(Luận Văn Thạc Sĩ) Nghiên Cứu Đánh Giá Khả Năng Điều Tiết Của Hệ Thống Hồ Sinh Thái Và Đề Xuất Quy Mô Hợp Lý Của Hệ Thống Thoát Nước Mưa Khu Đô Thị Ecopark, Hưng Yên.pdf

LỜI CAM ĐOAN
Họ và tên: Vũ Duy Định

Lớp: 21CTN21

Đề tài luận văn cao học “Nghiên cứu đánh giá khả năng điều tiết của hệ thống hồ
sinh thái và đề xuất quy mơ hợp lý của hệ thống thốt nước mưa khu đô thị
Ecopark, Hưng Yên”
Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là của
riêngtôi, trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ trong việc thực hiện luận văn này đã được cảm
ơn và trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc.
Tác giả luận văn

Vũ Duy Định

i


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn này tôi đã nhận được
sự giúp đỡ tận tình của rất nhiều thầy cơ giáo, cá nhân, các cơ quan và các tổ chức. Tôi
xin được bầy tỏ lòng cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới tất cả các thầy cô giáo, cá
nhân, các cơ quan và tổ chức đã quan tâm giúp đỡ, tạo mọi điều kiện cho tơi hồn
thành luận văn này
Trước hết tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS. Nguyễn Tuấn Anh, thầy đã
trực tiếp hướng dẫn và tận tình giúp đỡ và động viên tơi trong suốt q trình nghiên
cứu và hồn thành luận văn này. Tơi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại
học Thủy lợi, Phòng Đào tạo Đại học và sau Đại học, Ban Chủ nhiệm Khoa Kỹ thuật
tài nguyên nước, Bộ mơn Cấp thốt nước, các thầy cơ giáo Khoa Kỹ thuật tài nguyên
nước đã tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tơi về nhiều mặt trong q trình học tập,

nghiên cứu và hồn thành luận văn này.
Tơi xin chân thành cảm ơn Tỉnh Ủy, UBND tỉnh Hưng Yên, các sở ban ngành của địa
phương đã nhiệt tình giúp đỡ tơi trong quá trình điều tra thu thập số liệu thực tế để
nghiên cứu đề tài và hoàn thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn những người thân và bạn bè đã chia sẻ cùng tơi những khó
khăn, động viên và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi học tập, nghiên cứu và hoàn
thành luận văn.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 23 tháng 8 năm 2017.
Tác giả luận văn

Vũ Duy Định

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. ii
DANH MỤC BẢNG, BIỂU ............................................................................................v
DANH MỤC HÌNH MINH HỌA ..................................................................................vi
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ...........................................................................................5
1.1. Tổng quan về tiêu thoát nước đô thị .........................................................................5
1.2. Tổng quan của khu vực nghiên cứu........................................................................18
1.2.1. Điều kiện tự nhiên ...............................................................................................18
1.2.2. Điều kiện kinh tế, xã hội......................................................................................22
1.2.3. Phương hướng phát triển kinh tế xã hội trong vùng ............................................23
CHƯƠNG 2. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ĐIỀU TIẾT CỦA HỆ THỐNG HỒ SINH
THÁI VÀ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC HIỆN TRẠNG .............................................35

2.1. Cơ sở lý thuyết về hệ thống thoát nước. .................................................................35
2.1.1. Hệ thống thoát nước chung. ................................................................................35
2.1.2. Hệ thống thoát nước nửa riêng. ...........................................................................36
2.1.3. Hệ thống thoát nước riêng. ..................................................................................36
2.1.4. Hệ thống thoát nước hỗn hợp. .............................................................................37
2.1.5. Cấu tạo giếng thu nước. .......................................................................................37
2.1.6. Một số điều kiện liên quan đến lựa chọn HTTN. ................................................38
2.1.7 Cơ sở pháp lý. .......................................................................................................42
2.2. Tính tốn mưa tiêu thiết kế. ....................................................................................43
2.3. Lựa chọn mơ hình mơ phỏng mưa – dịng chảy. ....................................................47
2.3.1. Mơ hình NAM (Nedbør - Afstrømnings – Models). ...........................................47
2.3.2. Mơ hình MIKE 11 ...............................................................................................48
2.3.3. Mơ hình EFDC. ...................................................................................................49
2.3.4 Mơ hình SWMM. .................................................................................................49
2.4. Tính tốn nhu cầu tiêu nước ...................................................................................62
2.5. Mơ phỏng mưa - dòng chảy cho hệ thống hồ .........................................................62
2.5.1. Xác định biên mực nước tại cửa xả .....................................................................63
iii


2.5.2. Tính tốn kiểm tra hệ thống kiểm sốt ngập úng ................................................ 63
2.5.3. Kết quả mô phỏng ............................................................................................... 69
2.6. Đánh giá khả năng làm việc của hệ thống hồ và hệ thống thoát nước hiện trạng .. 88
2.6.1. Phương án 1 ......................................................................................................... 88
2.6.2. Phương án 2 ......................................................................................................... 88
CHƯƠNG 3. ĐỀ XUẤT QUY MƠ HỢP LÝ CỦA HỆ THỐNG THỐT NƯỚC.... 89
3.1. Đề xuất các phương án thiết kế .............................................................................. 89
3.1.1. Phương án 1 ......................................................................................................... 89
3.1.2. Phương án 2 ......................................................................................................... 91
3.2. Mơ phỏng các phương án (sử dụng mơ hình SWMM) .......................................... 93

3.2.1. Phương án 1 ......................................................................................................... 93
3.2.2. Phương án 2 ......................................................................................................... 98
3.3. Phân tích so sánh và chọn phươn án .................................................................... 102
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. .................................................................................... 103
1. Kết Luận: ................................................................................................................. 103
2. KIẾN NGHỊ: ........................................................................................................... 104
TÀI LIỆU THAM KHẢO. .......................................................................................... 105
PHỤ LỤC 1: KẾT QUẢ TÍNH TỐN U CẦU TIÊU NƯỚC MƯA CỦA NỘI BỘ
KHU ĐÔ THỊ ECOPARK ỨNG VỚI TẦN SUẤT P = 2% ...................................... 107
PHỤ LỤC 2: PHƯƠNG ÁN1: MƠ PHỎNG MƯA DỊNG CHẨY CHO HỆ THỐNG
HỒ VÀ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC HIỆN TRẠNG .............................................. 110
PHỤ LỤC 3: PHƯƠNG ÁN2: MƠ PHỎNG MƯA DỊNG CHẨY CHO HỆ THỐNG
HỒ VÀ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC HIỆN TRẠNG .............................................. 119
PHỤ LỤC 4: MÔ PHỎNG PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CẢI TẠO (PHƯƠNG ÁN1) 128
PHỤ LỤC 5: MÔ PHỎNG PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CẢI TẠO (PHƯƠNG ÁN2) 136

