Ứng dụng mô hình mike flood đánh giá dự báo ngập lụt tại khu vực quận 1 thành phố hồ chí minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

LÊ LƯƠNG KỲ TƯỜNG

ỨNG DỤNG MƠ HÌNH MIKE FLOOD ĐÁNH GIÁ, DỰ BÁO
NGẬP LỤT TẠI KHU VỰC QUẬN 1 THÀNH PHỐ
HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2021


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

LÊ LƯƠNG KỲ TƯỜNG

ỨNG DỤNG MƠ HÌNH MIKE FLOOD ĐÁNH GIÁ, DỰ BÁO
NGẬP LỤT TẠI KHU VỰC QUẬN 1 THÀNH PHỐ
HỒ CHÍ MINH

Chuyên ngành: Kỹ thuật cấp thoát nước
Mã số: 8580213

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

1. PGS TS. ĐOÀN THU HÀ

LỜI CAM ĐOAN
Họ tên: Lê Lương Kỳ Tường
MSHV: 182804022
Lớp: 26CTN21-CS2
Chuyên ngành: Kỹ thuật cấp thoát nước
Tác giả xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các kết quả
nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một
nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã
được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.
Tác giả luận văn

Lê Lương Kỳ Tường

1


LỜI CÁM ƠN
Tác giả xin trân trọng cám ơn các thầy, cơ và các đồng nghiệp tại phịng Đào tạo Đại
học và Sau đại học đóng góp ý kiến cho việc soạn thảo tài liệu Hướng dẫn trình bày
Luận văn thạc sĩ này.
Các bạn học viên của Trường Đại học Thủy lợi Cơ sở 2 nói chung và các bạn lớp 26CTN21-CS2 nói riêng đã động viên, giúp đỡ trong suốt q trình học tập và hồnthành
luậnvăn.
ĐặcbiệtlàPGSTS.ĐồnThuHàlàngườiThầyđãđịnhhướngvàchỉdẫn.Kếtquảđạt
đượctrongluậnvănnàylànhữngkiếnthứckhoahọcqbáumà cơđãdànhnhiềuthời gian và tâm
huyết của mình để hướng dẫn, chỉ bảo trong suốt thời gian hồn thànhluậnvăn.
CáccánbộcủaphịngQuảnlývậnhànhhệthốngThốtnướcmưa,CơngtyTNHHMột

thành

viên

Thốt nước đơ thị Thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện và giúp đỡ tơi trong suốt quá trình
thực hiện luận văn củamình.


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁCHÌNHẢNH......................................................................................v
DANH MỤCBẢNGBIỂU..........................................................................................viii
DANH MỤC CÁC TỪVIẾTTẮT.................................................................................ix
MỞĐẦU........................................................................................................................ 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀNGHIÊNCỨU..........................................6
1.1. Tổng quan các nghiên cứu đánh giá, dự báo ngập lụt đô thị trênthếgiới..............6
1.2. Tổng quan các nghiên cứu đánh giá, dự báo ngập lụt đô thịtrongnước................8
1.3. Tổng quan về khu vựcnghiêncứu......................................................................10
1.4. Hiện trạng và đặc điểm ngập lụt trong khu vựcnghiêncứu.................................21
KẾT LUẬNCHƯƠNG1...............................................................................................24
CHƯƠNG 2 - CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THIẾT LẬP MƠ HÌNH MIKE FLOOD
CHOKHU VỰCNGHIÊNCỨU......................................................................................25
2.1 Phân tích lựa chọnmơhình..................................................................................25
2.1.1 Các mơ hình trênthếgiới..............................................................................25
2.1.2 Lựa chọnMikeFlood....................................................................................29
2.1.3 Lý thuyết hoạt động mơ hìnhMikeFlood......................................................34
2.2 Phương phápnghiêncứu......................................................................................43
2.2.1 Phương phápkếthừa....................................................................................43
2.2.2 Phương pháp khảo sátthựcđịa.....................................................................43
2.2.3 Phương pháp tổng hợp, thống kê và phân tíchsốliệu...................................43
2.2.4 Phương pháp chuyên gia kết hợp điều tracộngđồng....................................44
2.3 Cơ sở dữ liệu đầu vào cho mơ hình và xây dựng các kịch bảntínhtốn..............45

2.3.1 Dữ liệu hệ thốngthốtnước..........................................................................45
2.3.2 Dữ liệuđịahình............................................................................................47
2.3.3 Dữliệumưa-triều..........................................................................................51


2.3.4 Dữ liệu thực đongậplụt................................................................................58
KẾT LUẬNCHƯƠNG2..............................................................................................59
3.1 Kết quả hiệu chỉnh mơhình................................................................................60
3.2 Kết quả kiểm định mơhình.................................................................................65
3.3 Kết quả mơ phỏng ngập lụt khu vực nghiên cứu theo cáckịchbản......................68
3.4 Phân tích và đánh giákếtquả...............................................................................72
3.4.1 Phân tích kết quả của 2 kịch bảnthựcđo.....................................................72
3.4.2 Phân tích kết quả của 2 kịch bản giảđịnh...................................................75
3.5 Một số giải phápđềxuất......................................................................................78
KẾT LUẬNCHƯƠNG3..............................................................................................80
KẾT LUẬN VÀKIẾNNGHỊ.......................................................................................82
TÀI LIỆUTHAMKHẢO.............................................................................................85
PHỤLỤC..................................................................................................................... 87


