Đang tải... (xem toàn văn)
Ngập lụt trong đô thị càng ngày càng trở nên một vấn đề cấp bách và bức xúc trong đời sống của người dân. Mô hình toán thủy văn đô thị đã được chứng tỏ trong nhiều ứng dụng nghiên cứu có khả năng mô phỏng tính toán các quá trình mưa, dòng chảy, dòng chảy trong cống cũng như ngập lụt trên bề mặt đô thị.
BÀI BÁO KHOA HỌC DOI:10.36335/VNJHM.2019(EME2).155-163 ỨNG DỤNG MƠ HÌNH THỦY LỰC HAI CHIỀU TÍNH TỐN NGẬP ÚNG CHO ĐƠ THỊ VEN BIỂN - ỨNG DỤNG TẠI QUẬN NINH KIỀU, THÀNH PHỐ CẦN THƠ Nguyễn Quang Hưng1*, Nguyễn Phước Thọ2 Tóm tắt: Ngập lụt đô thị ngày trở nên vấn đề cấp bách xúc đời sống người dân Mơ hình tốn thủy văn đô thị chứng tỏ nhiều ứng dụng nghiên cứu có khả mơ tính tốn q trình mưa, dòng chảy, dòng chảy cống ngập lụt bề mặt đô thị Trong nghiên cứu nhóm tác giả sử dụng phần mềm Mike Urban để đánh giá khả mô q trình ngập lụt có ảnh hưởng mạnh nước triều lưu vực quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ Kết cho thấy diễn biến ngập lụt mưa, triều dâng diễn tả đầy đủ xác Từ kết mơ hình, ngun nhân gây ngập úng số giải pháp đề xuất nhằm ứng phó với diễn biến phức tạp trương lai biến đổi khí hậu, nước biển dâng Kết khẳng định sức mạnh ứng dụng thực tế mơ hình thủy văn thủy lực tính tốn chiều việc thiết kế, vận hành quản lý nước thị cho thành phố ven biển Từ khóa: Thủy văn thị, ngập lụt, nước triều dâng, mơ hình thị bền vững Ban Biên tập nhận bài: 11/12/2019 Ngày phản biện xong: 12/12/2019 Đặt vấn đề Ngập lụt đô thị ngày trở nên cấp bách xuất với tần suất nhiều hơn, nguyên nhân nhiều quy hoạch sai, thiết kế sai, vận hành bảo dưỡng không đúng, thiếu vốn, không đồng bộ, ý thức bảo vệ hệ thống thoát nước kém, nước triều dâng, mưa dao động Trong tính tốn thiết kế Việt Nam có quy định cụ thể tính tốn nước thải, nước mưa [2], nhiên thấy vấn đề hệ thống nước đô thị thành phố ven biển (các vùng có bị ảnh hưởng nước triều) chưa quan tâm hồn tồn khơng có tiêu chuẩn tính tốn cụ thể Do đó, để hỗ trợ nâng cao tính xác đắn thiết kế, việc sử dụng mơ hình thủy văn thị giải pháp đắn cần xem xét nghiêm túc để trở thành công cụ thống Khoa Khí tượng Thủy văn Hải dương học, Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN, Đài Khí tượng Thủy văn tỉnh Cần Thơ Email: hungnq@hus.edu.vn Ngày đăng: 20/12/2019 thiết kế, vận hành quản lý hệ thống thoát nước Các loại ngập lụt thị kể đến số dạng như: (1) Ngập nước chảy tràn bề mặt khơng có cống hệ thống cống bị tắc; (2) Ngập tắc cống cục bộ, dẫn đến nước không vận chuyển, bị ùn tắc dâng lên hố thăm; (3) Ngập mưa lớn, toàn hệ thống không đảm nhận khả tiếp nhận vận chuyển nước mưa nên nước ngập đầy cống trào ngược lên mặt đất; (4) Ngập nước triều xâm nhập vào hệ thống thoát nước, dâng ngược trở lại mặt đất Các nguyên nhân gây ngập úng cho đô thị Việt Nam nhà khoa học quản lý tổng kết lại