CƠNG TY TƯ VẤN CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG MEINHARDT ( VIỆt NAM) KẾT QUẢ XÂY DỰNG ĐƯỜNG IDF (CƯỜNG ĐỘ MƯA-THỜI GIAN MƯA-TẦN SUẤT MƯA) KCN SINGAPORE ASCENDAS-PROTRADE APSTP (xã An Tây, Thị xã Bến Cát, tỉnh Bình Dương) CƠ QUAN THỰC HIỆN CƠ QUAN YÊU CẦU VIỆN KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ MÔI TRƯỜNG CÔNG TY TNHH TƯ VẤN XÂY DỰNG MEINHARDT (VIỆT NAM) TP.HCM, tháng 5/2016 XÂY DỰNG ĐƯỜNG IDF CHO KHU VỰC KCN SINGAPORE ASCENDAS-PROTRADE (APSTP) (xã An Tây, Thị xã Bến Cát, tỉnh Bình Dương) Khu vực dự án Khu công nghiệp Singapore Ascendas-Protrade (APSTP) thuộc xã An Tây, Thị xã Bến Cát, tỉnh Bình Dương cách TP Hồ chi Minh khoảng 37 km đường chim bay Theo nguồn số liệu ngành Khí tượng – Thủy văn thuộc Bộ Tài Nguyên Môi trường Thị xã Bến Cát khơng có số liệu mưa tự ghi khoảng cách vị trí cần khảo sát so với trạm Tân Sơn Hòa khơng xa, đặc điểm khí tượng khí hậu khơng sai khác nhiều, để xây dựng IDF khu vực APSTP Viện Khí tượng thủy văn Mơi trường chúng tơi sử dụng số liệu trạm khí tượng Tân Sơn Hòa thành phố Hồ Chí Minh để tính tốn Về phương pháp đo mưa, trạm đo chủ yếu phương pháp thủ công với kết số liệu mưa ngày, với thời gian lấy từ 19 ngày hôm trước tới 19 ngày hôm sau Trạm Tân Sân Hòa trạm tự động số liệu đo mưa tương đối dài 106,68o kinh độ Đông 10,80o vĩ độ Bắc Cường độ mưa thời đoạn trạm Tân Sơn Hòa theo c c chu ỳ p ại 1.1 Số iệu sử dụng phương ph p tính Do phát triển thị nên cường độ mưa có khuynh hướng gia tăng, thời đoạn 45 phút Để đảm bảo tính phù hợp, số liệu cường độ mưa sử dụng thập niên gần đây, từ năm 1978 tới năm 2014 Các số liệu lựa chọn số liệu lớn năm cho thời đoạn 15 phút, 30 phút, 45 phút, 60 phút, 90 phút, 120 phút, 180 phút, 360 phút, 720 phút 1440 phút Các số liệu trình bày Bảng 1.1 Bảng 1.1 Cường độ mưa ớn trạm Tân Sơn Hòa, giai đoạn 1978-2014 Thời đoạn (phút) Năm 15' 1978 1979 1980 26.8 27 20.1 30' 47.1 52.3 37.2 45' 68.2 71.6 53.2 60' 89 82.8 67.2 90' 119.8 89.1 85.7 120' 137.9 93.3 92 180' 164.3 93.8 92.4 360' 177.6 93.8 95.3 720' 179.2 93.8 95.4 1440' 179.2 93.8 95.4 Thời đoạn (phút) Năm 15' 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 Max 28.5 30.2 29.4 26.1 22 30.9 44 28 24 32.3 31.6 34.4 25.8 38.2 38.1 32.3 30.9 32.2 25.8 28 25.5 19 34.8 35.9 36.3 33 37.1 31.4 28 34 39.4 38.3 40.9 33.7 44 30' 55.2 48 52.6 35.8 37.6 40.9 64 40.4 45.5 54.5 59.9 55.5 37.4 73.2 64.2 58.2 54.3 57.3 41.1 49.5 42.2 35.3 57.2 50.1 65.9 57.1 56 51.1 55.3 48.3 53.4 52.1 51.5 48.6 73.2 45' 60' 77.3 59.3 