BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI CẦM THỊ LAN HƢƠNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY VÀ PHÂN TÍCH RỦI RO TRONG ĐÁNH GIÁ AN TỒN HỒ CHỨA THỦY LỢI VIỆT NAM Ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình thủy Mã số: 9580202 NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC NGND.GS.TS PHẠM NGỌC QUÝ PGS.TS MAI VĂN CÔNG HÀ NỘI, NĂM 2020 LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân Tác giả Các kết nghiên cứu kết luận Luận án trung thực, không chép từ nguồn dƣới hình thức nào.Việc tham khảo nguồn tài liệu (nếu có) đƣợc thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Tác giả luận án Cầm Thị Lan Hƣơng i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, Tác giả xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy hƣớng dẫn NGND GS.TS Phạm Ngọc Quý, PGS.TS Mai Văn Công định hƣớng sát Tác giả trình học tập nghiên cứu Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ban Giám hiệu, Phịng Đào tạo, Bộ mơn Thủy cơng, Khoa Cơng trình - Trƣờng Đại học Thủy lợi, đồng chí lãnh đạo đồng nghiệp Tổng cục Thủy lợi nơi Tác giả công tác tạo điều kiện thời gian, động viên Tác giả hoàn thành trình học tập nghiên cứu Từ đáy lịng mình, Tác giả xin đƣợc cảm ơn đến thày nhà khoa học ngồi Trƣờng quan tâm góp ý chun mơn cho Tác giả suốt trình nghiên cứu đặc biệt giai đoạn hoàn thiện luận án Và đặc biệt, Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, bạn bè ln động viên, khích lệ để Tác giả hoàn thành luận án tiến sĩ ii MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH vii DANH MỤC BẢNG BIỂU x DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU xii MỞ ĐẦU…… 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Hƣớng tiếp cận phƣơng pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn Cấu trúc luận án CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ AN TOÀN HỒ CHỨA, ĐÁNH GIÁ AN TOÀN HỒ CHỨA THEO LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY VÀ PHÂN TÍCH RỦI RO 1.1 Tổng quan an toàn hồ chứa, lý thuyết độ tin cậy phân tích rủi ro 1.1.1 Khái niệm an toàn hồ chứa, lý thuyết độ tin cậy phân tích rủi ro 1.1.2 Vấn đề ngập lụt hạ du 1.1.3 Một số cố hồ chứa nƣớc giới 1.1.4 Hiện trạng hồ chứa thủy lợi Việt Nam 1.1.5 Một số cố hồ chứa thủy lợi năm gần 11 1.1.6 Nguyên nhân dẫn đến cố hồ chứa nƣớc 13 1.1.7 Một số giải pháp tăng cƣờng quản lý an toàn hồ chứa thủy lợi Việt Nam… 18 1.2 Tổng quan nghiên cứu ứng dụng LTĐTC PTRR lĩnh vực thủy lợi đánh giá an toàn hồ chứa nƣớc .19 1.2.1 Các nghiên cứu điển hình giới 19 1.2.2 Các nghiên cứu nƣớc 21 1.2.3 Các công cụ giải hàm tin cậy chế cố 25 1.3 Tồn nghiên cứu đánh giá an toàn hồ chứa thủy lợi Việt Nam 26 1.4 Định hƣớng nghiên cứu vấn đề cần giải Luận án 28 1.5 Kết luận