DÒNG CHẢY đô THỊ từ mưa ở TIỂU lưu vực SUỐI GIỮA TRÊN đô THỊ mới BÌNH DƯƠNG

Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Mơi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI DỊNG CHẢY ĐƠ THỊ TỪ MƯA Ở TIỂU LƯU VỰC SUỐI GIỮA TRÊN - ĐƠ THỊ MỚI BÌNH DƯƠNG Trương Văn Hiếu Phân Viện Khí tượng Thủy văn Mơi trường Phía Nam Sô ng Thò Tiểu lưu vực Suối Giữa Trên phần Đơ thị Bình Dương (ĐTMBD), q trình thị hóa mạnh mẽ. Tiểu lưu vực đầu nguồn lưu vực Suối Giữa,dòng chảy thị hình thành từ gia tăng lớn mức độ thị hóa mạnh mẽ ĐTMBD thời gian tới. Trong báo cáo này, mức độ thay đổi dòng chảy thị mưa nghiên cứu tính tốn nhằm đặt cở cho vấn đề nước khu vực. Suố i Cá i Vinh Tan Thoi Hoa 1. Tổng quan lưu vực Suối Giữa Trên Hoa Loi 1.1. Giới thiệu lưu vực Suối Giữa 16.5 Lưu vực Suối Giữa đến ngã với Rạch Ơng có quy mơ 1011ha trình bày đồ vị trí Hình 1. Tiểu lưu vực Suối Giữa Trên gồm tiểu lưu vực phận Suối Giữa Suối Giữa phần thượng lưu lưu vực Rạch Suối Giữa, tiểu lưu vực Suối Giữa 1(diện tích 567ha) bao gồm 319ha thuộc Đơ thị Bình Dương thể Hình 2. Tình hình phát triển thị Thành phố Mới Bình Dương sơi động với hệ thống giao thơng thị đầu tư dần hồn chỉnh 37.1 37.9 19.4 1.1 2.2 0.9 7.1 28.2 30.0 30.0 15.4 Rạch Tà u 21.8 32.5 33.6 25.2 24.5 20.0 Tan An 23.3 17.5 7.2 24.9 1.7 19.9 23.5 25.5 31.6 10.5 1.4 3.5 28.4 19.2 Suố i Giữ Rạch Ô ng Suố i Cầ u 1.7 21.8 31.9 3.7 12.3 24.6 16.8 1.2 22.4 13.8 Rạch Cụt 2.6 26.2 13.5 Tan Phuoc 29.9 32.4 31.8 28.1 31.5 27.5 28.3 21.9 10.3 33.2 31.7 26.2 15.4 0.9 0.9 Phu Loi 26.9 18.2 16.3 30.2 31.2 23.9 20.8 1.2 23.6 25.1 Hiep Thanh Chanh My 1.7 31.0 11.4 19.5 Rạch Cầ u Rạch Trố 30.4 3.9 26.2 2.5 3.2 7.6 3.5 Sơ 3.2 ng Sà iG òn 26.5 13.6 8.8 1.5 1.1 Tan Vinh H 29.1 18.3 16.9 11.2 4.7 Rạch Nai Rạch Phó 29.9 31.9 12.5 0.7 0.8 29.2 30.5 Phu My 16.4 18.3 23.6 13.3 7.4 Phu Tan 34.4 16.7 6.4 1.1 0.7 32.9 21.8 24.9 13.2 17.9 2.5 34.1 Suố i Giữ 8.2 1.6 31.7 30.0 31.7 10.9 18.8 33.3 30.4 10.0 10.0 21.2 33.4 32.7 31.7 20.0 18.0 22.1 19.5 20.0 33.3 31.4 31.8 Dinh Hoa 19.3 Rạch Bình 32.4 30.0 SuoiGiua2 26.2 32.9 32.5 33.1 33.9 30.0 Hiep An 13.1 33.1 33.3 30.0 29.5 35.0 35.0 30.0 25.1 25.2 2.8 33.9 30.0 35.0 27.1 24.0 14.5 23.3 32.6 33.6 30.0 31.7 SuoiGiua1 34.8 30.0 28.5 21.9 19.5 Rạch Bầ u 32.7 32.2 32.8 20.0 20.6 23.4 26.8 32.2 35.2 32.9 20.0 24.1 22.9 32.9 31.2 34.3 19.7 25.6 29.5 32.7 32.1 35.4 36.6 13.3 23.9 32.6 32.2 Hoa Phu 20.3 28.2 0.9  31.6 32.9 33.2 20.1 Rạch Lò 29.3 17.5 24.3 15.5 23.4 35.9 35.1 22.7 4.9 32.6 33.9 