Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật cơ sở hạ tầng: Nghiên cứu giải pháp thoát nước bền vững để thích ứng với biến đổi khí hậu:Ứng dụng cho khu đô thị 5A, phường 4, thành phố Sóc Trăng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆ

TRUONG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

‘TRINH HOÀNG QUAN

NGHIÊN CỨU GIẢI PHAP THOÁT NƯỚC BEN VỮNG DE

THICH UNG VỚI BIEN DOI KHÍ HẬU: UNG DỤNG CHO KHU ĐÔ THỊ SA, PHUONG 4, THÀNH PHO SOC TRĂNG.

LUAN VAN THAC ST

‘TP, HO CHÍ MINH, NAM 2019

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNTÌ TRUONG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

‘TRINH HOÀNG QUAN

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THOÁT NƯỚC BEN VỮNG Đi THÍCH UNG VỚI BIEN DOI KHÍ HẬU: UNG DỤNG CHO

KHU ĐÔ THỊ 5A, PHUONG 4, THÀNH PHO SOC TRĂNG

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TANG

MÃ SO: 17813037

NGƯỜI HƯỚNG DAN: TS BANG MINH HAL

LỜI CAM DOAN

“Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ này là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của

tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của TS, Đặng Minh Hải Các số liệu khoa học và kết

qua nghiên cứu là trung thực và có nguồn gốc rõ rằng Ngoài ra tất cả ic nội dung

tham khảo đều được trích dẫn nguồn gốc day đủ và đúng theo quy định.

‘Tac giả luận văn

‘Trinh Hoàng Quân

LỜI CẢM ƠN

Để thực hiện luận văn này với đề tài Nghiên cứu giải pháp thoát nước bằn vững để

én đối khí hậu: Ứng dụng cho khu đô thị SA, phường 4, thành phổ Sóc

Trăng tôi đã đã được sự hướng dẫn tận tinh của TS Đặng Minh Hải, giảng viên

thích ứng với

Trường Đại Học Thủy Lợi thuộc Bộ Nong nghiệp và PTNT

Tôi xin chân thành cám ơn Quý thiy cô giảng day trong Bộ môn Cấp thoát nước,

Phong đào tạo Đại học và sau Đại học, Trường Đại học Thủy Lợi đã nhiệt tình giảng

day cho tôi và các bạn bè cùng lớp trong suốt thời gian qua.

'Ngoài ra ôi cũng xin cảm ơn Lãnh đạo công ty, bạn bè và gia đình tôi đã ủng hộ và

tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành tốt chương trình học tập và hoàn chỉnh đề tài

nghiên cứu này,

ĐỀ ai nghiên cứu của luận văn còn khá mối đối với học viên nên luận vin không tránh

khỏi những thiểu sói Tác gid rt mong nhận được sự đồng gop ÿ kiến tử quý thầy cô, các chuyên gia các đồng nghiệp à tắt cả những người quan tim đến lĩnh vực này, để luận văn có tính thực tiễn cao hơn nữa nhằm góp phan thực hiện thành công giải pháp thoát nước bin ving và được ứng dụng rộng rãi nhằm thích ứng vớ nh trạng biển đổi khí hậu ngày cực đoan vả phúc tạp như hiện nay.

"Tác giả luận văn

‘Trinh Hoàng Quân.

[ÌNH ẢNH

DANH MỤC BANG BIỂU e«eeeeeeerrrrrerrrrrrerrrre Vi

DANH MỤC TỪ VIET TAT i

MO DAU.

1 Tính cắp thiết của đề tài 1 2 Mục iêu nghiên cứu 2

3 Đối tượng va phạm vi nghiên cứu 2

4 Nội dung nghiên cứu 2

5 Cách tiếp cận vả phương pháp nghiên cứu 3

6 Kết quả dự kiến đạt được 3

'CHƯƠNG 1: TONG QUAN CÁC VAN DE NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan về ảnh hưởng của bién đỗi khí hậu đến thoát nước đô thi trên thể giới và ở Việt Nam 4

1.1.1 Tiên thé giới 4 1.12 Tại Việt Nam 6

1.2 Tổng quan về các iải pháp thoát nước bền vũng 7

1.2.1 Tông quan vé các nghiên cứu giải pháp thoát nước bén vững rên thể giới

1.2.2 Tổng quan về các nghiên cứu giải pháp thoát nước bền vững ở Việt Nam 13

1.3 Đặc điểm của vùng nghiên cứu 14 1.3.1 Vị tí khu vực nghiên cứu 4 1.3.2 Đặc điểm dia hình l6

1.3.3 Đặc điểm khí hậu 0

1.3.4 Đặc điểm thay văn lô 1.4 Hiện trạng thoát nước khu đô thị SA 20

CHUONG 2: CƠ SỞ DU LIEU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.

3.1 Cơ sở dữ liệu 2 2.2 Phương pháp nghiền cứu 2 2.3 Cơ sở lý thuyết của mô hình SWMM 5.1 2

2.3.1 Giới thiệu mô hình SWMM 24

iii

2.3.2 Các khả năng của mô hình SWMM + 2.3.3 Các ứng dụng điễn hình của SWMM 35 2.3.4 Các phương pháp tỉnh toán %

2.4 Mực nước và mô hình mưa thiết kế có xét đến điều kiện biên trong BĐKH 35

2.4.1 Lựa chọn kịch bản BDKH — NBD cho khu vực nghiên cứu 35

2.4.2 Biên mưa tại Sóc Trăng có xét đến anh hưởng của BĐKH 38 2.4.3 Biên triều tại cửa xã có xét đến ảnh hướng của BĐKI, 40 HƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ KHẢ NANG THOÁT NƯỚC CUA KHU ĐÔ THỊ SA, PHUONG 4, TP SOC TRANG Ở THỜI DIEM HIEN TẠI VÀ TRONG DIEU KIEN BIEN ĐÔI KHÍ HẬU 4

3.1 Thiể lập mồ hình 4

3.1.1 Các thông số đầu vào “ 3.1.2 Ding phần mềm SWMM mô phỏng mạng lưới hoát nước hiện trạng 4

3.1.3 Chay mô phòng và xem kết quả s

3.2 Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình sẽ

3.3 Đánh giá kha năng làm việc của HTTN khu đô thị 5A, phường 4, Tp Sóc Trăng.

ở thời điểm hiện ti đi

3⁄4 Đính giả khả năng lâm việc của HTTN khu đô thị SA, phường 4, Tp Sóc Trăng

trong điều kiện biến đổi kh hậu 6t

CHUONG 4 : ĐÈ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP THOÁT NƯỚC BEN VỮNG CHO KHU ĐÔ THỊ 5A, PHƯỜNG 4, TP SOC TRĂNG.

4.1 ĐỀ xuất cá gái phấ thoát nước bên vững cho khu độ thị SA, phường 4, Tp

Sóc Trăng 68 4.11 Phân tích cấc nguyên nhân ngập ng 6s 4.1.2 Cơ sở để lựa chon giải pháp chống ngập úng 68

4.1.3 Dé xuất các giải pháp thoát nước bền vững cho khu vực nghiên 684.2 Mô phỏng số học để đánh giá hiệu quả của ác giải pháp để xuất 3KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ

Phụ lục 2 Sở liệu VỀ mục nước 98 Phụ lục 3: Hiệu chin va kiếm định mồ hình 02

Phy lục 4: Kết quả chạy mồ hình trong điều kiện BĐKH và NBD tos

Phụ lục 5: Kết quả chạy mô hình khi sử dung công trình LID nô

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 1 Bức tường chống lũ ở Áo 5

Hình 1 2 Vị tí tỉnh Sóc Trăng trên bản đồ Việt Nam 15

Hình 1 3 Phối cảnh tổng thé Khu đô thị SA, TP Sóc Trăng 15 Hình 1 4 Vị trí khu vực nghiên cứu trên bản đồ Tp Sóc Trăng 16

5 Bản dd địa hình khu vục Tp Sóc Trăng 7

6 Kênh Nhân Lực nguồn tiếp nhận chính của khu vực nghiên cứu 2I 7 Bản đồ quy hoạch hệ thống thoái nước khu đô thị SA 2

8 Chi tế hệ thống thoát nước khu vực nghiên cứu ”

Hình 2 1 Mô tả dòng chảy mat 26

Hình 2 2 Mô hình nước ngầm hai vùng 30 Hinh 2 4 Đường tin suất mưa một ngày max - Trạm Sóc Trăng 39 Hình 2 4 Bản đồ trạm thủy văn tỉnh Sốc Trăng và các ving phụ cận 40 Hình 2 6 Đường tin suất mye nước max - Tram Đại Ngãi 4

Hình 2 7 Biểu dé tương quan mực nước tại tram do và khu vực nghiên cứu, 2 1 Tổng quan mô hình SWMM của khu vực nghiên cứu 44 2 Số hóa và khai báo thông tin lưu vực thoát nước mưa 45 3 Số hóa và khai báo thông tin cho hồ ga thu nước 48 4 Số hóa va khai báo thông tin đường ống thoát nước sĩ 3 5 Số hóa và khai báo thông tin cửa xa 33

