ứng dụng gis trong quản lý hệ thống thoát nước đô thị tại (thành phố biên hòa)

ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN TRUNG
& TS. VÕ LÊ PHÚ
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.THÀNH PHố HỒ CHÍ MINH
KHOA MÔI TRƯỜNG
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ
ĐỀ TÀI
ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÝ HỆ THỐNG
THOÁT NƯỚC ĐÔ THỊ TẠI (THÀNH PHỐ BIÊN HÒA)
GVHD: PGS.TS Lê VănTrung
&TS. Võ Lê Phú
HVTH : Nguyễn Hữu Tài
MSHV: 12260676
TP.TP Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2013
HVTH: NGUYỄN HỮU TÀI MSHV: 12260676
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN TRUNG
& TS. VÕ LÊ PHÚ
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

HVTH: NGUYỄN HỮU TÀI MSHV: 12260676
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN TRUNG
& TS. VÕ LÊ PHÚ














Tp.Thành phố HCM, ngày tháng năm
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN





HVTH: NGUYỄN HỮU TÀI MSHV: 12260676
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN TRUNG
& TS. VÕ LÊ PHÚ

Tp.Thành phố HCM, ngày thángnăm
MỤC LỤC
HVTH: NGUYỄN HỮU TÀI MSHV: 12260676
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN TRUNG
& TS. VÕ LÊ PHÚ
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
BTCT Bê tông cốt thép
CMT8 Cách mạng tháng tám

CNTT Công nghệ thông tin
3D 3 Dimensions (3 chiều/hướng)
CAD Computer-Aided Drafting/Computer-Aided Design (máy tính hỗ
trợ kỹ thuật soạn thảophần mềm trợ giúp vẽ và thiết kế bằng máy
tính)
GIS Geographical Information System (Hệ thống thông tin địa lý)
GPS Global Positioning System (Hệ thốngđịnh vị toàn cầu)
KCN Khu công nghiệp
NMXLNT Nhà máy xử lý nước thải
PC Personal Computer (máy tính cá nhân)
QL1 Quốc lộ 1
HVTH: NGUYỄN HỮU TÀI MSHV: 12260676
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN TRUNG
& TS. VÕ LÊ PHÚ
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1: Hiện trạng cống hiện hữu
HVTH: NGUYỄN HỮU TÀI MSHV: 12260676
7
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN TRUNG
& TS. VÕ LÊ PHÚ
PHẦN I: TỔNG QUAN
1.1 Đặt vấn đềnghiên cứu
Việc xả nước mưa và nước thải (bao gồm cả chất thải rắn) khơng qua
xử lý trực tiếp vào kênh rạch, việc việc lấn chiếm hành lang của hệ thống
thốt nước như xây nhà đè lên đường ống thốt nước, hầm ga, cửa xả, lấn
chiếm lòng kênh hiện nay đang rất phổ biến tại các khu vực đơ thị của Việt
Namthành phố Biên Hòa. Bên cạnh đó, việc duy tu, nạo vét chưa được thực
hiện tốt do các cấp quản lý khơng đồng bộ nên việc hiện tượngơ nhiễm
nguồn nước ngày càng xảy ra nghiêm trọng. Việc cải tạo và đầu tư thêm mới
hệ thống thốt nước đơ thị chưa đồng bộ với hệ thống cũ nên hiện tượng ngập

