khí h u nhi t đ i gió mùa v i ch đ m a l

r t kh c nghi t và d ng nh m c đ đó ngày càng t ng lên do bi n đ i khí h u toàn

c u làm cho các công trình giao thông th ng b h h ng n ng n Các h h ng c a h

th ng đ ng b có nhi u nguyên nhân nh : ch đ khí h u có s thay đ i đáng k và

xu th ngày càng ác li t; do các nguyên nhân đ a ch t, n n móng và có th do công tác xây d ng, v n hành và b o d ng Tuy nhiên trong các nhóm nguyên nhân k trên thì

v n đ nh h ng c a m a, l là nguyên nhân chính gây tác đ ng đáng k t i các h

h ng c a công trình Các h h ng th ng k đ n nh hi n t ng s t l ta luy d ng,

âm, trôi c u c ng, h ng m tr đ u do nguyên nhân tính l thi t k ch a đúng ho c

ch a phù h p

2

Trong TCVN 9845:2013,''Tiêu chu n tính toán đ c tr ng dòng ch y l '' (đ c biên

so n d a theo QP.TL C - 6 - 77) đã gi i thi u m t s ph ng pháp tính l thi t k t

m a rào nh C ng đ gi i h n, Xokolopsky, ph ng pháp c a tr ng i h c Xây

d ng Các ph ng pháp trên do các tác gi Liên Xô (c ) xây d ng và đã đ c đ a vào

s d ng n c ta Tuy nhiên, các công th c này có nhi u thông s đ c xác đ nh trong đi u ki n c a n c Nga, khi đ a vào quy ph m tính toán c a Vi t Nam dù đã

đ c hi u ch nh nh ng trong đi u ki n r t thi u s li u nên ch a đ c chu n hóa; có

nh ng thông s r t khó xác đ nh, v i ph m vi thay đ i quá l n, d n t i k t qu tính toán có đ chính xác không cao, tùy thu c vào quan đi m l a ch n thông s c a m i

s khoa h c tính l cho công trình giao thông vùng núi ông B c - Vi t Nam” mà

nghiên c u sinh (NCS) l a ch n là r t c p thi t và có ý ngh a khoa h c

K t qu c a lu n án là c s khoa h c đ xu t các ph ng pháp tính l thi t k đ n

gi n v i đ tin c y và m c đ n đ nh cao h n, ph c v xây d ng các công trình thoát

n c trên đ ng, góp ph n c p nh t và xây d ng qui trình tính h p lý cho công tác duy tu, b o d ng và nâng c p các công trình hi n có, c ng nh xây d ng các công trình m i an toàn, gi m thi u các thi t h i cho các công trình giao thông

3

thi t, nh ng h n ch c a cách tính hi n nay)

- C s khoa h c nào dùng tính đ c tr ng m a và m t đ m trong đi u ki n thi u tài

li u m a th i đo n ng n, chi ti t hóa m t đ m đ ng d ng các ph ng pháp tính l đã

l a ch n? (tr l i câu h i b ng vi c đánh giá bi n đ ng m a theo không gian và th i gian, xây d ng ph ng trình chuy n đ i m a th i đo n dài thành th i đo n ng n)

- Các ph ng pháp nào có th đ c ng d ng đ tính th nghi m cho các công trình

th c t ?

- Nh ng t n t i và h ng gi i quy t trong công tác thi t k các công trình thoát n c cho công trình giao thông? (Tr l i câu h i b ng vi c xây d ng các b n đ chuyên dùng, quy trình c p nh t các thông s m t đ m)

- B ng cách nào có th tích h p đ c c s d li u trong ch ng trình tính l nh m thu n ti n trong tính l thi t k ?

3 i t ng và ph m vi nghiên c u

- Ph m vi nghiên c u c a lu n án g m hai t nh B c K n và L ng S n n m trong vùng núi ông B c - Vi t Nam;

- i t ng nghiên c u là m a và l thi t k ph c v xây d ng các công trình thoát

n c n m trên các qu c l QL3, 3B, 279, 3, 4A, 4B, 1A thu c khu v c nghiên c u

Các ph ng pháp đ c s d ng trong lu n án bao g m: i) ph ng pháp phân tích,

th ng kê, k th a có ch n l c các tài li u đã có nh m t p h p, đánh giá nh ng bi n

đ ng v m a l trong khu v c nghiên c u; ii) ph ng pháp phân tích nh vi n thám, GIS ph c v mô ph ng l u v c trong các mô hình toán và xây d ng các b n đ chyên

4

đ làm c s khoa h c cho các ph ng pháp tính l ki n ngh ; iii) ph ng pháp mô hình toán, tính toán th nghi m làm c s cho vi c ki n ngh các ph ng pháp tính l thi t k phù h p cho các công trình giao thông khu v c ông B c - Vi t Nam

5 Ý ngh a khoa h c và th c ti n

Quá trình phát tri n dân sinh kinh t Vi t Nam hi n nay đòi h i ph i nâng c p và xây

m i hàng lo t các tuy n đ ng giao thông huy t m ch, đ c bi t là các tuy n đ ng giao thông mi n núi vì v y k t qu nghiên c u c a lu n án có ý ngh a th c ti n cao vì

đã gi i quy t nh ng khó kh n hi n nay trong tính toán th y v n, th y l c hi n nay

Vi c nghiên c u bi n đ ng c a m a l cho khu v c ông B c và xác l p c s khoa

h c tính l thi t k cho các công trình giao thông khu v c này có ý ngh a khoa h c trong vi c ti p c n v i nh ng ph ng pháp tính toán hi n đ i và ti n l i làm ti n đ cho vi c xây d ng m t quy trình tính toán phù h p v i đi u ki n c a Vi t Nam trong

t ng lai g n

6 Nh ng đóng góp m i c a lu n án

- Lu n án đã có đóng góp m i v ph ng pháp lu n và cách tính m a l thi t k cho công trình giao thông mi n núi, n i có r t ít s li u m a th i đo n ng n

- Lu n án đã khái quát hóa nh ng k t qu tính toán cho toàn khu v c mi n núi ông

B c Vi t Nam, giúp cho các k s thi t k có th tra c u d dàng

7 C u trúc c a lu n án

Ngoài ph n M đ u, K t lu n và ki n ngh , lu n án đ c trình bày trong 3 ch ng:

Ch ng 1: T ng quan v nghiên c u tính l thi t k cho công trình giao thông

Ch ng 2: Xây d ng c s khoa h c tính l cho công trình giao thông vùng núi ông

B c - Vi t Nam

Ch ng 3: Tính th nghi m và đ xu t ph ng pháp tính l cho công trình giao thông

vùng núi ông B c - Vi t Nam

5

CHO CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG

l ng và quá trình l Hi n nay, tính l thi t k phân thành hai nhóm: ph ng pháp

tr c ti p (phân tích th ng kê xác su t) và ph ng pháp gián ti p (phân tích m a và m t

đ m) Vi c tính l thi t k tr i qua m t quá trình dài nghiên c u mang tính k th a và phát tri n nh m chính xác và hi n đ i hóa ph c v xây d ng các công trình an toàn trong mùa m a l đ c bi t trong đi u ki n bi n đ i khí h u hi n t i M t s nghiên c u

Chow, Maidment (1988) [2] là tài li u c b n nh t có đ c p đ n tính toán th y v n

và các đ c tr ng th y v n thi t k nh quá trình thu phóng, l a ch n m a thi t k và xây d ng đ ng cong IDF, bi u đ m a thi t k d ng đ ng cong tích l y 24h, c tính th i gian m a gi i h n, tính toán l ng m a l n nh t kh n ng (PMF), các b n đ

đ ng tr m a v i các th i gian m a, D = 5 - 60 phút hay 30 phút - 24h cho các th i k

l p l i T = 1 - 100 n m Các ph ng pháp chuy n đ i m a hi u qu và xác đ nh dòng

ch y thi t k g m đ nh l , t ng l ng và quá trình l thi t k dùng đ thi t k công trình thoát n c, mô ph ng vùng ng p l t, thi t k h ch a, s d ng và qu n lý tài

nguyên n c i v i thoát n c, Chow c ng gi i thi u ph ng pháp tính l cho l u

v c v a và nh theo mô hình quan h v i A là di n tích l u v c, I là c ng đ m a, C

đ i di n trên toàn th gi i V lý thuy t c b n đ xây d ng các mô hình đ u là nh ng

ki n th c ng d ng t các tài li u c a Chow hay Maidment

Raghunath (2006) [4] là tài li u v nguyên lý th y v n, trình bày các v n đ v tính

th y v n vùng Tapti, n đ (mi n trung n đ ) Ph n tính l thi t k g m t ng l ng

l , đ nh l , t n su t l , xác su t r i ro v i các ph ng pháp đ xu t nh : ng l đ n

v t c th i, mô hình Nash, mô hình Clark, đ ng l đ n v SCS, h i quy tuy n tính, phân tích th ng kê xác su t, mô hình toán, tính l t i v trí không có s li u quan tr c theo ph ng pháp h i quy đa bi n

Ngoài các tài li u c b n đã nêu, còn có r t nhi u các tài li u nghiên c u liên quan đ

c p đ n các ph ng pháp tính l thi t k trên th gi i V c b n, lý thuy t t p trung dòng ch y hay ph ng th c chuy n đ i m a hi u qu v n nh nh ng tài li u trên, tuy nhiên t hai th p k tr l i đây v i s phát tri n v t b c c a công ngh máy tính, k thu t vi n thám và GIS cho phép các nhà khoa h c phân tích và th nghi m, c p nh t

nh ng công ngh hi n đ i nh m chính xác hóa các tham s mà các ph ng pháp tr c đây ch a xây d ng đ c

Các nghiên c u v tính l thi t k Vi t Nam

1.1.2

M t s các tài li u đi n hình đ c p đ n tính l thi t k Vi t Nam nh :

Quy ph m QP.TL C-6-77 (1977) [5] trình bày ph ng pháp tính toán các đ c tr ng

th y v n c n thi t cho vi c thi t k các công trình th y l i trên các sông không b nh

h ng c a th y tri u Vi t Nam Các đ c tr ng th y v n đ c h ng d n tính trong quy ph m này bao g m: l u l ng bình quân n m, l u l ng l n nh t, l u l ng nh

nh t, s phân ph i dòng ch y n m, các lo i m c n c thi t k và các thông s khác Khi tính l ph c v thi t k các công trình trên sông trong tr ng h p đ s li u thì

ti n hành phân tích t n su t, trong tr ng h p không có s li u thì s d ng các công

th c kinh nghi m nh : công th c C ng đ gi i h n cho l u v c có di n tích nh h n

7

100 km2, công th c Tri t gi m và Xokolopxky cho l u v c có di n tích trên 100 km2

Cho đ n nay quy đ nh v ph ng pháp tính l thi t k v n ch y u d a trên quy ph m này nên có m t s b t c p nh các b ng tra không đ c c p nh p; vi c xác đ nh m t

s thông s v n ph thu c vào kinh nghi m và ch quan c a ng i tính toán

Cao àm và nnk (1990) [6] đã xu t b n cu n Th y v n công trình, trong tài li u

có trình bày cách tính l thi t k , các ph ng pháp này ch y u c ng là các ph ng pháp đã đ c đ c p trong QP.TL C - 6 - 77

Lê ình Thành (1997) [7] đã nghiên c u tìm ra kh n ng và đi u ki n ng d ng

ph ng pháp tính m a l n nh t kh n ng (PMP) và l l n nh t kh n ng (PMF), t đó

ki n ngh m t tiêu chu n tính l thi t k h p lý h n cho đi u ki n Vi t Nam K t qu nghiên c u đã đ c p m t cách chi ti t đ n các ph ng pháp c ng nh tính l liên quan đ n l l n nh t kh n ng, tuy nhiên đ i v i công trình giao thông m c đ và tiêu chu n c ng nh tính ch t c a công trình n u xét theo bài toán này c n ph i có nh ng nghiên c u c th h n n a trong t ng lai

Lê V n Nghinh (2000) [8] đã biên so n cu n Nguyên lý Th y v n, đây c ng là m t

tài li u quan tr ng đ c p đ n tính toán các đ c tr ng thi t k nh dòng ch y n m, tháng, l , ki t và m c n c thi t k Các ph ng pháp tính l thi t k c ng bao g m các ph ng pháp n m trong QP.TL C - 6 - 77 Tuy nhiên, tài li u ch y u đ c p đ n dòng ch y tháng và n m thi t k ph c v cho xây d ng và v n hành h ch a

