Nghiên cứu giải pháp thoát nước bền vững thích ứng với biến đổi khí hậu cho thị trấn mỹ xuyên huyện mỹ xuyên tỉnh sóc trăng

84 CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THOÁT NƯỚC ĐÔ THỊ BỀN VỮNG CHO THỊ TRẤN MỸ XUYÊN TRONG ĐIỀU KIỆN BĐKH .... Biến đổi khí hậu còn dẫn đến những hệ quả khác như lượng mưa tăng, chế độ thủy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

LÊ THỊ YẾN

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THOÁT NƯỚC BỀN VỮNG

THÍCH ỨNG VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU CHO THỊ TRẤN MỸ XUYÊN HUYỆN MỸ XUYÊN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

LÊ THỊ YẾN

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THOÁT NƯỚC BỀN VỮNG

THÍCH ỨNG VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU CHO THỊ TRẤN MỸ XUYÊN HUYỆN MỸ XUYÊN

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả xin cam đoan Luận văn thạc sĩ là công trình nghiên cứu của chính tác giả Các

số liệu, kết quả nghiên cứu và kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ nguồn nào Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định

Tác giả luận văn

Lê Thị Yến

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, tác giả xin chân thành cảm ơn TS Khương Thị Hải Yến và các Thầy Cô, bạn

bè, đồng nghiệp và gia đình đã giúp đỡ và đóng góp ý kiến cho Luận văn thạc sĩ này Cảm ơn Trường Đại Học Thủy Lợi đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho quá trình học tập và nghiên cứu

Tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Hội Thủy lợi Việt Nam và Chủ nhiệm

đề tài “Nghiên cứu xây dựng hồ sinh thái đa mục tiêu, phục vụ phát triển bền vững ở đồng bằng sông Cửu Long” Mã số ĐTĐL.CN.39/18 đã hỗ trợ trong việc cung cấp số liệu, cơ sở khoa học để tôi hoàn thành luận văn này

Cuối cùng, tác giả xin được gửi lời cảm ơn đến những người thân trong gia đình của mình lời biết ơn sâu sắc vì sự yêu thương và ủng hộ, dành thời gian và điều kiện tốt nhất để giúp đỡ tác giả hoàn thiện luận văn này

Do thời gian nghiên cứu có hạn nên Luận văn không tránh được những sai sót, tác giả rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các Thầy Cô, các anh chị và bạn đồng nghiệp

Tác giả

Lê Thị Yến

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỞ ĐẦU 1

1.1 Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.3 Nội dung nghiên cứu 2

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

1.4.1 Đối tượng nghiên cứu 3

1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 3

1.5 Các tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 3

1.6 Kết quả dự kiến đạt được: 4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 5

1.1 Đặc điểm vùng nghiên cứu 5

1.1.1Điều kiện về địa lý, địa chất 5

1.1 2 Điều kiện về khí hậu, khí tượng: 6

1.1.3 Điều kiện thủy văn, hải văn: 9

1.2 Đánh giá phân tích hiện trạng hệ thống thoát nước thị trấn Mỹ Xuyên 9 1.2.1 Đánh giá hiện trạng hệ thống thoát nước thị trấn Mỹ Xuyên 9

1.2.2 Phân tích nguyên nhân gây ngập ở thị trấn Mỹ Xuyên 13

1.3 Vấn đề biến đổi khí hậu ĐBSCL 14

1.3.1 Biến đổi khí hậu 14

1.3.2 Lún đất và khai thác nước ngầm 15

1.3.3 Xâm nhập mặn 15

1.3.4 Kịch bản biến đổi khí hậu 16

1.3 Thoát nước đô thị 17

1.4 Ảnh hưởng của BĐKH đến thoát nước đô thị 18

1.4.1 Thế giới 18

1.4.2 Việt Nam 21

1.4.3 Ảnh hưởng của BĐKH lên thoát nước thị trấn Mỹ Xuyên 23

1.5 Nghiên cứu về thoát nước bền vững 24

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN THOÁT NƯỚC BỀN VỮNG 27

2.1 Mô hình SWMM 27

2.1.1 Giới thiệu mô hình SWMM 27

2.1.2 Khả năng của phần mềm SWMM 28

2.1.3 Cấu tạo mạng lưới trong SWMM 33

2.2 Xác định các yếu tố thủy văn khí tượng 34

2.2.1 Xác định cấp công trình và tần suất thiết kế 34

2.2.2 Phương pháp tính yếu tố thủy văn khí tượng 34

2.2.3 Trận mưa thiết kế 36

2.2.4 Tính mực nước thiết kế 37

2.3 Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình 37

2.3.1 Lý do phải hiệu chỉnh - kiểm định mô hình: 37

2.3.2 Số liệu hiệu chỉnh và kiểm chứng mô hình 37

2.3.3 Các bước hiệu chỉnh mô hình 38

2.4 Thoát nước đô thị bền vững (SUDS) 38

2.4.1 Khái niệm và triết lý về thoát nước đô thị bền vững (SUDS) 38

2.3.2 Mục tiêu của SUDS 40

2.3.3 Các giải pháp kỹ thuật trong SUDS 40

2.3.4 Các công cụ t hiết lập SUDS 43

2.5 LID - Mô phỏng thoát nước bền vững trong SWMM 45

2.5.1 LID (Low Impact Development) 45

2.5.2 Nguyên tắc của LID 46

2.5.3 Các giải pháp kỹ thuật LID và phạm vi áp dụng 48

2.5.4 Lớp thiết kế LID và bộ thông số thủy lực của các lớp thiết kế LID trong SWMM 56

2.6 Phương pháp xác định lưu lượng nước thải khu dân cư 66

3.2 Dữ liệu đầu vào và điều kiện biên 68

3.2.1 Dữ liệu đầu vào 68

3.2.2 Điều kiện biên 71

3.3 Thiết lập mô hình 77

3.3.1 Khai báo các giá trị cho tiểu lưu vực 77

3.3.2 Khai báo thông số cho hố ga/nút 77

3.3.3 Khai báo đường dẫn/cống 78

3.3.4 Khai báo cửa xả 79

3.3.5 Trạm mưa và số liệu mưa 79

3.3.6 Mô phỏng hệ thống thoát nước 80

3.4 Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình 81

3.5 Kết quả chạy mô hình và đánh giá khả năng làm việc của hệ thống thoát nước thị trấn Mỹ Xuyên 84

3.5.1 Kiểm tra khả năng của hệ thống thoát nước ở hiện tại 84

CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THOÁT NƯỚC ĐÔ THỊ BỀN VỮNG CHO THỊ TRẤN MỸ XUYÊN TRONG ĐIỀU KIỆN BĐKH 91

4.1 Giải pháp công trình cho HTTN thị trấn Mỹ Xuyên 91

4.2 Áp dụng các giải pháp thoát nước bền vững cho thị trấn Mỹ Xuyên 92

4.2.1 Giải pháp cải tạo nạo vét kênh rạch 92

4.2.2 Giải pháp LID 93

4.2.3 Giải pháp quản lý mạng lưới thoát nước và chia sẽ thông tin cho cộng đồng 104

4.2.4 Giải pháp quản lý cơ sở hạ tầng gắn với thoát nước đô thị bền vững 105

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 107

Kết luận 107

Kiến nghị 108

TÀI LIỆU THAM KHẢO 109

PHỤ LỤC SỐ LIỆU ĐẦU VÀO CHO MÔ HÌNH SWMM 111

PHỤ LỤC KẾT QUẢ CHẠY PHẦN MỀM THỦY VĂN FFC 2008 116

PHỤ LỤC KẾT QUẢ PHÂN TÍCH SWMM 118

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 1 Trung tâm Thị trấn Mỹ Xuyên tỉnh Sóc Trăng 5

Hình 1 2 Bản đồ hệ thống thoát nước thị trấn Mỹ Xuyên 11

Hình 1 3 Sơ đồ hiện trạng thoát nước thị trấn Mỹ Xuyên 11

Hình 1 4 Kênh Chà Và thị trấn Mỹ Xuyên 12

Hình 1 5 Tuyến Nguyễn Tri Phương ngập lúc đỉnh triều lớn 12

Hinh 2 1 Mô phỏng mạng lưới thoát nước trong SWMM 33

Hinh 2 2 Nguyên tắc thoát nước bề mặt bền vững [10] 39

Hinh 2 3 Mối quan hệ giữa mặt phủ (không thấm, tự nhiên) và dòng chảy bề mặt [10] 40

