Tần suất thiết kế là gì

Quan hệ giữa tư vấn và lãnh đạo. Những người làm công tác tham mưu cho các nhà chính trị thường gọi là cố vấn, còn dân khoa học hay sử dụng thuật ngữ tư vấn. Trong lịch sử phát triển của đất nước, các nguyên thủ quốc gia thường có Ban cố vấn vì dù có là vĩ nhân, cũng chẳng thể nào biết tất cả và không thể không có lúc sai lầm.

QUAN HỆ GIỮA TƯ VẤN VÀ LÃNH ĐẠO

(Thảo luận về mức đảm bảo của Dự án thủy lợi chống ngập tại TP HCM)

Tô Văn Trường

Những người làm công tác tham mưu cho các nhà chính trị thường gọi là cố vấn, còn dân khoa học hay sử dụng thuật ngữ tư vấn. Trong lịch sử phát triển của đất nước, các nguyên thủ quốc gia thường có Ban cố vấn vì dù có là vĩ nhân, cũng chẳng thể nào biết tất cả và không thể không có lúc sai lầm.

Bạn đang xem: Tần suất thiết kế là gì

Đối với những người làm cố vấn có trình độ cao, bản lãnh, họ có nguyên tắc sống là:“Cố vấn là người cho lời khuyên nên làm chứ không phải đệ trình, kiến nghị”. Những người làm cố vấn thường là 5 không (1) Không ở tổ chức thứ bậc trên, dưới; (2) Không đại diện cho ai cả; (3) Không ai đại diện cho cố vấn; (4) Không là cấp trên của ai; (5) Không là cấp dưới của bất kỳ ai. Chỉ có như thế , cố vấn mới phải đào sâu, suy nghĩ, thể hiện chính kiến của mình.

Quan điểm thứ nhất: Qua tính toán của cơ quan lập dự án là Viện khoa học thủy lợi miền Nam, trên cơ sởđóng góp ý kiến của Tổ tư vấn, 2 cơ quan tham mưu là Cục Quản lý xây dựng công trình thủy lợi và Vụ Khoa học công nghệvà Hợp tác quốc tếđã trình Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp & Phát triển nông thôn ký quyết định

Quan điểm thứ hai: Sau khi Bộ ban hành quyết định số 853 nói trên, GSTS Đào Xuân Học, thứ trưởng Bộ NNPTNT kiêm Tổng cục trưởng Tổng cục Thủy lợi đã chỉ đạo: “Vụ Khoa học, Công nghệ và Hợp tác quốc tế (Tổng Cục Thuỷ lợi) và Cục Quản lý xây dựng công trình báo cáo Bộ trưởng về việc bỏ nội dung quy định mức đảm bảo thiết kế tiêu 95% để phù hợp với lý luận và thực tế”.

Về cơ sở pháp lý, dựa vào 3 văn bản sau:

1. TCXDVN 51 – 2008, tiêu chuẩn thiết kế về thoát nước thì tính toán chu kỳ lặp lại trận mưa đối với cống thoát nước ở thành phố cấp I là 10 năm (tương ứng với tần suất 10%), thời gian tính mưa tối đa là 150 – 180 phút. Khi thiết kế tuyến thoát nước ở những nơi có các công trình quan trọng trong thành phố mà việc ngập nước có thể gây ra những hậu quả nghiêm trọng thì chu kỳ lặp lại lấy lớn hơn, có thể lấy bằng 25 năm (tương ứng tần suất 4%).

2. Quyết định 1590 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt định hướng Chiến lược phát triển thuỷ lợi Việt Nam thì mục tiêu thoát nước đến năm 2020 thích ứng với BĐKH – NBD đảm bảo tần suất 90 – 95%.

3. TCXDVN 285 – 2002 thì tần suất mực nước lớn nhất ở sông (kênh) nhận nước tiêu để tính toán chế độ khai thác cho các công trình tiêu nông nghiệp theo chế độ tiêu động lực lấy bằng 10% và theo chế độ tiêu tự chảy lấy từ 10 – 20%.

– Khi tính toán mưa với tần suất 10% nghĩa là tần suất đảm bảo tiêu thiết kế đã là 90% (được hiểu là cứ 100 năm thì có 10 năm xuất hiện mưa vượt quá lượng mưa thiết kế chúng ta không thể đảm bảo được) đó là chưa kể đến khi xuất hiện triều cường và xả lũ lớn vượt mức 10% mà ta đã chọn.

– Trong Quyết định 1547 của Thủ tướng phê duyệt quy hoạch thuỷ lợi chống ngập úng khu vực TP. Hồ Chí Minh có ghi “các giải pháp … làm tăng khả năng tiêu thoát cho hệ thống cống rãnh trong thành phố, chấm dứt tình trạng úng ngập do lũ và triều, tạo nền cho việc tiêu thoát nước mưa từ hệ thống kênh rạch …”.

