Ứng dụng mô hình SWMM nghiên cứu đề xuất giải pháp thoát nước khu vực trung tâm TP sóc trăng theo quy hoạch đến năm 2030 và tầm nhìn đến năm 2050

Những hệ thống thoát nước trong đô thị nước ta hiện nay đang thể hiện nhiều vấn đề bất cập gây lãng phí về kinh tế, khó khăn về công tác quản lý vận hành, cũng như ảnh hưởng xấu tới môi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYỄN VIỆT HÙNG

ỨNG DỤNG MÔ HÌNH SWMM NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THOÁT NƯỚC KHU VỰC TRUNG TÂM TP SÓC TRĂNG THEO QUY HOẠCH ĐẾN NĂM 2030 VÀ TẦM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYỄN VIỆT HÙNG

ỨNG DỤNG MÔ HÌNH SWMM NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THOÁT NƯỚC KHU VỰC TRUNG TÂM TP SÓC TRĂNG THEO QUY HOẠCH ĐẾN NĂM 2030 VÀ TẦM

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học do chính tôi thực hiện Các

số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất

kỳ công trình nghiên cứu nào khác

Tôi xin cam đoan các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc Tôi xin chịu trách nhiệm về công trình nghiên cứu của mình

Học viên

Nguyễn Việt Hùng

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện đề tài, tôi đã gặp rất nhiều khó khăn, từ khâu thu thập số liệu đến khi bước vào nghiên cứu và hoàn thành luận văn Tuy nhiên, nhờ sự hướng dẫn tận tình của thầy TS Đặng Minh Hải tôi đã từng bước khắc phục những khó khăn trên và kết quả là tôi đã hoàn thành được đề tài Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến thầy

Xin chân thành cảm ơn Quý thầy cô trong cô trong Bộ môn cấp thoát nước, Trường Đại Học Thủy Lợi, và quí thầy cô ở Cơ sở 2 – TP.HCM đã trang bị cho tôi những kiến thức bổ ích cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này

Trong khuôn khổ và thời gian làm luận văn thạc sỹ kỹ thuật, cũng chưa hẳn đã giải quyết và hoàn thiện hết được những vấn đề đặt ra Chính vì vậy, tôi nghiêm túc tiếp thu những ý kiến đóng góp của các nhà khoa học, các thầy cô và các bạn đồng nghiệp, để giúp cho tôi hoàn thiện tốt luận văn và nâng cao kiến thức trong công tác chuyên môn của mình

Tôi chân thành cảm ơn Quý thầy phản biện luận văn Những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy sẽ giúp cho công trình nghiên cứu của tôi càng hoàn thiện hơn Sau cùng, tôi xin cảm ơn gia đình và những người thân đã luôn khuyến khích, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài

Học viên

MỤC LỤC

1.1 SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 4

1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 4

1.4 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 4

1.5 CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 4

1.6 KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC 5

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC ĐÔ THỊ 6

1.1.1 Khái niệm về hệ thống thoát nước đô thị 6

1.1.2 Vai trò của hệ thống thoát nước đối với sự phát triển của đô thị 6

1.1.3 Yêu cầu đặt ra cho hệ thống thoát nước đô thị 7

1.2 CÁC NGHIÊN CỨU VỀ GIẢI PHÁP CHO HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC ĐÔ THỊ 7

1.2.1 Nghiên cứu về thoát nước đô thị trên thế giới 7

1.2.2 Nghiên cứu về thoát nước đô thị ở Việt Nam 18

1.3 ĐẶC ĐIỂM VÙNG NGHIÊN CỨU 26

1.3.1 Điều kiện tự nhiên 26

1.3.2 Điều kiện kinh tế xã hội 29

1.3.3 Thực trạng thoát nước của Thành phố Sóc Trăng 31

1.3.4 Qui hoạch thoát nước của Thành phố Sóc Trăng có xét đên BĐKH-NBD 35

1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 36

2.1 CƠ SỞ DỮ LIỆU 37

2.1.1 Số liệu thủy văn, khí tượng 37

2.1.2 Số liệu về hiện trạng thoát nước: 38

2.2 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH MÔ HÌNH MƯA THIẾT KẾ VÀ ĐIỀU KIỆN BIÊN 38

2.2.1 Trận mưa thiết kế 38

2.2.2 Biên triều tại các điểm tiếp nhận nguồn nước: 41

2.2.3 Mô hình mưa thiết kế và điều kiện biên có xét đến biến đổi khí hâu: 46

2.3 MÔ HÌNH TÍNH TOÁN, MÔ PHỎNG HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC 48 2.3.1 Các bước thực hiện khi thiết kế mô phỏng hệ thống thoát nước mưa 49

2.3.2 Phương pháp tính toán thoát nước mưa theo cường độ giới hạn 49

2.3.3 Cơ sở lý thuyết của mô hình SWMM 5.1 57

2.3.4 Các bước thiết lập mô hình trong SWMM 64

2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 65

3.1 THIẾT LẬP MÔ HÌNH 67

3.1.1 Đặc điểm khu vực và các thành phần mô hình nghiên cứu 67

3.1.2 Một số bước khai báo thông số cho thành phần mô hình 68

3.2 KIỂM ĐỊNH VÀ HIỆU CHỈNH MÔ HÌNH: 77

3.2.1 Kiểm định trên cơ sở số liệu các điểm ngập trong lịch sử: 77

3.2.2 Kiểm định trên cơ sở số liệu đo lưu lượng tại cửa xả: 81

3.3 ĐÁNH GIẢ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC HIỆN TRẠNG THÀNH PHỐ SÓC TRĂNG 83

3.3.1 Mô phỏng đánh giá khả năng làm việc của hệ thống thoát nước TP Sóc Trăng ở hiện tại 83

3.3.2 Nhận xét đánh giá về hiện trạng hệ thống thoát nước TP Sóc Trăng: 86

3.4 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH THOÁT NƯỚC CỦA KHU VỰC 88

3.4.1 Yếu tố khách quan 88

3.4.2 Yếu tố chủ quan 88

3.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 89

4.1 GIẢI PHÁP CẢI TẠO, NÂNG CẤP HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC 90

4.2 GIẢI PHÁP QUY HOẠCH HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC BỀN VỮNG 98

4.3 GIẢI PHÁP TỔ CHỨC, QUẢN LÝ VẬN HÀNH VÀ NÂNG CẤP HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC 101

4.3.1 Giải pháp tổ chức 101

4.3.2 Giải pháp quản lý vận hành hệ thống thoát nước 102

4.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 103

5.1 Kết luận 105

5.2 Kiến nghị 106

DANH MỤC BẢN ĐỒ HÌNH ẢNH

Hình 1-1 Đập thames Barier (Ảnh: Getty) 8

Hình 1-2 Những bức tường chắn lũ di động tại sông Danube 9

Hình 1-3 Bức tường ngăn lũ cao 4,6m dọc sông Danube 10

Hình 1-4 Hệ thống đê biển kiên cố tại Hà Lan 11

Hình 1-5 Hệ thống kênh rạch của thành phố Amsterdam (Hà Lan) 12

Hình 1-6 Hình ảnh các cột bê tông cốt thép nâng đỡ bể “The Temple” 13

Hình 1-7 Đường ống dẫn nước mưa khổng lồ 14

Hình 1-8 Đường hầm 2 trong 1 tại thủ đô Kuala Lumpur, Malaysia 15

Hình 1-9 Hồ chứa và đập chắn nước Marina 16

Hình 1-10 Mô hình làm chậm dòng chảy tại Singapore 17

Hình 1-11 Phối cảnh cầu Quang Trung của dự án 21

Hình 1-12 Mô hình các cống ngăn triều và kè của dự án chống ngập TP.HCM 22

Hình 1-13 Mô hình khu đô thi Ecopark 23

Hình 1-14 Tỷ lệ thoát nước trước và sau khi đô thị hóa 24

Hình 1-15 Cơ chế hoạt động của Hydromedia 25

Hình 1-16 Bản đồ qui hoạch Thành phố Sóc Trăng 26

Hình 1-17 Hiện trạng kênh Hi Tech 31

Hình 1-18 Hiện trạng kênh Trà Men 31

Hình 1-19 Hiện trạng sông Maspero 32

Hình 1-20 Hiện trạng cửa xả sông Maspero 32

Hình 1-21 Hình ảnh ngập đường Phú Lợi Năm 2014 34

Hình 1-22 Hình ảnh ngập đường Trần Bình Trọng năm 2014 34

Hình 1-23 Bản đồ qui hoạch thoát nước trung tâm TP Sóc Trăng có xét đến BĐKH đến năm 2030 và tầm nhìn 2050 36