úng trong thành phố vẫn thường xun xảy ra.
Thành phố Biên Hoà hiện nay có hệ thống thoát nước cũ, lạc hậu và
xuống cấp, tình trạng vệ sinh môi trường yếu kém đáng lo ngại. Hệ thống
thoát nước chung, phần lớn được xây dựng từ trước năm 1975. Hệ thống cống
và mương nắp đan, hiệu quả sử dụng chỉ còn 40%. Khả năng thoát nước
(nước thải sinh hoạt và nước mưa) không đảm bảo, không theo kòp sự phát
triển của thành phố hiện tại cũng như tương lai. Nước thải đô thò và công
nghiệp chưa được xử lý đã gây ô nhiễm môi trường ngày càng nặng đối với
sông Đồng Nai là nguồn cấp nước chủ yếu cho thành phố Biên Hoà và thành
phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là KCN Biên Hoà I, khu chợ, khu nhà máy giấy
Tân Mai đã ảnh hưởng đến chất lượng nước sinh hoạt, môi trường và cảnh
quan du lòch.
Để giải quyết tốt vấn đề đó trước tiên cần áp dụng cách quản lý hiệu
quả nhất sao cho nhất qn từ khâu quy hoạch, quản lý các cơng trình
trong hệ thống hiện có đến việc quản lý duy tu, nạo vét, mở rộng và đầu tư
thêm mới. Muốn vậy nhà quản lý phải nắm bắt hết các thơng tin của từng
tài sản trong hệ thống, từ các thơng số kỹ thuật đến tình hình hoạt động vận
hành của các tài sản đó để biết được một bức tranh tồn cảnh về hệ thống
thốt nước nhằm khi có xảy ra ngập úng hoặc ơ nhiễm thì nhà quản lý người
ta có thể nhanh chóng xác định được ngun nhân từ đó đề ra phương án
giải quyết. Hiện nay,cũng có rất nhiều biện pháp thực hiện để có thể giúp giải
quyết vấn đề ngập úng và ơ nhiễm đối với các khu đơ thị hiện hữu như: Xây
dựng các tuyến cống mới hoạt động song song với các tuyến cống cũ, đẩy
mạnh cơng tác duy tu, nạo vét Tuy nhiên muốn có một giải pháp hiệu quả
nhằm có hệ thống đồng nhất thì cần giải quyết ngun nhân cốt yếu đó là
cơng tác quản lý hệ thống thơng tin. Thực tế, Như đã biết cơng tác quản lý
HVTH: NGUYỄN HỮU TÀI MSHV: 12260676
8
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN TRUNG
& TS. VÕ LÊ PHÚ

thông tin hiện nay còn nhiều hạn chế, giữa các cơ quan quản lý chưa có một
nguồn thông tin chung, việc quản lý hệ thống thông tin chủ yếu dựa vào số
lượng, chiều dài nên thông tin quản lý chỉ dùng cho việc báo cáo là chính.
Cụ thể như việc lưu thông tin về hệ thống chủ yếu lưu trên những hồ
sơ kỹ thuật dạng giấy, những bản vẽ dạng file và giấy. Việc lưu trữ như thế
này làm cho các dữ liệu dễ bị phân tán, khó thẩm tra được dữ liệu, việc trích
xuất lấy thông tin ra chậm, cơ quan sử dụng giới hạn. Điều này gây khó
khăn cho việc tra cứu, sử dụng, cập nhật, sửa chữa, chia sẻ thông tin giữa
các cơ quan quản lý với nhau. Từ đó thông tin cũ của tài sản dễ bị mất mát,
phân tán, thông tin mới thì không dễ được cập nhật. Không những vậy dữ
liệu này đã được xây dựng từ lâu nên việc quản lý thông tin sơ sài, lỏng lẻo,
không giúp ích nhiều trong công tác duy tu, phát triển hệ thống.
Để giải quyết vấn đề này hiệu quả, một trong những cách tốt nhất là
ứng dụng dùng Gishệ thống thông tin địa lý (GIS) để quản lý thông tin của hệ
thống. Ở GisGIS giúp ta sẽ vừa biết được thông tin về vị trí của đối tượng,
đồng thời cũng biết thêm thông tin về thuộc tính đối tượng. Ngoài ra, GIS
giúp Ở Gis quản lý chặt chẽ dữ liệu thông tin hơn và, hiển thị các dữ liệu
thông tin dưới dạng các bản đồ báo cáo dễ hiểu. Đặc biệt, GIS còn giúp người
sử dụng và quản lý chủ động cCải tiến, tự động hóa các quy trình phân tích
ra quyết định, bảo mật, cung cấp, dự trữ thông tin tốt hơn, truy cập dữ liệu
dễ dàng và hiệu quả hơn, cải thiện chất lượng dịch vụ đối với khách hàng.
Khả năng kết hợp dữ liệu từ rất nhiều nguồn khác nhau, khả năng tổng
hợp thông tin cho ra các hoạch định, kế hoạch, chính sách tốt hơn cũng là
một trong những ưu điểm của GIS.
1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
1.2.1 Trên Thế giới
Công nghệ GIS đã được hình thành trong những năm đầu của thập niên
1960 và liên tục phát triển, đem lại nhiều ứng dụng hiệu quả cho đến ngày hôm
nay.Cùng với sự bùng nổ của Internet, WebGIS đã được hình thành và đã làm
giảm đáng kể chi phí của các ứng dụng GIS. Người sử dụng GIS ngày nay đang