34.6 5.5 Phu An 33.4 34.8 36.2 30.1 19.8 8.5 10.5 3.2 Phu Chanh 33.7 32.8 33.5 33.7 Tan Dinh 22.8 32.2 30.0 30.8 33.5 37.6 7.5 23.6 Rạch Ô ng Binh Chuan 23.4 24.6 26.2 11.8 Rạch Thầ y 1.9 1.7 12.1 Phu Hoa 19.5 24.3 14.8 11.3 Hình 1: Ví trí địa lý tiều lưu vực Suối Giữa Chanh Nghi Về đia hình: thể hình cho thấy khu vực thuộc cao trình cao (từ +25m đến +34m) có độ dốc lớn hướng rạch Suối Giữa. Phu Tho Sô ng Sà i Về địa mạo: hình cho thấy khởi đầu thành phố với hệ thống đường xây dựng, bố trí quy hoạch mặt có hướng nước mưa hồ chứa có sẵn với diện tích mặt thống hồ 5,70 ha. 1.2. Phân vùng tiểu lưu vực phận, sơ đồ tính Trên sở lớp đồ đơn tính (địa hình, lớp phủ mặt đệm, mạng sơng suối mương rạch, trạng phương hướng quy hoạch giao thơng độ thị GIS) đặc trưng tiểu lưu vực phận tính tốn phân vùng theo Bảng 1, Hình 2a Bảng : Bảng thống kê đặc trưng tiểu lưu vực phận LV Suối Giữa Tiểu lưu vực phận 104 Mặt cắt tính tốn Chiều dài dòng chảy Ltt(m) Tên đoạn đường chảy Chiều dài đoạn đường chảy (m Diện tích (ha) Tập 2: Thủy văn - Tài ngun nước, Biển, Mơi trường Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Mơi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI Chiều dài đoạn đường chảy (m 934 Tiểu lưu vực phận Mặt cắt tính tốn Chiều dài dòng chảy Ltt(m) R.SuoiGiua1 Nut1 1334 Tên đoạn đường chảy 1a R.SuoiGiua2 Nut2 2524 2a 2124 165,4 R.SuoiGiua3 Nut3 1354 3a 954 66,7 R.SuoiGiua4 Nut4 2050 4a 1650 106,8 R.SuoiGiua5 Nut5 1660 5a 1260 94,0 R.SuoiGiua6 Nut6 6a 748 R.SuoiGiua7 Suố i Cá i 1148 Vinh Tan Diện tích (ha) 73,5 Suố i Cá i 60,1 Nut7 2325 7a 1925 212,2 R.SuoiGiua8 Nut8 2990 8a 2590 567.0 R.SuoiGiua9 Nut9 3225 Hoa Loi 9a 1855 647.0 TLVSuoiGiua2 Nut10 5480 10a 1914 1011,5 Thoi Hoa Hoa Loi Vinh Tan 1.3. Sơ đồ tính Sơ đồ tính tiểu lưu vực rạch Suối Giữa Trên xây dựng theo Hình 2b. Phu Chanh Phu Chanh 33.5 33.4 32.6 33.9 29.3 33.7 34.8 36.2 30.1 19.8  34.6 32.6 32.9 32.2 Hoa Phu 32.6 32.7 28.2 R.SuoiGiua5 32.7 Tan Dinh SuoiGiua1 33.6 647ha 32.1 35.4 36.6 34.3 19.7 30.0 R.SuoiGiua4 R.SuoiGiua2 33.9 32.2 30.0 5a 33.2 R.SuoiGiua1 31.2 1a 17.5 Tan Dinh R.SuoiGiua3 3a 35.9 35.1 22.7 29.5 31.6 R.SuoiGiua6 35.2 32.5 34.8 26.8 35.0 35.0 35.0 33.6 35.0 35.0 R.SuoiGiua9 32.8 30.0 35.0 32.9 30.0 32.5 647ha R.SuoiGiua8 32.4 30.0 R.SuoiGiua7 33.3 31.7 30.0 30.0 SuoiGiua1 29.5 33.1 35.0 25.2 30.0 30.0 647ha 30.0 28.5 30.0 30.0 9a 32.9 20.0 33.3 33.4 30.0 R.OngSuoiGiua4 33.9 R.OngSuoiGiua4 30.0 25.1 30.0 20.0 20.0 31.4 26.2 Hiep An SuoiGiua2 23.6 31.7 Dinh