75.4 42.9 47.5 45.3 79.7 41.2 50.2 70.2 68.3 64.7 50.2 87.9 71.9 66.3 67.2 76.7 50.6 65.5 48.8 51.7 71.3 63.1 85.1 72.8 64.6 55.6 73.6 64.2 73.1 67 61.9 58.6 87.9 96.4 62.1 96.3 51.5 54.8 46.3 84.7 42 55.8 83.7 68.3 67.8 60.3 97 81.9 70.6 88 87.2 56.9 75.7 54.8 55.4 76.4 71.6 93 83 73.5 60.9 80.6 75.5 82.2 72.2 69.9 62.7 97 90' 112.1 64.5 117 56.3 60.4 48.5 89.4 42.8 61 96.8 86.1 71.6 64.7 106.2 87.7 72.3 100.8 106 57.6 92.6 55.8 55.5 92.4 75.8 103 102.4 92.6 62.7 82.4 79 83.1 75 71.5 64.9 119.8 120' 115.5 64.9 118.8 62 64.1 51 92.2 42.8 61.3 97.4 101.5 75.3 65.6 106.6 87.9 75.2 105.1 128.7 64 113.2 71 55.5 97.2 77.4 105.2 105.9 100.1 71.4 82.4 80.3 83.1 76.1 71.7 66.9 137.9 180' 118.8 66.4 127.1 64.1 74.2 51.6 93.6 42.8 67.8 97.5 112.5 83.8 67.8 107.8 89.3 88.5 111.1 156.7 71.8 135.1 85.9 55.5 97.4 77.6 105.7 106.2 104.4 72 82.4 80.3 98 77.4 71.7 68.7 164.3 360' 121.6 67.4 127.4 65.9 89.4 51.6 94.3 42.8 86.5 97.5 113.2 99 69.6 129.7 90.9 93.8 111.1 159.9 73 164 85.9 62.5 97.5 77.6 106.4 106.2 107.9 72 82.4 80.3 101.1 79.2 71.7 68.7 177.6 720' 121.8 67.4 127.4 65.9 89.4 51.6 94.3 46.3 89.6 97.5 113.2 99 69.6 160.9 90.9 95.1 111.1 159.9 73 164.1 85.9 74.4 97.5 77.6 106.4 106.2 107.9 72 82.4 80.3 101.1 87.5 71.7 68.7 179.2 1440' 121.8 67.4 127.4 65.9 89.4 51.6 94.3 58.1 89.6 97.5 113.2 99 69.6 205.5 90.9 95.1 111.1 159.9 73 164.1 85.9 74.4 97.5 77.6 106.4 106.2 107.9 72 82.4 80.3 101.1 98.5 71.7 68.7 205.5 1.2 Phương pháp kết tính tốn Phương pháp tính cường độ mưa lớn ứng với thời đoạn chu kỳ lặp lại khác sử dụng hàm Gumbel Hàm phân bố Gumbel có dạng : f(i) = a* Ln(Ln(i/(i-1)))+ b; (1.1) a,b : Các hệ số i : chu kỳ [năm] f(i): cường độ mưa ứng với chu kỳ “i” năm Kết tính to n cường độ mưa ớn ứng với c c chu ỳ năm, năm, , 100 năm trình bày Bảng 1.2 hình từ hình 1.1 đến 1.8 Bảng 1.2 Cường độ mưa ớn ứng với c c chu ỳ thời đoạn, trạm Tân Sơn Hòa, giai đoạn 1978-2014 Thời đoạn Hệ số a phương b trình 15 30 45 60 90 120 180 360 720 1440 phút phút phút phút phút phút phút phút phút phút -4.436 -7.221 -9.452 -11.674 -15.893 -17.686 -21.048 -23.095 -23.921 -26.098 28.280 46.912 58.596 65.988 72.221 76.149 79.908 83.078 84.116 84.811 Cường độ mưa tính to n (mm) theo c c chu ỳ p ại Rxd 0.949 0.933 0.904 0.901 0.935 0.966 0.986 0.975 0.962 0.952 năm 23.9 39.6 49.3 54.8 57.9 60.4 61.7 63.3 63.2 23.9 năm 29.9 49.5 62.1 70.3 78.0 82.6 87.6 91.5 94.6 29.9 năm 32.3 53.4 67.1 76.5 86.6 92.1 98.9 103.9 108.6 32.3 năm 34.9 57.7 72.8 83.5 96.1 102.7 111.5 117.7 124.1 34.9 năm 36.6 