được hưởng các sản phẩm nhanh hơn, rẻ hơn, và dễ dàng sử dụng hơn trước đây.
Chỉ có vài chục nhà cung cấp phần mềm GIS trước năm 1988
ơ(Kindleberger,(1992).Gis applications. InU.M. Shamsi,GIS applications for
Water, Wastewater and Stormwater Systems.CRC Pr I Llc, pp. 8 & 33ưcon số
này đã tăng lên hơn 500, tạo ra kỹ nguyên mới trong phát triển ngành công
nghiệp ứng dụng GIS(ơJenkins, (2002).Gis applications. In U.M. Shamsi, GIS
applications for Water, Wastewater and Stormwater Systems.CRC Pr I Llc, pp. 8
HVTH: NGUYỄN HỮU TÀI MSHV: 12260676
9
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN TRUNG
& TS. VÕ LÊ PHÚ
& 33ư. Sức mạnh của phần mềm GIS đang tăng lên và xâm nhập gần như tất cả
các lĩnh vực: từ quy hoạch thành phố để giám định sở hữu thuế, cơ quan thực thi
pháp luật, và quản lý các công trình tiện ích,…Việc sử dụng đa phương tiện,
hình ảnh và âm thanh, cũng như liên kết chặt chẽ hơn với thế giới 3D của CAD
sẽ góp phần tạo ra các ứng dụng GIS trong một "thực tế ảo" với dữ liệu đa dạng
của khu vực.
Các ứng dụng GIS trong ngành công nghiệp cấp và thoát nước đã cho
thấy sự hiệu quả của ứng dụng GIS trong quản lý lưu vực sông, mạng lưới thủy
văn, nước mưa đô thị,…Hiệp hội Tài nguyên nước Mỹ (AWRA) đã tài trợ đặc
biệt cho hội nghị về ứng dụng GIS trong quản lý nguồn nước, trong đó Harlin và
Lanfear (1993) và Hallam et al. (1996) đã có báo cáo dành cho quản lý thoát
nước mưa đô thị. Hiệp hội Quốc tế về Khoa học thủy văn (IAHS) công bố các
chương trình hành động từ nhiều hội nghị, một trong số đó đã đặc biệt xử lý với
việc tích hợp và ứng dụng GIS trong quản lý tài nguyên nước (ví dụ, Kovar và
Nachtnebel, 1996). Nhìn chung, Ứng dụng GIS cho ngành công nghiệp nước bắt
đầu phát triển từ việc lập bản đồ, mô hình hóa, quản lý trang thiết bị và quản lý
công việc để phát triển các chương trình cải thiện vốn đầu tư, cũng như tổ chức
các hoạt động khai thác và kế hoạch bảo trì (ơMorgan và Polcari,(1991).Gis
applications. In U.M. Shamsi, GIS applications for Water, Wastewater and

