Tiêu chuẩn an toàn phòng lũ tối ưu khu vực ven biển huyện Giao Thủy – Nam Định

Trong công tác phòng chống lũ và quy hoạch xây dựng, nâng cấp đê việc xác định tiêu

chuẩn an toàn phù hơp cho vùng được bảo vệ là đặc biệt quan trọng. Tiêu chuẩn an toàn (TCAT)

ngoài việc phụ thuộc vào yếu tố kỹ thuật, mà còn phụ thuộc vào giá trị (vật chất và phi vật chất)

của vùng được bảo vệ và rủi ro tiềm tàng có thể xảy ra cho vùng được bảo vệ. Bài báo này phát

triển ứng dụng của phương pháp phân tích rủi ro trong xác định tiêu chuẩn an toàn tối ưu cho vùng

được bảo vệ bởi hệ thống “vòng đê” đơn. Ứng dụng tính toán được thực hiện để xác định tiêu

chuẩn an toàn tối ưu theo quan điểm rủi ro kinh tế và rủi ro cá nhân cho khu vực ven biển huyện

Giao Thủy – Nam Định. Kết quả cho thấy khu vực nghiên cứu cần được bảo vệ với tiêu chuẩn an

toàn cao hơn hiện tại từ 2 đến 5 lần.

Tiêu chuẩn an toàn phòng lũ tối ưu khu vực ven biển huyện Giao Thủy – Nam Định trang 1

Trang 1

Tiêu chuẩn an toàn phòng lũ tối ưu khu vực ven biển huyện Giao Thủy – Nam Định trang 2

Trang 2

Tiêu chuẩn an toàn phòng lũ tối ưu khu vực ven biển huyện Giao Thủy – Nam Định trang 3

Trang 3

Tiêu chuẩn an toàn phòng lũ tối ưu khu vực ven biển huyện Giao Thủy – Nam Định trang 4

Trang 4

Tiêu chuẩn an toàn phòng lũ tối ưu khu vực ven biển huyện Giao Thủy – Nam Định trang 5

Trang 5

Tiêu chuẩn an toàn phòng lũ tối ưu khu vực ven biển huyện Giao Thủy – Nam Định trang 6

Trang 6

Tiêu chuẩn an toàn phòng lũ tối ưu khu vực ven biển huyện Giao Thủy – Nam Định trang 7

Trang 7

pdf 7 trang baonam 9920
Bạn đang xem tài liệu "Tiêu chuẩn an toàn phòng lũ tối ưu khu vực ven biển huyện Giao Thủy – Nam Định", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Tiêu chuẩn an toàn phòng lũ tối ưu khu vực ven biển huyện Giao Thủy – Nam Định

Tiêu chuẩn an toàn phòng lũ tối ưu khu vực ven biển huyện Giao Thủy – Nam Định
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 53 (6/2016) 47 
BÀI BÁO KHOA HỌC 
TIÊU CHUẨN AN TOÀN PHÒNG LŨ TỐI ƯU KHU VỰC VEN BIỂN 
HUYỆN GIAO THỦY – NAM ĐỊNH 
Trần Quang Hoài1, Nguyễn Quang Đức Anh2, Mai Văn Công3 
Tóm tắt: Trong công tác phòng chống lũ và quy hoạch xây dựng, nâng cấp đê việc xác định tiêu 
chuẩn an toàn phù hơp cho vùng được bảo vệ là đặc biệt quan trọng. Tiêu chuẩn an toàn (TCAT) 
ngoài việc phụ thuộc vào yếu tố kỹ thuật, mà còn phụ thuộc vào giá trị (vật chất và phi vật chất) 
của vùng được bảo vệ và rủi ro tiềm tàng có thể xảy ra cho vùng được bảo vệ. Bài báo này phát 
triển ứng dụng của phương pháp phân tích rủi ro trong xác định tiêu chuẩn an toàn tối ưu cho vùng 
được bảo vệ bởi hệ thống “vòng đê” đơn. Ứng dụng tính toán được thực hiện để xác định tiêu 
chuẩn an toàn tối ưu theo quan điểm rủi ro kinh tế và rủi ro cá nhân cho khu vực ven biển huyện 
Giao Thủy – Nam Định. Kết quả cho thấy khu vực nghiên cứu cần được bảo vệ với tiêu chuẩn an 
toàn cao hơn hiện tại từ 2 đến 5 lần. 
Từ khóa: Tiêu chuẩn an toàn, tối ưu về kinh tế, rủi ro cá nhân chấp nhận được, Giao Thủy. 
1. GIỚI THIỆU CHUNG1 
Tiêu chuẩn an toàn cho từng loại hình công 
trình cụ thể theo cách tiếp cận truyền thống là 
tần suất thiết kế của tải trọng và hệ số an toàn 
cho phép chung và của từng thành phần công 
trình, theo từng cơ chế phá hỏng. Đối với hệ 
thống đê sông, tiêu chuẩn an toàn được coi là 
tần suất xuất hiện mực nước thiết kế, và nó được 
coi như tiêu chuẩn an toàn cho vùng được bảo 
vệ cũng như mức độ chấp nhận về khả năng 
ngập lụt. 
Theo xu thế chung trên thế giới, vấn đề an 
toàn phòng chống lũ và an toàn hệ thống đê 
sông hiện nay được hiểu theo nghĩa rộng liên 
quan đến các khía cạnh sau: 
- Hệ thống đê sông: Bao gồm hai thành phần 
chính i) các tuyến đê, đoạn đê tạo thành “vòng 
đê” hay “vòng bảo vệ khép kín” cho một khu 
vực dân cư/ vùng được bảo vệ; và ii) vùng được 
bảo vệ bởi hệ thống đê; 
- An toàn hệ thống đê: bao gồm An toàn ổn 
định tuyến đê, đoạn đê và an toàn phòng lũ của 
vùng được bảo vệ. 
1 Tổng cục Thủy lợi, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn 
2 Trung tâm Nước và Môi trường Việt Nam – Hà Lan 
3 Khoa Công trình, trường Đại học Thủy lợi 
Vì vậy, đánh giá an toàn hệ thống phòng 
chống lũ bao gồm hai vấn đề: 
(1) Đánh giá an toàn ổn định của vòng đê 
theo tiêu chuẩn hiện tại; 
(2) Đánh giá sự phù hợp của mức đảm bảo 
phòng lũ hiện tại (tiêu chuẩn an toàn) của vùng 
được bảo vệ bởi vòng đê. 
Bài báo này trình bày phương pháp đánh giá 
sự phù hợp của mức đảm bảo của hệ thống 
phòng lũ thông qua xác định tiêu chuẩn an toàn 
tối ưu về kinh tế và theo rủi ro cá nhân chấp 
nhận được. 
2. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TIÊU 
CHUẨN AN TOÀN TỐI ƯU TRONG 
CÔNG TÁC PHÒNG CHỐNG LŨ 
2.1. Tiêu chuẩn an toàn tối ưu về kinh tế 
Tiêu chuẩn an toàn cho hệ thống này được 
xác định bằng việc so sánh cân bằng giữa chi 
phí đầu tư xây dựng hệ thống và giá trị rủi ro 
tiềm tàng của toàn hệ thống khi lũ lụt xảy ra. 
Tiêu chuẩn an toàn tối ưu được xác định tại vị 
trí có tổng chi phí khả dĩ của hệ thống là nhỏ 
nhất. Khi giá trị rủi ro do lũ của toàn hệ thống 
chỉ được xem xét là giá trị thiệt kinh tế trực tiếp 
(hoặc các giá trị khác quy được ra tiền), tiêu 
chuẩn an toàn được xác định theo quan điểm tối 
ưu kinh tế. 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 53 (6/2016) 48
Theo cách tiếp cận rủi ro về thiệt hại kinh tế, 
tổng chi phí của một hệ thống (Ctot) được xác 
định bẳng tổng cộng giá trị đầu tư (I∆H) nâng cấp 
hệ thống để đạt được độ an toàn cao hơn; Chi phí 
khả dĩ cho duy tu và bảo dưỡng M và thiệt hại 
kinh tế khả dĩ D (Mai Văn Công, 2010). 
W
Wlan Wlan
W
Lout
Lout
Lin
Lin
A
H
A
Hm1 m2 H
H
Hình 1. Mặt cắt đê tính toán 
Tổng giá trị hệ thống khi nâng cấp đê với độ 
cao gia tăng ∆H là: 
00 0,
( , ) ( ) ( ) ( * )
f f P ff
tot P P H P fC H H I I H PV M PV P D 
(1)
Mức độ an toàn tối ưu được thể hiện bởi Pf-opt 
tương ứng với điểm cực trị của hàm tổng chi. 
00,
min( ) min ( ) ( ) ( * )
f P ff
tot P H P fC = I I H PV M PV P D 
(2)
Khi đó, tiêu chuẩn an toàn tối ưu được xác định 
thông qua hệ phương trình tối ưu tổng quát sau: 
* Hàm mục tiêu & Hàm ràng buộc: 
1
n
tot P
i 1
C min C