Hình 2-1 Đường tần suất lượng mưa một ngày max - Trạm Sóc Trăng 39

Hình 2-2 Biểu đồ mưa thiết kế tần suất 10% 27/8/2011 40

Hình 2-3 Đường tần suất mực nước tại trạm mỹ thanh 41

Hình 2-4 Bản đồ vị trí các điểm tiếp nhận 42

Hình 2-5 Sơ đồ tính toán được thiết lập bởi mô hình MIKE 11 43

Hình 2-6 Kiểm định với mực nước thực đo trạm Đại Ngãi 45

Hình 2-7 Đường cong IDF tỉnh Sóc Trăng 53

Hình 2-8 Sơ đồ tính toán HTTN theo cường độ giới hạn 56

Hình 2-9 Giao diện và các quá trình mô phỏng trong mô hình SWMM 58

Hình 2-10 Quá trình vật lý và các thành phần mô phỏng trong mô hình SWMM 59

Hình 2-12 Mô hình khối các bước xây dựng xây dựng mô hình 65

Hình 3-1 Bản đồ khu vực dự án 68

Hình 3-2 Bản đồ phân chia lưu vực và hướng thoát nước 69

Hình 3-3 Hình ảnh số hóa các lưu vực và hướng tiêu thoát nước trên phần mềm SWMM 72

Hình 3-4 Số hóa hố ga và khai báo thông tin của hố ga trong mô hình 73

Hình 3-5 Bản đồ hiện trạng HTTN khu vực nghiên cứu 74

Hình 3-6 Số hóa cống hố ga và khai báo thông tin cho cống cho mô hình 74

Hình 3-7 Số hoá cửa xả và khai báo thông tin cho cửa xả trong mô hình 75

Hình 3-8 Trạm mưa và khai báo thông tin cho trạm mưa trong mô hình 76

Hình 3-9 Số liệu triều và khai báo thông tin triều tại cửa xả trong mô hình 76

Hình 3-10 Hình ảnh minh họa trận ngập ngày 4/10/2014 tại đường Phú Lợi và Lê Duẩn 78

Hình 3-11 Bản đồ vị trí ngập thành phố Sóc Trăng 79

Hình 3-12 Số liệu mưa giờ ngày 4/10/2104 dùng để kiểm định ngập (Nguồn Đài khí tượng Thủy văn Sóc Trăng) 80

Hình 3-13 Kết quả chạy mô phỏng độ ngập ngày 4/10/2014 80

Hình 3-14 Lưu lượng tính mô phỏng và lưu lượng thực đo tại cửa xả 9 82

Hình 3-15 Lưu lượng tính mô phỏng và lưu lượng thực đo tại cửa xả 10 82

Hình 3-16 Mô phỏng dòng chảy tại tuyến cống chính (Lê Duẩn) thời điểm triều cao nhất (9:00) và không mưa 84

Hình 3-17 Mô phỏng dòng chảy tại tuyến cống chính (Lê Duẩn) thời điểm triều thấp nhất (4:00) và không mưa 85

Hình 3-18 Mô phỏng dòng chảy tại tuyến cống chính (Lê Duẩn) thời điểm triều cao và mưa lớn (18:30) 85

Hình 4-1 Mô phỏng dòng chảy tại tuyến cống chính (Lê Duẩn) thời điểm triều cao và mưa lớn (19:00) theo tần suất thiết kế 91

Hình 4-2 Mô phỏng dòng chảy tại tuyến cống chính (Lê Hồng Phong - Nguyễn Thị Minh Khai) thời điểm triều cao và mưa lớn (19:00) theo tần suất thiết kế 91Hình 4-3 Mô phỏng dòng chảy tại tuyến cống chính thiết kế mới (Lê Duẩn) thời điểm triều cao và mưa lớn (19:00) theo tần suất thiết kế 93Hình 4-4 Mô phỏng dòng chảy tại tuyến cống chính thiết kế mới (Lê Hồng Phong - Nguyễn Thị Minh Khai) thời điểm triều cao và mưa lớn (19:00) theo tần suất thiết kế 93Hình 4-5 Mô phỏng dòng chảy tại tuyến cống chính thiết kế mới (Lê Duẩn) thời điểm triều cao và mưa lớn (19:00) có xét đến BĐKH-NBD 94Hình 4-6 Mô phỏng dòng chảy tại tuyến cống chính thiết kế mới (Lê Hồng Phong - Nguyễn Thị Minh Khai) thời điểm triều cao và mưa lớn (19:00) có xét đến BĐKH-NBD 95Hình 4-7 Mô phỏng dòng chảy tại tuyến cống chính thiết kế mới (Lê Duẩn) thời điểm triều cao và mưa lớn (19:00) có xét đến BĐKH-NBD (có bơm) 96Hình 4-8 Một số mô hình thoát nước bền vững 101

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

PHẦN MỞ ĐẦU

1.1 SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Thoát nước và xử lý nước thải, vệ sinh môi trường là những nội dung quan trọng trong quy hoạch, xây dựng và quản lý đô thị Tại các khu vực đang đối mặt với tình trạng hạ tầng kém phát triển, môi trường bị ô nhiễm do nước thải, tình hình ngập úng diễn ra thường xuyên, gây ảnh hưởng đến hoạt động của đô thị thì người ta lại càng thấy tầm quan trọng của lĩnh vực này

Những hệ thống thoát nước trong đô thị nước ta hiện nay đang thể hiện nhiều vấn đề bất cập gây lãng phí về kinh tế, khó khăn về công tác quản lý vận hành, cũng như ảnh hưởng xấu tới môi trường sinh thái; một số biểu hiện cụ thể như: hệ thống hạ tầng kỹ thuật nói chung chưa hoàn thiện, mạng lưới thu dẫn nước mưa và nước thải sinh hoạt chưa phát huy hết tác dụng, nhiều khu vực đường ống không có nước chảy qua, cũng

có khá nhiều nơi bị ngập úng khi xảy ra mưa lớn, tỷ lệ rò rỉ nước và thấm vào đất còn khá cao gây mùi hôi thối, ảnh hưởng mỹ quan đô thị, một số công trình được xây dựng nhưng không thể đi vào hoạt động, nhiều khu vực hệ thống thu gom nước đã xuống cấp không còn khả năng hoạt động, tình trạng nước thải không qua xử lý đổ trực tiếp

ra sông hồ còn rất phổ biến… Ngoài ra, do tình hình diễn biến phức tạp của thời tiết hiện nay, lượng mưa bão đổ bộ vào đất liền nước ta ngày càng nhiều cũng gây ảnh hưởng rất lớn đến khả năng thu gom và tiêu thoát nước của đô thị, đặc biệt là các đô thị đang có hệ thống thoát nước chưa hoàn thiện

Đối với các khu đô thị, các điểm dân cư mới, chất lượng hệ thống hạ tầng kỹ thuật, trong đó có thoát nước mưa, nước thải, đa phần quyết định tính văn minh đô thị, góp phần tạo hấp dẫn đối với khách hàng, cũng như quyết định đến sự phát triển bền vững

về môi trường của đô thị về lâu dài Vì vậy cần phải đưa ra các giải pháp cụ thể, phải

có các giải pháp đồng bộ về các vấn đề hạ tầng kỹ thuật và mang tính khả thi cao để khắc phục được những nhược điểm còn tồn tại nêu trên Đó là các giải pháp về chuẩn

bị kỹ thuật, quy hoạch hạ tầng kỹ thuật, tính toán cải tạo nâng cấp hệ thống hạ tầng nói chung và hệ thống thoát nước nói riêng của các đô thị, hướng đến bảo vệ môi trường

cũng như sử dụng nguồn vốn đầu tư một cách hiệu quả nhất Các giải pháp phải được xây dựng trên cơ sở dự báo ngắn và dài hạn về phát triển đô thị, phù hợp với điều kiện kinh tế xã hội của địa phương trong hiện tại và tương lai

Thành phố Sóc Trăng là thành phố 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

kỳ, thành phố Sóc Trăng đã trải qua nhiều lần tách, nhập với các tỉnh khác trong khu vực, tuy nhiên thành phố vẫn luôn là một trung tâm kinh tế, văn hóa và dịch vụ của vùng