iv


DANH MỤC BẢNG, BIỂU
Bảng 1.1. Đỉnh lũ năm cao nhất của sông Hồng đo tại trạm thủy văn Hưng Yên ........20
Bảng 1.2. Mực nước cao nhất tại hạ lưu cống Xuân Quan trên sông Bắc Hưng Hải ...21
Bảng 1.3 Tổng hợp số liệu sử dụng đất .........................................................................26
Bảng 2.1- Chu kỳ lặp-thời gian xuất hiện lại trận lũ có mực nước lũ lớn nhất (đơn vịnăm) ...............................................................................................................................40
Bảng 2.2 Quy định chu kỳ lặp lại trận mưa đối với đô thị ............................................43
2.3 Quy định chu kỳ lặp lại trận mưa đối với khu công nghiệp ....................................44
Bảng 2.4 - Lượng mưa 24h max ....................................................................................44
Bảng 2.5 Kết quả tính tần suất mưa 24h-max ...............................................................46
Bảng 2.6 – Dòng chảy tiểu lưu vực ứng với tần suất P = 2% .......................................62
Bảng 2.7: Mực nước lớn nhất năm tại các vị trí trên sơng Bắc Hưng Hải ....................63

Bảng 2.8: Thống kê các nút ngập với trận mưa 24h max..............................................75
Bảng 2.9: Thống kê thời gian ngập các tuyến kênh với trận mưa 24h max ..................76
Bảng 2.10: Thống kê các nút ngập với trận mưa 24h max............................................84
Bảng 2.11: Thống kê thời gian ngập các tuyến kênh với trận mưa 24h max ................85
Bảng 2.12 Thống kê kích thước của một số đoạn kênh hiện trạng ...............................86
Bảng 2.13: Thống kê dung tích điều tiết của các hồ .....................................................87
Bảng 3.1: Thống kê dung tích điều tiết của các hồ .......................................................96
Bảng 3.2: Thống kê kích thước một số đoạn kênh cải tạo ............................................96
Bảng 3.3: Thống kê mực nước max tại một số nút bị ngập trước và sau cải tạo ..........96
Bảng 3.4: Thống kê dung tích điều tiết của các hồ .....................................................100
Bảng 3.5: Thống kê kích thước một số đoạn kênh cải tạo ..........................................101
Bảng 3.6: Thống kê mực nước max tại một số nút bị ngập trước và sau cải tạo ........101

v


DANH MỤC HÌNH MINH HỌA
Hình 0.1: Sơ đồ hệ thống kiểm sốt ngập úng khu đơ thị Ecopark ................................. 2
Hình 0.2: Dung tích điều tiết của hệ thống hồ ................................................................ 3
Hình 1.3 Vị trí dự án trên bản đồ tỉnh Hưng Yên và trên Quy hoạch tổng thể của Hà
Nội ................................................................................................................................. 18
Hình 1.4 Vị trí dự án ..................................................................................................... 19
Hình 1.5. Bản đồ vị trí Hưng Yên trong vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ ................... 23
Hình 1.6. Sơ đồ các khu chức năng đơ thị linh hoạt ..................................................... 25
Hình 1.7 Bản đồ quy hoạch mạng lưới giao thơng ....................................................... 29
Hình 1.8 Quy hoạch san nền xây dựng ......................................................................... 31
Hình 1.9 Quy hoạch mạng lưới thốt nước mưa ........................................................... 32
Hình 1.10 Quy hoạch mạng lưới cấp nước ................................................................... 33
Hình 1.11 Quy hoạch mạng lưới cấp điện..................................................................... 34
Hình 2.1 Sơ đồ HTTN chung ........................................................................................ 35

Hình 2.2 Sơ đồ HTTN nửa riêng ................................................................................... 36
Hình 2.3 Sơ đồ HTTN riêng .......................................................................................... 37
Hình 2.4: Cấu tạo giếng thu nước mưa ......................................................................... 38
Hình 2.5 Đường tần suất lượng mưa 24h-max, Trạm Láng (Hà Nội) - từ 1985 - 201245
Hình 2.6 Biểu đồ mơ hình mưa thiết kế 24h, P=2% ..................................................... 47
Hình 2.7: Các thành phần của hệ thống mơ phỏng bởi SWMM5 ................................. 59
Hình 2.8 Phương án1: Hệ thống kiểm sốt ngập úng Ecopark trong mơ hình SWMM65
Hình 2.9Phương án2: Hệ thống kiểm sốt ngập úng Ecopark trong mơ hình SWMM 66
Hình 2.10 Nhập thơng số đặc trưng của các lưu vực thốt nước .................................. 67
Hình 2.11 Nhập thơng số địa hình hồ, kênh .................................................................. 67
Hình 2.12 Nhập số liệu mưa thiết kế ............................................................................. 68
Hình 2.13 Nhập biên mực nước sơng Bắc Hưng Hải ................................................... 68
Hình 2.14 Đường quá trình mực nước trong Wetland .................................................. 69
Hình 2.15 Đường quá trình mực nước trong hồ 1 ......................................................... 69
Hình 2.16 Đường quá trình mực nước trong hồ 2 ......................................................... 70
Hình 2.17 Đường quá trình mực nước trong hồ 3 ......................................................... 70

vi


Hình 2.18 Đường quá trình mực nước trong hồ 4 .........................................................71
Hình 2.19 Đường quá trình mực nước trong kênh Lấy Sa ............................................71
Hình 2.20 Đường q trình dung tích nước của Wetland .............................................72
Hình 2.21 Đường q trình dung tích nước của Hồ1 ....................................................72
Hình 2.22 Đường q trình dung tích nước của Hồ2 ....................................................73
Hình 2.23 Đường q trình dung tích nước của Hồ3 ....................................................73
Hình 2.24 Đường q trình dung tích nước của kênh Lấy Sa .......................................74
Hình 2.25Đường q trình dung tích nước của Hồ4 .....................................................74
Hình 2.26 Đường quá trình mực nước trong Wetland ..................................................77
Hình 2.27 Đường quá trình mực nước trong Hồ1 .........................................................78