– Hiện tại Cơ quan Tư vấn tính toán mô hình mưa nội và ngoại thành khác nhau nhưng cùng tần suất 10%, nhưng lại công bố mức đảm bảo là 95%. Điều này đã sai cơ bản về lý thuyết cũng như thực tiễn. Trong thực tế kết quả tính toán thủy văn, thủy lực của các cơ quan trong ngành còn có sự sai khác đáng kể, đặc biệt việc thi công đại lộ Đông Tây đã thu hẹp khả năng trữ nước và thoát nước của khu vực trung tâm thành phố, để đảm bảo khả năng tiêu thoát như kiến nghị của các nhà quy hoạch đã rất khó khăn, đòi hỏi phải có giải pháp mạnh tại khu vực này cho nên chưa có cách gì đảm bảo được là: “trong một 100 năm thành phố chỉ bị ngập 5 lần”.

– Tư vấn chọn chuỗi thống kê mực nước tại trạm Phú An trong vòng 20 năm (1988 – 2007), chuỗi số có xu thế luôn tăng trung bình 17mm/năm; hơn nữa trong vòng 10 năm gần đây đã có 5 năm xuất hiện giá trị mực nước MAX (146 – 157 cm) lớn hơn mực nước MAX thiết kế 10% (145cm). Mực nước trạm Phú An phụ thuộc vào triều từ biển và lũ xả từ thượng nguồn, do vậy, chuỗi số liệu mực nước tại Phú An không phải là chuỗi ngẫu nhiên nên không dùng được phương pháp ngẫu nhiên để tính toán. Ngoài ra cũng không thể nói cứ 20 năm có 1 năm ngập thì tần suất đảm bảo tiêu được là 95% trong khi 10 năm gần đây đã có 5 năm liên tục mực nước MAX vượt quá mực nước thiết kế.

– Chưa bao giờ chúng ta công bố mức đảm bảo mà chỉ công bố tần suất thiết kế mưa, lũ và triều.

Qua phân tích đứng trên góc độ chuyên gia thủy văn PGS Đỗ Cao Đàm bảo lưu ý kiến chọn mức đảm bảo tính tiêu cho TP.HCM là 95%. GS.TSKH Nguyễn Ân Niên đồng tình với quan điểm của PGS Đỗ Cao Đàm và đi sâu về khái niệmxác suất và mức bảo đảm trên cơ sở độ đo (dimension) trong không gian biến số ngẫu nhiên và dùng khái niệm của Monte-Carlo để thay cho độ đo.

Xem thêm: Lời Bài Hát: Anh Là Ai Vậy Mới Ra Mắt Tại Đây, Anh Là Ai Vậy

Theo GS Nguyễn Ân Niên tiêu chuẩn chọn các tần suất thiết kế của mưa (M) là pM (cụ thể là 10%) và triều (T) là pT (cũng 10%), lũ xem như lấy số liệu thực tế. Không gian biến số ngẫu nhiên lấy theo tần suất (mỗi trục biến thiên từ 0.001 tới 0.999) và ta rải các điểm trong chữ nhật p(T)*p(M) này ví dụ với tập hợp điểm xác suất thực đo N rấtlớn (ví dụ >1000). Như vậy với tần suất pM sẽ có pM*N điểm rơi vào khoảng (0.001- pM), cũng như vậy đối với pT . Bây giờ ký hiệu xác suất chập tần suất pM và pT là:

P(M/T) = p

Thì số điểm nằm trong khoảng này là P(M/T)* max(pM, pT)*N, chỉ có những điểm này vượt quá mức thiết kế, và còn <1- p(mt)* max(pm, pt)>*N điểm có mức bảo đảm thiết kế, như vậy mức bảo đảm thiết kế là:

BĐ = <1-p(M/T) max(pM, pT)>*100%.

Ví dụ pM = pT = 10% và P(M/T) = 0,3 thì BĐ = 97%.

Theo quan điểm của cá nhân tôi, thủy văn, thủy lực cho bài toán chống ngập TP.HCM rất phức tạp, cần phải lắng nghe ý kiến của tất cả các nhà khoa học để phân tích đánhgiá đạt đến sự đồng thuận cao nhất.

Theo tôi hiểu, phương cách đề xuất của Gs Nguyễn Ân Niên nhìn chung hợp lý khi ta tính trị số tương ứngvới 10% hay 5% vv…cho ta thấy các event này có thể được xác định một cách chính xác và tất yếu nhưng thực tế không phải như vậy. Ví dụ lấy dòng chẩy 20 năm rồi định phân bố thích hợp xong ta tính T-year vent : Nếu probability of exceedance là 0.05 thì ta có biến số với return period là 20 năm ( trung bình chấp nhận trị số thực tế có thể vượt trị số này một lần). Giả sửGumbel distribution biểu thị cho dòng chẩy cực đại này thì tùy theo phương pháp ước tính thông số (parameter estimation methods) ta có trị khác nhau cho biến cố 20 năm. Nếu ta dùng phân bố khác như Log-Pearson Type III, thì trị số cho biến cố 20 năm lại càng khác xa nữa. Theo tôi, nên dùng vài phân bố rồi dùng trị trung bình thu được từ vài phân bố như thế thuyết phục hơn.