Sóc Trăng nằm cuối hạ lưu sông Hậu và gần biển Mực nước tại các sông chính bao quanh thành phố và các kênh rạch chịu chi phối bởi thủy triều dạng bán nhật triều không đều Các sông ngòi chính bao quanh Thành phố Sóc Trăng là Sông Maspero (độ rộng 40 – 60 m dài 7 km) và Sông Đinh (độ rộng 60 – 80 m dài 17km) Trong thành phố có hệ thống kênh rạch dày đặc với mật độ dòng chảy 1,1 km/km2 Có 9 tuyến kênh nhánh có độ rộng từ 8 – 20 m, còn lại là một số kênh rạch nhỏ có độ rộng 2 - 10

m

Hệ thống thoát nước trên địa bàn thành phố phần lớn được hình thành, xây dựng trước năm 1975 nên hiện đã xuống cấp, không đồng bộ và có đường kính quá nhỏ trong khi mật độ dân số, dân cư ngày càng đông, mặc dù hàng năm đều được chính quyền địa phương đầu tư nâng cấp, cải tạo, xây dựng thêm, nhất là từ khi tái lập tỉnh Sóc Trăng vào năm 1992, nhưng hiện vẫn không đáp ứng được yêu cầu chuyển tải về mặt lưu lượng, nên khi mưa to triều cường nhiều nơi trong thành phố bị úng ngập Theo quy hoạch phát triển thành phố, một số tuyến đường mới đã được xây dựng Trên các tuyến đường này đã xây dựng đồng bộ các cống thoát nước mưa hai bên đường Tuy nhiên, công suất của các cống này khá giới hạn vì chỉ tính đến việc thoát nước mưa cho bản thân đường và các khu vực nhỏ lân cận Tại một số tuyến đường công suất cống quá nhỏ và không có điểm xả nước nên khi có mưa thường bị ngập úng Thêm vào đó, trong khu vực quy hoạch có một số kênh hở như Kênh Nhân Lực và Kênh Cô Bắc Một số cống thoát xả nước vào các kênh hở này Tuy nhiên các kênh có cao trình đáy cạn và hay bị tắc nghẽn do cây cỏ

Việt Nam là một trong năm quốc gia bị ảnh hưởng nhiều nhất do nước biển dâng cao

và sự gia tăng về cường độ cũng như tần suất các hiện tượng thời tiết cực đoan

Theo kịch bản BĐKH được công bố năm 2016 của Bộ Tài nguyên và Môi trường thì (Bảng 1) 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 Kịch bản nước biển dâng cho khu vực dự án

Kịch bản Các mốc thời gian của thế kỷ 21

2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 Kịch bản

RCP4.5

12

(7÷18)

17 (10÷25)

22 (13÷32

28 (17÷40)

33 (20÷49)

40 (24÷58)

46 (28÷67)

53 (32÷77) Kịch bản

RCP8.5

12

(8÷17)

18 (12÷26)

25 (16÷35)

32 (21÷46)

41 (27÷59)

51 (33÷73)

61 (41÷88)

73 (48÷105)

Như vậy theo kịch bản được công bố vào năm 2050, mực nước biển ở nước ta sẽ tăng khoảng 25 cm, lượng mưa tăng 5%, và năm 2100 mực nước tăng 73cm, điều này đòi hỏi phải có nghiên cứu tác động của nước biển dâng kết hợp với mưa lũ (do biến đổi khí hậu) đối với hệ thống thoát nước ở các đô thị duyên hải

Với những đặc điểm nói trên TP Sóc Trăng chịu ảnh hưởng rất lớn của các hiện tượng thời tiết bất thường do BĐKH gây ra, nhất là vấn đề thoát nước của thành phố Đặc biệt với vị trí nằm gần sông Hậu và chịu ảnh hưởng chế độ bán nhật triều của biển Đông (ngày lên xuống hai lần) nên vấn đề thoát nước gặp rất nhiều khó khăn

Ngoài ra biến đối khí hậu sẽ gây ra nhiều tác động tiêu cực hơn nữa đối với hệ thống thoát nước, làm cho tình hình ngập úng ngày càng xấu đi nếu không có giải pháp thích ứng Để giải quyết vấn đề ngập úng do mưa một cách ổn định và bền vững, việc nghiên cứu đề xuất giải pháp thoát nước cho Thành phố Sóc Trăng để thích ứng với biến đổi khí hậu và phù hợp với quy hoạch phát triển trong tương lai là hết sức cần thiết

Chính vì vậy, đề tài nghiên cứu "Ứng dụng mô hình SWMM nghiên cứu đề xuất giải pháp thoát nước khu vực trung tâm TP Sóc Trăng theo quy hoạch đến năm 2030 và tầm nhìn đến năm 2050" là rất cần thiết và mang tính thực tiễn hiện nay

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu các bài toán và đưa ra giải pháp nâng cao hiệu quả cho hệ thống thoát nước thành phố, đảm bảo chức năng thoát nước của hệ thống

Đề xuất giải pháp thoát nước cho thành phố Sóc Trăng

1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Thu thập tài liệu và đánh giá khả năng làm việc của hệ thống thoát nước của thành phố

Phân tích, tính toán các bài toán về hệ thống thoát nước dựa trên cơ sở khoa học và thực tiễn, nâng cao khả năng phục vụ của hệ thống hạ tầng kỹ thuật

Phân tích và lựa chọn các giải pháp cụ thể nhằm khắc phục và nâng cao tính hiệu quả của hệ thống thoát nước thành phố

1.4 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống thoát nước của thành phố Sóc Trăng

Phạm vi nghiên cứu: Hệ thống thoát nước chính và các công trình quan trọng trong hệ thống thoát nước tại trung tâm thành phố Sóc Trăng

1.5 CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

 Cách tiếp cận:

 Theo quan điểm hệ thống

 Theo quan điểm thực tiễn và tổng hợp đa mục tiêu

 Theo quan điểm bền vững

 Phương pháp nghiên cứu:

 Phương pháp thu thập số liệu

 Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa

 Phương pháp kế thừa các đề tài và nghiên cứu về giải pháp thoát nước cho các

đô thị Việt Nam

 Phương pháp tính toán tối ưu hóa hệ thống thoát nước đô thị

 Phương pháp thống kê và xử lý dữ liệu

 Phương pháp mô hình toán (sử dụng phần mềm SWMM)

1.6 KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC

Đánh giá hiệu quả tiêu thoát nước hiện tại của hệ thống thoát nước thành phố Sóc Trăng

Kiến nghị về các giải pháp nâng cao khả năng phục vụ của hệ thống thoát nước thành phố Sóc Trăng Tạo tiền đề cho việc mở rộng hệ thống thoát nước về sau

TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC ĐÔ THỊ

1.1.1 Khái niệm về hệ thống thoát nước đô thị

Hệ thống thoát nước đô thị là tổ hợp những công trình, thiết bị và các giải pháp kỹ thuật để thực hiện nhiệm vụ thoát nước cho đô thị

Các hệ thống thoát nước đô thị:

Hệ thống thoát nước chung: Là hệ thống mà tất cả các loại nước thải (sinh hoạt, sản xuất, nước mưa) được xả chung vào một mạng lưới và dẫn đến công trình làm sạch

Hệ thống thoát nước riêng: là hệ thống có hai hay nhiều mạng lưới đường ống riêng để dẫn từng loại nước thải khác nhau đến công trình làm sạch Theo cấu tạo hệ thống thoát nước riêng có thể phân thành các loại sau: Hệ thống riêng hoàn toàn; Hệ thống riêng không hoàn toàn; Hệ thống riêng một nửa

Hệ thống thoát nước hỗn hợp: Là tổng hợp của các hệ thống trên Hệ thống này thường gặp ở các thành phố lớn, đã có hệ thống thoát nước chung nay cần cải tạo và mở rộng thì phải xây thêm các công trình phục vụ cho mạng lưới thoát nước

1.1.2 Vai trò của hệ thống thoát nước đối với sự phát triển của đô thị

Một đô thị hiện đại là đô thị phải có hệ thống cơ sở hạ tầng đáp ứng được nhu cầu phát triển của đô thị đó, và hệ thống thoát nước đóng một vai trò rất quan trọng trong toàn

bộ hệ thống cơ sở hạ tầng kỹ thuật đó Đối với những đô thị có địa hình phức tạp, khả năng tiêu thoát nước tự chảy kém thì vai trò của nó lại càng được đẩy lên cao hơn Với tốc độ đô thị hóa ngày càng cao trên nền của hệ thống hạ tầng xây dựng không đồng bộ, còn nhiều chắp vá thì tất yếu sẽ dẫn đến khả năng đáp ứng nhu cầu thoát nước của hệ thống cho đô thị ngày càng bị giảm sút Và đến đây, người ta phải tìm cách nâng cấp cải tạo lại hệ thống nhằm khắc phục những hạn chế hiện có để đảm bảo yêu cầu thoát nước