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Bản đồ Thành phố HồChíMinh....................................................................12
Hình 1.2 Bản đồQuận 1...............................................................................................13
Hình 1.3 Địa hình Thành phố HồChíMinh..................................................................14
Hình 1.4 Bản đồ sơng rạchQuận1................................................................................18
Hình 1.5 Khu trung tâm Quận 1 nhìn từ phía Quận 2 vàobanđêm...............................19
Hình 1.6 Tình trạng ngập lụt diễn ra tại TP. HồChíMinh............................................21
Hình 1.7 Biểu đồ thống kê số vị trí ngập nước tại các quận trung tâm và các quậnngoại
vi thuộc khu vực Tp.Hồ Chí Minh năm 2003 đếnnăm2011................................................22
Hình 2.1 Cấu trúc mơhìnhNAM..................................................................................25

Hình 2.2 Cấu trúc mơ hìnhTANKđơn.........................................................................27
Hình 2.3 Mơ phỏng dịng chảy mơ hình HEC–RAS...................................................28
Hình 2.4 Cấu trúc mơ hìnhMike Urban........................................................................35
Hình 2.5 Cấu trúc mơ hìnhMike Flood........................................................................36
Hình 2.6 Hố ga trongMikeUrban-Mouse.....................................................................37
Hình 2.7 Mơ phỏng nước chảy tronghốga...................................................................38
Hình 2.8 Mặt cắt cống khai báo trongmơ hình.............................................................39
Hình 2.9 Dịng chảy lưu trongtrongcống.....................................................................39
Hình 2.10 Phân loại các loại lưu vực phương pháp Time – AreaMethod(A)...............42
Hình 2.11 Hình dạng đường cong T-A ứng với mỗilưuvực.........................................42
Hình 2.12 Sơ đồ khung đánh giá, dự báo ngập lụt bằng mô hìnhMike Flood................44
Hình 2.13 Bản đồ hệ thống thốt nước Quận 1, Tp.HồChíMinh.................................46
Hình 2.14 Bản đồ giao thơng Quận 1, Tp.HồChíMinh................................................47
Hình 2.15 Bản đồ phân bố dân cư quận 1, Tp.HồChíMinh..........................................48
Hình 2.16 Bản đồ độ cao số Quận 1 (DEM 5mx5m), Tp.HồChíMinh........................49
Hình 2.17 Hình ảnh minh hoạ các bước xử lý dữ liệu địa hình trong ArcGis và
Mike(DHI)..................................................................................................................... 50
Hình 2.18 Đường biểu diễn IDF cho Thành Phố HồChí Minh.....................................53
Hình 2.19 Biểu thị biểu đồ quá trình mưa bằng cácđườngcong...................................54
Hình 2.20 Biểu đồ mưa thiết kế với chu kì lặp lại2năm..............................................57


Hình 2.21 Biểu đồ mưa thiết kế với chu kì lặp lại20năm.............................................57
Hình 3.1 Lưu lượng lớn nhất tạo thành trên lưu vực sau khihiệuchỉnh........................61
Hình 3.2 Các đoạn cống có mực nước cao bất thường trước khihiệuchỉnh..................62
Hình 3.3 Các đoạn cống được hiệu chỉnh tiếtdiệnngang..............................................62
Hình 3.4 Kết quả mực nước cao nhất ở các hầm ga tại đường Mai Thị Lựu trận
mưangày26.9.2016........................................................................................................63
Hình 3.5 Trắc dọc mực nước cao nhất ở tuyến cống đường Mai Thị Lựu trận mưa
ngày26.9.2016............................................................................................................... 63

Hình 3.6 Kết quả mực nước cao nhất ở các hầm ga tại đường Nguyễn Thị Minh
Khaitrận mưangày26.9.2016..........................................................................................64
Hình 3.7 Trắc dọc mực nước cao nhất ở tuyến cống đường Nguyễn Thị Minh Khaitrận
mưangày26.9.2016........................................................................................................64
Hình 3.8 Kết quả mực nước cao nhất ở các hầm ga tại đường Mai Thị Lựu trận
mưangày15.9.2015........................................................................................................66
Hình 3.9 Trắc dọc mực nước cao nhất ở tuyến cống đường Mai Thị Lựu trận mưa
ngày15.9.2015............................................................................................................... 66
Hình 3.10 Kết quả mực nước cao nhất ở các hầm ga tại đường Nguyễn Cư Trinh
trậnmưangày15.9.2015..................................................................................................67
Hình 3.11 Trắc dọc mực nước cao nhất ở tuyến cống đường Nguyễn Cư Trinh
trậnmưangày15.9.2015..................................................................................................67
Hình 3. 12 Kết quả lưu lượng lớn nhất tại các tiểu lưu vực quận 1 thành phố Hồ
ChíMinh với mưa thiết kế2năm.......................................................................................69
Hình 3.13 Kết quả mực nước cao nhất tại các tuyến cống thoát nước quận 1 - thànhphố
Hồ Chí Minh với mưa thiết kế2 năm.................................................................................69
Hình 3.14 Kết quả mực nước cao nhất tại các hố ga thu nước Quận 1 - thành phố HồChí
Minh với mưa thiết kế2năm.............................................................................................70
Hình 3.15 Kết quả lưu lượng lớn nhất tại các tiểu lưu vực quận 1 TP.Hồ Chí Minh
vớimưa thiết kế20 năm....................................................................................................70
Hình 3.16 Kết quả mực nước cao nhất tại các tuyến cống thốt nước quận 1 TP. HồChí
Minh với mưa thiết kế20năm...........................................................................................71