6 Số liệu mưa ngày max tinh toán 5

7 Mực nước thi 56 tính toán cho mô hình, sr 9 Biểu đồ lưu lượng tính toán và thực đo tai cửa xả 3 59

Hình 3 10 Biểu đồ lưu lượng tính toán và thực đo tại cửa xả 9 60 Hình 3 11 Trắc dge diễn biển của dòng chảy trong tuyển cổng từ nút 39 đến cửa xã 9

tại thời điểm chân tid

Hình 3, 2 Trac đọc điễn biển của đồng chảy trong tuyển cổng từ nút 39 đến cửa xã 9 bu min và chưa có mưa lúc 12:00 62

tại thời điểm các nt bi ngập kim nhất lúc 19:00 6

Hình 3.13 Trắc doe didn biển của dong chảy trong tuyển cổng từ nút 39 đến cửa xa 9 tại thời điểm kết thúc trận mưa lúc 23:00 63 Hinh 3, 14 Trắc đọc đễn biển của đồng chảy trong tuyển cổng từ nút 9 đến cửa xã 3

tại thời điểm chân triều min vả chưa cô mưa lóc 12:00 64

Hình 3.15 Trac đọc điễn biển của dong chảy trong tuyển cổng từ nút 9 đến cửa xà 3

tại thời điểm các nút bị ngập lớn nhất lúc 19:00 65

Hình 3, 16 Trắc đọc iễn biển của dòng chảy trong tuyển cổng từ nút 9 đến cửa xà 3

tại thời điểm kết thúc trận mưa lúc 23:00 65

Hình 3 17 Trac doe điển biển của đồng chảy trong tuyển công từ mit 28 đến cửa xã 6tại thời điểm nút 28 bị ngập lớn nhất lúc 19:00 67

tại hộ gia đình

3 Bãi có, mặt phủ hở,

4 Đường phố thắm nước, các 6 trồng cây thẳm nước

5 Mô phông công trình LID loi Ì {6 Mô phỏng công t

Mô phỏng công t

4.8 Mat bằng bổ trí các công trình LID khu đô thị 3A.

9 Đường quả trình lưu lượng tại cửa xả 3

Hình 4 10 Dường quá trình lưu lượng tại cửa xả 4

Hình 4 11 Dung quá tình lưu lượng ti cửa xã 6 Hình 4, 12 Đường quá trình lưu lượng tại cửa xã 9 Hình 4, l3 Đường quá tình lưu lượng tại cửa xả 19 Hình 4, 14 Dung quá trình mực nước ti nút 10 Hình 4 15 Đường quá tình mực nước tại nút 16 Hình 4, l6 Đường quá trình mực nước tại nút 28, Hình 4, 17 Đường quá trình mực nước ại nút 38 Hình 4, 18 Dung quá trình mực nước tại nút 73

Hình 4 19 Trắc dọc từ Nút 9 đến Cửa xả 3 trước và sau LID

Hình 4, 20 Trắc dọc từ Nút 16 đến Cita xà 4 trước và sau LID Hình 4 21 Trắc doe từ Nút 28 đến Cửa xã 6 trước và sau LID.

22 Trắc doe từ Nút 39 đến Cửa xả 9 trước và sau LID.23 Trắc doe từ Nút 76 đến Cửa xa 19 trước và sau LID

DANH MỤC BANG BIEU

1 Nhiệt độ và độ âm trung bình tại Sốc Trăng 2 Lượng mưa trung bình tại Sóc Trăng

3 Thông kế hệ thông cổng thoát nước mat 4 Thống kê hệ thing cổng thoát nước thải

1 Kịch bản NBD theo các KB RCP cho dải ven biển Việt Nam 2 Mực nước biển dâng theo KB RCP6 0 (KB B2) []

3 Lượng mưa trong năm the kịch bản BĐKH tính đến năm 2050 5]

4 Thống kế mưa ngày max tại tạm Sốc Trăng trong 20 năm (19982017)

5 Lượng mưa tiêu thiết kế trong điều kiện bình thường và BĐKHL

6 Thông kê mục nước max ti tram Dai Ngãi trong 20 năm (19882017) Liều tiết kế trong điều kiện bình thường vi BĐKĨ:

1 Số liệu về lưu vực thoát nước

2 Thống kê số liệu tính toán và thực do tại cửa xả 3

3 Thống kê số liệu tính toán và thực do tại cửa xã 9

4 Thống kê các nút bị ngập trong điều kiện bình thưởng 5 Thống kê các nút bị ngập trong điều kiện BDKH, 2 Giá t các thông số trong công ình LID loại 1

3 Giá trị các thông số trong công trình LID loại 2

e thông số trong công tinh LID loại 3

«qu thông kệ các nút bị ngập sau Khi áp dụng công

Biến đổi khí hậu

Best Management Practices (Thực hành quản lý tối vu)

Đồng bing sông Cửu Long

Hệ thống thoát nước.

Kịch bản

Low Impact Development (Phát trién tác động thấp)

Ủy ban iên chính phủ về biển đổi kh hậu Mô hình mưa thiết kế

Nước biển dâng

Sustainable Urban Drainage System (Hệ thống thoát nước đô thị

bền vững)

‘Storm Water Management Model (Mô hình quản lý nước mưa).

Quy chuẩn Việt Nam

Thành phổ

Water Sensitive Urban Design (Thiết kế đô thị nhạy cảm vỀ nước)

ix

1 Tính cấp thiết của đề tài.

“Thoát nước, xử lý nước thải và vệ sinh môi trường là những nội dung quan trọng trong cquy hoạch, xây dựng và quản lý đô thị Tại các khu vực đang đối mặt với tình trạng hạ

Ling thấp k ga tậ lấy lan, ứng ngập hay lội, người ta1, môi trường bị ô nhí

lại càng thầy thm quan trọng của lĩnh vực này

Các nguyên nhân gây ngập lụt từ nước mưa, nước thải ở các đô thị Việt Nam thường.

là hệ thống thoát nước chưa được xây dựng đầy đủ, thiết kế ban đầu không phù hợp.

hệ số dong chảy trong lưu vực thoát nước tăng do thay đổi bề mặt phủ, đường ống cấp nước bị rồ rỉ, cổng thoát nước bi tic, bồi lắng, công tình thoát nước bị hư hại, do biển

đổi khí hậu dẫn đến lượng mưa tăng và chế độ thủy văn đô th trái với quy luật, mực

nước biển ding.

Khu đô thị mới SA được quy hoạch vào năm 2013 và đang trong quá trình triển khai

thiết kế bản vẽ thi công dé thực hiện các công việc đầu tư xây dựng hệ thống giao

thông, chiếu sáng và ha ting kỹ thuật Hệ thông thoát nước của khu vực nghiên cứu là

hệ thông thoát nước riêng, nước mưa được thu gom riêng hoàn toàn với nước thi Các

hạng mục chính của hệ thống thoát nước mặt gồm cổng ly tâm bê tông cốt tiếp có

đường kính từ (300+1.500)mm, được đặt dưới hè di bộ kết hợp giếng thu hàm ch, với

tổng chiễu di các uyễn cổng là 46.577m, 1.941 hỗ ga các loi và được thoát ra kênh

Nhân Lực với 20 cửa xả Cao trình thiết kế của các tuyến đường là +1,80m, via hè là 32/03, so với cáo

các khu vực xung quanh tuyến thi khu đô thị này eao hơn từ

Hg thống thoát nước mưa chủ yếu tính toán cho năm hiện tại nên đường kính ông thoát

ính đến việc thoát nước có kích thước nhỏ, công suất thoát nước có giới hạn vì e

nước mưa cho ban thin đường và các khu vực nhỏ lân cận chuyển qua Trước tình ình biển đổi khí hậu ngày càng nghiêm trong như hiện may thi việc thoát nước trong tương lai trở thành thách thức lớn cho việc thoát nước chẳng ngập vi kích thước các

cổng hiện trang không đảm bảo Theo kịch bản biến đổi khí hậu (BĐKH) và nước biễn

dâng (NBD) năm 2016 thi đến năm 2050, mực nước bién ở ĐBSCL nói chung va của Sóc Trăng nói riêng sẽ dâng cao thêm (17235)em, lượng mưa tăng (5+15)% [1] Theo

quyết định Số 1420/QĐ-UBND ngày 10/06/2016 của UBND tỉnh Sóc Trăng về việc Phê duyệt quy hoạch thoát nước và chống ngập úng khu vực trung tâm Tp Sóc Trăng có tính đễ ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến năm 2030, tằm nhìn đến năm 2050 thì Lượng mưa và mực nước tính toán sẽ tinh đến yêu tổ BĐKH với các dự tính đến năm 2050 cho Sóc Trăng là mực nước biển ding 27 cm và gia tăng lượng mưa 10%.