Stormwater Systems.CRC Pr I Llc, pp. 8 & 33ư.
Một số ví dụ thuyết phục chứng minh những lợi ích của các ứng dụng GIS
đã được áp dụng và triển khai tại các thành phố dưới đây:
San Diego
Thành Phố của San Diego được xem là đi đầu trong việc thực hiện GIS.
SanGIS là một cơ quan chung của thành phố và tỉnh San Diego, chịu trách
nhiệm bảo trì và truy cập vào cơ sở dữ liệu địa lý khu vực cho một trong những
khu vực pháp lý cấp tỉnh lớn nhất của quốc gia, bao gồm hơn 4200 dặm vuông.
SanGIS dành khoảng 12 triệu USD trong một khoảng thời gian 14 năm (1984-
1998) để thu thập dữ liệu GIS. Phương pháp khảo sát thông thường sẽ làm họ
mất chi phí khoảng 50 triệu USD (ơSan Diego Union-Tribune,(1998). Gis
applications. In U.M. Shamsi, GIS applications for Water, Wastewater and
Stormwater Systems.CRC Pr I Llc, pp. 8 & 33ư. Cách tiếp cận GIS / GPS đã tiết
kiệm cho thành phố và Quậntỉnh San Diego hàng triệu USD.
Boston
Nhà chức trách về tài nguyên nước Massachusetts (MWRA) cung cấp
dịch vụ nước và nước thải cho 2,5 triệu người ở 60 thành phố của khu vực
HVTH: NGUYỄN HỮU TÀI MSHV: 12260676
10
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN TRUNG
& TS. VÕ LÊ PHÚ
Greater Boston. Khu vực dịch vụ MWRA kéo dài hơn 800 dặm vuông,có nhiều
nhà máy xử lý liên kết với 780 dặm đường ống có kích thước lớn, và hàng chục
trạm bơm và đường hầm.
MWRA bắt đầu một chương trình GIS trong từ năm 1989 và các dữ liệu
GIS đã được sử dụng liên tục bởi các cộng đồng cá nhân để bảo vệ tài nguyên
nước của họ.
Cincinnati
Phải đối mặt với một mạng lưới 10 tỷ USD của cơ sở hạ tầng bị lão hóa,
bao gồm một hệ thống cấp nước với công suất 50 tỷ gallon nước mỗi năm, thành

phố Cincinnati, bang Ohio, đã tiến hành một nghiên cứu khả thi có chiều sâu.
Nghiên cứu cho thấy mộtứng dụng GIS sẽ tiết kiệm cho thành phố 11 triệu USD
trong khoảng thời gian 15 năm, với việc hoàn vốn dự kiến trong vòng 8 năm
thực hiện (ơAmerican City & Country,(1993).Gis applications. In U.M. Shamsi,
GIS applications for Water, Wastewater and Stormwater Systems.CRC Pr I Llc,
pp. 8 & 33ư.
Knoxville
Một dự án GIS 5,5 triệu USD đã được bắt đầu vàotừ năm 1986 bởi cùng
các thành phố Knoxville, Knox County, và the Knoxville Utility Board
(Tennessee) dự kiến sẽ trả cho chính nóhoàn vốn trong vòng 8 năm (ơDorris,
(1989).Gis applications. In U.M. Shamsi, GIS applications for Water,
Wastewater and Stormwater Systems.CRC Pr I Llc, pp. 8 & 33ư. Trong năm
1992, General Waterworks (King of Prussia, Pennsylvania) thuộc sở hữu và
quản lý 34 công ty cấp nước nhỏ và vừa. Kinh nghiệm GIS của công ty chỉ ra
rằng mộtuwbgs dụng GIS tại một công ty nước cỡ trung bình có thể hoàn lại vốn
trong ít nhất là 3 năm (ơGoubert và Newton,(1992).Gis applications. In U.M.
Shamsi, GIS applications for Water, Wastewater and Stormwater Systems.CRC
Pr I Llc, pp. 8 & 33ư.
Charlotte
Thành phố Charlotte và tỉnh Mecklenburg Bắc Carolina, đó là một trong
các khu vực đô thị phát triển nhanh nhất của Hoa Kỳ, đã phát triển một hệ thống
thông tin đầu nguồn được gọi là WISE tích hợp quản lý dữ liệu GIS, và tiêu
chuẩn thủy văn và thủy lực (H & H) chương trình như HEC-1, HEC-2, HEC-
HMS và HEC-RAS. Sử dụng công nghệ này thông tin (IT)này dựa trên phương
pháp tích hợp, các mô hình H & H hiện tại có thể được cập nhật ở một phần nhỏ
(ít hơn 100 nghìn USD)chi phí phát triển một mô hình mới (hơn 1 triệu USD)
(ơEdelman et al.,(2001). Gis applications. In U.M. Shamsi, GIS applications for
Water, Wastewater and Stormwater Systems.CRC Pr I Llc, pp. 8 & 33ư.
HVTH: NGUYỄN HỮU TÀI MSHV: 12260676
11

ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN TRUNG
& TS. VÕ LÊ PHÚ
Ứng dụng GIS tại các nước khác
Các hệ thống ứng dụng GIS cho nước và nước thải đang phát triển trên
toàn thế giới. Từ 1990, Viện Liên hợp quốc về đào tạo và nghiên cứu (UNITAR)
bắt đầu cung cấp chương trình đào tạo GIS cho các chuyên gia từ các nước phát
triển với mục tiêu rộng lớn hơn là mỗi người tham gia thậm chí sẽ thiết lập một
nền tảng cho công nghệ GIS trong đất nước của mình. Được thành lập vào năm
1992, Trung tâm Môi trường và Phát triển cho khu vực Ả Rập và châu Âu
(CEDARE) nhận ra rằng GIS là một công cụ quan trọng cho bộ sưu tập hiệu
quả, quản lý và phân tích dữ liệu về môi trường ở Trung Đông.
- Cục Môi trường của nước Qatar phát triển một hệ GIS trong giữa những
năm của thập niên 1990 và tích hợp nó với nhiệm vụ quản lý môi trường của họ.
Thúc đẩy bởi hình ảnh vệ tinh có độ phân giải cao từ Viễn thám Ấn Độ (IRS), vệ
tinh IRS-1C, công nghệ GIS / GPS.
- Tổ chức Sistema de Agua Potabley Alcantarillado de León (SAPAL) ở
León, Mexico, bắt đầu thực hiện GIS vào năm 1993 và xây dựng một kiểm kê
đầy đủ hệ thống nước của họ, bao gồm cả phụ kiện, đường ống, và máy bơm, sử
dụng ArcView của ESRI và ArcInfo gói phần mềm GIS.
- Trung tâm Chuẩn bị và thực hiện các dự án quốc tế (The Center for
Preparation and Implementation of International Projects), Moscow, thực hiện
chương trình GIS quản lý môi trường trong các thành phố Yaroslavl, Vologda,
Kostroma, và Ivanovo của Nga.
- Tổng công ty nước Nam Úc (The South Australian Water Corporation)
(SA Water) đã phát triển hệ thống thông tin thiết bị số hóa (DFIS) để trích xuất
dữ liệu kỹ thuật số cho thiết kế ý tưởng của hơn 32 nghìn km của hệ thống cấp
nước (dẫn nước) và nước thải.
- Tổ chức DFIS của Tổng công ty nước phát triển một kế hoạch tổng thể
nước cho tỉnh phía Tây Indonesian bao gồm việc thiết kế, xây dựng và vận hành
hệ thống xử lý nước thải, cấp nước, trữ nước, và các cơ sở kiểm soát lũ lụt.