Hoa 23.5 SuoiGiua2 31.7 25.5 30.0 34.1 31.7 10.9 20.0 10.0 Phu Tan 10 10.0 Suố i Giữ 13.2 R.OngSuoiGiua12 Phu Tan 31.6 10.0 Giư õ 10.0 363ha 363ha Dinh Hoa 363ha 20.0 18.0 24.9 34.4 32.9 30.5 21.8 R.OngSuoiGiua5 R.OngSuoiGiua5 R.OngSuoiGiua12 Phu My 16.4 10 Suo Hiep An 10a 32.7 30.0 24.5 Phu My 31.9 18.3 16.9 29.1 R.OngSuoiGiua1018.3 R.OngSuoiGiua10 26.5 Tuong Binh (a) địa hình, địa mạo, phân vùng nước R.OngSuoiGiua6 Tuong Binh (b) Sơ đồ tính dòng chảy R.OngSuoiGiua6 Hình 2: Bản đồ Lưu vực Suối Giữa Trên R.OngSuoiGiua7 2. Mơ hình mơ điều kiện tính tốn R.OngSuoiGiua7 Tan Phuoc (i) Mơ hình mơ phỏng: Ứng dụng phương trình ngun để mơ tả dòng chảy hình thành từ mưa sở xác định lưu vực hứng nước, thời gian chảy tập trung nước (xác định tính tốn thủy lực) lượng mưa phân theo thời đoạn Tập 2: Thủy văn - Tài ngun nước, Biển, Mơi trường 105 Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Mơi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI (5, 10, 15 phút); phương trình ngun mơ dòng chảy hình thành (Hình theo thời đoạn mưa, khái qt theo phương trình sai phân: k Qk = KC  hk  i +1 f i [1] Trong đó: Qk: dòng chảy hình thành giai đoạn k (m3/s). fi: diện tích hai đường đẳng thời (ha). hk -i+1:Lượng mưa thời đoạn tương ứng thời gian chảy hai đường đẳng thời (mm) K: Hệ số đổi đơn vị, tùy theo thời đoạn chia Δt = 10 phút có K=0.0166 C: hệ số tổn thất dòng chảy đặc tính mặt đệm, lớp phủ mặt đất (C Hình 3: Sơ đồ lưu vực tính theo mơ phân loại theo đặc tính đất diện hình ngun tích fi tương ứng). (ii) Điều kiện tính tốn: -Cơng thức [1] ứng dụng để tính tốn dòng chảy hình thành từ mưa đến mặt cắt hệ thống sau xác định thời gian tập trung nước phân chia diện tích đường đẳng thời (fi). -Thời gian tập trung nước xác định thời gian giọt nước tạo dòng chảy vị trí xa tiểu lưu vực đến mặt cắt tính tốn, phụ thuộc vào địa hình, lớp phủ mặt đất đặc điểm lòng dẫn. - Dòng nước thải sinh hoạt khơng đáng kể lúc mưa. - Mơ hình mưa thiết kế ứng chu kỳ năm trạm Sở Sao: Lượng phân theo thời đoạn tính tốn Δt=10 phút trình bày Bảng Bảng 2: Mơ hình mưa thiết kế ứng chu kỳ năm trạm Sở Sao T(phút) Lượng mưa (mm) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 0,0 12,0 26,6 16,0 9,4 7,5 5,9 4,7 3,6 2,6 1,7 1,0 0,3 0,0 - Hệ số tổn thất dòng chảy (C): lựa chọn theo phương pháp SCS ứng với phương án phát triển thị tương lai 3. Kết q dòng chảy mưa mặt cắt (nút) lưu vực Suối Giữa Trên (i) Nút 1: diện tích tính tốn 73,59ha. Hiện trang: Đất bãi trống với cơng trình giao thơng. Kết trạng phương án gia tăng diện tích đất thị trình bày Bảng Hình 4. (ii) Nút 8: diện tích tính tốn 567ha. Kết trạng phương án gia tăng diện tích đất thị trình bày ở Bảng Hình 5. 