Xây dựng mô hình thích hợp cho tính toán hệ thống công trình tổng hợp tiêu thoát nước đô thị vùng ảnh hưởng triều

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO - BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI VIỆT NAM VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI MIỀN NAM ĐẶNG THANH LÂM XÂY DỰNG MƠ HÌNH THÍCH HỢP CHO TÍNH TỐN HỆ THỐNG CƠNG TRÌNH TỔNG HỢP TIÊU THỐT NƯỚC ĐƠ THỊ VÙNG ẢNH HƯỞNG TRIỀU LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT TP Hồ Chí Minh, 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO - BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI VIỆT NAM VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI MIỀN NAM ĐẶNG THANH LÂM XÂY DỰNG MƠ HÌNH THÍCH HỢP CHO TÍNH TỐN HỆ THỐNG CƠNG TRÌNH TỔNG HỢP TIÊU THỐT NƯỚC ĐÔ THỊ VÙNG ẢNH HƯỞNG TRIỀU Chuyên ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước Mã ngành: 62 58 02 12 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Cán hướng dẫn: GS.TS Nguyễn Tất Đắc TP Hồ Chí Minh, 2015 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan tất nội dung Luận án hồn tồn đƣợc hình thành phát triển từ quan điểm cá nhân tôi, dƣới hƣớng dẫn khoa học GS.TS Nguyễn Tất Đắc Các số liệu kết có đƣợc Luận án hồn tồn trung thực Tác giả luận án ĐẶNG THANH LÂM ii Lời cảm ơn Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TS Nguyễn Tất Đắc tận tình, sâu sắc hướng dẫn nội dung khoa học suốt qua trình nghiên cứu Tác giả xin chân thành cảm ơn GS.TSKH Nguyễn Ân Niên, GS.TS Lê Sâm, GS.TS Hoàng Hưng, GS.TS Tăng Đức Thắng dạy thêm phương pháp nghiên cứu khoa học, đóng góp ý kiến tạo điều kiện tư liệu cho tác giả thực luận án Tác giả xin chân thành cảm ơn Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam Viện Quy hoạch Thủy lợi miền Nam tạo điều kiện tốt giúp đỡ để tác giả hoàn thành luận án Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn với gia đình, đồng nghiệp bạn bè người quan tâm, động viên hỗ trợ tác giả vượt qua khó khăn để hồn thành luận án Tác giả luận án ĐẶNG THANH LÂM iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU vii DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ viii MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN NGẬP ƯNG ĐƠ THỊ, GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CHỐNG NGẬP VÀ MƠ HÌNH TÍNH TIÊU THỐT NƢỚC 1.1 NGẬP LỤT VÀ CÁC GIẢI PHÁP CHỐNG NGẬP CHO MỘT SỐ THÀNH PHỐ 1.1.1 Lịch sử phát triển kỹ thuật quản lý tiêu nƣớc thị giới 1.1.2 Vài nét tình hình ngập lụt ngồi nƣớc 1.1.3 Nguyên nhân ngập úng thành phố 1.1.4 Giải pháp tổng hợp chống ngập đô thị 11 1.1.5 Giải pháp chống úng ngập TP HCM ứng dụng mơ hình tốn 12 1.1.6 Nhận xét ứng dụng mơ hình tốn dự án chống ngập 19 1.2 CÁC MƠ HÌNH TỐN TÍNH TIÊU THỐT NƢỚC ĐƠ THỊ 21 1.2.1 Một số khái niệm 21 1.2.2 Một số mơ hình thủy văn thị 26 1.2.3 Một số mơ hình thủy lực thị 31 1.3 NHẬN XÉT CHUNG VỀ TÍNH NĂNG CÁC MƠ HÌNH THỦY VĂN, THỦY LỰC ĐÔ THỊ 39 1.