1.1.3 Yêu cầu đặt ra cho hệ thống thoát nước đô thị

Hệ thống thoát nước của đô thị phải đảm bảo được khả năng phục vụ tiêu thoát nước

nhanh chóng trong mọi điều kiện thời tiết, không để cho bất cứ khu vực nào của đô thị

bị ngập úng, cũng như không làm ảnh hưởng xấu đến môi trường và cảnh quan của đô thị

Ngoài ra, hệ thống phải đảm bảo yêu cầu về kinh tế, không gây lãng phí đầu tư cũng

như yêu cầu về công tác quản lý vận hành

1.2 CÁC NGHIÊN CỨU VỀ GIẢI PHÁP CHO HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC

ĐÔ THỊ

1.2.1 Nghiên cứu về thoát nước đô thị trên thế giới

Dân số thế giới sống trong các thành phố lớn ngày càng tăng nhanh Đáp ứng nhu cầu

đó, diện tích đất đô thị cũng ngày càng gia tăng, trong khi đó cơ sở hạ tầng về cấp

thoát nước cho đô thị không đáp ứng kịp thời Hiện nay trên thế giới nhiều thành phố

lớn vẫn đang bị úng ngập và lũ lụt đe dọa

Biến đổi khí hậu (BĐKH)mà trước hết là sự nóng lên toàn cầu và mực nước biển

dâng, là một trong những thách thức lớn nhất đối với nhân loại trong thế kỷ 21 Chỉ

trong vòng 2 thế kỷ qua, số lượng các trận ngập lụt đô thị trên 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 thế giới (theo Emergency Events

Database)

 Tại Châu Âu:

Tại Vương quốc Anh sau trận ngập lịch sử tại London năm 1953 chính phủ quyết định

xây dựng hệ thống chắn nước Công trình này có tên Thames Barrier, là một đập chắn

được xây dựng trên sông Thames Con đập này dài tổng cộng 520m, vắt ngang sông

Thames ở đoạn Woolwich, phía Đông thủ đô London Thames Barrier gồm 10 cổng,

mỗi cổng dài 60m, cao gần 15m Trên mỗi cổng đều có cửa thép, có thể xoay ngang

hoặc xoay dọc

Bình thường, các cổng thép này sẽ được mở để nước sông tự do lưu thông cũng như

cho phép tàu thuyền qua lại Trong trường hợp cần thiết, các cổng này sẽ được đóng

Commented [A1]: Bổ sung thêm về các giải pháp thoát

nước ỏ các đô thị khác trên thế giới

lại, tạo ra chỗ trũng hay còn gọi là một “hồ chứa” để nước sông Thames chảy vào, tránh nước sông dâng cao tràn bờ gây ra lũ lụt Phải mất 75-90 phút để đóng những cánh cổng này, bắt đầu từ các cổng ở hai bên, các cổng ở giữa sẽ đóng cuối cùng

Ít ai biết rằng, Thames Barrier được xây dựng với mục đích ban đầu không phải để ngăn lũ lụt do mưa lớn Năm 1953, nước biển từ Biển Bắc tràn vào sông Thames gây ngập lụt nặng ở thủ đô London, khiến 300 người thiệt mạng và thiệt hại về vật chất rất lớn Chính phủ Anh nhận ra rằng nếu không có biện pháp đối phó thì London sẽ còn phải hứng chịu nhiều thiệt hại do lũ lụt Và Thames Barrier được xây dựng với mục đích ban đầu là ngăn nước Biển Bắc tràn vào London

Bắt đầu khởi công từ năm 1982, Thames Barrier tiêu tốn 535 triệu bảng Anh và được coi là một kỳ tích của các nhà khoa học thời đó Từ khi được đưa vào hoạt động, con đập này có vai trò điều tiết lưu lượng nước sông Thames, giúp London thoát khỏi cảnh ngập lụt

Hình 1-1 Đập thames Barier (Ảnh: Getty)

Theo tính toán của các nhà khoa học, với tốc độ nước biển dâng như hiện tại, Thames Barrier có đủ khả năng giữ an toàn cho London đến năm 2050 và nếu nâng cấp, cải tạo

nó thì còn có thể là “vệ sĩ” cho thành phố này tới năm 2070 Có thể nói, London phát triển về mọi được như hiện tại là nhờ đáng kể vào tiện ích của công trình này (Theo báo đất việt September 20/11/2015)

Tại Áo giải pháp để ứng phó với nước lũ dâng của sông là xây một bức tường chắn lũ

Cụ thể, vào năm 2013, khi thành phố Grein ở Áo bắt đầu phải hứng chịu trận lũ khởi nguồn từ sông Danube, các quan chức địa phương đã nhanh chóng họp bàn tìm kiếm giải pháp kĩ thuật nhằm đảm bảo an toàn cho những người dân trong thành phố Cuối cùng, các bức tường chống lũ di động đã được lắp đặt

Theo bài báo được đăng tải trên tờ Elite Readers, công ty Flood Resolution có trụ sở tại Anh đã lên tiếng giải thích về kết cấu của hệ thống chống lũ di động này

Trước tiên, hệ thống gồm 2 phần: phần móng được xây cố định và phần rào chắn có thể di chuyển được Công ty này cho biết "Hệ thống được xây dựng trên một bức tường ngầm, góp phần bảo vệ một khu vực không bị nước ngầm tràn vào Bức tường

có thể dâng lên đồng thời với mực nước lũ Độ sâu của bức tường ngầm phụ thuộc vào nền đá ngầm, và sau đó quyết định chiều cao của rào chắn."

Bức tường ngầm được gia cố bằng xi măng trước khi các bộ phận của hệ thống được gắn tường chắn nước di động

Hình 1-2 Những bức tường chắn lũ di động tại sông Danube

(Nguồn: Elitereaders)

Một bài báo được công ty IBS Techcnics đăng tải tiết lộ "Bức tường chống lũ di động cao nhất, ấn tượng nhất được hoàn thành vào tháng 12/2010 ở Grein, với tổng độ cao rào chắn là 3,6 mét được đặt trên một bức tường nền cao 1 mét."

Cũng theo bài báo này, hệ thống giúp bảo vệ khu đất phía sau rào chắn khỏi mực nước

lũ cao tới 4,6 mét, tương đương tòa nhà 2 tầng

Hình 1-3 Bức tường ngăn lũ cao 4,6m dọc sông Danube

(Nguồn: Elitereaders)

Nói đến chống ngập lụt, người ta phong cho Hà Lan cái tên "phù thủy chống ngập" Chẳng phải nói ngoa khi quốc gia nằm dưới mặt nước biển này bao thập kỷ nay không còn phải chịu đựng những trận ngập lụt hay xâm nhập mặn của Đại Tây Dương Các nước khác đôi khi chỉ phải chống lụt từ các trận mưa lớn hay lũ sông thì Hà Lan còn phải lo không cho biển dâng quá sâu vào đất liền Để chống ngập hiệu quả, quốc gia này đã triển khai kế hoạch "Delta Work" - một hệ thống đê kè phòng vệ, bảo vệ Hà Lan khỏi bị nước biển dâng Đây là một trong những hệ thống công trình chống ngập lụt lớn nhất thế giới khi được triển khai từ năm 1954 cho tới những năm 1991

Hình 1-4 Hệ thống đê biển kiên cố tại Hà Lan

(Nguồn Báo điện tử trí thức trẻ ngày 27/09/2016)

Tại Hà Lan, có tất cả khoảng bảy loại đê, kè chuyên dụng cho biển, sông, hồ, kênh đào, hay loại đê khẩn cấp, đê chống bão… được xây dựng phù hợp tùy vào tính năng

sử dụng

Những công trình đê biển trong dự án Delta Works đã bảo vệ vùng đất phía Tây Nam

Hà Lan một cách hiệu quả và kiểm soát được lượng nước trong khu vực Nhiều khu vực cửa sông có thể được đóng mở để phòng trường hợp nước biển dâng cao quá mức trong những ngày bão

Còn trong đất liền, Hà Lan cũng đào nhiều các kênh rạch, sông nhỏ, hồ chứa nước chống ngập, xây dựng các cối xay gió, lắp đặt máy bơm để đảm bảo nước mưa và nước sông được điều tiết hợp lý Các "khu vực xả nước" cũng được hình thành, đề phòng trường hợp nước sông dâng cao thì sẽ xả nước đảm bảo an toàn cho thành phố

Hình 1-5 Hệ thống kênh rạch của thành phố Amsterdam (Hà Lan)

(Nguồn Báo điện tử trí thức trẻ ngày 27/09/2016)