B môn TV&TNN (2003) [9] đã biên so n cu n Th y v n thi t k , đây c ng là tài

li u quan tr ng dùng đ tính toán các đ c tr ng thi t k công trình Tuy nhiên các

ph ng pháp và cách ti p c n c ng d a trên n n c a QP.TL C - 6 - 77

Ph m Ng c QuỦ và nnk (2005) [10] đ tài nghiên c u khoa h c c p B : “Nghiên c u

c nh báo d báo l v t thi t k - Gi i pháp tràn s c ” đã ti n hành xây d ng ph n

m m tính l thi t k Ph n m m này cho phép tính l theo t n su t thi t k d a vào các công th c kinh nghi m trong QP.TL C - 6 - 77 nêu trên, ph ng pháp tính l đ n v SCS, tính l l n nh t kh n ng PMF theo ph ng pháp th ng kê c a Hasfield Tuy nhiên ph n m m này c ng ch a có s c p nh p m i nào v b ng tra

8

Hà V n Kh i và nnk (2012) [11] đã c p nh t và cho tái b n cu n giáo trình Th y v n

công trình ( n ph m đ u tiên đ c xu t b n n m 1993) g m 2 t p trong đó T p 1 trình bày các ph ng pháp tính toán l thi t k V c b n các ph ng pháp tính toán đ u theo QP.TL C - 6 - 77, tuy nhiên cu n giáo trình có c p nh p và gi i thi u thêm các k thu t m i s d ng trong tính toán l thi t k nh mô hình toán th y v n bao g m các

mô hình th y v n t t đ nh tính toán dòng ch y t m a, các mô hình l đ n v

Ngô Lê Long và nnk (2015) [12] trong đ tài nghiên c u khoa h c c p Nhà n c

“Nghiên c u c s khoa h c đ xu t các tiêu chu n thi t k l , đê bi n trong đi u ki n

bi n đ i khí h u, n c bi n dâng Vi t Nam và gi i pháp phòng tránh, gi m nh thi t

h i” đã ti n hành nghiên c u và đ xu t ph ng pháp tính l thi t k cho các công trình h ch a có xét t i tác đ ng c a bi n đ i khí h u Nghiên c u c ng đã xác l p

đ c c s khoa h c và th c ti n c a các tiêu chu n thi t k l đ c đ xu t trong đi u

ki n bi n đ i khí h u, n c bi n dâng n c ta đ m b o an toàn, an sinh xã h i

1.2 T ng quan tính l thi t k cho công trình giao thông

Vi c tính l ph c v thi t k các công trình giao thông trên th gi i đ c nhi u nhà khoa h c quan tâm nghiên c u Qua tìm hi u và phân tích các tài li u liên quan, có th phân các ph ng pháp tính l thi t k cho các công trình thoát n c trong giao thông nói chung thành hai nhóm chính: i) nhóm các ph ng pháp s d ng các n c Nh t,

ph ng Tây và M và ii) nhóm các ph ng pháp s d ng các n c ông Âu, Nga

và Vi t Nam (hình 1.1)

Hình 1.1 Các ph ng pháp tính l cho giao thông trên th gi i

9

Tính l thi t k các n c Nh t, ph ng Tây và M

1.2.1

+) Các ph ng pháp tính l thi t k Nh t b n

Tính l thi t k Nh t đ c đ c p trong nhi u tài li u tính toán th y v n các h ng

d n, quy ph m, quy chu n thi t k công trình; m t trong nh ng tài li u c b n mang tính pháp lý đ c s d ng nhi u cho ngành giao thông là: H ng d n tính th y v n

th y l c - H ng d n và tiêu chu n k thu t cho các d án thi t k (ph n ki m soát l ) [13], [14] N i dung c a tài li u đ c p đ n vi c s d ng ph ng pháp mô hình quan

h cho nh ng l u v c có di n tích A < 20km2 (dùng đ ng cong IDF cho các vùng có

+) Các ph ng pháp tính l thi t k M

Các ph ng pháp dùng tính l thi t k trong giao thông M th ng đ c đ c p trong các tài li u nh : [17] H ng d n tính thoát n c trên đ ng (AASHTO) [18]; Tài li u gi i thi u mô hình toán th y v n HEC; Th y v n đ ng b (FHWA) [19], [20]; H ng d n k thu t (TR55) hay các tiêu chu n thi t k [21], [22], [23], [24]; Nhìn chung, các ph ng pháp này đ c chia thành hai nhóm: i) i vùng r ng l n, có

s li u th c đo s d ng ph ng pháp th ng kê xác su t v i các phân b nh Log Normal, PIII, Gumbell; ii) i v i vùng không có s li u thì d a vào đ c tính c a vùng đ tính theo các ph ng pháp nh : mô hình quan h ; đ ng l đ n v t ng h p

10

SCS; các ph ng trình h i quy vùng và h i quy theo USGS (dùng trong quy ho ch) Ngoài ra, ph ng pháp TR55 (mô hình WinTR55) th ng dùng đ tính l cho l u v c

nh A(F) < 65km2 cho k t qu khá t t Do đi u ki n s li u đ y đ chi ti t v m a và

m t đ m nên M xây d ng r t nhi u b ng tra, b n đ c ng đ m a thi t k trên toàn qu c, l ng m a th i đo n dài (d > 1h) đ c chuy n đ i thành l ng m a th i

đo n ng n h n (d < 1h) Các ph ng pháp đ c tóm t t trong b ng sau:

11

trong các tài li u nh các v n b n h ng d n tính toán thoát n c các tiêu chu n, các nghiên c u, ki n ngh Các ph ng pháp tính l bao g m: ph ng pháp mô hình quan

h cho l u v c nh v i h s dòng ch y cho vùng nông thôn và đô th v i m c đ l p

l i khác nhau (C50 cho nông thôn, C10 cho đô th ) Trong đó, đi u ki n ng d ng mô hình quan h là di n tích A < 25 km2 (nông thôn) và A < 1km2 (đô th ) C ng đ m a thi t k (IDF) đ c đ c p trong h th ng d li u c ng đ m a l n nh t c a Vi n khí

t ng và th y v n qu c gia c a NewZealand và c a C c khí t ng Úc (Bureau of Meteorology)

+) Columbia, theo tài li u đ i bi u nh ''H ng d n và tiêu chu n thi t k c u'', (2007) đã trình bày tính l theo c l u v c, đ i v i l u v c có di n tích thoát n c A >

