Những Hướng dẫn này được thiết kế nhằm đáp ứng nhu cầu cấp thiết hiện nay rằng Chính phủ Liên bang cần xây dựng một bộ quy trình thống nhất để xác định chính xác tiềm năng lũ lụt phục vụ các chương trình giảm thiểu thiệt hại do lũ. Cần nhiều nghiên cứu bổ sung và dữ liệu hơn nữa trước khi đạt được hai mục tiêu về độ chính xác và tính nhất quán. Hy vọng rằng những Hướng dẫn này sẽ đóng góp cho nỗ lực đó bằng cách xác định các yếu tố cốt lõi của một bộ quy trình thống nhất để xác định tần suất lũ.
Mặc dù việc lựa chọn các bước hoặc yếu tố phân tích đã được xem xét kỹ lưỡng dựa trên tổng quan tài liệu, kinh nghiệm thực tế của các thành viên Nhóm Công tác, và các nghiên cứu đặc biệt hỗ trợ quá trình lựa chọn, nhưng vẫn cần có thêm các nghiên cứu bổ sung.
Sau đây là danh sách một số chủ đề nghiên cứu bổ sung do Nhóm Công tác xác định:
- Nhận dạng và xử lý các phân phối hỗn hợp, bao gồm các phân phối dựa trên điều kiện thủy khí tượng hoặc thủy văn;
- Hướng dẫn xác định tiềm năng lũ cho các lưu vực chưa có trạm đo và các lưu vực có số liệu trạm đo hạn chế;
- Phương pháp đưa các quá trình thủy văn lưu vực và các yếu tố vật lý vào phân tích để có thể ảnh hưởng đến đường cong tần suất;
- Quy trình cải thiện phân tích tần suất lũ sử dụng dữ liệu mưa, mô hình Rainfall–Runoff, và phân tích bất định liên quan;
- Hướng dẫn xác định tiềm năng lũ cho các lưu vực bị biến đổi bởi đô thị hóa, cháy rừng, phá rừng và các hồ chứa;
- Hướng dẫn ước tính các đường cong tần suất lũ động thay đổi theo thời gian, có tính đến các chỉ số khí hậu, thay đổi đặc điểm lưu vực, và các điều kiện khí hậu phi tĩnh tiềm tàng;
- Ước tính tần suất trong các trường hợp dữ liệu cho thấy xu hướng dài hạn nhưng không thể giải thích rõ ràng bằng lịch sử sử dụng đất, các hoạt động sử dụng đất, hoặc các thay đổi kỹ thuật của sông hay vùng ngập lũ;
- Xem xét và định nghĩa lại các khái niệm về rủi ro, độ tin cậy và chu kỳ lặp lại trong điều kiện phi tĩnh.
Ngoài ra, cần phát triển hướng dẫn cho ba lĩnh vực quan trọng sau: các vị trí không có trạm đo, tần suất lũ của dòng chảy được điều tiết, và đô thị hóa. Một số phương pháp hiện tại cho mỗi lĩnh vực được liệt kê dưới đây. Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu quan trọng được thực hiện trên thế giới về những chủ đề này, nhưng các nỗ lực đó chưa được đánh giá cho phạm vi áp dụng rộng rãi và có hệ thống như dự kiến trong các Hướng dẫn này.
1. Các vị trí không có trạm đo
Nhiều vị trí trên sông suối được quan tâm không có trạm đo hoặc có trạm đo nhưng số liệu không đủ dài. Một lĩnh vực cần nghiên cứu trong tương lai là xây dựng hướng dẫn ở cấp quốc gia về phương pháp ước tính đường cong tần suất lưu lượng lũ cho các vị trí không có trạm đo.
Hiện có hai phương pháp phổ biến được sử dụng để ước tính đường cong tần suất cho các lưu vực chưa có trạm đo (Thomas and others, 2001):
- Phương trình hồi quy phân vị lũ khu vực dựa trên phương pháp bình phương tối thiểu tổng quát (Tasker và Stedinger, 1989).
- Mô hình Rainfall–Runoff (Pilgrim và Cordery, 1993; McCuen, 2004).
Các phương trình hồi quy khu vực có sẵn thông qua phần mềm USGS StreamStats (Ries and others, 2008). Một so sánh giới hạn giữa hai phương pháp này được trình bày trong Thomas and others (2001).
2. Phân tích tần suất đối với dòng chảy bị điều tiết
Một phần lớn các vị trí dòng chảy được quan tâm có lưu lượng bị thay đổi ở một mức độ nào đó bởi các công trình điều tiết như đập, hồ chứa và các hệ thống phân lưu, hoặc dòng chảy bị ảnh hưởng bởi đê. Một hướng nghiên cứu trong tương lai là phát triển hướng dẫn thống nhất trên phạm vi quốc gia về các phương pháp ước tính đường cong tần suất lũ tại các vị trí dòng chảy bị ảnh hưởng bởi các mức độ điều tiết khác nhau.
Một số phương pháp phổ biến để phân tích tần suất lũ đối với dòng chảy điều tiết bao gồm: ước tính lưu lượng không điều tiết dựa trên các mối quan hệ thực nghiệm hoặc lũ giả định (U.S. Army Corps of Engineers, 1993), phân tích tần suất đồ thị, hoặc áp dụng các khái niệm xác suất tổng (Kubik, 1990; Sanders and others, 1990). Durrans (2002) đã tổng hợp các phương pháp này và mô tả những phương pháp khác có thể được xem xét, và Asquith (2001) đã khu vực hóa ảnh hưởng của dung tích chứa lũ tích lũy trên một đơn vị diện tích đối với thống kê của các giá trị đỉnh lũ hàng năm.
3. Đô thị hóa và thay đổi lưu vực
Tại nhiều vị trí dòng chảy được quan tâm, mối quan hệ tần suất lũ có thể đang thay đổi do những biến đổi bên trong lưu vực và dọc theo hành lang sông theo thời gian. Nguyên nhân có thể là do đô thị hóa (Konrad, 2003), phát triển đất đai, và các yếu tố khác được mô tả trong mục Thay đổi lưu vực. Việc xây dựng hướng dẫn quốc gia để ước tính đường cong tần suất lưu lượng lũ đối với các lưu vực đang trải qua quá trình đô thị hóa và/hoặc thay đổi lưu vực là một lĩnh vực cần được nghiên cứu thêm.
Một lựa chọn là phát triển các phương trình hồi quy tần suất lũ có bao gồm các yếu tố đô thị hóa (Sauer and others, 1983). Các phương pháp khác để ước tính tần suất lũ cho các lưu vực đang có thay đổi về sử dụng đất được trình bày trong McCuen (2003) và Villarin and others (2009b).
Hỗ trợ duy trì trang:
Tôi xây dựng trang này để chia sẻ các tài liệu kỹ thuật cốt lõi trong thiết kế hạ tầng giao thông.
Nếu bạn thấy nội dung hữu ích và muốn góp phần duy trì trang hoạt động bền vững, tôi rất trân trọng mọi sự ủng hộ.