đổi khí ha con dẫn đến những hệ quả như lượng mưa tăng, chế độ thủy văn đô thị tái với qu luật v.v ảnh hưởng lớn đến việc thu gom và tiêu thoát nước mưa, làm

cho vin đỀ ngập ng ngày càng nghiêm trọng nếu không có giải píp thích ứng kịp

thời Chính vì th việc giải quyết vẫn đề thoát nước do mưa một cách ôn định và ben

vững để thích ứng với biển đổi khí hậu là h

khả thí cao cho khu đô thị mới trong giai đoạn hình thành và phát triển.

sức clin thiết rit phù hợp và mang tinh

Từ các yếu tổ da phân tích như trên để tài "Nghiên cứu gidi pháp thoát nước bền vững

để thích ứng với biển đổi khí hậu: Ung dụng cho khu đô thị SA, phường 4, thành phi Sóc Tring” nhằm tim ra giải php thoát nước mang tính én định và bền vững lâu dài trước tinh hình biển đổi khí hậu ngày càng phức tạp như hiện nay.

2 Mục tiêu nghiên cứu.

Đề xuất các giải pháp thoát nước bền vững nhằm đảm bảo khu đô thi SA, phường 4 thành phổ Sóc Trăng không bị ngập lụt trong điều kiện biển đổi khí hậu.

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.

Đổi tượng nghiên cứu: Hệ thông thoát nước mưa hiện trang như đường ông, kênh.

trạm bơm, hồ điều hòa v.v

Phạm vi nghiên cứu: Khu đổ thị SA, phường 4, thành phổ Sóc Trăng 4 Nội dung nghiên cứu.

Đánh đánh giá khả năng thoát nước mưa của hệ thống thoát nước hiện tại

Đánh đánh giá khả năng thoát nước mưa của hệ thống thoát nước trong điều kiện biển

đổi khí hậu,

Bi uất các giải phấp thoát nước theo hưởng bén vững và sử dung mô hình số hóa để

anh giá hiệu quả của các giải pháp đề xuất.

5 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu.

Cách tiếp cận:

«Tiếp cận lý thuyết « - Tiếp cận mô hình toán,

Phương pháp nghiên cứu:

+ Phương pháp diều tra, khảo sắthực địa: Tha thập các số liệu về địa hình, điều kiện khí tượng, thủy văn v.v.

+ Phương pháp mô hình hóa: Sử dụng SWMM dé mô phỏng hệ thống thoát nước 6 Kết quả dự kiến đạt được.

Đánh giá hiện trang thoát nước chung của khu đô thị SA, phường 4, hành phố Sóc Trăng

Dự báo được khả năng thoát nước trong điều kiện biến đổi khí hậu cực đoan trong

tương lại

"ĐỀ xuất các giải pháp thoát nước mưa bén vững cho Khu đô thị 5A, phường 4, thành

phố Sóc Trăng nhằm thích ứng với tình trang biển đổi khí hậu và nước biển đã

CHƯƠNG 1 : TONG QUAN CÁC VAN DE NGHIÊN CUU

iu đến thoát nước đô thị trên thé

Biển đổi khí hậu (BĐKH) và nước bién dâng dang là mỗi đe doa hiện hữu và to lớn mà.

nhân loại phải đương đầu trong thé ky XX1 BDKH sẽ làm gia tăng tính ác hột của

thiên tai củ về cường độ lẫ tn suất, Hậu quả của BĐKH và thiên tai không ai khác mà

chính con người phải hứng chịu với mức độ ngày càng lớn, có nơi, có lúc đã trở thành thảm họa cho cả một quốc „ khu vue Theo số liệu của các nhà quan tric từ

Emergency Events Darabase, chi trong vòng 2 thé ky qua, số lượng các trận ngập lụt

đồ thị tên toàn cầu đã tăng lên đảng kể, sây ảnh hưởng nghiêm trong đến đời sống

BĐKH mà trước hết là sự nóng lên toàn cầu và mực nước biển dâng (NBD), là một

trong những thách thức lớn nhất đối với nhân loại Chỉ trong vòng 2 thể kỷ qua, số

lượng các trận ngập lụt đô thị toàn cầu đã tăng lên đáng kể, gây ảnh hưởng nghiêm

trọng đến đời sống con người của các quốc gia và vùng lãnh thổ, đặc biệt là các đô thị

lớn ven biển trên thé giới (theo Emergency Events Database)

Tai nước Áo một giải pháp đặt ra đưới mực nước lũ dâng lên của sông Danube là xây

một bức tưởng chống lũ Nước dng đến đâu tường cao đến đỏ, Một công ty tai Ảnh là Flood Resolution đã phân tích kết cấu kỹ thuật, hệ thống này bao gồm hai phần chính: phần móng được xây dựng cổ định vĩnh viễn và phần rào chắn di động có thể dich chuyển Hệ thing này được dựa trên một bức tring ngằm, bite trờng này bảo vệ một khu vục không bị nước ngằm trần vào, vốn ding lên đồng th với mực nước lũ Độ siu của bức tring ngằm tay thuộc vào nÊn để ngầm, và sau độ quyết dink chiễu cao của rào chấn Bức tường ngằm được làm chắc chắn bằng cách ấp xi mang phía tước hệ thing trồng chin nước di động Các biện pháp phòng chẳng lũ ở thành phố Grein

(hước Áo) được xây dựng tong khuôn khổ của dự án Machland Dam và là một trong

thiết kế độc đáo cùng hiệu quả cao nên các

sáu khu vực tường chồng lũ đi động À

bức tường di động chống lũ di động này đã trở nên nỗi tiếng khắp thé giới.

Hình 1, 1 Bức tường chống lũ ở Áo

ngapore, mực nước biển dâng 59em, có thể gây ra sự suy giảm đáng kể của rừng ngập mặn, xói mon ba biển, mat đất Trong vài thập ky ưở lại đây, Chính phủ in biển khá tồn ingapore đã tiến hành mở diện tích quốc gia thong qua ác biện pháp

kém Kết quả là trên 20% diện

báo mực nước biển dâng từ 0.5 đến 1.5m, các vùng đắt Lin biễn lại đang trong nguy cơ bị đe dọa Tại Indone

nước ngầm quá mức sẽ làm đường bở biển của Indonesia dịch chuyển vào trong và gia th của đảo quốc này hiện nay là đất lần biển Với dự

tước biển dâng cùng với hiện tượng sat lở đất do khai thác.

tăng nguy cơ ngập lụt Đến năm 2050, nếu mực nước biển dâng theo các kịch bản

0.25; 0:57 hoặc 1,0 cmvnam, điện tích ngập lạtở Bắc Jdarts tương ứng sẽ là 0, 45 hoặc 90 km? 'u mực nước biển dâng trung bình năm 2050 là 0,Sm và hiện tượng sat

ép tục, nhiều diện tích của Bắc Jakarta và Bekasi sẽ bị ngập lụt vĩnh viễn Tại

2.000 ha đất ley.

Philippines, mực nước biển dâng 30cm vào năm 2045, sẽ ảnh hưởng dé

và khoảng 500.000 dân Mức ding 100cm vào năm 2080, sẽ gây ngập lụt cho hon

5.000 ha đất vùng ven vịnh Manila và làm ảnh hưởng đến 2,5 triệu người Rui ro còn

gia tăng nếu nước biển ding di cùng gi tang cường độ bão (Nguồn: Biển đổi khí hậu

và các khu vục đồ thị ở Đông Nam A Thực trang và các vấn đ thích ứng)

1.1.2 Tại Việt Nam.

6 Việt Nam tình trạng ngập ting vin đang là mỗi quan tâm hàng ngày của các đô thị lớn, nhất là ở 2 đô thị loại đặc biệt là Tp, Hỗ Chí Minh và Hà Nội Hi tượng ngập

{ing đô thị tại các thành phổ lớn vẫn diễn ra thưởng xuyên Nguyên nhân một phẩn được chỉ ra là do nhiễu ao, hỗ, các khu đắt ting (đất ngập nước) bị sa lắp cổng hóa

nhiều dòng sông, kênh, muong, rạch thoát nước để xây dựng đồ thị, Bên cạnh đó, hiện tượng này còn do BĐKH gây ra Nhìn chung cơ sở hạ ting thoát nước đô thị vẫn còn

rất nhỏ bé về quy mô lạc hậu về công nghệ và đang xuống cp do xây dựng đã lầu từ 50 đến 100 năm, Tổng chiều dài cổng ngằm của 84 thành phổ, thị xã mới chỉ có hơn 1.000km và tập trung ở một số thành phố lớn Chỉ số phục vụ tinh theo chiễu dai đường cống cho một người dan đô thị còn thấp chỉ từ (0,04+0,06)m, riêng Tp Hà Nội, HB Chí Minh, Hải Phòng mới chỉ dat 02m VỀ chit lượng các tuyển cổng theo đánh ng đã bị hư

giá của cúc Công ty thoát nước tại các địa phương có trên 30% ác tuyển

hông nghiêm trong cần sửa chữa, 40% các tuy én đã xuống cấp, chỉ còn 30% vừa mới

được xây dụng là còn tốt Các kênh rạch thoát nước chủ yếu là sử dụng kênh rạch tự nhiên, nên và thành bằng đất do vậy thường không ôn định Các cổng, ông thoát nước