Hình 2.28 Đường quá trình mực nước trong Hồ2 .........................................................78
Hình 2.29 Đường quá trình mực nước trong Hồ3 .........................................................79
Hình 2.30 Đường quá trình mực nước trong Hồ4 .........................................................79
Hình 2.31 Đường quá trình mực nước trong kênh Lấy Sa ............................................80
Hình 2.32 Đường q trình dung tích nước trong Wetland ..........................................80
Hình 2.33 Đường q trình dung tích nước trong Hồ 1 ................................................81
Hình 2.34Đường q trình dung tích nước trong Hồ 2 .................................................81
Hình 2.35 Đường q trình dung tích nước trong Hồ 3 ................................................82
Hình 2.36 Đường q trình dung tích nước trong Hồ 4 ................................................82
Hình 2.37 Đường q trình dung tích nước trong kênh Lấy Sa ....................................83
Hình 2.38 Đường mực nước trong trong một số đoạn kênh .........................................83
Hình 3.1 Sơ đồ thiết kế phương án1 ..............................................................................90
Hình 3.2 Sơ đồ thiết kế phương án 2 .............................................................................92
Hình 3.3: Hệ thống kiểm sốt ngập úng Ecopark trong mơ hình SWMM ....................93
Hình 3.4 Nhập thơng số đặc trưng của các lưu vực thốt nước ....................................93
Hình 3.5 Nhập thơng số địa hình hồ, kênh ....................................................................94
Hình 3.6 Nhập số liệu mưa thiết kế ...............................................................................94
Hình 3.7 Nhập biên mực nước sơng Bắc Hưng Hải phía hạ lưu cống Xn Quan.......95
Hình 3.8 Nhập số liệu đường đặc tính bơm...................................................................95
Hình 3.9: Hệ thống kiểm sốt ngập úng Ecopark trong mơ hình SWMM ....................98
Hình 3.10 Nhập thơng số đặc trưng của các lưu vực thoát nước ..................................98
vii


Hình 3.11 Nhập thơng số địa hình hồ, kênh .................................................................. 99
Hình 3.12 Nhập số liệu mưa thiết kế ............................................................................. 99
Hình 3.13 Nhập biên mực nước sông Bắc Hưng Hải ................................................. 100

viii

MỞ ĐẦU
I. Tính cấp thiết của đề tài:
Khu đơ thị thương mại và du lịch Văn Giang (khu đô thị Ecopark) nằm ở phía Đơng Nam
TP. Hà Nội, ở phía Bắc của tỉnh Hưng Yên và thuộc địa giới các xã Xuân Quan, xã Cửu
Cao, xã Phụng Công, huyện Văn Giang, tỉnh Hưng n.
Khu vực đơ thị phía Nam sơng Bắc Hưng Hải của Ecopark với tổng diện tích 490 ha đã
được quy hoạch tổng thể, hiện đang được thiết kế kỹ thuật và bản vẽ thi công.
Theo tài liệu quy hoạch, nước mưa trong khu vực nội bộ khu đô thị được thu gom và
chứa vào hệ thống hồ vừa là hồ cảnh quan, sinh thái vừa là hồ điều hòa nước mưa. Khi
lượng nước mưa lớn vượt quá khả năng điều tiết của hệ thống hồ, cửa A và cửa E được
đóng lại, cửa D mở ra, nước mưa được điều tiết qua kênh Lấy Sa và hệ thống hồ đô thị.
Khi mực nước sông Bắc Hưng Hải thấp cửa C được mở ra, nước mặt trong đô thị sẽ tự
chảy ra sông Bắc Hưng Hải. Khi mực nước sơng Bắc Hưng Hải cao, cửa C được đóng
lại, trạm bơm Báo Đáp hoạt động để thoát lũ cho khu vực đơ thị (xem hình vẽ 1 và 2).
Tuy nhiên, hồ sơ quy hoạch hệ thống thốt nước cịn nhiều bất cập như:
-

Chưa nêu rõ cơ sở chọn tần suất thiết kế. Chọn tần suất thiết kế P=1% là quá cao.

-

Chưa phân tích diễn biến mực nước tại nguồn nhận là hạ lưu cống Báo Đáp trên

sông Bắc Hưng Hải.
-

Chưa phân tích cơ sở để đề xuất xây dựng Trạm bơm Báo Đáp.

-

Chưa đánh giá được khả năng điều tiết của các hồ trong khu vực.

-

Chưa kiến nghị được kích thước mặt cắt ngang của các đoạn kênh/hồ để đảm bảo

thoát nước mưa.
Từ cơ sở nêu trên học viên thực hiện luận văn với đề tài : " Nghiên cứu đánh giá khả
năng điều tiết của hệ thống hồ sinh thái và đề xuất quy mô hợp lý của hệ thống thốt
nước mưa khu đơ thị Ecopark, Hưng n".
1


Hình 0.1: Sơ đồ hệ thống kiểm sốt ngập úng khu đô thị Ecopark

2


Hình 0.2: Dung tích điều tiết của hệ thống hồ
II. Mục tiêu nghiên cứu.
- Đánh giá khả năng điều tiết của hệ thống hồ sinh thái khu đô thị Ecopark.
- Đề xuất quy mơ hợp lý của hệ thống thốt nước mưa trong khu vực.
III. Phạm vi nghiên cứu.
- Hệ thống hồ sinh thái và hệ thống thoát nước mưa khu đô thị Ecopark.

3


IV. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu.

IV.1. Cách tiếp cận
- Tiếp cận thực tế: đi khảo sát, nghiên cứu, thu thập các số liệu quy hoạch, thiết kế của
hệ thống tiêu;
- Tiếp cận hệ thống: Tiếp cận, tìm hiểu, phân tích hệ thống từ tổng thể đến chi tiết, đầy
đủ và hệ thống.
- Tiếp cận các phương pháp nghiên cứu mới về tiêu nước trên thế giới.
IV.2. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa;
- Phương pháp kế thừa;
- Phương pháp phân tích, thống kê;
- Phương pháp ứng dụng mơ hình tốn.
V. Kết quả dự kiến đạt được.
- Đánh giá được khả năng điều tiết của hệ thống hồ sinh thái khu đô thị Ecopark.
- Đề xuất được quy mô hợp lý của hệ thống thốt nước mưa trong khu vực (kích thước
kênh mương, công suất cống hay trạm bơm).

4


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về tiêu thoát nước đơ thị
Vị trí địa lý và điều kiện địa hình ảnh hưởng rất lớn đến thoát nước tự chảy của các đô
thị. Nét đặc trưng của đô thị nước ta là sự phát triển gắn liền với việc khai thác và sử
dụng các nguồn nước mặt (sông, biển...). Hệ thống thốt nước đơ thị cũng liên quan mật
thiết đến chế độ thuỷ văn của hệ thống sông, hồ. Thông thường về mặt tự nhiên, các
sông, hồ thường kết với nhau thành dạng chuỗi thơng qua các kênh mương thốt nước
hở, tạo thành các trục tiêu thốt nước chính. Cả nước có tới 2.360 con sơng với chiều dài
hơn 10.000 km, trong đó có 9 hệ thống sơng lớn có diện tích lưu vực trên 10.000 km2.
Lưu vực dịng chảy các sông về mùa mưa rất lớn chiếm đến 70 - 90% tổng lượng nước cả
năm.