Hinh 2 4 Mô hình khái niệm quy trình LID [14] 46

Hinh 2 5 Mặt cắt ngang ô trữ sinh học [16] 49

Hinh 2 6 Khu lưu trữ sinh học [15] 49

Hinh 2 7 vườn mưa [15] 50

Hinh 2 8 Mái nhà xanh [16] 50

Hinh 2 9 Mặt cắt ngang thiết kế mái nhà xanh [16] 51

Hinh 2 10 Vỉa hè thấm [15] 52

Hinh 2 11 Thùng nước mưa hộ gia đình [16] 52

Hinh 2 12 Trữ nước mưa tại các tòa nhà [16] 53

Hinh 2 15 Rảnh thấm 55

Hinh 2.16 Mặt cắt ngang rảnh thấm [16] 56

Hinh 2 17 Màn hình mô phỏng lớp bề mặt của thiết kế mái nhà xanh 57

Hinh 2 18 Màn hình mô phỏng lớp vỉa hè/mặt đường của thiết kế vỉa hè/mặt đường thấm 59

Hinh 2 19 Màn hình mô phỏng lớp đất của thiết kế vườn mưa 60

Hinh 2 20 Màn hình mô phỏng lớp lưu trữ của thiết kế khu lưu trữ sinh học 62 Hinh 2 21 Màn hình mô phỏng lớp thoát nước của thiết kế vỉa hè/mặt đường

Hinh 2 22 Màn hình mô phỏng lớp cột tháo nước của thiết kế mái nhà xanh 65

Hình 3 1 Bản dồ phân chia lưu vực thoát nước thị trấn Mỹ Xuyên 68

Hình 3 2 : Đường tần suất mưa một ngày max trạm Sóc Trăng 71

Hình 3 3 Chuỗi thời gian mưa trạm Sóc Trăng 72

Hình 3 4 Sơ đồ dẫn mực nước về cửa xả nghiên cứu 73

Hình 3 5 Hình thống kê các cửa xả bị ảnh hưởng triều và cửa xả không bị ảnh hưởng triều Sông Đinh 74

Hình 3 6 Đường tần suất mực nước trạm Đại Ngãi 75

Hình 3 7 Chuỗi thời gian mực nước tại trạm Đại Ngãi 75

Hình 3 8 Chuỗi thời gian mực nước dẫn từ Trạm Đại Ngãi về cửa xả tại Sông Đinh 76

Hình 3 9 Giao diện nhập liệu cho tiểu lưu vực 77

Hình 3 10 Giao diện nhập liệu cho hố ga/nút và lưu lượng nhập vào nút 78

Hình 3 11 Khai báo nhập liệu cho đường dẫn/cống 78

Hình 3 12 Giao diện nhập liệu cho cửa xả 79

Hình 3 13 Giao diện nhập liệu cho mực nước tại cửa xả 79

Hình 3 14 Giao diện nhập liệu cho trạm mưa 80

Hình 3 15 Giao diện mô phỏng hệ thống thoát nước 80

Hình 3 16 Màn hình chạy mô phỏng hệ thống thoát nước TT Mỹ Xuyên 81

Hình 3 17 Chuỗi thời gian mưa ngày 13/10/2017 để kiểm định mô hình 82

Hình 3 18 Lưu lượng tính toán và lưu lượng thực đo cửa xả số 7 82

Hình 3 19 Độ đầy trong cống số 8 (Cửa xả đoạn Lê Hồng Phong) 83

Hình 3 20 Vận tốc dòng chảy trong cống số 8 (Cửa xả Lê Hồng Phong) 84

Hình 3 21 Trắc dọc tuyến Lê Hồng Phong thời điểm cuối trận mưa lớn 85

Hình 3 22 Trắc dọc tuyến Lê Lợi đoạn Chợ Mỹ Xuyên thời điểm đỉnh triều min 85

Hình 3 23 Trắc dọc tuyến Lê Lợi đoạn gần chợ TT Mỹ Xuyên thời điểm đầu trận mưa lớn trùng với đỉnh triều max 85

Hình 3 24 Trắc dọc tuyến Lê Lợi đoạn gần chợ TT Mỹ Xuyên thời điểm cuối trận mưa lớn 86Hình 3 25 : Trắc dọc tuyến Triệu Nương vào TT chợ Mỹ Xuyên 86Hình 3 26 Trắc dọc tuyến Triệu Nương vào TT chợ Mỹ Xuyên thời điểm đầu trận mưa lớn trùng với đỉnh triều max 86Hình 3 27 Trắc dọc tuyến Triệu Nương vào TT chợ Mỹ Xuyên thời điểm cuối trận mưa lớn trùng với đỉnh triều max 87 Hình 4 1 Trắc dọc tuyến Triệu Nương sau khi gắn van ngăn triều kết hợp máy bơm thời điểm đỉnh triều min chưa có mưa (Từ hố ga 55e- cửa xả 6) 91Hình 4 2 Trắc dọc tuyến Triệu Nương sau khi lắp van ngăn triều 1 chiều kết hợp máy bơm bơm nước mưa và nước thải ra ngoài sông khi thời điểm mưa lớn và đỉnh triều max (Từ hố ga 55e – đến cửa xả 6) 92Hình 4 3 Trắc dọc tuyến Triệu Nương sau khi lắp van ngăn triều 1 chiều kết hợp máy bơm bơm nước mưa và nước thải ra ngoài sông khi thời điểm cuối trận mưa lớn và đỉnh triều max (Từ hố ga 55e – đến cửa xả 6) 92Hình 4 4 Giải pháp vỉa hè/mặt đường thấm 93Hình 4 5 Giải pháp rảnh thấm cho giải phân cách và bùng binh 95Hình 4 6 Giải pháp rảnh thấm tại các khu đất xung quanh các trường học/ công

sở trong Thị trấn 95Hình 4 7 Giải pháp thùng chưa nước mưa hộ gia đình 97Hình 4 8 Giải pháp thiết kế bể nước mưa cho các tòa nhà 97Hình 4 9 Giải pháp thiết kế sao thực vật tại các khu đất trống khu vực công cộng, đường gia thông 98Hình 4 10 Bố trí khu lưu trữ sinh học (BC)/ ao thực vật (VS) trong khu vực Thị trấn 100Hình 4 11 Mô phỏng LID cho khu vực thị trấn Mỹ Xuyên 101Hình 4 12 Lưu lượng dòng chảy mặt trước và sau khi áp dụng giải pháp LID 102Hình 4 13 Lưu lượng dòng chảy trước và sau khi áp dụng giải pháp LID 103Hình 4 14 Kết quả phân tíc lưu lượng dòng chảy khu vực thị trấn trước khi áp dụng LID 103

Hình 4 15 Kết quả phân tích lưu lượng dòng chảy sau khi áp dụng LID khu vực thị trấn 103

DANH MỤC BIỂU BẢNG

Bảng 1 1 Nhiệt độ trung bình các tháng trong năm 6

Bảng 1 2 Lượng mưa các tháng trong năm 7

Bảng 1 3 Độ ẩm không khí trung bình các tháng trong năm 8

Bảng 1 4 Số giờ nắng trung bình các tháng trong năm 9

Bảng 3 1 Lưu lượng nước thải nhập vào các hố ga 70

Bảng 3 2 Mưa thiết kế trạm Sóc Trăng 72

Bảng 3 3 Mực nước thiết kế tại Trạm Đại Ngãi và cửa xả khu vực nghiên cứu 76 Bảng 3 4 Bảng thống kê các nút ngập 88