được xây dựng bằng bê ông hoặc xây gạch, it diện cổng thường có hình trồn, hình

chữ phật, có một số tuyến cổng hình trứng Ngoài ra tại các đô thị tồn tại nhiều mương.

day nắp dan hoặc mương hở, các mương nảy thường có kích thước nhỏ, có nhiệm vụ

thu nước mưa và nước bin ở cúc cụm dân cư Các hồ ga thú nước mưa và cúc giếng

thăm trên mạng lưới bị hư hỏng nhiều ít được quan tâm sửa chữa gây khó khăn cho công tác quản lý Theo báo cáo của cée công ty thoát nước và công ty mỗi tường đô

thị tắ cả các thành phố, thị xã của cả nước đều bị ngập ứng cục bộ trong mùa mưa Có đô thị 60% đường phổ bị ngập ứng như Buôn Mé Thuột của Đắc Lắc TP Hỗ Chí Minh (trên 100 điểm ngập), Hà Nội (rên 30 điểm), Dà Nẵng, Hải Phòng cũng có rất nhiều điểm bị ngập ng Thôi gian ngập kéo dù từ 2 giờ đến 2 ngà „ độ ngập sâu lớn nỈ

Im, Ngoài các điểm ngập do mưa, ại một số đô thị còn có tình trạng ngập cục bộ do nước thải sinh hoạt và công nghiệp (Ban Mê Thuột, Cà Mau) Ngập úng gây ra tình trạng ách tắc giao thông, nhiều cơ sở sản xuất dich vụ ngừng hoạt động, du lịch bị

ngừng trẻ, hàng hoá không thé lưu thông Hàng năm thiệt hại do ngập sing theo tính

oán sơ bộ lên tới hàng nghìn tỷ đồng (Nguồn: Báo cáo để lài khoa học trong tâm

Đánh giáđiễn biển môi trường hai vùng phát iển kính tế phía Nam, Hà Nội 2008)

Hiện tại, đô thị Việt Nam đang phải đối mặt với các vin đề về BDKH như bảo, lũ lụt

và nước biển dâng (NBD) tác động trực tiếp đến phát triển hệ thống đô thị ven biển và sắc vũng đồng bing lớn, trên 40 tỉnh thuộc ĐBSCL, Đẳng bằng Sông Hồng Duyên

hai Miễn Trung, Đông Nam Bộ với khoảng 128 đô thị có nguy cơ ngập cao, 20 đô thị số nguy cơ ngập năng BĐKHI gây mưa lớn, lũ qué, sat lỡ đất tá

hệ thống đô thị của 31 tỉnh thuộc vùng núi phía Bắc, Tây Nguyên, miễn Trung và

Đông Nam Bộ với khoảng 139 đô thị chịu ảnh hướng, 15 đô thị có khả năng chịu tác

động mạnh Biển đồi khí hậu hiện đang diễn ra hết sức phức tạp như đã ình bảy trong

Báo cáo đánh giá lần thứ Si của Uy ban Liên chính phủ về Biển đổi Khí hậu (IPCC)

[2] Chính phủ Việt Nam đã ra Quyết định số 158/2008/QĐ-TTg ngày 02/12/2008 phê

đuyệt Chương trình Mục tiêu Quốc gia Ứng phó với Biến đỏi Khí hậu [3], tập tun

tinh hình BĐKH ở Việt Nam, đánh gi

biến số khí hậu

iy dựng phương pháp đánh giá các à tình hình BĐKH mà cụ thể là nhiệt độ, lượng mưa, các thảm hoa tự.

nhiên cùng các hiện tượng khí hậu cực đoan, đồng thời xây dựng các kịch bản BDKH

và mực nước biển dâng cho gisi doan (20102100) cho từng khu vực của Việt Nam.

ig cho Việt Nam.

với khu vực đô

Bộ Tài nguyên Môi trường công bổ kịch bản BDKH và nước biển da năm 2016 [1] cho thấy nguy cơ ngập các đô th là ắt lớn đặc biệt đ

thị ven biển

1.2 Tổng quan về các giải pháp thoát nước bin vững.

1.2.1 Ting quan về các nghiên cứu giải pháp thoát nước bền vững trên thể giới.

1.2.1.1 Giải pháp thoái nước bỀn vững ở một sé nước trên t

© Australia giải pháp thoát nước bin vững được gọi với tên phương pháp tiếp cận

Thiết ké d6 thị nhạy cảm vé nước (Water Sensitive Urban Design - WSUD) 6 các

nước Châu Âu, khái niệm về Hệ thống thoát nước đồ thị bên vững (Sustainable Urban

Drainage System ~ SUDS) được sử dụng với sự tập trung chủ yếu vào việc bảo vệ sức

khỏe cộng đồng, bảo vệ các giá trị của tài nguyên nước, bảo tổn đa dạng sinh học và

"bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên cho thể hệ tương lai Tương tự, ở Mỹ và Canada

phương pháp SUDS được biết đến với khái niệm Phát triển tác động thấp (Low Impact

Development ~ LID) với cách tiếp cận khuyỂn khích sự tương tác của các quá tình tự

nhiên với môi trường đồ thi nhằm bảo vệ và ti tạo lại hệ sinh th tong quản lý tà

nguyên nước Phương pháp LID trọng tâm vào việc bảo tổn và sử dụng các đặc điểm

tự nhiên kết hợp với các hệ thông thủy văn quy mô nhỏ nhằm giảm thiểu các tác động.

tiêu cực của quá trình đô thị hóa Phương pháp LID cũng tương tự như phương pháp Thực hành quán lý tốt wu (Best Management Practices - BMP) ở Mỹ và Phương pháp

phát triển và thiết kế đồ thị tác động thấp (Low Impact Urban Design and

Development ~ LIUDD) ở New Zealand (Qiangian Zhou, 2014)

ing với sự phittrién của giải pháp thoát nước bén ving, có rt nhiều các nghiên cứu

đã được thực hiện trên phạm vi toàn th giới Tại Đan Mạch, chương trình nghiên cứu:

quy mô quốc gia đã được thực hiện bao gdm các nghiên cứu về Tài nguyên nước khu

vực đô thị và Nghiên cứu 28G “ Black, Blue đ Green” nhằm tổng hợp hệ thông cơ sở

ha ting đảm bảo phát triển bén ving tài nguyên nước đô thị Tại Anh, hiệp hội thông

dưng (CIRIA) đã thực

HTTN đô thị ben vững và phát hành các ti liệu, văn bản vé các nghiên cứu đã thực

kế hệ thing, Tại Thụy Dié

đã thực hiện nghiên cứu lớn trong 6 năm về Quản lý tải nguyên nước ben vững với

tin và nghiên cứu công nghiệp, nghiên cứu phát triển

trọng tâm vào bảo vệ giá trị tài nguyên nước đô thị (Qiangian Zhou, 2014).

12 1.2 Công cụ mô hình trong giải pháp thoải nước bén vững

Xi sự ra đời của phương pháp thoát nước bin vững trong quản lý tả nguyên nước đổ

thị, nhủ cầu thực tiễn đặt ra rằng các chuyên gia quản lý nước đô thị cin có một hệ

thống công cụ hỗ trợ để mô phỏng, đánh giá hiệu quả của các biện pháp kỹ thuật và sắc chiến lược trước khi đưa ra quyết định Trong bối cảnh đó, các nhà khoa học trên thé giới đã phát triển rit nhiễu bộ phin mém thương mại cũng như phí thương mại dé mô phỏng, thi g quản lý số lượng chit lượng nước đô thị, có thể kẻ tên

một số mô hình điển hình ở đây như XP ~ SWMM, SWMM 5 (EPA), Mike Urban,

MUSIC, E2

M inh Quản lý nước mưa XP ~ SWMM (Stormwater Management Model)

Mô hình XP ~ SWMM do các nhà khoa học Mỹ phát iển da được sử dung rộng rãi ti

Mỹ và nhiều quốc gia trên thể giới rong đó có Australia, Mô hình XP-SWMM được

đánh gi là một công cụ hiệu quả trong quản lý đô thị theo phương pháp WSUD tại

Australia Đây là bộ phần mềm dùng đẻ mô phỏng đông lực học nước mưa, mô phỏng

trên hệ thống sông, mô phỏng ngập lụt, đánh giá nước, và đánh giá các hộ 1g tổng hợp Mô hình tổng hợp tính toán dòng chảy một chiều từ thượng lưu đến hạ lưu, kế dong chảy trần bề mặt Do đó, khi md

phòng hệ thống người sử dụng có thể đánh giá điều gì thực sự xây ra cho hệ thông

nước mưa/nước thải, khi nồng độ chất ô nhiễm tăng hoặc khi có một vẫn để nóng về

môi trường.