60.3 76.3 87.8 101.9 109.2 119.3 126.3 133.8 36.6 10 năm 38.3 63.1 79.9 92.3 108.0 115.9 127.3 135.1 143.7 38.3 15 năm 40.1 66.1 83.9 97.2 114.7 123.4 136.2 144.8 154.7 40.1 20 năm 41.4 68.3 86.7 100.7 119.4 128.7 142.4 151.7 162.5 41.4 25 năm 42.5 69.9 88.8 103.3 123.1 132.7 147.2 156.9 168.4 42.5 30 năm 43.3 71.3 90.6 105.5 126.0 136.0 151.1 161.2 173.3 43.3 50 năm 45.6 75.0 95.5 111.5 134.2 145.2 162.0 173.2 186.8 45.6 70 năm 47.1 77.4 98.7 115.5 139.6 151.2 169.2 181.0 195.6 47.1 100 năm 48.7 80.0 102.1 119.7 145.3 157.5 176.7 189.3 205.0 48.7 60 Cườ ng độ mưa (mm) 50 40 30 20 10 100 70 50 30 20 15 10 1.5 1.2 1.05 1.05 Thời kỳ lặ p lại (nă m) Hình 1.1 Cường độ mưa thời đoạn 15 phút, trạm Tân Sơn Hòa 90 80 Cườ ng độ mưa (mm) 70 60 50 40 30 20 10 100 70 50 30 20 15 10 1.5 1.2 Thời kỳ lặ p lại (nă m) Hình 1.2 Cường độ mưa thời đoạn 30 phút, trạm Tân Sơn Hòa 110 100 Cườ ng độ mưa (mm) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 100 70 50 30 20 15 10 1.5 1.2 1.05 1.05 Thời kỳ lặ p lại (nă m) Hình 1.3 Cường độ mưa thời đoạn 45 phút, trạm Tân Sơn Hòa 140 Cườ ng độ mưa (mm) 120 100 80 60 40 20 100 70 50 30 20 15 10 1.5 1.2 Thời kỳ lặ p lại (nă m) Hình 1.4 Cường độ mưa thời đoạn 60 phút, trạm Tân Sơn Hòa 160 Cườ ng độ mưa (mm) 140 120 100 80 60 40 20 100 70 50 30 20 15 10 1.5 1.2 1.05 1.05 Thời kỳ lặ p lại (nă m) Hình 1.5 Cường độ mưa thời đoạn 90 phút, trạm Tân Sơn Hòa 160 Cườ ng độ mưa (mm) 140 120 100 80 60 40 20 100 70 50 30 20 15 10 1.5 1.2 Thời kỳ lặ p lại (nă m) Hình 1.6 Cường độ mưa thời đoạn 120 phút, trạm Tân Sơn Hòa 200 180 Cườ ng độ mưa (mm) 160 140 120 100 80 60 40 20 100 70 50 30 20 15 10 1.5 1.2 1.05 1.05 Thời kỳ lặ p lại (nă m) Hình 1.7 Cường độ mưa thời đoạn 180 phút, trạm Tân Sơn Hòa 200 180 Cườ ng độ mưa (mm) 160 140 120 100 80 60 40 20 100 70 50 30 20 15 10 1.5 1.2 Thời kỳ lặ p lại (nă m) Hình 1.8 Cường độ mưa thời đoạn 360 phút, trạm Tân Sơn Hòa 1.2 Thiết ập đường biểu diễn IDF (quan hệ cường độ mưa - thời gian mưa - tần suất trạm Tân Sơn Hòa Quan hệ cường độ mưa - thời gian mưa - tần suất gọi tắt quan hệ IDF, đường biểu diễn quan hệ gọi tắt đường IDF Các đường xác định riêng cho chu kỳ dựa hàm Welzel R(i, t )  t a' (i )  b' (i) (1 2) et ( i ) i : Chu kỳ [năm] t : Thời đoạn [phút] a'(i), b'(i), et(i) : Là số phụ thuộc i R(i,t) : Cường độ mưa ứng với thời đoạn t chu kỳ i năm [mm/giờ] Do đặc điểm trận mưa cường độ cao khu vực nghiên cứu thường kéo dài nên đường IDF xây dựng khoảng thời gian từ phút đến 180 phút Dựa kết tính tốn cường