Nước ta thuộc vùng khí hậu nóng ẩm: mưa nhiều, độ ẩm lớn, nhiệt độ và độ bức xạ cao.
Sự phân bố không đều về lượng mưa, độ ẩm, độ bức xạ... theo không gian và thời gian sẽ
ảnh hưởng rất lớn đến thoát nước và chất lượng môi trường nước trong các đô thị. Mỗi
năm có khoảng 8 - 10 cơn bão, gây thiệt hại trung bình 2 - 3% thu nhập quốc dân và ảnh
hưởng rất lớn tới thốt nước đơ thị.
Những năm gần đây, việc đầu tư vào hệ thống thốt nước đơ thị được cải thiện đáng kể.
Một số dự án đã và đang được triển khai bằng nguồn vốn vay ODA tại các thành phố như
Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng, Vinh,... Nguồn vốn đầu tư này tuy đã lên
tới tỉ USD, tuy nhiên nó cũng chỉ đáp ứng tỷ lệ nhỏ (khoảng 1/6) so với yêu cầu hiện nay.
Hầu hết các đơ thị đã có qui hoạch phát triển tổng thể đến năm 2020, nhưng quy hoạch
chuyên ngành, hạ tầng cơ sở chưa được thực thi đầy đủ, đồng bộ nhất là đối với ngành
cấp thoát nước đô thị.
Các qui hoạch về môi trường, quản lý chất thải rắn, cấp thoát nước thường là các mảng
nhỏ trong quy hoạch tổng thể, do vậy, chỉ có thể có các thơng tin qui hoạch cơ bản. Một
vấn đề khá quan trọng trong công tác qui hoạch là các tiêu chí chung để phối hợp thực
hiện đầu tư đồng bộ các cơng trình hạ tầng đơ thị chưa được đề ra đầy đủ.

5


Hiện nay, hệ thống thoát nước phổ biến nhất ở các đơ thị của Việt Nam là hệ thống thốt
nước chung. Phần lớn những hệ thống này được xây dựng cách đây khoảng 100 năm, chủ
yếu để thoát nước mưa, ít khi được sửa chữa, duy tu, bảo dưỡng nên đã xuống cấp nhiều;
việc xây dựng bổ sung được thực hiện một cách chắp vá, không theo quy hoạch lâu dài,
không đáp ứng được yêu cầu phát triển đô thị. Các dự án thốt nước đơ thị sử dụng vốn
ODA (cho khoảng 10 đô thị) đã và đang được triển khai thực hiện thường áp dụng kiểu
hệ thống chung trên cơ sở cải tạo nâng cấp hệ thống hiện có. Tuy nhiên, cá biệt như thành
phố Huế áp dụng hệ thống thốt nước riêng hồn tồn.
Đối với các khu cơng nghiệp, được xây dựng từ 1994 đến nay, việc tổ chức hệ thống
thoát nước theo dạng phổ biến trên thế giới. Thơng thường có hai hoặc ba hệ thống thốt

nước riêng biệt:
- Trường hợp ba hệ thống cho ba loại nước thải: nước mưa, nước thải sản xuất, nước thải
sinh hoạt.
- Trường hợp hai hệ thống: nước mưa thoát riêng, còn nước thải sản xuất sau khi đã xử lý
sơ bộ trong từng nhà máy thì thốt chung và xử lý kết hợp với nước thải sinh hoạt.
Để đánh giá khả năng thoát nước, người ta thường lấy tiêu chuẩn chiều dài bình qn
cống trên đầu người. Các đơ thị trên thế giới tỷ lệ trung bình là 2m/người, ở nước ta tỷ lệ
này tại Hà Nội, TP.Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng là 0,2 đến 0,25m/ng, còn lại chỉ
đạt từ 0,05 đến 0,08m/người. Mặt khác trong từng đô thị, mật độ cống thoát nước khác
nhau, khu trung tâm đặc biệt là các khu phố cũ, mật độ cống thoát nước thường cao hơn
các khu vực mới xây dựng. Ngồi ra, nhiều đơ thị gần như chưa có hệ thống thoát nước,
nhất là các thị xã tỉnh lỵ vừa được tách tỉnh. Theo thống kế sơ bộ của các công ty tư vấn
và từ những báo cáo của các sở xây dựng, một số đơ thị có hệ thống thốt nước hết sức
yếu kém như: Tuy Hồ (Phú n). Hệ thống thoát nước mới phục vụ cho khoảng 5%
diện tích đơ thị, các thành phố Quy Nhơn (Bình Định) 10%, Ban Mê Thuột (Đắc Lắc)
15%, Cao Bằng 20%... Các đơ thị có hệ thống thốt nước tốt nhất như Hà Nội, Hải
Phịng, thành phố Hồ Chí Minh và một số đơ thị nhỏ như Lào Cai, Thái Bình cũng chỉ
phục vụ khoảng 60%.

6


Theo đánh giá của các cơng ty thốt nước, cơng ty môi trường đô thị tại các địa phương
và các cơng ty tư vấn, thì có trên 50% các tuyến cống đã bị hư hỏng nghiêm trọng cần
phải sửa chữa, 30% các tuyến cống đã xuống cấp, chỉ khoảng 20% vừa được xây dựng là
cịn tốt.
Các kênh rạch thốt nước chủ yếu là sử dụng kênh rạch tự nhiên, nền và thành bằng đất
do vậy thường không ổn định. Các cống, ống thốt nước được xây dựng bằng bê tơng
hoặc xây gạch, tiết diện cống thường có hình trịn, hình chữ nhật, có một số tuyến cống
hình trứng. Ngồi ra tại các đô thị tồn tại nhiều mương đậy nắp đan hoặc mương hở, các