20 km2 dùng các ph ng pháp: phân tích t n su t tr m - th ng kê xác su t (Các phân

ph i xác su t đ c s d ng g m EVT1, Log Normal, Log Pearson III); phân tích t n

su t vùng (h i quy vùng); mô hình quan h i v i di n tích l u v c nh và đô th (A

ki n áp d ng trong thi t k các công trình thoát n c qua đ ng b Trong đó đ c p

đ n ph ng pháp tính m a thi t k tính riêng cho vùng có và không có tr m; Các

ph ng pháp xác đ nh đ nh l thi t k bao g m th ng kê xác su t theo Gumbel và log Pearson III, ph ng trình h i quy, ph ng pháp SCS - CN, mô hình quan h Các

công th c kinh nghi m đ xác đ nh l u l ng đ nh l và các đ ng l đ n v d ng phân tích và t ng h p đ xác đ nh quá trình l thi t k ; các công th c xác đ nh th i

gian t p trung dòng ch y Tc

DPWH(2002) [26] đã biên so n ''H ng d n và tiêu chu n k thu t Nh t b n, 2002'', ph n phân tích th y v n thi t k N i dung tính toán th y v n g m: quá trình

kh o sát, đi u tra, phân tích m a và dòng ch y (tr m đ i bi u) S li u yêu c u đ tính

l bao g m m a ngày, m a gi , bi u đ m a thi t k theo hình hình th th i ti t, m c

12

n c l n nh t ngày, l u l ng l t ghi, quan h H~Q Trong đó, ph ng pháp t t đ nh dùng đ xác đ nh l thi t k trong tr ng h p không có s li u đo đ c Ph n tính m a thi t k , tài li u đã trình bày cách xây d ng và ng d ng đ ng cong IDF dùng tính l theo công th c mô hình quan h trong tr ng h p A < 20km2, trong tr ng h p không

đ s li u m a có th l y đ ng cong IDF c a l u v c t ng t có s li u i v i

di n tích l u v c A > 20km2 thì tính theo các b c: ng d ng GIS xây d ng l u v c

v i b n đ đ a hình 1:50.000; tính m a thi t k trung bình bao g m l ng m a trung bình n m l n nh t, l ng m a trung bình theo th i k l p l i theo ph ng pháp s h c,

đa giác Thessien; l a ch n phân b m a đi n hình và thi t l p đ ng cong l y tích

đi n hình cho m i th i kho ng; Tính l thi t k theo các ph ng pháp mô hình quan

h , đ ng l đ n v và ph ng trình l ng tr

USACE - AED [27] có trình bày hai ph ng pháp tính l thi t k g m đ ng l đ n

v (SCS) và mô hình quan h , trong đó đ c p đ n các y u t chính c n xác đ nh g m:

b đ ng cong IDF c a m a 24h (th i k l p l i T = 10, 20 và 50 n m), h s dòng

ch y C, th i gian t p trung dòng ch y Tc và các đ c tr ng l u v c (di n tích, chi u

dài, đ d c)

Engineers Australia (2006), (2013) [28], [29] tài li u H ng d n tính m a - dòng

ch y ph n t n th t Úc, đ c p chi ti t trong AR&R, các ph ng pháp tính l thi t k :

mô hình quan h v i h s dòng ch y đ c thi t l p theo th i k l p l i C2, C5, C20,

C50 các giá tr này đ u tính theo C10; Ph ng pháp mô hình quan h , mô hình toán

(RORB) Trong đó ph ng pháp mô hình quan h và ch s l dùng cho l u v c nh (A < 50 km2), còn ph ng pháp RORB thì ng d ng cho A ≥ 50 km2 ng quá trình

l thi t k đ c xây d ng b ng ph ng pháp RORB cho l u v c l n, còn đ i v i l u

v c nh ph i s d ng đ ng quá trình l đi n hình

Bruce (2007) [30] đã t ng quan các ph ng pháp tính l thi t k và xác đ nh kh u đ thoát n c qua công trình c ng và c u nh trên đ ng ô tô M , t n m 1911 các nhân viên b o trì và k s đ ng s t c a M - Hi p h i đ ng (AREMWA) dùng 6 công th c tính di n tích thoát n c và 21 công th c cho l u l ng đ nh l thi t k

n n m 1962, Chow đã xây d ng 12 công th c tính di n tích thoát n c và 62 công

th c tính l u l ng l thi t k Tuy nhiên ch m t vài công th c đ c ng d ng r ng

13

rãi dành cho ngành c u đ ng M nh : B ng Dun (Dun‟s table), công th c Myers và Talbot đ tính di n tích c n thi t thoát n c và công th c c a Burkli - Ziegler đ tính

l u l ng đ nh l B ng Dun đ c phát tri n b i James Dun, m t k s tr ng c a

đ ng s t Atchison, Topeka và Santa Fe, phiên b n đ u tiên n m 1890 và b n cu i cùng n m 1906 Công th c Myers đ c k s đ ng s t, E.T.C Myers phát tri n đ u tiên vào n m 1879 có d ng v i A di n tích thoát n c và D là di n tích l u

v c, C là h s ph thu c vào đi u ki n m t đ m Công th c Talbot đ c xây d ng

n m 1887 do giáo s A.N.Talbot c a đ i h c Illinois v i di n tích thoát n c c n thi t bao g m: Công th c tính l u l ng l do Burkli - Ziegler, m t k s

ng i Th y S xây d ng n m 1880; Công th c d ng v i q l u l ng l

đ n v (cfs/arce); C là h s dòng ch y có giá tr t 0,31 đ n 0,75; I là c ng đ m a (in/h); S là đ d c l u v c; A là di n tích l u v c(arcres) Ph ng pháp mô hình quan

h theo Dooge (1957) (th c t đ c xây d ng b i Thomas Mulvany, 1851) đ tính

toán l thi t k v i công th c Q = C.I.A n nay ph ng pháp đã c i ti n vì thêm th i kho ng l p l i và t n su t m a (TR40) Ngoài ra, Các ph ng pháp nh phân tích t n

su t l theo Bullentin 17, ph ng pháp mô hình quan h và SCS theo TR55 c ng đ c

gi i thi u và ng d ng trong các th i đo n ti p theo Ph ng pháp BPR c a C c giao thông công chính n m 1950 xác đ nh l thi t k theo th i kho ng 5, 10, 25 và 50 cho

l u v c nông thôn và nh h n 1000 arces ông và trung M Ph ng trình h i quy vùng ng v i t n su t l , xây d ng n m 1960 do USGS thay vì s d ng đ th đ tra

nh tr c đây Nh ng ph ng trình h i quy này đ c ng d ng r ng rãi tính l cho vùng nông thôn M