độ mưa ứng với chu kỳ (bảng 1.2), hệ số a’, b’, et xác định cho chu kỳ kết tính tốn cường độ mưa tương ứng trình bày bảng 1.3 Đánh giá chất lượng phương trình tìm qua hệ số xác định (Rxd ~1) cho thấy chất lượng phương trình tìm tin cậy, hàm Welzel hàm biểu diễn tốt mối quan hệ Bảng 1.3 C c hệ số phương trình hàm We ze biểu diễn đường IDF, trạm Tân Sơn Hòa Thời kỳ lặp lại Hệ số phương trình a’ b’ et năm 14714.11 120.737 1.2311 0.9993 năm 14184.65 93.691 1.1506 0.9997 năm 14083.80 86.598 1.1234 0.9998 năm 14145.49 80.772 1.0988 0.9999 năm 14238.53 77.855 1.0857 0.9999 10 năm 14409.77 75.540 1.0742 0.9999 15 năm 14609.46 73.200 1.0625 0.9999 20 năm 14783.87 71.867 1.0553 0.9999 rxd Hệ số phương trình Thời kỳ lặp lại a’ b’ et rxd 25 năm 14904.19 70.805 1.0498 0.9998 30 năm 15016.98 70.055 1.0457 0.9998 50 năm 15395.72 68.429 1.0357 0.9998 70 năm 15626.72 67.343 1.0295 0.9997 100 năm 15886.00 66.332 1.0234 0.9996 Dựa hệ số biểu diễn đường IDF theo hàm Welzel, cường độ mưa ứng với thời đoạn 10, 20, , 180 phút chu kỳ lặp lại 1, 2, , 100 năm tính tốn thể bảng 1.4 Quan hệ cường độ mưa - thời gian mưa - tần suất gọi tắt quan hệ IDF, đường biểu diễn quan hệ gọi tắt đường IDF Các đường xác định riêng cho chu kỳ dựa hàm Welzel Kết tính toán thể Bảng 1.bảng 1.4 Bảng 1.4 Cường độ mưa ứng với c c thời đoạn chu ỳ p ại theo đường IDF, trạm Tân Sơn Hòa (mm/giờ) Thời kỳ lặp lại 10 15 20 25 30 50 70 100 Cường độ mưa lớn theo đường biểu diễn IDF (mm/giờ) 10 phút 106.8 131.5 141.0 151.6 158.2 164.9 172.4 177.7 181.7 185.0 194.2 200.2 206.6 20 phút 91.6 113.4 121.9 131.4 137.3 143.3 150.1 154.9 158.5 161.5 169.8 175.2 181.0 30 phút 78.9 98.7 106.5 115.2 120.7 126.2 132.4 136.8 140.2 142.9 150.5 155.5 160.8 40 phút 68.6 86.8 94.1 102.2 107.3 112.5 118.2 122.3 125.4 127.9 135.0 139.6 144.5 50 phút 60.3 77.2 84.0 91.6 96.3 101.2 106.6 110.4 113.3 115.7 122.3 126.6 131.1 60 phút 53.5 69.3 75.7 82.9 87.3 91.9 97.0 100.5 103.2 105.5 111.7 115.7 120.0 70 phút 47.8 62.6 68.8 75.5 79.7 84.0 88.8 92.2 94.7 96.8 102.7 106.5 110.6 80 phút 43.2 57.1 62.9 69.3 73.3 77.4 81.9 85.1 87.5 89.5 95.0 98.7 102.5 90 phút 39.2 52.4 57.9 64.0 67.7 71.6 75.9 78.9 81.3 83.1 88.4 91.9 95.5 100 phút 35.8 48.3 53.5 59.3 62.9 66.6 70.7 73.6 75.8 77.6 82.6 85.9 89.4 110 phút 32.9 44.8 49.7 55.3 58.7 62.3 66.2 68.9 71.0 72.8 77.5 80.7 84.0 120 phút 30.4 41.7 46.4 51.7 55.0 58.4 62.2 64.8 66.8 68.4 73.0 76.0 79.2 130 phút 28.2 38.9 43.5 48.6 51.7 55.0 58.6 61.1 63.0 64.6 69.0 71.9 74.9 140 phút 26.3 36.5 40.9 