 Ở khu vực Châu Á và các nước láng giềng

Nếu như với nhiều quốc gia, người ta chọn giải pháp nâng nền để chống ngập thì với Nhật Bản, giải pháp tối ưu được áp dụng là đẩy nước xuống lòng đất Tại Nhật Bản thủ đô của Nhật Bản là Tokyo, trước đây cũng thường xuyên bị ngập lụt vào mùa mưa

do nước các sông Tone, Are và Edo dâng cao Đỉnh điểm là bão Mireilles vào tháng 9/1991 đã làm 30.000 ngôi nhà và 100km² ở vùng ngoại ô của Tokyo ngập sâu, làm 52 người thiệt mạng Do đó, Chính phủ Nhật Bản khẩn trương nghiên cứu xây dựng hệ thống G-Cans, gồm nhiều hầm, bể chứa nước nằm sâu dưới lòng đất, bên dưới sân bóng đá và công viên

Các hồ điều tiết Sanno hay hệ thống G-Cans đã giúp nâng cao năng lực tiêu thoát nước, đảm bảo cho các TP vừa kể trên chống chọi với những trận mưa có vũ lượng lớn Chẳng hạn, từ khi hoàn thành hồ điều tiết Sanno (năm 2012) đến nay, TP Fukuoka không bị ngập như những năm trước, đặc biệt nhà ga Hakata chưa bao giờ bị ngập lại Trong khi đó, hệ thống G-Cans (tên đầy đủ là Kênh xả ngầm ngoài khu vực đô thị, Metropolitan Area Outer Underground Discharge Channel) được mệnh danh là cung điện dưới lòng đất của Nhật Bản Đây là một tác phẩm kỳ công của kỹ thuật hiện đại,

cũng là công trình thoát nước ngầm lớn nhất thế giới Dự án bắt đầu với ý tưởng chuyển hướng tất cả lượng nước mưa từ bão biển, bão nhiệt đới và lũ lụt từ các khu vực xung quanh, đặc biệt là Tokyo ra sông Edo để giúp những nơi này không bị ngập

Hệ thống thoát nước G-Cans được xây dựng sâu 50m dưới lòng đất, cách Tokyo 38km Hệ thống G-Cans gồm 5 giếng đứng bê tông lớn (cao 65m, đường kính 32m) Chúng được nối với nhau bằng hệ thống đường hầm dài 6,4km Ở cuối hệ thống, nước

sẽ được trữ trong một bể nước kiểm soát áp lực khổng lồ (cao 24,5m, dài 177m và rộng 78m) mang tên “The Temple” (Ngôi đền) “Ngôi đền” này có chức năng giảm áp lực của nước chảy, đồng thời kiểm soát dòng nước trong trường hợp một máy bơm nào

đó trong hệ thống bị vỡ Nâng đỡ bể nước tối quan trọng này là hệ 59 cột bê tông cốt thép, kết nối với 78 máy và bơm tới 200m³ nước ra sông Edo mỗi giây

Hình 1-6 Hình ảnh các cột bê tông cốt thép nâng đỡ bể “The Temple”

(Nguồn Báo sài gòn giải phóng 5/4/2018)

Dự án này bắt đầu từ năm 1992, đi vào hoạt động từ năm 2006 Đến năm 2009, công trình hoàn thành toàn bộ Tổng kinh phí công trình lên đến gần 3 tỷ USD Theo thiết

kế, nước mưa, lũ từ các đường ống thoát nước sẽ chảy qua đường hầm rồi vào bên trong các hầm chứa nước Khi hầm đầy, nước sẽ di chuyển qua các đường hầm dài để chảy vào “Ngôi đền” khổng lồ, trước khi được bơm ra sông Endo với các máy bơm công suất lớn để tránh ngập cho toàn thành phố

Hình 1-7 Đường ống dẫn nước mưa khổng lồ

(Nguồn Báo sài gòn giải phóng 5/4/2018)

Hệ thống thoát nước này có thể xử lý được lượng nước mưa trên 550mm liên tục trong

3 ngày Vì vậy, công trình G-Cans đã bảo vệ được nhà cửa, các công trình xây dựng quan trọng của Tokyo - TP đông dân nhất thế giới (trên 38 triệu người) một cách hữu hiệu trước mưa lớn hay lũ lụt Về hiệu quả cụ thể khi công trình đi vào hoạt động, các trung tâm thương mại lớn ở Tokyo tránh được tình trạng ngập lụt, đã giúp mang lại hiệu quả kinh tế khoảng 40 tỷ yên mỗi năm (Theo Báo sài gòn giải phóng 5/4/2018) Tại Malaysia Thủ đô Kuala Lumpur gần với nơi hợp lưu của 2 dòng sông lớn tại Malaysia nên hàng năm, người dân thành phố hiện đại bậc nhất Đông Nam Á này cũng phải kêu trời vì lụt Tuy nhiên, một trong những giải pháp thông minh có một không hai đã được triển khai tại thành phố này là xây dựng một đường hầm "2 trong 1", vừa dùng để thoát lũ và phục vụ giao thông

Trong điều kiện thời tiết bình thường, đường hầm sẽ được sử dụng như hầm đường bộ bình thường cho xe cộ qua lại Tuy nhiên, khi nước sông tràn bờ, nó sẽ được chuyển thành một kênh thoát lũ ngay bên dưới những con đường, giúp cho các con đường phía trên không bị ngập

Hình 1-8 Đường hầm 2 trong 1 tại thủ đô Kuala Lumpur, Malaysia

(Nguồn Báo điện tử trí thức trẻ ngày 27/09/2016)

Với chi phí nửa tỷ USD, đường hầm mang tên SMART dài 9,7km tại thủ đô Kuala Lumpur đã trở thành hầm đường bộ kết hợp thoát lũ đầu tiên trên thế giới Trên thực

tế, việc xây dựng đường hầm này là một thử thách lớn khi địa hình của thủ đô Kuala Lumpur khá phức tạp Cho tới nay, SMART vẫn là đường hầm dài nhất Đông Nam Á

và dài thứ nhì châu Á

Từ khi đưa vào hoạt động, đường hầm này đã chứng tỏ tính hiệu quả của mình khi những trận ngập lụt nặng nề đã không còn xảy ra với người dân thủ đô Kuala Lumpur như trước kia Khi thời tiết chuyển xấu với diễn biến mưa bão thất thường, đường hầm này sẽ chuyển thành công trình chống lũ cho thành phố

Tại Sigapore, việc chống ngập lụt là điều vô cùng quan trọng và thiết yếu khi vừa phải đảm bảo lụt lội không diễn ra, vừa phải đảm bảo không lãng phí nguồn nước ngọt khan hiếm hiện có Chính vì vậy chính phủ nước này đã triển khai xây dựng các hồ dự trữ nước trên khắp đất nước để vừa chống ngập, vừa có nguồn nước ngọt cho người dân Đáng kể nhất là công trình hồ chứa và đập chắn nước Marina Đập Marina hoạt động thông qua hệ thống các cổng và máy bơm Trong điều kiện bình thường, những cánh cổng vận hành bằng máy thủy lực này đóng kín Khi trời mưa to nhưng thủy triều thấp, cổng sẽ mở để xả nước lũ xuống biển Khi mưa nặng hạt kết hợp với thủy triều lên cao, cổng đóng trong khi máy bơm được kích hoạt để bơm hút nước lũ xuống biển

Nhờ hệ thống này, tình trạng ngập lụt giảm hẳn ở các khu vực nằm ở vị trí thấp cùa Singapore như Chinatown, Jalan Besar và Geylang

Hình 1-9 Hồ chứa và đập chắn nước Marina

(Nguồn Báo điện tử trí thức trẻ ngày 27/09/2016 và đợt thực tế tại Singapore)

 Giải pháp thoát nước bền vững bằng biện pháp phi công trình:

Các chuyên gia về quy hoạch và thoát nước đô thị trên thế giới đã từ hơn 30 năm nhận

ra rằng cách tốt nhất để đương đầu với ngập lụt trong đô thị không phải là xây thêm trạm bơm, đắp thêm đê hay lắp đặt thêm cống mà chúng ta cần thêm không gian cho

xây đập, đắp đê hay tôn nền công trình 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 Gần đây Ngân hàng thế giới đã nghiên cứu và đưa ra cuốn cẩm nang “Hướng dẫn quản

lý tổng hợp rủi ro ngập lụt đô thị trong thế kỷ 21” Theo cẩm nang này, giải pháp hiệu quả nhất để quản lý nguy cơ lũ lụt là áp dụng phương pháp tiếp cận tổng hợp, trong đó kết hợp cả hai biện pháp công trình và phi công trình, bao gồm xây dựng hệ thống kênh thoát nước và dẫn lũ; kết hợp “đô thị xanh” như đất ngập nước và vùng đệm môi trường; xây dựng hệ thống cảnh báo lũ lụt; quy hoạch sử dụng đất để chống ngập lụt Đại học Quốc gia Singapore (NUS) với ý tưởng nghiên cứu: áp dụng các bề mặt thẩm thấu cho những con đường nhỏ và vỉa hè nhằm ngăn chặn tình trạng lũ lụt cục bộ tại