Và còn r t nhi u các nghiên c u khác n a c ng đ c p đ n các v n đ này, tuy nhiên

n i dung c ng t ng t nh các ph ng pháp đã nêu ph n trên

K t lu n, t t ng quan các ph ng pháp nghiên c u cho th y, ph ng pháp mô hình

quan h và đ ng l đ n v SCS đ c s d ng h u h t các n c Nh t, ph ng Tây

và M dùng đ thi t k công trình giao thông i u này ch ng t , m c đ tin c y và tính hi u qu c a các ph ng pháp

Quy trình BCH 63-67,''Quy trình kh o sát và thi t k công trình v t sông trên đ ng

s t và đ ng ô tô'' (quy trình BCH 63-67) trình bày các ph ng pháp tính đ c tr ng l thi t k trong đi u ki n thi u s li u th c đo là các ph ng pháp C ng đ gi i h n, Xokolopsky Ph ng pháp c ng đ gi i h n đ c xây d ng d a theo lý thuy t t p trung dòng ch y d ng t ng quát là: Qp = K.a F v i K là h s chuy n đ i đ n v ; a

là c ng đ m a ng v i th i đo n l n nh t; là h s dòng ch y; F là di n tích l u

v c Còn ph ng pháp Xokolopsky là d ng công th c th tích

Tiêu chu n thi t k CH 435-72 (1972) ''Nh ng ch d n v xác đ nh các đ c tr ng

th y v n tính toán'' đã trình bày m t s ph ng pháp tính toán l u l ng thi t k t

m a và m t đ m trong tr ng h p thi u s li u th c đo l , các ph ng pháp tính toán dòng ch y l đ c p đ n nh : ph ng pháp C ng đ gi i h n, ph ng pháp Xokolopsky cho tr ng h p thi u s li u th c đo Các ph ng pháp này chính là các

ph ng pháp gi i thi u trong QP.TL C - 6 - 77 và TCVN 9845:2013 Vi t Nam

Bapkov V.F., Andreev O.V (1972) xu t b n cu n Thi t k đ ng ô tô, n i dung c a

cu n sách ph n tính toán th y v n thi t k trình bày các ph ng pháp tính l thi t k

đ i v i tr ng h p không có s li u th c đo bao g m các ph ng pháp C ng đ gi i

h n, Xokolopsky t ng t nh trong TC CH 435-72

Pêrêvôđonhekov B.F (1975) ''Tính toán dòng ch y c c đ i trong thi t k các công

trình đ ng ô tô'' Trình bày ph ng pháp tính l thi t k c ng b ng ph ng pháp

C ng đ gi i h n, Xokolopsky trong tr ng h p thi u s li u Ngoài ra, còn r t nhi u nhà khoa h c uy tín c a Nga nghiên c u xây d ng theo các d ng khác nhau, đi n hình

nh Kocherin; Protodiakonov; Bephan; Alekceev Có th tóm t t các ph ng pháp s

d ng các n c này nh b ng sau:

15

Tính l thi t k Vi t Nam

1.2.3

1.2.3.1 Quy đ nh v c p đ ng và t n su t l thi t k

Công trình giao thông Vi t Nam đ c quy ho ch và xây d ng theo các tuy n ph c

v giao th ng gi a các t nh thành và các n c trong khu v c Quy đ nh c p đ ng

B ng 1.2 B ng th ng kê các ph ng pháp tính l thi t k ông Âu và Nga

16

d a vào m t đ ph ng ti n giao thông (l u l ng ph ng ti n đi l i trên đ ng),

nh ng n i tuy n đ ng đi qua nh đô th ho c vùng tr ng y u xây d ng theo c p cao (I, II, III) còn nh vùng nông thôn, vùng đ i núi hay trung du là đ ng c p th p (IV,

V, VI) Các tuy n đ ng đ u có yêu c u tính l thi t k và có báo cáo th y v n, th y

l c (sau n m 1995), đ c tr ng th y v n thi t k quan tr ng là m c n c đ nh l và l u

l ng đ nh l , giá tr này dùng đ xây d ng c u, c ng, rãnh thoát n c Nh ng n i không có đ s li u thì tính l thi t k t l ng m a 1ngày max và đ c tr ng m t đ m

ng mi n núi chi m 70% t ng s km đ ng trên toàn qu c đ c thi t k v i c p

IV, V và VI v i t n su t l 2 - 4% các h ng m c thoát n c không đ y đ ho c không

đ n ng l c thoát n c Các ph ng pháp tính ph thu c vào di n tích, tình tr ng s

li u th y v n và m c đ quan tr ng c a công trình i v i c u l n và c u trung (chi u dài c u L > 25m) và có nhi u s li u th y v n thì tính l u l ng thi t k theo

ph ng pháp th ng kê xác su t; ng c l i n u không có s li u th y v n thì tính theo

ph ng pháp Xokolopsky i v i l u v c nh , các công trình thoát n c trên đ ng

nh c u nh , c ng và đ ng tràn th ng dùng các công th c kinh nghi m ho c bán kinh nghi m nh : công th c C ng đ gi i h n, Tri t gi m T n su t thi t k công trình thoát n c trên đ ng giao thông theo tiêu chu n thi t k c u 22 TCN 272 - 01

và tiêu chu n thi t k đ ng ôtô 22 TCN 273 - 01 [21] [31]

17

tính toán l y b ng 1:100 và không ph thu c vào c p đ ng II i v i đ ng nâng

c p c i t o n u có khó kh n l n v k thu t ho c phát sinh kh i l ng l n thì cho phép

h tiêu chu n v t n su t l tính toán n u đ c s đ ng ý c a c quan có th m quy n 1.2.3.2 Các nghiên c u v tính l thi t k

Tính l thi t k cho công trình giao thông Vi t Nam ph thu c vào di n tích l u v c, tình tr ng s li u th y v n và m c đ quan tr ng c a công trình (c p công trình) Có

th phân thành hai nhóm: i) nhóm ph ng pháp phân tích th ng kê và ii) nhóm phân tích nguyên nhân hình thành (hình 1.2):

i) Nhóm ph ng pháp th ng kê xác su t khi có nhi u s li u đo đ c l (các phân ph i

g m Log Pearson III, Pearson III, Kritsky - Mennkel) Hi n nay, có nhi u ph n m m

v đ ng t n su t đ c xây d ng đ tính các tham s th ng kê nh m t ng đ chính xác

và ti n d ng Tuy v y, các công trình giao thông ph n l n đ u có v trí t i các sông,

su i không có s li u l th c đo đ ng d ng ph ng pháp th ng kê xác su t

ii) Nhóm ph ng pháp phân tích nguyên nhân hình thành, g m các công th c kinh nghi m theo Liên xô c (1-1); (1-2); (1-4) và các công th c kinh nghi m xây d ng cho

t ng vùng:

