Thảo luận - Ngập lụt đô thị - có đóng góp không nhỏ bởi sự lạc hậu và phi lý của TCVN 7957:2008 | CỘNG ĐỒNG XÂY DỰNG

Thảo luận Ngập lụt đô thị - có đóng góp không nhỏ bởi sự lạc hậu và phi lý của TCVN 7957:2008

Mặc dù trong diễn đàn có chủ đề gần liên quan
nhưng đấy là bàn về mô hình, ở đây tainguyenviet bàn về chính sự lạc hậu và phi lý của TCVN 7957:2008

Bên đó cũng đã đề cập cái cường độ giới hạn thì rõ ràng là giá trị cường độ mưa là thành tưu trọn đời ... không xác định đến vấn đề biến đổi khí hậu, tainguyenviet sẽ mổ xẻ sự bảo thủ và phi lý khi áp dụng TCVN 7957:2008 để tính toán thoát nước sau.

Trước mắt tainguyenviet đề cập tiếp hệ số nhám n Manning. Với điều kiện dòng chảy thống nhất độ dốc cũng giống như độ dốc của đường cấp năng lượng và độ dốc mặt nước, n là một hệ số đại diện cho sự thô ráp hoặc ma sát áp dụng cho các dòng chảy của kênh. Giá trị n-Manning thường được lựa chọn từ các bảng, nhưng nó có thể trở lại tính từ đo đạc thực địa. Trong nhiều điều kiện dòng chảy, chọn ra hệ số nhám Manning rất có thể ảnh hưởng đến kết quả tính toán, cũng là kênh bê tông, có sự chênh lệch hàng trăm tỷ (xây lắp và đền bù) nếu chọn hệ số nhám n = 0,015 với n = 0,017.

Việc lựa chọn độ nhám n là rất quan trọng, vì ảnh hưởng lớn đến kết quả tính toán. Ta thấy hệ số nhám n thay đổi dọc dòng chảy và cả ngay tại một mặt cắt. Ngoài ra n còn phụ thuộc vào cả mực nước, lưu lượng. Thông thường người ta tính ngược tìm n chứ không dùng n thực đo và người ta dùng công thức dòng chảy đều để tính n. Nhưng ở TCVN 7957:2008, giá trị n cũng là thành tựu trọn.

Rõ ràng nếu theo TCVN 7957:2008 - tại 4.3
Hệ số nhám n lấy theo Bảng 8.

Bảng 8

Loại cống và mương Hệ số nhám Manning (n)
Cống: - Bê tông cốt thép - ống gang - ống thép - ống nhựa 0,013 0,012 0,012 0,011
Loại cống và mương Hệ số nhám Manning (n)
Mương: - Mái cỏ - Mái xây đá - Mái bê tông - Mái bê tông và đáy bê tông 0,03 0,025 0,022 0,015


so với bên ngành Thủy Lợi

PHỤ LỤC J - HỆ SỐ NHÁM CỦA KÊNH VÀ SÔNG SUỐI

Bảng J1 - Hệ số nhám của kênh đất

Đặc điểm của kênh Hệ số nhám (n) của dòng kênh
Kênh tưới Kênh tiêu
1. Lưu lượng của kênh lớn hơn 25 m3/s - Tuyến kênh đi qua đất dính và các loại đất cát. - Tuyến kênh đi qua đất lẫn sỏi cuội. 0,0200 0,0225 0,0250 0,0275
2. Lưu lượng của kênh từ 0,1 m3/s đến 25 m3/s - Tuyến đi qua đất dính và các loại đất cát. - Tuyến kênh đi qua đất lẫn sỏi cuội. 0,0225 0,0250 0,0300 0,0325
3. Lưu lượng của kênh nhỏ hơn 1 m3/s 0,0250 0,0350
4. Kênh sử dụng theo định kỳ 0,0275


Bảng J2 - Hệ số nhám của kênh đào trong đá

Đặc điểm của mặt lòng kênh Hệ số nhám (n)
1. Mặt được sửa sang tốt 2. Mặt được sửa sang vừa và không có chỗ lồi lõm 3. Mặt được sửa sang vừa, có chỗ lồi lõm Từ 0,020 đến 0,025 Từ 0,030 đến 0,035 Từ 0,040 đến 0,045


Bảng J3 - Hệ số nhám của kênh có lớp áo bọc

Loại gia cố Đặc điểm ở trên mặt Hệ số nhám (n)
1. Tráng vữa xi măng trên mặt bằng phẳng - Nhẵn; 0,0120
- Không nhẵn. 0,0140
2. Mặt bằng bê tông - Dùng ván khuôn bằng gỗ; - Mặt nhám. 0,0150 0,0170
3. Mặt phun giữa xi măng - Mặt đã sửa chữa bằng phẳng. 0,0150
4. Cầu máng bằng gỗ - Mặt chữa sửa; 0,0180
- Gỗ bào nhẵn; 0,0120
- Gỗ bào chưa nhẵn. 0,0130
5. Mặt lát bằng đá tròn cạnh 0,0225
6. Mặt xây lát bằng đá đã gia công 0,0150
7. Mặt xây lát bằng gạch 0,0130
8. Mặt xây lát đá hộc trát bằng vữa xi măng 0,1100 - 0,0120


Tiếp nữa

Bảng A.5: Hệ số nhám Manning (n) đối với một số bề mặt lòng dẫn phổ biến

Bề mặt lòng dẫn n
Kênh bê tông 0,014
Kênh xây gạch loại trung bình hoặc lát đá 0,015
Kênh xây lát đá hộc tốt, bê tông thô 0,017
Kênh xây lát đá hộc trung bình; kênh bằng đất hoàng thổ, đất chắc, mới 0,020
Kênh đất sét chặt, hoàng thổ, đá cuội ở tình trạng trung bình 0,022
Kênh đất ở tình trạng trung bình; lòng sông tình trạng tốt (lòng sông nhỏ, sạch, chảy thẳng, không bị lở bờ) 0,025
Kênh đất ở tình trạng kém trung bình; lòng sông tự nhiên nhỏ, chảy thẳng, không lở bờ 0,027
Kênh đất trong tình trạng kém (đáy kênh có rêu, cuội sỏi), có cỏ mọc mọc nhiều, lở bờ; lòng sông tự nhiên có cỏ mọc; lòng sông tự nhiên trung bình, chảy thẳng, không lỡ bờ. 0,030
Lòng sông tự nhiên nhỏ và trung bình có nhiều cuội, sỏi, đá, cỏ; lòng sông tự nhiên lớn. 0,035
Lòng sông tự nhiên có nhiều các hố sâu 0,040
Lòng sông tự nhiên với tình trạng rất xấu (nhiều đá, cuội, sỏi, hố sâu, cỏ mọc dày, lở bờ) 0,060
Bãi sông - trồng rau cỏ từ 0,035 đến 0,50
Bãi sông trồng ngô từ 0,60 đến 0,70
Bãi sông - các bụi nhỏ từ 0,050 đến 0,70
Bãi sông - nhiều bụi rậm từ 0,07 đến 0,10
Bãi sông - có nhiều cây cối từ 0,150 đến 0,20
Khu đô thị phát triển với mật độ dân cư thấp và trung bình từ 0,06 đến 0,07
Khu đô thị phát triển với mật độ dân cư cao từ 0,07 đến 0,10
Khu đô thị nơi công viên 0,06



Tóm gọn là nếu chọn n = 0,015 thì bề rộng kênh chỉ còn 8m , nếu chọn n =0,017 thì bê rộng kênh 10m .... rồi nếu theo TCVN 7957:2008 thì với kênh bê tông, hoặc là n = 0,015 hoặc là n = 0,022 - so sánh với bên thủy lợi, với n =0,022 thì tương ứng với kênh đất.

