Luận án Nghiên cứu nguy cơ sự cố do mưa lũ nhằm nâng cao an toàn các hồ chứa nhỏ vùng Bắc Trung Bộ

hơn 24h liên tục lớn nhất đối với khu vực nghiên cứu 
Ngay trong Mục 2.7.3 ở trên có đề cập đến phân bố mƣa trong thời đoạn ngắn 
hơn 1h, chẳng hạn 5 phút, 15 phút, 30 phút Đồng thời cũng nhƣ ở phần trên đã 
trình bày về thời gian tập trung dòng chảy tràn, kết hợp với thực tế là diện tích các 
lƣu vực hồ chứa khu vực nghiên cứu nhỏ, thời gian tập trung nƣớc từ các tiểu lƣu 
vực của lƣu vực tới hồ chứa ngắn, có thể nhỏ hơn 1h nhiều. Vì vậy phân bố mƣa 
thời đoạn ngắn trong các đợt mƣa lớn đóng vai trò quan trọng trong tính toán phân 
tích và xây dựng mô hình mƣa-dòng chảy mặt để xác định cƣờng độ dòng chảy lũ. 
Hơn nữa, khác với các công tác nghiên cứu liên quan đến lũ-ngập lụt, mà 
trong đó thời gian mƣa lớn kéo dài đóng vai trò quan trọng trong việc tập trung 
nƣớc xuống khu vực hạ lƣu, kết hợp khả năng thoát nƣớc ở mức độ nhất định nên 
gây ra lũ-ngập lụt và thời gian lũ-ngập lụt dài hay ngắn phụ thuộc lớn vào thời gian 
mƣa. Trong khi đó, đối với các công trình hồ chứa, thời gian kéo dài dòng chảy lũ 
đến hồ trong nhiều trƣờng hợp không có vai trò lớn nhƣ cƣờng độ dòng chảy lũ đến 
hồ, tức là khả năng thoát nƣớc lũ của công trình xả lũ. 
Chính vì các lý do trên, xác định đƣợc cƣờng độ mƣa thời đoạn ngắn hơn 1h 
có ý nghĩa lớn trong tính toán thiết kế và đánh giá khả năng xả lũ của các công trình 
hồ chứa. Vì vậy phân tích xác định mƣa thời đoạn ngắn hơn 1h lớn nhất là cần thiết 
đối với các khu vực nghiên cứu. Tuy nhiên thực tế quan trắc mƣa hiện có ở nƣớc ta 
chủ yếu cho số liệu mƣa thời đoạn ngắn nhất là 1h. Do đó tác giả tiến hành phân 
tích xác định mƣa thời đoạn 1h lớn nhất 
Cƣờng độ và tần suất mƣa 1h lớn nhất thời kỳ 1990÷2012 đã đƣợc xác định từ 
số liệu mƣa 1h. Một điểm đáng đƣợc lƣu ý là hầu hết mƣa 1h lớn nhất rơi vào thời 
71 
gian mƣa 24h liên tục lớn nhất: đối với Vinh - Nghệ An thời kỳ 1992÷2012 có 13 
điểm, đối với Hƣơng Khê - Hà Tĩnh thời kỳ 1990÷2012 là 18 điểm và đối với Đông 
Hà - Quảng Trị thời kỳ 1990÷2012 là 19 điểm. Kết quả phân tích tính toán tần suất 
mƣa 1h lớn nhất đối với 03 khu vực nghiên cứu xác định theo phƣơng pháp đƣờng 
tần suất lý luận cho kết quả sai lệch thấp nhất so với tần suất kinh nghiệm và thể 
hiện trên các Hình 2-40 đến Hình 2-42 và Bảng 2-11 thể hiện lƣợng mƣa 1h ứng với 
một số tần suất khác nhau. 