Mô hình đã được sử dụng hơn 25 năm va đã được đánh giá bởi cơ quan Quản lý các: vấn dé khẩn cấp của liên bang Mỹ (Federal Emergency Management Agency - FEMA) cũng như được cơ quan quản lý về mỗi trường của Anh (UK Environment Agency) kiểm chứng Điễu đó đã tạo cho XP ~ SWMM trở thành một trong những bộ phần mềm mô phỏng én định và sử dụng tốt nhất tên thế giới (nguồn

p/xpsoludons comSoftvare/XPSWMMU)

"Mô hình Quản lý nước mưa SWMM (Storm Water Management Model)

Mô hình SWMM là mô hình động lực học mô phỏng mưa , dòng chảy cho các khu đôi

thị cả về chất va lượng, và tính toán quá trình đồng chảy trên các đường dẫn Mô hình

có thể mô phỏng với một tận mưa đơn lẻ hoặc nhiều trận mưa liên tip trong thời gian

SWMM ra đổi từ năm 1971, cho đến nay đã tri qua nhiều lẫn ning cấp Mô Hình SWMM được sĩ đụng rộng rãi tên th gii cho các công tác quy hoạch, phân ích và ống thoát nước mưa, hệ thống thoát nước chung, hệ thông thoát nước.

thái và những hệ thống tiêu khác trong vùng đô thị cũng như những vùng không phải

đồ thị

SWMM tạo ra một mỗi trường hòa hợp cho việc soạn thảo số liệu đầu vào của vùng

nghiên cứu, chạy các mô phỏng thủy lực và chất lượng nước, xem kết qua ở nhiều dạng khác nhau Có thé quan sát bản đỗ vùng tiêu và hệ thống đường dẫn theo mã màu, xem các diy số theo thời gian, các bảng biễu, hình về mặt cắt dọc tuyển dẫn

nước và các phân tích xác suất thống kê (nguồn:

Mô hình Quản lý chất lượng nước đô thị MUSIC (Model for Urban Stormwater

Improvement Conceptualisation)

Mô hình MUSIC được phát triển vào năm 2001 bởi nhóm phát triển phần mm

MUSIC thuộc trung tâm hợp tác nghiên cứu thủy văn lưu vực thuộc đại học Monash,

bang Victoria, Australia Nhóm phát triển phần mềm đã phối hợp với các nhà phát triển chính sách và quy hoạch đô thị thành phố Brisbane và Melbourne để phát triển phần mém MUSIC thành công cụ mô phỏng diễn biển chất lượng nước mưa, đồng thôi thiết kế và đánh gi hiệu quả của hệ thống xử lý chất lượng nước mưa khu vực đô thi Các nhà thiết kế phát trién đô thị của Australia đã đánh giá rằng với bộ mô hình MUSIC sẽ để ding hơn rit nhiều trong việc đạt được những tiêu chuẩn về Thi kế đ thị nhạy cảm về nước (WWSUD) Từ các tổ chức của chính phủ đến các nhóm quản lý

lưu vực, rất nhiễu tổ chúc đã giới thiệu mô hình MUSIC là sáng kin để bảo vệ môi

trường hệ sinh thấ thủy sinh khu vực đô thị (nguồn:

hqpi/www ewater.com au/products/music/music-overview/)

Mô hình MUSIC được chính quyền các thành phố ở Australia khuyến khích sử dung

như là một công cụ dé đánh giá mức độ hiệu quả của WSUD từ đó giúp các nha quản ý đưa ra được quyết định trong quy hoạch phát triển đô thi (Weber, 2008; Fletcher, 2001)

Với những im điểm nỗi tội của minh, mô hình XP - SWMM và mô hình MUSIC đã

trớ thành bộ công cụ hiệu quả và được sử dụng phổ biển nhất tại Australia, Anh, cũng như ứng dung tai một số nước như Mỹ, Canada, và một số nước châu á như Nhật Bản,

Malaysia trong tổng hợp quản lý nước mưa cho khu vực đô thị.

Mgt số nghiên cứu ứng dụng mô hình XP-SWMM, SWMM và MUSIC trong thiết kế hệ thống quản lý nước mưa theo phương pháp thoát nước bin vững.

"Nghiên cứu tại vùng Connells point, Kogarah, Australia

Vang Connells point, Kogarah, Australia đứng trước vấn dé vé ngập ứng cục bộ trong

sudt hon 15 năm Các nghiên cứu cho thấy do đặc trưng vùng có thủy triéu và lượng

mưa rit lớn mà hệ thống thoát nước hiện tại không đủ tải để vận chuyển lượng nước ra

khỏi ving đã gây ra hiện tượng ngập úng cục bộ xảy ra thường xuyên trên

phố Ngoài ra, khỉ mưa lớn xây ra cuỗn theo chất bin gây ra ô nhiễm nguồn nước trước khi để ra vịnh Do đồ, hội đồng thành phố Kogarah đã tiến hành Nghién cir nâng cấp hệ thống nước mưa của vùng Connells point, trong đó sử dụng bộ mô hình

XP — SWMM và mô hình MUSIC để mô phỏng tính toán và đưa ra phương án

giải quyết được các vin dé mà hiện trạng đang gặp phải.

Phương ân ban đầu đưa ra để giải quyết vẫn ngập ứng cục bộ đỏ là chuyển nước thoát

ra vịnh qua công viên bằng hệ thống rãnh cô (grassed swale) Phương án này đã gặp,

phải sự phản đối từ người dân địa phương với mong muốn hệ thống tiêu thoát nước

không được làm ảnh hưởng đến công viên, nơi diễn ra các hoạt động vui chơi giải trí

của ho Với mye tiêu thỏa min được mỗi lo ngại của dân địa phương cũng như giải

ng thành

iy dựng

quyết được các tgập ting, và chất lượng nước đang gặp phải, hội

ết kế hệ thống theo phương pháp WSUD, đó là

hệ thống quản lý nước mưa ngằm Thiết kế này là sự kết hợp sáng tạo hệ thống vận phố đã đưa ra phương án dt

chuyên và xử lý nước mưa ngằm, trong đó xử dụng kết hợp hệ thống xử lý nước bao

gốm: hệ thống tha gom chất thi (Gross pollutant traps ~ GPTs) và hệ thống lọc nước

sinh hóa (bio-retention)” và giảm dong chảy lớn qua hệ thống hỗ thu nước tràn mặt

“surcharge pts” giống như ig tng thot nước tự nhiên của khu vực (Gurmeet, 2008), Sau khi hg thống công tình được đưa vio vận hành, chương trình giám sit chit lượng nước thực hiện bởi Hội đồng thành phổ đã chỉ ra rằng lượng chất ô nt 'm và bùn cất lắng cặn dé ra vịnh Connells đã giảm đáng kể Chất lượng nước tại cửa ra đã dat cao hơn tiêu chuẩn của nước xả ra vịnh Điều được các nhà khoa học tiên đoán trước là sự.

suy giảm của chất ô nhiễm va bùn cá king cặn sẽ cung cấp môi trường sống cho các

loài động, thực vật trong vịnh Connells, từ d6 sẽ cải thiện cgi t môi trường và giải

trí của khu vực Nghiên cứu cũng đề xuất việc tái sử dụng lai nguồn nước sau khi xử lý

cho mục đích tưới cây vi nước ding cho nhà vệ sinh sử dụng cho khu vực công viên, qua d6 cũng cấp một hệ thống xử lý tổng hợp nước mưa cho din cư vùng vịnh Connells (Gurmeet, 2008),

"Nghiên cứu tại khu vực Fort Dodge, Lowa, Mỹ

© Mỹ, trong quy hoạch và phát triển đô thị phương pháp Phát triển tác động thấp

(LID) được áp dụng Để thực hiện các mục tiêu trong LID, các nhà khoa học Mỹ đã

phát tin bộ phần mềm SWMM như là bộ công cụ higu qua giúp các nhà quản lý đô

thị trong việc mô phòng, định lượng, đánh giá các tác động đến tài nguyên nước đô thị

Ất tại Mỹ, tuy nhiên bên cạnh SWMM, 'MM cũng đã được sử đụng, dẫn chứng là nghiên cứu Quy hoạch tài

SWMM là mô hình được sử dụng phổ biến nl mô hình XP ~

nguyên nước mưa khu vực Fort Dodge, Lowa, Mỹ Thành phổ Fort Dodge hiện dang

đứng trước vấn để về ngập úng cục bộ và sự quá tải của hệ thống đường ống thoát

nước thải ở khu vục xung quanh Crossroads Mall Do đó hội dng thành phố đã chỉ

định công ty HR Green thực hiện nghiên cứu sử dụng mô hình XP - SWMM để đánh

giá hiện trang ngập ding và đưa ra các phương án thiết ké nâng cấp hệ thống khả thi

dựa trên các tiêu chí của phương pháp tiếp cận Thực hành quản lý tdi ru (Best ~ BMP) (Ralph, 2010).