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG 41 CHƢƠNG 2: MÔ HÌNH DELTA-P NỐI GHÉP THỦY LỰC ĐƢỜNG ỐNG VỚI THỦY LỰC SÔNG KÊNH 42 2.1 MƠĐUN THỦY LỰC DỊNG CHẢY TRONG SƠNG KÊNH DELTA 42 iv 2.1.1 Hệ phƣơng trình cho dòng chảy 43 2.1.2 Điều kiện biên, điều kiện đầu, điều kiện hợp lƣu 44 2.1.3 Thuật tốn giải số hệ phƣơng trình Saint-Venant 45 2.1.4 Cách sơ đồ hóa hệ thống sơng tính tốn 55 2.1.5 Cơng thức truy đuổi để tính mực nƣớc lƣu lƣợng nhánh sông trƣờng hợp tính tốn hệ thống sơng 58 2.1.6 Xây dựng hệ phƣơng trình có ẩn mực nƣớc nút hợp lƣu 58 2.1.7 Vấn đề thực hành thiết lập hệ số phƣơng trình nút (2-36) phƣơng pháp giải 63 2.1.8 Thuật tốn cho dịng chảy qua cơng trình 66 2.1.9 Thuật toán cho dịng chảy đồng 74 2.1.10 Tính lƣợng mƣa ô ruộng 82 2.2 MƠĐUN THỦY LỰC DỊNG CHẢY TRONG ĐƢỜNG ỐNG P 85 2.2.1 Phân tích quy luật dòng chảy cống ngầm 88 2.2.2 Nối mạng ống với mạng ống với kênh 91 2.2.3 Cách giải số toán đƣờng ống 92 2.2.4 Tính tốn ngập úng trữ/đƣờng phố 95 2.3 TÍCH HỢP CSDL VÀ GIS CỦA PHẦN MỀM DELTA-P 96 2.3.1 Chức hệ thống 96 2.3.2 Tổng quan sở liệu 96 2.3.3 Thiết kế giao diện hình sử dụng 97 2.3.4 Tổ chức mạng lƣới sông kênh 99 2.3.5 Nhận xét: 99 2.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG 100 CHƢƠNG 3: MÔ PHỎNG THỦY LỰC SÔNG KÊNH TP HCM VÀ TIÊU THỐT NƢỚC LƢU VỰC TÂN HĨA–LÕ GỐM BẰNG MƠ HÌNH DELTA-P 102 3.1 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN KHU VỰC TP HỒ CHÍ MINH 103 3.1.1 Vị trí địa lý 103 v 3.1.2 Đặc điểm địa hình 103 3.1.3 Đặc điểm khí hậu 103 3.1.4 Hệ thống sông kênh 104 3.1.5 Hệ thống cống thoát nƣớc 106 3.2 MÔ HÌNH THUỶ LỰC SƠNG KÊNH DELTA-P KHU VỰC TPHCM 107 3.2.1 Hệ thống tài liệu cho xây dựng mơ hình 107 3.2.2 Xây dựng sơ đồ hiệu chỉnh mô hình 108 3.2.3 Kết mô thủy lực sông kênh hạ lƣu ĐNSG 109 3.2.4 Nhận xét kết tính tốn mơ hình DELTA-P 113 3.3 MƠ HÌNH THUỶ LỰC ĐƢỜNG ỐNG DELTA-P KHU VỰC KÊNH TÂN HỐLỊ GỐM 114 3.3.1 Phạm vi vùng nghiên cứu 114 3.3.2 Hệ thống kênh rạch, cống tiêu cơng trình kênh 116 3.3.3 Ngập úng lƣu vực Tân Hố-Lị Gốm 118 3.3.4 Nguyên nhân, tồn giải pháp chống ngập úng lƣu vực THLG 119 3.3.5 Tài liệu địa hình 120 3.3.6 Tài liệu mƣa thuỷ văn 121 3.3.7 Mơ hình mạng đƣờng ống 122 3.3.8 Điều kiện mƣa dòng chảy mƣa 123 3.3.9 Mô trạng úng ngập tháng 10/2005 124 3.3.10 Mô phƣơng án mở rộng, nạo vét kênh THLG (PA1) 127 3.3.11 Mô phƣơng án mở kênh nâng cấp đƣờng ống tiêu nƣớc (PA2) 128 3.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG 129 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 131 DANH MỤC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 134 TÀI LIỆU THAM KHẢO 136 vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 1D 2D Một hai chiều (1, Dimension) mơ hình tốn Bộ NN&PTNT Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn CIWEM Cơ quan chuyên trách quản lý nƣớc môi trƣờng (Anh) CSDL Cơ sở liệu ĐBSCL Đồng sông Cửu Long ĐN-SG Đồng Nai-Sài Gòn DHI Viện Thuỷ lực Đan Mạch (Danish Hydraulic Institute) EPA (US) Cơ quan