và
i
n
f Z 0 f-opt
i 1
P P P 
 
(3)
- Trong đó: 
Pf : Xác suất xảy ra sự cố của hệ thống; 
Pf-opt: Tiêu chuẩn an toàn tối ưu của hệ thống. 
Pf-opt có thể nhận các giá trị 1/10, 1/100, 1/1000,... 
PZi<0 – Xác suất xảy ra sự cố của từng cơ chế; 
Ctot – Chi phí đầu tư nâng cấp toàn hệ thống; 
CPi – Chi phí đầu tư để giảm xác suất xảy ra sự 
cố của mỗi cơ chế; 
n – Số cơ chế sự cố xem xét tính toán. 
Để giải hàm tối ưu hóa trên cần xác định được 
quan hệ giữa xác suất xảy ra sự cố của mỗi cơ chế 
với chi phí đầu tư nâng cấp để thay đổi xác suất 
xảy ra sự cố của cơ chế đó, PZi < 0 ~ CPi. 
Theo quan điểm xác định Tiêu chuẩn an toàn 
tối ưu về kinh tế, mức độ an toàn tối ưu được thể 
hiện bởi Pf-opt t ... họa trên, ví dụ như phụ 
thuộc vào địa lý, văn hoá và các nguyên nhân về 
kinh tế. Rủi ro cá nhân chấp nhận được (Pdi) 
dành cho một hoạt động cụ thể được tính bằng: 
pi
Fidfipi
pi
di
i
N
PPN
N
N
P
/
(8)
Trong đó: 
Npi: Là số thanh viên của hoạt động thứ i; 
Ndi: Là số người chết trong hoạt động thứ i; 
Pfi: Là xác suất xảy ra tai nạn của hoạt động 
thứ i; 
Pd/Fi: Là xác suất thiệt mạng khi xảy ra tai 
nạn của hoạt động thứ i; 
Xác suất cá nhân nào đó thiệt mạng do lũ tại 
vùng ven biển được bảo vệ xảy ra ngập lụt Pd/f-
flood phụ thuộc vào các yếu tố sau: 
- Thời gian cảnh báo trước khi lũ lụt xảy ra 
- Loại lũ lụt: dự đoán được hoặc không thể 
đoán trước 
- Nơi trú ẩn có thể, mức độ tiếp xúc với lũ lụt, 
và hiệu quả của sơ tán... 
3. XÁC ĐỊNH TCAT ĐÊ GIAO THỦY 
THEO QUAN ĐIỂM TỐI ƯU VỀ KINH TẾ 
Để đơn giản hóa trong bài toán này tác giả coi 
như tuyến đê sông đã đảm bảo an toàn, việc đầu 
tư nâng cấp cho hệ thống phòng chống lũ chỉ cần 
phải tập trung tính toán cho tuyến đê biển. Chi 
phí đầu tư để nâng cao đỉnh đê lên 1 đoạn H 
cho 1km dài đê được xác định theo (9): 
5423121 CWCLCLCACI H 
(9)
Trong đó: 
- C1: Chi phí đầu tư xây dựng cho 1m
2 mặt 
cắt đê trên 1km dài đê; 
- C2: Chi phí đầu tư xây dựng cho1m bảo vệ 
mái ngoài đê trên 1km dài đê; 
- C3: Chi phí đầu tư xây dựng cho 1m bảo vệ 
mái trong đê trên 1km dài đê; 
- C4: Chi phí sử dụng đất cho 1m mặt bằng 
chân đê trên 1km dài đê; 
- C5: Chi phí đầu tư xây dựng cho kết cấu 
bảo vệ đỉnh đê trên 1km dài đê; 
Trên cơ sở các tài liệu thiết kế và báo cáo chi 
phí nâng cấp đê biển Giao Thủy - Nam Định 
xác định được các hệ số chi phí C1, C2 C3 C4C5 
như Bảng 1. 
Bảng 1. Hệ số chi phí nâng cấp của đê biển Giao Thủy – Nam Định (2015) 
Hạng mục Hệ số Đơn vị Chi phí 
Thân đê C1 10
6USD/m2/km 0.0096 
Gia cố mái ngoài C2 10
6USD/m/km 0.0424 
Gia cố mái trong C3 10
6USD/m/km 0.0024 
Sử dụng mặt bằng C4 10