qua nhiều nghiên cứu, trao đổi hội thảo bao gồm: (1) Mưa lớn, lũ từ thượng nguồn đổ về; (2) Thủy triều xâm nhập qua hệ TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số phục vụ Hội thảo chuyên đề 155 BÀI BÁO KHOA HỌC 156 thống thoát nước; (3) Sụt lún đô thị, cao độ mặt thấp; (4) Hệ thống hạ tầng (bao gồm hệ thống thoát nước) bị tải, thiết kế sai, vận hành bảo trì kém, dẫn đến khơng thực nhiệm vụ thoát nước; (5) Thiếu quy hoạch quản lý đồng sở hạ tầng; (6) Khả dự báo, cảnh báo kém, chưa đáp ứng được, đặc biệt với yêu cầu dự báo cực ngắn cho ứng dụng thị Do đó, để giải vấn đề ngập úng cho đô thị khu vực riêng biệt, cần xác định rõ loại ngập lụt chủ yếu nguyên nhân đâu để ưu tiên tập trung giải Các đô thị Việt Nam phát triển mạnh mẽ, mở rộng sở hạ tầng, mật độ dân số tăng mạnh cư dân nhiều khu vực nông thôn du nhập về, dẫn đến tình trạng nước tình trạng q tải, thành phố triển khai xây dựng hệ thống thu gom xử lý nước thải Với gần 130 đô thị dọc 3000 km bờ biển, tượng ngập lụt đô thị xảy trở thành vấn đề nhức nhối không loại trừ với đô thị Chính thế, cần có quan tâm kịp thời tới việc triển khai tính tốn thiết kế hệ thống nước cho thị, đặc biệt cần quan tâm tính tốn ảnh hưởng triều đến hệ thống đô thị ven biển Cùng với phát triển công nghệ khoa học, ứng dụng mơ hình tốn để mơ tượng tự nhiên ngày trở thành công cụ hữu ích, xác tiện lợi, sử dụng nhiều ngành, từ nông nghiệp, lâm nghiệp, hải sản, đến ngành xây dựng cơng trình, thiết kế xây lắp… Các mơ hình tốn thủy văn phát triển mạnh mẽ, với khả tính tốn máy tính mang lại khả vơ tận việc mơ phỏng, tính tốn tối ưu tượng từ đơn giản tới phức tạp chu trình thủy văn trái đất Chính thế, nghiên cứu này, tác giả mong muốn sử dụng mơ hình thủy văn thủy lực tính tốn lan truyền chiều để kiểm tra khả ứng dụng vào mơ hệ thống TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số phục vụ Hội thảo chuyên đề thoát nước khu vực quận Ninh Kiều, Cần Thơ, đánh giá độ xác, thời gian phản hồi chi tiết kết mơ hình mang lại Đặc biệt, tác động nước triều dâng đến ngập úng đô thị nghiên cứu cẩn thận so sánh đánh giá số liệu thực đo khu vực nghiên cứu Thorndahl Willems (2008) [3] sử dụng mơ hình MOUSE kết hợp với phương pháp Độ tin cậy bậc để đánh giá hiệu sử dụng thành phần hệ thống thoát nước thị trấn Frejlev - Đan Mạch Thị trấn có lưu vực khoảng 87 dân số khoảng 2000 người, hệ thống thoát nước thị trấn bao gồm hệ thống cống ngầm cửa xả dẫn vào suối chảy qua gần thị trấn Để phòng chống tượng nước chảy tràn ngược từ suối vào cống, cửa xả xây với thiết bị ngăn tràn Theo Thorndahl Willems phương pháp kết hợp có lợi so với phương pháp truyền thống thời gian mô giảm 1% Tuy nhiên, mơ với phương pháp kết hợp cho kết từ cửa cống thời điểm phương pháp truyền thống cho ta kết từ tất hố ga Việc thực phương pháp công nhận lưu