bảo vệ môi trƣờng (Mỹ) (Environmental Protection Agency) GIS Hệ thống thông tin địa lý (Georaphical Information System) HD Thuỷ động lực học (Hydro-Dynamic) JICA Cơ quan hợp tác quốc tế Nhật (Japan International Cooperation Agency) NCS Nghiên cứu sinh PCI Công ty tƣ vấn Thái Bình Dƣơng (Pacific International Consultant) SWMM Mơ hình quản lý nƣớc mƣa (Storm Water Management Model) THLG Tân Hóa - Lị Gốm TP HCM Thành phố Hồ Chí Minh ĐHCTCN Điều hành Chƣơng trình chống ngập (Trung tâm thuộc UBND TP HCM) UBND Ủy ban nhân dân UDFCD Cơ quan phòng chống lũ tiêu nƣớc đô thị thuộc bang Colorado Mỹ (Urban Drainage and Flood Control District) Viện KHTLMN Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam Viện QHTLMN Viện Quy hoạch Thủy lợi miền Nam WASSP Bộ mơ hình cống tiêu nƣớc mƣa Đại học Wallingford (Wallingford Storm Sewer Package) vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU ∑ Q/ t a, b, C D g H, h i L m N tổng cộng đạo hàm riêng lƣu lƣợng Q theo thời gian t số Hệ số Chezy (m1/2/s) đƣờng kính cống trịn (m) sai phân gia tốc trọng trƣờng (m/s2) mực nƣớc (m) độ dốc kênh, cống ngầm chiều dài đoạn cống (m) hệ số lƣu lƣợng hệ số nhám kênh, cống (m-1/3s) Q r R x,y,z Z ε λ ξ φ ω lƣu lƣợng (m3/s); bán kính cống trịn (m) Bán kính thủy lực (m) biến số cao trình mực nƣớc, mặt đất (m) hệ số co hẹp hệ số ma sát hệ số tổn thất hệ số lƣu tốc diện tích mặt cắt ƣớt (m2) DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1-1: Diễn biến điểm ngập mƣa vùng trung tâm thành phố Bảng 1-2: Diễn biến điểm ngập triều Bảng 3-1: Tổng hợp thơng số hệ thống kênh thuộc khu vực THLG 116 Bảng 3-2: Thống kê khu ngập lƣu vực THLG 119 Bảng 3-3: Minh họa số liệu năm đoạn cống Tân Hóa-Lị Gốm đƣợc mơ hình hóa 122 viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1-1: Hình ảnh ngập úng mƣa (trái) triều cƣờng (phải) TPHCM Hình 1-2: Bản đồ trạng úng ngập TP HCM Hình 1-3: Những nguyên nhân tự nhiên gây ngập úng TP Hồ Chí Minh 10 Hình 1-4: Bản đồ lƣu vực thoát nƣớc mƣa 15 Hình 1-5: Sơ đồ thành phần hệ thống thoát nƣớc thị mơ hình áp dụng21 Hình 1-6: Sơ đồ chu trình thuỷ văn lƣu vực chƣa thị hố 22 Hình 1-7: Sơ đồ chu trình thuỷ văn lƣu vực thị 23 Hình 1-8: Các đặc trƣng thủy văn lƣu vực đô thị 24 Hình 1-9: Diễn biễn dịng chảy mƣa lũ thị 25 Hình 1-10: Giao diện nhập thơng số lƣu vực mơ hình Urban-A 28 Hình 1-11: Giao diện nhập thơng số lƣu vực mơ hình Urban-B 28 Hình 1-12: Sơ đồ biểu diễn ngập úng bề mặt đƣờng (hai chấm đỏ trịn) có cống ngầm 32 Hình 1-13: Kết kiểm định mơ hình NAM MIKE FLOOD sơng Đáy-Nhuệ 35 Hình 1-14: Bản đồ ngập lụt tính tốn MIKE FLOOD cho lƣu vực sơng Nhuệ - Đáy địa bàn TP Hà Nội 35 Hình 1-15: Bản đồ lƣu vực Nhiêu Lộc điểm ngập úng mô Mike Flood37 Hình 2-1: Mặt cắt ngang sơng 43 Hình 2-2: Hợp lƣu ba nhánh sông 45 Hình 2-3: Vị trí tám mặt cắt nhánh sơng 45 Hình 2-4: Sơ đồ sai phân bốn điểm Preissmann 46 Hình 2-5: Sơ đồ rời rạc hóa nhánh sơng tính tốn 51 Hình 2-6: Sơ đồ hóa nhánh sơng