Tạm vài dòng mong có anh chị em đi ngang nhảy vào cùng đàm luận
 

thaihaitran

Thành viên cơ bản
Chủ thớt thích học thuật thì có thể ngâm cứu các tài liệu của Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (tiếng Anh: United States Geological Survey, viết tắt USGS), là cơ quan có trách nhiệm nghiên cứu sinh vật học, địa lý học, địa chất học và thủy văn học của Hoa Kỳ, ví dụ:

không thể mấy cái loại như thế này ra cãi nhau đâu





ra tranh cãi chọn hệ số nhám đâu, không ai công nhận .... quay lại TCVN 7957:2008 , thì lát mịa đáy kênh bằng bê tông hay vật liệu gì đó bọc polyme cho trơn trơn để lấy n = 0.015 khỏi cãi cọ phức tạp.

Còn củ chuối TCVN 7957:2008 thì bê của củ chuối Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 51:1984 về thoát nước - mạng lưới bên ngoài và công trình - tiêu chuẩn thiết kế
và trong TCVN 7957:2008 , nước mưa củ chuối một thì xử lý nước thải củ chuối mười

rồi củ chuối tiếp là

4.2.6 Tính toán thuỷ lực hệ thống thoát nước mưa nói chung được thực hiện theo hai bước:
- Bước 1: Xác định sơ bộ kích thước công trình (bằng phương pháp cường độ giới hạn hoặc phương pháp Rational).
- Bước 2: Kiểm tra kết quả tính toán ở bước 1 bằng mô hình thuỷ lực, nếu xét thấy cần thiết thì điều chỉnh kết quả tính ở bước 1.
Mô hình là mô hình nào ? giá như tử tế như TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT - TCKT 03:2015/TCTL

A.3 Các phương pháp, công cụ tính toán
A.3.1 Phương pháp so sánh

Đây là phương pháp đơn giản nhất trong toán tính vỡ đập. Phương pháp này so sánh đập đang nghiên cứu với cơ sở dữ liệu của các đập đã bị vỡ trong quá khứ. Các thông số về hình dạng, chiều cao, mái đập và các diện tích mặt hồ và dung tích hồ được so sánh với các đập đã vỡ có các thông số tương tự. Các thông số về vỡ đập và lưu lượng lớn nhất khi vỡ đập của các đập đã bị vỡ có điều kiện tương tự sẽ được áp dụng để phân tích.

A.3.2 Phương pháp kinh nghiệm

Phương pháp kinh nghiệm được dùng để xác định thời gian vỡ và dạng vết vỡ cũng như để xác định lưu lượng lớn nhất khi vỡ đập. Phương pháp này phân tích các số liệu thống kê thu được từ các trường hợp vỡ đập. Quan hệ giữa các thông số vỡ đập với thể tích của đập bị dịch chuyển, thể tích nước chảy qua đập, chiều sâu mực nước trong hồ chứa được xây dựng từ số liệu thống kê theo bằng phương pháp bình quân nhỏ nhất hoặc vẽ các đường bao.

Có nhiều công thức/đường cong kinh nghiệm được đề xuất. Các công thức sử dụng phổ biến nhất để tính toán các thông số vỡ đập là của MacDonald & Langridge - Monopolis (1984), USBR (1988), Von Thun và Gillette (1990), Washington State (2007), Froehlich (1995a, 1995b, 2008)... Những công thức này cho tương quan khá hợp lý giữa các giá trị tính toán với các giá trị quan trắc (State of Colorado Department of Natural Resources Division of Water Resources, 2010).

A.3.3 Phương pháp dựa trên bản chất vật lý

Phương pháp dựa trên bản chất vật lý là phương pháp xác định sự phát triển của vết vỡ sử dụng mô hình xói mòn dựa trên các nguyên lý thủy lực vận chuyển bùn cát và cơ học đất. Trong trường hợp phân tích vỡ đập, các yếu tố đầu vào và các điều kiện ràng buộc vật lý đều thay đổi theo thời gian (xói lở, dòng chảy tháo qua hồ chứa).

A.3.4 Phương pháp mô hình thủy văn

Phương pháp mô hình thủy văn được sử dụng để tính toán đường quá trình lưu lượng của sóng vỡ đập. Phương pháp này áp dụng phương trình liên tục và quan hệ giải tích hoặc thực nghiệm giữa lượng nước bên trong đoạn dòng chảy và lưu lượng tại mặt cắt cuối (USACE, 1994). Khi không có ảnh hưởng đáng kể của hiện tượng nước vật, các mô hình thủy văn có ưu điểm là đơn giản, dễ sử dụng và tính hiệu quả trong tính toán (USACE, 1994). Mô hình thủy văn tính toán đường quá trình lưu lượng của sóng vỡ đập tới các vị trí cần tính, nhưng không tính được mực nước hoặc vận tốc.

A.3.5 Phương pháp mô hình thủy lực

Các mô hình thủy lực (bộ công cụ) có khả năng mô phỏng dòng chảy với các điều kiện phức tạp về chế độ thủy lực và các đặc trưng của lòng dẫn. Số liệu yêu cầu đối với bài toán tính toán thủy lực bao gồm: số liệu về biên lưu lượng/mực nước, địa hình lòng dẫn, các hệ số nhám và các điều kiện biên bên trong hệ thống, v.v...

A.4 Các cấp độ phân tích tính toán vỡ đập và lựa chọn phương pháp tính toán vỡ đập

Tùy theo yêu cầu, điều kiện cụ thể việc tính toán vỡ đập có thể được tiến hành theo 4 cấp độ khác nhau: sơ bộ, đơn giản, trung bình và chi tiết. Bảng A.1 dưới đây đưa ra các cấp độ tính toán vỡ đập và một số phần mềm được sử dụng rộng rãi và thường xuyên được nâng cấp trên thế giới để tính toán vỡ đập:

Bảng A.1: Các cấp độ tính toán vỡ đập

Cấp độ Áp dụng Tính toán các thông số vết vỡ(1) Tính toán lưu lượng lũ lớn nhất Tính truyền sóng và các yếu tố thủy lực tại các vị trí
Sơ bộ - Các đập có nguy cơ gây thiệt hại thấp - Các đập nhỏ - Dùng để sàng lọc đối với các đập có nguy cơ gây thiệt hại ở cấp độ vừa và cao Công thức kinh nghiệm - Công thức kinh nghiệm, - Công thức SMPDBR - Công thức kinh nghiệm và công thức dòng đều
Đơn giản - Các đập có nguy cơ gây thiệt hại thấp - Các đập nhỏ - Dùng để sàng lọc đối với các đập có nguy cơ gây thiệt hại ở cấp độ vừa và cao Công thức kinh nghiệm Mô hình thủy văn (ví dụ như HEC-HMS) - Mô hình HEC-HMS và mô hình HECRAS (dòng ổn định)
Trung bình - Các đập có nguy thiệt hại ở cấp độ vừa - Các đập có kích thước vừa - Các đập có nguy cơ gây thiệt hại cao với ít người chịu rủi ro Công thức kinh nghiệm Mô hình thủy lực một chiều (như HEC-RAS, MIKE 11, SOBEK...) Các mô hình thủy lực 1 chiều (như HECRAS, MIKE 11, SOBEK...), Mô hình 2 chiều(2) (như MIKE FLOOD, CCHE2D-DAMBREAK, FLO-2D, SOBEK-2D.. .)
Chi tiết - Các đập có nguy cơ gây thiệt hại ở cấp độ cao với nhiều người chịu rủi ro - Các đập có kích thước lớn và quan trọng cấp quốc gia nhiều người chịu rủi ro - Công thức kinh nghiệm - Phương pháp NWS BREACH hoặc WinDAM Mô hình thủy lực một chiều (như HEC-RAS, MIKE 11, SOBEK, ...) - Mô hình HECRAS, MIKE11, SOBEK-1D Mô hình 2 chiều(2): (như MIKE FLOOD, FLO-2D, CCHE2D-DAMBREAK, SOBEK-2D.)