vực mà nước vận chuyển nhờ lực hấp dẫn lưu vực với nhiều máy bơm [3] Apirumanekul Mark (2001) thiết lập mơ hình tính tốn mô trạng lũ lụt cho thành phố Dhaka, Banglades Trận mưa điển hình năm 1996 sử dụng kết cho thấy tượng ngập úng xảy với độ sâu ngập lên tới 55cm kéo dài 16 giờ, hoàn toàn khớp với thực tế Các tác giả đưa giải pháp sử dụng máy bơm để chống ngập hiệu máy bơm đánh giá thông qua mơ hình ngập lụt thị Thời gian ngập giảm xuống tiếng đồng hồ, tính tốn nạo vét điểm quan trọng xác định từ mơ hình thời gian ngập giảm độ sâu ngập cải thiện đáng kể [4] BÀI BÁO KHOA HỌC Trong năm 2002, lượng mưa hệ thống dự báo lũ lụt phát triển Bangkok dự án nghiên cứu tiến hành Viện Công nghệ Châu Á (AIT, Thái Lan) DHI (Đan Mạch) Mục tiêu cung cấp lượng mưa đáng tin cậy dự báo lũ lụt dựa hai radar hệ thống trạm đo mưa gầu Lượng mưa dự báo dựa radar thời tiết (Cục Khí tượng Thái Lan, TMD) nằm khu vực trung tâm thành phố với mạng lưới gồm 47 điểm đo mưa (Đô thị Bangkok, BMA) Hệ thống nước thị phần thành phố Bangkok mơ hình hóa với mơ hình hai lớp 1D - 1D mơ tả đường phố lớp hệ thống cống thoát nước Dự án xây dựng với mơ hình MOUSE đầu vào mơ hình lượng mưa dự báo Việc sử dụng mơ hình trực tuyến cho phép mở rộng khả dự báo cho tương lai hệ thống thoát nước, bao gồm mức độ dự kiến lũ lụt mơ hình Kết mơ ngập lụt sử dụng chương trình cảnh bảo lũ thời gian thực [5] Phương pháp nghiên cứu thu thập tài liệu 2.1 Giới thiệu mô hình thủy văn thị Trong nghiên cứu này, phương pháp mơ hình tốn chiều ứng dụng để tính tốn mơ dự báo tình trạng ngập lụt khu vực nghiên cứu Mơ hình Thủy văn thị bao gồm hai phần thủy văn thủy lực Mơ hình thủy văn xử lý mơ q trình hình thành dòng chảy bề mặt từ mưa, có xét đến q trình điền trũng, thấm, bốc hơi, dòng chảy bề mặt, dòng chảy sát mặt, dòng chảy sở, …thơng qua phương trình thủy văn tính tốn dòng chảy tiểu lưu vực khu vực tính tốn Các thơng số xem xét đến mơ hình Thủy văn bao gồm thông số bề mặt lưu vực phần trăm diện tích thấm, độ ẩm đất, thông số đặc trưng khả thấm bốc hơi, tính chất thảm phủ, diện tích lưu vực, độ dốc… Mơ hình thủy lực: mơ hình giải tốn dòng chảy chiều sử dụng phương trình Saint-Venant để mơ q trình dòng chảy mạng lưới đường ống thoát nước, bao gồm thiết bị phức tạp máy bơm, cửa, đập tràn, van Chất lượng mơ hình phụ thuộc vào chất lượng liệu đầu vào q trình hiệu chỉnh Mơ hình chiều thường xử lý dòng chảy có áp tự Biên sử dụng mơ hình thường dòng chảy lưu vực dòng chảy mùa khơ biên thu nước mực nước cửa Như bước tính tốn tính tốn mơ hình thủy văn, sau sử dụng kết đầu mơ hình thủy văn để đưa vào tính tốn tiếp mơ hình thủy lực Kết ta thu đặc trưng vật lý dòng chảy kênh mương (vận tốc, độ sâu mực nước, lưu lượng) Tuy nhiên dừng lại mơ hình thủy lực chiều kết chưa thể đầy đủ trường hợp ngập lụt bề mặt Để nâng cao chất