Management Prat

Nghiên cấu tại thành phố Taman Mayang, Malaysia

Hiện nay, đã có một số nghiên cứu tại các nước châu A sử dụng mô hình XP ~

SWMM trong dự báo ngập lụt Dẫn chứng là nghiên cứu tính toán dự báo ngập lụt cho ích 134.46 ha Nghiên cứu đã áp lưu vực đô thị Taman Mayang, Malaysia với di

dụng và so sánh 3 phương pháp diễn toán dòng chảy trong mô hình XP ~ SWMM: phương pháp hỗ chứa phi tuyển tính (Non Linear Reservoir Method - NLRM), phương pháp điện tích - thời gian (Time Area Method - TAM) và phương pháp Laurenson (Laurenson Method - LM) dé tính toán dòng chay cho lưu vực nghiên cứu Kết quả

nghiên cứu đã chỉ ra cing phương pháp TAM cho kết qua sai số thấp nhất, khoảng 79%

xo với kết qua thực đo, (Thamer, 2008)

"Nghiên cứu tại khu vực Rockhampton, trung tâm bang Queensland, Australia

Một in cứu khác của Fatema (2014) cho khu vie Rockhampton, trung tim bang Queensland, Australia da sir dụng mô hình XP ~ SWMM để tinh toán dòng chảy mặt

Với mục đích tim ra được phương pháp diễn toán phù hợp nhất với khu vực tính toán,

nghiên cứu đã đưa ra sự so sánh về bốn phương pháp diễn toán cơ bản trong mô. nh XP— SWMM bao gồm: phương phấp dòng chảy SWMM hay còn gọi là phương pháp

hỗ chứa phí tuyến nh(SWMM runoff method or Non Linear Reservoir Method

-NERM), phương pháp sống động học (Kinematic wave method), phương phấp Laurenson (Laurenson method), và phương pháp diện tich ~ thời gian(Time-Area

‘method), Nghiên cứa đã chỉ ra rằng phương pháp Laurenson cho kết qui tổng lượng

đồng chảy mat nhỏ nhất so với các phương pháp khác, tuy nhiên lại cho đỉnh lũ lớn

nhất, có khả năng phù hợp mô phỏng ở khu vực đồi núi có độ dốc trung bình Phương pháp Laurenson cũng la phương pháp diễn toán được bang Queensland chấp nhận và

khuyển cáo sử dụng trong toàn bang Queensland, (Eatema, 2014)

1.2.2 Tổng quan về các nghiên cứu giải pháp thoát nước bằn vững ở Việt Nam 6 Việt nam đã có một số nghiên cứu về vẫn để quản lý hệ thống thoát nước đô thị, dẫn chứng là Nghiên cứu “Xay dựng bản đỒ ngập lạt trên dia bàn thành phố Hà Nội có xét cđến biển di khí hậu do Viện Thủy văn, Mỗi trường và Biển đội khí hậu, Trường đại

học Thủy lợi thực hiện năm 2012 Nghiên cứu đã sử dụng mô hình MikcUban 2011

để đính giá hiện rạng hệ thống tiêu thoát nước khu vực Hà nội, và xây dụng bản đồ

ngập lụt thành phổ ứng với các kịch bản biển đổi khí hậu (IHECC, 2012)

Một nghiên cứu khác của trường đại học Thủy Lợi năm 2014 về Đánh giá hiệu quả giảm ngập dng của việc áp dung các giải phíp thu rữ nước mưa cho trường đại học “Thủy Lại” Nghiên cứu đã đề xuất 2 giải php kiến soát nước mưu, cụ th là (1) Thụ

giữ và sử dụng nước mưa qua hệ thống bé chứa dé sử dụng; (2) Đưa nước mưa vào.

lông dit tằng không áp và có áp) thông qua vige sử dụng bê tông thắm nước ở các bé

mặt không thắm hiện nay như đường đi bộ, bai để xe, sân chơi, via hè (Phạm TắtThing, 2014)

Đổi với các nhà quản lý tải nguyên nước đô thị ở Vị

SWMM vẫn còn đang rit mới mẻ Cho đến nay chỉ có một nghiên cứu sử dụng mô

Hình XP ~ SWMM đồ là nghiên cứu: “Đánh giá tinh nhạy cảm thành phố Huế sử dụng

mô phỏng thủy văn đô thị" Nghiên cứu đã sử dụng mô hình để mô phỏng đánh giá hệ

thống thoát nước của thành phổ Huế Kết quả nghiên cứu đã chi ra vai trò của các hồ trong việc trữ lũ nhằm giảm thiểu ngập lụt từ đó

hành hệ thống thoát nước thành phố Huế (Phạm Văn Quân, 2013),

trợ cho công tác quản lý và vận

1.3 Đặc điểm của vùng nghiên cầu.

1.11 Vị trí khu vực nghiên cứu.

“Thành phổ Sóc Trăng là thành phổ trực thuộc tỉnh và là trung tâm hành chính của tỉnh Sóc Trăng, nằm ở Đồng bằng Sông Cửu Long thuộc khu vực Nam Bộ Qua nhiều thời kỹ, Thành phd Sóc Trăng tinh khác trong khu vực, ty nhiên thành phố vẫn luôn là một rung tâm kinh t, văn héa và địch vụ của

trải qua nhiều lần tách, nhập với

Ned 26 thắng 11 năm 1991 Quốc hội Khóa VIII đã quyết định ti lập tình Sóc Trăng, thị xã Sóc Tring được quyết định là tinh ly của tinh Sóc Trăng Ngày 30 tháng 10 năm.

1995, thị xã Sóc Trăng thành lập thêm 4 phường mới, nâng lên thành 10 đơn vị hành.

8 tự nhiên là 7.615 ha với dân số hơn 173.922 người, rong đó người

13.4% Tháng 10 năm 2005, thị xã Sóc Trăng được Bộ Xây đựng công nhận đạt tiêu chí đỏ thị loi 3

gây š tháng 02 năm 2007, Chính phủ ban hành Nghị định s 22/2007/NĐ-CP về việc

thành lập thành phổ Sóc Trăng trực thuộc tỉnh chính có điện

Kinh chiếm trên 60%, người Hoa chiế 16,4% và người Khmer chiết

“Thành phổ Sóc Trăng nằm ở phía Đông của tinh Sóc Trăng, trên giao lộ giữa QLIA và QL60, có tọa độ địa lý từ 9⁄46 đến 9°48" độ vĩ Bắc và I05054' đồn 105'58' độ kính

"Đông Sóc Trăng cách thành phố Cin Thơ 60 km về phía Tây Bắc, cách thành phố Cà

Mau 120 km về hướng Tây Nam, cách thành phố Hồ Chí Minh 240 km về hướng Bắctheo QLIA, cích biển Ding 40 km, cách Khu kinh tế Định An 60 km về phía Đồng Bắc

Hình 1.2 Vị tí tinh Sóc Trăng trên bản đỗ Việt Nam

Phạm vi nghiên cứu trong đề ti này là Khu din ot 5A, thuộc Phường 4, TP Sóc

Trăng, Phía Bắc iáp đường Lý Thường Kiệt, phía Nam giáp đường Mạc Dinh Chi,

phía Đông giáp đường Lê Duin, phía Tây giáp đắt ruộng (Quy hoạch Trung tâm hành

chính tinh Sóc Trăng) Với diện ích quy hoạch là 192 ha và dân số khoảng 20000 người.

Hình 1.4 Vị tr khu vực nghiên cứu trên bản đồ Tp, Sóc Trăng

1.3.2 Đặc điểm địa hình.

‘Thanh phố Sóc Trăng và khu vực dự kiến mở rộng có địa hình tương đối bằng phẳng,

hướng dốc chính từ Tây Bắc xuống Đông Nam Cao độ nên trung bình là +1.5m, caonhất từ +1,6m đến +2.0m (khu vực dit phù sa có chiều rộng khoảng (150 + 500)mchạy theo hướng từ Bắc tới Nam dc theo QL.60), Cao độ thắp nhất từ +0,7m đến 1.0m(đồng mộng, ao hồ), Cấu trúc địa hình bé mặt của thành phổ là trim tích của phù saxông, biển nên khá bền vững, ít có hiện tượng trôi trượt, xói mòn.

“Thành phố Sóc Trăng có khí hậu nhiệt đối gió mùa đối biển, bức xạ cao, nhiều nắng, gió với 2 mùa rõ rệt: Mùa mưa bắt đầu từ giữa thắng 5 đến cỗi thing 1 và mùa khô bắt đầu từ tháng 11 đến cỗ thing 4 năm,

hệt độ không khí trung bình phụ thuộc vào các mùa Nhiệt độ trung bình từ (27 +

28)'C, cao nhất là 28.5°C vào các tháng 4, 5 Nhiệt độ cao tuyệt đối là 37.8°C và nhi độ thấp tuyệt đối là 162°C Biên độ nhiệt độ dao động giữa các tháng khoảng (2 + 3)°C Độ âm thay đổi phụ thuộc theo mùa, trung bình năm khoảng (84 + 850% Thể

hiện nhiệt độ và độ âm trung bình tháng tại thành phổ Sée Trăng trong các năm 2005,

2010 và 2012 được thể hiện trong bảng sau:

Bảng 1 1 Nhiệt độ và độ ẩm trung bình tại Sóc Trăng.