thứ j 52 Hình 2-7: Các nhánh sơng (có thể có) nút hợp lƣu, trƣờng hợp tính thủy lực kênh sơng59 Hình 2-8: Nhánh nối hợp lƣu JV I, mặt cắt đánh số từ k1 tới kN 59 Hình 2-9: Nhánh nối hai hợp lƣu I JR , mặt cắt đánh số từ i1 tới iN (nhánh chảy từ nút I) 60 123 3.3.8 Điều kiện mƣa dòng chảy mƣa Mơ hình ứng dụng nghiên cứu mơ hệ thống tiêu thoát nƣớc với trận mƣa 120 phút tần suất 10% theo số liệu trạm Tân Sơn Nhất 108,9 mm Hình 3-18: Sơ đồ mơ hình hệ thống đƣờng ống tiêu thoát nƣớc lƣu vực THLG 124 3.3.9 Mô trạng úng ngập tháng 10/2005 Mô hình cống ngầm đƣợc kiểm định với số liệu thủy văn từ ngày 01/10/2005 đến ngày 16/10/2005 Trong thời gian diễn biến thuỷ triều nửa chu kỳ từ triều đến triều cƣờng Lƣợng mƣa gia nhập khoảng từ đến sáng ngày 01/10/2005 tức vào lúc triều lên đỉnh cao Mô hình tính đƣợc độ ngập thời gian ngập mƣa triều,ví dụ biểu đồ Hình 3-21 cho thấy diễn biến độ ngập đƣờng phố khu vực Chợ Lớn, Quận 6, TP HCM nút 248 249 mơ hình DELTA-P ngày triều cƣờng mức 0,91,1m (Hình 3-22) cho độ sâu ngập úng 0,1-0,2m, riêng ngày 01/10 có mƣa giả định với lƣựng mƣa tần suất 10% cho thấy độ ngập sâu đến 0,5m kết hợp hai nguyên nhân triều mƣa Theo bình đồ lƣu vực lƣu vực có độ dốc từ thƣợng xuống hạ lƣu tạo điều kiện tiêu thoát tốt Tuy nhiên, khu vực thƣợng lƣu thuộc quận Tân Phú (nút 232) khu vực Bình Thới quận 11 (nút 237, 238) bị ngập mƣa dù cao trình mặt đất m Khu vực cửa Tân Hoá-LG bị ngập mƣa triều cao trình đất thấp m Bản đồ trình bày mức độ ngập trạng Hình 3-23 Khu vực có ngập sâu mƣa khu Bình Thới quận 11 có độ sâu ngập mƣa khoảng 40 cm khu Phú Lâm quận có độ ngập khoảng 30 cm Thời gian ngập sâu khoảng gần Tính tốn cho thấy ngập triều thƣờng xuyên xảy khu vực Chợ Lớn quận với độ ngập khoảng 20-30 cm thời gian ngập từ vài đến khoảng 20 cộng dồn nửa tháng tính tốn Với kết tính tốn nhƣ vậy, đối chiếu với đồ ngập thƣờng xuyên (Hình 3-18) thấy vùng ngập triều khu vực Chợ Lớn quận vùng ngập mƣa tính tốn nhƣ điều tra thấy úng ngập rải rác tồn lƣu vực Kết mơ hợp lý vị trí, nguyên nhân ngập độ sâu ngập tính tốn mƣa; khu vực quận 11 có độ ngập sâu phù hợp với số liệu điều tra trình bày Bảng 3-4 Thời gian ngập mƣa khoảng 1-2 phản ánh đƣợc thực tế nhƣ số liệu Bảng 3-4 125 Hình 3-19: Biểu đồ diễn biến độ ngập đƣờng phố ngày 01-09/10/2005 Hình 3-20: Biểu đồ diễn biến mực nƣớc triều kênh ngày 01-09/10/2005 126 Hình 3-21: Mực nƣớc tính tốn trạng năm 2005 số nút cống lƣu vực THLG nút kênh Hình 3-22: Bản đồ ngập trạng trận mƣa tháng 10-2005 127 3.3.10 Mô phƣơng án mở rộng, nạo vét kênh THLG (PA1) Trên sở tham khảo giải pháp tiêu nƣớc kênh THLG, NCS tiến hành thử nghiệm tính toán phƣơng án nạo vét mở rộng kênh THLG: Đoạn từ thƣợng nguồn đến hợp lƣu rạch Cầu Tre (nút 214) có đáy kênh rộng 20m, cao trình -2,5m (Bđáy=20 m, Zđáy=-2,5m); Đoạn tiếp từ nút 214 đến cửa kênh Lò Gốm (nút 77) đáy kênh rộng 30m, cao trình -3,0m (Bđáy=30 m, Zđáy=-3,0m) Cao trình đáy cửa cống kênh THLG đoạn trạng cao