lượng mơ hình Thủy văn thị, tính tốn thủy lực mở rộng tính tốn chiều, kết hợp với đồ mơ hình số độ cao để mơ chi tiết nước chảy tràn bề mặt lưu vực Rõ ràng trường hợp này, đồ mơ hình số độ cao đóng vai trò quan trọng định đến độ xác kết Trong nghiên cứu này, mơ hình Mike Urban lựa chọn để sử dụng khả mạnh mẽ tính tốn tính ứng dụng mơ hình kiểm chứng qua nhiều công bố khoa học Đặc biệt mơ hình Mike Urban có khả mở cho lựa chọn làm việc chế độ tính tốn thủy lực 1D hay mở rộng chi tiết hố mơ 2D 2.2 Giới thiệu lưu vực nghiên cứu số liệu thu thập Cần Thơ nằm trung tâm Đồng sông Cửu Long (ĐBSCL), điểm giao vùng Tây Nam sông Hậu với vùng Tứ giác Long Xuyên, vùng Bắc sông Tiền vùng trọng điểm phía Nam Thành phố Cần Thơ xem trung tâm kinh tế, văn hóa trị TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số phục vụ Hội thảo chuyên đề 157 BÀI BÁO KHOA HỌC ĐBSCL, thành phố đại lớn vùng hạ lưu sông Mê Kông Thành phố nằm mạng lưới sơng ngòi, kênh rạch chằng chịt Ninh Kiều quận trung tâm thành phố Cần Thơ, nằm ngã ba sơng Cần Thơ sơng Hậu, phía đơng giáp tỉnh Vĩnh Long, phía tây giáp huyện Phong Điền, phía nam giáp huyện Phong Điền quận Cái Răng, phía bắc giáp quận Bình Thủy Hình Bản đồ hành Cần Thơ Ninh Kiều 158 Hàng năm, vào mùa mưa, nước lũ từ thượng nguồn sông Mê Kông đổ mưa nội đồng, ĐBSCL bị ngập với diện tích lớn phía Bắc Thực trạng diễn biến ngập địa bàn TP Cần Thơ ngày tăng diện tích mức ngập, mức ngập 0,25 - 2,0m không gây thiệt hại nặng nề cho khu vực sản xuất nông nghiệp mà ảnh hưởng lớn đến số tuyến đường, khu vực đô thị thành phố, đặc biệt quận Ninh Kiều Bình Thủy Tại thành phố Cần Thơ năm gần đây, ngập lụt ảnh hưởng lên khu vực rộng lớn với diện tích trung bình 2.000 (khoảng 69% tổng diện tích thị lõi) 200.000 người bị ảnh hưởng (bao gồm người nghèo) năm Theo báo cáo Quy hoạch nước thành phố Cần Thơ, ngập lụt thị gây thiệt hại kinh tế trực tiếp 300 triệu USD năm qua Hệ thống thoát nước thành phố năm qua đầu tư, nâng TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số phục vụ Hội thảo chuyên đề cấp cải tạo chưa đủ khả để ngăn ngừa nước tràn từ sông vào, đặc biệt mùa mưa lũ Thêm vào đó, hệ thống tiêu nước nhìn chung cũ, khơng đủ khả đối phó với mưa lớn triều cường, nhiều khu vực thành phố chưa có hệ thống nước Cùng với việc thị hóa tăng nhanh, cơng tác quản lý xây dựng thị lỏng lẻo, khơng kiểm sốt dẫn đến việc lấn chiếm nhiều kênh rạch tự nhiên, giảm thiểu đáng kể khả thoát nước hệ thống thoát nước tự nhiên Quận Ninh Kiều: hầu hết phường quận bị tượng ngập úng, độ ngập phổ biến từ 30 - 40 cm, kéo dài vài giờ, đặc biệt số khu vực có độ ngập 40 - 50 cm đường Lý Tự Trọng (P An Cư), đoạn Cầu Đường (P.An Khánh), hẻm 232 đường 30/4 (P Hưng Lợi) thời gian ngập kéo dài - giờ, riêng hẻm 232 đường 30/4 ngập từ - ngày 2.3 Thiết lập mơ hình Thủy văn