mương này thường có kích thước nhỏ, có nhiệm vụ thu nước mưa và nước bẩn ở các cụm
dân cư. Các hố ga thu nước mưa và các giếng thăm trên mạng lưới bị hư hỏng nhiều ít
được quan tâm sửa chữa gây khó khăn cho công tác quản lý. Theo báo cáo của các công
ty thốt nước và cơng ty mơi trường đơ thị, tất cả các thành phố, thị xã của cả nước đều bị
ngập úng cục bộ trong mùa mưa. Có đơ thị 60% đường phố bị ngập úng như Buôn Mê
Thuột của Đắc Lắc. TP Hồ Chí Minh (trên 100 điểm ngập), Hà Nội (trên 30 điểm), Đà
Nẵng, Hải Phịng cũng có rất nhiều điểm bị ngập úng. Thời gian ngập kéo dài từ 2 giờ
đến 2 ngày, độ ngập sâu lớn nhất là 1m. Ngoài các điểm ngập do mưa, tại một số đơ thị
cịn có tình trạng ngập cục bộ do nước thải sinh hoạt và công nghiệp (Ban Mê Thuột, Cà
Mau). Ngập úng gây ra tình trạng ách tắc giao thông, nhiều cơ sở sản xuất dịch vụ ngừng
hoạt động, du lịch bị ngừng trệ, hàng hố khơng thể lưu thơng. Hàng năm thiệt hại do
ngập úng theo tính tốn sơ bộ lên tới hàng nghìn tỷ đồng.
Trong khu vực đơ thị và khu cơng nghiệp tính đến đầu năm 2005, mỗi ngày có khoảng
3.110.000 m3 nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất từ các khu công nghiệp xả trực
tiếp vào nguồn tiếp nhận. Phân bố các loại nước thải được minh hoạ ở hình 1.1.
Cả nước hiện có 12 thành phố: Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Hạ Long, Huế, Buôn Mê
Thuột, Đà Lạt, Thái Nguyên, Vũng Tàu, Cần Thơ, Bắc Ninh, Hải Dương và Vinh có các
dự án có trạm xử lý nước thải đô thị công suất trên 5000 m3/ngày đêm đang trong giai
đoạn qui hoạch và xây dựng.
Trên tổng số 76 khu cơng nghiệp và chế xuất chỉ có 16 trạm xử lý nước thải tập trung,
hoạt động với tổng công suất là 41.800 m3/ ngày đêm. Công nghệ chủ yếu là sinh học

7


hoặc hoá học kết hợp với sinh học. Nước thải sau xử lý đạt yêu cầu loại A hoặc loại B
theo tiêu chuẩn xả nước thải công nghiệp vào nguồn nước mặt TCVN 5945 - 2005 Nước thải công nghiệp - Tiêu chuẩn thải. Biểu đồ tổng hợp về xử lý nước thải các khu
công nghiệp tập trung năm 2004 giới thiệu ở hình 1.2.
N­íc th¶i s¶n
xt, 980000,

32%
N­íc th¶i sinh
N­íc thải bệnh
hoạt, 2010000,
viện, 120000,
64%
4%
Hình 1.1. Phân bố nước thải đô thị và khu công nghiệp xả vào nguồn
tiếp nhận
1200000

m3/ngày

1000000
800000
600000
400000
200000
0
Tổng lượng nước thải khu
công nghiệp

Tổng công suất thiết kế trạm
XLNT

Tổng công suất hoạt dộng của
các trạm XLNT

Hình 1.2. Xử lý nước thải tại các khu công nghiệp tập trung tính đến năm
2004 (Nguồn: báo cáo đề tài khoa học trọng tâm "Đánh giá diện biến môi

trường hai vùng phát triển kinh tế phía Bắc và phía Nam", Hà Nội, 2004)

1.1.1. Tng quan về việc sử dụng hồ điều hòa trong hệ thống thốt nước đơ thị
Mùa mưa thường có lưu lượng nước mưa rất lớn nhưng chỉ xẩy ra trong một thời gian
ngắn nhất định. Hồ điều hịa có vai trị điều tiết nước mưa nhằm giảm bớt kích thước của
cống dẫn, cơng suất trạm bơm dẫn nước. Hồ điều hịa trong các đô thị thường tận dụng
hồ tự nhiên để giảm kinh phí xây dựng, nhưng trong một số trường hợp đặc biệt thì có thể
xây dựng hồ nhân tạo. Hồ điều hịa có nhiệm vụ điều tiết (tăng và giảm) lưu lượng dòng
chảy nước mưa một cách tự nhiên nhằm chống úng, ngập và giảm chi phí xây dựng, quản
lý hệ thống thốt nước. Ngồi ra, có thể điều chỉnh lưu lượng để phục vụ cho mục đích
tưới tiêu trong sản xuất nông nghiệp, bảo vệ môi trường... Khi tính tốn xác định dung

8


tích hồ điều hịa và kích thước các cơng trình cần căn cứ vào các số liệu về diện tích, địa
hình, tính chất thốt nước của lưu vực, tài liệu khí tượng, thủy văn và địa chất cơng trình.
Hiện nay, trong hầu hết các hệ thống thốt nước đơ thị ở Việt Nam đều tồn tại hồ tự
nhiên và hồ nhân tạo. Tỷ lệ diện tích hồ điều hịa trên tổng diện tích đơ thị khác nhau ở
các đơ thị ở Việt Nam. Tỷ lệ này phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên, vị trí địa lý của đơ thị.
Hồ điều hịa nước mưa tại các đơ thị cịn nhỏ về quy mơ, thiếu cơng trình điều tiết nên
vận hành không được đảm bảo theo khoa học, hồ mới được quan tâm trong những năm
gần đây, thường chậm trễ trong việc cải tạo và nâng cấp. Nhìn chung, việc sử dụng hồ
vào mục đích điều hịa nước mưa chưa hiệu quả.
1.1.2. Tổng quan về sử dụng mơ hình tốn để nghiên cứu hệ thống thốt nước đơ thị
1.1.2.1. Tổng quan về các mơ hình mơ phỏng hệ thống thốt nước đô thị trên thế giới
Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin cũng như khoa
học kỹ thuật nói chung, các mơ hình tốn ứng dụng cũng ngày càng được phát triển nhiều
hơn. Các mơ hình tốn với các ưu điểm như cho kết quả tính tốn nhanh, giá thành rẻ, dễ
dàng thay đổi các kịch bản bài toán,vv... đang trở thành là một công cụ mạnh, phục vụ

đắc lực trong nhiều lĩnh vực, trong đó có lĩnh vực quản lý tài nguyên và mơi trường. Lựa
chọn mơ hình là khâu đầu tiên rất quan trọng trong phương pháp mơ hình tốn, nó phụ
thuộc vào yêu cầu công việc, điều kiện về tài liệu cũng như tiềm năng tài chính và nguồn
nhân lực sẵn có. Trên thế giới hiện nay có rất nhiều mơ hình tốn đang được sử dụng.
Dưới đây là một số mơ hình mơ phỏng hệ thống thốt nước điển hình.
- Mơ hình WENDY: do Viện thủy lực Hà Lan (DELFT) xây dựng cho phép tính thủy lực
dịng chảy hở, xói lan truyền, chuyển tải phù sa và xâm nhập mặn.
- Mơ hình HEC-RAS: do Trung tâm Thủy văn kỹ thuật quân đội Hoa Kỳ xây dựng được
áp dụng để tính tốn thủy lực cho hệ thống sơng. Phiên bản mới hiện nay đã được bổ
sung thêm modul tính vận chuyển bùn cát và tải khuếch tán. Mơ hình HEC-RAS được
xây dựng để tính tốn dịng chảy trong hệ thống sơng có sự tương tác 2 chiều giữa dịng
chảy trong sơng và dòng chảy vùng đồng bằng lũ. Khi mực nước trong sông dâng cao,
nước sẽ tràn qua bãi gây ngập vùng đồng bằng, khi mực nước trong sông hạ thấp nước sẽ
chảy lại vào trong sông.
9