Tóm lại, GIS đang phát triển nhanh chóng như một công cụ quản lý thông
tin cho chính quyền địa phương bởi các tiện ích do năng suất mạnh mẽ và khả
năng giao tiếp. Nhiều ứng dụng GIS vào các lĩnh vực kinh doanh và quản lý nhà
nước, phụ thuộc vào thông tin địa lý chính xác sẽ tiếp tục được hưởng lợi từ các
ứng dụng GIS (ơRobertson,(2001). Gis applications. In U.M. Shamsi, GIS
applications for Water, Wastewater and Stormwater Systems.CRC Pr I Llc, pp. 8
& 33ư. Trong năm 1999, kinh doanh cốt lõi GIS trên toàn thế giới (phần cứng,
phần mềm, dịch vụ) doanh thu tăng 10,6% lên khoảng 1.5 tỷ USD (ơDaratech,
(2000).Gis applications. In U.M. Shamsi, GIS applications for Water,
HVTH: NGUYỄN HỮU TÀI MSHV: 12260676
12
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN TRUNG
& TS. VÕ LÊ PHÚ
Wastewater and Stormwater Systems.CRC Pr I Llc, pp. 8 & 33ư. Trong năm
2001, doanh thu này đã tăng lên 7.3 tỷ USD. Từ năm 2005, các công nghệ liên
quan đến GIS (ví dụ, không dây Internet, kết nối mạng, GPS và cảm biến từ xa)
đang mở ra cánh cửa mới phát triển các ứng dụng không gian cho phép tăng độ
chính xác dữ liệu, và tiếp tục cải thiện trong phần cứng và phần mềm GIS.
Những phát triển này sẽ giúp chúng ta phát triển các ứng dụng GIS rộng hơn
(ơRobertson,(2001).Gis applications. In U.M. Shamsi, GIS applications for
Water, Wastewater and Stormwater Systems.CRC Pr I Llc, pp. 8 & 33ư.
Dịch vụ dựa trên địa điểm (LBS), GIS di động và Internet, sẽ mang lại các
giải pháp, khả năng tương tác dữ liệu theo yêu cầudựa trên Web, rất nhiều dữ
liệu trực tuyến có thể được xử lý trong lĩnh vực sử dụng các thiết bị không dây
(ơWaters,(2001).Gis applications. In U.M. Shamsi, GIS applications for Water,
Wastewater and Stormwater Systems.CRC Pr I Llc, pp. 8 & 33ư.
1.2.2 Trong nước
Tại Việt Nam công nghệ GIS được ứng dụng rộng rãi trong các ngành:
nông nghiệp, giao thông, viễn thông, cấp thoát nước đem lại hiệu quả cao
trong công tác quản lý và bảo vệ tài sản.

Xu hướng hiện nay trong quản lý hệ thống thoát nước là sử dụng tối đa
khả năng cho phép của GIS. Sự phát triển của phần cứng làm cho máy tính có
nhiều khả năng hơn, mạnh hơn và các ứng dụng GIS cũng trở nên thân thiện hơn
với người sử dụng bởi các khả năng hiển thị dữ liệu ba chiều, các công cụ phân
tích không gian và giao diện tuỳ biến.
Nhờ khả năng xử lý các tập hợp dữ liệu lớn từ các cơ sở dữ liệu phức tạp,
nên GIS thích hợp với các nhiệm vụ quản lý hệ thống thoát nước. Các mô hình
phức tạp cũng có thể dễ dàng cập nhật thông tin nhờ sử dụng GIS.
GIS được sử dụng để cung cấp thông tin nhanh hơn và hiệu quả hơn cho
các nhà hoạch định chính sách. Các cơ quan chính phủ dùng GIS trong quản lý
các nguồn tài nguyên thiên nhiên, trong các hoạt động quy hoạch, mô hình hoá,
quan trắcvà đặc biệt là trong quản lý hệ thống thoát nước.
GIS cũng được sử dụng để đánh giá các sự cố môi trường. Các cơ quan
chính phủ và địa phương phải đối phó nhanh chóng với thiên tai, ngập lụt, hạn
hán. Thông tin địa lý là những thông tin quan trọng để đưa ra những quyết định
một cách nhanh chóng. Các phân tích GIS phụ thuộc vào chất lượng, giá trị và
tính tương thích của các dữ liệu địa lý dạng số.
Việc chia sẻ dữ liệu sẽ kích thích sự phát triển các nhu cầu về sản phẩm và
dịch vụ GIS. Các nguồn dữ liệu tăng thêm nhờ sự kết hợp của GIS với GPS (hệ
HVTH: NGUYỄN HỮU TÀI MSHV: 12260676
13
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN TRUNG
& TS. VÕ LÊ PHÚ
thống định vị toàn cầu) và công nghệ viễn thám, đã cung cấp các công cụ thu
thập dữ liệu hiệu quả hơn.
Bên cạnhđó cũng có nhiều công trình nghiên cứu khoa học về vấn đềứng
dụng Gis trong thoát nước đô thị như:
- Công ty TNHH Nhà nước Môi trường và Công trình Đô thị Huế (2013).
Ứng dụng GIS trong quản lý cơ sở hạ tầng hệ thống thoát nước và phương tiện
vận chuyển rác thải trên địa bàn thành phố Huế.Trong đó một số kết quả mang