6USD/m./km 0.0206 
Bảo vệ đỉnh đê C5 10
6USD/m/km 0.55 
Xác định được quan hệ giữa mức đảm bảo phòng lũ và chi phí đầu tư nâng cấp theo bảng 2. 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 53 (6/2016) 50
Bảng 2. Quan hệ giữa tần suất đảm bảo phòng lũ với chi phí đầu tư nâng cấp hệ thống đê 
Tần suất Cao trình đỉnh đê Chiều dài đê Các thông số đê nâng cấp theo Hình 1 Chi phí 
Pf Hiện tại Nâng cấp Gia tăng L1 A L1 L2 W IΔH 
% m m M km m2 m m m 106USD 
10 
5.50 
4.98 
31.16 
 - - - - - 
5 5.62 0.12 4.6 0.5 12.6 0.7 3.4 
3 5.94 0.44 15.5 1.6 13.2 2.3 9.2 
2 6.36 0.86 34.6 3.5 14.2 5.1 19.2 
1 7.59 2.09 91.6 8.4 17.0 12.3 47.6 
0.8 7.95 2.45 110.0 9.8 17.8 14.4 56.5 
0.67 8.65 3.15 147.9 12.6 19.3 18.5 74.3 
0.5 9.18 3.68 178.6 14.8 20.5 21.7 88.4 
0.2 10.47 4.97 260.0 19.9 23.4 29.6 124.9 
0.1 11.82 6.32 355.8 25.3 26.4 37.2 165.8 
Dựa trên số liệu thống kê thiệt hại kinh tế do 
lũ lụt biển trong những năm gần đây tại các vùng 
ven biển Nam Định (ADRC, 2006), đặc biệt là sự 
mất mát do cơn bão Damrey xảy ra trong năm 
2005, ước tính thiệt hại kinh tế trực tiếp tại các 
huyện ven biển của tỉnh Nam Định như sau: 
Bảng 3. Ước tính thiệt hại kinh tế trực tiếp 
Khu vực Đê biển 
Thiệt hại (106 USD) 
năm 2010 năm 2030 
Toàn tỉnh Nam Định 171.2 278.2 
Các huyện ven biển 
Giao Thủy 67.3 107 
Hải Hậu 61.1 97.8 
Nghĩa Hưng 42.8 73.4 
Ngoài ra, để kể đến tính không chắc chắn do 
các yếu tố ngẫu nhiên của điều kiện biên phía 
biển, các biến động kinh tế vùng bảo vệ trong 
suốt thời kỳ quy hoạch – tuổi thọ công trình nên 
giá trị trung bình thống kê E(D) được tính như 
sau (Mai Văn Công, 2010): 
E(D)i = E(D)0 + ×k (10) 
* Trong đó: 
- E(D)0: Giá trị trung bình thiệt hại được xác 
định bằng số liệu thống kê. E(D)0 = 67.3 triệu USD; 
- E(D)i: Giá trị trung bình thiệt hại khi kể 
đến tính không chắc chắn của các yếu tố ngẫu 
nhiên; 
- : Sai số quân phương xác định dựa theo số 
liệu thống kế cả nước, =126 triệu USD; 
- k: Hệ số kể đến tính không chắc chắn của 
các yếu tố ngẫu nhiên, phụ thuộc vào độ dài 
chuỗi số liệu lịch sử; có thể chọn k= 0, 1, 2, 3; 
Xác định được tổng chi phí của hệ thống và 
chi phí rủi ro khi nâng cấp hệ thống đê Giao 
Thủy – Nam Định và biểu đồ quan hệ theo bảng 
4 và hình 3 dưới đây: 
Bảng 4. Quan hệ giữa tần suất đảm bảo phòng lũ và các chi phí nâng cấp hệ thống 
Tần suất Chi phí đầu tư Chi phí rủi ro theo công thức (6) Tổng chi phí của hệ thống 
Pf 
(%) 
IPf 
106$US 
RPf (10
6 $US) Ctot (10
6 $US) 
k=0 k=1 k=2 k=3 k=0 k=1 k=2 k=3 
5 4.32 28.65 82.28 135.92 189.55 32.97 86.60 140.24 193.88 
3 11.62 19.32 55.49 91.67 127.84 30.94 67.12 103.29 139.46 