Hình 3.17 Kết quả mực nước cao nhất tại các hố ga thu nước quận 1 TP. Hồ Chí
Minhvới mưa thiết kế20năm...........................................................................................71
Hình 3.18 Kết quả diễn biến lưu lượng trên các lưu vực trận mưangày26.9.2016.......72
Hình 3.19 Kết quả lưu lượng qua đường cống trên tuyến đường Mai Thị Lựu(26.9.2016)
...................................................................................................................................... 72
Hình 3.20 Kết quả lưu lương qua đường cống trên tuyến đường Nguyễn Thị

MinhKhai(26.9.2016)....................................................................................................73
Hình 3.21 Kết quả diễn biến lưu lượng trên các lưu vực trận mưangày15.9.2015.......74
Hình 3.22 Kết quả lưu lượng qua đường cống trên tuyến đường Mai Thị Lựu(15.9.2015)
...................................................................................................................................... 74
Hình 3.23 Kết quả lưu lượng qua đường cống trên tuyến đường Nguyễn Cư
Trinh(15.9.2015)............................................................................................................75
Hình 3.24 Kết quả diễn biến lưu lượng trên các lưu vực trận mưa thiết kế với chu kìlặp
lại2năm.......................................................................................................................... 75
Hình 3.25 Kết quả lưu lượng qua đường cống trên tuyến đường Mai Thị Lựu với
trậnmưa thiết kế thời kì lặp lại2năm.................................................................................76
Hình 3.26 Kết quả lưu lượng qua đường cống trên tuyến đường Nguyễn Thị MinhKhai
với trận mưa thiết kế thời kì lặp lại2năm...........................................................................76
Hình 3.27 Kết quả diễn biến lưu lượng trên các lưu vực trận mưa thiết kế với chu kìlặp
lại20năm........................................................................................................................ 77
Hình 3.28 Kết quả lưu lượng qua đường cống trên tuyến đường Tôn Thất Tùng vớitrận
mưa thiết kế thời kì lặp lại20năm......................................................................................77
Hình 3.29 Kết quả lưu lượng qua đường cống trên tuyến đường Lê Lai với trận
mưathiết kế thời kì lặp lại20năm......................................................................................78


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Dữ liệu nhiệt độ khu vực Quận 1 TP. HồChí Minh.......................................15
Bảng 1.2 Dữ liệu lượng mưa Quận 1 TP. HồChíMinh.................................................16
Bảng 1.3 Thống kê các điểm ngập khu vựcQuận1......................................................23
Bảng 2.1 Hằng số đặc trưng của TP. Hồ Chí Minh ứng với các thời kìlặplại...............52
Bảng 2.2 Bảng tính lượng mưa thiết kế theothờiđoạn.................................................55
Bảng 2.3 Bảng dữ liệu thực đomưa,triều......................................................................58
Bảng 3.1 Số liệu tổng lượng mưa và mực nước triều của 4kịchbản.............................60
Bảng 3.2 So sánh kết quả hiện trạng và tính tốn ngập của trậnmưa26.9.2016............65
Bảng 3.3 Bảng so sánh kết quả hiện trạng và tính tốn ngập của trận mưa 15.9.201568

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
ALTM
CAD
CCTV
DEM
DHI
GIS
JIBIC
JICA
LIDAR
TP.HCM
UDC

Công nghệ tái tạo địa hình bằng laser trên khơng
Thiết kế có sự trợ giúp của máy tính
Cơng nghệ khảo sát lịng cống ngầm
Bản đồ độ cao số
Viện thuỷ lực Đan Mạch
Hệ thống thông tin địa lý
Ngân hàng hợp tác quốc tế Nhật Bản
Cơ quan hợp tác quốc tế Nhật Bản
Công nghệ viễn thám chủ động sử dụng các loại tia
laser để khảo sát đối tượng từ xa
Thành phố Hồ Chí Minh
Cơng ty TNHH Một Thành Viên Thốt Nước Đơ Thị
Thành phố Hồ Chí Minh

MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀTÀI
Việt Nam là quốc gia có hệ thống sơng ngịi chằng chịt phản ánh rõ nét tác động tổng
hợpcủachếđộkhíhậuvàcấutrúcđịachấtđịahình.Vớitìnhhìnhbiếnđổikhíhậugay gắt và mạnh
mẽ hiện nay, Việt Nam ln phải chống chịu với tình trạng lũ lụt, ngập úng… gây thiệt hại
rất lớn về người, vật chất và kinh tế quốc dân. Theo thống kê Việt Nam là một trong 4
nước chịu ảnh hưởng lớn nhất của hiện tượng khí hậu cực đoan trong hai thập kỉ trở lại
đây

và

đứng

thứ

3

nếu

chỉ

tính

riêng

năm

2008

(Nguồn

:

Báo

cáocủatrungtâmphịngchốnglụtbãotrungương).TìnhhìnhngậplụtởViệtNamngày càng phức tạp và
khơng theo quy luật như trước đây, tần suất tăng lên, cường độ mạnh
hơnrõrệt.Bêncạnhđóqtrìnhđơthịhóavàbùngnổdânsốdiễnramạnhmẽcũnglà ngun nhân
chính góp phần cho các diễn biến ngập lụt ở Việt Nam nói chung và các đơ thị nói riêng.
Thành phố Hồ Chí Minh nằm ở hạ lưu lưu vực sơng Đồng Nai và giáp
vớibiểnĐơng,nơicóđịahìnhthấpvàkhábằngphẳngvớigần75%diệntíchcócaođộ dưới 2m, chịu
tác động trực tiếp dịng chảy lũ từ thượng lưu thơng qua các sơng Đồng Nai, Sài Gịn cũng
như những tác động trực tiếp từ triều biển Đông nên thường xuyên xảy ra tình trạng
ngậplụt.
Ngập lụt tại Thành Phố Hồ Chí Minh những năm gần đây ln trở thành vấn đề nóng
bỏng, được đem ra bàn luận và mổ xẻ rất nhiều của mọi tầng lớp xã hội. Từ đó đặt ra
nhiều thách thức trong việc tìm ra biện pháp để giải quyết triệt để “căn bệnh” này đối
vớicấpchínhquyềnvàtồnthểngườidânđangsinhsốngvàlàmviệctạikhuđơthịlớn nhất Việt Nam.
Vấn đề ngập đơ thị khơng chỉ có ở những đơ thị ở Việt Nam nói chung và Tp. Hồ Chí Minh
nói riêng mà đây là “vấn nạn” của nhiều đơ thị trên thế giới, nhất
làđơthịởcácnướcđangpháttriển–nơiđangcóqtrìnhđơthịhóanhanhnhưngthiếu những giải pháp
quy hoạch quản lí và cơng trình hạ tầng thích ứng. Nhằm phát triển kinh tế xã hội của đất nước,
đảm bảo phát triển bền vững, giảm nhẹ tác động chobão,ngập lụt gây ra thì cơng tác phịng
chống ngập lụt phải được chú trọng và đặt lên hàng đầu.
Trong thực tế cũng đã có nhiều các cơng trình nghiên cứu khoa học và đề tài về vấn đề
ngập lụt được thực hiện bởi những chuyên gia đầu ngành và giàu kinh nghiệm của các

1

cơ quan, tổ chức, viện nghiên cứu trên cả nước. Kết quả đạt được từ những nghiên cứu
này thực sự đóng góp rất nhiều và mang lại những thành cơng tích cực trong cơngcuộc
“chống ngập, giảm ngập” cho thành phố; đồng thời là nguồn động lực và tạo bướckhởiđầuthuậnlợichonhữngnghiên
cứukếtiếp.
Từhơnmộtthậpniênvừaqua,tìnhtrạngngậpúngđơthịởTp.HồChíMinhđãdiễnra

ngày

càng

trầm trọng và dẫn đến những tranh luận về nguyên nhân cũng như giải pháp trọn vẹn cho
vấn đề này. Ngập lụt đô thị đã gây ra những tác động không nhỏ đến sinh hoạt của người
dân: ảnh hưởng đến sự phát triển kinh tế, ô nhiễm môi trường sống… Cứ mỗi mùa mưa về,
người dân TP. Hồ Chí Minh đều nghe nhiều hơn điệp khúc“Mưa
– ngập - kẹt xe” hay “ Đường ngập , nâng đường – nhà ngập, nâng nhà” để rồi vấn đề
này cứ mãi lặp lại trong vòng lẩn quẩn. Nghiên cứu tính tốn ngập lụt đơ thị là một vấn
đềquantrọngtrongviệctìmrangunnhânvàgiảiphápđểgiảmnhẹvàkhắcphục.Đã có nhiều hệ
thống dự báo cảnh báo lũ lụt, ngập lụt đã được xây dựng và đưa vào sử dụng. Nhiều
trong số đó sử dụng hệ thống hỗ trợ cho nhà quản lý có thể ra quyếtđịnh.
Cũng như tất cả mọi người, tác giả luôn ước mong chung tay góp sức xây dựng Thành
phốHồChíMinhgiàumạnh,vănminhvàpháttriểnmộtcáchbềnvững.Nhậnthấyviệc lựa chọn vấn
đề ngập lụt làm trọng tâm nghiên cứu trong luận văn này là một trong những cơ hội tốt nhất để
tác giả có thể thực hiện được ước mong của mình. Trước tầm quan trọng và ý nghĩa của vấn đề
phòng chống, giảm nhẹ thiệt hại do ngập úng đô thị. Cần phải tìm ra nguyên nhân và các nút thắt
của hệ thống tiêu thốt nước, từ đó đưa ra các giải pháp ứng phó cụ thể. Tạo tiền đề và cơ sở
khoa học cho các nghiên cứu tiếp theo để tình trạng ngập úng đơ thị hiện nay được giải quyết
triệt để và tối ưu. Chính vì những lí do trên việc “Ứng dụng mơ hình Mike Flood đánh giá, dự
báo ngập lụt tạikhuvựcQuận1ThànhphốHồChíMinh”làcấpthiết.
2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀTÀI
- Áp dụng thành cơng mơ hình Mike Flood khu vực Quận 1 - Tp. Hồ ChíMinh.