Bảng 4.1 Bộ thông số cho thiết kế vỉa hè 94

Bảng 4.2 Bộ thông số cho thiết kế rảnh thấm 96

Bảng 4.3 Bộ thông số cho thiết kế thùng nước mưa 96

Bảng 4.4 Bộ thông số cho thiết kê ao thực vật 98

Bảng 4 5 Thống kê mỗi loại LID áp dụng cho lưu vực 101

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

BĐKH: Biến đổi khí hậu

NBD: Nước biển dâng

ĐBSCL: Đồng bằng Sông Cửu Long

TP: Thành phố

BNNPTNT: Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn

BXD: Bộ Xây dựng

QCVN: Quy chuẩn Việt Nam

SWMM :Storm Water Management Model

LID: Khu vực phát triển thấp

SUDS: Thoát nước đô thị bền vững

IMHEN: Viện Khí tượng Thủy văn và Môi trường Việt Nam TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam

QĐ: Quyết định

US EPA: Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ

BC: Bioretention cell (Khu lưu trữ sinh học)

RG: Rain garden (Vườn mưa)

GR: Green roof (Mái nhà xanh)

PP: Porours pavement (vỉa hè/mặt đường thấm)

RB: Rainwater Barrel (thùng thu nước mưa)

IT: Infitration Trench (Rảnh thấm)

VS: Vegetative Swale (Ao thực vật)

MỞ ĐẦU

1.1 Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu

Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Quyết định số 589/QĐ-TTg về việc phê duyệt điều chỉnh định hướng phát triển thoát nước đô thị và khu công nghiệp Việt Nam đến năm

2025 và tầm nhìn 2050 Theo đó, phát triển thoát nước bền vững góp phần bảo vệ môi trường là trách nhiệm của toàn xã hội, có sự tham gia và giám sát của cộng đồng và hợp tác chặt chẽ giữa các địa phương theo lưu vực sông, liên kết vùng đồng thời có sự hợp tác với các nước trong khu vực nhằm bảo đảm thoát nước, an toàn, hiệu quả góp phần giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng

Các đô thị ở Việt Nam nói chung và Đồng bằng Sông Cửu Long nói riêng đang đối mặt với tình trạng ngập úng thường xuyên, đặc biệt trong mùa mưa, làm ảnh hưởng lớn đến đời sống của người dân Cơ sở hạ tầng còn thấp kém, môi trường bị ô nhiễm, biến đổi khí hậu và nước biển dâng đang là những thách thức rất lớn cho đất nước Theo nghiên cứu của Ngân hàng Thế giới năm 2008, đến năm 2050, mực nước biển ở Việt Nam sẽ dâng cao thêm 30 cm Biến đổi khí hậu còn dẫn đến những hệ quả khác như lượng mưa tăng, chế độ thủy văn đô thị trái với quy luật gây ảnh hưởng lớn đến việc thu gom và tiêu thoát nước thải, nước bề mặt.Vì vậy, rất cần có một cách tiếp cận mới để giải quyết vấn đề thoát nước một cách bền vững

Cơ sở hạ tầng khu vực thị trấn Mỹ Xuyên huyện Mỹ Xuyên tỉnh Sóc Trăng chưa được xây dựng đồng bộ, cao độ trung bình của thị trấn còn thấp, trong khi tình hình biến đổi khí hậu thất thường theo hướng cực đoan, nước mưa tăng, nước biển dâng làm những khu vực trọng yếu bị ngập thường xuyên khi mưa và triều cường gây ảnh hưởng lớn đến đời sống sinh hoạt của cộng đồng người dân trong khu vực Một bài toán lớn đặt

ra là với sự biến đổi theo hướng cực đoan của BĐKH, khi mà hệ thống thoát nước đã được nâng cấp, thì khó tránh khỏi việc quá tải, người ta không thể lại đào lên và làm lại, vậy có giải pháp nào để thay thế giải pháp tăng đường kính cống, làm thêm nhiều tuyến cống lớn , tăng máy bơm, xây thêm nhiều đập? Rút kinh nghiệm từ các thành phố lớn trên Thế giới và Việt Nam, các đô thị phát triển trái với quy luật tự nhiên, bề

dựng nhà cửa Điều tất yếu sẽ xảy ra là nước mưa sẽ thoát đi đâu? Cho nên các đô thị vẫn ngập khi triều cường, mưa lớn, môi trường sống đô thị trở nên ô nhiễm, ngột ngạt với khói, bụi, bức xạ nhiệt từ các công trình bê tông hóa Một giải pháp thoát nước gần với tự nhiên, tạo ra nhiều lợi ích cho cộng đồng về môi trường sống là một giải pháp hiệu quả và ưu việt Gia tăng không gian cho mặt nước và cây xanh tự nhiên không chỉ làm giảm nguy cơ ngập lụt mà còn tạo cảnh quan cho đô thị Gia tăng không gian cho nước còn là giải pháp bền vững hơn khi không làm biến đổi dòng chảy đột ngột như xây đập, đắp đê hay tôn nền công trình Đã đến lúc cần có qui định và chiến lược để đảm bảo rằng năng lực thoát nước của các đô thị phát triển song song với quá trình phát triển đô thị

Đề tài “Nghiên cứu giải pháp thoát nước bền vững thích ứng với biến đổi khí hậu cho

thị trấn Mỹ Xuyên huyện Mỹ Xuyên tỉnh Sóc Trăng” được thực hiện nhằm đề xuất giải

pháp thoát nước bền vững – thoát nước gần giống với tự nhiên cho thị trấn Mỹ Xuyên trong điều kiện biến đổi khí hậu, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống cho người dân và phát triển kinh tế xã hội

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Đánh giá hiện trạng thoát nước tại thị trấn Mỹ Xuyên;

Đề xuất giải pháp giải pháp thoát nước bền vững cho thị trấn Mỹ xuyên trong điều kiện biến đổi khí hậu;

1.3 Nội dung nghiên cứu

Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu lên thoát nước đô thị;

Phân tích hiện trạng thoát nước của thị trấn Mỹ Xuyên ở hiện tại và trong điều kiện biến đổi khí hậu;

Phân tích giải pháp thoát nước bền vững cho thị trấn Mỹ Xuyên trong điều kiện biến đổi khí hậu

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.4.1 Đối tượng nghiên cứu

Hệ thống thoát nước thị trấn Mỹ Xuyên tỉnh Sóc Trăng

1.4.2 Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu mô phỏng hệ thống thoát nước mưa cho thị trấn Mỹ Xuyên

1.5 Các tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Đề tài sử dụng các phương pháp nghiên cứu chính sau:

Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu: đề tài thu thập và tổng hợp các tài liệu trong và ngoài nước về thoát nước bền vững Tổng hợp các kết quả nghiên cứu về hiệu quả thoát nước cũng như hiệu quả thực tế của mô hình

Phương pháp hiện trường: Tiến hành khảo sát thực tế hiện trạng thoát nước và xử lý nước thải tại thị trấn Mỹ Xuyên tỉnh Sóc Trăng nhằm thu thập một số thông tin dữ liệu thực tế phục vụ cho đề tài

Phương pháp kế thừa: Kế thừa các kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực tế đã áp dụng thành công mô hình thoát nước bền vững tại một số địa phương ở Việt Nam và trên thế giới

Sử dụng phần mềm FFC 2008 để tính tần suất số liệu mưa và mực nước triều

Ứng dụng phần mềm SWMM để mô phỏng và đề xuất giải pháp thoát nước

Hình: Sơ đồ xây dựng mô hình SWMM

1.6 Kết quả dự kiến đạt được:

Đánh giá hiệu quả tiêu thoát nước hiện tại của hệ thống tiêu thoát nước thị trấn Mỹ Xuyên;

Kiến nghị về các giải pháp nâng cao khả năng phục vụ của hệ thống thoát nước cho thị trấn Mỹ xuyên

Xây dựng

cơ sở dữ liệu cho mô hình

Chạy SWMM

Kiểm nghiệm

mô hình

So sánh Kết quả với thực

Ứng dụng mô hình

Xây dựng các giải

pháp giảm ngập

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Đặc điểm vùng nghiên cứu

1.1.1Điều kiện về địa lý, địa chất

bằng phẳng, cao độ giảm dần từ phía đê ven biển vào đất liền Theo báo cáo khảo sát xây dựng bình đồ tỷ lệ 1/2.000, cắt dọc tỷ lệ 1/5.000, cắt ngang tỷ lệ 1/250 cho thấy cao độ mặt đất tự nhiên thay đổi biến thiên từ 0,6m – 1,2m, địa hình bị phân cắt nhiều bởi hệ thống các sông, rạch và kênh mương thủy lợi, dòng chảy trong hệ thống sông, rạch là dòng chảy hai chiều nên thích hợp cho hoạt sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản

Hình 1 1 Trung tâm Thị trấn Mỹ Xuyên tỉnh Sóc Trăng

(Ảnh chụp trên Google map)

1.1 2 Điều kiện về khí hậu, khí tượng:

Nhiệt độ: nhiệt độ mang tính chất nhiệt đới gió mùa tương đối ôn hòa Nhiệt độ trung

bình của năm 2015 khoảng 27,40C, thời điểm nhiệt độ nóng nhất trong năm là tháng 4 khoảng 28,80C và nhiệt độ thấp nhất trong năm là tháng 01 với 24,80C

Nhiệt độ không khí là yếu tố quan trọng trong việc phát tán và chuyển hóa các chất ô nhiễm trong không khí cũng như trong quá trình phân hủy các chất hữu cơ, nhiệt độ càng cao sẽ thúc đẩy tốc độ phản ứng các chất ô nhiễm Do nằm trong khu vực nhiệt đới nên nhiệt độ không khí luôn ở mức cao, đây là điều kiện thuận lợi để vi sinh vật phân hủy các chất thải

Bảng 1 1 Nhiệt độ trung bình các tháng trong năm

Chế độ mưa: Mỗi năm có hai mùa rõ riệt mùa mưa và mùa khô Mùa mưa từ tháng 5

đến tháng 10 với trung bình là 130 ngày mưa, tổng lượng mưa các tháng trong năm

2015 đạt trên 139,4mm Mùa khô bắt đầu vào tháng 11 và kết thúc vào tháng 4 năm sau, tổng lượng mưa trong mùa chỉ đạt vài trăm mm (khoảng 7% lượng mưa trong năm)

Chế độ mưa cũng là một nhân tố ảnh hưởng đến môi trường, khi mưa rơi xuống sẽ mang theo các chất ô nhiễm trong không khí vào môi trường đất, nước Khi trong không khí có chứa các chất như SO2, NO2 với hàm lượng cao sẽ gây ra hiện tượng mưa axit do các chất này kết hợp với hơi nước có trong khí quyển hình thành các axit như H2SO4, làm thiệt hại nghiêm trọng đến thực vật và con người Khi nước mưa chảy tràn trên bề mặt đất có thể cuốn theo các chất ô nhiễm vào nguồn nước gây ô nhiễm

Bảng 1 2 Lượng mưa các tháng trong năm

(Nguồn: Niên giám thống kê Sóc Trăng, 2015)

Độ ẩm: Độ ẩm phân hóa theo mùa rõ rệt, giá trị độ ẩm trung bình thấp nhất vào các

tháng 3 và 4 (mùa khô) với giá trị trung bình khoảng 75%, độ ẩm trung bình lớn nhất khoảng 90% vào giai đoạn mùa mưa

Độ ẩm cũng là một yếu tố quan trọng, ảnh hưởng đến các quá trình chuyển hóa và phân hủy các chất ô nhiễm, là điều kiện để cho các vi sinh vật hiếu khí và kỵ khí phân hủy các chất hữu cơ Ngoài ra môi trường có độ ẩm cao cũng là một nhân tố lan truyền

Bảng 1 3 Độ ẩm không khí trung bình các tháng trong năm

(Nguồn: Niên giám thống kê Sóc Trăng, 2015)

Cường độ gió – bão: Nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, trong năm hình

thành các hướng gió chính như sau: Tây, Tây Nam, Đông Bắc, Tây Bắc Gió được chia làm hai mùa rõ rệt là gió mùa Đông Bắc và gió mùa Tây Nam Mùa mưa chịu ảnh hưởng của gió mùa Tây Nam là chủ yếu; Còn mùa khô chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc

Cường độ gió sẽ ảnh hưởng đến sự phát tán các chất ô nhiễm không khí, cường độ gió càng mạnh sẽ làm phát tán rộng các chất gây ô nhiễm ra các khu vực xung quanh Việc xác định cường độ gió và hướng gió giúp đánh giá mức độ phát tán các chất ô nhiễm

và đưa ra biện pháp hạn chế thích hợp

Bức xạ mặt trời: Số giờ nắng đạt cao nhất là giai đoạn gần cuối mùa khô, thấp nhất

vào giai đoạn giữu mùa mưa từ tháng 6 đến tháng 9

Bảng 1 4 Số giờ nắng trung bình các tháng trong năm

Tháng Số giờ nắng trung bình các tháng trong năm (giờ)

(Nguồn: Niên giám thống kê Sóc Trăng, 2015)

1.1.3 Điều kiện thủy văn, hải văn:

Chế độ thuỷ văn trên địa bàn tỉnh Sóc Trăng chịu ảnh hưởng của chế độ triều biển đông, trong tháng có 02 đợt triều cường vào ngày 15 và 30 âm lịch, biên độ dao động khoảng 0,4-1 m Đặc biệt vào mùa kiệt, ảnh hưởng của triều trong hệ thống sông rất lớn Trong mùa lũ, ảnh hưởng của triều yếu đi, vào thời kỳ triều cường, mực nước dâng cao, xâm nhập sâu vào nội đồng

1.2 Đánh giá phân tích hiện trạng hệ thống thoát nước thị trấn Mỹ Xuyên

1.2.1 Đánh giá hiện trạng hệ thống thoát nước thị trấn Mỹ Xuyên

Hệ thống thoát nước trên địa bàn còn nhiều hạn chế, chưa có quy hoạch và đầu tư đồng bộ Các công trình thoát nước đã được xây dựng lâu đời, không đảm bảo được khả năng thoát nước Hầu hết các tuyến đường trong nội ô thị trấn đều bị ngập sâu trong nước mỗi khi có triều cường và mưa

Các tuyến cống trong thị trấn có đường kính D600-D800, rảnh thoát nước 600x600,

hưởng trực tiếp từ triều cường Sông Đinh làm cho khả năng tiêu thoát nước của thị trấn rất kém Hiện tại chỉ mới có một tuyến thoát nước mới được nâng cấp, là tuyến Lê Hồng Phong nối với TP Sóc Trăng, tuyến này không bị ảnh hưởng bởi triều cường do của xả đổ ra rạch Bảy Sào, và Rạch Chợ Mới có mực nước ổn định không bị ảnh hưởng bởi triều cường

Các tuyến đường ngập nặng nhất là Đường tỉnh 934, Nguyễn Tri Phương, Phan Đình Phùng, Triệu Nương, Trưng Vương, Hoàng Diệu, Phan Thanh Giản, Lê Lợi, và các con hẻm khác

Xử lý nước thải, phần lớn là bể tự hoại đơn giản, nhưng hiệu quả không cao, tỷ lệ đấu nối với cống thoát nước thấp, chỉ tập trung ở 1 vài tuyến đường chính trong thị trấn Thị trấn chưa có hệ thống xử lý nước thải tập trung, hầu hết nước thải được đổ trực tiếp ra các kênh rạch và sông trên địa bàn Gây ra tình trạng ô nhiễm Các con kênh thoát nước trong thị trấn bị người dân lấn chiếm làm nhà ở, không được đầu tư nạo vét Các con kênh rạch trở thành các cống thoát nước khổng lồ với rác bùn và dòng nước đen đặc

Kênh rạch trong thị trấn bị người dân lấn chiếm làm nhà cửa, xả rác, bồi lắng, làm thu hẹp lòng dẫn, gây ô nhiễm khu dân cư

Cống thoát nước chung

Nguồn tiếp nhận Sông/kênh/rạch Nước mưa

Nước thải từ các hộ gia đình

Nước thải từ các

xí nghiệp, cơ sở sản xuất

Hình 1 2 Bản đồ hệ thống thoát nước thị trấn Mỹ Xuyên

Hình 1 4 Kênh Chà Và thị trấn Mỹ Xuyên

Hình 1 5 Tuyến Nguyễn Tri Phương ngập lúc đỉnh triều lớn

1.2.2 Phân tích nguyên nhân gây ngập ở thị trấn Mỹ Xuyên

1.2.2.1 Nguyên nhân khách quan

Do địa hình thấp trũng nên khả năng tự chảy rất thấp, lại bị ảnh hưởng bởi triều cường

và mưa lớn Lượng mưa trung bình năm 1.700- 2.000 mm Nên tình trạng ngập lụt càng phức tạp hơn