thị cho quận Ninh Kiều Dựa số liệu thu thập được, mơ hình thủy văn thị cho quận Ninh Kiều thiết lập phần mềm Mike Urban với mục tiêu tính tốn mơ chiều Do đó, mơ hình số độ cao quan tâm dành nhiều thời gian để triển khai, số liệu từ trung tâm liệu quốc tế số liệu điều tra khảo sát thực tế Hình Biên tập DEM với lớp nhà lớp đường Nguồn số liệu gốc mơ hình số cao độ tổng hợp từ nguồn số liệu quốc tế với độ phân giải 30x30m, sau làm giàu số điểm dựa số liệu cao độ khảo sát dọc tuyến thông qua dự án đầu xây dựng hệ BÀI BÁO KHOA HỌC thống thoát nước, số liệu dạng (x,y,z) từ đợt khảo sát kỹ thuật dự án làm đường, xây dựng sở kỹ thuật hạ tầng đồ quy hoạch thủy lợi Các liệu chồng xếp nội suy để xây dựng đồ DEM bản, với thông tin lớp thảm phủ, diện tích thấm nước, thời gian tập trung nước, hệ số thấm, mật độ dân cư v.v Lớp đường tạo từ shape file đường, coi thấp với bề mặt cốt mặt đất khoảng 20cm, có chiều rộng 20m Một điểm quan trọng lưu vực đô thị cơng trình sở hạ tầng nhà cửa, cầu vượt, sân bãi… đóng vai trò quan trọng việc xác định đường dòng chảy tràn Nếu khơng có thơng tin hai điểm A B dòng chảy tràn tính chảy trực tiếp từ A đến B, rõ ràng có tòa nhà chắn giữa, dòng chảy đổi hướng, tăng khả gây úng cục bộc… Chính vậy, lớp nhà tạo phương pháp số hóa dựa đồ khu vực nghiên cứu, thể đầy đủ đơn vị hạ tầng dạng block Trong nghiên cứu này, DEM sử dụng DEM 10x10m, với mục tiêu lưới tính tốn đủ nhỏ chi tiết để mơ không dày gây ảnh hưởng tới tốc độ tính tốn mơ hình Với kích thước DEM 50x50m, hệ thống bỏ qua nhiều tính mơ hình, ví dụ đường nhỏ, khu nhà đơn lẻ có kích thước nhỏ lưới Nếu chọn kích thước 1x1m 5x5m, cao độ số có khả nang mơ chi tiết q trình chảy tràn bề mặt, nhiên tổng số bước tính toán trở nên lớn, dẫn đến việc thời gian tính tốn lâu, mơ hình tính thời gian thực Khu vực quận Ninh Kiều khu vực độc lập, ba mặt bao bọc với đê, khơng có biên mở chiều bề mặt, có biên mực nước triều trích xuất từ trạm đo Cần Thơ số liệu từ mơ hình Mike 11 để tạo biên sơng bao xung quanh khu vực Các biên sông liên kết với mơ hình thơng qua chế độ mực nước sơng cửa xả mơ hình Đây điểm có biên mở chiều bề mặt, mơ q trình nước biển dâng tràn qua bờ chảy vào nội địa quận Ninh Kiều bề mặt đất Hình Mơ hình số cao độ sử dụng mơ hình Mike Urban với lớp nhà đường Hình Hệ thống nước quận Ninh Kiều mơ hình hóa Mike Urban Hệ thống cống kênh mương thoát nước sơng Hậu đưa vào mơ hình gồm 184 nút tính tốn, 234 đường ống kết nối với tổng chiều dài gần 40 km thể kênh rạch, cống thoát nước, 175 tiểu lưu vực với 11 cửa xả nước vào sông Hậu mơ tả hình TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số phục vụ Hội thảo chuyên đề 159 BÀI BÁO KHOA HỌC Bảng Kết so sánh độ sâu ngập lớn thực đo tính tốn số vị trí điển hình trận ngập 12/9/2018 STT Hình Hệ thống tiểu lưu vực nước quận Ninh