+ Công th c C ng đ gi i h n cho l u v c F  100 km2

(1-1) Hình 1.2 Các ph ng pháp tính l cho giao thông Vi t Nam

18

+ Công th c C ng đ gi i h n cho l u v c nh F  30 km2

(1-2) Trong đó a ,ptính t Hn,p và T:  (1-3)

+ Công th c Xokolopsky cho l u v c F > 100 km2

(1-4)

Th c t , công th c C ng đ gi i h n (A < 100 km2

) là công th c tính đ nh l theo

c ng đ m a l n nh t gi i h n trong kho ng th i gian t p trung dòng ch y Các công

th c đ u c n các b ng tra nh : B ng tra h s dòng ch y; b ng tra th i gian t p trung dòng ch y; b ng tra mô đun đ nh l ng v i t n su t thi t k , b ng tra h s tri t gi m

ao h , đ m l y, b ng tra h s nhám s n d c và lòng sông Công th c Xokolopsky thu c nhóm công th c th tích ph thu c vào l ng m a th i đo n, l p n c t n th t ban đ u (H0), h s hình d ng bi u đ l và các thông s m t đ m khác Các ph ng pháp khi áp d ng Vi t Nam cho đ n nay b c l r t nhi u h n ch

M t s nghiên c u đi n hình có đ c p đ n tính l thi t k cho công trình giao thông

Vi t Nam bao g m:

Mai Anh Tu n (2003) [32] là lu n án ti n s nghiên c u v các h n ch trong tính

th y l c th y v n, l thi t k trong ngành giao thông, tác gi đã th ng kê các h h ng trên đ ng giao thông và đánh giá nguyên nhân x y ra s c Có nhi u nhóm nguyên nhân đ c đ c p nh : do đ a ch t, k t c u và thi công và do th y l c th y v n V i

nh ng nguyên nhân này, tác gi đã k t lu n m t s v n đ còn h n ch trong tính th y

l c th y v n nh : vi c quy đ nh t n su t l , các h s , các b ng tra và các v n đ liên quan đ n tích n c tr c c ng và kh u đ Tuy nhiên, k t qu nghiên c u m i d ng

vi c t ng k t nh ng nh c đi m c a ph ng pháp tính toán th y v n, th y l c ch a

đ a ra l i gi i thích hay cách kh c ph c m t cách tri t đ

Tr n ình Nghiên (2003) [33] trình bày nh ng thông tin c b n và c p nh t nh m

đáp ng nhu c u c a sinh viên, các k s , h c viên cao h c trong l nh v c xây d ng công trình c u, đ ng nói riêng và c s h t ng nói chung khi gi i quy t v n đ tác

đ ng t ng h gi a công trình và dòng sông, đây m t tài li u c p nh t các ki n th c

nh Tuy nhiên, trong đi u ki n hi n nay c ng còn nhi u v n đ ch a đ c c p nh t

B GTVT, S tay tính toán th y v n - th y l c c u đ ng (2006) [35], [36], [31]

Do nhóm k s thu c V khoa h c công ngh , B Giao thông V n t i vi t v cách tính

th y v n, th y l c cho các công trình giao thông trong các đi u ki n v đ a hình và tài

li u khác nhau Các công th c v n ch y u d a theo QP.TL C - 6 - 77 v i các b ng tra

đã đ c xây d ng t nh ng n m 80 tr v tr c, đ c áp d ng theo quy ph m c a Nga ho c xây d ng trong đi u ki n chu i s li u còn ng n, đ n nay v n ch a đ c c p

nh p Các ph ng pháp m i ch mang tính gi i thi u ch ch a có quy trình tính và c p

nh t theo các k thu t hi n đ i

Nguy n Xuơn Tr c (2009 [37] đ c p theo hai v n đ l n: i v i công trình v t

qua sông su i l n (c u l n và c ng), đ xu t công th c tính toán l u l ng và m c

n c thi t k , xói l lòng c u và th ng h l u c u, nh h ng n c dâng khu v c

c u, đ xu t cao trình c u, đ ng d n theo các công th c c a Liên xô và công th c

th c nghi m i v i công trình v t qua sông su i nh (c u nh và c ng) tác gi đ

xu t công th c tính l u l ng t l ng m a thi t k Các công th c chính là các công

th c th c nghi m c a Liên xô c có đi u ch nh các tham s Th c t , cho đ n nay các công trình đ u tính theo các ph ng pháp nêu trong tài li u này

oàn Nh Thái D ng (2012) [38] (Lu n v n th c s ), c ng ch ra các s c trên

đ ng mi n núi sau m a l và đ a ra các gi i pháp thi t k thi t k nh m gi m thi u

nh ng nh h ng c a m a l đ n công trình giao thông Gi i pháp ch mang tính c i

ti n v m t xây d ng

Nguy n Ti n C ng (2012) [39] (Lu n v n th c s ), đã đ c p v th c tr ng công

trình giao thông thu c t nh Hòa bình v nh ng s c sau m a l : s t tr t, xói l công

20

trình c u c ng, công trình thoát n c và xác đ nh nguyên nhân tác đ ng là do n c

m a, n c ng m, t đó đ xu t các bi n pháp công trình nâng cao hi u qu khai thác Trong tính th nghi m, v n s d ng các ph ng pháp tính l thi t k theo TCVN 9845:2013 tài m i ch là đ a ra gi i pháp nh m nâng cao n ng l c c a công trình

ch ch a nghiên c u chi ti t v ph n tính l và đ xu t ph ng pháp tính l thi t k cho công trình giao thông

Nguy n Anh Tu n (2014) [40] (Lu n án ti n s k thu t), đã tính l i Hn,p (l ng

m a ngày l n nh t ng v i t n su t) t i 14 tr m khí t ng đi n hình trên toàn qu c và

t a đ đ ng cong m a cho 1 - 1440 phút t i m t s tr m trên ph c v cho công tác tính l u l ng b ng công th c c ng đ gi i h n Trong lu n án có nghiên c u c th

vi c tính đ c tr ng m a ngày cho các tr m đi n hình, tuy nhiên m i d ng l i ph n tính toán đ c tr ng m a mà ch a c th đ c ph ng pháp tính l cho công trình giao thông cho vùng nghiên c u