45.8 48.8 51.9 55.4 57.8 59.6 61.2 65.4 68.1 71.1 150 phút 24.6 34.4 38.6 43.3 46.2 49.2 52.5 54.8 56.6 58.1 62.1 64.8 67.6 160 phút 23.1 32.4 36.5 41.0 43.8 46.7 49.9 52.1 53.8 55.2 59.2 61.7 64.4 170 phút 21.7 30.7 34.6 38.9 41.6 44.4 47.5 49.7 51.3 52.7 56.5 58.9 61.6 180 phút 20.5 29.1 32.9 37.1 39.7 42.4 45.3 47.4 49.0 50.3 54.0 56.4 58.9 10 11 Hình 1.9 Đường biểu diễn IDF, trạm Tân Sơn Hòa 12 Kết:  Quan hệ cường độ mưa - thời gian mưa - tần suất gọi tắt quan hệ IDF cho khu vực khu công nghiệp Singapore Ascendas-Protrade APSTP thuộc xã An Tây, Thị xã Bến Cát, tỉnh Bình Dương xây dựng sở quan hệ mưa ngày mưa cường độ trạm Tân Sơn Hòa Do khu vực có khoảng cách khơng xa so với trạm Tân Sơn Hòa, nên kết thu nhận đảm bảo độ tin cậy  Biến đổi khí hậu tồn cầu làm thay đổi đặc trưng khí hậu, có đặc trưng mưa, cần xem xét trường hợp có tác động bất thường khí hậu xảy 13 Tài iệu tham hảo Phan Văn Hoặc, Lương Văn Việt nnk (2000), Phân bố đặc trưng mưa liên quan đến vấn đề tiêu nước, nhiễm môi trường giải pháp chống ngập úng địa bàn thành phố Hồ Chí Minh, đề tài NCKH Sở Khoa học Cơng nghệ Tp Hồ Chí Minh Nguyễn Phi Hùng, Lê Huy Bá (1999), "Sự thay đổi mơi trường khí hậu khu vực Miền Nam Việt Nam phá rừng, sử dụng đất không hợp lý thị hóa", Tạp chí KTTV, 458, tr 9-15 Trần Việt Liễn, Hoàng Đức Cường, Trương Anh Sơn, Trần Trung Thành (2006), “Xây dựng kịch biến đổi khí hậu kỷ XXI cho vùng lãnh thổ Việt Nam, Tạp chí KTTV, 541, tr 1-12 Phạm Ngọc Tồn, Phan Tất Đắc (1991), Khí hậu Việt Nam, Nxb Khoa học Kỹ Thuật, Hà Nội Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng nnk (2000), “Nghiên cứu giải pháp đảm bảo môi trường số khu đô thị, khu công nghiệp trọng yếu vùng lân cận”, Tuyển tập Hội nghị Khoa học Tài nguyên Môi trường - Bộ Khoa học Công nghệ, tháng 12/2000, tr 500-514 Lương Văn Việt (2007), "Sự phát triển thị xu biến đổi khí hậu thành phố Hồ Chí Minh", Tạp chí KTTV, 558, tr 29-35 14 ... An Tây, Thị xã Bến Cát, tỉnh Bình Dương cách TP Hồ chi Minh khoảng 37 km đường chim bay Theo nguồn số liệu ngành Khí tượng – Thủy văn thuộc Bộ Tài Nguyên Môi trường Thị xã Bến Cát khơng có số... IDF, trạm Tân Sơn Hòa 12 Kết:  Quan hệ cường độ mưa - thời gian mưa - tần suất gọi tắt quan hệ IDF cho khu vực khu công nghiệp Singapore Ascendas-Protrade APSTP thuộc xã An Tây, Thị xã Bến Cát, ... số liệu trình bày Bảng 1.1 Bảng 1.1 Cường độ mưa ớn trạm Tân Sơn Hòa, giai đoạn 1978- 2014 Thời đoạn (phút) Năm 15' 1978 1979 1980 26.8 27 20.1 30' 47.1 52.3 37.2 45' 68.2 71.6 53.2 60' 89 82.8