Với nghiên cứu của mình, TS. Trần Trọng Thắng (Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản) đã cho thấy những sự thay đổi cần thiết trong việc thiết kế xây dựng hai cây cầu Suối Xem và Tà Súc trên tuyến đường ĐT637, huyện Vĩnh Thạnh, tỉnh Bình Định để đảm bảo thích ứng với biến đổi khí hậu (BĐKH).
TS. Trần Trọng Thắng trình bày nội dung nghiên cứu
Vai trò của tính toán các thông số thủy văn công trình thích ứng biến đổi khí hậu
Trong xây dựng các công trình giao thông như đường xá, cầu cống luôn cần đến các thông số về lượng mưa ngày lớn nhất tại khu vực xây dựng công trình để tính các thông số thiết kế. Tùy theo loại và qui mô của công trình mà các kỹ sư thủy văn lựa chọn lượng mưa ngày lớn nhất lịch sử theo các tần suất khác nhau đã được qui định trong bộ tiêu chuẩn Việt Nam.
Tuy nhiên các kịch bản biến đổi khí hậu dự báo các sự kiện mưa cực đoan trong tương lai sẽ có cường độ và tần suất tăng lên. Việc sử dụng dữ liệu mưa lịch sử mà không có điều chỉnh thích ứng với biến đổi khí hậu sẽ kéo theo hệ quả là các công trình rất dễ bị tổn thương, gia tăng hiểm họa hoặc những rủi ro tiềm tàng trong tương lai. Vì thế ở nghiên cứu này, tác giả đã sử dụng kết quả của các mô hình biến đổi khí hậu để ước tính lượng mưa ngày lớn nhất trong tương lai thay bằng sử dụng lượng mưa ngày lớn nhất lịch sử theo tần suất P1 (tức thời đoạn 100 năm) để tính toán các thông số kỹ thuật cho việc thiết kế 2 cây cầu: Suối Xem và Tà Súc trên tuyến đường tỉnh lộ ĐT637 – tuyến đường chạy dọc theo sông Côn trên địa bàn huyện Vĩnh Thạnh tỉnh Bình Định.
Tính toán các thông số thủy văn công trình cho cầu suối Xem và Tà Súc
Đường tỉnh ĐT 637 trong đó có 2 cây cầu Suối Xem và Tà Súc 2, huyện Vĩnh Thạnh, Bình Định. Tuyến đường từ cấp VI nâng cấp lên cấp IV địa hình đồng bằng với bề rộng bình quân từ 5,5 – 6,0m.
Phương pháp tính toán thủy văn công trình theo BĐKH được tiến hành như sau: Đầu tiên, dựa vào dự báo biến đổi khí hậu cho các tỉnh duyên hải Nam Trung Bộ, tần xuất lũ thiết kế quy định trong tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 4054: 2005) và các công thức TVCTr quy định trong TCVN 9845: 2013 để phân tích tần xuất thông số mưa sử dụng trong thiết kế kỹ thuật chi tiết. Cùng với dữ liệu cơ sở mô hình (1977-2018) và tuổi thọ thiết kế theo dự báo (2019-2045) cho ra hệ số điều chỉnh (% thay đổi). Sau khi tần suất và cường độ lịch sử lượng mưa được điều chỉnh cho TDA ĐT637 sẽ ước tính mức lũ thiết kế được điều chỉnh cho TDA ĐT637.
Theo các qui định của tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 4054-2005), tiểu dự án (TDA) ĐT637 cùng với các cầu Tà Súc và Suối Xem được xác định tần suất lũ thiết kế là P1 – cho cầu Tà Súc và Suối Xem và P4 cho phần đường còn lại. Tuy nhiên do ĐT637 chạy dọc theo sông Côn, vào mùa khô khoảng cách có đoạn cách mép nước sông Côn từ vài trục đến vài trăm mét nhưng vào lúc xả lũ, mực nước sông Côn khi xả lũ dềnh lên làm ngập nhiều đọan đường của ĐT 637, đặc biệt là chỗ cầu suối Xem và Tà Súc. Theo đề xuất của chuyên gia thủy văn công trình của Nhóm Tư vấn Hỗ trợ Kỹ thuật vào tháng tháng 6 năm 2019, toàn bộ TDA nên được áp dụng tần suất P1 do ảnh hưởng của việc xả lũ sông Côn.
Với lượng mưa ngày lớn nhất ở tần suất P1 trong tương lai theo mô hình biến đổi khí hậu là: 564 mm. Kết quả tính toán cho thấy các thông số thủy văn công trình đối với 2 cây cầu đều thay đổi với các giá trị tăng lên do biến đổi khí hậu. Đặc biệt là ở cầu Suối Xem, lưu lượng thiết kế tăng 422,3 m3/s, mức độ tăng lớn hơn nhiều so với lưu lượng thiết kế cho cầu Tà Súc. Điều này dễ hiểu vì lưu vực Suối Xem rộng hơn lưu vực suối Tà Súc rất nhiều. Trong khi đó, mực nước thiết kế đối với cầu Tà Súc tăng 1,29 m thì mực nước thiết kế đối với cầu Suối Xem chỉ tăng 0,75 m, nguyên nhân rất có thể là do cửa Suối Xem, nơi đổ ra sông Côn, rộng hơn rất nhiều. Vận tốc thiết kế đối với cầu Suối Xem lớn hơn cầu Tà Súc có lẽ cũng là do Suối Xem có lưu vực rộng hơn và vì thế mà vận tốc thiết kế cũng tăng hơn so với cầu Tà Súc. Về khẩu độ thoát nước đối với cầu Tà súc không thay đổi còn đối với cầu Suối Xem tăng thêm 9 m so với thiết kế dựa trên lượng mưa ngày lớn nhất lịch sử.
Toàn cảnh các khách mời quan tâm đến nghiên cứu của TS. Trần Trọng Thắng
Như vậy, với việc biến đổi khí hậu trong tương lai dẫn đến lượng mưa ngày lớn nhất – thông số chính trong tính toán thủy văn công trình tăng lên. Vì thế việc thiết kế cầu đường cần phải dựa vào các mô hình biến đổi khí hậu để xác định lượng mưa ngày lớn nhất theo chu kỳ 25, 50 hay 100 năm (ứng với tần xuất P4, P2 hay P1) tùy thuộc vào từng loại và quy mô công trình. Tuy nhiên, ước tính lượng mưa ngày lớn nhất có độ tin cậy cao cũng cần phải lựa chọn được mô hình biến đổi khí hậu hoặc nhóm mô hình biến đổi khí hậu có độ tin cậy cao và phù hợp nhất với vị trí nơi mà công trình giao thông được xây dựng. Tác giả hy vọng trong tương lai, các phương tiện máy móc thiết bị, khoa học khí hậu trong đó có các mô hình khí hậu sẽ đưa ra được các ước tính lượng mưa ngày lớn nhất có độ chính xác và tin cậy cao để có thể sử dụng cho các tính toán thủy văn công trình.