Ghi chú:(1) Dùng cho bài toán vỡ đập.

(2) Mô hình 2 chiều được áp dụng trong các trường hợp khi mô phỏng chi tiết ngập lụt hạ du là vùng đồng bằng khi mô hình 1 chiều không đáp ứng độ chính xác
rồi
Phụ lục B

(tham khảo)

Một số bộ công cụ hỗ trợ

Hiện nay, có một số bộ công cụ bao gồm các mô-đun, phần mềm vi tính có chức năng tính toán thủy lực một chiều, thủy lực hai chiều, hỗ trợ tính toán vỡ đập, tính toán thủy văn và hỗ trợ xây dựng bản đồ ngập lụt, hỗ trợ ra quyết định... Việc lựa chọn, áp dụng phần mềm nào hoặc bộ công cụ nào, cần được người sử dụng phân tích dựa vào ưu nhược điểm, tính năng, chức năng.... của mỗi phần mềm; các yêu cầu về số liệu đầu vào, về yêu cầu kỹ thuật, sản phẩm đầu ra và nguồn lực, v.v... để quyết định.

B.1 Bộ công cụ ArcGIS + HEC-RAS + HEC-GeoRAS

B.1.1 ArcGIS là dòng sản phẩm hỗ trợ trong hệ thống thông tin địa lý(GIS) của ESRI. Tùy mức độ đăng ký bản quyền mà ArcGIS sẽ ở dạng ArcView, ArcEditor, ArcInfo. Trong đó ArcInfo có chi phí bản quyền lớn nhất và nhiều chức năng nhất. ArcGIS hỗ trợ đọc được nhiều định dạng dữ liệu khác nhau như shapefile, geodatabase, AutoCad, Raster, Coverage. ArcGIS được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng trong hệ thống thông tin địa lý như quản lý môi trường, đất đai, xã hội, kinh tế.

B.1.2 HECRAS (the Hydrologic Engineering Center's River Analysis System) là một bộ phần mềm tổng hợp các phần mềm được phát triển bởi U.S. Army Corps of Engineers (USACE), Hydrologic Engineering Center (CEIWR-HEC). Bộ phần mềm này bao gồm giao diện người dùng, các mô-đun tính toán riêng rẽ, ngân hàng dữ liệu và quản lý kết quả. Phần mềm có thể được tải miễn phí từ trang web: http://www.hec.usace.army.mil/software/hec-ras/downloads.aspx

B.1.3 HEC-GeoRAS là một phần mở rộng đặc biệt của ArcGIS có thể sử dụng để phân tích dữ liệu không gian địa lý của HECRAS. Bộ công cụ cho phép một người với ít kinh nghiệm sử dụng ArcGIS có thể tạo một tập tin dữ liệu địa hình ở trong ArcGlS từ một tập tin mô hình địa hình số (digital terrain model) dưới định dạng các mạng lưới tam giác không qui tắc (TIN) để trích xuất sang HECRAS.

Các kết quả thu được sau khi chạy HECRAS có thể xuất lại sang ArcGIS thông qua Hec- GeoRAS, từ đó giúp người dùng có thể tạo được bản đồ ngập lụt theo độ sâu.Việc xây dựng bản đồ vận tốc được hoàn thành bằng việc nội suy các điểm vận tốc đã biết ở giữa các mặt cắt. Để có thể vẽ được bản đồ phân bố vận tốc, đường biên của bãi bồi phải có từ trước. Dữ liệu đường biên của bãi bồi, vận tốc và bờ sông được sử dụng để nội suy vận tốc giữa các mặt cắt.

B.2 Bộ công cụ họ MIKE (MIKE 11, MIKE 21, MIKE FLOOD)

MIKE FLOOD (được phát triển bởi Danish Hydraulic Institute) là một hệ thống mô hình thủy lực kết nối giữa mô hình một chiều MIKE 11 và mô hình 2 chiều MIKE 21 lưới chữ nhật hoặc MIKE 21 FM lưới phi cấu trúc. Những đặc điểm nổi bật của MIKE FLOOD bao gồm:

+ Bảo toàn động lượng qua các link liên kết.

+ Liên kết bên, cho phép mô phỏng dòng chảy tràn từ sông vào các bãi tràn.

+ Có mô phỏng các công trình thủy lực.

+ Công trình liên kết mô phỏng dưới dạng ẩn.

+ Mô phỏng các lỗ cống nơi kết nối giữa hệ thống cống, kênh tiêu với dòng chảy tràn trên mặt.

+ Có sự kết nối với GIS.

+ Các liên kết giữa mô hình 1 chiều và 2 chiều theo mọi hướng.

+ Có các công cụ cho phép nhập và xem kết quả một cách dễ dàng.

+ Có đầy đủ tài liệu hướng dẫn sử dụng với hệ thống trợ giúp trực tiếp.

Có nhiều lợi ích khi sử dụng mô hình MIKE FLOOD và nhiều ứng dụng được cải thiện, bao gồm:

+ Ứng dụng mô phỏng lũ tràn

+ Nghiên cứu sóng dâng do bão

+ Tiêu thoát nước đô thị

+ Vỡ đập

+ Thiết kế các công trình thủy lực

+ Ứng dụng cho vùng cửa sông rộng lớn.

Mô hình MIKE FLOOD là sự kết hợp giữa những đặc điểm tốt nhất của mô hình 1 chiều và mô hình 2 chiều. Những khó khăn của mô hình 1 chiều trong mô phỏng dòng chảy tràn bãi và vùng cửa sông, ven biển được mô phỏng tốt trong mô hình 2 chiều.

B.3 Bộ công cụ tích hợp khác

Ngoài các bộ công cụ kể trên, còn có một số bộ công cụ khác như MIKE FLOOD (mục B.2), HDM, NK-GIAS, v.v... tích hợp mô hình thủy lực 1 chiều và 2 chiều trên nền GIS với các mô- đun hỗ trợ khác, có tính năng hỗ trợ tính toán dự báo, lập bản đồ ngập lụt hạ du.
thì cái đám Cave (CV - chuyên viên) ở các sở Xây Dựng đâu dám hành hạ anh chị em thiết kế
 
  • Like
Reactions: buithevinh46d1
Quay trở lại bên này đi bác TongVanVu
Một đề tài khá hay trong việc tính toán tiêu thoát nước cho đô thị, khi quá trình đô thị hóa đang diễn ra khá mạnh mẽ, chi tiêu cho các công trình thoát nước đô thị và các cơ sở kiểm soát ô nhiễm là một trong những khoản mục lớn nhất trong ngân sách của hầu hết các thành phố. Việc tính toán không thể dùng bảng tính Excel dựa trên Phương pháp cường độ mưa giới hạn mà cần phải sử dụng các phần mềm máy tính. Vấn đề hiện nay phải xác định được chính xác mô hình dòng chảy đô thị (urban runoff models) phù hợp với thực tế.