Chƣơng 28 CHƢƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY VÀ PHÂN TÍCH RỦI RO TRONG ĐÁNH GIÁ AN TOÀN HỒ CHỨA 29 iii 2.1 Lý thuyết độ tin cậy đánh giá an toàn hồ chứa nƣớc 29 2.1.1 Độ tin cậy chế cố 29 2.1.2 Sơ đồ cố 41 2.1.3 Hàm tin cậy hệ thống 42 2.2 Phân tích rủi ro ngập lụt vùng hạ du hồ chứa 46 2.2.1 Định nghĩa rủi ro ngập lụt vùng hạ du hồ chứa .46 2.2.2 Nguyên lý trình tự phân tích rủi ro ngập lụt hạ du hồ chứa 46 2.3 Hậu ngập lụt hạ du xác định thiệt hại ngập lụt hạ du hồ chứa 48 2.3.1 Hậu ngập lụt hạ du hồ chứa nƣớc .48 2.3.2 Phƣơng pháp đánh giá thiệt hại vùng hạ du hồ chứa nƣớc 49 2.4 Đánh giá an tồn hồ chứa nƣớc có xét đến rủi ro ngập lụt hạ du .53 2.4.1 Đánh giá rủi ro ngập lụt hạ du 53 2.4.2 Đánh giá an toàn hồ chứa nƣớc 58 2.5 Kết luận Chƣơng 58 CHƢƠNG THIẾT LẬP BÀI TOÁN ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY VÀ PHÂN TÍCH RỦI RO TRONG ĐÁNH GIÁ AN TỒN HỒ CHỨA CĨ XÉT ĐẾN NGẬP LỤT HẠ DU 59 3.1 Sơ đồ hóa mối liên hệ CTĐM vùng hạ du 59 3.1.1 Sơ đồ hóa cơng trình đầu mối 59 3.1.2 Sơ đồ hóa vùng ngập lụt hạ du hồ chứa nƣớc 61 3.1.3 Kết nối an tồn cơng trình đầu mối ngập lụt hạ du .62 3.1.4 Giới hạn trƣờng hợp nghiên cứu 64 3.2 Thiết lập sơ đồ cố hồ chứa nƣớc .65 3.2.1 Cơ chế cố sơ đồ cố đập đất 66 3.2.2 Cơ chế cố sơ đồ cố tràn xả lũ .67 3.2.3 Cơ chế cố sơ đồ cố cống lấy nƣớc 68 3.3 Thiết lập hàm độ tin cậy chế cố hồ chứa nƣớc 70 3.3.1 Nguyên tắc thiết lập 70 3.3.2 Một số hàm tin cậy đập đất 75 3.3.3 Một số hàm tin cậy tràn xả lũ 79 3.3.4 Một số hàm tin cậy cống lấy nƣớc 80 3.3.5 Giải hàm tin cậy 82 iv 3.4 Bài toán 1: Xác định xác suất cố phân tích độ tin cậy hệ thống cơng trình đầu mối hồ chứa nƣớc 83 3.4.1 Mục tiêu 83 3.4.2 Nội dung toán .83 3.4.3 Kết ý nghĩa toán 86 3.5 Bài toán 2: Xác định độ tin cậy yêu cầu cơng trình đầu mối theo rủi ro ngập lụt hạ du 86 3.5.1 Mục tiêu 86 3.5.2 Nội dung toán .86 3.5.3 Kết ý nghĩa Bài toán 90 3.6 Bài toán 3: Thiết kế sửa chữa, nâng cấp cơng trình đầu mối hồ chứa theo độ tin cậy yêu cầu có xét đến rủi ro ngập lụt hạ du hồ chứa .90 3.6.1 Mục tiêu toán .90 3.6.2 Nội dung toán .91 3.6.3 Kết ý nghĩa toán 93 3.7 Giải pháp bảo đảm an toàn hồ chứa, giảm thiểu rủi ro ngập lụt hạ du .97 3.7.1 Nhóm giải pháp giảm thiểu rủi ro ngập lụt hạ du 97 3.7.2 Nhóm giải pháp phịng, tránh rủi ro ngập lụt hạ du 98 3.7.3 Giải pháp kết hợp giảm thiểu phòng, tránh rủi ro ngập lụt hạ du…… 99 3.8 Kết luận Chƣơng 100 CHƢƠNG ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY VÀ PHÂN TÍCH RỦI RO ĐÁNH GIÁ AN TỒN HỒ NÚI CỐC CĨ XÉT ĐẾN NGẬP LỤT HẠ DU 102 4.1 Giới thiệu chung hồ Núi Cốc 102 4.1.1 Vị trí, đặc điểm tự nhiên, đặc điểm kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu 102 4.1.2 Khái quát hồ chứa Núi Cốc .103 4.2 Đánh giá trạng