khoảng 1,5-2,5m, phƣơng án hạ thấp xuống khoảng mét so với trạng Ở đoạn cống kênh có cao trình thấp khoảng -0,5m đến 0,0m nên khơng hạ thấp Theo tính toán mực nƣớc Hmax mƣa đoạn thƣợng lƣu kênh THLG giảm khoảng mét (giảm từ 2,3m xuống 1,3m) Mực nƣớc đoạn hạ lƣu kênh THLG thay đổi khơng đáng kể khoảng 0,1-0,2m Hình 3-23: Bản đồ phân bố ngập lƣu vực THLG phƣơng án mở kênh 128 Mực nƣớc ngập úng khu vực ven kênh đoạn thƣợng lƣu giảm khoảng 7-8cm Một số điểm ven kênh hạ lƣu giảm khoảng 7-10 cm Tuy nhiên, số vị trí có cao trình thấp ven cửa rạch THLG (nhƣ nút 248 nút 249) lại gia tăng ngập 10cm thuỷ triều Bản đồ trình bày mức độ ngập theo PA1 Hình 3-24 cho thấy phƣơng án cải tạo kênh chƣa giải đƣợc úng ngập 3.3.11 Mô phƣơng án mở kênh nâng cấp đƣờng ống tiêu nƣớc (PA2) Đồng thời với việc nạo vét mở rộng kênh THLG nhƣ PA1 việc bổ sung nâng cấp đƣờng ống khu vực ngập úng Giả thiết số cống trạng đƣợc tăng thêm 0,5-1,0 m2 đƣờng kính ống Một số vị trí đƣợc bổ sung thêm đƣờng ống nối nút cống gần kênh nối với kênh để tăng khả tiêu thoát nƣớc mƣa Kết tính tốn cho thấy khu vực thƣợng lƣu lƣu vực THLG độ ngập giảm rõ rệt, độ ngập khoảng 30-40 cm giảm xuống dƣới 20 cm Hình 3-24: Bản đồ phân bố ngập lƣu vực THLG phƣơng án mở kênh nâng cấp cống 129 Tuy nhiên khu vực quận 11 quận việc nâng cấp bổ sung cống không cho kết giảm ngập đáng kể Nguyên nhân khu vực quận 11 xa kênh trục (độ dốc kênh nhỏ) khu vực quận có cao trình mặt đất thấp ảnh hƣởng triều Để giảm ngập khu vực thiết phải kết hợp với phƣơng án cống lớn ngăn triều khu vực Nam thành phố nhằm giảm mực nƣớc triều kênh Đôi kênh THLG Bản đồ trình bày mức độ ngập theo PA2 Hình 3-24 cho thấy giải đƣợc úng ngập vùng có cao độ cao chƣa giải đƣợc vùng thấp đỉnh triều Nhận xét: Mơ hình mơ diễn biến mực nƣớc hệ thống kênh tốt sử dụng mô đun thuỷ lực sông kênh đƣợc kiểm nghiệm qua thực tế Mơ hình mơ đun cống có ƣu điểm thuận tiện lập sơ đồ, xử lý số liệu tốc độ tính tốn nhanh Kết mơ trạng lực vực THLG phản ánh đƣợc ảnh hƣởng triều vào đƣờng ống gây ngập úng hợp lý so với số liệu điều tra Một số phƣơng án cơng trình mở rộng nạo vét kênh, mở rộng đƣờng ống đƣợc thử nghiệm tính tốn Kết tính tốn khu vực ngập úng có ảnh hƣởng có xu diễn biến hợp lý Để có biện pháp tiêu thoát chống ngập úng triệt để cần phải sử dụng thêm biện pháp hạ thấp mực nƣớc triều kênh trục THLG kênh Đôi, đồng thời phải có số hồ điều hồ bơm khu vực cao trình thấp xa kênh trục Kết tính tốn cho thấy tính hợp lý khả áp dụng giải toán thực tế DELTA-P 3.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG Mơ hình Delta-P sử dụng số liệu thủy văn, địa hình tin cậy hệ thống sơng kênh cống ngầm, ngập úng khu vực TP Hồ Chí Minh để kiểm định tính mơ Kết kiểm nghiệm cho thấy mơ hình Delta-P mơ phù hợp với thực tế diễn biến mực nƣớc tất trạm thủy văn sông nhƣ Nhà Bè, 130 Hóa An, Biên Hịa Thủ Dầu Một Đồng thời, Delta-P mô tốt phạm vi ngập độ sâu ngập lƣu vực Tân Hóa-Lị Gốm so với số liệu