2 24.44 13.35 38.33 63.32 88.30 37.78 62.77 87.75 112.74 
1 60.70 6.73 19.33 31.93 44.53 67.43 80.03 92.62 105.22 
0.8 72.01 5.38 15.46 25.54 35.62 77.40 87.48 97.56 107.64 
0.67 94.77 4.49 12.89 21.29 29.69 99.26 107.66 116.06 124.46 
0.5 112.70 3.36 9.66 15.96 22.26 116.06 122.36 128.66 134.96 
0.2 159.20 1.35 3.87 6.39 8.91 160.55 163.07 165.59 168.11 
0.1 211.38 0.67 1.93 3.19 4.45 212.05 213.31 214.57 215.83 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 53 (6/2016) 51
Hình 3. Quan hệ giữa Pf với Rpf và Tổng chi phí nâng cấp Ctot cho Giao Thủy - Nam Định 
Kết quả phân tích nêu trên cho thấy vùng bảo 
vệ huyện Giao Thủy – Nam Định có tiêu chuẩn 
an toàn phòng lũ tối ưu theo quan điểm kinh tế 
nằm trong khoảng Pf =1÷3%; Cụ thể ứng với các 
trường hợp k=0÷3 là: Pf
k=0 = 3%; Pf
k=1= 2%; Pf
k=2 
= 2%; Pf
k=3 = 1%; Dựa vào biểu đồ quan hệ trên 
hình 3, có thể lựa chọn tần suất đảm bảo phòng 
lũ cho hệ thống phòng chống lũ Giao Thủy – 
Nam Định là Pf = Pf
k=2 = 2% (ứng với trường hợp 
k= 2 - hệ số kể đến tính không chắc chắn do các 
yếu tố ngẫu nhiên của điều kiện biên phía biển, 
các biến động kinh tế vùng bảo vệ trong suốt thời 
kỳ quy hoạch – tuổi thọ công trình...). Xem xét 
về tính tin cậy của số liệu lịch sử cho khu vực 
nghiên cứu (mức độ trung bình, theo ADRC 
2006) thì tiêu chuẩn an toàn phòng lũ của Giao 
Thủy, Nam Định là 1/50 (năm) là phù hợp. 
4. XÁC ĐỊNH TCAT HỆ THỐNG ĐÊ 
GIAO THỦY THEO RỦI RO CÁ NHÂN 
4.1. Chỉ số rủi ro cá nhân chấp nhận được 
Việc xác định tiêu chuẩn an toàn theo rủi ro 
cá nhân cũng là một yếu tố quan trọng cần xem 
xét đến trước khi ra quyết định cuối cùng trong 
quy hoạch tiêu chuẩn an toàn của vùng bảo vệ. 
Rủi ro cá nhân trong vùng bị ngập lụt tại Việt 
Nam có thể được xác định theo công thức: 
4
/ 10
 floodFdfloodfflood ppIR (11) 
Trong đó: 
- Pf-flood : Xác suất ngập lụt của khu vực mà 
cá nhân đó sinh sống, được xác định theo tiêu 
chuẩn an toàn của khu vực đó; 
- Pd/f-flood: Xác suất cá nhân nào đó bị chết tại 
vùng ven biển được bảo vệ nếu xảy ra ngập lụt; 
- β: Hệ số chính sách, phụ thuộc vào mức độ 
tự nguyện và tự do của người dân trong vùng bị 
ngập lụt. 
Hệ thống phòng chống lũ hiện tại của Giao 
Thủy được thiết kế với tiêu chuẩn an toàn là 
1/20 năm. Nếu hệ thống phòng chống lũ đáp 
ứng được theo các tiêu chuẩn, khả năng xảy ra 
ngập lụt của huyện Giao Thủy là: Pf-food = 0,05; 
Căn cứ trên các cuộc thảo luận với các 
chuyên gia Việt Nam trên dữ liệu lịch sử thiệt 
hại về người, tỷ lệ dân số tử vong trong các trận 
lũ lụt được ước tính vào khoảng 0,3%, điều này 