Việc sử dụng mô hình thủy lực để mô phỏng dòng chảy đô thị (hydrologic models for urban flow simulation followed) đầu tiên là RRL Model (Road Research Laboratory) của Phòng thí nghiệm nghiên cứu đường bộ Mỹ, tiếp theo là Chicago Model (Watkins, 1962, Kiefer, 1970). Sau đó ở Mỹ tiếp tục sản sinh nhiều mô hình nữa như EPA’s SWMM, WRE model, Chicago Model in the U.S. (Watkins, 1962, Kiefer, 1970), University of Cincinnati model, ILLUDAS, MIT, HYDROCOMP ...

Trong 30 năm qua, có rất nhiều mô hình máy tính ( computer models) được sử dụng cho nhiều lĩnh vực khác nhau trong việc tính toán tiêu thoát nước, mô hình thủy lực (sử dụng máy tính) trở thành một phần không thể thiếu trong thiết kế và phân tích thủy văn và thủy lực, các mô hình đã du nhập vào Việt Nam bao gồm:

1. Của Công Binh Lục Quân Mỹ (United States Army Corps of Engineers - USACE - ở Mỹ việc quản lý hồ đập, kênh rạch và chống lũ giao cho Quân đội), gọi là nhóm USACE Hydrologic Engineering Cente như sau:
- HEC-1 (Flood hydrograph package)(U.S.A.C.E., 1973)
- HEC-2 (Water surface profiles)(U.S.A.C.E., 1976)
- STORM (Storage, Treatment, and Overflow Runoff) Model (U.S.A.C.E., 1977)

2. U.S. Soil Conservation Service (để tiếng Anh để mọi người dễ Google)
- TR-20 ( Project formulation hydrology)(U.S.S.C.S, 1965)
- WSP2 (Water surface profile computations)(U.S.S.C.S., 1976)

3. U.S. Environmental Protection Agency , đấy chính là cái mô hình SWMM (Stormwater Management) Model (Metcalf and Eddy, 1971) đầy tranh cãi hiện nay dù nó ra đời lâu rồi, du nhập vào Việt Nam bắt nguồn từ dự án Nhiêu Lộc Thị Nghè được thực hiện bởi tư vấn Camp Dresser&McKee International Inc (Mỹ).

4. Ngoài ra còn có nhiều mô hình khác nhau như @hoangdung đã đề cập ở #4, bên thủy lợi thì nổi trội nhất là dòng họ nhà Mike (MIKE Powered by DHI), với thoát nước đô thị là mô hình máy tính Mike Urban gói gọn nhiều mô hình thủy lực thoát nước đô thị khác nhau. Nhưng Mike có thể gọi là mô hình đóng - mô hình độc quyền, không chia sẻ. Mike Urban hoạt động dự trên 2 lõi tính toán lập mô hình là MOUSE-HD và SWMM5, gồm có các Module con:
+ CS – PipeFlow: Mô phỏng dòng chảy không ổn định trong ống và kênh dẫn.
+ CS – Control: được xem là có khả năng vận hành giám sát theo thời gian thực các đập tràn, cửa xả, máy bơm… Nó cho phép mô tả hoạt động của các thiết bị điều khiển và đưa ra lô gic rõ ràng về cách thức vận hành của thiết bị điều khiển.
+ CS – Rainfall-Runoff: Mô phỏng lượng mưa – dòng chảy theo thời gian trong khu vực, theo sóng động lực, hồ chứa tuyến tính…
+ CS – Pollution Transport: Mô phỏng sự lan truyền và khuếch tán các chất ô nhiễm trong đó có cả bùn cát. Bao gồm cả lập mô hình chất lượng nước khi lập mô hình lan truyền các chất ô nhiễm từ nước mặt xuống hệ thống thải.

Tuy nhiên do sự độc quyền, nhiều mô hình không đến được tay người dùng Việt, may mà có các tổ chức như U.S. Environmental Protection Agency (USEPA), U.S. Geological Survey (USGS), U.S. Hydrologic Engineering Center (HEC) of Army Corps of Engineers, Federal Highway Administration (FHA) of U.S. Department of Transportation, and Natural Resources Conservation Service (NRCS) of U.S. Department of Agriculture mà các người Việt có cơ hội tiếp cận:
1. BASINS (GIS ARCVIEW-based point and nonpoint sources modeling and analysis based on watershed management approach, USEPA)
2. FEQ (solving St. Venant equations in open channels and through control structures, USGS)
3. HEC-1 (rainfall-runoff modeling, HEC)
4. HEC-GeoRAS (GIS ARC/ INFO and ARCVIEW-based tool for use with HEC-RAS for cross-section cutting and automatic floodplain delineation, HEC)
5. HEC-RAS (one-dimensional hydraulic calculations by solving energy and momentum equations, HEC)
6. HEC-HMS (rainfall-runoff modeling with graphical user interface, HEC)
7. HSPEXP (an Expert System for calibration of HSPF model, USGS)
8. HSPF (rainfall-runoff modeling and water quality modeling, USEPA and USGS)
9. HYDRAIN (a package of seven computer models for storm drain and sanitary sewer design, open channel water surface analysis, culvert design and analysis, channel lining design, USGS regression equations, FHA)
10. SWMM (urban runoff quantity and quality modeling, USEPA)
11. TR-20 (rainfall-runoff modeling, NRCS)
12. TR-55 (rainfall-runoff modeling for small watersheds, NRCS)
13. UNET (one-dimensional unsteady flow modeling, HEC)
(để nguyên tiếng Anh để mọi người dễ Google tìm hiểu)

Với 13 mô hình liệt kê ở trên, đánh giá cao hiện nay vẫn là HEC-1 and HEC-2 cùng với các phiên bản tương ứng là HEC-HMS và HEC-RAS, tiếp theo vẫn là SWMM. Với TR-20 có thể xem xét tương đương với HEC-1.

Tùy theo quy mô dự án mà chọn mô hình thủy lực thích hợp và phương pháp phân tích hệ thống để cho phép tái tạo và mô phỏng được những quá trình mưa úng trên lưu vực, đánh giá được mức độ ảnh hưởng khác nhau của các công trình đối với quá trình tiêu nước trên toàn lưu vực, giúp lựa chọn được những phương án quy hoạch, thiết kế và quản lý tối ưu các hệ thống tiêu thoát nước.

Không đồng ý với bài viết của bạn @tainguyenviet tại bài viết Ngập lụt đô thị - có đóng góp không nhỏ bởi sự lạc hậu và phi lý của TCVN 7957:2008, tiêu chuẩn đã rất mở rộng cho việc áp dụng mô hình thủy lực, tuy nhiên yêu cầu bất di bất dịch phải lập bảng tính tường minh bằng bằng phương pháp cường độ giới hạn hoặc phương pháp Rational, còn sau đó thì bắt buộc phải áp dụng mô hình thủy lực.