thực tế Biểu đồ tính tốn mực nƣớc nút hố ga Tân Hóa-Lị Gốm cho thấy ngập úng xảy mƣa triểu cƣờng khơng có mƣa Mơ phƣơng án chống ngập lƣu vực kênh Tân Hóa-Lị Gốm cho thấy cải tạo cống ngầm giảm đƣợc ngập úng khu vực thƣợng nguồn mà chƣa có biện pháp chống ngập vịng ngồi chƣa giải đƣợc ngập úng thủy triều tác động vào vùng đất thấp hạ nguồn 131 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN: Trong khuôn khổ nghiên cứu đề tài đạt đƣợc yêu cầu đề nhằm xây dựng đƣợc mơ hình thủy lực nối ghép sơng kênh đƣờng ống với tính mơ chế độ thủy lực vùng ảnh hƣởng triều hệ thống Từ kết nghiên cứu đề tài NCS rút kết luận nhƣ sau: (1) Môđun dòng chảy ống/cống P đƣợc nghiên cứu phát triển dựa công thức thủy lực dịng chảy ống cho bốn trƣờng hợp (chảy khơng ngập không áp, chảy ngập không áp, chảy ngập bán áp chảy ngập tồn áp) Quy luật dịng chảy mạng đƣờng cống ngầm đƣợc chuyển thành dạng sai phân để ghép nối vào hệ phƣơng trình nút mơ hình dịng chảy sơng kênh DELTA (là mơ hình thủy lực có thuật tốn giải mạnh) theo luận giải trƣờng hợp cụ thể tác giả (NCS) Việc kết nối môđun cống với môđun kênh theo điều kiện bảo toàn lƣu lƣợng nút khử giá trị lƣu lƣợng cửa nhận nƣớc, điểm xả kênh (tổng lƣợng nƣớc tới nút tổng lƣợng chảy nút, hay tổng đại số lƣu lƣợng zero), cuối thu đƣợc hệ phƣơng trình đại số tuyến tính ẩn mực nƣớc hợp lƣu kênh sông, mực nƣớc cột áp cửa thu nƣớc cửa xả kênh Với cách kết nối tính đƣợc ảnh hƣởng tức thời mực nƣớc kênh đến tiêu thoát nƣớc mƣa mạng đƣờng ống ngƣợc lại, đồng thời mô tả đƣợc tƣợng dồn nƣớc mƣa từ vùng cao xuống vùng thấp gây ngập sau mƣa hay ảnh hƣởng triều từ biên vào đƣờng ống gây ngập cục nút (mặc dù khơng có mƣa) (2) Mơ hình kết nối DELTA-P đƣợc thử nghiệm ứng dụng cho hệ thống sông kênh vùng hạ lƣu sơng Đồng Nai-Sài Gịn với kết kiểm nghiệm mực nƣớc tốt hệ thống cống ngầm thuộc lƣu vực kênh Tân Hóa-Lị Gốm thuộc TP Hồ Chí Minh có số liệu đầy đủ tài liệu địa hình bề mặt lƣu vực, mặt cắt kênh, kích thƣớc tuyến cống số liệu điều tra vùng ngập úng đô thị 132 (3) Kết tính tốn ngập úng trận mƣa lớn tần suất 10% cho thấy vùng ngập độ sâu ngập phù hợp với số liệu điều tra Thời gian tính tốn mơ tƣơng đối dài khoảng 15 ngày cho thấy tƣợng ngập úng mƣa kết hợp với triều (ngày 01/10), ngập triều cƣờng (ngày 04-08/10) ngày triều khơng gây ngập úng (ngày 09-12/10) (4) Phƣơng án tính tốn nạo vét kênh Tân Hóa-Lị Gốm nhằm tăng khả tiêu nƣớc kênh làm giảm mực nƣớc đầu nguồn kênh Tân Hóa-Lị Gốm, làm giảm mức độ ngập úng cho số vùng phía thƣợng lƣu cống tiêu thoát tốt Phƣơng án chƣa cho kết giảm ngập úng mƣa cống tiêu nƣớc kém, vùng ngập triều có xu gia tăng thủy triều thâm nhập vào vùng cửa rạch Tân Hóa-Lị Gốm tốt (5) Phƣơng án kết hợp hai biện pháp cải tạo kênh nâng cấp hệ thống cống nƣớc (mở rộng đƣờng kính ống, hạ thấp miệng cống, thêm cống) cho thấy giải đƣợc vấn đề ngập úng mƣa khu vực thƣợng nguồn Vùng hạ lƣu vùng Tân Hóa-Lị Gốm ảnh hƣởng triều nên úng ngập Để giải ngập