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
L
ư
ợ
n
g
 m
ư
a
 g
iờ
 -
W
1
h
(m
m
/h
)
Tần suất vượt, P (%)
kinh nghiệm
phương pháp Gumbel
Hệ số tương quan giữa tần suất 
kinh nghiệm và lý luận: R2=0,9471
W1h=-18,119xln [-ln(1-P/100)]+36,464
Nghi Lộc - Nghệ An
Hình 2-40: Đƣờng tần suất lƣợng mƣa 1h LN thời kỳ 1991÷2012 tại Nghi Lộc-Nghệ An 
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
L
ư
ợ
n
g
 m
ư
a
 1
h
 L
N
-
W
1
h
(m
m
/h
)
Tần suất vượt, P (%)
Hương Khê - Hà Tĩnh
kinh nghiệm
phương pháp Gumbel
Hệ số tương quan giữa tần suất kinh 
nghiệm và lý luận: R2=0,9589
W1h=-15,095xln [-ln(1-P/100)]+44,721
Hình 2-41: Đƣờng tần suất lƣợng mƣa 1h LN thời kỳ 1991÷2012 tại Hƣơng Khê-Hà Tĩnh 
72 
2.8. Phƣơng pháp luận phân cấp nguy cơ sự cố liên quan đến mƣa lũ đối với 
các công trình hồ chứa nhỏ vùng BTB. 
2.8.1. Phương pháp luận và cơ sở lựa chọn phân cấp nguy cơ sự cố 
2.8.1.1. Phương pháp luận phân cấp nguy cơ sự cố 
Về lý luận, quy phạm thiết kế các công trình hồ - đập yêu cầu công trình xả lũ 
đảm bảo lƣu lƣợng tràn để mực nƣớc trong hồ không đƣợc dâng cao hơn mực nƣớc 
thiết kế trong trƣờng hợp tần suất lũ thiết kế và mực nƣớc kiểm tra đối với tần suất 
0
20
40
60
80
100
120
140
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
L
ư
ợ
n
g
 m
ư
a
 1
h
 L
N
-
W
1
h
(m
m
/h
)
Tần suất vượt, P (%)
Đông Hà - Quảng Trị
kinh nghiệm
phương pháp Gumbel
Hệ số tương quan giữa tần suất kinh 
nghiệm và lý luận: R2=0,9845
W1h=-13,894xln [-ln(1-P/100)]+37,534
Hình 2-42: Đƣờng tần suất lƣợng mƣa 1h LN thời kỳ 1991÷2012 tại Đông Hà-Quảng Trị 
Bảng 2-11: Lƣợng mƣa 1h LN ứng với các tần suất tại Nghi Lộc, Hƣơng Khê và Đông Hà 
P% Vinh-W1h (mm) Hƣơng Khê-W1h (mm) Đông Hà-W1h(mm) 
0,1 148,8 149,0 134,3 
0,2 138,5 138,5 124,6 
0,3 132,3 132,4 118,9 
0,4 127,9 128,0 114,8 
0,5 124,5 124,7 111,7 
1,0 113,7 114,2 101,9 
1,5 107,2 108,0 96,2 
2,0 102,5 103,6 92,1 
73 
lũ kiểm tra. Nhƣ vậy, công trình xả lũ (đập tràn chẳng hạn) đƣợc thiết kế có thể 
đƣợc hỗ trợ bằng các mô hình mƣa dòng chảy, mô hình thủy lực dòng chảy trong 
sông suối với các dữ liệu đầu vào là các biến số về đặc tính lƣu vực, đƣờng đặc tính 
lòng hồ chứa và phân bố mƣa theo thời đoạn (15phút, 30phút) trong thời gian kéo 
dài của trận mƣa rào thiết kế/kiểm tra (12h lớn nhất, 24h lớn nhất, 36h lớn 
nhất) nhƣ đã trình bày ở phần đầu của Mục 2.2. Một khi công trình hồ chứa 
đƣợc thiết kế xây dựng dựa trên các số liệu phù hợp này thì nguy cơ sự cố công 
trình sẽ thuộc về chất lƣợng xây dựng và/hoặc mƣa lũ vƣợt tần suất 
Tuy nhiên, các hồ chứa khu vực nghiên cứu đƣợc xây dựng hầu hết không có 
các thiết kế cơ bản, đƣợc nâng cấp sửa chữa theo kinh nghiệm, theo nhu cầu gia 
tăng khả năng trữ nƣớc của địa phƣơng, nên không thể khẳng định đƣợc rằng 
công trình hiện thỏa mãn các yêu cầu thiết kế (ngoại trừ các công trình nâng cấp sửa 
chữa gần đây có các phân tích bài bản theo quy phạm yêu cầu). Một trong các yếu 
tố quan trọng ảnh hƣởng đến nguy cơ sự cố công trình hồ chứa là năng lực xả lũ. Để 
đánh giá khả năng thoát lũ của các công trình hồ thủy lợi một cách chính xác, đòi 
hỏi đầu tƣ nghiên cứu xây dựng chính xác mô hình mƣa dòng chảy đối với từng 
công trình. Công tác này đòi hỏi nhiều thời gian, khối lƣợng rất lớn về nhân lực kỹ 
thuật và lƣợng kinh phí lớn. 