Tại sao vậy, dù ngày nay công nghệ khoa học đã phát triển, tính toán thoát nước bằng máy tính từ 1D đã chuyển sang 2D với sự hỗ trợ của GIS (Geographical Information System), tuy nhiên đánh giá tường minh bằng các con tính cụ thể vẫn rất cần thiết, đừng bao giờ cho rằng kết quả của máy tính luôn luôn đúng. Ngay cả cùng một mô hình thủy lực, cũng cần phải sử dụng nhiều phần mềm để so sánh. Rồi cùng trong một phần mềm đó, có thể áp dụng các mô hình khác để kiểm toán lại.
Xin phép lần lượt từng phần
1. Xét về mô hình tập trung dòng chảy bề mặt.
  • Bác liệt kê 13 mô hình trên, vậy chọn mô hình nào cho thoát nước đô thị ? Tiêu chuẩn không đề cập, liệu có thể chọn mô hình HEC-HMSHEC-RAS để tính toán thoát nước cho đô thị hay không ? Rõ ràng không vì đây là mô hình lan truyền thủy lực cho dòng chảy không ổn định trên hệ thống kênh, sông dựa vào những phương trình cơ bản Thủy động lực học (phương trình Saint-Venant). Mô phỏng dòng ổn định và ổn định không đều biến đổi dần dựa trên phương trình vi cơ bản về bảo toàn năng lượng tại các mặt cắt; mô phỏng dòng không định dựa trên việc giải hệ phương trình Saint – Venant theo sơ đồ sai phân ẩn. Rõ ràng là HEC-HMS và HEC-RAS chỉ dự báo được vùng ngập lụt đô thị hoặc tính thủy văn sông ngòi - mà tốt nhất là tính thủy văn cho thủy lợigiao thông . Chưa nói là số liệu mưa (rainfall) cho mô hình HEC là Khó Nam Cường, số liệu mưa hiện nay chỉ có duy nhất là IDF, chỉ phù hợp với phương pháp cường độ mưa giới hạn hoặc phương pháp thích hợp (rational).
  • Các phần mềm thương mại như SewerGEM ngoài SWMM thì không có mô hình (model) nào ngoài SWMM, SSA thì ngoài SWMM thì chỉ có 4 mô hình tập trung dòng chảy như mô tả ở trên, nhưng không phù hợp với thoát nước đô thị - đặc biệt là số liệu mưa trong điều Việt Nam. Tóm gọn lại ngoài SWMM (non-linear reservoir) thì các phần mềm thương mại đều dùng phương pháp thích hợp (rational method) hay tương tự như vậy để tính toán tập trung dòng chảy đô thị đến các hố thu, tóm gọn lại là phương pháp (method) chứ không phải mô hình (modeling). Ờ thì cho rằng "Tiêu chuẩn công bố để tự nguyện áp dụng, còn quy chuẩn kỹ thuật ban hành để bắt buộc áp dụng", nhưng không dùng TCVN 7957:2008 thì dùng TCVN nào ? dùng tiêu chuẩn Mỹ chăng ? Rõ ràng quanh đi quẩn lại chỉ có mô hình SWMM để áp dụng, đố tìm được mô hình khác. Vậy chọn mưa như thế nào để tính toán cho SWMM ? Hiện nay hầu hết sử dụng IDF để chế biến ra để tạo mô hình mưa phân bố dạng khối xen kẽ (mô hình mưa thiết kế của Chow) sau đó chọn trận mưa thực phù hợp để tạo mưa cho SWMM (SewerGEMS cho phép sử dụng trực tiếp IDF cho SWMM).
  • Vậy TCVN 7957:2008 ngoài để trống mô hình tập trung dòng chảy bề mặt còn để trống cách chọn mưa, vậy cơ quan có thẩm quyền phê duyệt dự án có quyền bác bỏ hay đồng ý với đơn vị thiết kế. Ngược lại, do không đề cập đến mô hình tập trung dòng chảy bề mặt, đơn vị thiết kế không việc gì phải nhọc công chọn mô hình tập trung mưa trên lưu vực theo SWMM mà chọn thẳng phương pháp thích hợp (rational method) với mưa IDF được các đơn vị khí tượng thủy văn cung cấp, cứ Q= q.C.F cho nó khỏe, với diện tích không thấm thì cứ thế mà chảy tuồn tuột không quan tâm đến độ dốc. Chỉ những người đã tính toán thủy lực chuyên nghiệp mới phát hiện nhược điểm khủng khiếp của khi chọn mưa IDF để tính toán cho vùng triều với mực nước diễn biến theo thời gian. Vậy để tính toán, đơn vị thiết kế buộc phải giả định một mực nước cố định ngoài cửa xả, như vậy thì không phù hợp với thực tế, và giả định mực nước cố định bao nhiêu thì cũng khó mà có cơ sở kỹ thuật lẫn pháp lý. Chưa nói còn có cái vụ to -Thời gian nước mưa chảy trên bề mặt đến rãnh đường, có thể chọn từ 5 đến 10 phút ... vui phải biết nữa.
  • Về mô hình tập trung bề mặt dòng chảy mưa (routing of overland flow), việc lựa chọn mô hình nào cũng rất quan trọng vì mỗi mô hình cho phép tái tạo và mô phỏng được những quá trình mưa úng trên lưu vực, đánh giá được mức độ ảnh hưởng khác nhau của các công trình đối với quá trình tiêu nước trên toàn lưu vực, giúp ta lựa chọn được những phương án quy hoạch, thiết kế và quản lý tối ưu các hệ thống tiêu thoát nước. Hiện cũng có quá nhiều mô hình, Việt có, nước ngoài có. Với các phần mềm tính toán thủy lực hiện nay thì có 2 mô hình phổ biến (Runoff model) : hồ chứa tuyến tính (linear reservoir) và phi tuyến tính (non-linear reservoir), trong đó SWMM thì dùng phi tuyến tính (non-linear reservoir).
  • ... rất nhiều thứ nữa nhưng chỉ trình bày tóm gọn thế thôi
Như vậy với phần 1, việc chọn tập trung bề mặt như thế nào quyết định quy mô công trình cũng đã tán loạn, nếu chọn mưa IDF thì quy mô cống luôn nhỏ, vì IDF không mô tả đúng một trận mưa cực đoan, thời gian nước chảy trong hệ thống càng dài (lưu vực lớn) thì lưu lượng đến cửa xả cuối cùng càng nhỏ. Theo các tài liệu nước ngoài, nếu chọn tập trung nước mưa mà sử dụng rational method thì chỉ làm cho lưu vực bé tí tẹo, khi thiết kế quy hoạch là 160 acres (xấp xỉ 65 hectares ), thiết kế chi tiết khu vực thoát nước đồng nhất tầm 60 acres (xấp xỉ 24,2 hectares).

Phương pháp Rational được phát triển chủ yếu để dự đoán lưu lượng đỉnh tại mỗi nút tính toán (để gia nhập vào cống/kênh), nên không thể sử dụng để tính toán với lưu lượng biến thiên theo thời gian, không phản ánh tổng lưu lượng và không phù hợp để xác định cho trận mưa thật (theo thời gian), nên để tính toán cho trạm bơm là nan giải vì không thể kết hợp với triều biến thiên theo thời gian tại cửa xả. Nếu sử dụng phương pháp Modified Rational thì có ưu việt hơn, nhưng cũng bị giới hạn diện tích lưu vực. TCVN 7957:2008 không khống chế, bao nhiêu diện tích cũng chơi hết.

Tất nhiên có thể nói là TCVN 7957:2008 trao quyền rất lớn cho đơn vị thiết kế tùy thích xác định dòng chảy đô thị, tuy nhiên trong bối cảnh quản lý hiện nay d do TCVN 7957:2008 không định tính định lượng cụ thể, nên đơn vị thiết kế không có cơ sở trong việc bảo lưu kích thước công trình đã lựa chọn, như đã nói cứ độ cương giới hạn hay rational mà chơi cho nó khỏe người thì hệ thống thoát nước luôn sẽ không đáp ứng được thực tế tiêu thoát nước cho các lưu vực lớn.
 