úng triệt để vùng Tân Hóa-Lị Gốm cần có biện pháp kiểm sốt triều sơng kênh nhƣ phƣơng án chống ngập vòng Bộ NN&PTNT thực hồn tồn thực đƣợc mơ hình DELTA-P KIẾN NGHỊ: Trong trình thực luận án, nghiên cứu sinh đề xuất tiếp tục nội dung nghiên cứu nhƣ sau: (1) Mơ hình DELTA-P cần tiếp tục hồn thiện tính quản lý sở liệu địa hình theo nhánh thêm bớt vài nhánh sông mà không đảo lộn hệ thống nhánh sơng sơ đồ Các cơng trình đặc biệt có quy trình vận hành phức tạp cần đƣợc bổ sung vào mơ hình Giao diện mơ hình cần tiếp tục hoàn thiện biên soạn tài liệu hƣớng dẫn sử dụng mơ hình, phổ biến rộng rãi (2) Về nguyên tắc kết nối trực tiếp cống ngầm vào nút sông kênh nguyên tắc cân mực nƣớc nút có khả xảy trƣờng hợp mực nƣớc kênh thấp đáy cống Trong trƣờng hợp lƣu lƣợng qua cống theo tính tốn 133 nhỏ thực tế việc nối kết từ cống kênh cần đƣợc kiểm nghiệm thêm thay kết cấu dịng qua cơng trình mà DELTA-P giải đƣợc (3) Vùng nghiên cứu điển hình Tân Hóa-Lị Gốm cần có tài liệu đo đạc mực nƣớc, lƣu lƣợng dòng chảy kênh để làm tài liệu kiểm nghiệm mơ hình tốt (4) Tính tốn phƣơng án chống ngập khu vực Tân Hóa-Lị Gốm với hai phƣơng án cục chƣa giải đƣợc vấn đề úng ngập lƣu vực Cần ứng dụng tính tốn kết hợp với giải pháp chống ngập phạm vi rộng nhƣ hệ thống đê, cống chống ngập theo định 1547/QĐ-TTg để xem xét hiệu giải pháp tổng thể chống ngập úng khu vực Tân Hóa-Lị Gốm 134 DANH MỤC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ Tên cơng trình Là tác giả Nơi cơng bố Năm (Bài báo, cơng trình) hay đồng tác (Tên tạp chí đăng cơng giả cơng cơng trình) bố TT trình Một phƣơng pháp tính tiêu Đồng tác giả Tuyển tập cơng trình nƣớc hệ thống cống ngầm Hội nghị khoa học Cơ thành phố Hồ Chí Minh học Thủy Khí tồn quốc 2011 năm 2010 Ứng dụng thuật toán Đồng tác giả Tạp chí Khoa học Nơng tích hợp GIS để nâng cao nghiệp hiệu giải toán thủy 2+3/2011 PTNT 2011 số lực chất lƣợng nƣớc sông kênh Đề xuất giải pháp quản Tác giả Tuyển tập báo cáo hội lý xây dựng đê bao nghị tổng kết Chƣơng đƣờng giao thơng nhằm trình KHCN trọng điểm giảm thiểu tác hại lũ xuyên cấp biên KC.08/06-10 giới Việt Nam- Nhà 2011 nƣớc Campuchia Comparision two Đồng tác giả Vietnam of hydrological model simulations using NAM and XINANJIANG Journal Mechanics, of 2008 VAST, Vol.30, No.1 for Nong Son catchment Potential evapo- Đồng tác giả Vietnam Journal of 2008 135 transpiration and its hydrological estimation effect Mechanics, on VAST, Vol.30, No.1 model response Mô hình thủy động lực học Tác giả Tạp chí Khoa học Nông mô chất lƣợng nƣớc nghiệp vùng hạ lƣu sơng Đồng tháng 8/2002 Nai-Sài Gịn PTNT số 2002 136 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Bộ NN&PTNT (2008), Quy hoạch thủy lợi chống ngập TPHCM [2] Đặng Đình Đức &nnc (2011), Ứng dụng mơ hình MIKE FLOOD tính tốn ngập lụt hệ thống sơng Nhuệ - Đáy địa bàn TP Hà Nội, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ 27, Số 1S (2011) 37-43 [3] Hồ Long Phi (2004), Vấn đề ngập