- Bộ mơ hình SOBEK: Deltares đã xây dựng một bộ mơ hình SOBEK tích hợp sẵn khả
năng mơ phỏng tổng thể hệ thống Tài nguyên nước. Là công cụ để tính tốn dự báo lũ, tối
ưu hóa hệ thống thoát nước, điều khiển hệ thống dẫn nước, thiết kế cống thốt nước, mơ
phỏng hình thái sơng, mơ phỏng xâm nhập mặn và chất lượng nước mặt. Từ việc tính
tốn dòng chảy cho một lưu vực tự nhiên, cũng như nghiên cứu các bài toán thủy động
lực học 1D/2D. Bên cạnh đó SOBEK là cơng cụ lý tưởng để nghiên cứu các bài toán vỡ
đập, vỡ đê, sự ngập lụt trong đơ thị...
Sự khác biệt của bộ mơ hình SOBEK là có khả năng cho phép mơ phỏng hệ thống theo
thời gian thực (Real Time Control - RTC) dựa các các số liệu, đo đạc quan trắc trên hệ
thống và được cập liên tục giúp quản lý, giám sát vận hành các cơng trình khai thác hệ
thống Tài ngun nước một cách tốt nhất. Ví dụ như điều khiển vận hành hệ thống cơng
trình điều tiết lũ, ngăn triều kiểm soát ngập lụt; hoặc lên phương án cấp nước cho một hệ
thống cơng trình khai thác Tài ngun nước hoặc giám sát chất lượng nước cho một hệ

thống để có phương án vận hành từ xa.
Bộ mơ hình SOBEK đã được áp dụng phổ biến ở các nước trên thế giới đề giải quyết các
bài tốn Tính tốn, dự báo Tài nguyên nước; Quản lý chất lượng nước; Quản lý lũ lụt hạn
hán; Vận hành hệ thống cho cả lưu vực tự nhiên và lưu vực đô thị. Do vậy mơ hình
SOBEK là một cơng cụ hữu ích nhằm đưa ra các giải pháp quản lý và phát triển tài
nguyên nước mang tính tổng thể.
Bộ mơ hình MUSIC được phát triển bởi trung tâm eWater, Úc là bộ phần mềm hỗ trợ ra
quyết định phục vụ cho công tác quản lý nước mưa tại khu vực đô thị. Phần mềm giúp
người sử dụng xây dựng và mô phỏng hệ thống quản lý nước mưa hiệu quả cho các khu
đô thị. MUSIC cung cấp khả năng tính tốn dịng chảy và sự lan truyền ô nhiễm sinh ra
từ nước mưa, từ đó mơ phỏng q trình vận hành của từng đối tượng riêng biệt hoặc của
toàn bộ hệ thống xử lý nước mưa. Thơng qua đó, MUSIC cho phép người sử dụng đánh
giá được hiệu quả xử lý nước mưa cả về số lượng và chất lượng của từng mắt xích riêng
lẻ hoặc của tồn bộ hệ thống tiêu thốt và xử lý nước mưa của độ thị.
MUSIC được thiết kế chun biệt để mơ phỏng q trình hình thành cũng như q trình
lan truyền chất trong các dịng chảy sinh ra do mưa trên lưu vực đã đơ thị hóa. Phần mềm

10


được áp dụng phổ biến cho các khu vực đô thị nhờ khả năng mô phỏng linh hoạt sự thay
đổi trong sử dụng đất và tính tương tác giữa các yếu tố thủy văn trong điều kiện đô thị.
Bên cạnh đó, với khả năng tích hợp xử lý thơng tin trên nền GIS, MUSIC là lựa chọn tối
ưu cho đánh giá hiệu quả của những phương án quy hoạch hệ thống xử lý nước mưa cho
các lưu vực đã phát triển.
- MIKE URBAN là phần mềm lập mơ hình nước đơ thị, khả dụng, độ linh hoạt cao, tính
mở, được tích hợp với hệ thống GIS, sử dụng mơ hình tính tốn hiệu quả ổn định và tin
cậy về khoa học.
MIKE URBAN có thể tính tốn và mơ phỏng tồn bộ mạng lưới nước trong thành phố
bao gồm hệ thống cấp nước, hệ thống thoát nước mưa và nước thải trong một hệ thống

thốt thải gộp hoặc riêng biệt.
- Mơ hình đánh giá đất và nước SWAT được phát triển bởi Bộ Nơng nghiệp Hoa Kì
(USDA) vào đầu những năm 90 của thế kỉ XX (Susan L. Neitsch et al., 2009). Mơ hình
được xây dựng nhằm đánh giá và dự đoán các tác động của thực tiễn quản lý đất đai đến
nguồn nước, lượng bùn và lượng hóa chất trong nông nghiệp sinh ra trên một lưu vực
rộng lớn và phức tạp với sự không ổn định về các yếu tố như đất, sử dụng đất và điều
kiện quản lý trong một thời gian dài. SWAT cho phép mơ hình hóa nhiều q trình vật lí
trên cùng một lưu vực, theo cách thức một lưu vực sẽ được chia thành các tiểu lưu vực,
trong mỗi tiểu lưu vực được chia thành các đơn vị thủy văn – có những đặc trưng riêng
duy nhất về đất và sử dụng đất.Với sự hỗ trợ của GIS, mơ hình SWAT có thể phác họa
tiểu lưu vực và mạng lưới dòng chảy từ dữ liệu độ cao số (DEM) và tính tốn cân bằng
nước hàng ngày từ dữ liệu khí tượng, đất và sử dụng đất. Dịng chảy mặt được tính tốn
theo khoảng thời gian hàng ngày dựa trên phương pháp đường cong số (SCS) và đỉnh
dòng chảy được ước lượng theo phương pháp hữu tỉ (Rational method).
- Mơ hình BEMUS – BElgrade Model of Urban Sewers (Maksimovic and Radojkovic,
1984)
+ Khả năng của mô hình: Kiểm tra hoặc thiết kế hệ thống tiêu
+ Sử dụng mơ hình mưa: Trận mưa thực hoặc mưa giả tưởng
+ Kể đến sự biến đổi theo không gian của mưa: Có
11