2. Sử dụng mô hình thủy lực để tính toán mưa – dòng chảy
Theo Tiêu chuẩn thiết kế hệ thống thoát nước đô thị TCVN 7957:2008, khi tính toán thiết kế các hệ thống thoát nước mưa đô thị, người thiết kế cần thực hiện 2 bước, bước thứ nhất: tính lưu lượng thiết kế theo phương pháp mưa cường độ giới hạn hoặc phương pháp thích hợp (Rational) ; bước thứ hai: Sử dụng mô hình thủy lực để tính toán mưa – dòng chảy và diễn toán thủy lực trong hệ thống thoát nước nhằm kiểm tra lại kết quả sơ bộ ở bước thứ nhất. Khi mô phỏng quá trình mưa – dòng chảy trong hệ thống thoát nước cần sử dụng một trận mưa thiết kế làm biên vào hệ thống.
  • Quay lại mục 1 ở #3, rõ ràng đầu tiên là phải tính tập trung nước cho từng lưu vực, tiêu mưa được xác định như thế nào. Tại mục 4.2.5 TCVN 7957:2008 có nội dung "Đường quá trình mưa thiết kế được lựa chọn dựa trên một số trận mưa điển hình. Thời gian kéo dài của quá trình mưa phụ thuộc vào qui mô đô thị hoặc qui mô khu vực đô thị, có thể lấy từ 3h đến 6h. Quá trình mưa thiết kế phụ thuộc tính chất mưa ở từng vùng lãnh thổ. Có thể sử dụng biểu đồ I-D-F để thiết lập đường quá trình mưa thiết kế ", nhưng tại mục 4.2.2 TCVN 7957:2008 có nội dung "số liệu mưa cần có chuỗi thời gian quan trắc từ 20 đến 25 năm bằng máy đo mưa tự ghi, thời gian mưa tối đa là 150 – 180 phút " , vậy có thể hiểu như thế nào ? Điều này rất quan trọng vì nếu mưa theo một trận mưa điển hình thì khác, mưa kéo dài thì khác - đặc biệt là đối với những công trình sử dụng bơm để hỗ trợ tiêu thoát nước. Việc chọn thời lượng mưa thiết kế là 12 giờ, 24 giờ hoặc dài hơn nữa có vi phạm hay không ?
  • Theo nhiều nghiên cứu thì các thông số cơ bản của trận mưa thiết kế (tổng lượng, thời lượng, phân bố mưa theo thời gian) hợp lý nhất dùng để xác định quy mô, kích thước của các công trình dẫn và tháo nước (kênh, cống, trạm bơm,..) trong hệ thống tiêu nước mưa là thông số mưa tạo ra lưu lượng đỉnh có giá trị gần nhất với giá trị lưu lượng đỉnh được xác định từ liệt quan trắc dòng chảy hoặc từ mô phỏng toàn liệt quá trình mưa - dòng chảy của các trận mưa quá khứ tương ứng với tần suất thiết kế. Nếu sử dụng mô hình thủy lực SWMM thì có rất nhiều điều đáng nói về chọn thời gian mưa thiết kế, với lưu vực lớn thì ảnh hưởng thời gian mưa liên quan đến quyết định kích thước công trình rất lớn.
  • Nếu sử dụng IDF, TCVN 7957:2008 cũng không đề cập đến thời gian mưa. Theo các tài liệu ở nước ngoài, với lưu vực nhỏ có thể tính toán với thời gian mưa 15 phút, 1h, 2h, 3h tương ứng với tần suất tính toán ... nhưng với lưu vực lớn thì bắt buộc phải xác định thời gian mưa 24h, đơn giản là thời lượng mưa liên quan đến lưu lượng đỉnh (lưu lượng đỉnh sẽ không đổi cho đến khi hết thời lượng mưa).
Như vậy đến đây có thể nói nếu lại lỗi rất lớn trong việc xác định lượng nước đến cho công trình, rõ ràng muốn cống to hay nhỏ, đơn vị thiết kế chỉ cần thay đổi thời gian kéo dài của một trận mưa, tùy tâm mà cơ quan có thẩm quyền không bắt lỗi được.
- Dòng chảy đều (uniform flow) chỉ phù hợp với mạng lưới cống nhánh cây (dendritic network) - trong mỗi nút chỉ có 1 dòng chảy duy nhất thoát về hạ lưu, không thể tính toán dòng chảy tồn tại có sẵn trong kênh hay ống dẫn, dòng chảy có áp, dòng chảy ngược .... và không gắn được yếu tố thời gian. Công thức Manning được sử dụng để thể hiện mối quan hệ giữa lưu lượng và diện tích mặt cắt ướt. Đây là phương pháp tính toán sơ bộ bằng cường độ giới hạn hay tương tự nêu trong TCVN 7957:2008.​
- Dòng chảy đỉnh (peak flow routing): chỉ xác định lưu lượng đỉnh nhằm xác định năng lực đáp ứng của hệ thống , phương pháp này về cơ bản thì cũng giống như dòng chảy đều nêu trên.​
- Dòng chảy sóng động lực (kinematic wave routing), giải phương trình liên tục cùng với hình thức đơn giản nhất của phương trình động lượng trong mỗi đường ống/kênh, với giả định độ dốc mặt nước bằng độ dốc của ống/kênh, lưu lượng tối đá là lưu lượng chảy đầy mặt cắt, nếu lưu lượng nhập vào nút tính toán vượt qua lưu lượng này thì sẽ tràn mất khỏi hệ thống hoặc lưu trữ ở cái ao trên đỉnh nút ... ưu điểm so với trên là cho phép dòng chảy và diện tích mặt cắt biến đổi theo cả không gian và thời gian trong phạm vi một đường ống/kênh ... nhưng lại làm chậm và làm suy yếu biểu đồ dòng chảy ra khi dòng chảy vào được dẫn qua kênh; và như với uniform flow thì kinematic wave routing không thể tính toán ảnh hưởng của nước vật, tổn thất ở cửa vào và cửa ra, dòng chảy với độ dốc ngược, dòng chảy có áp, và nó cũng được hạn chế đối với mạng lưới nhánh cây.​
- Nhưng với mạng lưới cống kênh phức tạp hiện nay thì chỉ có dòng chảy thủy động lực (Hydrodynamic Routing ) mới phù hợp vì sóng động lực học có thể tính toán khả năng trữ nước của kênh, nước vật, tổn thất ở cửa vào/cửa ra, dòng chảy ứng với độ dốc ngược, và dòng chảy có áp. Nó có thể mô tả dòng chảy có áp khi một đường ống kín bị đầy. Úng ngập có thể xảy ra khi chiều sâu ở một nút lớn hơn chiều sâu lớn nhất, và khi đó lượng dòng chảy vượt quá hoặc là bị tổn thất khỏi hệ thống hoặc là hình thành một ao ở trên đỉnh của nút và quay trở lại hệ thống khi có thể.​