an toàn hồ Núi Cốc có xét đến rủi ro ngập lụt hạ du… 105 4.2.1 Sơ đồ tiếp cận phân tích an tồn hồ Núi Cốc 105 4.2.2 Xác định xác suất cố số độ tin cậy trạng hồ Núi Cốc…… .105 v 4.2.3 Xác định độ tin cậy u cầu cơng trình đầu mối theo rủi ro ngập lụt vùng hạ du 111 4.2.4 Kết đánh giá an toàn hồ Núi Cốc có xét đến ngập lụt hạ du 118 4.2.5 Phân tích lựa chọn giải pháp sửa chữa, nâng cấp hồ Núi Cốc .119 4.2.6 Thiết kế hồ Núi Cốc đạt độ tin cậy yêu cầu 120 4.3 Kết luận Chƣơng 121 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .123 Kết đạt đƣợc luận án 123 Những đóng góp luận án .124 Các tồn hƣớng phát triển 125 Kiến nghị .126 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ 127 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 128 PHỤ LỤC 134 PHỤ LỤC 1: Thống kê vài cố vỡ đập 10 năm gần thông số kỹ thuật hồ Núi Cốc 135 PHỤ LỤC 2: Tính tốn xác suất cố trạng, độ tin cậy yêu cầu hồ Núi Cốc…………… 140 P2.1 Tính tốn phân bố xác xuất biến mực nƣớc Zmn 140 P2.2 Một số thông số kỹ thuật cơng trình .142 P2.3 Tính tốn XSSC chế thành phần hạng mục thuộc CTĐM hồ Núi Cốc 143 P2.4: Tính cho trƣờng hợp mực nƣớc cực trị năm có phân bố loga chuẩn Zmn = (46,51; 0,51) 168 P2.5 Thiết lập đƣờng cong cố nƣớc tràn đỉnh đập, ổn định mái hạ lƣu đập chính………………………………………………………………………………170 P2.6 Tính tốn chi phí đầu tƣ sửa chữa, nâng cấp chi phí quản lý vận hành PV(M) hồ Núi Cốc, Thái Nguyên 171 P2.7 Đánh giá ngập lụt hạ du xác định thiệt hại 175 vi DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1-1: Bản đồ ngập lụt hạ du hồ Dầu Tiếng ứng với kịch [6] Hình 1-2: Hiện trạng đập Bản Kiều vỡ [1] Hình 1-3: Đập Edenville bị vỡ lũ tần suất 1/500 năm [8] Hình 1-4: Số lƣợng hồ chứa thủy lợi thống kê theo tỉnh, thành phố Việt Nam .9 Hình 1-5: Bản đồ phân vùng hồ chứa thủy lợi 10 Hình 1-6: Đập Phân Lân (Vĩnh Phúc)……………………………………………… 12 Hình 1-7: Hồ Đầm Hà Động (Quảng Ninh) 12 Hình 1-8: Hồ Đội (Đắk Lắk)……………………………………………………… 12 Hình 1-9: Hồ 201 (Đắk Lắk) 12 Hình 2-1: Phân bố xác suất hàm tin cậy 29 Hình 2-2: Quan hệ hàm tải trọng (S) hàm sức chịu tải (R) 30 Hình 2-3: Miền tính tốn tích phân hàm fR,S(R.S) [30] 36 Hình 2-4: Số lƣợng mẫu yêu cầu N không phụ thuộc vào số biến hàm Z [29] 40 Hình 2-5: Sơ đồ cố điển hình hệ thống [31], [43] .43 Hình 2-6: Minh họa cách xác định XSSC hệ thống nối tiếp [31], [43] 43 Hình 2-7: Sơ đồ cố hệ thống CTĐM hồ chứa nƣớc 45 Hình 2-8: Sơ đồ nguyên lý phân tích rủi ro ngập lụt hạ du hồ chứa 47 Hình 2-9: Các bƣớc phân tích rủi ro ngập lụt hạ du hồ chứa 48 Hình 2-10: Thiệt hại đơn vị lớn vùng hạ du hồ chứa nƣớc Dầu Tiếng [6] 52 Hình 2-11: Đƣờng cong thiệt hại vùng hạ du hồ chứa nƣớc Dầu Tiếng [6] 52 Hình 2-12: Tối ƣu XSSC theo quan điểm kinh tế [45], [53] 57 Hình 3-1: Một số hình thức bố