+ Phương pháp tính tốn tổn thất thấm: Green – Ampt
+ Phương pháp tính tốn mưa dịng chảy cho các tiểu lưu vực: Sóng động lực
+ Diễn tốn dịng chảy trong mạng lưới tưới tiêu: Sóng động lực + Muskingum – Cunge
+ Diễn tốn dịng chảy có áp: PP Prissmann
+ PP diễn toán tại các nút của mạng lưới: Sử dụng phương trình liên tục khơng xét đến
dung tích của giếng
- Mơ hình CHICAGO HYDROGRAPH (Tholin và Keifer, 1960)
+ Khả năng của mơ hình: Kiểm tra hoặc thiết kế hệ thống tiêu

+ Sử dụng mơ hình mưa: Mưa thiết kế dạng Chicago
+ Kể đến sự biến đổi theo không gian của mưa: Khơng
+ Phương pháp tính tốn tổn thất thấm: Horton
+ Phương pháp tính tốn mưa dịng chảy cho các tiểu lưu vực: Phương trình liên tục + PT
của Izzard
+ Diễn tốn dịng chảy trong mạng lưới tưới tiêu: Hồ chứa tuyến tính
+ Diễn tốn dịng chảy có áp: Khơng đề cập
+ PP diễn toán tại các nút của mạng lưới: Sử dụng phương trình liên tục khơng xét đến
dung tích của giếng
- Mơ hình CTH (Arnell, 1980)
+ Khả năng của mơ hình: Kiểm tra hoặc thiết kế hệ thống tiêu
+ Sử dụng mơ hình mưa: Trận mưa thực hoặc mưa giả tưởng
+ Kể đến sự biến đổi theo không gian của mưa: Khơng
+ Phương pháp tính tốn tổn thất thấm: Horton
+ Phương pháp tính tốn mưa dịng chảy cho các tiểu lưu vực: Sóng động học
+ Diễn tốn dịng chảy trong mạng lưới tưới tiêu: Sóng động học
12


+ Diễn tốn dịng chảy có áp: Khơng cho phép
+ PP diễn toán tại các nút của mạng lưới: Sử dụng phương trình liên tục khơng xét đến
dung tích của giếng
- Mơ hình HYDROWORKS– Wallingford Software, Hydraulics Research Ltd, UK
+ Khả năng của mơ hình: Kiểm tra hoặc thiết kế hệ thống tiêu
+ Sử dụng mơ hình mưa: Trận mưa thực hoặc mưa giả tưởng
+ Kể đến sự biến đổi theo khơng gian của mưa: Có
+ Phương pháp tính tốn tổn thất thấm: Horton, SCS, hệ số dòng chảy (tỷ lệ %)
+ Phương pháp tính tốn mưa dịng chảy cho các tiểu lưu vực: Rational
+ Diễn tốn dịng chảy trong mạng lưới tưới tiêu: Sóng động lực
+ Diễn tốn dịng chảy có áp: PP Preissmann

+ PP diễn tốn tại các nút của mạng lưới: Sử dụng phương trình liên tục khơng xét đến
dung tích của giếng
+ Có thể mơ phỏng được chất lượng nước
- Mơ hình ILLUDAS – ILLinois Urban Drainage Area Simulator (Terstriep và Stall,
1974)
+ Khả năng của mô hình: Kiểm tra hoặc thiết kế hệ thống tiêu
+ Sử dụng mơ hình mưa: Trận mưa thực hoặc mưa giả tưởng hoặc nhiều trận mưa liên
tục
+ Kể đến sự biến đổi theo khơng gian của mưa: Khơng
+ Phương pháp tính tốn tổn thất thấm: Horton, SCS
+ Phương pháp tính tốn mưa dòng chảy cho các tiểu lưu vực: PP đường đẳng thời
+ Diễn tốn dịng chảy trong mạng lưới tưới tiêu: Hồ chứa phi tuyến
+ Diễn tốn dịng chảy có áp: Không cho phép

13


+ PP diễn toán tại các nút của mạng lưới: Sử dụng phương trình liên tục có xét đến dung
tích của giếng
+ Có thể mơ phỏng được chất lượng nước
- Mơ hình ILSD – Illinois Least cost Sewer system Design (Yen, 1984)
+ Khả năng của mơ hình: Kiểm tra hoặc thiết kế hệ thống tiêu
+ Sử dụng mơ hình mưa: Trận mưa thực hoặc mưa giả tưởng
+ Kể đến sự biến đổi theo không gian của mưa: Không
+ Phương pháp tính tốn tổn thất thấm: Horton
+ Phương pháp tính tốn mưa dòng chảy cho các tiểu lưu vực: PP đường đẳng thời
+ Diễn tốn dịng chảy trong mạng lưới tưới tiêu: Dạng khái niệm (giữ nguyên biểu đồ Q
~ t từ đầu đến cuối kênh, có xét đến thời gian chậm tới
+ Diễn tốn dịng chảy có áp: Khơng cho phép
+ PP diễn toán tại các nút của mạng lưới: Sử dụng phương trình liên tục có xét đến dung

tích của giếng
+ Có thể mơ phỏng được chất lượng nước
- Mơ hình MOUSE – Modelling of Urban Sewers (DHI, 1987)
- Khả năng của mơ hình: Kiểm tra hoặc thiết kế hệ thống tiêu
+ Sử dụng mơ hình mưa: Trận mưa thực hoặc mưa giả tưởng, mơ hình mơ phỏng liên tục
+ Kể đến sự biến đổi theo không gian của mưa: Khơng
+ Phương pháp tính tốn tổn thất thấm: Hệ số dịng chảy, Horton
+ Phương pháp tính tốn mưa dịng chảy cho các tiểu lưu vực: Sóng động học/Đường
đẳng thời
+ Diễn tốn dịng chảy trong mạng lưới tưới tiêu: Sóng động học/Sóng động lực
+ Diễn tốn dịng chảy có áp: PP Preissmann

14


+ PP diễn toán tại các nút của mạng lưới: Sử dụng phương trình liên tục có xét đến dung
tích của giếng và PTBT năng lượng
+ Có thể mơ phỏng được chất lượng nước
- Mơ hình SOCS – Simulation Of Channel System (Fugazza, 1996)
+ Khả năng của mơ hình: Kiểm tra hoặc thiết kế hệ thống tiêu
+ Sử dụng mô hình mưa: Trận mưa thực hoặc mưa giả tưởng
+ Kể đến sự biến đổi theo không gian của mưa: Không
+ Phương pháp tính tốn tổn thất thấm: Green-Ampt, Horton, SCS, hệ số dịng chảy
+ Phương pháp tính tốn mưa dịng chảy cho các tiểu lưu vực: Hồ chứa phi tuyến, Nash,
IUH
+ Diễn tốn dịng chảy trong mạng lưới tưới tiêu: Sóng động lực
+ Diễn tốn dịng chảy có áp: PP Preissmann
+ PP diễn toán tại các nút của mạng lưới: Sử dụng phương trình liên tục khơng xét đến
dung tích của giếng và PTBT năng lượng
- Mơ hình SWMM – Storm Water Management Model (Metcalf và Eddy, 1971); (Huber

và Heaney, 1982); (Huber và nnk, 1984).
+ Khả năng của mơ hình: Kiểm tra hoặc thiết kế hệ thống tiêu
+ Sử dụng mơ hình mưa: Trận mưa thực hoặc mưa giả tưởng, mô phỏng liên tục
+ Kể đến sự biến đổi theo khơng gian của mưa: Có
+ Phương pháp tính tốn tổn thất thấm: Green-Ampt, Horton, SCS
+ Phương pháp tính tốn mưa dòng chảy cho các tiểu lưu vực: Hồ chứa phi tuyến (PT
liên tục + PT Manning)
+ Diễn tốn dịng chảy trong mạng lưới tưới tiêu: Sóng động học/sóng động lực/ dịng ổn
định
+ Diễn tốn dịng chảy có áp: Có cho phép
15