Kiều Mike Urban Kết thảo luận 3.1 Kết hiệu chỉnh kiểm định mô hình Trận mưa sử dụng để hiệu chỉnh mơ hình trân mưa kéo dài từ 11 đến 13 tháng năm 2019, biên triều đưa vào mô hình Kết tính tốn cho thấy 26 điểm ngập khu vực quận Ninh Kiều hiệu chỉnh đạt mức độ xác mực nước ngập 15 cm, nhiều điểm ngập có độ xác 5cm Hình Kết mơ trận mưa ngày 1113 tháng năm 2018 Giữ nguyên thơng số vừa kiểm định, hiệu chỉnh mơ hình với trận mưa ngày đến 11 tháng 10 năm 2018, thu kết sau: 160 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số phục vụ Hội thảo chuyên đề 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Tuyến đường Mậu Thân Đường 30 thỈng Trần Hưng Đạo Phạm Ngũ Lão Nguyễn Văn Cừ CMT8 Quang Trung Hai Bà Trưng Nguyễn Văn Trỗi Nguyễn Cư Trinh Đinh Công Tráng Đường thỈng Cao Thắng Nguyễn Ngọc Trai Nguyễn Thị Minh Khai Ung Văn Khiêm H thực đo (m) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.1 0.1 0.3 0.2 0.1 0.15 0.45 0.2 0.1 0.2 0.2 0.1 0.2 0.15 0.15 0.15 0.1 0.2 0.15 0.15 H tính tn (m) 0.13 0.18 0.3 0.3 0.05 0.1 0.25 0.14 0.12 0.13 0.3 0.21 0.04 0.18 0.3 0.04 0.29 0.3 0.11 0.15 0.1 0.3 0.14 0.12 0.07 0.02 0.1 0.1 0.05 0.05 0.06 0.02 0.02 0.15 0.01 0.06 0.02 0.1 0.06 0.09 0.15 0.04 0 0.1 0.01 0.03 0.2 0.1 0.1 0.2 0.11 0.09 ΔH (m) Hình Kết mơ trận mưa ngày 9-11 tháng 10 năm 2018 BÀI BÁO KHOA HỌC Bảng Kết so sánh độ sâu ngập lớn tính tốn số vị trí điển hình trận ngập 10/10/2018 STT Tuyến đường Mậu Thân Đường 30 thỈng Trần Hưng Đạo 10 H thực đo (m) 0.2 0.3 0.35 0.35 0.2 0.25 0.1 H tính tn (m) 0.19 0.32 0.38 0.36 0.18 0.28 0.18 0.01 0.02 0.03 0.01 0.02 0.03 0.08 0.25 0.35 0.23 0.27 0.02 0.08 0.25 0.17 0.08 0.35 0.31 0.04 0.35 0.30 0.43 0.35 0.08 0.05 0.35 0.4 0.05 0.65 0.56 0.1 0.28 0.09 ΔH (m) Nguyễn Văn Cừ 11 12 13 14 Châu Văn LiŒm Nguyễn An Ninh 15 16 Quang Trung 0.1-0.2 17 Nguyễn Thị Minh Khai 0.35 0.34 0.01 18 Hai Bà Trưng 0.25- 0.35 0.1 0.45 0.02 0.2 - 0.35 0.2 - 0.5 0.02 0.25- 0.35 0.2 - 0.5 0.04 19 36 37 Đinh Công Tráng 0.3 0.3 0.45 0.37 0.15 0.07 38 Phạm Ngũ Lão 0.45 0.2 - 0.5 0.14 0.2-0.3 0.1 - 0.3 0.05 0.25-0.35 0.1 - 0.3 0.07 Phan Đình Phùng 0.20 0.1 - 0.3 0.07 Châu Văn Liêm 0.30 0.46 0.16 39 CMT8 40 41 42 Với trận ngập ngày 10/10/2018, xuất nhiều tuyến đường ngập hơn, độ sâu ngập lớn Các tuyến đường Mậu Thân, đường 30 tháng 4, đường Hòa Bình, Quang Trung, Châu 0.14 Văn Liêm, Nguyễn An0.05Ninh, Nguyễn Thái Học, Trần Hưng Đạo, Trần 0.07 Bình Trọng xuất 0.07 có vị trí ngập tới 0.7 nhiều vùng ngập nặng, 0.8m Đồng thời xuất thêm nhiều tuyến đường ngập Lý Tự Trọng 20 21 Đề ThỈm 0.2 - 0.3 22 23 Ngơ Quyền Trương Định Xơ Viết Nghệ Tĩnh Nguyễn Đình Chiểu 0.25-0.4 0.20 0.1 0.36 0.1 - 0.6 0.1 - 0.3 0.15-0.25 0.1 - 0.4 24 25 26 29 30 31 32 33 34 35 0.1 0.1 0.15 Lý Thường Kiệt 0.3-0.4 Nguyễn ThỈi Học 0.1-0.2 Ngơ Văn Sở Ngơ Đức Kế Cao Thắng Nguyễn