đô thị bằng cách làm chậm lại dòng nước đổ vào cống rãnh sau mưa lớn

Những bề mặt thẩm thấu có một lớp bêtông rỗ và một lớp sỏi Khoảng 30-40% khoảng trống giữa lớp bê tông và sỏi này được dùng để tích nước, sau đó nước sẽ chảy qua một lớp vải thẩm thấu trước khi được xả qua những đường nhỏ đổ vào cống Toàn bộ quá trình này có thể giúp trữ số nước mưa đổ xuống trong vài giờ

Hình 1-10 Mô hình làm chậm dòng chảy tại Singapore

(Nguồn hình ảnh đợt thực tế tại Singapore)

1.2.2 Nghiên cứu về thoát nước đô thị ở Việt Nam

Nước ta nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa ẩm ướt với lượng mưa trung bình 1000 -

2000 mm/năm Lượng mưa tập trung hầu hết vào các tháng mùa mưa với cường độ

mưa lớn và có sự biến động mạng theo không gian, nguyên nhân gây ra là do bão, áp

thấp nhiệt đới, dông…

Cũng như các đô thị khác trên thế giới, các đô thị ở Việt Nam phát triển mạnh, dân số

tăng nhanh; đặc biệt là sau ngày đất nước thống nhất Nhu cầu về nhà ở của các thành

phố đã trở thành vấn đề lớn của xã hội Sự cơi nới, mở rộng tự phát, lấn chiếm đất đai,

các hệ thống dẫn nước có nhiều đoạn bị thu hẹp, hồ ao bị san lấp Bên cạnh đó, hệ

thống tiêu thoát nước đã được xây dựng từ lâu, nhiều đoạn không còn giá trị sử dụng,

quản lý vận hành yếu, thiếu kinh phí tu bổ… làm cho hiện tượng úng ngập thường

xuyên xảy ra khi mùa mưa đến

Với nhiều thành tựu của công cuộc đổi mới, mạng lưới các đô thị của Việt Nam đang

ngày càng được phát triển mở rộng và thực sự trở thành động lực chính thúc đẩy phát

triển kinh tế Diện mạo đô thị có nhiều thay đổi theo hướng văn minh, hiện đại, đã tạo

dựng được những không gian đô thị mới, từng bước đáp ứng nhu cầu về môi trường

sống và làm việc có chất lượng Cũng như các đô thị khác trên thế giới, sự phát triển

đô thị tại Việt Nam cũng đang bộc lộ nhiều hạn chế và yếu kém về hạ tầng kỹ thuật và

ô nhiễm môi trường

Nhiều công trình hạ tầng kỹ thuật nói chung đang ở tình trạng xuống cấp, việc đầu tư

xây dựng mới còn chậm và chưa đáp ứng nhu cầu Hệ thống thoát nước của các đô thị

tại Việt Nam thường chung cho tất cả các loại nước thải, nước mưa, hệ thống này hầu

hết được xây dựng qua nhiều thời kỳ khác nhau, chất lượng quy hoạch còn chưa cao,

chưa hoàn chỉnh, thiếu đồng bộ trong đó có nhiều tuyến cống xuống cấp nên khả năng

tiêu thoát nước thấp Nước thải hầu như chưa được xử lý xả thẳng vào nguồn tiếp

nhận

Trong những năm gần đây đặc biệt là các đô thị lớn như Hà Nội, thành phố Hồ Chí

Minh, Đà Nẵng, Cần Thơ… người dân luôn phải đối mặt với tình trạng úng ngập khi

gặp những trận mưa lớn, hoặc nước thuỷ triều dâng

Commented [A2]: Cần sửa lại phần này: cách trích dẫn tài

liệu; cần nêu trọng tâm các nghiên cứu về giải pháp thoát nước cho một số đô thị của Việt Nam

Ngập úng đô thị không chỉ do nguyên nhân đô thị hóa mà sự ảnh hưởng của biến đổi khí hậu Các thiên tai như hạn hán, bão, lũ lụt xảy ra thường xuyên Đa số các thành phố lớn và khu công nghiệp lớn đều tập trung ở vùng đồng bằng trũng thấp, khu vực ven biển Đây là những khu vực rất dể bị tổn thương do biến đổi khí hậu (BĐKH) gây

ra Sự phát triển đô thị cũng đang đối mặt với nhiều thách thức mang tính toàn cầu về kinh tế, môi trường, năng lượng và đặc biệt là tác động của BĐKH gây ra

Hiện nay, đô thị Việt Nam đang phải đối mặt với các vấn đề BĐKH Biến đổi khí hậu gây bão, lũ lụt và nước biển dâng tác động đến phát triển hệ thống đô thị ven biển và các vùng đồng bằng lớn, trên 40 tỉnh thuộc ĐBSCL, ĐBSH, Đông Nam Bộ với khoảng 128 đô thị có nguy cơ ngập cao, 20 đô thị có nguy cơ ngập nặng; BĐKH gây mưa lớn, lũ quét, sạt lở đất tác động đến phát triển hệ thống đô thị vùng núi phía Bắc, Tây Nguyên và miền Trung, 31 tỉnh (thuộc các vùng: Trung du và miền núi phía Bắc, Bắc Trung Bộ và DHMT, Tây Nguyên, Đông Nam Bộ) với khoảng 139 đô thị chịu ảnh hưởng, 15 đô thị có khả năng chịu tác động mạnh

Kịch bản mới nhất về Biến đổi khí hậu (BĐKH) và nước biển dâng cho Việt Nam (của nhà xuất bản tài nguyên môi trường và bản đồ Việt Nam năm 2016) đã chỉ ra rằng Việt Nam là một trong năm quốc gia bị ảnh hưởng nhiều nhất do nước biển dâng cao và sự gia tăng về cường độ cũng như tần suất các hiện tượng thời tiết cực đoan Trong đó vùng đồng bằng sông Cữu Long là trọng điểm bị ảnh hưởng lớn nhất Theo đó vào năm 2050, mực nước biển ở nước ta sẽ tăng khoảng 30 cm, lượng mưa tăng 5%, điều này đòi hỏi phải có nghiên cứu tác động của nước biển dâng kết hợp với mưa lũ (do biến đổi khí hậu) đối với hệ thống thoát nước ở các thị trấn vùng duyên hải Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL)

Một số dự án thoát nước ở Việt Nam đang được triển khai có xem xét đến biến đổi khí hậu:

 Thành phố Cần Thơ

Dự án Phát triển thành phố Cần Thơ và tăng cường khả năng thích ứng của đô thị với tổng mức đầu tư Dự án 3 là 322 triệu USD (lấy số tròn), trong đó nguồn vốn vay từ Ngân hàng Thế giới (WB) là 250 triệu USD, vốn tài trợ không hoàn lại của Cơ quan

Phát triển Liên bang Thụy Sĩ (gọi tắt là SECO) là 10 triệu USD, còn lại là vốn đối ứng của TP Cần Thơ

Mục tiêu của dự án nhằm giảm rủi ro ngập lụt trong khu vực đô thị trung tâm và tăng cường kết nối giữa trung tâm thành phố Cần Thơ với các khu vực phát triển đô thị mới

có rủi ro thấp hơn; đồng thời, tăng cường năng lực của chính quyền thành phố trong việc quản lý rủi ro thiên tai của thành phố Thời gian thực hiện dự án từ năm 2016 đến

2021

Dự án 3 được chia làm 3 hợp phần:

Hợp phần 1, Kiểm soát ngập lụt và vệ sinh môi trường, gồm các hạng mục công trình: xây dựng hệ thống kè sông Cần Thơ; xây dựng bờ kè cho rạch Cái Sơn - Mương Khai; xây dựng các cống ngăn triều và các âu thuyền, các cống ngăn triều kết hợp cầu giao thông; cải tạo hệ thống kênh rạch; xây dựng các hồ điều hòa, chứa nước; lắp đặt các trạm bơm và cải tạo hệ thống cống thoát nước; hệ thống thiết bị quản lý vận hành Hợp phần 2: Phát triển hành lang đô thị, gồm các hạng mục công trình: xây dựng cầu Quang Trung (đơn nguyên 2); xây dựng đường và cầu Trần Hoàng Na, đường song hành đến nút giao IC3; xây dựng đường nối Cách Mạng Tháng Tám (quốc lộ 91) - đường tỉnh 918; xây dựng hạ tầng khu tái định cư An Bình; hệ thống trang thiết bị quản lý vận hành và hỗ trợ quản lý giao thông