úng TP Hồ Chí Minh http://gralib.hcmuns.edu.vn/gsdl/collect/hnkhbk/index/assoc/HASH018a.dir/doc.pdf [4] Lê Sâm (2011), Nghiên cứu đề xuất giải pháp chống ngập cho TP Hồ Chí Minh Báo cáo tổng kết KHCN đề tài cấp nhà nƣớc [5] Lê Song Giang (2010), Xây dựng mơ hình tính tốn tổng hợp cho tính tốn nước thị, Báo cáo tổng kết KHCN đề tài Đại học QG, mã số B2007-20-13TĐ [6] Lê Trung Thành & Trần Hữu Hoàng (2006), Ứng dụng mơ hình SWMM tính tốn thuỷ lực vùng ven đơ, Tạp chí KHKT Thuỷ lợi mơi trƣờng Đại học Thủy lợi [7] Nguyễn Cảnh Cầm & nnc (2006), Giáo trình Thủy lực - Tập & Tập 2, NXB Nơng nghiệp, Hà Nội [8] Nguyễn Đăng Tính & nnc (2014), Mơ ngập lụt TP Hồ Chí Minh, Tuyển tập hội nghị khoa học thường niên – Đại học Thủy lợi [9] Nguyễn Tất Đắc (2010), Cơ sở học thuật tổ chức CSDL phần mềm DELTA cho tính tốn dịng chảy chất lượng nước hệ thống sông kênh, NXB Nông nghiệp [10] Trung tâm chống ngập TPHCM (2011), Cổng thông tin điện tử www.ttcn.hochiminhcity.gov.vn [11] Viện QHTLMN (2006), Báo cáo khái quát tình hình tiêu nƣớc TP Hồ Chí Minh [12] Viện QHTLMN (2010), Phần mềm DELTA cho tính tốn dịng chảy chất lượng nước hệ thống kênh sông – Báo cáo kết mô thủy lực chất lƣợng nƣớc hệ thống sơng Đồng Nai-Sài Gịn 137 Tiếng Anh [13] Chusit Apirumanekul & Ole Mark (2001), Modelling of Urban Flooding in Dhaka City-Bangladesh, Proceeding of 4th DHI Software Conference, 2001 [14] CIWEM (2009), Integrated Urban Drainage Modelling Guide London [15] DHI (2007), MIKE ZERO Software Package, Rainfall-Runoff Parametters [16] DHI (2007), MOUSE Pipe Flow Reference Manual, online document for the Mike sofware package [17] DHI (2007), MIKE11-A Modelling System for Rivers and Channels, online HD reference manual for the Mike sofware package [18] DHI (2009), MIKE FLOOD 1D-2D Modelling, User manual and Scientific back ground, Trainning document, HCM city 29 June-01 July 2010 [19] Elliot Gill (2013), 21st Century Urban Drainage, Presentation Document, London [20] James C.Y Guo (2006), Urban Hydrology and Hydraulic Design, Water Resources Publications, LLC, USA [21] Lewis A Rossman (2006), SWMM Quality Assurance Report: Dynamic wave flow [22] Texas Department of Transportation (2014), Hydraulic Design Mannual [23] US Army Corps of Engineers (2010), Hydrologic Modelling System HEC-HMS, Release Notes Version 3.5 ... MIỀN NAM ĐẶNG THANH LÂM XÂY DỰNG MƠ HÌNH THÍCH HỢP CHO TÍNH TỐN HỆ THỐNG CƠNG TRÌNH TỔNG HỢP TIÊU THỐT NƯỚC ĐƠ THỊ VÙNG ẢNH HƯỞNG TRIỀU Chuyên ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước Mã ngành: 62 58 02... vực thoát nƣớc mƣa lƣu vực thoát nƣớc thải Sáu lƣu vực thoát nƣớc mƣa bao gồm: vùng trung tâm (vùng C), vùng Bắc (vùng N), vùng Tây (vùng W), vùng Nam (vùng S), vùng Đông Bắc (vùng NE), vùng. .. kiểm soát triều nhằm hạ thấp mức nƣớc triều, tăng cƣờng khả tiêu hệ thống cơng trình nƣớc đô thị vùng đô thị cũ nằm địa hình thấp; Định hƣớng khung trục tiêu cho khu vực nội thành vùng ven; Xem