Xây dựng mối quan hệ lượng mưa thời gian mưa tần suất (DDF) để tính toán mưa tiêu thiết kế cho vùng đồng bằng Bắc Bộ - TS. Nguyễn Tuấn Anh

Bài viết "Xây dựng mối quan hệ lượng mưa thời gian mưa tần suất (DDF) để tính toán mưa tiêu thiết kế cho vùng đồng bằng Bắc Bộ" giới thiệu một phương pháp xây dựng mối quan hệ giữa lượng mưa, thời gian mưa, tần suất (DDF) với thời gian mưa dài cho khu vực đồng bằng Bắc Bộ Việt Nam. Tham khảo nội dung bài viết để nắm bắt thông tin chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xây dựng mối quan hệ lượng mưa thời gian mưa tần suất (DDF) để tính toán mưa tiêu thiết kế cho vùng đồng bằng Bắc Bộ - TS. Nguyễn Tuấn AnhXÂY DỰNG MỐI QUAN HỆ LƯỢNG MƯA-THỜI GIAN MƯA-TẦN SUẤT (DDF) ĐỂ TÍNH TOÁN MƯA TIÊU THIẾT KẾ CHO VÙNG ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ TS. NGUYỄN TUẤN ANH Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước, Trường đại học Thủy Lợi 175 Tây Sơn, Đống Đa, Hà Nội E-mail: tuananh_ctn@wru.edu.vnTóm tắt:Bài báo này giới thiệu một phương pháp xây dựng mối quan hệ giữa lượng mưa - thời gian mưa – tầnsuất (DDF) với thời gian mưa dài (T>24h) cho khu vực đồng bằng Bắc Bộ Việt nam. Dựa trên số liệumưa tự ghi 20 năm của 6 trạm đo mưa ở đồng bằng Bắc Bộ, các phương trình và các tham số của cácđường cong DDF đã được thiết lập. Kết quả nghiên cứu cho thấy, quan hệ giữa lượng mưa và thờigian mưa có thể được mô tả bởi quan hệ hàm mũ và có một thời điểm chuyển tiếp. Để mô tả chính xácquan hệ này, cần thiết thiết lập hai phương trình cho hai thời khoảng trước và sau điểm chuyển tiếp.Kết quả nghiên cứu cũng đã cung cấp một bảng giá trị của các thông số của phương trình mô tả mốiquan hệ này cho 6 vùng. Dựa trên kết quả này, các mô hình mưa thiết kế khối xen kẽ có thể được xácđịnh.Các từ khoá: lượng mưa, thời gian mưa, chu kỳ lặp lại, DDF, mưa thiết kế, hồi quy.Abstract:In this paper, the problem of the identification of a long duration Depth-Duration-Frequency (DDF)curve in the Northern Delta of Vietnam is investigated. The recorded rainfall data of 6 rain-gauges inthe delta were collected for a period of 20 years. The equations and parameters of the Depth-Duration-Frequency curves were derived by using the simple regression method. Alternating block designstorms for mixed urban and agricultural drainage systems in the delta can be determined from theseDDF curves. 1. MỞ ĐẦUPhương pháp xác định trận mưa thiết kế (design storm) đã được nghiên cứu bởi nhiều tác giả, ví dụnhư: Keifer và Chu (1957) đã đề xuất một mô hình mưa giả tưởng để thiết kế hệ thống thoát nước ởChicago. Huff (1967) đã xây dựng một mô hình mưa thiết kế dạng phân bố theo thời gian cho vùngIllinois. Yen và Chow (1980) đã đề xuất một mô hình mưa dạng tam giác cho bốn vùng của Mỹ là:Illinois; Massachusetts; New Jersey và California.Ở Việt Nam, trong công tác quy hoạch, thiết kế các hệ thống tiêu nước mặt (gồm vùng nông nghiệpmà chủ yếu là lúa nước và các vùng dân cư, đô thị...) hiện nay thường sử dụng phương pháp trận mưađiển hình để xác định trận mưa thiết kế. Phương pháp này có đặc điểm là phân bố mưa của trận mưathiết kế phụ thuộc vào phân bố mưa của trận mưa điển hình, trong khi trận mưa điển hình được chọnthường dựa trên lượng mưa của trận tương ứng với thời gian mưa thiết kế (1, 3 hoặc 5 ngày) và sau đóđược thu phóng cùng tỷ số để được trận mưa thiết kế. Những trận mưa điển hình có tổng lượng mưalớn này thường không chứa những đỉnh mưa có cường độ lớn mà thời gian mưa nhỏ hơn 12h, vì vậynó thường cho kết quả dòng chảy thiên nhỏ đối với những lưu vực có diện tích đất thổ cư (hay đô thị)chiếm tỷ trọng đáng kể (Nguyen, T.A. et al, 2008). Mặt khác, khi trận mưa thiết kế được xác định dựatrên tài liệu mưa ngày cũng sẽ cho kết quả thiên nhỏ vì cường độ mưa được coi như phân bố đều trongmỗi ngày.Để khắc phục nhược điểm của phương pháp trận mưa điển hình và thiên về an toàn, chúng ta có thể ápdụng phương pháp khối xen kẽ (alternating block) để xây dựng trận mưa thiết kế (Chow, V.T.,1988). Để xây dựng trận mưa thiết kế theo phương pháp này trước hết chúng ta phải xây dựng mốiquan hệ lượng mưa (Depth) – thời gian mưa (Duration) – tần suất (Frequency), viết tắt là quan hệDDF hay quan hệ cường độ mưa (Intensity) - thời gian mưa (Duration) – tần suất (Frequency), viết tắtlà IDF.Một số công thức mô tả mối quan hệ IDF đã được đề xuất bởi Trần Việt Liễn, Trần Hữu Uyển, CụcThủy Văn,...tuy nhiên các nghiên cứu này chỉ xem xét mưa thời đoạn ngắn (T24h). Dưới đây trìnhbày việc xây dựng mối quan hệ DDF với thời đoạn dài cho vùng Đồng bằng Bắc Bộ nước ta. 2. CÔNG CỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUSố liệu mưa:Dựa trên tài liệu mưa tự ghi 20 năm (từ 1985 đến 2004) của 6 trạm khí tượng ở đồng bằng Bắc Bộ là:Hà Nội, Thái Bình, Nam Định, Ninh Bình, Phủ Lý và Hải Dương, những lượng mưa lớn nhất nămtương ứng với các thời đoạn 1h, 3h, 6h, 12h, 24h, 48h, 72h, 96h và 120h của 20 năm đã được xácđịnh.Lựa chọn hàm phân bố xác suất:Để chọn được hàm phân bố xác suất phù hợp nhất với các liệt số liệu lượng mưa lớn nhất năm trênđây, kiểm định 2 đã được áp dụng cho bốn hàm phân bố xác suất: Gumbel (EV1-Extreme Value ofthe 1st type), Lognormal, Pearson III and Kritski-Menken. Qua so sánh giá trị 2 , phân bố EV1 đượcchọn là hàm phân bố xác suất phù hợp nhất.Xác định các tham số của đường cong ...