+ PP diễn toán tại các nút của mạng lưới: sử dụng phương trình liên tục có xét đến dung
tích của giếng và mực nước tại nút
+ Có thể mơ phỏng chất lượng nước
- Mơ hình MUAD – Mixed Urban and Agricultural Drainage (Tuấn Anh, 2007)
+ Khả năng của mô hình: Kiểm tra hoặc thiết kế hệ thống tiêu cho vùng đô thị, nông
nghiệp hoặc hỗn hợp đô thị và nơng nghiệp.
+ Sử dụng mơ hình mưa: Trận mưa thực hoặc mưa giả tưởng
+ Kể đến sự biến đổi theo khơng gian của mưa: Khơng
+ Phương pháp tính tốn tổn thất thấm: Hệ số dịng chảy, SCS
+ Phương pháp tính tốn mưa dịng chảy cho các tiểu lưu vực: Hồ chứa tuyến tính, Nash
(vùng đơ thị), Diễn tốn hồ chứa tĩnh (vùng nơng nghiệp).
+ Diễn tốn dịng chảy trong mạng lưới tưới tiêu: Sóng động học
+ Diễn tốn dịng chảy có áp: Khơng
1.1.2.2. Tổng quan các mơ hình mơ phỏng hệ thống thốt nước đơ thị ở Việt Nam
Ngày nay giải quyết các quản lý Tài nguyên nước dựa trên các khía cạnh kỹ thuật, kinh tế
xã hội và thể chế - chính sách. Với hướng tiếp cận tổng hợp thì việc lựa chọn một cơng
cụ mạnh, có thể giải quyết tổng hợp những bài toán về Tài nguyên nước là cần thiết. Trên

thế giới hiện nay có rất nhiều các mơ hình mơ phỏng hệ thống thốt nước để hỗ trợ các
nhà quản lý, các Viện nghiên cứu.
- Mô hình SWMM: dùng để tính tốn thủy văn, thủy lực dịng chảy cho hệ thống sơng
ngịi, kênh, rạch, đường ống.Đặt biệt, SWMM mơ phỏng bài tốn tiêu thốt nước của
hệ thống kênh rạch, đường ống đô thị hoặc ven đô chịu ảnh hưởng của thủy triều
cho kết quả rất chính xác. Ngoài ra trongphần mềm SWMM các phiên bản mới cịn
kèm theo modul phân tích ơ nhiễm và lan truyền. SWMM là mơ hình đã được ứng
dụng rộng rãi trên thế giới cũng như ở Việt Nam, phù hợp với nhiều cơng việc như thiết
kế quy hoạch phịng chống ngập úng cho đơ thị, giải các bài tốn về ơ nhiễm đô thị.

16


- Mơ hình SWAT: mơ hình đánh giá đất và nước ( Soid and Water Assessmen Tool SWAT ) đây là mơ hình thủy văn bao gồm nhiều thành phần và chức năng hữu ích cho
phép mơ phỏng cân bằng nước và các quá trình thủy văn khác như chất lượng nước, biến
đổi khí hậu, sinh trưởng cây trồng và thực tiễn quản lý đất đai với giao diện sử dụng thân
thiện. Tại Việt Nam SWAT bặt đầu du nhập từ năm 1998. Từ những nghiên cứu nhỏ lẻ,
rải rác ở một số khu vực ban đầu đến nay đã được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực quản
lý lưu vực sông cả 3 miền: Bắc, Trung, Nam với quy mơ và mức độ khác nhau.
- Mơ hình MIKE11: là một phần mềm kỹ thuật chuyên dụng do Viện Thủy Lực Đan
Mạch (DHI) xây dựng và phát triển trong 20 năm lại đây, được ứng dụng để mô phỏng
chế độ thủy lực, chất lượng nước, và vận chuyển bùn cát của sông, trong sông, hệ thống
tưới, kênh dẫn, và các hệ thống dẫn nước khác. MIKE với giao diện thân thiện, dễ dùng,
tích hợp GIS nên truy xuất dữ liệu dễ dàng, trích xuất kết quả trực quan, q trình lập mơ
hình nhanh.MIKE được ứng dụng rộng rãi với mục tiêu mơ phỏng và tính tốn chế độ
thủy văn, thủy lực và chất nước ở Việt Nam.
- Mơ hình KOD-01 và KOD-02 của GS.TSKH Nguyễn Ân Niên phát triển dựa trên kết
quả giải hệ phương trình Saint-Venant dạng rút gọn, phục vụ tính tốn thủy lực, dự báo
lũ...
- Bộ mơ hình SOBEK đã được áp dụng phổ biến ở các nước trên thế giới đề giải quyết

các bài tốn Tính toán, dự báo Tài nguyên nước; Quản lý chất lượng nước; Quản lý lũ lụt
hạn hán; Vận hành hệ thống cho cả lưu vực tự nhiên và lưu vực đô thị. Do vậy mơ hình
SOBEK là một cơng cụ hữu ích nhằm đưa ra các giải pháp quản lý và phát triển tài
nguyên nước mang tính tổng thể. Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội cũng
đã nghiên cứu ứng dụng thành cơng bộ mơ hình vào nghiên cứu điển hình xây dựng phục
vụ quản lý lũ, ngập úng cho hệ thống cơng trình khai thác Tài ngun nước tỉnh Vĩnh
Phúc năm 2013, hay nghiên cứu dự báo tính tốn dịng chảy lũ đến hồ Kẻ Gỗ năm 2014.
Hơn nữa, sự.phát triển tất u của các mơ hình thương mại hiện nay, SOBEK có tiềm
năng phát triển thành mơ hình mã nguồn mở cho phép người sử dụng có thể thiết lập, lựa
chọn phương thức giải quyết bài toán liên quan đến Tài nguyên nước phù hợp với điều
kiện,

phạm

vi

nghiên

cứu

17

của

Việt

Nam