Hợp phần 3: Tăng cường quản lý đô thị thích ứng với biến đổi khí hậu, gồm các hạng mục: thiết lập cơ sở dữ liệu không gian địa lý, quản lý đồng bộ, thống nhất; hệ thống trợ giúp phòng chống, khắc phục thiên tai

Hình 1-11 Phối cảnh cầu Quang Trung của dự án

(Nguồn https://odapmu.cantho.gov.vn/Default.aspx?tabid=1464)

 Thành phố Hồ Chí Minh:

Dự án Giải quyết ngập do triều cường khu vực TP.HCM có xét điểm yếu tố biến đổi khí hậu (giai đoạn 1) do Công ty CP đầu tư xây dựng Trung Nam làm chủ đầu tư với tổng mức đầu tư gần 10.000 tỷ đồng Dự án được xây dựng ven sông Sài Gòn thuộc các quận 1, 4, 7, 8, huyện Nhà Bè và Bình Chánh Khi hoàn thành được kỳ vọng sẽ giải quyết được tình trạng ngập do triều cường cho diện tích 570km2 với 6,5 triệu dân trong vùng dự án

Theo đó, để thực hiện dự án có hiệu quản, Công ty Trung Nam đưa ra phương án xây dựng dự án với 6 cống kiểm soát triều bao gồm Bến Nghé, Tân Thuận, Phú Xuân, Mương Chuối, Cây Khô, Phú Định Quy mô mỗi cống rộng từ 40-160m2, xây một trạm bơm tại cống Bến Nghé công suất 18m3/s, 1 trạm bơm tại cống Tân Thuận công suất 24m3/s, một trạm bơm cống Phú Định công suất 18m3/s Khi dự án đi vào hoạt động, tàu thuyền vẫn đảm bảo qua lại bình thường thông qua khoang cửa van và âu thuyền của các cống

Đồng thời, dự án xây dựng đê bao ven sông Sài Gòn từ Vàm Thuật đến Sông Kinh khoảng 7,8km đê/kè ở các đoạn xung yếu, các cống nhỏ có khẩu độ từ 1,0m-10,0m từ

Vàm Thuật đến Mương Chuối Xây dựng nhà quản lý trung tâm cho toàn dự án và hệ thống Scada

Hình 1-12 Mô hình các cống ngăn triều và kè của dự án chống ngập TP.HCM

(Nguồn Báo đầu tư online ngày 26/62016)

 Các nghiên cứu về tác động của BĐKH ở Việt Nam:

Việt nam, đến nay đã có một số nghiên cứu về tác động của BĐKH hoặc quá trình đô thị hóa đến tiêu thoát nước như:

Nghiên cứu “BĐKH châu Á: Nghiên cứu cho Việt Nam” do Viện Quy hoạch Thủy lợi chủ trì thực hiện năm 1994 đã có đánh giá bước đầu tác động của BĐKH tới nguồn nước, các vùng ven biển ở Việt Nam và đề xuất các biện pháp thích ứng, giảm thiểu tác hại cho các ngành kinh tế khác nhau

Tài liệu “Thoát nước đô thị bền vững” của PGS TS Nguyễn Việt Anh, trường Đại học Xây dựng Tác giả đưa ra các phương thức tiếp cận và mô hình thoát nước cho các

đô thị Việt Nam Từ đó đề xuất tổ chức thoát nước cho các đô thị Việt Nam và đưa ra

 Một số giải pháp thoát nước bền vững đã được áp dụng tại Việt Nam:

Cách tiếp cận của thoát nước mưa bền vững là thoát chậm, không phải thoát nhanh, tránh lượng mưa tập trung lớn tại một điểm của hệ thống thoát nước trong thời gian ngắn Tiết diện cống sẽ khó thể đáp ứng nếu lượng mưa lớn, tốn kém mà nước vẫn tràn cống, gây ngập đường, lụt nhà Vì vậy, phải tổ chức thoát nước mưa, kết hợp các biện pháp khác nhau một cách đồng bộ, sao cho dòng chảy được tập trung chậm khi vào hệ thống thoát nước mà không gây ngập Sử dụng hồ điều hòa trên diện tích thu gom và truyền dẫn nước mưa để lưu giữ nước mưa là một cách làm phổ biến Bên cạnh đó, sử dụng bản thân diện tích bề mặt của thành phố, tăng cường cho việc nước thấm tự nhiên xuống đất qua các thảm cỏ xanh, đồng thời tạo cảnh quan và điều hòa tiểu khí hậu Tại Việt Nam ở phía Bắc khu đô thị Ecopark đã trở thành khu đô thị xanh kiểu mẫu của Việt Nam và các nước trong khu vực Đây là khu đô thị kết hợp các giải pháp tiêu thoát và xử lý nước mang tính bền vững và thân thiện đầu tiên ở Việt Nam

Hình 1-13 Mô hình khu đô thi Ecopark

(Nguồn https:// www.ecopark.com.vn)

Điểm nổi bật là khu đô thị được sông Hồng và sông Đuống bao quanh, cả vùng đất lại trải dài bên bờ sông Bắc Hưng Hải trù phú Đây là điểm đặc biệt của dự án mà hầu như chỉ thấy ở các nước phát triển Mỗi đô thị lớn trên thế giới thường nổi tiếng với

một dòng sông, và thước đo cho sự phát triển của đô thị là khả năng thỏa mãn nhu cầu cảnh quan, nhu cầu sinh hoạt, nghỉ ngơi giải trí cho cư dân

Khu đô thị quy mô gần 500 ha nhưng diện tích hồ điều hòa đã lên tới 100 ha, đóng vai trò như lá phổi lớn giúp tạo nên môi trường và không khí trong lành hiếm nơi nào có Ngoài ra, các dòng sông còn giúp tạo ra những công trình điểm nhấn như cầu Bắc Hưng Hải hay các điểm du lịch bên sông cùng khu biệt thự sở hữu không gian mở, đầy

ắp thiên nhiên (Nguồn http://www.ecopark.com.vn)

Hiện nay, tại các nước phát triển, vật liệu có khả năng tự thoát nước đang là một giải pháp được sử dụng đồng thời với các phương pháp khác

Khoảng 50% lượng nước mưa tự nhiên được thấm vào lòng đất, 40% bốc hơi tự nhiên

và chỉ khoảng 10% lượng nước chảy vào hệ thống kênh rạch Trong đô thị, khoảng 15% lượng nước được thấm vào lòng đất do bề mặt tự nhiên đã bị thay thế bởi các công trình Kết quả là 55% lượng nước mưa được thoát thẳng xuống hệ thống thoát nước trong thành phố, gấp 5 lần so với bề mặt tự nhiên Vì vậy, hệ thống thoát nước luôn đóng vai trò quan trọng trong quy hoạch đô thị

Hình 1-14 Tỷ lệ thoát nước trước và sau khi đô thị hóa

(Nguồn ngap-ung-do-thi-3112286.html)

https://vnexpress.net/kinh-doanh/hydromedia-giai-phap-moi-cho-van-de-Tại TP HCM, mặc dù được đánh giá là đang đi đúng hướng trong bài toán chống ngập, tuy nhiên, tình trạng mưa ngập vẫn còn tiếp diễn Việc đầu tư vào hệ thống thoát nước

ở nội thành hiện nay chưa đủ, phạm vi giải quyết chỉ mới được khoảng 100 km2, trong khi diện tích đô thị hóa ở TP HCM đã lên trên 600 km2

Trong vấn đề chống ngập úng, bê tông tiêu nước Hydromedia là một giải pháp được

sử dụng tại các quốc gia phát triển Loại bê tông này tạo nhiều lỗ rỗng bên trong để có đường thoát nước cả theo chiều dọc cũng như chiều ngang Do vậy, Hydromedia có khả năng thấm nước như các bề mặt đất tự nhiên Với tính năng này, Hydromedia được dùng trong các ứng dụng như đường xe tải trọng nhỏ (xe đạp, đường nội bộ khu dân cư và chung cư hoặc khu biệt thự); lớp nền thoát nước cho sân tennis, sân golf; bãi

đỗ xe hoặc lối người đi bộ Bên cạnh đó, nhà thầu cũng có thể sử dụng sản phẩm trong thiết kế nhà ở, cụ thế như xây dựng lối đi, sân vườn, sân đậu xe, lối đi xung quanh hồ bơi…

Hình 1-15 Cơ chế hoạt động của Hydromedia

(Nguồn ngap-ung-do-thi-3112286.html)

https://vnexpress.net/kinh-doanh/hydromedia-giai-phap-moi-cho-van-de-Hydromedia được đưa vào nhiều công trình tại TP HCM từ năm 2012 Giải pháp này

đã đáp ứng được yêu cầu của chủ đầu tư cũng như đã chứng minh độ bền trong điều kiện ở Việt Nam Trong tương lai, Hydromedia sẽ được ứng dụng nhiều nữa, nhằm tạo nên những công trình xanh, phục vụ cho cuộc sống hiện đại của thành phố (Nguồn Lafarge Việt Nam)

1.3 ĐẶC ĐIỂM VÙNG NGHIÊN CỨU

1.3.1 Điều kiện tự nhiên

1.3.1.1 Vị trí địa lý

Sóc Trăng là tỉnh thuộc khu vực ĐBSCL, nằm ở cuối lưu vực sông Mê Kông Tỉnh lỵ của Sóc Trăng hiện nay là thành phố Sóc Trăng, Tọa độ địa lý nằm trong khoảng từ 9046’ đến 9048’ vĩ độ Bắc và từ 105054’ đến 105058’ độ kinh Đông Thành phố Sóc Trăng được thành lập theo Nghị định số 22/2007/NĐ-CP ngày 8 tháng 2 năm 2007 của Chính Phủ, trên cơ sở toàn bộ diện tích tự nhiên, dân số và các đơn vị hành chính của thị xã Sóc Trăng cũ

Hình 1-16 Bản đồ qui hoạch Thành phố Sóc Trăng

(Nguồn Sở Xây Dựng tỉnh Sóc Trăng)

Địa giới hành chính thành phố như sau:

 Phía Đông giáp huyện Long Phú;

 Phía Tây giáp huyện Mỹ Tú và huyện Châu Thành;

 Phía Nam giáp huyện Mỹ Xuyên;

 Phía Bắc giáp huyện Long Phú và Mỹ Tú cùng thuộc tỉnh Sóc Trăng

Thành phố Sóc Trăng có vị trí nằm ở trung tâm đầu mối giao thông đường bộ như Quốc lộ 1A, Quốc lộ 60, nằm giữa 2 tuyến Quốc lộ 91C (Nam sông Hậu) và quản lộ Phụng Hiệp, nối liền Thành phố Sóc Trăng với 2 trung tâm kinh tế lớn đó là thành phố Sóc Trăng và thành phố Hồ Chí Minh, các tỉnh Tây Nam bộ Đường thủy có sông Maspero, sông Santard đi ra Đại Ngãi dễ dàng lưu thông đến cảng Cái Côn, Cái Cui ở phía Bắc và cảng biển Trần Đề ở phía Nam,…Thành phố Sóc Trăng là một trong những đô thị trung tâm của khu vực đồng bằng sông Cửu Long, là trung tâm chính trị, kinh tế, văn hóa, khoa học kỹ thuật, đầu mối giao lưu kinh tế của tỉnh

1.3.1.2 Địa hình địa mạo

Thành phố Sóc Trăng có địa hình tương đối bằng phẳng, hướng dốc chính từ Tây Bắc xuống Đông Nam Cao độ nền trung bình là +1,5m, cao nhất từ +1,6m đến +2,0m (khu vực đất phù sa có chiều rộng khoảng 150 - 500m chạy theo hướng từ Bắc tới Nam dọc theo QL60); thấp nhất từ +0,7m đến 1,0m (đồng ruộng, ao hồ) Cấu trúc bề mặt của thành phố là trầm tích của phù sa sông, biển nên khá bền vững, ít có hiện tượng trôi, trượt hoặc bị rửa trôi, xói mòn khác

1.3.1.3 Đặc điểm khí hậu

Thành phố Sóc Trăng có chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo Nền nhiệt độ cao đều trong năm, điều kiện bức xạ dồi dào, nhiều nắng, gió với 2 mùa rõ rệt: mùa mưa bắt đầu từ giữa tháng 5 đến cuối tháng 10 và mùa khô bắt đầu từ tháng 11 đến cuối tháng 4 năm sau

mùa khô, dao động nhiệt độ trong ngày lớn hơn khoảng 150C Biên độ nhiệt dao động giữa các tháng không lớn, chỉ khoảng 2 – 30C

 Độ ẩm

Trung bình năm tại thành phố Sóc Trăng khoảng 84 – 85% Độ ẩm thay đổi phụ thuộc vào mùa mưa và mùa khô Vào mùa mưa độ ẩm không khí tương đối cao, trung bình khoảng 88 – 89% Về mùa khô độ ẩm giảm xuống trung bình khoảng 79% Độ ẩm tối cao khoảng 92%, độ ẩm không khí tối thấp là 62%

 Mưa

Thành phố Sóc Trăng có lượng mưa trung bình vào khoảng 2.100 – 2.200 mm Lượng mưa tập trung không đều trong các tháng mà phân bố thành 2 mùa đặc trưng: mùa mưa và mùa khô Mùa mưa từ tháng 5 tới tháng 11, nhưng tập trung nhiều nhất là ở các tháng 8,9,10 Các tháng trong mùa mưa chiếm trên 90% lượng mưa cả năm Các tháng mùa khô từ tháng 12 tới tháng 4 năm sau chỉ chiếm khoảng 10% tổng lượng mưa Có những tháng hầu như không có mưa (tháng 1 và 2) Lượng bốc hơi tương đối cao, trung bình 25mm/ngày Vào các tháng mùa khô lượng bốc hơi trong không khí lên tới 30 – 40 mm/ngày Các tháng mùa mưa lượng bốc hơi không khí thấp hơn khoảng 16 – 25mm/ngày

từ hướng Tây Nam đến Tây Bắc và hướng Đông Tốc độ gió trung bình khoảng 3 – 6m/giây Tuy nhiên nhiều cơn gió mạnh trong mưa có thể đạt tốc độ 25 – 35m/giây Thành phố Sóc Trăng ít chịu ảnh hưởng của gió bão

1.3.1.4 Thủy văn

Chế độ thủy văn trong phạm vi thành phố cũng như trên toàn tỉnh bị chi phối thủy triều biển Đông, dạng bán nhật triều không đều, với đặc điểm chính: đỉnh triều cao, chân triều thấp, mực nước bình quân thiên về chân triều Biên độ triều tại Đại Ngãi: tháng 10 là 1,89m, tháng 11 là 1,84m, tăng dần lên 1,98 m vào tháng 1; 2,07 vào tháng 2; 2,18 m vào tháng 3, chân triều thấp nhất vào tháng 6 (-1,03m), cao nhất vào tháng

11 (-0,24m)

Thành phố Sóc Trăng có 2 kênh chính là Maspero, Santard và 9 kênh nhánh khác Các kênh này chủ yếu là kênh đào nhằm phục vụ mục tiêu chính là tưới tiêu thủy lợi, thoát cấp nước đô thị và vận tải thủy Độ rộng của kênh Maspero (hay kênh Cầu Quay) và kênh Santard khoảng 40 – 60 m; các kênh nhánh khác có chiều rộng từ 8 – 20m Các kênh trong thành phố Sóc Trăng đều bị ảnh hưởng thủy triều lên xuống 2 lần trong ngày Mực nước thủy triều tại thành phố dao động trung bình từ 0,4 đến 1,4 m Hầu hết dòng chảy trên các kênh rạch là dòng chảy 2 chiều trong phần lớn thời gian trong năm Nét nỗi bật trong đặc điểm thủy văn của thành phố là không bị ngập lũ, ảnh hưởng của thủy triều khá mạnh, là những thuận lợi cho phát triển cây trồng và tăng hệ

số sử dụng đất

1.3.2 Điều kiện kinh tế xã hội

Thành phố Sóc Trăng là trung tâm chính trị, kinh tế, văn hoá - xã hội và là đầu mối giao lưu kinh tế quan trọng của tỉnh Sóc Trăng Theo Niên giám thống kê tỉnh Sóc Trăng năm 2015, dân số trung bình của thành phố Sóc Trăng năm 2015 là 137.899 người (chiếm gần 35 % dân số trung bình thành thị của toàn tỉnh Sóc Trăng), với diện tích hiện có của thành phố là 76,16km2 thì mật độ dân số trung bình là khoảng 1.810 người/km2, gấp 5 lần mật độ dân số trung bình của toàn tỉnh Sóc Trăng (396 người/km2) Dân số trung bình của thành phố Sóc Trăng biến động qua các năm như sau