Đến đây mới thấy vui, xưa mấy thầy nền móng hay nói "hòn đất mà biết nói năng - mấy thằng nền móng hàm răng không còn", vì nếu áp dụng dòng chảy đều thì không tồn tại hệ thống cống nối kết mạng lưới với nhau, bắt buộc phải áp dụng mạng lưới nhánh cây, nếu áp dụng dòng chảy thủy động lực thì tồn tại vấn đề là có cho phép ngập trên đỉnh hầm ga hay không? nếu cho phép ngập thì được phép giả định diện tích chứa nước trên mỗi hầm gia bao nhiêu tương ứng với chiều cao ngập và thời gian ngập ... vì đã là giả định thì không phù hợp với thực tế (thực tế thì nước thoát ra vùng trũng lân cận hoặc theo rãnh đường tràn đến các hầm ga lân cận). Các tồn tại trong quá trình sử dụng hydrodynamic routing như sau:
  • Luôn phải điều chỉnh kích thước kích thước công trình đã tính ở bước 1 (mục 4.2.6 TCVN 7957:2008), nhưng khi nhập kết quả tính toán ở bước 2 vào bảng tính Excel ở bước 1 thì nhiều kết quả không ăn khớp với nhau. Có những đoạn cống/kênh thừa năng lực đáp ứng, có những đoạn cống/kênh lại thiếu năng lực đáp ứng, nhưng rõ ràng là tính toán ở bước 1 bằng bảng tính Excel thì tường minh, còn dùng Hydrodynamic Routing thì phần mềm chạy ra sao biết thế vậy, vậy có thể chọn kích thước lớn nhất của từng bước để lựa chọn cho công trình không ? TCVN 7957:2008 không đề cập.
  • Cùng với tần suất tính toán (chu kỳ lặp lại trận mưa), nếu sử dụng mưa IDF (số liệu thì của cơ quan khí tượng cấp thì không thể chế cháo gì được) thì quy mô hệ thống luôn nhỏ hơn nếu sử dụng trọn vẹn mô hình SWMM (mưa theo tham số thời gian - chọn mưa thiết kế cực đoan phù hợp với tần suất tính toán theo TCVN 7957:2008) ... đến nỗi cơ quan ban ngành ngạc nhiên luôn nghi ngờ kết quả tính toán của đơn vị tư vấn. Tuy nhiên TCVN 7957:2008 không đề cập đến SWMM, đơn vị thiết kế muốn áp dụng cũng bó tay.
  • Thông thường trong diễn toán dòng chảy, khi dòng chảy vào một nút vượt quá khả năng của hệ thống vận chuyển nó về phía hạ lưu. Phần thể tích vượt quá chảy tràn ra khỏi hệ thống và bị tổn thất. Với diễn toán Hydrodynamic Routing , giả định trên mỗi nút có một diện tích bề mặt "Ponded Area" có thể chứa được phần nước tràn này ""Allow Ponding" thì khi đó ao là phần diện tích ở trên đỉnh của nút để trữ lại phần diện tích vượt quá đó, và khi khả năng của hệ thống có thể thì phần thể tích vượt quá đó lại quay trở lại hệ thống. Dĩ nhiên ngược lại với khi diễn toán dòng chảy đều và diễn toán dòng chảy sóng động học thì nước ao được trữ chỉ đơn giản là phần thể tích nước vượt quá. Tuy nhiên giả định diện tích bao nhiêu ? Diện tích càng lớn thì chiều cao mực nước hình thành càng nhỏ tương quan kích thước cống/kênh ở hạ lưu nhỏ hơn vì thời gian tập trung nước lâu hơn (chiều cao mực nước hình thành lớn thì tốc độ chảy các tuyến cống/kênh thượng lưu lớn thì thời gian tập trung nước nhanh, lưu lượng đạt đỉnh lớn). Đây lại là bốc thuốc của đơn vị thiết kế.
  • Theo TCVN 7957:2008 thì các cống cấp nhỏ hơn thì có chu kỳ mưa (tần suất tính toán) nhỏ, nhưng khi tính toán chỉ được sử dụng với IDF duy nhất cho tuyến cống/kênh lớn nhất, dẫn đến mô hình thủy lực thông báo các cống cấp nhỏ hơn sẽ bị quá tải ... đến đây đơn vị tư vấn có 2 lựa chọn: (i) không khai báo các cống cấp nhỏ hơn có được không? (i) Nếu khai báo thì xem rằng các cống cấp nhỏ hơn ngập là đương nhiên ?
  • Cũng theo TCVN 7957:2008 thì các cống cấp nhỏ hơn thì có chu kỳ mưa (tần suất tính toán) nhỏ, khi sử dụng SWMM đơn vị thiết kế có quyền bỏ qua các cấp cống nhỏ hơn không, diễn đàn cũng có đề tài này - truy cập link , cùng với diện tích lưu vực và mưa, nếu khai càng mạng lưới càng chi tiết thì kích thước cống/kênh ở hạ lưu càng lớn, nếu khai diện tích càng đơn giản thì kích thước cống/kênh ở hạ lưu càng nhỏ
Đến đây thì cho phép kết thúc những thiếu sót của TCVN 7957:2008, dĩ nhiên thì năng lực của đơn vị thiết kế cũng không được kể đến ở đây.
 

baouyen2606

Thành viên cơ bản
10/1/19
1
1
37
Nageco HoChiMinhCity
Dẫu gì thì cũng cảm ơn @tainguyenviet đã khảo cứu công phu, nhưng có vẻ thông tin của bạn hầm bà lằng lượm lặt quá và có vẻ quá ác cảm với TCVN 7957:2008. Thôi thì cũng có vài dòng gọi là:

- TCVN 7957:2008 chỉ ép buộc sử dụng mô hình thủy lực, còn việc bạn muốn sử dụng mô hình nào thì bạn phải am hiểu về mô hình đó. Nếu chê Rational Method, Modified Rational, DeKalb Rational Methods do có diện tích giới hạn thì chọn SCS TR-55 hay SCS TR-20 Hydrology Methods cho phép lên đến 800 ha hoặc SWMM thì vô biên. Mô hình thủy lực là gì thì có thể đọc: https://ocw.un-ihe.org/pluginfile.php/507/mod_resource/content/1/Urban_Drainage_and_Sewerage/8_Modelling_Urban_Drainage/Modelling_urban_drainage_Part_1_for_PDF.pdf ==> thừa hiểu rằng bảng tính Excel không phải là mô hình thủy lực. Nếu thích khảo cứu thì đọc hết https://ocw.un-ihe.org/course/view.php?id=5&section=0

- Chọn sóng động học hay thủy động học hay dòng chảy đều cũng là quyền của người thiết kế khi kiểm toán kích thước các hạng mục công trình trong hệ thống.

- Diện tích các tiểu lưu vực cho mỗi tuyến cống đảm nhận lệ thuộc vào kinh nghiệm của người thiết kế, to hay nhỏ thì tùy vào cách thức tính toán và mục đích kiểm toán ... :

+ Với Rational Method hay Modified Rational thì đề xuất chiều dài max trong lưu vực tầm 100m (đô thị) - 150m (nông thôn) vì lớn quá thì không thật nữa - và xét cho cùng tốt nhất cũng là chiều ngắn nhất xấp xỉ chiều dài nhất, chênh lệnh quá cũng không phù hợp.