Lượng mưa trung bình hing năm đạt (2.100 + 2.200)mm Lượng mưa trung bình thing, trong các năm 1998, 2003, 2008, 201 1, 2016 và 2017 thể hiện trong bảng sau:

Bảng 1 2 Lượng mưa trung bình ï Sóc Trăng

Tượng mưa theo từng năm (mm)

Mưa ngày max 1078 666 | 1009 | 1331 76.5 Ngày xuấthiện IHÚ§ - 16/07 | 0941 | 2708 | 22/05

Thành phố nằm gần biển Đông nên chịu sự chỉ phối của gi mia, hướng gió thỉnhhành theo hướng Tây Bắc - Dong Nam, tốc độ gió trung bình khoảng (3 + 6)n/3, nhiều

sơn gié mạnh trong mưa cổ thể dat (25 + 35)m/s, nhin chung thành phổ ít chị ảnh hưởng của gió bão

1.44 Đặc điễm thủy văn.

Sông ngdi tinh Sóc Trăng đa phần thuộc vùng ảnh hưởng của chế độ bán nhật triều.

không đều, cao độ mực nước của hai đỉnh tiểu và bai chân triều không bằng nhau.

Nguồn nước trên hệ thông sông rạch tỉnh Sóc Trăng là kết quả của sự pha trộn giữa lượng mưa ạ chỗ, nước biển và nước thượng nguồn sông Hậu đổ về, Vì vậy, nước

trên sông trong năm có thời gian bị nhiễm mặn vào mùa khô, vào mba mưa nước sông

duge ngọt hóa có thé sử dung cho tưới nông nghiệp.

ang vào sâu trong di liền, do độ dốc của long sông, do ma sát và do tác động của

dong nước thượng nguồn nên thời gian truyền triều lên ngắn đi, thời gian triều xuống.

<i ra so với vùng của sông Hầu hết dong chảy tên các kênh rạch tong Tinh là đồng

chảy 2 chiều trong phần lớn thời gian trong năm, tạo thuận lợi cho tiêu tự chảy trên.

hầu hỗt điện tích và tới ty chảy ở khu vue phía Đông-Bắc của Tỉnh Nhưng cũng do

tác động của triều biển Đông, mà vào mùa khô các kênh rạch nằm ở hạ lưu các cổng

ngăn mặn đều bị xâm nhập mặn.

Các sông ngồi chính bao quanh Thành phổ Sóc Trăng là Sông Maspero rộng

{40+60)m, dài 7km và Sông Dinh rộng (60+80)m, dài 17km Trong thành pho có hệ

thống kênh rạch diy đặc với mật độ dòng chây 1.tkm/ki? Có 9 tuyển kênh nhánh có độ rộng từ (+20)m, còn lại là một số kênh rạch nhỏ có độ rộng (2+10)m.

Kênh Nhân Lực chạy theo hướng Tây Nam ~ Đông Bắc là nguồn tiếp nhận chính của

khu vực nghiên cứu có b rộng (14+23)m, với chiều dai 2km nối từ kênh Cô Bắc với

sông Maspero chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi thủy triều khu vực Tp Sóc Trăng.

Bảng 1 3 Mực nước tại trạm Đại ‘eli và tại kênh Nhân Lực

‘Tram Đại Ngãi Kênh Nhân Lực sự Năm — |MNmax(m) ‘MN max (m) | MN min (m)

‘Tram Dai Ngãi Kênh Nhân Lực

st Năm — MNmax(m), MN min (m)_| MN max (m) | MN min (m) 1.4 Hiện trạng thoát nước khu đô thị SA.

Hệ thẳng thot nước hiện trạng khu vực nghiên cứ là hệ thống thoát nước riêng, nước mua thoát riêng hoàn toàn với nước thải Các cống thoát nước mưa hiện trạng là cống ly tâm bê tông cốt thép có đường kính từ (3001.500ymm, được đặt đưới hè đã bộ kết

hợp giếng thu hàm éch, với tong chiều dai các tuyển công là 46.577m và 1.941 hồ ga

các loại Nguồn tiếp nhận nước mưa chủ yếu cho toàn khu vực nghiên cứu là kệnh

"Nhân Lực với 20 cửa xả Theo hướng tuyến từ Kênh Cô Bắc ra sông Maspero thì bên

trái kênh Nhân Lực bổ trí 6 vị trí xả từ cửa xả 1 đến cửa xả 6, pha bổ trí 7 vị tí xả

từ cửa xả § đến cửa xã 20 Tre kênh Nhân Lực được nạo vét và làm kề 2 bên, với quymô gốm đoạn từ đường Mạc Dinh Chỉ đến cầu Số 16 có bề rộng mặt kênh lâm vàchigu dai 932m, đoạn từ cầu số 16 đến sông Maspero có bề rộng mặt kênh 23m và

sự Hạng mục Đường kính (mm) | Don vj tinh

7 | Công tron, BTCT 1.500 39m

$— |Hỗgacácloại 1941 cái Hệ thing thoát nước thải được bổ trí thành 2 khu vực phia Nam và ph Bắc kênh

Nhân Lực Cổng thoát nước thải được đặt ở khoảng thông hành địa dich phía sau các

đây nha, công tình nằm đọc theo các trục đường và được dẫn ra HTTN thải chính ở vin hè của các trục đường, Toàn bộ các huyền thoát nước thải trên vi hề tập rung vé tuyển thoát nằm ở trục đường số 16, hướng thoát ra đường Lý Thường Kiệt và dẫn về nhà mấy xử lý nước thả tập trung của thành phổ Các cống thoát nước thải sử dựng

sống ly tâm bê tông cốt thép có đường kính từ (3001.000)mm, với tổng chiễu dài các

cổng 18 21.037m và 877 hồ ga ác loại

Bảng 1.5 Thống kế hệ thống cổng thoát nước thải

St Hang myc Đường kính (mm) | Đơn vị tính.

Hinh 1 8 Chi tiết hệ thống thoát nước khu vực nghiên cầu

2

'CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ DU LIEU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CUU.

3.1 Cơ sở dữ

Số liệu về khí tượng, thủy văn sử dụng của trạm khí tượng, thủy văn Sóc Trăng Số

liệu về mực nước được thu thập trên sông Hậu tại trạm Đại Ngãi Số liệu tính toán thiết kế và phân phối trận mưa cho khu vực nghiên cứu kế thửa số liệu từ dự án Quy hoạch thoát nước và chống ngập ting khu vực trùng tâm Tp Sóc Trăng có tinh đến ảnh hưởng của BĐKH đến năm 2030, tim nhịn đến năm 2050 [5]

ố liệu về hiện trang sử dụng đất và hiện trạng thoát nước, kế thừa từ dự án phát tr: xây dựng khu đô thị 5A [4]

“Chế độ thuỷ văn của hệ thống sông ngồi trên địa bàn tinh Sóc Trăng chịu ảnh hưởng

chế độ bán nhật triều không đều

tiếp nhận chính của khu vực nghiên cứu cũng chịu ảnh hưởng trực tiếp của chế độ thủy

ia biển Đông Trong đó kênh Nhân Lực là nguồn

van này,

3.2 Phương pháp nghiên cứu.

Xác định mô hi h mưa thiết kế dựa trên trận mưa điển hình.

Phương pháp này dựa trên quan điểm mua các thời khoảng dài có chứa mưa thời khoảng ngắn.

“Chọn mô bình mưa điển hình theo các yêu cầu sau:

+ Trin mưa lớ đã xây ra gây ngập ting lớn rong thực tổ, đại biểu cho một

nguyên nhân gây mưa ing nhất định trong khu vực

« _ Có thời gian mưa hiệu quả bằng hoặc xap xi thời gian mưa tính toán.

« C6 lượng mưa toàn tận bằng hoặc xắp xỉ lượng mưa trong thời khoảng không chế ứng với tin suất thiết kế,

‘Thu phóng mô hình mưa điển hình thành mô hình mưa tiêu thiết kế bằng cách nhãn.á tr tang độ của mô hình mưa didn hình với hệ số thu phóng K, xá định theocông thức sau: K=Xy/Xu,

Trong đó:

¿ Lượng mưa thiết kế với tin suất P.

Xe: Lượng mưa của trận mưa điền hình.

3.3 Cơ sở ý thuyết của mô hình SWMM 5.1.

(2.3.1 Giới thiệu mô hình SWMM.

Mô hình SWMM (Storm Water Management Model) là mô hình động lực học mô phỏng mưa - đồng chảy cho các khu đô thị cả -hất và lượng, và tính toán quá trình

dong chảy trên các đường dẫn Mô hình có thể mô phỏng với một trân mưa đơn lẻ

hoặc nhiều trận mưa liên tiếp trong thời gian dài.

SWMM ra đời từ năm 1971, cho đến nay đã trả qua nhiều lần nâng cấp, Mô hình

SWMM được sử dụng rộng rãi trên th giới cho các công tác quy hoạch phân tích và

thiết kế các hệ thống thoát nước mưa, bệ thống thoát nước chung hệ thing thoát nước thai và những hệ thống tiêu khác trong vùng đô thị cũng như những vùng không phải đô thị

SWMM tạo ra một mỗi trường hòa hợp cho việc soạn thio sé liệu đầu vào của vùng

nghiên cứu, chạy các mô phỏng thủy lực và chất lượng nước, xem kết quả ở nhiều

dạng khác nhau Cổ thể quan sắt bản đổ vùng tiêu và hệ thing đường dẫn theo mã

màu, xem các dãy số theo thôi gian, các bảng biểu hình vẽ mặt cit doc tuyén dẫn

nước và các phân tích xác suất thông kê.