106 Tập 2: Thủy văn - Tài ngun nước, Biển, Mơi trường Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Mơi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI (iii) Nút 10: Diện hứng nước 647ha. Kết trạng phương án gia tăng diện tích đất thị trình bày Bảng 5, Hình 6. Bảng 3: Dòng chảy Q(m3/s) hình thành nút theo phương án gia tăng đất thị T(phút) Mưa N=5 Phương án tăng đất thị (%) Hiện trạng 20% 40% 60% 80% 0.0 10 12.0 1.6 2.2 3.1 3.8 4.8 20 26.6 5.2 7.1 9.9 12.3 15.3 30 16.0 5.7 7.8 10.9 13.5 16.9 40 9.4 3.4 4.7 6.5 8.1 10.1 50 7.5 2.3 3.1 4.3 5.4 6.7 60 5.9 1.8 2.5 3.4 4.3 5.3 70 4.7 1.4 1.9 2.7 3.4 4.2 80 3.6 1.1 1.5 2.1 2.6 3.3 90 2.6 0.8 1.1 1.6 2.4 100 1.7 0.6 0.8 1.1 1.4 1.7 110 1.0 0.4 0.5 0.7 0.9 1.1 120 0.3 0.2 0.2 0.3 0.4 0.5 130 0.0 0.1 0.1 0.1 0.1 140 0.0 Bảng 4: Dòng chảy Q(m3/s) hình thành nút theo phương án gia tăng đất thị T(phút) Mưa N=5 Phương án tăng đất thị (%) Hiện trạng 20% 40% 60% 0.0 10 12.0 6.8 9.5 13.1 20 26.6 16 21.8 30.5 42.2 30 16.0 22.6 30.9 43.2 59.7 40 9.4 26.5 36.2 50.7 69.9 50 7.5 29.6 40.4 56.6 78.1 60 5.9 27.1 37 51.8 71.5 70 4.7 18 24.6 34.4 47.5 80 3.6 12.9 17.5 24.5 33.9 90 2.6 10 13.7 19.2 26.5 100 1.7 7.7 10.4 14.6 20.2 110 1.0 5.6 7.6 10.7 14.8 120 0.3 3.8 5.2 7.3 10 130 0.0 2.3 3.2 4.4 6.1 Tập 2: Thủy văn - Tài ngun nước, Biển, Mơi trường 107 Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Mơi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI T(phút) Mưa N=5 Phương án tăng đất thị (%) Hiện trạng 20% 40% 60% 140 0.0 1.2 1.7 2.4 3.3 150 0.0 0.5 0.7 1.0 1.4 160 0.0 0.1 0.2 0.2 0.3 170 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 Bảng 5: Dòng chảy Q(m3/s) hình thành nút 10 theo phương án gia tăng đất thị 108 T(phút) Mưa N=5 Phương án Hiện trạng tăng 20% đất 40% thị (%) 60% 0.0 10 12.0 5.5 7.7 10.6 20 26.6 13 17.7 24.8 34.2 30 16.0 18.4 25 35.1 48.4 40 9.4 21.5 29.4 41.1 56.7 50 7.5 24 32.8 45.9 63.4 60 5.9 26 35.5 49.7 68.6 70 4.7 27.6 37.6 52.7 72.8 80 3.6 28.8 39.3 55 75.9 90 2.6 29.7 40.5 56.6 78.2 100 1.7 30.3 41.3 57.8 79.8 110 1.0 30.6 41.7 58.4 80.6 120 0.3 26.6 36.3 50.9 70.2 130 0.0 17.7 24.1 33.8 46.7 140 0.0 12.3 16.8 23.5 32.5 150 0.0 9.2 12.5 17.5 24.1 160 0.0 6.6 9.1 12.7 17.5 170 0.0 4.6 6.3 8.9 12.2 180 0.0 3.1 4.2 5.9 8.1 190 0.0 1.9 2.6 3.6 200 0.0 1.4 1.9 2.7 210 0.0 0.4 0.6 0.8 