Hệ thống thoát nước đã xây dựng từ lâu, chưa có nguồn kinh phí nâng cấp cải tạo

1.2.2.2 Nguyên nhân chủ quan

Do quá trình đô thị hóa, mật độ xây dựng dày đặc, không còn cho chổ nước thấm tự nhiên, làm thay đổi chế độ dòng chảy, gây bất lợi cho thoát nước mưa tại chổ

Do ý thức của con người, việc lấn chiếm kênh rạch xây dựng nhà làm giảm khả năng trữ nước Xả rác bừa bãi ra kênh, cống, rảnh thoát nước làm tắc nghẽn, giảm khả năng truyền tải nước

Hình 1 6 Tuyến Triệu Nương bị ngập lúc đỉnh triều min

Hình 1 7 Sơ đồ các tuyến đường ngập của thị trấn Mỹ Xuyên

1.3 Vấn đề biến đổi khí hậu ĐBSCL

1.3.1 Biến đổi khí hậu

Khí hậu đang thay đổi toàn cầu ĐBSCL là một trong 5 đồng bằng có khả năng bị ảnh hưởng nghiêm trọng nhất trên thế giới do biến đổi khí hậu Những thay đổi về nhiệt độ, lượng mưa và mực nước biển trong những năm gần đây khá rõ rệt Từ năm 1970 đến năm 2007, nhiệt độ trung bình đã tăng 0,6°C và lượng mưa trung bình tăng thêm

94 mm Dự đoán biến đổi khí hậu tại Việt Nam được thực hiện bởi Viện Khí tượng Thủy văn và Môi trường Việt Nam (IMHEN), đã phát triển ba kịch bản: phát thải thấp (B1), trung bình (B2) và phát thải cao (A2)

Trong tất cả các kịch bản, mưa có xu hướng giảm trong mùa khô và tăng trong mùa mưa Cùng với sự gia tăng nhiệt độ và diễn biến mưa thay đổi, mực nước biển dâng dự kiến sẽ gây ra tác động rất lớn lên điều kiện tự nhiên của ĐBSCL, gây ra các ảnh hưởng đối với người dân, sức khỏe, sinh kế và sự trù phú của vùng đất này

Ở các khu vực địa hình bằng phẳng của ĐBSCL, dự đoán mực nước biển dâng có thể làm cho các khu vực rộng lớn ven biển biến mất hoặc thường xuyên bị ngập Tùy theo kịch bản, tỷ lệ diện tích ngập của ĐBSCL là 12,8 - 37,8% Sản xuất nông nghiệp và thủy sản sẽ bị ảnh hưởng tại các khu vực bị ngập do triều và thời gian ngập lụt kéo dài hơn tại trung tâm của ĐBSCL

1.3.2 Lún đất và khai thác nước ngầm

Một yếu tố ít được quan tâm đến, nhưng quan trọng không kém biến đổi khí hậu, đó là lún đất do khai thác nước ngầm và tiêu nước trong thời gian dài Số liệu hiện có về lún đất rất hạn chế, nhưng trung bình là khoảng 1 – 2 cm/năm

Trong báo cáo “Tác động của 25 năm khai thác nước ngầm lên sụt lún đất của ĐBSCL” do Đại học Utrecht phối hợp với các chuyên gia của Việt Nam công bố vào năm 2017 cho thấy trong 25 năm qua (1991 – 2015) miền Tây sụt lún 18 cm – đây là mức sụt lún trung bình, một số nơi sụt lún 25 – 35 cm Nguyên nhân chính được xác định là do khai thác nước ngầm Trong đó, Sóc Trăng khai thác 100.000m3/ngày đêm, Bạc Liêu khai thác 400.000 m3/ngày đêm và đây là 2 tỉnh bị sụt lún nhanh nhất ĐBSCL

Cạn kiệt nước ngầm ở vùng ven biển

Ở các vùng ven biển nguồn nước ngọt, chảy trên mặt, rất khan hiếm vào mùa khô Càng ngày, nguồn nước ngầm càng phải được lấy từ các tầng chứa sâu (khoảng 110 m), để bổ sung cho nguồn nước ngọt khan hiếm và để kiểm soát độ mặn trong các ao nuôi tôm và đa dạng hóa trong sản xuất rau và sản xuất trang trại (các khu vực trồng lúa và canh tác tôm) Hiện nay, mực nước ngầm vào mùa khô hạ thấp xuống từ 2-5 m, buộc người nông dân phải hạ thấp máy bơm của họ trong các giếng, để có thể bơm được nước ở độ sâu 15-20 m so với mặt đất Có nhiều dấu hiệu cho thấy rằng các tầng nước sâu đang bị cạn kiệt nhưng không được (hoặc rất ít) được bổ cập từ nguồn nước sông Mê Kông Điều này làm dấy lên lo ngại rằng việc sử dụng nước ngầm hiện nay đang làm giảm các tầng nước ngầm và việc tiếp tục sử dụng nguồn nước ngầm trong tương lai là không bền vững

1.3.3 Xâm nhập mặn

ĐBSCL Nước biển dâng một mét sẽ làm tăng diện tích có độ mặn 4 g/l lên 334.000 ha

so với mốc năm 2004, tức là tăng 25% Xâm nhập mặn sâu đang diễn ra trong mùa khô, dẫn đến mất mùa lớn Diện tích và tần suất của xâm nhập mặn gia tăng do biến

1.3.4 Kịch bản biến đổi khí hậu

Lượng mưa: Theo kịch bản BĐKH được công bố năm 2016 của Bộ Tài nguyên và Môi trường , lượng mưa năm có xu thế tăng trên phạm vi toàn quốc Theo kịch bản RCP4.5, lượng mưa năm vào đầu thế kỷ có xu thế tăng ở hầu hết cả nước, phổ biến từ

5 ÷ 10%; vào giữa thế kỷ có mức tăng 5 ÷ 15%, trong đó một số tỉnh ven biển đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, Trung Trung Bộ có thể tăng trên 20%; đến cuối thế kỷ có phân bố tương tự như giữa thế kỷ, tuy nhiên vùng có mức tăng trên 20% mở rộng hơn Theo kịch bản RCP8.5, lượng mưa năm có xu thế tăng tương tự như kịch bản RCP4.5 Đáng chú ý là vào cuối thế kỷ mức tăng nhiều nhất có thể trên 20% ở hầu hết Bắc Bộ, Trung Trung Bộ, một phần Nam Bộ và Tây Nguyên Lượng mưa 1 ngày lớn nhất và 5 ngày lớn nhất trung bình có xu thế tăng từ 40 ÷ 70% so với trung bình thời kỳ cơ sở ở phía tây của Tây Bắc, Đông Bắc, đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, Thừa Thiên - Huế đến Quảng Nam, phía đông Nam Bộ, nam Tây Nguyên Các khu vực khác có mức tăng phổ biến từ 10 ÷ 30%

Mực nước: Khu vực dự án nằm trong phân vùng từ mũi Kê Gà tới mũi Cà Mau theo từng kịch bản khác nhau với độ gia tăng khá cao so với hiện nay

Bảng 1 5 Kịch bản nước biển dâng cho khu vực dự án theo kịch bản RCP4.5 (cm)

(Nguồn: Bộ Tài nguyên và Môi trường – 2016)

1.3 Thoát nước đô thị

Thoát nước đô thị là nội dung quan trọng trong quy hoạch, xây dựng và quản lí đô thị, nhằm giảm thiểu những mặt tiêu cực do ngập lụt đô thị gây ra, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống Tại các khu vực đang đối mặt với tình trạng hạ tầng thấp kém, úng ngập hay lụt lội, người ta lại càng thấy tầm quan trọng của lĩnh vực này Đối với các khu đô thị, điểm dân cư mới, chất lượng hệ thống hạ tầng kỹ thuật, trong đó có thoát nước mưa, nước thải, góp phần quyết định tính hấp dẫn đối với khách hàng, cũng như

sự phát triển bền vững của khu đô thị đó về lâu dài Bên cạnh đó, biến đổi khí hậu ngày càng trở thành những thách thức rất lớn đối với công tác quy hoạch đô thị và xây dựng các hệ thống hạ tầng kỹ thuật đô thị, nhất là các đô thị ven biển ở nước ta