Phương phápMonte Carlo do GsNguyễn Ân Niên sử dụng, tôi e không ổn bởi vì triều có tính tất định rất cao, trong khi mưa thì yếu tố ngẫu nhiên rất lớn cho nên khi gom lại triều và mưa rồi phát sinh như một cặp biến ngẫu nhiên uniformly distributed trên một hình chữ nhật sẽ không thích hợp. Mặt khác việc tìm được joint distribution của T và M lại là một vấn đề rất khó. Theo tôi cách tốt nhất phải giải bài toán ngập nước bằng mô phỏng. Tất nhiên, chúng ta phải tốn nhiều công sức và thời gian đểmô phỏng nhiều phương án.

Nếu chỉ tranh luận ai đúng, ai sai về các chi tiết sẽ rất khó đánh giá vì chúng ta chỉ dùng tần suất cho các giá trị biến đổi ngẫu nhiên, như lượng mưa, cường độ gió hay mực nước và lưu lượng trên sông. Trong bối cảnh hiện nay, việc sử dụng tài liệu thực tế trong 20 năm từ 1988-2008 tuy có nhiều hạn chế nhưng là giải pháp tốt nhất hiện có. Tôi đồng ývới cách lập luận tính toán cho 20 năm, của PGS Đỗ Cao Đàm tuy nhiên phải tính toán với nhiều chuỗi ( bằng cách phát sinh số liệu), vì kết quảdựa vào số liệu thực đo chỉ là kết quả nhận được từ một chuỗi. Simulation với Rainfall-Runoff models là việc làm cần thiết!

Vấn đề quan trọng nhất để đạt đến sự đồng thuận cao là cần phân tích hệ thống để có cái nhìn tổng quan đánh giá xem các chi tiết chọn mức bảo đảm 95% hay 90% đóng góp như thế nào khi giải quyết bài toán chống ngập có liên quan đến nhiều yếu tố.

Tần suất thiết kế: Việc sử dụng khái niệm “tần suất” trong xây dựng quy hoạch tích hợp để giảm thiểu hiểm họa của lũ lụt là một khái niệm cũ và đôi khi lỗi thời. Chúng ta không thể định ra tần suất thiết kế khi chỉ hoàn toàn dựa vào đặc tính kỹ thuật mà quên mất hiệu quả kinh tế của giải pháp. Ngày nay, người ta nói đến “Benefits & Costs” của một biện pháp công trình chứ không thể chỉ nói tới tần suất thiết kế cho giải pháp ấy. Tần suất thấp đồng nghĩa với đầu tư lớn, nhưng hiệu quả đến đâu lại chưa xét đến. Điều này cũng giống như ta đi mua hàng, liệu chúng ta có trả giá một món hàng mà chưa biết chất lượng món hàng ra sao không?

Tần suất mưa: Cách tính tần suất mưa hiện nay là mỗi năm lấy một trận mưa lớn nhất. Nếu chúng ta có chẳng hạn 100 năm tài liệu mưa, trận mưa ứng với tần suất 10% của liệt số này được hiển là cứ 10 năm lại xảy ra trận mưa tương tự. Tuy nhiên, khi tính toán gặp khó khăn lớn là trong 1 năm có thể xẩy ra nhiều trận mưa tương tự hoặc có lượng mưa thấp hơn đôi chút và vì thế tần suất lặp lại sẽ lớn hơn nhiều. Hậu quả là nếu thiết lập liệt thống kê với tất cả các các trận mưa xảy ra,trận mưa với tần suất tính theo cách này sẽ lớn hơn rất nhiều so với cách tính thống kê cũ. Nếu chỉ đề cập đến tần suất không thôi, chưa nói lên được tác động tổng hợp. Tính đồng thời xuất hiện cần phải được đặc biệt lưu ýtrong phân tích, đánh giá. Hay nói cách khác, nếu xét tổ hợp bất lợi ta có thể coi mưa và triều cùng tần suất lũ bình quân là chưađủ mà phải đặc biệt quan tâm đếnthời điểm xuất hiện.