Vì vậy, đối với số lƣợng lớn các công trình hồ thủy lợi hiện có, với hạn chế về 
thời gian và khả năng tài chính, với yêu cầu cấp thiết của thực tế, yêu cầu phân loại 
nguy cơ sự cố các công trình hồ thủy lợi bằng phƣơng pháp không tốn kém, có cơ 
sở khoa học và thực tiễn, kết quả phù hợp với thực tế là hết sức cần thiết. 
Để xây dựng phƣơng pháp luận, có thể xuất phát từ phƣơng trình sau đây của 
Van Te Chow 47: 
( ) ( )
dS
I t O t
dt
 (2.23) 
Trong đó: S là thể tích chứa, t là thời gian, I là lƣu lƣợng dòng chảy tới (hồ chứa), O 
là lƣu lƣợng dòng chảy ra khỏi hồ chứa). Trong trƣờng hợp khi có lũ đến thì dung 
tích hồ (W) chứa đƣợc chia làm 2 thành phần là dung tích chứa lũ (W1) và dung tích 
74 
cắt lũ (W2); sử dụng W cho ký hiệu S trong công thức (2.23) ta sẽ có phƣơng trình: 
1 2 ( ) ( )
dW dWdW
I t O t
dt dt dt
 (2.24) 
Trong đó: W1 là dung tích chứa lũ, W2 là dung tích cắt lũ của mặt thoáng hồ 
(W=W1+W2), O là lƣu lƣợng xả lũ của tràn và I là lƣu lƣợng sinh lũ của lƣu vực. 
Nhƣ vậy, khi I(t) - O(t) lớn hơn 0 tức là lƣợng nƣớc đến đƣợc trữ lại một phần 
thì vai trò cắt lũ của hồ chứa phát huy tác dụng, nhƣng nếu lớn hơn dung tích chứa 
lũ và cắt lũ của công trình hồ chứa đƣợc thiết kế (ký hiệu là 
tk
dW
dt
) thì sẽ xảy ra 
nguy cơ sự cố. Tính toán định lƣợng hoặc đánh giá bán định lƣợng phƣơng trình 
(2.24) thông thƣờng tiến hành bằng cách sử dụng mô hình thủy văn, thủy lực nhƣ 
trình bày ở phần đầu Mục 2.2. Ngoài ra, có thể thấy rằng sẽ tồn tại chỉ số nào đó có 
thể đƣợc xây dựng và đƣợc sử dụng để tiến hành đánh giá một cách bán định lƣợng 
tốt nhất phƣơng trình liên tục (2.24) nêu trên. Sau khi nghiên cứu phân tích các vấn 
đề có mối liên quan đến các thành phần và bảo toàn khối lƣợng trong phƣơng trình 
(2.24), ba đặc tính hồ chứa đƣợc đề xuất đƣợc lập luận nhƣ sau: 
- Tỷ số giữa dung tích hồ chứa (V) và diện tích lƣu vực (Flv) thu nƣớc 
(KV=V/Flv (m
3
/m
2m): Gián tiếp thể hiện khả năng chứa lũ của hồ đối với lƣợng 
nƣớc lũ đến hồ từ lƣu vực thƣợng lƣu. Một đặc tính ngoài thể hiện khả năng chứa lũ 
của hồ, tỷ số này thể hiện mức độ gia tăng mực nƣớc hồ khi dòng lũ tập trung vào 
hồ: Tỷ số này càng nhỏ thì khả năng tích trữ nƣớc trong hồ do dòng chảy thƣợng 
nguồn đổ về hồ càng nhỏ nên dẫn đến nguy cơ sự cố hồ chứa lớn hơn, và ngƣợc lại 
càng lớn thì khả năng tích nƣớc nƣớc trong hồ càng lớn và nguy cơ sự cố hồ chứa sẽ 
giảm. Gọi tỷ số này là chỉ số KV . 