có nghĩa rằng 0,3% dân số khi tiếp xúc trực tiếp 
với bão lũ sẽ thiệt mạng (Mai Văn Công, 2010). 
Như vậy, xác suất một cá nhân nào đó thiệt 
mạng sinh sống ở Giao Thủy -Nam Định khi 
xảy ra lũ lụt là: Pd/f-flood = 0,05×3,10
-3 =1,5×10-4. 
Rủi ro chấp nhận được của cá nhân nào đó 
sống tại khu vực huyện Giao Thủy bị thiệt mạng 
khi xảy ra ngập lụt là: [IR] flood= 0,05×1,5×10
-
4=7,5×10-6 (Hệ số chính sách β=0.075). 
4.2. Chỉ số rủi ro cá nhân tính toán 
Trong bài báo này, để xác định chỉ số rủi ro 
cá nhân tính toán, tác giả trình bày kết quả mô 
phỏng ngập lụt của huyện Giao Thủy với các 
kịch bản bằng mô hình Mike 21HD như sau: 
 Kịch bản 1: Ngập lụt huyện Giao Thuỷ do 
vỡ đê Hữu Hồng vào mùa lũ khi ứng với mực 
nước và lưu lượng đạt tần suất thiết kế với 
P=1/100 năm. 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 53 (6/2016) 52
 Kịch bản 2: Ngập lụt huyện Giao Thuỷ do 
vỡ đê biển khi các điều kiện biên đạt tần suất 
thiết kế P=1/50 năm. 
Kết quả mô phỏng theo kịch bản 1 thì xã bị 
ngập lụt lớn nhất trên địa bàn huyện Giao Thủy 
là xã Hồng Thuận, độ sâu ngập lụt lớn nhất có 
thể đạt tới 2,15m. Các xã khác như Giao Nhân, 
Giao Hà, Giao Hòa, Hoành Sơn... cũng bị ngập 
khá nặng với độ sâu ngập lụt có thể đạt đến 
1,6÷1,95(m). 
Với kịch bản 2, độ sâu ngập lụt lớn hơn so 
với kịch bản 1, mặc dù vết đê biển vỡ là nhỏ 
hơn so với đê sông. Điều này có thể giải thích 
do thể tích nước từ biển tràn qua vết đê vỡ trong 
kỳ triều lên lớn hơn khá nhiều so với thể tích 
nước từ sông tràn vào địa bàn huyện Giao Thủy. 
Độ sâu ngập lụt lớn nhất có thể đạt tới hơn 2,2m 
tại xã Bạch Long, Giao Yến... Các xã khác cũng 
bị ngập khá sâu như: Giao Hải, Giao Lạc ngập 
2,05m (xem hình 4 và 5)... 
Các kết quả mô phỏng mô hình ngập lụt 
bằng MIKE 21HD cũng cho thấy, khoảng 60% 
tổng diện tích tự nhiên của huyện Giao Thủy sẽ 
bị ngập lụt. Theo tập quán và thói quen của 
người dân ven biển, tại các khu vực bị ngập lụt, 
phần lớn dân số này sẽ tìm nơi trú ẩn trên các 
phần đất cao như các tòa nhà cao tầng, nhà thờ, 
khu vực đất cao... hoặc người dân có thể di 
chuyển sang các huyện lân cận hoặc tránh xa 
vùng đất bị ngập lụt nặng mà họ phải tiếp xúc 
với sự nguy hiểm của lũ. Cũng các khu vực bị 
ngập lụt này, sẽ có 5% người dân ở lại để bảo 
vệ tài sản sẽ phải tiếp xúc trực tiếp với nước lũ, 
tức khoảng 5% × 60% = 3% tổng dân số sẽ 
phải thực sự tiếp xúc với nước lũ (Mai Văn 
Công, 2010). 
Hình 4. Kết quả mô phỏng theo kịch bản 1 
Hình 5. Kết quả mô phỏng theo kịch bản 2 
Dựa trên đánh giá của các chuyên gia và các 
thông tin từ chương trình nghiên cứu đê biển Việt 