Ở Việt Nam, cho đến nay, ở hầu hết các đô thị, hệ thống thoát nước chung đang được sử dụng cho tất cả các loại nước thải và nước mưa, với các tuyến cống chắp vá, thiếu

cả chiều dài, đường kính, cao độ không phù hợp Tỷ lệ các hộ đấu nối vào mạng lưới thoát nước nhiều nơi còn rất thấp Ở nhiều khu đô thị mới, mặc dù nước thải sinh hoạt

đã được tách ra khỏi nước mưa từ ngay trong công trình, tuy nhiên, khi ra đến mạng lưới thoát nước bên ngoài, các loại nước thải này chưa được xử lý, lại đấu vào một tuyến cống chung, gây ô nhiễm và lãng phí Tình trạng yếu kém trong quản lý rác thải

và bùn cặn cũng gây ảnh hưởng tiêu cực đến hệ thống thoát nước Phí thoát nước hay phí bảo vệ môi trường do nước thải quá thấp, không đủ trang trải chi phí quản lí hệ thống

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 dòng chảy trong lưu vực thoát nước tăng do thay đổi bề mặt phủ; đường ống cấp nước bị rò rỉ; cống thoát nước bị tắc, bồi lắng; công trình thoát nước bị hư hại; các sự

cố tại trạm bơm thoát nước mưa, nước thải; do biến đổi khí hậu dẫn đến lượng mưa tăng và chế độ thủy văn đô thị trái với quy luật, mực nước biển dâng

1.4 Ảnh hưởng của BĐKH đến thoát nước đô thị

1.4.1 Thế giới

Discovery vừa dẫn lại báo cáo từ một tổ chức chuyên cứu trợ thiên tai của Anh là Christian Aid Thế giới cần phải hành động ngay nhằm ngăn chặn lũ lụt đe dọa đến đời sống của một tỷ người tại các thành phố ven biển vào năm 2060, do biến đổi khí hậu Các nước phát triển trên thế giới cần phải gia tăng đáng kể chi tiêu nhằm hỗ trợ người dân phòng chống lũ lụt

Theo báo cáo này vào năm 2070, thành phố bị ảnh hưởng nhiều nhất từ ngập lụt sẽ là Kolkata (Ấn Độ), với dân số dự kiến chịu ảnh hưởng là 14 triệu người; Mumbai (Ấn Độ) sẽ có lượng người bị ảnh hưởng nhiều thứ hai với 11,4 triệu người, theo sau

là Dhaka (Bangladesh) và Quảng Châu (Trung Quốc) Việt Nam có 2 thành phố đang nằm trong top 10 thành phố sẽ bị ảnh hưởng nhiều nhất vào năm 2070 Đó là TPHCM (hạng 5, với 9,2 triệu người bị ảnh hưởng) và Hải Phòng (hạng 10, với 4,7 triệu người

bị ảnh hưởng) Hiện tại, các con số này đang lần lượt là 1,9 triệu người (TPHCM) và 794.000 người (Hải Phòng)

Hình 1 8 Mưa lớn đã biến đường phố Kolkata biến thành sông (tháng 6/2018)

(Nguồn: Baomoi.com)

Trong khi đó, Miami (Mỹ) sẽ là thành phố bị thiệt hại nhất về mặt kinh tế Ước tính sẽ

có một lượng bất động sản trị giá 3,5 nghìn tỷ USD tại thành phố này bị ảnh hưởng bởi lũ lụt vào năm 2070 Trong danh sách này, TPHCM đứng ở hạng 16 với giá trị bất động sản bị ảnh hưởng là gần 653 tỷ USD, so với hiện tại là gần 27 tỷ

Quỹ Hòa bình Quốc tế Carnegie đã đưa ra nhiều phương án phòng ngừa và khắc phục lũ lụt như: xây dựng bờ kè, phục hồi các vùng đất ngập nước để tăng tính hấp thụ nước, xây dựng hệ thống thu gom và chuyển hướng dòng nước trong các cơn bão Ngoài ra, việc di dân ra khỏi các vùng trũng cũng là một giải pháp tiềm năng

Tuy nhiên, việc giảm thiểu tác động sẽ rất tốn kém Christian Aid đang kêu gọi các nước phát triển tăng số tiền viện trợ để tránh lũ lụt lên 5 tỷ USD vào năm 2020, gấp 10 lần so với mức hiện nay

Trong một bài viết trên tạp chí Plos One vào năm 2015, một nhóm các nhà nghiên cứu

đã ước tính 1 tỷ người sống ở các thành phố ven biển có nguy cơ đối mặt với ngập lụt nặng nề vào năm 2060 Danh sách các thành phố này đã được công bố bởi Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế (OECD)

Trung Quốc

Trong những năm gần đây, dưới tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu, mưa bão đã góp phần gây ra hiện tượng ngập úng phổ biến ở các đô thị Trung Quốc là đất nước chịu ảnh hưởng nặng nề của BĐKH Theo số liệu mới thông kê của Bộ Xây dựng nhà

ở và đô thị nông thôn Trung Quốc, mỗi khi mưa lớn thì có đến 70% thành phố trên cả nước xảy ra hiện tượng ngập úng nghiêm trọng Một phần nguyên nhân là do cơ sở

hạ tầng thoát nước đô thị đã xuống cấp, trong khi chính quyền địa phương chưa có sự quan tâm thích đáng đến việc nâng cấp mạng lưới đường ống ngầm cấp thoát nước trong đô thị Tốc độ đô thị hoá diễn ra khá nhanh, khiến nhiều khu đất thấp ở vùng ven và ngoại thành bị san lấp phục vụ cho đô thị hoá, làm mất khả năng điều tiết nước, gây ra ngập úng ở các khu đất trũng thấp còn lại mỗi khi xuất hiện mưa lũ cũng là một trong những nguyên nhân gây ra ngập úng ở các đô thị

Hình 1.9 Thành phố Quảng Châu chìm trong nước sau trận mưa kéo dài ngày

7/5/2017

(Nguồn: Kenh14.vn)

Chính phủ Trung Quốc yêu cầu: Quy hoạch cần có định hướng rõ ràng Chính quyền các địa phương cần triển khai nhanh công tác nghiên cứu và điều tra để tìm ra nguyên nhân gây ngập úng, kiểm tra lại toàn bộ mạng lưới thoát nước trong khu vực Ngay

cả hệ thống cầu vượt, công trình ngầm, khu nhà cũ, điểm ngập úng cũng cần được kiểm tra kỹ, để lập báo cáo thống kê chính xác, tình trạng cơ sở hạ tầng thoát nước hiện có, phục vụ cho công tác quy hoạch, lưu ý đến hệ thống thoát lũ, thoát nước trong đô thị Chính phủ yêu cầu các địa phương lập số liệu chính xác về lượng nước mưa theo mùa và tình trạng ngập úng, thoát nước hiện nay, để từ đó có cơ sở xử lý

và lên kế hoạch xây dựng hệ thống thoát nước theo tiêu chuẩn, phù hợp với địa phương và đảm bảo nguồn kinh phí hỗ trợ

Căn cứ vào tình hình biến đổi khí hậu những năm gần đây, Bộ Xây dựng nhà ở và đô thị nông thôn Trung Quốc cũng đưa ra những con số cảnh báo về thiên tai và thiệt hại tài sản xảy ra nếu tình trạng ngập úng không được cải thiện tại các địa phương, đồng thời cơ quan này cũng đưa ra bộ tiêu chuẩn “Kỹ thuật thiết kế hệ thống thoát nước

ngoài trời (GB 50014)” để đảm bảo việc xây dựng và quy hoạch hệ thống thoát nước được đồng bộ, hợp lý và khoa học