1.1 220 0.0 0.1 0.1 0.2 0.3 230 0.0 Tập 2: Thủy văn - Tài ngun nước, Biển, Mơi trường Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Mơi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI BIẾN TRÌNH MƯA- DỊNG CHẢY LƯU VỰC SUỐI GIỮA TRÊN Nút - Hiện trạng đất thị bãi trống với hệ thống đường xây dựng Mưa(mm) N5 40 -10 35 -20 30 Q(m3/s) Mưa N=5 -30 BIẾN TRÌNH MƯA- DỊNG CHẢY LƯU VỰC SUỐI GIỮA TRÊN Nút 10 - Hiện trạng đất thị bãi trống với hệ thống đường xây dựng BIẾN TRÌNH MƯA- DỊNG CHẢY LƯU VỰC SUỐI GIỮA TRÊN Nút - Hiện trạng đất thị bãi trống với hệ thống đường xây dựng Mưa(mm) N5 25 Mưa(mm) N5 100 -10 90 -20 80 -30 70 -40 60 -50 50 -60 40 Q(m /s) Mưa N=5 40% 40% -40 20 60% -50 15 -60 10 -70 -80 120 110 -20 100 -30 90 -40 80 -50 70 -60 60 -70 50 -80 40 -90 30 -70 30 -80 20 -100 20 -90 10 -110 10 -120 Hiện trạng 20% 60% Hiện trạng 80% -10 -100 T(đv: 10phút) 20% Mưa N=5 40% 60% Hiện trạng 20% T(đv: 10phút) Hình Q(m3/s) T(đv: 10phút) Hình Hình 4. Đánh giá kết dòng chảy lưu vực Suồi Giữa Trên Các phân tích dòng chảy hình thành từ mơ hình mưa với chu kỳ lập lại N=5năm. - Trên tiểu lưu vực Suối Giữa hình thành khu thị lớn nên tương lai gần, dòng chảy cực đại hình thành từ mưa lớn mặt cắt (nút) tính tốn lưu vực trình bày Bảng 6: Bảng 6: Dòng chảy cực đại hình thành từ mưa mặt cắt theo phương án gia tăng đất thị Mặt cắt Thời gian Phương án tăng đất thị (%) (Nút) trì (phút) Hiện trạng 20% 40% 60% 80% Nút 20 5.7 7.8 10.9 13.5 Nút 30 29.6 40.4 56.6 78.1 Nút 10 20 30.6 41.7 58.4 80.6 16.9 - Do tiểu lưu vực lưu vực Suối Giữa Trên có độ dốc diện tích lớn nên mật độ xây dựng lên cao dòng chảy lớn theo: (i)tại nút lưu lượng 10.03/s trì khoảng 20 phút (dòng chảy cao 13.5m3/s); (ii) nút (dòng chảy sau hồ với lưu lượng 60m3/s trì khoảng 35 phút (dòng chảy cao 78.1m3/s); nút 10-đường Trần Ngọc Lên lưu lượng 70m3/s trì khoảng 55 phút (dòng chảy cao 80.6m3/s). Cân dòng chảy nút hồ chứa: Tại lưu vực Suối Giữa Trên, cơng trình nước trình bày Hình 7. Sự cân dòng chảy nhằm mở rộng hồ chứa sau: Tập 2: Thủy văn - Tài ngun nước, Biển, Mơi trường 109 Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Mơi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI Phu Chanh Tan Dinh Hoa Phu R.OngSuoiGiua4 Hiep An Dinh Hoa Suo Giư õ Phu Tan R.OngSuoiGiua12 R.OngSuoiGiua5 Phu My R.OngSuoiGiua10 Tuong Binh Hình 7: Sơ đồ hệ cơng trình nước LV Suối Giữa Trên R.OngSuoiGiua6 - Tại nút 8: với lưu lượng 60m3/s (dòng chảy cao 78.1m3/s) trì khoảng 35 phút nên cần mở rộng hồ chứa có lên diện tích mặt hồ 15 với dung tích dự trữ cho lượng nước mưa ứng độ sâu chứa 1.5m có dung tích chứa 225.000m3 cân với lưu lượng xuống hạ lưu 15m3/s theo Bảng 7, Hình 8. Chọn mức nước tối thiểu trì hồ h=2m, độ cao an tồn 0.3m; độ sâu hồ Hhồ.