- Xác định mức độ ngập lụt một số điểm cụ thể ở Quận1.
- Dự báo mức độ ngập lụt với các kịch bản thiếtkế.
- Đề xuất mốt số giải pháp giảm thiểu ngậplụt.
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊNCỨU


- Đối tượng nghiên cứu: mạng lưới tiêu thoát nước đơthị.
- Phạm vi nghiên cứu: mơ phỏng tình trạng ngập lụt khi xảy ra mưa và triều cường khu
vực Quận 1 - TP. Hồ ChíMinh.
4. NỘI DUNG NGHIÊNCỨU
Đề tài: “Ứng dụng mơ hình Mike Flood đánh giá, dự báo ngập lụt tại khu vực Quận 1
Thành phố Hồ Chí Minh” với nội dung được trình bày cụ thể trong 3 phần chính như
sau:
Chương 1: Tổng quan
Nội dung trong chương này trình bày tương đối đầy đủ về vị trí địa lý, đặc điểm địa
hình, đặc điểm khí tượng – thủy văn, đặc điểm kinh tế - xã hội, tình hình ngập lụt hiện
nay tại Thành phố và khu vực nghiên cứu; tổng quan các nghiên cứu trong và ngoài
nước liên quan. Thông tin thu thập được từ những cơ quan, tổ chức có uy tín và chun
mơn.
Chương 2: Cơ sở khoa học và thiết lập mơ hình Mike Flood cho khu vực nghiên
cứu
Giới thiệu tổng quát và tìm hiểu các loại mơ hình mơ phỏng ngập lụt đơ thị hiện có, lý
thuyết hoạt động, phân tích ưu nhược điểm từng loại và lí do lựa chọn mơ hình Mike
Flood (kết hợp Mike Urban) để sử dụng cho nghiên cứu này.
Trình bày các phương pháp được sử dụng để phục vụ nghiên cứu, hoàn thiện luận án.
Đi sâu vào việc chuẩn bị các loại dữ liệu để xây dựng mơ hình như: mạng lưới thốt
nước hiện hữu, dữ liệu địa hình, các dữ liệu biên đầu vào mưa – triều cường của khu
vực nghiên cứu. Các dữ liệu này được thu thập từ những cơ quan, tổ chức có uy tín và
biên tập, chọn lọc theo kinh nghiệm đánh giá của bản thân tác giả.
Đi sâu vào chi tiết cách thiết lập bao gồm đầy đủ các bước chuẩn bị, xử lý dữ liệu và

quy trình thực hiện để chạy mơ hình Mike Flood.
Chương 3: Kết quả và thảo luận
Nội dung chương này trình bày các kết quả sau khi thiết lập và chạy mơ hình. Đề tài
chạy mơ phỏng 4 kịch bản gồm 2 kịch bản thực đo năm 2015, 2016 và 2 kịch bản giả
định mưa thiết kế tần suất 2 năm, 20 năm cùng mực triều 1,5m. Với 2 kịch bản thực đo
dùng để kiểm định và hiệu chỉnh mơ hình, 2 kịch bản giả định để đánh giá và dự báo
ngập lụt.


Từ kết quả chạy mơ hình và những nhận định, phân tích cũng như kinh nghiệmtrongq
trình thực hiện, tác giả đề xuất các giải pháp nhằm giảm tình trạng ngập lụt ởkhuv ự c
nghiên cứu cho thời gian tới.
6. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊNCỨU
- Sử dụng phương pháp thu thập dữliệu:
Dữ liệu mưa, dữ liệu hệ thống thoát nước, dữ liệu phân chia lưu vực thu nước, hướng
nước chảy… phục vụ dữ liệu đầu vào mơ hình.
- Phương pháp phân tích và tổng hợp líthuyết:
Nghiên cứu nguồn tài liệu: Mike Urban Tutorial, Mike Flood Tutorial, Hướng dẫn sử
dụngArcGis9.x,cácbáocáoliênquanlĩnhvựctrướcđây,dữliệuvềkinhtếxãhội.Từ đó phân tích và
tổng hợp những kiến thức cầnthiết.
- Phương pháp chungia:
Thuthậpdữliệucơngtrình,dữliệuliênquanđếnluậnvăntạinhữngcơquannhư:Phân

Viện

Khí

Tượng Thủy Văn Và Biến Đổi Khí Hậu, Cơng Ty TNHH Một thành viên Thốt Nước Đơ
Thị Tp.Hồ ChíMinh.
- Kế thừa tồn diện cơ sở dữ liệu và phương pháp trithức:

Kế thừa và tham khảo toàn diện các kết quả nghiên cứu khoa học về mơ hình hóa vàhệ
thốnghỗtrợraquyếtđịnhcủacácdựán,đềtài-luậnvăncủanhiềutácgiảvànhàkhoa học trong và
ngồinước.
- Phương pháp Mơ hìnhhóa:
Mơ hình hóa là phương pháp chủ đạo của nghiên cứu nhằm tính tốn và dự báo được
tình hình mưa, triều, mực nước, lưu lượng, ngập lụt tại TP. Hồ Chí Minh.
- Phương pháp bảnđồ:
Xử lý dữ liệu bản đồ, số hóa hệ thống thốt nước, cơng trình...và trình bày kết quả.
- Cách tiếpcận:
+ Tiếp cận hệ thống: vấn đề ngập lụt tại TP. Hồ Chí Minh đang là nỗi lo lớn của người
dân. Các nghiên cứu trước đây về ngập lụt thường mang tính rời rạc, cục bộ. Để giảm
thiểu những tác hại của ngập lụt đến con người, kinh tế, xã hội thì cần phải có những
giảiphápmangtínhhệthống,baogồmviệctínhtốn,dựbáongậplụt,phântíchkếtquả tính tốn mơ
hình hóa phục vụ cơng cụ hỗ trợ ra quyếtđịnh.