1.4.2 Việt Nam

Cần Thơ, thủ phủ Tây Đô, thành phố trung tâm của vùng ĐBSCL, những năm gần đây phát triển đô thị với tốc độ nhanh, quá trình đô thị hóa diễn ra nhanh, nhưng hệ thống thoát nước của thành phố lại chưa phát triển đúng tầm Hiện tượng ngập lụt do triều cường và mưa lớn xảy ra trên nhiều tuyến đường trung tâm thành phố Đỉnh điểm là đợt ngập lụt vào tháng 10/2018, hầu hết các tuyến đường chính trong trung tấm đều ngập sâu trong nước nhiều ngày liền Gây khó khăn cho giao thông và sinh hoạt của người dân

Nguyên nhân gây ngập nghiêm trọng ở Cần Thơ trong tháng 10/2018, được đánh giá

là do các yếu tố khí tượng, thủy văn và hải văn, sự sụt lún đất ở Đồng bằng sông Cửu Long; phát triển nông nghiệp, sản xuất lúa vụ ba 3 và do phát triển cơ sở hạ tầng đô thị Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Quốc gia cho rằng, về thủy triều và lũ thượng nguồn: Mực nước tại các trạm thượng nguồn, mực nước tại Tân Châu và Châu Đốc đang xuống vẫn ở mức cao hơn báo động 1 (Tân Châu: 3.63cm, Châu đốc: 3.45m ngày 9/10/2018); vùng đồng bằng Nam Bộ chịu ảnh hưởng của kỳ triều cường bắt đầu từ ngày 4/10/2018 và đạt đỉnh vào ngày 10/10/2018 đã có tác động đến mực nước lớn lịch sử tại Cần Thơ

Hình 1.10 Thành phố Cần Thơ trong đợt ngập lịch sử tháng 10/2018

(Nguồn: Vietnamnet.vn)

Về sản xuất nông nghiệp: Vùng Tứ giác Long Xuyên rộng gần 489.000 ha thuộc địa bàn tỉnh An Giang, Kiên Giang và thành phố Cần Thơ Theo thống kê của Viện Khoa học thủy lợi Việt Nam thì năm 2016 đã có tới 60.000 ha lúa vụ 3 với cao trình bao đê trên 3 m, với xu thế tiếp tục tăng diện tích sản xuất lúa vụ ba như vậy thì vùng vùng trữ nước ở Tứ giác Long Xuyên sẽ giảm đi và độ sâu ngập ở các vũng trũng thấp khác

sẽ tăng lên, trong đó có thành phố Cần Thơ

Về phát triển đô thị: Thành phố Cần Thơ những năm gần đây tốc độ phát triển về hạ tầng cơ sở là rất nhanh, quá trình đô thị hóa nhanh, phát triển mạnh các khu công nghiệp,nhưng hệ thống tiêu thoát nước của thành phố chưa thật hoàn chỉnh và đồng bộ, do đó khi có triều cường mạnh cũng là một nguyên nhân gây ngập úng vùng trũng thấp

Về sụt lún của Đồng bằng sông Cửu Long: Theo Cục Đo đạc, Bản đồ và Thông tin địa

lý Việt Nam, kết quả quan trắc lún ở một số thành phố lớn và Đồng bằng sông Cửu

Long năm 2015 đã phát hiện hơn 70% số điểm mốc độ cao bị lún từ 5cm trở lên so với thời điểm năm 2005, trong số đó, số mốc bị lún trên 10 cm chiếm hơn 20%

Liên đoàn Quy hoạch và Điều tra tài nguyên nước miền Nam đã nghiên cứu mức độ sụt lún tại nhiều địa điểm và khẳng định, Đồng bằng sông Cửu Long từ một khu vực

ổn định đã rơi vào tình trạng sụt lún nhanh chóng chỉ trong vòng 25 năm Cùng là nguy cơ âm thầm, nhưng tốc độ sụt lún cao hơn nhiều so với tốc độ mực nước biển dâng (chỉ vài mm mỗi năm)

Thêm vào đó việc sử dụng nước ngầm quá mức đang đẩy nhanh quá trình lún ở thành phố Cần Thơ và Vĩnh Long Theo số liệu thống kê mực nước tại trạm thủy văn Cần Thơ trong giai đoạn 2000-2017, mực nước cao nhất năm có xu thế tăng 1,28cm/năm, mực nước trung bình năm có xu thế tăng 0,44cm/năm

1.4.3 Ảnh hưởng của BĐKH lên thoát nước thị trấn Mỹ Xuyên

Hiện tại, Người dân thị trấn Mỹ Xuyên đang sống chung với ngập do mưa và triều cường Những tháng nước lớn từ tháng 8 – 2 năm sau thì trung bình có 10 ngày /tháng ngập nước, không mưa thì thị trấn vẫn ngập, mưa thì ngập sâu hơn Hệ thống thoát nước hiện hữu được xây dựng từ lâu, đã xuống cấp và chưa được quan tâm, các cống

và hố ga bị nghẹt do bùn và rác, các rạch trong thị trấn bị bồi lắng, rác và bị lấn chiếm xây dựng nhà cửa, làm giảm dung tích chứa nước

Lượng mưa trung bình năm 1.700-2.000 mm Trong tương lai khi lượng mưa tăng từ 10-15% trong mùa mưa, và giảm trong mùa khô thì sẽ gây áp lực lên hệ thống thoát nước thị trấn vào mùa mưa Nhưng ngược lại mùa khô sẽ gây thiếu nước cho tưới tiêu

và cho khai thác nước ngầm của thị trấn do sụt lún đất và mực nước ngầm mùa khô hạ xuống 2-5m Một điều rất mâu thuẫn đang diễn ra tại Mỹ Xuyên và sẽ tiếp diễn nghiêm trọng hơn trong tương lai đó là đô thị ngập sâu trong nước vào mùa mưa, và

“khát nước” trong mùa khô, gây hạn hán, nóng bức do nhiệt độ tăng cũng như bức xạ nhiệt từ các công trình đô thị hóa - làm giảm bề mặt tự nhiên vốn có chức năng điều hòa nước mưa và nước bốc hơi giảm nhiệt rất tốt

Thị trấn bị ảnh hưởng trực tiếp bởi triều cường Sông Đinh, trong điều kiện biến đổi khí

độ bán nhật triều không đều, một ngày có 2 đỉnh triều, một đỉnh triều vào buổi sáng và một đỉnh triều vào buổi chiều, hai đỉnh triều này chênh lệch nhau từ 0- 50 cm Cộng với các cơn mưa thường xảy ra vào buổi chiều, trùng với thời điểm đỉnh triều buổi chiều, thì hệ thống thoát nước của thị trấn cần phải được tính toán kỹ thuật và quan tâm nhiều hơn nữa

Nguồn nước mặt từ thượng nguồn sông Mê Kong đang bị đe dọa bởi hệ thống thủy điện của các nước thượng nguồn cũng là mối quan tâm lớn Hiện tượng sụt lún đất/ sạt

lở đất ở thị trấn cũng như của tỉnh đang diễn ra nhanh, bước đầu xác định nguyên nhân

do khai thác nước ngầm, trong khi nước ngầm không được bổ cập hoặc ít được bổ cập, cộng với các công trình xây dựng làm cho tình hình sụt lún đất càng trở thêm nặng nề hơn

Với diễn biến thất thường của BĐKH hệ thống thoát nước đô thị cỉa thị trấn cần được quan tâm nhiều hơn nữa Trong tương lai hệ thống thoát nước của thị trấn đối mặt với lượng mưa tăng, nước biển dâng, sạt lở đất/sụt lún đất, ô nhiễm nguồn nước vì vậy rất cần có một bài toán tổng thể, giải quyết hài hòa giữa lợi ích kinh tế và môi trường một cách bền vững

1.5 Nghiên cứu về thoát nước bền vững

Tham luận “Thoát nước đô thị bền vững và khả năng áp dụng tại Việt Nam” - PGS TS.Nguyễn Việt Anh - Viện Khoa học và Kỹ thuật Môi trường Trường Đại học Xây dựng Tham luận tại Hội thảo Thoát nước đô thị bền vững Trung tâm KTMT ĐT&KCN (CEETIA), Trường Đại học Xây dựng - Trung tâm Kỹ thuật Nước và Phát triển (WEDC), Đại học tổng hợp Loughborough, Anh quốc 20/3/2003 Nghiên cứu đã đưa ra kết quả: Tùy điều kiện cụ thể, thoát nước và xử lý nước thải phân tán, hay thoát nước bề mặt bền vững cho phép áp dụng linh hoạt các giải pháp công nghệ khác nhau Các giải pháp được đề xuất là: quản lý nước thải phân tán, với các công nghệ thoát nước và xử lý nước thải chi phí thấp, quản lý nước bề mặt bền vững theo phương thức

tự nhiên - thoát chậm, lồng ghép thoát nước bề mặt với quản lý nước thải, rác thải, bùn cặn và cấp nước Vấn đề sản xuất biogas thu được từ xử lý bùn, rác hữu cơ, nước thải