Trở lại từng vấn đề GS Đào Xuân Học nêu ở trên, tôi thấy khôngnên áp dụng tiêu chuẩn TCXDVN 285-2002, chỉ nên sử dụng TCXDVN 51-2008. GS Đào Xuân Học có sự hiểu nhầm về quan niệm mứcbảo đảm và tần suất. Mức bảo đảm là một chỉ tiêu để bảo đảm mục tiêu hoặc hiệu ích của công trình không bị phá hoại trong thời gian công trình hoạt động và thường được thể hiện dưới dạng xác suất hoặc biến cố đối của xác suất (100% – p%). Chỉ khi đơn trị, 1 biến duy nhấtthì mức bảo đảm mới có thể suy ra từ tần suất 1-P. Xin lưu ý bài tóan của chúng ta là bài tóan chống ngập không đơn thuần là bài tóan tiêu vì có các cống ngăn triềutrong vòng 10 năm gần đây đã có 5 năm xuất hiện giá trị mực nước MAX (146 – 157 cm) lớn hơn mực nước MAX thiết kế 10% (145cm) nên không thể bảo đảm mức 90%, là vìchưa có biện pháp công trình. Với lượng mưa 10% kết hợp với biện pháp công trình thì ta bảo đảm được 95%, còn nếu mưa lớn hơn lượng mưa 10% thì tất nhiên không bảo đảm được mức đó, cho nên không được lẫn lộn 2 khái niệm tần suất và mức bảo đảm. Để dễ hiểu hơn, xin đưa ví dụ nếu mưa 10% là 110 mm, với lượng mưa 110 mm, chúng ta dùng biện pháp công trình ta có thể bảo đảm chống ngập 95%, nói như vậy để thấy mức bảo đảm và tần suất là khác nhau.

Do chuỗi số liệu thủy văn là ngẫu nhiên, khi gặp chu kỳ nước lớn thì mực nước tăng, gặp chu kỳ nước nhỏ thì mực nước giảm, Tư vấn chọn chuỗi thống kê mực nước tại trạm Phú An trong vòng 20 năm (1988 – 2007) là chuỗi số có xu thế luôn tăng trung bình 17mm/năm là bất lợi cho tiêu, tức là bất lợi cho việc chống ngập. Việc xét ảnh hưởng tới tiêu thoát nước như trường hợp Đại lộ ĐÔNG Tây có xét cả trường hợp đô thị hóa nữa, vì trong chuỗi 20 năm nhưng mặt cắt địa hình lấy theo mặt bằng 2025.

Mực nước triều của Phú An chịu ảnh hưởng của dòng chảy trong sông nhất là những thời điểm xét tiêu thóat nước, khác với triều biển. Trong khi đề nghị tần suất lũ kiểm tra đã theo tiêu chuẩn thiết kế riêng nên tiêu thoát nước như TP. Hồ Chí Minh cũng nên theo tiêu chuẩn thiết kế riêng vì là đô thị loại đặc biệt, tập trung các khu công nghỉệp và giao thông quan trọng. Bởi vậy, nhiều người đề nghị tính toán tiêu thóat nước với mức bảo đảm 95%, để giải quyết tiêu úng thành phố trọng điểm. Ngoài ra, quy mô kích thước của cống còn phụ thuộc vào yêu cầu của giao thông thủy, dòng chảy môi trường, có nghĩa là còn lớn hơn nhiều so việc tranh luận cho mức đảm bảo 90%hay 95%.

KẾT LUẬN

Cơ quan tư vấn khi thiết kế cần tiếp tục làm rõ một số điểm sau đây:

– Mức bảo đảm chi tiết cho từng vùng của thành phố sẽ khác nhau, cần tính toán chọn mức bảo đảm chi tiết thích hợp.

– Mức bảo đảm ngoài yếu tố bảo vệ, cũng cần xét đến các yếu tố thích nghi và giảm nhẹ thiên tai.

– Ưu tiên trước mắt là phải xây dựng cho được một bộ dữ liệu chi tiết về thiệt hại do ngập lụt đô thị, từ đó làm cơ sở cho việc thực hiện các bước phân tích rủi ro tiếp theo để hỗ trợ cho việc ra quyết định đầu tư trên cở sở phân tích chí phí và hiệu quả kinh tế xã hội môi trường.Đấy là cách làm theo hướng tiếp cận tổng hợp trên cơ sở quản lý và đánh giá rủi ro ngập lụt.

– Bộ NN&PTNT và TP.HCM cần thăm quan, học hỏi kinh nghiệm việc chống ngập của TP. Bangkok có các điều kiện tương tự chịu tác động của các nguyên nhân gây ngập như lũ, triều, mưa như TP.HCM nhưng họ đã giải quyết triệt để bài toán chống ngập từ năm 2005.

Với trách nhiệm là thành viên Tổ tư vấn, tôi viết các nhận xét trên đây để Vụ Khoa học Công nghệ và Cục Quản lý xây dựng công trình thủy lợi tập hợp ý kiến của các thành viên khác, trình Bộ xem xét, quyết định.

Viết một bình luận