+ Với SWMM, việc phân chia tiểu lưu vực kiểu Rational Method cũng phù hợp với SWMM (SWMM dùng Kinematic Wave cung cấp Runoff dạng non-linear reservoir), khi đó bề rộng tiểu lưu vực (Subcatchment Width/ Subbasin Width) trong SWMM là thay cho thời gian tập trung nước bề mặt Tc (Time of concentration). Có 2 thông số chính cần quan tâm trong việc phân chia tiểu lưu vực tron đấy là (i) chiều dài tối đa (the maximum overland flow length) từ điểm xa nhất của tiểu lưu vực tới điểm nhận nước (Junction), và (ii) bề rộng tiểu lưu vực. SWMM xác định bề rộng tiểu lưu vực bằng cách quy đổi hình dạng bất kỳ của một tiểu lưu vực về một hình chữ nhật tương đương với cạnh dài là chiều dài tối đa (the maximum overland flow length) đã đề cập. Chiều dài tối đa (the maximum overland flow length) trong SWMM lại lệ thuộc cách chia lưu vực nhưng vẽ kiểu gì thì SWMM cũng quy về diện tích một hình chữ nhật tương đương (cạnh dài là chiều dài của nhất của tiểu lưu vực tới điểm nhận nước - Junction) để xác định bề rộng tiểu lưu vực, nhưng nếu chia quá nhỏ thành nhiều tiểu lưu vực nhỏ sẽ có thời gian tập trung nước càng ngắn thì lưu lượng đỉnh và tổng khối lượng dòng chảy lớn, ngược lại thì nếu chia quá lớn thì lưu lượng đỉnh và tổng khối lượng dòng chảy sẽ nhỏ. Rồi hình dạng tiểu lưu vực cũng quyết định, SWMM khuyến nghị nên vẽ dạng gần hình vuông nhất (chiều ngắn nhất có giá trị xấp xỉ chiều dài nhất của tiểu lưu vực). Nói chung là loanh quanh nên chọn chiều dài tối đa (the maximum overland flow length) tầm 100 -150m, trên đường thẳng định tuyến này chọn cạnh ngang vuông góc tầm 200 - 300m là chuẩn ===> diện tích gần hình vuông tầm 3.000m2 đến 4.000m2 là ổn.

+ Với các phương pháp hay mô hình khác thì Google, ví dụ chọn SCS TR-55 thì chia nhỏ quá là không được chấp nhận.

- Diện tích ao giam giữ nước (khi chọn thủy động học) cũng vậy, có thể tham khảo ở đây: https://www.openswmm.org/Topic/19541/ponded-area , https://www.openswmm.org/Topic/12055/regarding-ponding-area-over-a-node, https://www.openswmm.org/Topic/3398/node-ponding , https://www.openswmm.org/Topic/4508/ponded-area-and-hgl ... tùy vào mục đích, ví dụ không ai dại gì giả định diện tích ao giam giữ bé tí để tính toán cho trạm bơm vì hệ thống có HGL cao, tập trung nước nhanh hơn thực tế, dẫn đến trạm bơm to vật vã.
 
  • Like
Reactions: buithevinh46d1

buithevinh46d1

Thành viên cơ bản
13/9/19
1
1
Chủ đề quá hay, cũng không muốn quote lại nội dung của ai cả, ai cũng có cái vế đúng, chỉ xin có vài ý kiến về việc phân chia lưu vực trên cơ sở tham khảo với các tài liệu từ https://www.epa.gov/water-research/storm-water-management-model-swmm#downloads

03/19/2019 SWMM Reference Manuals Errata (Volumes I and II)
01/29/2016 SWMM Reference Manual Volume I—Hydrology
08/07/2017 SWMM Reference Manual Volume II—Hydraulics
09/08/2016 SWMM Reference Manual Volume III—Water Quality (Includes the LID Module references)


thì cho thấy việc mô hình hóa lưu vực trong SWMM chỉ mang tính chất tương đối và không thể phản ảnh sự thật tiêu thoát thực tế nếu chỉ duy ý chí ngồi phòng lạnh suy này đoán nọ, muốn tương đối hợp lý thì còn phải tốn rất nhiều luận án tiến sĩ nữa; nhưng xét riêng với tiêu chuẩn thì bắt buộc phải có khuyến nghị (recommends) về phân chia diện tích lưu vực không thể để tùy nghi được, có thể nói là điểm tựa cho người thiết kế và những người có liên quan trong việc phê duyệt thiết kế.

theo các tài liệu nêu trên, thì quanh quẩn cũng đi vào xác định trên cơ sở một dòng chảy tầng (gọi là dòng chảy đều cũng được) có thể chảy thực sự trên bề mặt tự nhiên (maximum distance over which true sheet flow prevails), loanh quanh luẩn quẩn thì cũng 150m (cho bề mặt hỗn hợp) tới 200m (cho bề mặt không thấm), tuy nhiên chia càng nhỏ nhiều tiểu lưu vực theo thực tế thì càng phản ánh đúng bản chất của lưu vực - nhưng đòi hỏi một quá trình sưu tập khảo sát quá là dày công sức, thường thì các chuyên gia SWMM có lời khuyên là thử dần để có được lưu lượng đỉnh lựa chọn để tính toán cho mặt cắt cần kiểm toán.

về hình dạng lưu vực với lý thuyết SWMM thì chia lưu vực kiểu nào thì tổng lượng nước cũng không thay đổi, loanh quanh thì cũng chỉ liên quan đến dòng chảy cực đại xảy ra sớm hay muộn thôi, có xem giải thích ở đây https://www.openswmm.org/Topic/9861/subcatchment-width-sensitivity-analysis thay vì xem các tài liệu nói trên.
 
  • Like
Reactions: dinhthanght

dinhthanght

Thành viên cơ bản
3/9/19
8
7
37
Anh @buithevinh46d1 nên xem lại về phân chia diện tích lưu vực, hiện đang có sự tranh cãi bất tận giữa SWMM và thủy lực truyền thống về việc diện tích tối đa của lưu vực vì cách tạo lưu lượng đỉnh của SWMM khác thủy lực truyền thống. Chán cái là trong SWMM hiện vẫn rất mơ hồ cái diện tích tối đa (hay bề rộng lưu vực tối đa, chiều dài dòng chảy tối đa ...), toàn dẫn chiếu tới thủy lực truyền thống. Một quan điểm rõ ràng khi áp dụng SWMM nên tôn trọng là bề rộng lưu vực là một tham số có thể hiệu chỉnh chứ không phải là chiều dài vật lý, để có chính xác thì phải đo đạc từ lưu vực tương tự hoặc chính bản thân lưu vực đang tính toán.

Việc đo đạc hiệu chỉnh mô hình đáng lẽ ra là điều tất yếu trong việc sử dụng mô hình thủy lực, nhưng với luật lệ của Việt Nam (chi phí) thì tất nhiên điều này gần như là "không tưởng" - đặc biệt đối với các dự án nhỏ ... nên cứ theo truyền thống cho đỡ tranh cãi nhức đầu, dù chắc chắn không chuẩn xác nhưng méo mó có hơn không, dĩ nhiên thì ăn đứt tính toán theo truyền thống.

Việc phân chia lưu vực trong SWMM rất quan trọng vì liên quan đến kích thước cống/kênh, đành rằng là tổng lượng nước đến trên cửa xả xét về lý thuyết là không thay đổi nhưng "giá trị lưu lượng đỉnh" là thay đổi nhé, cùng một khối lượng nước rơi xuống nhưng thời gian tập trung nước đến điểm tính toán nhanh chậm khác nhau thì lưu lượng khác nhau.
 
Trên website của Hội Cấp Thoát Nước Việt Nam cũng đã có bài viết "Đánh giá Tiêu chuẩn Quốc gia (TCVN 7957:2008) về thoát nước - Mạng lưới và công trình bên ngoài - Tiêu chuẩn thiết kế và Quy chuẩn xây dựng Việt Nam (QCVN: 01/2008/BXD) về Quy hoạch xây dựng", mời mọi người truy cập
nói chung là TCVN 7957:2008 rất lạc hậu với thời cuộc rồi
 

Thiết kế Website bởi VINASOFT