2.3.2 Các khả năng của mô hình SWMM.

SWMM tính toán được nhiễ quá tinh thủy lực khác nhau tạo thành dng chảy, bao

‘© Lượng mưa biến đổi theo thời gian.

«_ BỐc hơi trên mặt nước tĩnh + _ Sự tích ty va tan tuyết

© Sự cân nước mưa tạ cát chỗ địa hình lõm có khả năng chứa nước, + Ngắm của nước mưa xuống các lớp đắt chưa bão hòa.

‘+ Nước thấm từ nước mặt chảy vào nước ngầm.

2

+ Swtrao đổi giữa dng chảy nước ngằm và hệ thống tiêu

+ Chuyên động tuyển của đồng chảy trên mặt đắt và ở các hd chứa phi tuyển

* _ Suy giảm dòng chảy qua khu vực phát triển thấp (LID),

SWMM cũng chia dung một tip hợp các khả năng mô phỏng linh hoạt về thủy lực

đồng chây theo tuyển thông qua một hệ thống tiêu nước gdm nhiễu thành phin: các

đường ống, các kênh, các công trình trữ nước xử lý nước, các công trình phân dòng, các thành phan này có thé là:

s _ Mạng điều khiển với quy mô không hạn c

+ Cie đường dẫn nước với nhiễu dang mặt cắt khác nhau, cổ th likin hoặc hở

+ Mô hình các phần tử đặc biệt như công trình trữ nước hoặc xử lý nước, công

trình phân dòng, máy bơm, đập tràn và công

“Các dòng chảy từ bên ngoài vào và các điểm nhập chất lượng nước từ dòng chảy mặt,

dòng nước ngắm hòa trộn vào, dòng thắm hoặc dòng chảy phụ thuộc vào mưa, dòng

chảy nước thải và dong chảy vào do người xác định.

Ap dụng phương pháp tính ding chảy tuyến theo sóng động học hoặc theo sóng động,

lực học.

Mô hình các chế độ dòng chảy khác nhau như: nước động, nước ngập trần, dòng chảy

ngược, sự hình thành vũng ngập trên mặt đắt.

Các quy the điều khiển do người sử dụng định ra để mô phỏng hoạt động của máy bơm, cảnh cửa can của cổng, cao độ ngưỡng trân

Ngoài việc mô hình sự hình thành và vận chuyển dong chảy mặt, SWMM còn có khả

năng tính toán sự vận chuyén chất ö nhiễm có liên hệ với dong chảy mặt

2.3.3 Các ting dụng diễn hình của SWMM.

Thiết kế và bổ trí các thành phần của bệ thống tiêu để kểm soát l.

Bồ tí các công tình trở nước và các thiết bị của chúng để kiểm soát lũ và bảo vệ chit

lượng nước.

Lập bảo đồ ngập lụt của các hệ thống kênh tự nhiên.

`Vạch ra cúc phương án lim giảm hiện tượng chảy trần cia mạng lưới thoát nước hỗn

Đánh giá tác động của dòng cháy vào và dòng thấm lên sự chảy tràn của hệ

thoát nước thải.

Kiểm soát đồng cháy bề mặt lưu vực bằng cách sử dụng các thực tiễn cơ sở hạ ting anh như kiểm soát LID thấp

“Tạo 1a các hiệu ứng của BMP để làm giảm sự tải chất ô nhiễm khi trời mưa.

2.34 Cúc phương pháp tính toán.

SWMM là một mô hình mô phỏng dựa vào vật lý với thời gian rời rạc SWMM sử dụng các nguyên lý về bảo toàn khối lượng, năng lượng và động lượng Mô tả ngắn

son các phương pháp mà SWMM sử dụng để mô hình số lượng và chất lượng dong

chảy nước mưa thông qua các quá trình vật lý sau

+ Swrtgo thành vũng ngập trên bé mat.

+ _ Dòng chảy chất lượng nước,

trên hình Mỗi bễ mặt tiểu lưu vực được coi như là một "hỗ chứa"

:m về đồng chảy mặt (Surface Runoff) mà SWMM sử dụng được minh họa

phi tuyển Dòng

chiy vào đến từ lượng nước rơi (mưa, tuyễ) và đồng chảy tử các ti lưu vực nào đô ở phía thượng lưu được khai báo Các dòng chảy ra bao gồm: ngắm, bốc hoi, đồng chiy

mặt, Dung tích của "hỗ chứa" này là mức trừ nước chỗ lõm tối đa, đỏ là mức trừ bÈ

mặt lớn nhất được tao ra như sự tạo thành hồ, sự làm ướt be mặt và sự cản nước Lưu

lượng đồng chảy mật Q trên một đơn vị diện tích xây ra chỉ khi độ sâu nước trong "hồ

chứa” vượt quá mức trữ nước chỗ lõm tôi dad, mã trong trường hop đó dòng chảy ra

được tạo thành theo công thức Manni Độ sâu nước d trên tiểu lưu vực được cập

nhậtiên tục theo thời gian t qua phếp gid số cho phương trình cân bằng nước trên tiễu

Phuong trình liên tục

TẾ sa oar —g (24)dt dt

Trongđó V: —_ Thểtíchnước ênbŠ mộtlưuvục

đi Chiều sâu lớp dòng chảy mặt

€ Thờigian

A: Diệntích lưu vực bộ phận

Cường độ mưa hiệu quả = cường độ mưa rơi trừ đi tổn thất và bốc hơi bề mặt

Q Lưu lượng dong chảy ra khỏi lưu vie đang xét

Phương trình động lực: Phương trình Manning

Q=W-(Œ= d;)95812 (22)

Trong đó - W: _ Chiều rộng rung bình lưu vực (m)

n: — Hệsốnhấm Manning

2.342 Thắm

Thắm (Infiltration) là quá trinh nước mưa xuyên qua bề mặt vào trong đối đất chưa bão hòa ở các diện tích thắm được của tiểu lưu vực SWMM đưa ra ba lựa chọn dé môi

hình sự thắm:

‘© Phương pháp Horton.

Day là phương pháp dựa trên các quan trắc thực nghiệm, cho rằng mức độ thắm giảm

đi theo số mũ từ một tốc độ ban đầu lớn nht tối một tốc độ nhỏ nhất nào đ trong suốt

quá tình diễn biển của trận mưa Các thông số đầu vào cần thiết cho phương pháp này

bao gằm các hệ hệ số suy giảm biểu thị tốc độ thắm

giảm di theo thời gian, và thời gian cin thiết để đất từ lúc bão hòa hoàn toàn đến lúc khô hoàn toàn.

fo + (fo = f2)e" (23)

Trongđồ _f,(mml) — :Cườngđộthẳm vio dit

f.(mmis) — : Cường độ thắm nhỏ nhất tại thời diém bảo hòa

fu(mmís) ˆˆ : Cường độ thẳm lớn nhất tại thời điểm ban đầu t=0 us) "Thời gian tinh tir lúc bắt đầu trận mưa rơi

Kcr} Hing số chiết giảm

Các thông số F fy, khoàn toàn xác định đường cong thắm f, và được người sử dung

đưa vào tính toán.

‘+ Phương pháp Green-AmpL

Phương pháp này dùng để mô hình sự thắm với gia thiết rằng tồn tại một mặt ớt rõ

ring trong cột dit ngăn cách ting đắt có một độ âm ban đầu nào đó ở bên dưới khỏi

đất bão hòa ở bên trên, Các thông số đầu vào cin thiết là độ thigu âm ban đầu của đất,

hệ số ngắm của đất và độ cao hút nước tại mặt ướt.

Phương tinh thẳm Green-Ampt được viết dưới dang

V=KJI (24)

2

Trong dé V : Cường độ thẳm vào dit (mms)

K_ : Hệ số thắm thủy lực bão hòa (mms)

J: Độ dốc thủy lực, J = Sy

~ Khi F<F, thì =và F= OH Vi i> Ky vat =i

- Khi F>F, tì f=f, và fp = Ks(1 + 2%

Trong dif Cường độ thẳm vào it (mms)

fr Cường độ thẳm tiém năng (més)

i Curing độ mưa (mms)

+ Lượng thẩm tích by (mm)

Fs Cường độ thẩm tích lay dén trang thái bão hòa (mm) S Sức hit mao dẫn trung bình (mm)

IDM pt hiéw hu im ban đầu

K, Hệsốthắn ty lực bã hòa (mms) 2.3.4.3 Nước ngẫm

Hình bên dưới là một minh hoạ khái niệm về một mô hình nước ngắm hai vùng mà SWMM sử dung Vũng đắt phía trên chưa bão hoà với độ âm là 0 Vũng đất phía dưới đđã bão hoà hoàn toàn vi vậy độ âm của nó được cổ định tại độ rỗng g Các dòng nước

thé hiện trong hình vẽ được biểu diễn theo thể ích trên một đơn vị điện tích rong một

don vị thời gian, bao gồm: