Luận văn thạc sĩ ứng dụng mô hình mike urban tính toán thoát nước cho thành phố hà tĩnh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Lê Thúy Chiên ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE URBAN TÍNH TỐN THỐT NƯỚC CHO THÀNH PHỐ HÀ TĨNH DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2019 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Lê Thúy Chiên ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE URBAN TÍNH TỐN THỐT NƯỚC CHO THÀNH PHỐ HÀ TĨNH DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chuyên ngành: Thủy văn học Mã số: 8440224.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN QUANG HƯNG Hà Nội – 2019 LỜI CẢM ƠN Luận văn “Ứng dụng mơ hình Mike Urban tính tốn thoát nước cho thành phố Hà Tĩnh tác động Biến đổi khí hậu” hồn thành với đúc kết kinh nghiệm mơ hình thủy văn đô thị kiến thức chuyên ngành thủy văn tơi chương trình cao học Khoa Khí tượng, Thủy văn Hải dương học Tôi xin chân thành cảm ơn hướng dẫn nhiệt tình, tận tâm TS Nguyễn Quang Hưng giúp đỡ tơi hồn thành luận văn trình học tập Xin chân thành cảm ơn truyền đạt kiến thức tận tâm, hỗ trợ quý báu thầy cô Bộ môn Thủy văn Tài nguyên nước Khoa q trình tơi học tập Trường Trong q trình thực luận văn cảm ơn lãnh đạo, đồng nghiệp phịng Khí tượng Thủy văn - Viện Quy hoạch Thủy lợi hỗ trợ, động viên, giúp đỡ để tơi có điều kiện hồn thành luận văn chương trình học Do giới hạn thời gian hạn chế số liệu hạn chế kinh nghiệm nghiên cứu nên luận văn không tránh thiếu sót Tơi mong ý kiến đóng góp q báu thầy cơ, bạn bè, đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện Xin trân trọng cảm ơn! Tác giả luận văn Lê Thúy Chiên i MỤC LỤC MỤC LỤC ii DANH MỤC BẢNG BIỂU v DANH MỤC HÌNH VẼ vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT xi MỞ ĐẦU .1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu .2 Phương pháp nghiên cứu Tóm tắt nội dung luận văn Chương TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan địa lý tự nhiên kinh tế - xã hội thành phố Hà Tĩnh 1.1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên 1.1.2 Đặc điểm khí hậu .6 1.1.3 Đặc điểm mạng lưới sông ngòi 11 1.1.4 Đặc điểm thủy văn 15 1.1.5 Hiện trạng phương hướng phát triển kinh tế - xã hội 17 1.2 Tổng quan ngập lụt đô thị 21 1.2.1 Các nguyên nhân biện pháp phòng, chống ngập lụt đô thị 21 1.2.2 Các vấn đề nước thị Thành phố Hà Tĩnh 23 1.3 Tổng quan Biến đổi khí hậu Hà Tĩnh 27 1.3.1 Xu biến đổi khí hậu Hà Tĩnh 27 ii 1.3.2 Kịch biến đổi khí hậu cho tỉnh Hà Tĩnh 29 Chương CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .32 2.1 Phương pháp tiếp cận luận văn 32 2.2 Phương pháp nghiên cứu .33 2.2.1 Phương pháp hệ thống thông tin địa lý GIS .33 2.2.2 Phương pháp mơ hình 34 2.3 Ứng dụng mơ hình Mike Urban 40 2.3.1 Một số ứng dụng Mike Urban Việt Nam 40 2.3.2 Một số ứng dụng Mike Urban giới 42 Chương ỨNG DỤNG MƠ HÌNH MIKE URBAN TÍNH TỐN THỐT NƯỚC CHO THÀNH PHỐ HÀ TĨNH DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 44 3.1 Thiết lập trạng hệ thống thoát nước thành phố Hà Tĩnh 44 3.1.1 Số liệu thu thập .44 3.1.2 Thiết lập mơ hình .45 3.1.3 Kết mơ phỏng, kiểm định mơ hình 53 3.2 Đánh giá trạng hệ thống thoát nước thành phố .61 3.2.1 Lựa chọn tần suất thiết kế trận mưa điển hình 61 3.2.2 Tính tốn đánh giá trạng thoát nước thành phố 63 3.3 Tính tốn nước cho thành phố Hà Tĩnh tác động BĐKH .66 3.3.1 Kịch biến đổi khí hậu cho thành phố Hà Tĩnh 66 3.3.2 Đánh giá kết tính tốn nước cho thành phố Hà Tĩnh điều kiện biến đổi khí hậu 71 3.3.3 Đề xuất giải pháp thoát nước cho thành phố Hà Tĩnh điều kiện biến đổi khí hậu 76 iii KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 PHỤ LỤC 90 iv DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Nhiệt độ tháng, năm trung bình nhiều năm trạm Bảng 1.2 Độ ẩm tương đối tháng, năm trung bình nhiều năm trạm .7 Bảng 1.3 Lượng bốc ống piche trung bình nhiều năm trạm .8 Bảng 1.4 Tổng số nắng tháng, năm trạm Bảng 1.5 Lượng mưa tháng năm trung bình nhiều năm số trạm 10 Bảng 1.6 Hiện trạng tuyến đê bảo vệ thành phố Hà Tĩnh 15 Bảng 1.7 Mực nước lũ cao năm vị trí 15 Bảng 1.8 Hiện trạng phân bố dân cư thành phố Hà Tĩnh .17 Bảng 3.1 Dữ liệu hệ thống thoát nước trạng 46 Bảng 3.2 Phần trăm không thấm nước ban đầu theo lớp tính tốn 52 Bảng 3.3 Bảng độ ngập thực đo tính tốn vị trí hiệu chỉnh 54 Bảng 3.4 Bảng độ ngập thực đo tính tốn vị trí kiểm định .57 Bảng 3.5 Lượng mưa lớn thời đoạn tần suất tương ứng năm 2015, 2016, 2017 62 Bảng 3.6 Cường độ mưa trạm Hà Tĩnh thời đoạn giai đoạn lặp lại theo số liệu thực đo giai đoạn (1984 – 2014) 67 Bảng 3.7 Lượng mưa trạm Hà Tĩnh thời đoạn giai đoạn lặp lại theo số liệu thực đo giai đoạn (1984 – 2014) 67 Bảng 3.8 Cường độ mưa thời đoạn giai đoạn lặp lại trạm Hà Tĩnh vào kỷ 21 theo trường hợp có khả 69 Bảng 3.9 Cường độ mưa thời đoạn giai đoạn lặp lại trạm Hà Tĩnh vào kỷ 21 theo trường hợp có tác động cao 69 v Bảng 3.10 Kết tính tốn phương án thay đổi phần trăm khơng thấm số vị trí .78 Bảng 3.11 Kết thay đổi diện tích phương án theo cấp độ ngập 80 Bảng 3.12 Kết tính tốn phương án bổ sung trạm bơm số vị trí 83 Bảng PL: Các tuyến kênh, mương thành phố Hà Tĩnh 90 vi DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Bản đồ hành thành phố Hà Tĩnh .4 Hình 1.2: Xu biến đổi mực nước lớn trạm Thạch Đồng 16 Hình 1.3: Quy hoạch sử dụng đất đến 2020 theo thành phố Hà Tĩnh .19 Hình 1.4: Tình trạng ngập tuyến đường thành phố Hà Tĩnh 25 Hình 1.5: Tình trạng ứ tắc hố ga xả rác 25 Hình 1.6: Xu biến đổi lượng mưa 1, 3, ngày lớn trạm Hà Tĩnh 29 Hình 2.1: Sơ đồ triển khai bước ứng dụng Mike Urban luận văn .32 Hình 2.2: Sơ đồ hệ thống quản lý mơ hình Mike Urban - MOUSE 35 Hình 2.3: Sơ đồ tính tốn mưa – dịng chảy 36 Hình 2.4: Dữ liệu mưa đầu vào Dữ liệu mưa mơ hình áp dụng 37 Hình 2.5: Sơ đồ tính tốn dịng chảy hệ thống thoát nước chiều 38 Hình 2.6: Sơ đồ kết hợp mơ hình chiều chiều 39 Hình 3.1: Bản đồ DEM khu vực nghiên cứu 45 Hình 3.2: Thông số hố ga thiết lập hệ thống hố ga cho TP Hà Tĩnh .46 Hình 3.3: Thông số đường ống thiết lập hệ thống đường ống cho TP Hà Tĩnh 47 Hình 3.4: Kết phân chia lưu vực (catchment) hệ thống thoát nước 48 Hình 3.5 Xử lý số liệu địa hình GIS 49 Hình 3.6: Thiết lập tính tốn dịng chảy tràn 2D .49 Hình 3.7: Hệ thống thoát nước trạng TP Hà Tĩnh CAD Mike Urban 50 Hình 3.8: Trắc dọc tuyến đường Hải Thượng Lãn Ông 50 Hình 3.9: Thơng số lưu vực (catchment) hệ thống nước 52 vii Hình 3.10: Diễn biến trận mưa hiệu chỉnh mơ hình ngày 23/04/2015 trạm Hà Tĩnh 54 Hình 3.11: Bản đồ độ ngập sâu kết hiệu chỉnh GE .55 Hình 3.12: Trắc dọc đoạn đường Nguyễn Du từ Nguyễn Huy Tự đến Nguyễn Cơng Trứ dịng chảy tràn điểm ngập sâu 56 Hình 3.13: Trắc dọc đoạn đường Lê Ninh dịng chảy tràn điểm ngập sâu .56 Hình 3.14: Trắc dọc đoạn đường Hải Thượng Lãn Ông – Xuân Diệu dòng chảy tràn điểm ngập sâu .56 Hình 3.15: Diễn biến trận mưa kiểm định mơ hình ngày 16/09/2015 trạm Hà Tĩnh 57 Hình 3.16: Bản đồ độ ngập sâu kết kiểm định GE 58 Hình 3.17: Trắc dọc đoạn đường Lê Ninh dòng chảy tràn điểm ngập sâu .59 Hình 3.18: Trắc dọc đoạn đường Nguyễn Du từ Nguyễn Huy Tự đến Nguyễn Cơng Trứ dịng chảy tràn điểm ngập sâu 60 Hình 3.19: Trắc dọc đoạn đường Hải Thượng Lãn Ơng – Xn Diệu dịng chảy tràn điểm ngập sâu .60 Hình 3.20: Trận mưa điển hình ngày 14 – 15/10/2016 .63 Hình 3.21: Bản đồ độ ngập sâu với mưa thiết kế 2% GE 64 Hình 3.22: Đoạn đường Lê Duẩn, khu thị sơng Đà dịng chảy tràn điểm ngập sâu .64 Hình 3.23: Tuyến đường Xơ Viết Nghệ Tĩnh dịng chảy tràn điểm ngập sâu 65 Hình 3.24: Đoạn đường Nguyễn Du – Lê Ninh dòng chảy tràn điểm ngập sâu 65 Hình 3.25: Đường IDF mưa trạm Hà Tĩnh vào kỷ 21 theo trường hợp có khả 68 viii Tăng diện tích thấm vỉa hè, lòng đường Bể ngầm khu dân cư, nhà riêng Bê tông thoát nước Vỉ trồng thoát nước Hệ thống ngầm trữ, lọc nước mưa Hệ thống ngầm trữ điều tiết nước mưa Hình 3.36: Một số biện pháp làm thay đổi dòng chảy từ mưa vào hệ thống thoát nước Các biện pháp yếu tố mặt đệm xây dựng thực tế phụ thuộc nhiều yếu tố kinh tế, sách hay mức độ quan tâm đầu tư nên luận văn thay đổi phần trăm khơng thấm tương ứng với khả sử dụng biện pháp để giảm dòng chảy mặt tập trung vào hố ga tuyến đường thường xuyên xảy ngập úng Theo số nghiên cứu với bề mặt có phần trăm khơng thấm thay đổi lượng dịng chảy tràn bề mặt thay đổi tương ứng Với bề mặt phủ tự nhiên có 77 10% lượng dịng chảy, với bề mặt có phần trăm khơng thấm từ 10 ÷ 20% dòng chảy bề mặt sản sinh 20%, tương ứng với phần trăm khơng thấm từ 35 ÷ 50% từ 75 ÷ 100% 30% 50% lượng dòng chảy bề mặt sản sinh (US EPA - United States Environmental Protection Agency) Với biện pháp thay đổi phần trăm khơng thấm tính tốn với phương án + Phương án thay đổi khu vực có phần trăm không thấm lớn 75% giảm xuống 75% - PA RI75% Tương ứng với phương án đề xuất dòng chảy bề mặt sản sinh từ mưa khu vực thay đổi 50% + Phương án thay đổi khu vực có phần trăm khơng thấm lớn 50% giảm xuống 50% - PA RI55% Và tương ứng với có 30% lượng dịng chảy bề mặt tính từ mưa lưu vực áp dụng Về độ sâu ngập, kết tính tốn thể chi tiết bảng 3.10 hình từ 3.36 đến 3.38 Trên tuyến đường thường xun ngập sâu kết tính tốn từ PA RI75% giảm thấp kết tính PA RI50% Với PA RI75% mực nước giảm hiệu từ ÷ 4cm Trong PA RI50% cho kết tốt mực nước giảm từ 10 ÷ 14cm Bảng 3.10 Kết tính tốn phương án thay đổi phần trăm khơng thấm số vị trí Đơn vị: m Tuyến đường/ Kịch Lê Ninh Nguyễn Du Nguyễn Công Trứ RCP8.5 kỷ 0,89 0,86 0,91 Hải Thượng Lãn Ơng – Nguyễn Cơng Trứ 0,80 PA RI75% 0,85 0,84 0,88 PA RI50% 0,75 0,76 ΔH PA RI75% -0,04 ΔH PA RI50% -0,14 Nguyễn Biểu Phan Đình Phùng 0,80 0,80 0,80 0,77 0,76 0,78 0,70 0,70 0,67 -0,02 -0,03 0,00 -0,03 -0,04 -0,10 -0,13 -0,10 -0,10 -0,13 78 Hình 3.37: Dịng chảy tràn điểm ngập sâu tuyến đường Lê Ninh kịch RCP8.5 thời đoạn kỷ kịch giảm phần trăm khơng thấm Hình 3.38: Dịng chảy tràn điểm ngập sâu tuyến đường Phan Đình Phùng kịch RCP8.5 thời đoạn kỷ kịch giảm phần trăm khơng thấm Hình 3.39: Trắc dọc tuyến đường Hải Thượng Lãn Ông – Lê Ninh với kịch RCP8.5 thời đoạn kỷ kịch giảm phần trăm không thấm 79 Ghi chú: - Đường sẫm màu: Kịch RCP8.5 thời đoạn kỷ - Đường xanh dương: Kịch RCP8.5 thời đoạn kỷ với lưu vực có phần trăm khơng thấm 75% giảm 75% - Đường xanh lá: Kịch RCP8.5 thời đoạn kỷ với lưu vực có phần trăm khơng thấm 50% giảm cịn 50% Về diện tích ngập, kết tính tốn thể bảng 3.11 Diện tích ngập cấp độ sâu tính tốn theo phương án giảm đáng kể so với kịch với diện tích ngập sâu từ 0,40 ÷ 0,80m giảm rõ rệt cấp độ từ 0,10 ÷ 0,40m từ 0,80 ÷ 1,20m Bảng 3.11 Kết thay đổi diện tích phương án theo cấp độ ngập Đơn vị: Tuyến đường/ Kịch RCP8.5 kỷ PA RI75% PA RI50% ΔH PA RI75% ΔH PA RI50% Độ sâu ngập từ 0,10 ÷ 0,40m 534 529 513 -6 -21 Độ sâu ngập từ 0,40 ÷ 0,80m 363 286 239 -76 -124 Độ sâu ngập từ 0,80 ÷ 1,20m 137 107 94 -30 -42 3.3.3.2 Bổ sung trạm bơm cuối kênh tiêu Các trạm bơm thiết kế chủ yếu sử dụng trường hợp mưa lớn, lũ nhanh, cống qua đê đóng lại để ngăn lũ từ sông vào nội đồng Trạm bơm sử dụng để tiêu động lực từ nội đồng sông Bổ sung trạm bơm cống Đập Bợt cuối kênh T1 thoát nước cho khu vực Thạch Quý, Bắc Hà Trạm bơm cống Vạn Hạnh cuối kênh tiêu T4 hồ Thạch Trung thoát nước cho phường Nguyễn Du, Trần Phú, Thạch Trung Trạm bơm cống Đập Vịt cuối kênh tiêu T3 thoát nước cho phường Trần Phú Các trạm bơm có cơng suất từ 15 ÷ 35m3/s Xác định lưu lượng mực nước lớn nhất, diễn biến dòng chảy cuối 80 đường ống dự định lắp đặt từ đưa mực nước bắt đầu hoạt động máy bơm công suất máy bơm Hình 3.40: Bản đồ ngập với kịch mưa BĐKH RCP8.5 thời kỳ kỷ trước bổ sung trạm bơm Hình 3.41: Bản đồ ngập với kịch mưa BĐKH RCP8.5 thời kỳ kỷ sau bổ sung trạm bơm 81 Hình 3.42: Trắc dọc tuyến đường Hải Thượng Lãn Ông – Lê Ninh với kịch RCP8.5 thời đoạn kỷ sau bổ sung trạm bơm Hình 3.43: Trắc dọc tuyến đường Hải Thượng Lãn Ông bổ sung với kịch RCP8.5 thời đoạn kỷ sau bổ sung trạm bơm 82 Hình 3.44: Trắc dọc tuyến đường Lê Duẩn – Vụ Quang với kịch RCP8.5 thời đoạn kỷ sau bổ sung trạm bơm Ghi chú: - Đường màu đỏ: Kịch RCP8.5 thời đoạn kỷ - Đường xanh dương: Kịch RCP8.5 thời đoạn kỷ với phương án thay đổi phần trăm không thấm thêm trạm bơm Trên hình 3.39 3.40 thể thay đổi độ sâu ngập lớn trên toàn thành phố Các tuyến đường có độ ngập 0,40m (các điểm màu xanh nhạt xanh lá) độ ngập từ 0,10 ÷ 0,20m (các điểm màu xanh dương) giảm so với trước lắp thêm trạm bơm Tương ứng diện tích ngập từ 0,10 ÷ 0,40m 534ha cịn 436ha, từ 0,40 ÷ 1,20m từ 499ha cịn 465ha Bảng 3.12 Kết tính tốn phương án bổ sung trạm bơm số vị trí Trạm bơm (m3/s) Đập Vạn Đập Bợt Hạnh Vịt RCP8.5 kỷ 0 PA TB 15 25 35 ΔH PA TB Độ ngập sâu tuyến đường (m) Hải Thượng Nguyễn Nguyễn Lãn Ông – Nguyễn Phan Lê Ninh Cơng Du Nguyễn Biểu Đình Phùng Trứ Cơng Trứ 0.89 0.86 0.91 0.80 0.80 0.80 0.74 0.75 0.78 0.70 0.70 0.73 -0.15 -0.11 -0.13 -0.10 -0.10 -0.07 Độ sâu ngập sau lắp đặt thêm trạm bơm cuối kênh tiêu nước số tuyến đường giảm từ 0.07 ÷ 0.15m so với kết tính kịch BĐKH RCP8.5 giai đoạn kỷ Các trạm bơm lắp đặt không làm giảm hết tuyến đường bị ngập làm giảm độ sâu ngập đáng kể tuyến đường thường xun ngập Với diện tích ngập từ 0,10 ÷ 1,20m 990ha, tương đương với kịch PA RI50% Biện pháp giảm phần trăm không thấm lắp thêm trạm bơm có đóng góp lớn việc giảm áp lực điểm tập trung nước tuyến đường thường xuyên ngập úng Với biện pháp lắp đặt trạm bơm nâng cao cơng suất để đạt hiệu tốt nhiên áp dụng thực tế cần tính tốn đến chi phí lợi ích đầu tư 83 Để giảm thiểu độ sâu ngập tốt cần áp dụng biện pháp cơng trình cải tạo hệ thống nước bổ sung hồ điều hòa theo quy hoạch 3.3.3.3 Các biện pháp khác a Cải tạo hệ thống thoát nước Ngồi việc can thiệp vào q trình thủy văn cần có cải tạo hệ thống nước trạng nước thành phố nhiều điểm chưa hợp lý Những điểm chưa hợp lý thể tình trạng ngập úng thường xuyên có xây dựng mới, cải tạo hệ thống thoát nước cũ Một cải tạo cần thiết kể đến chuyển hướng dòng chảy số điểm ngập cục đấu nối tuyến thoát nước Tại khu đô thị sông Đà cần chuyển hướng theo kênh phía Tây thành phố đổ sơng Cầu Đông Việc chuyển hướng làm giảm áp lực thoát nước dồn lên tuyến đường Lê Duẩn – Hàm Nghi – Vụ Quang; Đấu nối thoát nước tuyến Nguyễn Du bổ sung qua kênh tiêu T8; Đấu nối thoát nước tuyến đường thuộc phường Nam Hà qua hồ Bồng Sơn qua đập Cót vào sơng Rào Cái; Áp dụng thiết kế số nơi tiêu thoát nước tốt với đường ống trịn kích thước 1,0 ÷ 1,2m sang nơi úng ngập tuyến Phan Đình Phùng, Phan Đình Giót Kết nối đoạn ống cũ với đường xây đảm bảo hiệu thoát nước với hướng nước chảy theo hướng nước hệ thống kênh tiêu thành phố b Bổ sung hồ điều hịa Hướng nước vùng hệ thống sơng xung quanh thành phố gồm sông Cày, sông Rào Cái, sông Cầu Đông, sông Cầu Phủ Theo quy hoạch Điều chỉnh quy hoạch xây thêm hồ điều hòa ven thành phố phường Đại Nài, Văn Yên, Thạch Hưng, Thạch Môn, Thạch Hạ, Thạch Trung, giảm tối đa diện tích ngập trung tâm thành phố, xử lý nước thải tạo cảnh quan cho du lịch Các hồ điều hịa xây dựng có cao độ đáy – 0.5m cao độ bờ từ ÷ 2,5m (Tương ứng với San cao độ xây dựng ≥ + 2,5m, ứng với tần suất P = 5%) 84 Luận văn áp dụng biện pháp cải tạo xây hồ nêu thiết lập mơ hình, nhiên kết chưa cao, độ sâu ngập giảm khơng đáng kể nơi có áp dụng cải tạo xây Độ sâu ngập theo diện toàn hệ thống chưa đạt kết mong đợi (Hình 3.44) Hình 3.45: Trắc dọc tuyến đường Hải Thượng Lãn Ông – Lê Ninh với kịch RCP8.5 thời đoạn kỷ áp dụng biện pháp khác Các biện pháp giảm thiểu độ sâu ngập tồn TP đạt hiệu cao áp dụng tổng hợp, đồng bền vững Mức độ quan tâm nên đặt nhiều vào q trình sinh dịng chảy từ mưa trình điều tiết lượng nước gia nhập vào hệ thống nước làm giảm áp lực tốt cho hệ thống thoát nước TP Tương tự biện pháp áp dụng phịng lũ hệ thống sơng lớn trồng rừng (yếu tố mặt đệm), hồ thủy điện (ngăn nước lũ giảm dòng chảy lũ hạ du) 85 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Luận văn ứng dụng mơ hình Mike Urban thiết lập mơ hình trạng nước cho thành phố Hà Tĩnh Tiến hành hiệu chỉnh kiểm định mơ hình với trận mưa năm 2015 Kết mơ hình cho thấy xuất vị trí úng ngập, mức độ úng ngập đường trùng với kết khảo sát hai trận mưa sử dụng để hiệu chỉnh kiểm định mơ hình Luận văn tính tốn thoát nước cho thành phố Hà Tĩnh tác động Biến đổi khí hậu với tính tốn cho thời kỳ thập kỷ kịch BĐKH phương án dễ xảy phương án tác động cao (kịch RCP4.5 RCP8.5) Kết tính tốn cho thấy, thời đoạn kỷ kịch RCP8.5 có tác động cao mức độ ngập sâu kịch có khả nhất, với diện tích ngập rộng Cả hai kịch cho thấy diện tích ngập xuất hầu hết tuyến đường với diện tích độ ngập từ 0,10 ÷ 1,20m tăng lên 890ha 1034ha theo kịch bản, độ ngập thấp từ 0,10 ÷ 0,30m, độ ngập sâu 1,00m Luận văn đề xuất giải pháp giảm thiểu mức độ ngập lụt tuyến đường điều kiện BĐKH với kịch tác động cao cho giai đoạn kỷ 21, cuối kỷ cường độ mưa có xu giảm thời đoạn ngắn tăng thời đoạn dài Các đề xuất bao gồm biện pháp thay đổi yếu mặt đệm bổ sung trạm bơm cuối kênh tiêu Kiểm tra tính hiệu biện pháp đề xuất thay đổi yếu tố mặt đệm (phần trăm khơng thấm) mơ hình Kết tính tốn cho thấy biện pháp có hiệu tương đối tốt Các tuyến đường thường xuyên ngập sâu kết tính tốn từ PA RI75% giảm thấp kết tính PA RI50% Với PA RI75% mực nước giảm hiệu từ ÷ 4cm Trong PA RI50% cho kết tốt mực nước giảm từ 10 ÷ 14cm Với diện tích ngập từ 0,10 ÷ 0,40m giảm từ 1034ha xuống 921ha 846ha 86 Trong điều kiện BDKH, để giảm thiểu ngập lụt cho TP Hà Tĩnh cần áp dụng tổng hợp biện pháp ứng phó phi cơng trình cơng trình để có hiệu cao Kiến nghị Với tốc độ đô thị hóa Hà Tĩnh tương lai tuyến cống trạng khơng cịn đáp ứng áp lực thoát nước lượng mưa dồn trực tiếp vào hố ga, cộng thêm việc đường cống hầm ga bị xuống cấp, thêm vào lắng đọng rác ùn ứ gây cản trở tăng độ nhám dẫn đến việc thoát nước chậm khó khăn Hệ thống kênh sẵn có khơng nạo vét thường xuyên bị xây dựng lấn chiếm làm chặn đường tiêu nước Kết nối hệ thống thoát nước cũ chưa đồng dẫn đến lượng nước cần tiêu thoát bị ứ lại tuyến đường có cốt cao Vì vậy, việc cần thiết phải thường xuyên tu, nạo vét tuyến kênh Giải điểm tắc nghẽn tuyến thoát nước Cần xây dựng mới, nâng cao khả điều tiết hồ điều hòa công suất trạm bơm 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Phạm Mạnh Cổn, Đặng Đình Khá, Đặng Đình Đức, Nguyễn Mạnh Khải, Phạm Quang Hà, Trần Ngọc Anh (2013), Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ: Nghiên cứu mô trận ngập lụt 2008 nội thành Hà Nội đề xuất số giải pháp thoát úng cục Nguyễn Quang Bình, Trần Lưu Phước, Nguyễn Thế Hùng, Đại học Bách khoa Đà Nẵng (2016), Ứng dụng mơ hình Mike Urban để đánh giá hệ thống thoát nước mưa quận Cẩm Lệ, Thành phố Đà Nẵng Báo cáo nghiên cứu khả thi Dự án Cải thiện môi trường đô thị miền Trung Tiểu dự án Hà Tĩnh (2003) Biên hội - Thành lập đồ tài nguyên nước đất tỷ lệ 1:200.000 cho tỉnh Hà Tĩnh Các báo cáo cơng tác phịng chống thiên tai UBND tỉnh Hà Tĩnh, năm 2015 – 2017 Điều chỉnh Quy hoạch chung thành phố Hà Tĩnh vùng phụ cận đến năm 2030 tầm nhìn đến năm 2050 GS.TS Trần Đình Hịa, Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam “Tư vấn kỹ thuật mô hình thủy văn/thủy lực lưu vực sơng Rào Cái mơ hình nước thành phố Hà Tĩnh, tỉnh Hà Tĩnh” (2016) PGS TS Nguyễn Văn Lai (2005), Thủy văn đô thị QĐ-TTg (2012), Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Hà Tĩnh đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2050 10 GS TS Lê Sâm, ThS Phạm Thế Vinh, ThS Nguyễn Đình Vượng, ThS Trần Minh Tuấn – Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam (2009), Tạp chí Khí tượng Thủy văn, Ứng dụng mơ hình Mike Mouse để mơ chế độ thủy lực phục vụ tiêu thoát nước lưu vực rạch Ruột Ngựa – TP Hồ Chí Minh 11 Viện Quy hoạch Thủy lợi (2015), Quy hoạch chống lũ chi tiết tuyến sơng có đê tỉnh Hà Tĩnh giai đoạn 2015 – 2020 định hướng đến 2030 88 12 Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đổi khí hậu (2016), Báo cáo kết dự án Tư vấn kỹ thuật phân tích khí hậu tương lai phục vụ công tác quản lý tài nguyên nước Hà Tĩnh 13 TCVN 7957:2008 Thoát nước – Mạng lưới cơng trình bên ngồi – Tiêu chuẩn thiết kế Tiếng Anh 14 DHI – 2014: MIKE URBAN Manuals 15 Ole Mark, Terry van Kalken, K Rabbi, Jesper Kjelds (2001), A MOUSE GIS study of the Drainage in Dhaka city 16 Peter Stahre, Ben Urbonas (1999), Storm Water detention for drainage, water quality, and CSO management 17 Qinghu Luan, Kun Zhang, Jiahong Liu, Dong Wang, and Jun Ma (2018), The application of Mike Urban model in draingae and waterlogging in Lingchen county, China 18 V Vidyapriya and Dr M Ramalingam - Research Scholar, Director, Institute of Remote Sensing, Anna University, Chennai-25, Tamil Nadu, India, Flood Modelling using MIKE URBAN Software: An Application to Jafferkhanpet watershed Websites 19 Trang báo điện tử baohatinh.vn 20 Trang báo điện tử thành phố Hà Tĩnh hatinhcity.gov.vn 21 Trang thông tin điện tử Công ty TNHH Việt Nam – Đan Mạch -VidaGIS https://www.vidagis.com 89 PHỤ LỤC Bảng PL: Các tuyến kênh, mương thành phố Hà Tĩnh Phan Đình Phùng Đặng Dung Nguyễn Tất Thành Nguyễn Hữu Thái Nguyễn Chí Thanh Nguyễn Cơng Trứ Cao Thắng Hàm Nghi Hải Thượng Lãn Ông 10 11 Trần Phú Hà Huy Tập Loại mương Tròn Hộp Tròn Tròn Hộp Tròn Hộp Hộp Tròn Tròn Tròn Hộp Tròn Hộp Hộp 12 Lý Tự Trọng Hộp 13 14 15 16 Phan Đình Giót Vũ Quang Nguyễn Thiếp Xuân Diệu 17 18 19 Nguyễn Biểu Nguyễn Du Nguyễn Du kéo dài 20 Huy Tự 21 22 23 24 25 26 27 28 Minh Khai Xo Viết Nghệ Tĩnh Võ Liêm Sơn Tuyến T5-1 Tuyến T5-B Tuyến T7-B Tuyến T4-B Tuyến T3-A Tròn Hộp Tròn Hộp Tròn Tròn Hộp Tròn Hộp Hộp Hộp Hộp Tròn Tròn Tròn Hộp Hộp Hộp Hộp Hộp Hộp TT Tuyến mương 90 Chiều dài (km) Kích thước (mm) 1.4x2=2.8 0.13x2=0.26 0.47x2=0.94 0.25x2=0.50 0.3x2=0.60 0.56x2=1.3 0.56x2=1.3 0.92x2=1.84 1.17x2+0.09=2.43 0.12x2=0.24 2.065x2=4.13 1+0.75=1.75 0.577x2+0.25=1.404 1.8x2=3.6 2.7x2=5.4 0.896x20.259=2.034 0.68x2=1.36 0.7x2=1.4 0.464x2=0.93 0.7x2=1.4 0.74x2=1.48 0.905x2=1.81 1.4x2=2.8 3.809x2=7.61 0.58x2=1.16 0.58x2=1.16 0.605x2=1.21 0.585x2=1.17 0.363+0.365=0.728 0.4x2=0.8 1.4x2=2.8 0.4x2=0.8 137.1 298 597 768 300 D800 500x650 D800 D800 D800 D800 450x750 1000x1000 D800 D800 D1000 800x1500 D800 800x900 800x900 600x700 D600 800x1200 D600 700x1200 D800 D800 700x1200 D1000 600x700 600x700 700x900 600x800 D800 D700 D1000 800x1000 1000x1000 2500x1200 1000x800 1600x1000 2500x1400 TT Tuyến mương 32 33 34 35 Tuyến T3-B Tuyến T1-B Tuyến T1-A (mương đôi) Tuyến T2-A Tuyến T2-3 Lê Duẩn Khu Sông Đà 36 Lê Duẩn kéo dài 37 TĐC 01 p Hà Huy Tập 38 39 26/3 Đồng Quế 40 Quang Trung 29 30 31 Loại mương Hộp Hộp Chiều dài (km) Kích thước (mm) 540 687.15 2500x1400 2500x1000 Hộp 790.97 (1500x1500)x1800 Hộp Hộp Tròn Hộp Hộp Hộp Tròn Hộp Hộp Hộp Hộp Hộp Hộp Tròn 46.16 962.4 0.273x2 7.577 0.53542 0.3995 0.036 0.21 0.16257 0.19202 2.5 0.328 0.326 1.21x2-0.1=2.17 2500x1200 1200x1350 D1000 600x900 800x900 1000x900 D600 1200x1200 600x800 600x600 400x600 600x600 500x700 D1000 91 ... cần có giải cho tốn ngập lụt cho thành phố Hà Tĩnh tương lai Mục tiêu nghiên cứu - Thiết lập trạng nước thành phố Hà Tĩnh sử dụng mơ hình Mike Urban - Tính tốn nước cho thành phố Hà Tĩnh tác động... khí hậu cho thành phố Hà Tĩnh 66 3.3.2 Đánh giá kết tính tốn nước cho thành phố Hà Tĩnh điều kiện biến đổi khí hậu 71 3.3.3 Đề xuất giải pháp thoát nước cho thành phố Hà Tĩnh điều... 8440224.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN QUANG HƯNG Hà Nội – 2019 LỜI CẢM ƠN Luận văn ? ?Ứng dụng mơ hình Mike Urban tính tốn thoát nước cho thành phố Hà Tĩnh tác