+Tiếpcậnpháttriểnbềnvững:đốivớihệthốngtínhtốn,dựbáongậplụtđơthịvớitư tưởng phát
triển bền vững ln là vấn đề hàng đầu. Cần có những phân tích, đánh giá tình hình ngập
lụt hướng đến phát triển bền vững về môi trường, xãhội.
+ Tiếp cận xây dựng giải pháp theo công nghệ mới: hệ thống cần được xây dựng trên
nền tảng công nghệ mới, các mơ hình tính tốn và dự báo mưa, ngập lụt là những mơ
hình tốn hiện đại và đạt hiệu quả cao, cần những giải pháp công nghệ máy tính hiện
đại, mạnh.
+Tiếpcậngiữalýluậnvàthựctiễn:từýtưởngtínhtốnvàdựbáođượctìnhhìnhngập
lụtđơthị,đềtàinghiêncứugiảiphápmơhình hóađểhiệnthựchótưởnghướngđến xây dựng
cơng cụ hỗ trợ ra quyết định ứng phóngập.
+ Tiếp cận cơ sở lý thuyết khoa học, nghiên cứu các tài liệu, các bài báo khoa học… đã
đượccôngbố;
+ Tiếp cận thực tế: khảo sát, nghiên cứu, thu thập các số liệu;
+ Tiếp cận hệ thống: tiếp cận, tìm hiểu, phân tích hệ thống từ tổng thể đến chi tiết, đầy

đủ và hệ thống khoa học;
+ Tiếp cận các phương pháp nghiên cứu mới trên thế giới.
7. Ý NGHĨA KHOAHỌC
Nghiêncứuvềngunnhânvàgiảiphápđểgiảmthiểungậplụtđơthịlàvấnđềthờisự
màcácnhàkhoahọc,nhàquảnlý...trênthếgiớiđangquantâm,nhấtlàtronggiaiđoạn biến đổi khí
hậu đang diễn ra gay gắt. Nghiên cứu này góp phần làm sáng tỏ hiệu quả của việc sử dụng
mơ hình hóa để mô phỏng, đánh giá khả năng hoạt động của hệ thống thốt nước đơ thị, cụ
thể là mơ hình MikeFlood.
8. Ý NGHĨA THỰCTIỄN
Kếtquảnghiêncứusẽgiúpcácnhàkhoahọc,ngườilàmcơngtácchunmơn,cácnhà quản lý dễ
dàng tìm ra được ngun nhân, các nút thắt, khuyết tật của hệ thống thoát nước hiện hữu.
Đánh giá toàn diện khả năng hoạt động của hệ thống thốt nước đơ thị trong các kịch bản
khác nhau. Từ đó đề ra các giải pháp phùhợp.
9. KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠTĐƯỢC
XácđịnhcụthểcácđiểmngậptạiQuận1ThànhPhốHồChíMinhdựavàokếtquảmơ
phỏngmơhìnhMikeFlood(kếthợpMikeUrban).Đềxuấtmộtsốgiảiphápgiảmthiểu
đơthị.

ngập

lụt


NỘI DUNG
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổngquan các nghiên cứu đánh giá, dự báo ngập lụt đô thị trên thếgiới
Việc lặp lại các hiện tượng thủy văn trong phịng thí nghiệm có thể thực hiện bằng các
mơ hình vật lý song chi phí cho xây dựng mơ hình vậy lý rất tốn kém. Các mơ hình vật
lý thường chỉ phù hợp với không gian không quá lớn; khi không gian mở rộng hơn tới
hệ thống một vài hồ chứa, một vài trạm bơm hoặc một hệ thống thủy nơng,… thì chi

phí cho một mơ hình vật lý tăng lên rất nhiều. Ví dụ khi nghiên cứu hiện tượng nước lũ
tràn qua đồng bằng sông Cửu Long, diện tích ngập lụt lên tới 5 vạn km2, chiều dài dịng
sơng chính tới 433 km, chiều rộng từ 400 m đến 2000 m, chiều sâu ngập nước có nơi
tới 45 m nhưng có nơi chỉ khơng tới 0.5 m. Rõ ràng khơng thể xây dựng một mơ hình
vật lý cho không gian lớn như vậy. Xuất phát từ những khó khăn đó thì cách lựa chọn
phù hợp nhất là dùng mơ hình tốn. Hiện nay mơ hình tốn thủy văn đang phát triển rất
nhanh chóng vì có những ưu điểmsau:
+ Phạm vi ứng dụng rộng rãi, đa dạng với rất nhiều loại mơ hình. Mơ hình tốn rất phù
hợp với không gian nghiên cứu rộng lớn như quy hoạch thốt lũ cho lưu vực sơng, điều
chỉnh hệ thống cơng trình thủy lợi, quản lý khai thác nguồn nước lưu vựcsơng,…
+ Ứng dụng mơ hình tốn trong thủy văn giá thành rẻ hơn và cho kết quả nhanh hơn
mơ hình vật lý.
+ Việc thay đổi phương án trong mơ hình tốn thực hiện rất nhanh.
Chính vì thế, trên thế giới có rất nhiều các nghiên cứu đánh giá, dự báo ngập lụt bằng
việc áp dụng mơ hình tốn, điển hình có thể kể đến các nghiên cứu sau:
 Hydraulic Flood Modelling using MIKE FLOOD Software: an Application to
Chennai City (Mô hình hóa lũ lụt bằng phần mềm MIKE FLOOD: ứng dụng cho
thành phố Chennai).[1]
Tác giả:V.Vidyapriya và Tiến sĩ M. Ramalingam - Học giả nghiên cứu - Viện trưởng
Viện Viễn thám, Đại học Anna, Chennai-25).
Tóm tắt nghiên cứu:Ngập lụt ở các đô thị là một vấn đề không thể tránh khỏi đối với
nhiềuthànhphốởchâ.TạiẤnĐộ,thànhphốChennaigặpphảivấnđềnghiêmtrọng
liênquanđếnngậplụtđơthị.Tìnhhìnhđượcnêurõvàongày3tháng12năm2005khi