trí tổng thể CTĐM hồ chứa Việt Nam .60 Hình 3-2: Sơ họa vùng ngập lụt hạ du hồ chứa nƣớc 62 Hình 3-3: Sơ đồ hóa tổng quát vùng ngập lụt hạ du hồ chứa nƣớc 62 Hình 3-4: Sơ đồ kết nối an toàn CTĐM ngập lụt hạ du hồ chứa nƣớc 62 Hình 3-5: Sơ đồ hóa CTĐM vùng hạ du hồ chứa nƣớc 63 Hình 3-6: Sơ đồ cố tổng quát ngập lụt vùng hạ du hồ chứa nƣớc 63 Hình 3-7: Sơ họa hóa tổng quát vùng ngập lụt hạ du hồ chứa nƣớc trƣờng hợp nghiên cứu 65 Hình 3-8: Sơ đồ cố ngập lụt vùng hạ du hồ chứa nƣớc trƣờng hợp nghiên cứu .65 Hình 3-9: Sơ đồ cố đập .67 Hình 3-10: Sơ đồ cố tràn xả lũ 68 vii Hình 3-11: Sơ đồ cố cống lấy nƣớc 70 Hình 3-12 Sơ đồ chế cố nƣớc tràn đỉnh đập [34] 75 Hình 3-13 Sơ đồ chế trƣợt mái hạ lƣu theo phƣơng pháp Bishop [34], [56] 76 Hình 3-14 Sơ đồ chế cố biến hình thấm đặc biệt [34], [56] 78 Hình 3-15: Minh họa đƣờng cong cố nƣớc tràn đỉnh đập [63]và chế ổn định mái hạ lƣu đập [23] 86 Hình 3-16: Sơ đồ minh họa phân bổ độ tin cậy theo sơ đồ cố 92 Hình 3-17: Sơ đồ tiếp cận đề xuất giải pháp nâng cao an toàn hồ chứa nƣớc 97 Hình 3-18: Lựa chọn điểm thiết kế nâng cao an toàn hồ chứa, giảm thiểu rủi ro cho vùng hạ du 99 Hình 4-1: Bản đồ vị trí hồ Núi Cốc .102 Hình 4-2: Tồn cảnh đầu mối hồ Núi Cốc 104 Hình 4-3: Tràn xả lũ hồ Núi Cốc 104 Hình 4-4: Cống lấy nƣớc đập phụ hồ Núi Cốc 104 Hình 4-5: Sơ đồ tiếp cận giải toán .105 Hình 4-6: Sơ họa hệ thống CTĐM hồ Núi Cốc 106 Hình - 7: Sơ đồ cố CTĐM hồ Núi Cốc 106 Hình -8: Mặt CTĐM hồ chứa nƣớc Núi Cốc, Thái Nguyên [66] 107 Hình 4-9: Phân tích XSSC phần mềm OPEN FTA 108 Hình 4-10: Mức độ ảnh hƣởng chế cố đến an toàn hồ Núi Cốc 110 Hình 4-11: Đƣờng cong cố chế nƣớc tràn đỉnh đập ổn định mái hạ lƣu111 Hình 4-12: Các kịch tính tốn xác định ĐTC yêu cầu hồ Núi Cốc .113 Hình 4-13: Đƣờng quan hệ (IPf), (RPf) (Ctot) ứng với kịch .117 Hình 4-14: Đƣờng cong chi phí đầu tƣ nâng cấp CTĐM có xét đến rủi ro ngập lụt hạ du hồ Núi Cốc 118 Hình 4-15: Ảnh hƣởng chế đến XSSC hệ thống CTĐM trƣờng hợp MNLTK tính tốn cập nhật thủy văn bồi lắng lịng hồ 120 Hình P2-1: Phân bố xác suất mực nƣớc hồ Núi Cốc từ liệt số liệu quan trắc .143 Hình P2-2a: Kết tính ổn định mái hạ lƣu đập ngẫu nhiên Geoslope 2007 (trƣờng hợp mực nƣớc lũ thiết kế cập nhật +48,70) 145 Hình P2-2b: Kết tính ổn định mái hạ lƣu đập ngẫu nhiên Geoslope 2007 (trƣờng hợp mực nƣớc cực trị năm +46,51) 146 Hình P2-3: Sơ đồ tính tốn biến hình thấm đặc biệt 150 Hình P2-4: Đƣờng mực nƣớc lớn dọc sơng Cơng theo kịch tính tốn điều tiết 176 viii Hình P2-5: Thời gian chảy truyền dọc sông Công theo kịch tính tốn 177 Hình P2-6a: Dện tích ngập lụt theo kịch huyện Phổ Yên (độ sâu ngập 6,0m) Tthống kê, xác định thiệt hại Hiện phƣơng pháp đƣợc chấp nhận sử dụng rộng rãi nhiều nơi giới nhƣ cách tiếp cận tiêu chuẩn việc xác định