- Tỷ số giữa diện tích mặt thoáng hồ chứa (S) và diện tích lƣu vực thu nƣớc (Flv) 
(KS=S/Flv) (m
2
/m
2
): Trực tiếp thể hiện quá trình dâng lên của mực nƣớc hồ mà tiệm 
cận với mực nƣớc lũ kiểm tra (MNLKT) khi điều tiết lũ (mực nƣớc dâng lên trong 
hồ chứa: lƣợng nƣớc tới hồ từ 1 đơn vị diện tích lƣu vực đƣợc chứa trong KS đơn vị 
diện tích mặt hồ). Tỷ số này càng nhỏ thì tốc độ dâng mực nƣớc trong hồ chứa càng 
75 
lớn nên nguy cơ sự cố hồ chứa lớn hơn, và ngƣợc lại tỷ số này càng lớn thì tốc độ 
dâng mực nƣớc trong hồ chứa càng nhỏ nên nguy cơ sự cố hồ chứa thấp hơn. Nhƣ 
vậy, tỷ số này thể hiện khả năng cắt lũ của hồ đối với lƣu vực thu nƣớc phía thƣợng 
lƣu trong phƣơng trình (2.24). Đối với các hồ chứa có tài liệu về đƣờng đặc tính hồ 
(quan hệ giữa mực nƣớc và dung tích) thì diện tích hồ tính theo quan hệ này có độ 
chính xác cao. Gọi tỷ số này là chỉ số KS. 
- Tỷ số giữa lƣu lƣợng nƣớc (Q) từ lƣu vực tập trung vào hồ chứa và chiều rộng 
đập tràn (B) trong đợt mƣa lũ thời đoạn nào đó (chẳng hạn 1h) (KQ=Q/B) (m
3
/h/m): 
tỷ số này càng lớn thì nguy cơ sự cố hồ chứa càng cao, và ngƣợc lại tỷ số này càng 
nhỏ thì nguy cơ sự cố hồ chứa càng giảm (với giả thiết rằng năng lực tràn xả lũ trên 
1m dài đập tràn của các hồ chứa nhƣ nhau: tràn tự do, đỉnh rộng). Tần suất mƣa sử 
dụng trong tính KQ là 1% và cƣờng độ mƣa 1h lớn nhất, với điều kiện giả thiết rằng 
toàn bộ lƣợng mƣa hình thành nên dòng chảy tập trung đến hồ chứa mà không có sự 
tổn thất (điều này là hoàn toàn hợp lý trên cơ sở rằng mƣa lớn 1h xảy ra trong thời 
gian mƣa kéo dài khi mà đất và thảm thực vật trên lƣu vực đã bão hòa nƣớc). Cách 
xác định mƣa 1h lớn nhất đã đƣợc trình bày trong xác định đƣờng tần suất lƣợng 
mƣa 1h lớn nhất. Nhƣ vậy, tỷ số này thể hiện thành phần lƣu lƣợng nƣớc thoát ra 
khỏi hồ chứa (O) trong phƣơng trình (2.24). Gọi tỷ số này là chỉ số KQ. 