cáccưdântrảiquanướcsâutừmắtcáchânđếnđầugốitrênđườngphố.Cáchoạtđộng thường ngày
tại các khu vực của thành phố gần như tê liệt và ùn tắc giao thơng nặngnềdonướcđọngtrênđường
phố.Việclậpmơhìnhdịngchảyvùngngậplũđượcđặtlênhàngđầutrongnghiêncứu,tuynhiênchúnghiệnđangbịhạnchếbởidữliệu
địa hình khơngchínhxácchocáckhuvựcđơthị.VớisựtrợgiúpcủadữliệuALTM,cóthểthiết lập các
biện pháp giảm thiểu lũ lụt nghiên cứu này đã phát triển một phương pháp luận

đểmơphỏngtồndiệncácqtrìnhngậplụtbằngcáchsửdụngcácmơhìnhthủyđộng lực học 1D.
Bằng cách cho phép giải quyết đồng thời các quá trình lượng mưa và dịng chảy, thốt nước
đơ thị và lũ lụt, phương pháp này có thể được sử dụng để ước tính rủi
rongậplụttiềmẩncủabấtkỳhệthốngthốtnướcđượcthiếtkếnào.Mơhìnhđượcphát triển sau đó đã
được trình diễn trên Chennai 2005 trong các điều kiện của các cơn bão thiết kế 5 năm, 10 năm,
25 năm và 50 năm. Việc kiểm định mơ hình được thực hiện bằng cách sử dụng mực nước lũ
quan trắc được thông qua khảo sát thực địa bằng bảng câuhỏi).
Bìnhluận,đánhgiánghiêncứu:NhómtácgiảđãsửdụngmơhìnhMikeFloodđểtiến
hànhmơphỏnghiệntrạngngậplụttạiThànhphốChennai,ẤnĐộ.Docơsởdữliệuđịa hình bị hạn
chế nên nhóm tác giả đã sử dụng mơ hình Mike Flood kết hợp với cơ sở dữ
liệuviễnthámALTM(AirborneLaserTerrainMapping)đểsốhóavàmơphỏnglạihiện
trạngmộtcáchchitiếtvàtiếnhànhmơphỏng.Đâycũnglàmộttrongnhữngđiểmmạnh của mơ hình
Mike Flood so với các mơ hình khác là có thể sử dụng kết hợp, linh động với các cơ sở dữ liệu
hiện đại như viễn thám (LIDAR, ALTM),CAD…
 Flood

modeling

for

risk

evaluation

–

a

MIKE

FLOOD

vs.

SOBEK1D2Dbenchmark study (Mơ hình mơ phỏng đánh giá rủi ro do ngập lụt –
so sánh ưu nhược điểm giữa mơ hình MIKE FLOOD và SOBEK 1D2D).[2]
Tác giả:P. Vanderkimpen – nghiên cứu thủy lực vùng Flanders, chính quyền Flemish,
Antwerp, Belgium Soresma, Antwerp, Belgium; E. Melger Deltares/Delft Hydraulics,
Delft, Netherlands; P. Peeters - nghiên cứu thủy lực vùng Flanders, chính quyền
Flemish, Antwerp, Belgium).
Tóm tắt nghiên cứu:Rủi ro lũ lụt đối với một phần của đồng bằng ven biển Bỉ được
đánh giá bằng hai gói mơ hình lũ lụt tương tự: MIKE FLOOD và SOBEK 1D2D. Các


mơhìnhconvàquytrìnhcósẵntrongcảhaigóiđượckhớpcàngchặtchẽcàngtốt.Sau đó, tác động
của gói phần mềm đối với thủy lực, thiệt hại do lũ lụt và nguy cơ lũ lụt đã được xác định.
Kết quả từ cả hai gói đều tốt. Một số khác biệt xảy ra, nhưng có thể dễ
dànggiảithíchnhữngkhácbiệtnàylàkếtquảcủanhữngkhácbiệtnhỏkhơngthểtránh khỏi trong
các khái niệm và cách thực hiện. Độ khơng đảm bảo liên quan đến việc lựa
chọnmộttronghaigóiphầnmềmlàkhơngđángkểsovớicácnguồnđộkhơngđảmbảo khác).
Bình luận, đánh giá nghiên cứu:Nhóm tác giả đã sử dụng mơ hình Mike Flood và
SobekđểcùngmơphỏngngậplụttạikhuvựcđồngbằngvenbiểnBỉ.Kếtquảmơphỏng giữa 2 mơ hình
đều cho ra kết quả tốt. Tuy nhiên mơ hình Mike Flood có thể linh động
sửdụngkếthợpvớinhiềuloạicơsởdữliệuđầuvàovàthiếtlậpđượccácmoduleriêng biệt. Đây cũng
là những ưu điểm của Mike Flood mà các mơ hình khác chưa làmđược.
1.2. Tổngquan các nghiên cứu đánh giá, dự báo ngập lụt đô thị trongnước
Ở Việt Nam, việc ứng dụng phương pháp mơ hình tốn vào nghiên cứu, tính tốntrong
thủy văn có thể xem như được bắt đầu từ cuối những năm 60, qua việc Ủy ban sông Mêkông ứng dụng các mơ hình như
SSARRcủaMỹ,mơhìnhDELTAcủaPhápvàmơhìnhtốntriềucủaHàLanvàotínhtốn,dựbáodịngchảysơngMêkơng.
Ngày nay, ngồi các mơ hình trên, một số mơ hình nổi bật phải kể đến như bộ mơ hình MIKE của