Ngọc Trai 0.35 0.35 0.35 0.040.25 0.040.25 0.22 0.150.36 0.060.38 0.1-0.5 0.1-0.4 0.36 0.35 0.48 0.13 0.35 0.35 0.38 0.43 0.03 0.08 Ngô Gia Tự 0.1- 0.2 0.2-0.3 0.20 27 28 0.1 Nguyễn Văn Trỗi 0.21 0.2 0.02 0.15 0.15 0.15 0.1 0.01 0.14 Hình Kết mô trận mưa ngày 3-5 tháng 10 năm 2018 Để tăng tính khẳng định thơng số mơ hình, trận mưa ngày tháng 10 năm 2018 đưa vào kiểm tra kết cho thấy mơ hình hồn tồn đạt khả ứng dụng thực tế với độ xác mực nước dao động 15 cm Từ kết tính tốn trận mưa, mơ hình Mike Urban cho quận Ninh Kiều thể khu vực ngập úng với thực tế so với đo đạc, 40 điểm ngập đề đưa kết chênh mực nước ngập sâu với độ xác tốt, độ chênh lệch mực nước ∆H = 0.01 - 0.15 m, cụ thể chênh lớn 15cm lại dao động khoảng 3-10 cm TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số phục vụ Hội thảo chuyên đề 161 BÀI BÁO KHOA HỌC 3.2 Xác định nguyên nhân ngập lụt Sau hiệu chỉnh kiểm định mơ hình ngập lụt đô thị quân Ninh Kiều, trường hợp mưa khác có số liệu thực đo mực nước ngập tính tốn để kiểm tra làm rõ diễn biến ngập, phân tích tác nhân đầu vào mơ hình (mưa, triều) số ngun nhân làm rõ: - Quận Ninh Kiều khu vực cao có hệ thống đê phức tạp bao xung quanh, có điểm xả sơng Hậu cánh cửa mở điều kiện biên ngồi Trong lịch nước sơng Hậu khơng tràn bờ dâng lên khu vực Ninh Kiều lũ từ phía thượng nguồn ảnh hưởng đến - Nguyên nhân gây ngập chủ yếu triều, cửa xả khơng có phai, van chiều nên triều dâng ngược vào hệ thống tràn ngược lên mặt đất nhanh Rất nhiều đường ống xây dựng cũ có độ sâu chơn ống lớn, thấp nhiều so với mực nước max sông Hậu triều nhân tố tác động đến việc lần có triều cường quận Ninh Kiều bị ngập nặng - Ngập trận mưa cực đoan xuất ngày nhiều Nhiều đoạn cống cửa xả có đường kính cống nhỏ đường kính cống tuyến đường, nước khơng kịp, gây ngập cục Nhiều tuyến đường có chiều dài đường thoát nước xa nên mưa với lưu lượng lớn hệ thống chuyền tải không kịp, nước chậm Kết luận Mơ hình Mike Urban khẳng định khả ứng dụng tính tốn mơ hệ thống nước điều kiện có ảnh hưởng triều, cụ thể hiệu chỉnh kiểm định với khu vực nghiên cứu quận Ninh Kiều thành phố Cần Thơ với trận mưa điển hình năm 2018 Bằng việc sử dụng mơ hình, q trình diễn biến ngập lụt mơ lại chi tiết, giúp cho nhà quản lý chun gia kỹ thuật tìm hiểu phân tích rõ ràng nguyên nhân gây ngập úng cho khu vực nghiên cứu Kết cho thấy định hướng sử dụng mơ hình tốn chiều mang lại tính xác chi tiết, nhiên ngược lại đòi hỏi yêu cầu số liệu đầu vào chuẩn bị thiết lập mơ hình chi tiết phức tạp so với nghiên cứu thủy văn đô thị khu vực Ninh Kiều trước Tài liệu tham khảo Schmitt, T., Schilling, W., Sægrov, S., Nieschulz, K.P., (2002), Flood Risk Management for Urban Drainage Systems by Simulation and Optimization Global Solutions for Urban Drainage, 114 Doi:10.1061/40644(2002)275 TCVN 7957:2008 (2008), Thoát