Nam (Jonkman, 2009) đề xuất mối quan hệ giữa 
độ sâu ngập lụt và tỷ lệ tử vong theo hình 6: 
0
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
0.03
0 1 2 3 4
water depth [m]
m
o
rt
a
li
ty
 [
-]
New Orleans
Vietnam (preliminary)
Hình 6. Đồ thị quan hệ giữa độ sâu ngập lụt 
và tỉ lệ tử vong 
Dựa vào kết quả mô phỏng ngập lụt và đồ thị 
quan hệ giữa độ sâu ngập lụt và tỉ lệ tử vong, tác 
giả xác định được số người thiệt mạng theo các 
kịch bản 1 và 2 lần lượt là 11 và 18 người. 
Dân số huyện Giao Thủy năm 2010 là 189,660 
người ( 
Như vậy: Pd/flood = 18/189,660 = 9.6 × 10
-5. 
Theo tính toán xác suất sự cố tổng hợp với hệ 
thống phòng chống lũ huyện Giao Thủy hiện tại là: 
Pflood = 0.125 – TCAT tương ứng là 1/8 năm 
(Nguyễn Quang Đức Anh, nnk 2013). 
Như vậy, Chỉ số rủi ro cá nhân của người dân 
sống trên địa bàn huyện Giao Thủy là: 
IRflood = 0.125 × 9.6 × 10
-5 = 1.2 × 10-5. 
Từ kết quả tính toán có thể thấy rằng, chỉ số 
rủi ro cá nhân chấp nhận được [IR]flood = 
7.5×10-6 < Chỉ số rủi ro cá nhân tính toán IRflood 
= 1.2 × 10-5. Như vậy theo quan điểm rủi ro của 
cá nhân chấp nhận được thì xác suất tổng hợp 
xảy ra sự cố với cần được giảm xuống như sau: 
  6
5
/
7.5 10
0.072
9.6 10
flood
flood
d f flood
IR
P
P
(tương ứng 1/15 năm) 
Theo kết quả tính toán trên thì TCAT theo 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 53 (6/2016) 53
quan điểm rủi ro cá nhân chấp nhận được tại 
vùng nghiên cứu là 1/15 năm. Như vậy đối với 
trường hợp vùng nghiên cứu huyện Giao Thủy-
Nam Định, tiêu chuẩn an toàn theo quan điểm 
rủi ro cá nhân chấp nhận được là 1/15 năm, thấp 
hơn so với tiêu chuẩn an toàn theo quan điểm 
tối ưu về kinh tế là 1/50 năm. Tiêu chuẩn an 
toàn tối ưu đề xuất lựa chọn cho vùng nghiên 
cứu là giá trị cao hơn, theo quan điểm kinh tế. 
5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 
Kết quả nghiên cứu cho thấy, thông qua phân 
tích rủi ro, tiêu chuẩn an toàn phòng lũ tối ưu 
theo quan điểm kinh tế cho vùng bảo vệ huyện 
Giao Thủy Nam Định xác định được là PTƯ 
=1/50. Tiêu chuẩn an toàn hiện tại đang áp dụng 
là 1/20 năm, vì vậy không còn phù hợp với tình 
hình phát triển kinh tế - xã hội hiện tại. 
Việc quyết định lựa chọn giá trị tiêu chuẩn an 
toàn cuối cùng cho mỗi vùng cụ thể là một 
quyết định hoàn toàn mang tính chính trị và có 
ảnh hưởng quan trọng đến an sinh xã hội trên 
pham vi quốc gia. Vì vậy, sự lựa chọn này hoàn 
toàn phụ thuộc vào các cơ quan hữu quan và các 
cấp có thẩm quyền, nó không thuộc thẩm quyền 
của các nhà nghiên cứu. 
Việc áp dụng lý thuyết ngẫu nhiên và phân 