thiệt hại ngập lụt gây Hàm thiệt hại quan hệ lƣợng hóa mức độ thiệt hại đối tƣợng chịu ảnh hƣởng lũ với đặc trƣng lũ nhƣ độ sâu ngập, thời gian ngập, vận tốc dòng chảy, hàm lƣợng phù sa, chất lƣợng nƣớc,… Đối tƣợng chịu ảnh hƣởng lũ loại sử dụng đất ngƣời vật chất (các tịa nhà, xe hơi, đƣờng giao thơng…) Gây loại thiệt hại Hữu hình, Vơ hình tác động trực tiếp gián tiếp lên đối tƣợng chịu ảnh hƣởng Tuy vậy, độ sâu ngập lụt nƣớc thƣờng định xuất thiệt hại, phần lớn thiệt hại phụ thuộc vào đặc trƣng Do vậy, ta trọng vào việc phân tích đánh giá thiệt hại đặc trƣng độ sâu ngập gây loại hình sử dụng đất Với mục đích đƣợc nêu ra, sử dụng kết đồ ngập lụt đƣợc mơ trên, việc tính tốn thống kê thiệt hại đƣợc thực thông qua: Thống kê diện tích ngập lụt; Thống kê thiệt hại (Dựa theo phương pháp đường cong thiệt hại) Thống kê diện tích ngập Căn theo kết xây dựng đồ ngập lụt, thống kê diện tích ngập lụt với loại 184 đất khác tƣơng ứng với 05 mức độ ngập đƣợc đƣa nhƣ sau: Dƣới 0.5 , từ 0.5 tới 1.0 , từ 0.5 tới 3.0, từ 3.0 tới 6.0 6.0 Bằng việc sử dụng công cụ Spatial Analyst Tool , ModelBuilder phần mềm ArcMap (Thuộc công cụ ArcGis - ERSI) tiến hành thống kê với liệu đầu vào bao gồm : Lớp Raster ngập lụt (*.tiff), ranh giới hành (*.shp - Polygon) , liệu sử dụng đất huyển – tỉnh Thái Nguyên chịu ảnh hƣởng trực tiếp cố vỡ đập (*.shp - Polygon).Chi tiết sơ đồ phân tích đƣợc trình bày cụ thể nhƣ sau: Hình P2-7: Sơ thống kê diện tích ngập loại đất theo cấp độ ngập Thống kê thiệt hại Với kết thống kê ngập lụt kịch theo yếu đố: cấp độ ngập, loại đất theo ranh giới hành vùng chịu ảnh hƣởng; Dựa yếu tố tiến hành đánh giá thiệt hại ngập lụt kinh tế dựa hàm thiệt hại Dựa yếu tố độ sâu ngập giúp xác định đƣợc quản lý mức độ hiểm họa ngập lụt lên đơn vị diện tích sử dụng đất vùng nghiên cứu Vùng nghiên cứu đƣợc chia thành ơ, ta xác định đƣợc giá trị độ sâu Trung bình gái trị thiêt hại lớn xảy Khi thiệt hại vùng nghiên cứu đƣợc xác định theo công thức : 185 ∑ Trong đó: D tổng thiệt hại vùng nghiên cứu, n số ô đƣợc chia vùng nghiên cứu, Fi diện tích lƣới thứ i f(hi) thiệt ô lƣới thứ i tƣơng ứng với độ độ ngập hi đƣợc xác định từ hàm thiệt hại Giá trị f(hi) đƣợc tính tốn dựa đƣờng cong thiệt hại tƣơng ứng với loại đất khác Có hai phƣơng pháp xây dựng hàm thiệt hại: phƣơng pháp thứ điều tra khảo sát sau thống kê giá trị thiệt hại; phƣơng pháp thứ hai sử dụng cơng cụ để mơ hình mơ phỏng, sau dựa vào quan hệ giá trị sử dụng đất mức độ ngập lụt để xác định giá trị thiệt hại Bảng P2-40: Thiệt hại lớn cho đơn vị diện tích sử dụng đất STT Tên loại đất sử dụng 10 11 12 13 Đất đô thị Đất vùng ven Đất phát triển Đất trụ sở, quan, cơng trình nghiệp Đất khu cơng nghiệp Đất trung tâm thƣơng mại Đất sở sản xuất kinh doanh Đất nuôi