Ba chỉ số đƣợc đề xuất với các lập luận nêu trên có thể xem nhƣ những đặc 
tính liên quan đến hồ chứa, lƣu vực thƣợng lƣu hồ chứa, mƣa lớn nhất thời đoạn 
nhất định, và là các đại lƣợng định lƣợng: mỗi một hồ chứa có một giá trị nhất định, 
rất khó có khả năng có thể giống nhau tuyệt đối cho dù chỉ một chỉ số trong 3 chỉ số 
đó, đồng thời lƣợng nƣớc lũ tới hồ là giá trị nhất định đối với cƣờng độ mƣa, diện 
tích và các đặc tính (độ dốc, mức độ phân cắt, đặc điểm địa chất, đặc điểm thảm 
thực vật...) của lƣu vực thƣợng lƣu hồ chứa. Vì vậy, để có cơ sở đánh giá phân loại 
nguy cơ sự cố liên quan đến mƣa lũ của các hồ chứa với số lƣợng hồ rất lớn trong 
phạm vi mỗi tỉnh cũng nhƣ trên cả nƣớc, sẽ rất có ý nghĩa và hiệu quả nếu sử dụng 
phƣơng pháp luận này trong phân cấp nguy cơ sự cố hồ chứa theo giá trị của các chỉ 
số đặc trƣng này. 
76 
2.8.1.2. Cơ sở lựa chọn phân cấp nguy cơ sự cố 
Theo Hiệp hội các chuyên gia an toàn đập ở Mỹ, việc phân loại đập đƣợc 
chia làm 3 loại dựa trên mức độ thiệt hại do nó gây ra khi có sự cố mất an toàn là: 
Nguy cơ cao, nguy cơ rất cao và mức nguy hiểm (sự cố mất an toàn gây hậu quả 
nghiêm trọng về ngƣời) 33. 
Việc phân nhóm các khoảng giá trị chỉ số có thể tiến hành dựa trên đặc tính 
phân bố các giá trị trong nhóm theo lý thuyết xác suất thống kê. Đó là khoảng giá trị 
là cấp số nhân của giá trị độ lệch chuẩn  (35 ; 36 ), tức là khoảng thấp nhất có 
thể có giá trị nhỏ nhất và khoảng lớn nhất có thể có giá trị lớn nhất (tức là số 
khoảng bằng max-min chia cho  cộng 1). Trong các bài toán phân cấp nguy cơ các 
sự cố thiên nhiên nhƣ trƣợt lở đất,... ngƣời ta còn dùng cách chia theo bƣớc nhảy 
(natural breaks). Trong các bài toán thực tế có thể chia ra số cấp có bƣớc nhảy bằng 
n hoặc /n (n=1, 2, 3, 4...) tùy thuộc về vai trò ý nghĩa về vật lý của biến số đƣợc 
sử dụng trong phân cấp. 
2.8.2. Phân cấp nguy cơ sự cố theo các chỉ số KV , KS ,KQ 
2.8.2.1. Tỷ số giữa dung tích hồ chứa và diện tích lưu vực thu nước KV 
 Việc phân nhóm các khoảng giá trị chỉ số KV có thể tiến hành dựa trên đặc 
tính phân bố các giá trị trong nhóm theo lý thuyết xác suất thống kê là khoảng giá 
trị cấp số nhân của giá trị độ lệch chuẩn  tức là khoảng thấp nhất có thể có giá trị 
nhỏ nhất và khoảng lớn nhất có thể có giá trị lớn nhất (tức là số khoảng bằng max-
min chia cho  cộng 1) 35 36 . 