tích độ tin cậy trong tính toán thiết kế cho đê 
biển Giao Thủy là đã giải quyết tổng thể các vấn 
đề đặt ra của bài toán nâng cấp đê cho phù hợp 
với vùng bảo vệ trong điều kiện trong điều kiện 
hiện nay. Kết quả bài toán mang đến cái nhìn 
tổng thể cho các nhà kỹ thuật, các nhà quản lý, 
góp phần định hướng qui hoạch phòng chống lũ 
cho vùng trong tương lai. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
ADRC-Asian Disaster Reduction Centre (2006); Top 25th natural disasters of Vietnam in 20th Century. 
Jonkman J.N (2009); Mission report, TA-Vietnam Sea Dike Research Program. Internal report, Delft 
University of Technology. 
Mai Van Cong, van Gelder. P.H.A.J.M., J.K. Vrijling (2007); Reliability of coastal flood defences in 
Vietnam; IAHS Publ. 317. Redbook series. ISBN: 978-1-901502-29-9. Pp. 424-431, Wallingford, UK. 
Mai Văn Công (2006); Thiết kế công trình theo lý thuyết ngẫu nhiên và phân tích độ tin cậy; Bài 
giảng Khoa Kỹ Thuật Biển, Trường Đại học Thủy lợi. 
Mai Văn Công (2010); Probabilistic design of coastal flood defences in Vietnam; Luận án tiến sỹ, 
Trường Đại học Công nghệ Delft, Hà Lan. 
Nguyễn Quang Đức Anh, Mai Văn Công (2013); “Phân tích rủi ro hệ thống phòng chống lũ vùng bờ 
Giao Thủy – Nam Định”; Tạp chí Khoa học kỹ thuật Thủy lợi và Môi trường – Số đặc biệt (11/2013), 
tr.11-20, Hà Nội. 
Abstract: 
DETERMINATION OF OPTIMAL SAFETY STANDARD FOR FLOOD DEFENCE 
SYSTEM OF COASTAL REGION IN GIAO THUY - NAM DINH 
In implementation of new flood defences and upgrading of exisiting dike system, decision on how 
safe is safe enough is crucial. This can be done by determination of so-called optimal safety 
standard which not only depends on technical aspects but also on value to be protected of the 
protected area and pontential risks due to flood of the considered area. This paper present risk 
based approach in determination of optimal safety standard for a flood prone area which is 
protected by a single “dike ring”. Application is made for a case of dike ring protecting a coastal 
region belongs to Giao thuyr district, Nam Dinh province. Risk based framework in this paper 
takes into account economic and individual risks. Findings show that the present socio-economic 
development of the research area required a higher safety standard, by factor of 2 to 5 compared 
to exisiting one. 
Keywords: flood risk, optimal safety, safety standard in flood defences, dike system, dike ring, risk 
based design. 
BBT nhận bài: 25/01/2016 
Phản biện xong: 21/5/2016 

File đính kèm:

  • pdftieu_chuan_an_toan_phong_lu_toi_uu_khu_vuc_ven_bien_huyen_gi.pdf