trồng thủy sản Đất sản xuất nông nghiệp Đất trồng lâu năm Đất giao thông Đất khác Tổn thất xe cộ USD$/m2 22,23 19,24 22,23 26,1 9,65 36,2 36,2 14,2 2,7 3,6 0,4 12,57 103Đồng/m2 496 429 496 583 215 808 808 317 60 80 281 14 Chi phí vệ sinh sau ngập lụt 0,34 Đƣờng cong thiệt hại với dạng đƣờng theo độ sâu ngập lụt mức độ ảnh hƣởng quy thành tiền Qua đƣờng cong thiệt hại, ta nhận thấy loại đất chịu thiệt hại lớn chịu mức độ sâu ngập độ sâu ngập lớn nhất, loại đất phục vụ cho phát triển nhƣ đất đô thị Tuy nhiên độ sâu ngập thấp dƣới 1m đất phục vụ đất đô thị nhƣ đất nông thôn chịu tổn thất lớn hơn, độ sâu tăng lên giá trị thiệt hại loại đất tăng chậm theo Áp dụng phƣơng pháp tiếp cận nêu cho vùng hạ du hồ Núi Cốc 186 Thiệt hại toàn vùng nghiên cứu với cấp ngập lụt khác Sử dụng công thức tính tốn đƣợc nêu trên, hàm thiệt hại nhƣ yếu tố diện tích tƣơng ứng với loại đất ta xác định đƣợc tổng mức thiệt hại cho toàn vùng Dựa hàm thiệt hại, xây dựng đồ mức độ thiệt hại với loại đất ứng với trạng thái ngập lụt với kịch Làm sở để xác định tổng thiệt hại gây tƣơng ứng với trƣờng hợp Hình P2-8: Bản đồ thiệt hại ứng với loại đất ứng theo mức ngập (KB3) Trên tiến hành tính tốn tồn loại thiệt hại gây toàn vùng ảnh hƣởng với loại đất khác 187 Bảng P2-41: Thiệt hại vỡ đập tràn đỉnh với lũ đến hồ tần suất P= 0.2% (KB3) Đất trụ sở quan cơng trình nghiệp Đất trung tâm thƣơng mại Tổng ($) 9,503,220 63,790,576 3,173,008 438,887,690 9655.53 983,125 687,498 4,777,870 221,328 39,316,435 864.96 1,463,244 2,046,760 815,752 4,056,925 270,610 50,042,562 1100.94 149,883,415 6,492,943 21,525,016 5,434,593 44,671,289 1,079,759 249,162,717 5481.58 42,959,281 9,749,813 13,041,149 2,564,588 9,684,876 1,143,131 96,014,832 2112.33 1,041,492 714,129 1,228,423 789 599,617 458,179 4,351,144 95.73 6,078,154 38,604,727 379,476 5,914,422 13,570,078 921,539 1,852,933 73,646,224 1620.22 10,979 739,467 4,811,551 762 473,233 1,051,435 399,216 339,684 7,826,328 172.18 42,556 1,179,082 5,001,232 97,157 576,116 1,200,042 25,473 245,977 8,367,634 184.09 3,719,404 234,806 3,617,747 18,182,498 34,997 3,326,556 6,180,397 401,542 1,267,272 36,965,220 813.23 682,314 1,634,834 541,858 10,569,947 246,560 1,538,516 5,138,204 95,308 20,447,543 449.85 39,500 0.87 96,049,528 2113.09 Huyện Đất khác Đất nuôi trồng thủy sản Đất sản xuất kinh doanh Đất đô thị Đất vùng nông thôn Đất phát triển Đất sản xuất nông nghiệp Phỉ Yªn 4,707,724 31,043,158 5,630,708 262,703,278 19,511,546 38,824,472 0 1,619,905 382,651 29,552,640 1,091,418 0 1,782,587 340,233 39,266,451 1,641,097 14,071,376 4,363,231 2,758,111 13,569,290 544,593 308,516 S«ng C«ng 4,401,718 1,923,176 0 39,500 TP Thái Nguyên t trng cõy lõu nm 583,626 1,031,327 320,378 70,753,385 6,181,889 188 11,249,305 