đô thị làm nguồn nhiên liệu thay thế, tái sử dụng lại nước thải và bùn cặn trong nông nghiệp một cách kinh tế và an toàn cũng cần phải được coi trọng Chất thải không phải

là chất thải, mà là nguồn tài nguyên Các giải pháp này mang lại những lợi ích như kiểm soát ô nhiễm nước, đất, không khí, ngăn ngừa bệnh tật, giảm thiểu úng ngập, xói mòn, làm đa dạng và tăng giá trị của hệ sinh thái nước, bổ cập nguồn nước ngầm, ổn định dòng chảy các dòng sông, tiết kiệm nước cấp nhờ thu gom và tái sử dụng nước mưa, cải thiện cảnh quan sinh thái đô thị, tăng giá trị thương mại của khu đất và nâng cao thiết thực chất lượng cuộc sống Để có thể thực hiện được quản lý nước thải bền vững cho các khu đô thị, chủ đầu tư phải nhận thức được tầm quan trọng của công tác quản lý nước thải đối với sức khỏe cộng đồng, môi trường sinh thái, lợi ích lâu dài trong kinh doanh Bên cạnh đó, cần thiết xem xét, điều chỉnh, cập nhật, bổ sung các tiêu chuẩn thiết kế thoát nước cho phù hợp với điều kiện Việt Nam, đặc biệt là để ứng phó với biến đổi khí hậu Áp dụng triệt để phương thức tiếp cận tổng hợp, quản lý theo lưu vực Thoát nước, xử lý nước thải, cũng như các vấn đề hạ tầng kỹ thuật đô thị khác, cần được giải quyết một cách đồng bộ, và càng lồng ghép sớm từ khâu quy hoạch, chi phí càng giảm

Đề tài “Nghiên cứu ứng dụng Kỹ thuật sinh thái (ecological engieering) xây dựng hệ thống tiêu thoát nước đô thị bền vững (SUDS), góp phần phòng chống ngập úng, lún sụt và ô nhiễm ở TP Hồ Chí Minh” PGS.TS Đoàn Cảnh, Hội Bảo vệ Thiên nhiên và Môi trường Việt Nam , Báo cáo nghiệm thu / Viện sinh học nhiệt đới; Tp.Hồ Chí Minh, 2007 Kỹ thuật sinh thái (KTST) là một giải pháp theo quan điểm rất mới về thoát nước đô thị và đã được thực hiện khá hoàn chỉnh ở các nước phát triển Đó là thay vì xây dựng các hệ thống thoát nước sâu, thẳng, hoặc bằng các hệ thống cống ngầm nhằm thoát nhanh nước mưa, thì KTST lại tìm cách trì hoãn việc thoát nước mưa và đưa tài nguyên nước mưa trở lại với cộng đồng Các giải pháp KTST rất đa dạng (sẽ được lựa chọn phù hợp với từng mức độ đô thị hóa) như mương thấm lọc thực vật, kênh phủ thực vật, đất ngập nước, trũng lưu giữ nước, bể chứa nước mưa, lớp thấm bề mặt, vỉa hè thấm (giảm bớt diện tích bêtông hóa khoảng sân trước nhà, thiết

kế hợp lý đường đi bộ với chất liệu có khả năng thấm nước cao) Sẽ có tác dụng làm trì hoãn thời gian tập trung nước mưa, giảm đỉnh lũ nhờ vậy mà giảm tải cho hệ thống thoát nước

Đề tài “Mô phỏng các hạng mục phát triển tác động thấp cho hệ thống thoát nước mưa

đô thị” Hồ Tuấn Đức , Nguyễn Thu Hà Trường Đại học Bách Khoa (VNU-HCM), Tạp chí Khoa học Đại học Thủ Dầu Một Số 1(32)-2017 Nội dung bài báo nhằm nhấn mạnh khả năng của các hạng mục phát triển tác động thấp (LID) phục vụ cho vấn đề thoát nước mưa đô thị tại Việt Nam Thông qua phần mềm quản lý nước mưa SWMM, diễn biến mực nước trong hồ điều hòa và hiệu quả cải thiện chất lượng nước mưa chảy mặt của một số loại giải pháp điều hòa được đánh giá Kết quả thu được hướng tới khả năng hỗ trợ việc lựa chọn và thiết kế giải pháp giảm ngập cho các khu đô thị đã xây dựng và thiết kế hệ thống thoát nước mưa theo hướng phát triển bền vững cho các khu

đô thị mới

Đề tài “Thực trạng sử dụng hồ điều hòa trong hệ thống thoát nước mưa ở một số đô thị thuộc Đồng bằng Bắc Bộ Việt Nam” Lưu Văn Quân, Trường Đại học Thủy lợi Nguyễn Tuấn Anh, Trường Đại học Thủy lợi - Khoa học kỹ thuật Thủy lợi và Môi trường - Vol 41, No (2013) Bài báo này giới thiệu tổng quan về vai trò của hồ điều hòa trong thoát nước mưa đô thị và thực trạng sử dụng hồ điều hòa ở 05 thành phố thuộc vùng đồng bằng Bắc Bộ là Hà nội, Hải Phòng, Hải Dương, Hưng Yên và Bắc Ninh Kết quả điều tra cho thấy, tỷ lệ diện tích hồ điều hòa trên diện tích đô thị là khác nhau giữa các đô thị và hiệu quả sử dụng các hồ điều hòa là còn thấp, các hồ chưa phát huy hết năng lực phục vụ Bài báo đã đề xuất một số giải pháp trong quy hoạch, thiết

kế và quản lý hệ thống thoát nước nhằm nâng cao hiệu quả tổng hợp của hồ điều hòa trong các đô thị ở nước ta

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN

THOÁT NƯỚC BỀN VỮNG

2.1 Mô hình SWMM

2.1.1 Giới thiệu mô hình SWMM

Mô hình quản lý nước mặt SWMM (Storm Water Management Model) của Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (US EPA) là mô hình động lực học dòng chảy mặt do nước mưa tạo nên, dùng để mô phỏng dòng chảy một thời đoạn hoặc dòng chảy nhiều thời đoạn (thời gian dài) cả về lượng và chất SWMM chủ yếu được dùng cho các vùng đô thị Thành phần Runoff của SWMM đề cập đến một tổ hợp các tiểu lưu vực nhận lượng mưa (Kể cả tuyết), Tạo thành dòng chảy và vận chuyển chất ô nhiễm Phần

mô phỏng dòng chảy tuyến của SWMM đề cập đến sự vận chuyển dòng chảy nước mặt qua một hệ thống các ống, các kênh, các cong trình trữ hoặc điều tiết nước, các máy bơm và các công trình điều chỉnh nước SWMM xem xét khối lượng và chất lượng của dòng chảy sinh ra từ các tiểu lưu vực, lưu lượng dòng chảy, độ sâu dòng chảy, chất lượng của nước trong mỗi đường ống và kênh dẫn trong suốt thời gian mô phỏng bao gồm nhiều bước thời gian

SWMM ra đời từ năm 1971, cho đến nay đã trải qua nhiều lần nâng cấp Mô hình SWMM được sử dụng rộng rãi trên thế giới cho các công tác quy hoạch, phân tích và thiết kế các hệ thống thoát nước mưa, hệ thống thoát nước chung, hệ thống thoát nước thải và những hệ thống tiêu khác trong vùng đô thị cũng như những vùng không phải

đô thị

SWMM tạo ra một môi 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 quả ở nhiều dạng khác nhau Có thể quan sát bản đồ vùng tiêu và hệ thống đường dẫn theo mã màu, xem các dãy số theo thời gian, các bảng biểu, hình vẽ mặt cắt dọc tuyến dẫn nước và các phân tích xác suất thống kê