DHI,SALcủaViệtNam(GS.TSNguyễnTấtĐắc),FLO-2DcủaMỹ,SOBAEKcủaHà Lan, TANK
của Nhật… đang được nhiều quốc gia, tổ chức và cơ quan ứngdụng.
 Ứng dụng mơ hình MIKE FLOOD tính tốn ngập lụt hệ thống sơng Nhật Lệ
tỉnh Quảng Bình.[8]
Tác giả: Hồng Thái Bình (1), Trần Ngọc Anh (2), Đặng Đình Khá (2) - (1) Viện Địa
lý,ViệnKhoahọcvàCơngnghệViệtNam,18HồngQuốcViệt,HàNội,ViệtNam,(2)

Khoa

Khí

tượng Thủy văn và Hải dương học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN, 334
Nguyễn Trãi, Hà Nội, ViệtNam.
Tómtắt:bàibáogiớithiệumộtsốkếtquảtínhtốnngậplụthệthốngsơngNhậtLệtỉnh Quảng Bình
sử dụng mơ hình MIKE FLOOD. Các tài liệu lưu lượng đầu vào được mô phỏng từ mưa
bằng mơ hình NAM. Bộ thơng số mơ hình kết nối1-2chiều được hiệu
chỉnhvàkiểmđịnhbằngtàiliệuthựcđomựcnướchaitrậnlũlớnnăm1999và2000tại


trạm Lệ Thủy nằm giữa khu vực nghiên cứu kết hợp với các tài liệu đo đạc diện ngập
lụtcủatrậnlũlịchsử1999.Kếtquảtínhtốnbằngmơhìnhtươngđốiphùhợpvớithực đo chứng tỏ
khả năng ứng dụng của mơ hình trong cơng tác xây dựng bản đồ ngập lụt và cảnh báo thiên
tai lũ lụt cho khu vực hạlưu.
Bình luận, đánh giá nghiên cứu:Nhóm tác giả sử dụng kết hợp giữa các bộ mơ hình
như NAM, Mike 11, Mike 21 kết hợp vào Mike Flood. Tuy không phục vụ cho nghiên
cứu ngập lụt đơ thị, nhưng cho thấy tính đa dụng của mơ hình Mike Flood khi kết hợp
với các module riêng rẻ, phục vụ cụ thể cho các mục đích nghiên cứu khác nhau.
 ỨngdụngphầnmềmMikeFloodphụcvụchoviệcđánhgiá,dựbáongậplụttại thành phố
Hồ Chí Minh. cụ thể: lưu vực Bắc Tàu Hủ.[9]
Tácgiả:NguyễnNgọcKhải–CơngtyTNHHMộtthànhviênThốtnướcđơthịTp.Hồ ChíMinh.

Tóm tắt: Đánh giá và phân tích được khá đầy đủ thực trạng và nguyên nhân gây ngập
lụttạiTP.HCMnóichungvàlưuvựcBắcTàuHủnóiriêngbằngviệcdùngphầnmềm Mike Flood
kết hợp Mike Urban để mơ phỏng. Trong đó bao gồm cả các ngun nhân
chủquanvàkháchquannhưdânsốtăngnhanh,qtrìnhđơthịhố,cơngtácquyhoạch
cịnyếu,địahìnhtựnhiênthấp,điềukiệnthờitiếtngàycàngbấtlợikhitầnsuấtcáctrận
mưalớnnhiềuhơnvàtriềucườngmỗinămlạidângcaohơn,hệthốngthốtnướcđơthị đã xuống cấp
và không đủ khả năng tải nước, nêu lên được một cách tổng quan điều kiện tự nhiên (địa hình,
khí tượng, thuỷ văn,…) và kinh tế - văn hố - xã hội (dân số, thương mại, cơ sở hạ tầng, văn
hố) của lưu vực Bắc Tàu Hủ, từ đó thể hiện rõ hơnbảnchấtcủakhuvựcnghiêncứu.
Bình luận, đánh giá nghiên cứu:Đây là nghiên cứu sử dụng mơ hình Mike Flood
tương tự như nghiên cứu luận văn này. Kết hợp các mơ hình Mike Urban, Mike 11,
Mike21,MikeZerocùngcáccơsởdữliệuhiệntrạnghệthốngthốtnướcvàviễnthám để mơ phỏng
và đánh giá khả năng tiêu thốt của hệ thống thốt nước đơ thị hiện hữu với nhiều kịch bản
khácnhau.
 Ứng dụng MIKE FLOOD xây dựng bản đồ nguy cơ ngập lụt và hệ thống cảnh
báosớmúngngậpcholưuvựcsơngKimNgưuvàtámquậnnộithànhHàNội.
[10]Tácgiả:NguyễnKiênDũng,QchThịThanhTuyết-TrungtâmỨngdụngCơngnghệ và Bồi
dưỡng Nghiệp vụ Khí tượng Thủy văn và Môitrường.