5,784,462 145,158 Tổng (109VND) 0 265,155 110,533 20,322,834 920,922 1,512,569 2,346,259 0 119,900 49,477 17,382,563 1,290,834 1,795,988 376,001 640,917 160,368 29,861,295 2,830,466 207,625 5,354 3,186,693 1,139,667 25,623,429 563.72 982,125 21,620,888 475.66 5,402,232 2,443,344 41,714,624 917.72 2,536,306 12,734 7,088,378 155.94 2,209 0.05 608,583,442 13,389 2,209 Tổng cộng 145,158 9,693,067 33,997,661 12,029,241 372,061,390 19,891,022 189 50,920,783 34,322,603 70,496,578 5,171,098 Nhà khoa học, kỹ sƣ tƣ vấn cơng trình Hà Lan (Roos, 2003) nghiên cứu ngƣỡng kết hợp chiều sâu ngập lụt vận tốc mà từ dẫn đến khả nhà bị sụp đổ cho kiểu kết cấu khác Thêm vào đó, theo dự án Rescdam (Helsinki University Technology, 2000) đƣa cho sụp đổ hoàn toàn nhà nề, bê tông gạch nhƣ sau: V*D ≥ 7m2/s V ≥ 2m/s Trong đó: V vận tốc dòng nƣớc lũ D độ sâu ngập lụt Theo nghiên cứu Mỹ (Kelman, 2002) ngƣỡng để tòa nhà sụp đổ lũ là: V*D ≤ 3m2/s Khả sụp đổ thấp 3m2/s < V*D ≤ 7m2/s Khả sụp đổ trung bình V*D > 7m2/s Khả sụp đổ cao Mối quan hệ đƣợc thể biểu đồ dƣới Hình P2-9: Mối quan hệ vận tốc độ sâu ngập lụt với khả sập đổ nhà cửa 190 Hình P2-10: So sánh thiệt hại ngập ứng với cấp độ sâu ngập KB3 Xét ảnh hƣởng theo trƣờng hợp, ta thấy: Tại KB1 thiệt hại chủ yếu tập trung cấp độ ngập thấp, trƣởng hợp với lƣu lƣợng vỡ tƣơng đối thấp so với kịch lại gây độ sâu ngập không lớn, chủ yếu lớn vùng huyện Phổ n có đặc điểm địa hình tƣơng đối thấp Tại KB2, KB3 trƣờng hợp lƣu lƣợng vỡ lớn hơn, gây độ sâu ngập lớn toàn vùng nghiên cứu Lúc tổn thất nhiều tập trung chủ yếu mức độ sâu ngập nằm khoảng từ – 6m Hình P2-11: Đường lũy tích thiệt hại theo độ sâu ngập 191 Qua hình ta thấy thiệt hại kịch độ sâu 1m khơng có sư khác biệt ( ~3298 tỉ VND) Tuy nhiên xét tới mức ngập rơi khoảng từ 1.0 tới 6.0m tổng giá trị thiệt hại kịch tràn đỉnh lớn nhiều so với kịch xói ngầm Với độ sâu ngập 3.0 m chênh lệch ~4838 tỉ VND, xét tới độ sâu ngập 6.0 m lúc lệch ~ 6891 tỉ VND Ngoài ra, với hai kịch KB2 KB3 tổng giá trị thiệt thại ngập lụt gây độ sâu ngập 6.0 m tăng khơng đáng kể so với cấp ngập lụt trƣớc Trong với KB1 đƣờng giá trị tổng thiệt hại gần nhƣ không thay đổi độ sâu ngập 3,0m - Về kết tính tốn xây dựng đồ ngập lụt hạ du hồ Núi Cốc: + Khi lũ thiết kế (P=1%, Qd=3311m3/s), lũ kiểm tra (P=0,2%, Qd=4980m3/s) đến hồ, mƣa hạ lƣu có tần suất tƣơng ứng, tràn hoạt động bình thƣờng Kết hợp với việc xã lũ hồ Núi Cốc, khu vực phụ cận chịu mƣa lớn gây nên dòng chảy lũ lớn lƣu vực sông Công, mực nƣớc sông Cầu đạt báo động III Từ kết diễn tốn sóng lũ mơ xả lũ theo kịch 11 nhánh Sơng Cơng cho thấy lịng suối khơng thể đƣợc lƣợng nƣớc lũ, dịng chảy lũ lớn nhƣ gây nên tƣợng tràn bãi gây ngập số vị trí lƣu vực khu vực ven trục suối Các huyện, thành phố bị