= 0.3+1.5+2= 3.8m. Hình thức xây dựng hồ chứa sinh thái cần bảo vệ chất lượng nước đến hồ. R.OngSuoiGiua7 Tan Phuoc Sô ng Sà i Hình 8: Chọn thể tích V cần trử = 225.000m3/s 5. Kết luận - Báo cáo đưa kết dòng chảy hình thành, ứng với trường hợp mưa thị có chu kỳ N= năm, q trình xây dựng thị lưu vực Suối Trên. - Kết dòng chảy thị tăng nhanh theo q trình xây dựng thị nên cần có biện pháp thích ứng. 110 Tập 2: Thủy văn - Tài ngun nước, Biển, Mơi trường Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Mơi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI - Với q trình hình thành dòng chảy thị, báo cáo cân dòng chảy với khả hữu phía hạ lưu rạch Suối Giữa nhằm đề xuất biện pháp hồ chứa nước thị. - Cần giảm mật độ diện tích xây dựng dự án, gia cư để có khơng gian thấm nhằm giãm dòng chảy đỉnh mưa lớn. - Dòng chảy hình thành sở bố trí tuyến nước dự kiến theo tiểu lưu vực phận tận dụng mương, suối có sẵn hay bố trí đường cống theo đường lộ vùng có quy hoạch thị. Sự thay đổi tuyến dự kiến kéo theo thay đổi dòng chảy hình thành. URBAN DISCHARGE FROM RAINFALL IN SUOI GIUA TREN SUBBASIN – NEW BINH DUONG CITY Trương Văn Hiếu Sub-Institute of Hydrometeorology and Environment of South Vietnam (SIHYMETE) Suoi Giua Tren sub-basin is a part of New Binh Duong city, which is in the process of urbanization in large. Suoi Giua Tren sub-basin is upper of Suoi Giua Watershed in which the flow discharge is rapidly increasing, especially in the near future because of urbanization. In this report, the gradational discharge from rainfall is investigated and calculated for basic urban drainages. Tập 2: Thủy văn - Tài ngun nước, Biển, Mơi trường 111 . đồ vị trí Hình 1. Tiểu lưu vực Suối Giữa Trên gồm tiểu lưu vực bộ phận Suối Giữa 1 và Suối Giữa ở phần thượng lưu của lưu vực Rạch Suối Giữa, trong đó tiểu lưu vực Suối Giữa 1(diện tích 567ha). trường DỊNG CHẢY ĐƠ THỊ TỪ MƯA Ở TIỂU LƯU VỰC SUỐI GIỮA TRÊN - ĐƠ THỊ MỚI BÌNH DƯƠNG Trương Văn Hiếu Phân Viện Khí tượng Thủy văn và Mơi trường Phía Nam Tiểu lưu vực Suối Giữa Trên là một. đổi dòng chảy đơ thị do mưa được nghiên cứu tính tốn nhằm đặt cơ cở cho vấn đề thốt nước trong khu vực. 1. Tổng quan lưu vực Suối Giữa Trên 1.1. Giới thiệu lưu vực Suối Giữa Lưu vực Suối Giữa