Kết quả tính toán các thông số của phân bố lệch chuẩn của các giá trị trong 
bộ số liệu (KV đƣợc thống kê và tính toán trong Phụ lục I) của các hồ chứa nghiên 
cứu (dung tích từ 0,5 đến 3,0 triệu m3) thuộc tỉnh Nghệ An (độ lệch chuẩn  cho 
biết độ phân tán của các giá trị trong bộ số liệu) cụ thể: 
Với KVmin = 0,08 (hồ Cầu Cau, huyện Thanh Chƣơng, dung tích 1,33 triệu 
m
3
); KVmax = 0,83 (hồ Hùng Vƣợn, huyện Nam Đàn, dung tích 0,83 triệu m
3) cho kết 
quả: Độ lệch chuẩn  = 0,2 và số nhóm (KV) là 4,75. 
Bảng (2-8), Bảng (2-9), Bảng (2-10) là kết quả tính toán các thông số của 
phân bố lệch chuẩn mƣa thời đoạn 1h các đợt mƣa 24h liên tục lớn nhất tại các trạm 
77 
KTTV Vinh (Nghệ An), Hƣơng Khê (Hà Tĩnh), Đông Hà (Quảng Trị). Sự liên hệ 
giữa lựa chọn giá trị bƣớc nhảy phân cấp KV=0,2 với kết quả Bảng (2-8), Bảng (2-
9), Bảng (2-10) là dùng các công thức tính toán các thông số phƣơng sai (ω), giá trị 
trung bình (KV) và độ lệch chuẩn () của các giá trị trong bộ số liệu (KV) của các hồ 
chứa nghiên cứu (dung tích từ 0,5 đến 3,0 triệu m3) thuộc tỉnh Nghệ An (tƣơng tự 
với Hà Tĩnh và Quảng Trị). 
 Cơ sở khoa học phân thành 5 mức độ nguy cơ sự cố: 1) Số lƣợng cấp nguy 
cơ có thể tuỳ tiện; 2) Phải sử dụng số lƣợng cấp nguy cơ nhỏ (bằng 3 chẳng hạn) 
nếu số lƣợng giá trị chỉ số ít (thí dụ có 15 giá trị, giá trị lớn nhất trừ giá trị nhỏ nhất 
chỉ bằng 2 lần giá trị nhỏ nhất thì phân đƣợc tối đa 3 cấp); Nếu nhiều số liệu (chẳng 
hạn 30-90) có thể phân ra 7 cấp (giá trị lớn nhất trừ giá trị nhỏ nhất bằng 6 lần độ 
lệch chuẩn), nhƣng yêu cầu chỉ phân ra 3 cấp thì tiến hành phân ra 3 cấp; 3) Càng 
nhiều số liệu và giá trị lớn nhất trừ giá trị nhỏ nhất lớn bằng n lần độ lệch chuẩn thì 
có thể phân ra n cấp. Với mục đích phân cấp nguy cơ và với số lƣợng giá trị nhiều 
(trên 100) và độ lệch chuẩn nhỏ nên có thể phân ra nhiều cấp; nếu lấy 3 thì tƣơng 
ứng sự sai khác thực tế của cùng 1 cấp lớn, nếu lấy nhiều thì không đủ mức chính 
xác; lấy 5 là dải cao gần nhất số cấp nhỏ nhất là 3. Từ những lập luận và kết quả 
tính toán, luận án lấy 5 cấp. 
Để xác định giá trị KV ứng với cấp nguy cơ sự cố hồ chứa thấp, ta dựa vào giá 
trị chỉ số KV ứng với trƣờng hợp lƣợng nƣớc cung cấp cho hồ trong 1 mùa mƣa 
bằng thể tích hồ, gọi là (KV)0. Nhóm hồ có giá trị KV bằng hoặc lớn hơn giá trị (KV)0 
này là nhóm hồ an toàn tuyệt đối (tất nhiên thực tế hầu nhƣ không có hồ thủy lợi 
nào nhƣ thế này). 
Để xác định giá trị (KV)0 của chỉ số KV chúng ta tính tổng lƣợng nƣớc hình 
thành trong mùa lũ. Để thực hiện đƣợc điều này chúng ta tiến hành xác định năm có 
mƣa và bốc hơi đặc trƣng đối với khu vực tỉnh Nghệ An để minh họa. Trong khuôn 
khổ công trình này, năm mƣa và bốc hơi đặc trƣng đƣợc lấy là năm có mƣa và bốc 
hơi tháng có giá trị trung bình thời kỳ 1956÷2012 (thời kỳ có đầy đủ số liệu mƣa và 
bốc hơi tại trạm khí tƣợng Nghệ An). 
Mƣa cung cấp cho hồ chứa tại Nghệ An từ tháng 8 đến hết tháng 11 (Hình 2-
78 
43). Tháng 8 là đầu mùa mƣa, lƣợng mƣa lại không quá lớn nên chúng ta cho rằng 
lƣợng nƣớc này đƣợc sử dụng hết toàn bộ trong tháng. Tháng 11 vào cuối mùa mƣa 
nên nói chung nguy cơ sự cố liên quan đến quá sức chứa và xả lũ của hồ trong tháng 
này cũng có thể loại trừ. Tổng lƣợng mƣa trừ bốc hơi trong tháng 9 và 10 tƣơng ứng 
là 432,4mm và 443,4mm, sẽ cho tổng lƣợng nƣớc trên 1m2 lƣu vực là 0,8758m3. 
Nhƣ vậy, với lý luận trên thì chỉ số KV đối với Nghệ An sẽ là 0,8758. Tuy nhiên, 
nếu sử dụng giá trị này sẽ rất an toàn vì một khi lƣợng nƣớc đến vƣợt dung tích 
chứa ứng với ngƣỡng tràn sẽ xảy ra tràn, đồng thời trong thời gian này quá trình sử 
dụng nƣớc từ hồ chứa cho các nhu cầu phía hạ du vẫn diễn ra. 
Theo tính toán cân bằng nƣớc trong thiết kế hồ chứa tại khu vực nghiên cứu, 
thì lƣợng nƣớc dùng cho các yêu cầu chiếm từ 13% đến 18% lƣợng nƣớc tới hồ vào 
hai tháng mùa mƣa này [17]. Nhằm thiên về an toàn (tức là sử dụng giá trị nhỏ để 
có thể có nguy cơ cao hơn), ta lấy giá trị nƣớc dùng trong hai tháng này bằng 
khoảng 10%, tức là (KV)0 đối với Nghệ An sẽ là khoảng 0,80. Nhƣ vậy, nếu phân ra 
5 cấp nguy cơ sự cố hồ chứa theo giá trị chỉ số KV lớn nhất là 0,80 và với giá trị 
bƣớc nhảy bằng giá trị độ lệch chuẩn là 0,2 ta có các dải giá trị nhƣ sau: 
 - KV ≥0,80 : Nguy cơ sự cố hồ chứa thấp; 
 - KV =0,60÷0,80 : Nguy cơ sự cố hồ chứa trung bình; 
 - KV =0,40÷0,60 : Nguy cơ sự cố hồ chứa tƣơng đối cao; 
-100
0
100
200
300
400
500
600
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
G
iá
 tr
ị (
m
m
)
Tháng
Vinh - Nghệ An
Mưa tháng TB (mm)
Bốc hơi tháng TB (mm)
Mưa-BH tháng (mm)
Hình 2-43: Đồ thị mƣa và bốc hơi tháng đặc trƣng 1956÷2012 tỉnh Nghệ An 
79 
 - KV =0,20÷0,40 : Nguy cơ sự cố hồ chứa cao; 
 - KV<0,2 : Nguy cơ sự cố hồ chứa rất cao. 
2.8.2.2. Tỷ số giữa diện tích mặt hồ chứa và diện tích lưu vực hồ chứa KS 
Tƣơng tự nhƣ chỉ số KV, chỉ số KS này thể hiện vai trò tích trữ nƣớc mƣa rơi 
trên lƣu vực trƣớc khi đƣợc xả xuống hạ lƣu và thể hiện khả năng cắt lũ của hồ đối 
với lƣợng mƣa trên lƣu vực ứng với đại lƣợng dâng cao mực nƣớc trong hồ, nên việc 
phân chia các nhóm giá trị cần phải tính đến lƣợng nƣớc tới hồ. Vậy, mƣa thời đoạn 
nào đƣợc sử dụng trong trƣờng hợp này? Nguy cơ sự cố hồ chứa liên quan đến mƣa 
thời đoạn tƣơng đƣơng với thời gian tập trung dòng chảy của lƣu vực thƣợng lƣu hồ 
chứa tới hồ chứa. Đối với các hồ chứa ở Nghệ An, thì thời gian tập trung dòng chảy 
từ các tiểu khu lƣu vực của lƣu vực đến hồ chứa đều nhỏ hơn 60 phút. Trong khi đó 
mƣa thời đoạn hiện nay quan trắc trên hầu hết các trạm khí tƣợng thủy văn của nƣớc 
ta đều thể hiện thời đoạn là 60 phút. Vì vậy, trên tất cả các cơ sở đó, đại lƣợng mƣa 
1h ứng với tần suất 1% là có thể xem là phù hợp nhất để sử dụng trong phân cấp chỉ 
số KS này: KS càng lớn thì mực nƣớc trong hồ dâng càng nhỏ. 
Về việc lựa chọn tần suất mƣa 1h lớn nhất có thể lập luận nhƣ sau: 
 - Theo QCVN 04-05:2012/BNNPTNT về công trình thủy lợi - Các quy định 
chủ yếu về thiết kế [7]: 1) Phân cấp công trình theo dung tích thì các hồ nghiên cứu 
trong luận án thuộc cấp IV có Ptk=2% và Pkt=1%; 2) Theo chiều cao đập 
5m<Hd<10m (trƣờng hợp nền đất yếu nhất) thì đa số các hồ thuộc nghiên cứu này 
có Hd>10m, nên có thể tính với công trình cấp III có Ptk=1,5% và Pkt=0,5%. Tần 
suất sử dụng tính toán ở đây có thể lấy theo các giá trị này 35 36 . 
 - Trong trƣờng hợp này là nghiên cứu đánh giá nguy cơ sự cố công trình hồ - 
đập do ảnh hƣởng của mƣa lũ (khả năng chứa của hồ), các hồ đang nghiên cứu 
trong khu vực có dung tích nhỏ hơn 3 triệu m3, nên có thể dùng các quy định tính 
toán đối với công trình cấp IV, tức là sử dụng tần suất thiết kế Ptk=2% và kiểm tra 
Pkt=1% trong các tính toán [6]. 
Lƣợng mƣa 1h lớn nhất thời kỳ 1991÷2012 tại trạm Quán Hành-Nghi Lộc-
Nghệ An đƣợc sử dụng. Phân tích số liệu cho thấy quy luật phân bố chuỗi mƣa 1h 
lớn nhất này không thỏa mãn điều kiện phân bố Pearson III, cụ thể là không thỏa 
80 
mãn điều kiện
min
2
2
1
V
V S
P
P
C
C C
X
X
. Kết quả xây dựng đƣờng tần suất lý luận mƣa 1h 
lớn nhất theo phƣơng pháp Kritxky - Menkel có đƣợc Cv=0,53, Cs=1,03 
(Cs=1,95Cv). Kết quả thể hiện trên Hình 2-40 cho thấy tƣơng quan giữa đƣờng tần 
suất lý luận và số liệu tần suất thực tế rất chặt chẽ với bình phƣơng hệ số tƣơng 
quan tới R2=0,9471 với sai số tuyệt đối trung bình là 3,755 mm/h và độ lệch chuẩn 
của sai số tuyệt đối là 3,639