ảnh hƣởng Phổ Yên, Sông Công, Thành Phố Thái Nguyên, Phú Bình thuộc Thái Nguyên Các huyện Hiệp Hịa (Bắc Giang) Sóc Sơn (Hà Nội) ảnh hƣởng nƣớc dềnh sơng Cầu lũ lớn phía thƣợng nguồn cộng với mƣa lũ nội đồng bị ảnh hƣởng ngập số xã ảnh hƣởng mƣa nội đồng nƣớc dềnh sông Cầu + Khi lũ qua tràn với lũ đến vƣợt lũ thiết kế (P=0.01%, Qd=8514m3/s), tổng lƣợng lũ xả tràn xuống hạ du khoảng 652 triệu m3, mƣa hạ lƣu có tần suất tƣơng ứng, ngập lụt xảy huyện, xã nêu nhƣng mức ngập, diện ngập nhiều + Khi xảy lũ qua tràn với lũ đến trung bình (Qd=943m3/s), hạ du hồ chứa khơng có mƣa, đập bị xói qua thân đập dẫn đến vỡ đập, thị xã Phổ Yên xã Thuận Thành, Trung Thành Đắc Sơn bị ảnh hƣởng, thành phố Sơng Cơng cịn xã Bá Xun, thành phố Thái Nguyên xã Tân Cƣơng Thịnh Đức bị ảnh hƣởng 192 ngập lụt - Về kết tính tốn mực nƣớc lớn theo kịch xây dựng đồ ngập lụt hạ du hồ Núi Cốc: + Với kịch xả lũ vƣợt lũ thiết kế (P=0.01%, Qd=8514m3/s), mực nƣớc dọc sông Công lớn nhiều so với mực nƣớc lũ thiết kế theo QĐ3034 + Với kịch xả lũ thiết kế (P=1%, Qd=3311m3/s),lũ kiểm tra (P=0,2%, Qd=4980m3/s) đoạn từ hạ lƣu hồ Núi Cốc đến đoạn ngã ba sơng xóm La Giang, xã Bá Xuyên mực nƣớc dọc sông Công lớn mực nƣớc lũ thiết kế theo QĐ3034 + Trƣờng hợp vỡ đập tràn đình hay xói ngầm hạ du vùng Núi Cốc bị ảnh hƣởng nhiều hơn, mực nƣớc cao so với mực nƣớc lũ thiết kế theo QĐ3034 - Hƣớng dòng phá hoại dòng lũ xả lũ: - Do ảnh hƣởng xủa xả tràn hồ Núi Cốc, sau hạ lƣu, lƣu tốc dòng chảy tăng lên, gây ảnh hƣởng đến bờ sơng, cụ thể đoạn qua xóm Tuần xã Đắc Sơn, qua xóm Trƣờng Giang, xã Vạn Phái, xóm Lị, xã Nam Tiến, qua trạm bơm xóm Lị xã Nam Tiến, đoạn kè Xuân Vinh, xã Trung Thành thuộc thị xã Phổ Yên, đoạn từ nhà máy nƣớc sơng Cơng đến núi phía Nam Núi tảo thuộc thành phố sơng Cơng Tính tốn tƣơng tự với kịch vỡ đập tràn đỉnh lũ đến hồ với tần suất khác nhau, đƣợc kết nhƣ sau: Bảng P2-42: Thiệt hại vỡ đập tràn đỉnh lũ đến hồ với tần suất khác Đơn vị tính (tỷ đồng) Tần suất Pf TT Thiệt hại D 1/100 0.01 12.953 1/200 0.005 13.108 1/500 0.002 13.389 1/1.000 0.001 14.987 1/5.000 0.0002 16.863 1/10.000 0.0001 19.464 193 ... QUAN VỀ AN TOÀN HỒ CHỨA, ĐÁNH GIÁ AN TOÀN HỒ CHỨA THEO LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY VÀ PHÂN TÍCH RỦI RO 1.1 Tổng quan an toàn hồ chứa, lý thuyết độ tin cậy phân tích rủi ro 1.1.1 Khái niệm an tồn hồ chứa, ... SỞ KHOA HỌC CỦA LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY VÀ PHÂN TÍCH RỦI RO TRONG ĐÁNH GIÁ AN TOÀN HỒ CHỨA 29 iii 2.1 Lý thuyết độ tin cậy đánh giá an toàn hồ chứa nƣớc 29 2.1.1 Độ tin cậy chế cố ... quan an toàn hồ chứa, lý thuyết độ tin cậy phân tích rủi ro 1.1.1 Khái niệm an toàn hồ chứa, lý thuyết độ tin cậy phân tích rủi ro 1.1.2 Vấn đề ngập lụt hạ du 1.1.3 Một số cố hồ chứa