1.3 Nh ng h n ch trong tính l thi t k cho giao thông Vi t Nam

Qua nghiên c u, phân tích và đánh giá t ng quan cho th y tính toán l thi t k cho công trình giao thông Vi t Nam có m t s h n ch nh :

i) Hi n nay, vi c ch n t n su t m i d a vào c p đ ng mà ch a xét đ n các đi u ki n

b t l i khác nh đi u ki n t nhiên và khí t ng th y v n c a vùng xây d ng công trình d n đ n tình tr ng công trình không đ n ng l c và g p nhi u s c i n hình

nh l 2014 trên toàn t nh L ng S n (l l ch s n m 1986, 2008, 2014) r t nhi u tuy n

đ ng b h h ng ph i s a, các taluy b s t l , đ ng b ng p nhi u gi gây ách t c giao thông, công trình c u c ng b h h ng n ng n

ii) Vi c tính l thi t k m i chú tr ng xác đ nh đ nh l mà ch a xét đ n t ng l ng l (W) d n đ n t ng l ng n c đ d n vào công trình, không k p thoát (kh u đ nh ),

t o hi n t ng tích n c th ng l u đ i v i các công trình, t o áp l c khí gây h ng

m c u c ng hay đuôi c ng, m t đ ng b phá hai bên thân c ng [32]

iii) Tiêu chu n 22TCN-220-95 [31] đ c xây d ng trong đi u ki n tài li u quan tr c lúc b y gi còn ít, không có đi u ki n ki m nghi m, nên h ng ti p c n là s d ng các

21

công th c ch y u t Liên xô c v i ph ng pháp và các b ng tra ch a đ c c p nh t

d n đ n sai s trong tính toán:

- Vi c tra h s dòng ch y (ph thu c vào c p đ t, di n tích l u v c và l ng

m a) C s khoa h c c a b ng tra này r t h n ch vì b n đ lo i đ t và th m ph th c

v t đ u là các b n đ gi y, đ c xây d ng t lâu, nh t là cho khu v c ông B c c

đã đ c xây d ng t lâu v i đi u ki n s li u r t h n ch , chu i s ng n Vùng m a

r ng l n quy đ nh không rõ, r t khó xác đ nh chính xác vùng m a c a l u v c thoát

n c

- Vi c tra t a đ đ ng cong tri t gi m m a ph thu c vào vùng m a, th i đo n

m a, th i gian t p trung dòng ch y, trong đó th i t p trung dòng ch y ph thu c vào

đi u ki n c a l u v c; b ng tra này c ng đ c xây d ng t lâu trong đi u ki n h n ch

v s li u, chu i s li u đ xây d ng ng n d n tính chính xác không đ m b o Vùng

m a quá l n, các k t qu tính m a thi t k s b thiên l n ho c thiên nh

- Vi c tra h s nhám s n d c (n) (ph thu c vào hi n tr ng s d ng đ t, t l cây c ); Tra h s nhám lòng sông (ph thu c vào đ c đi m c a lòng sông); Tra h s tri t gi m do nh h ng c a ao h (di n tích ao h đ m l y) Các h s này c ng r t khó xác đ nh

K t lu n, các b ng tra là c s khoa h c c a các ph ng pháp tính l thi t k cho công trình giao thông hi n t i đã c , ch y u s d ng t các nghiên c u Liên Xô c và

đ c xây d ng t s li u r t h n ch Vi t Nam (b n đ t l nh , chu i s li u quan

tr c ng n), kh n ng h tr trong tính toán còn theo cách truy n th ng, ch a c p nh p

22

các công c hi n đ i nên k t qu không tránh kh i nh ng sai s không mong mu n và

ph thu c nhi u vào kinh nghi m ng i tính

1.4 xu t h ng ti p c n và ph ng pháp nghiên c u

T nh ng h n ch trong các ph ng pháp tính l cho ngành giao thông Vi t Nam, và

u đi m trong m t s ph ng pháp tính l thi t k đang đ c s d ng các n c

ph ng Tây, Nh t và M (Tính u vi t b i kh n ng c p nh t thông tin liên t c v b

m t và vi c s d ng các mô hình toán, các k thu t vi n thám và h th ng thông tin

đ a lý (GIS) h tr tính toán), lu n án đã l a ch n h ng ti p c n các ph ng pháp nghiên c u tính l thi t k (Mô hình quan h , SCS-CN và h i quy vùng) cho các công trình thoát n c cho khu v c vùng núi ông B c nh minh h a trong hình 1.3:

i) Nghiên c u c s lý thuy t, đi u ki n ng d ng và yêu c u s li u (các thông s c n xác đ nh) c a các ph ng pháp l a ch n (chi ti t m c 1.5);

ii) Nghiên c u đ c tr ng m a (m c 2.2.1) g m bi n đ ng c a m a l thông qua th ng

kê và đánh giá các hình th th i ti t gây m a l trong khu v c; s bi n đ ng c a m a

l theo không gian và th i gian Trong đó, ph ng pháp Mann - Kendall và Sen đ c

s d ng đ đánh giá s bi n đ ng c a m a theo th i gian, ph ng pháp phân tích t n

su t, xây d ng các b đ ng cong IDF (C ng đ m a - Th i gian m a - T n su t) cho các ti u vùng khác nhau trong khu v c c ng nh chuy n đ i (chi ti t hóa) m a ngày thành m a th i đo n ng n K thu t Vi n thám và GIS đ c s d ng đ c p nh p các s li u m i t nh v tinh và phân tích không gian đ đánh giá s bi n đ ng c a

m a theo không gian và xây d ng các b n đ đ ng tr v bi n đ i l ng m a, h s

bi n đ i l ng m a CV theo không gian trong khu v c nghiên c u;

iii) Nghiên c u phân tích đi u ki n m t đ m c a khu v c ông B c (m c 2.2.2) bao

g m nghiên c u phân tích các đ c tr ng hình thái c a ti u l u v c thoát n c qua c u, nghiên c u xây d ng b n đ ch s CN, b n đ h s dòng ch y C, b n đ h s nhám Manning và các b ng tra ph tr , k thu t Vi n thám và mô hình phân tích không gian trong GIS đ c s d ng đ t n d ng u đi m c a d li u không gian và kh n ng c p

nh t nhanh nh ng d li u này khi áp d ng th c t ;

ng n + C ng đ m a

(IDF)