nước - mạng lưới cơng trình bên ngồi - Tiêu chuẩn thiết kế Thorndahl, S., Willems, P., (2008), Probabilistic modelling of overflow, surcharge and flooding in urban drainage using the first-order reliability method and parameterization of local rain series Water research, 42, 455-66 10.1016/j.watres.2007.07.038 Apirumanekul, C., Mark, O., (2001), Proceeding of 4th DHI Software Conference “Modelling of Urban Flooding in Dhaka City - Bangladesh” Hung, N.Q., Babel, M.S., Weesakul, S., Tripathi, N.K., (2009), An Artificial neural network model for rainfall forecasting in Bangkok, Thailand Hydrology and Earth System Sciences, 13 (8), 1413-1425 Doi:10.5194/hess-13-1413-2009 162 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số phục vụ Hội thảo chuyên đề BÀI BÁO KHOA HỌC APPLICATION OF 2D HYDROLOGICAL MODEL FOR URBAN COASTAL AREA - A CASE STUDY IN NINH KIEU, CAN THO Nguyen Quang Hung1*, Nguyen Phuoc Tho2 Faculty of Meteorology, Hydrology, and Oceanography, VNU University of Science, Vietnam National University, Hanoi Regional center for Meteo-Hydrology of Can Tho Abstract: Urban flooding is becoming an increasingly urgent and noisy problem in daily life of people The urban hydrology model applicable proof by many researchs that it able to simulate the rainfall runoff, hydraulic in pipe and canal, inundation situation in the urban area In this study, the authors used Mike Urban software to assess the ability simulating tidal influences in the drainage system of Ninh Kieu district, Can Tho city The results show that the flooding progress due to rainfall, flood surges, as well as drainage problems have been fully described From the model's results, the causes of inundation was identified, and solutions have been proposed to cope with complicated developments in the future such as climate change, sea level rise The result also confirms the practical application power of two-dimensional hydraulic hydrological models in the design, operation and management of urban drainage for coastal cities Keywords: Urban hydrological modeling, inundation, rising tidal, sustainable urban development TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số phục vụ Hội thảo chuyên đề 163 ... thời gian ngập kéo dài - giờ, riêng hẻm 232 đường 30/4 ngập từ - ngày 2.3 Thiết lập mơ hình Thủy văn thị cho quận Ninh Kiều Dựa số liệu thu thập được, mơ hình thủy văn thị cho quận Ninh Kiều... hình thủy lực chiều kết chưa thể đầy đủ trường hợp ngập lụt bề mặt Để nâng cao chất lượng mơ hình Thủy văn thị, tính tốn thủy lực mở rộng tính tốn chiều, kết hợp với đồ mơ hình số độ cao để mô. .. mơ hình thủy văn thị Trong nghiên cứu này, phương pháp mơ hình tốn chiều ứng dụng để tính tốn mơ dự báo tình trạng ngập lụt khu vực nghiên cứu Mơ hình Thủy văn thị bao gồm hai phần thủy văn thủy