+ L ng m a thi t

k + ng l y tích

m a 24h

Nghiên c u đ c tr ng m a Nghiên c u đi u ki n m t đ m

Tính toán th nghi m cho công trình c u

24

v) Xây d ng ch ng trình tính nh m tích h p t t c các k t qu đ t đ c cùng v i quy trình h ng d n tính toán l thi t k cho các công trình giao thông thu c khu v c vùng núi ông B c v i mong mu n ch ng trình này gi i quy t đ c m t s h n ch trong tính toán hi n nay, đ ng th i đ m cho phép ng i dùng ti p t c c p nh t và hoàn thi n các ph ng pháp tính (m c 3.4)

1.5 T ng quan v khu v c nghiên c u

c đi m t nhiên

1.5.1

1.5.1.1 V trí đ a lý

Theo phân chia tr c đây, vùng ông B c n c ta g m các t nh nh Cao B ng, L ng

S n, B c Giang, B c Ninh, Qu ng Ninh, H i Phòng.Trong nghiên c u này, vùng ông

B c đ c gi i h n b i các t nh Hà Giang, Cao B ng, B c K n, L ng S n, Thái Nguyên, B c Giang, Qu ng Ninh Lào Cai, Tuyên Quang, Yên Bái ông B c ti p giáp v i Trung Qu c phía b c và phía đông, phía ông nam trông ra v nh B c B , phía Nam gi i h n b i dãy núi Tam o và vùng đ ng b ng châu th sông H ng

Hình 1.4 B n đ khu v c nghiên c u (vùng ông B c)

25

1.5.1.2 c đi m đ a hình

Vùng ông B c là khu v c có đ a hình đ i núi d c cao, v c th m, chia c t m nh, l i

n m trong nh ng tâm m a l n, trong mùa m a l tình tr ng s t tr t núi, c t đ t

đ ng, làm trôi c u giao thông x y ra khá nghiêm tr ng Hai t nh L ng S n và B c

K n thu c vùng núi ông B c v i 80% di n tích đ i núi có đ a hình thay đ i l n nh :

a hình vùng núi cao, đ a hình vùng đ i núi th p, đ a hình núi đá vôi, đ a hình thung

l ng ki n t o - xâm th c đây là vùng đ u ngu n c a các con sông l n v i đ d c

ph c t p t o đi u ki n hình thành các tr n l quét, l ng hay l c c h n n u di n bi n

v th m ph b thay đ i theo chi u h ng x u đi Chi m ph n l n là di n tích núi, đ i,

có nhi u dãy núi cao phía Tây, đ c bi t dãy Hoàng Liên S n, ch y d c theo h ng ông B c - Tây Nam, phía ông l i có nh ng dãy núi cao ch y theo hình cánh cung, đ ng th i có nhi u con sông, su i b t đ u ngu n t núi cao đ xu ng phía đ ng

b ng làm cho đ a hình c a ông B c chia c t ph c t p D i đây là b n đ chi ti t v

đ a hình thu c hai t nh n m trong ph m vi nghiên c u c a lu n án (Hình 1.5)

Hình 1.5 B n đ đ a hình khu v c nghiên c u (T nh B c K n và L ng S n)

Dãy núi

M u S n Dãy núi Ngân S n

26

1.5.1.3 c đi m đ a ch t th nh ng

S hình thành c ng nh quá trình phát sinh c a l p v th nh ng có m i liên quan

ch t ch v i đá và khoáng ch t hình thành th nh ng Có kho ng 20 phân v đ a t ng,

có tu i t Cambri đ n T t đá ch y u trong các phân v này nh sau: á granit (thu c nhóm đ t macma a xít có hàm l ng SiO2 r t cao), đ t đ c hình thành t lo i

đá này th ng có thành ph n c gi i nh , t ng m ng, đ phì nhiêu th p:

o á Anđêzit (là lo i đá thu c nhóm macma trung tính ch a nhi u lo i khoáng

ch t, đây là lo i đá d b phong hóa cho l p ph th nh ng dày, thành ph n c

bi n ch t Lo i đ t này th ng có kh n ng gi n c kém, t l s t trong đ t cao, gi u canxi Nhóm đ t feralít đ vàng phát tri n trên đá macma a xít, phân b t p trung

s n m t s dãy núi n m phía Tây và Tây Nam khu v c; đ dày t ng đ t vào lo i trung bình và m ng Nhóm đ t phát tri n trên đá ki m (đá vôi, đá bazic), lo i đ t đá vôi, đ t t t, thích h p cho tr ng cây nông nghi p ng n ngày, gi u ch t canxi, nh ng đ dày không đ ng đ u và thi u n c m t, lo i đ t phát tri n trên đá gi u ch t dinh

d ng, đ dày th ng sâu Nhóm đ t phù sa, phát tri n trên phù sa c t p trung ph n

h l u sông, đ t có t ng sâu dày, nh ng b c màu

27

VII và tháng VIII v i l ng m a phân b trên 300mm/ tháng Các tâm m a l n xu t

hi n nh ng vùng núi cao đón gió mùa m, nh dãy núi Tam o h u ng n sông Công (trên 2600mm), dãy núi Yên T (trên 2000mm), vùng B c Quang, ình L p, Móng Cái Mùa m a vào các tháng V - IX, có n m s m h n t tháng IV L ng m a ngày l n nh t đã quan tr c đ c m t s tr m nh sau: T i ình L p: 306,4mm ngày 14/7/1971 T i B c K n: 456,1mm ngày 17/10/1984

T nh B c K n và L ng S n n m trong vùng khí h u nhi t đ i gió mùa v i đ c tr ng khí h u mi n B c có mùa đông l nh, m a ít; mùa hè nóng m, m a nhi u Nhi t đ trung bình n m là 20-220C, cao nh t là 32,50C, th p nh t là 1,60

C [41] Gió mùa đã gây ra hi n t ng m a mùa và phân hoá theo không gian L ng m a trung bình n m bình quân kho ng 1.084 mm, phân b không đ u theo vùng và theo mùa Mùa m a t tháng IV đ n tháng IX có m a nhi u, l ng m a chi m kho ng 80 - 85% l ng m a

c n m m không khí trung bình hàng n m vào kho ng 82,0% Có 2 h ng gió chính là gió ông B c th i t tháng XII đ n tháng IV n m sau và gió ông Nam th i

t tháng V đ n tháng XI N i đây c ng có các tháng mùa h m a l n, m a t p trung

d gây ra l ng, l quét, xói mòn đ t đai [41] Các đ c tr ng trung bình nhi u n m có

th nêu tóm t t trong b ng sau:

Ngu n: Trung tâm T li u Khí t ng thu v n, B TN&MT( 2015) và [55]