lại như:
+ Cơ sở dữ liệu GIS về hạ tầng hệ thống thoát nước và tuyến vận chuyển
rác thải đô thị trên địa bàn thành phố Huế.
+ Phần mềm quản lý cơ sở hạ tầng hệ thống thoát nước và phương tiện
vận chuyển rác thải đô thị trên địa bàn thành phố Huế với các chức
năng: quản lý thông tin đối tượng, lộ trình các phương tiện vận chuyển,
lưu trữ dữ liệu, hiện thị và cảnh báo đối tượng.
- PGS.TS. Trần Vĩnh Phước (2009). Xây dựng hệ thống thông tin địa lý
(GIS) phục vụ công tác quản lý đô thị thành phố Kon Tum, tỉnh Kon Tum.Trong
đó một số kết quả mang lại như:
+ Xây dựng Hệ thống thông tin địa lý phục vụ công tác quản lý đô thị
thành phố Kon Tum, tỉnh Kon Tum, gồm: Mô hình dữ liệu, cơ sở dữ
liệu geodatabase 6 chuyên đề (Chuyên đề Xây dựng, Chuyên đề Giao
thông, Chuyên đề Mạng cấp điện, Chuyên đề Mạng cấp nước, Chuyên
đề Mạng thóat nước, Chuyên đề Mạng Viễn thông).
+ Khi sản phẩm của đề tài được đưa vào sử dụng, các dữ liệu được quản
lý trên giấy theo hình thức báo cáo, sơ đồ, bản vẽ… trước đây được đưa
vào máy tính. Với khả năng xử lý của máy tính, các thông tin cung cấp
cho lãnh đạo sẽ kịp thời, chính xác hơn rất nhiều so với cách quản lý và
xử lý thủ công trên giấy. Do đó, tiết kiệm được kinh phí cho việc tìm
kiếm, xử lý thông tin.
+ Khi dữ liệu của các đơn vị được chia sẻ với nhau trên mạng, các đơn vị
sẽ không xây dựng dữ liệu trùng lặp; dữ liệu quản lý trong cơ sở dữ liệu
sẽ đồng nhất, nhất quán trong việc cung cấp thông tin hỗ trợ ra quyết
định. Do đó, sẽ tiết kiệm được rất nhiều kinh phí cho việc xây dựng dữ
liệu.
- Nghiên cứu phần mềm tính toán mạng lưới thoát nước, tiêu thoát nước
mưa trên địa bàn TPHCM của TS. Nguyễn Ngọc Ẩn.
HVTH: NGUYỄN HỮU TÀI MSHV: 12260676
14

ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN TRUNG
& TS. VÕ LÊ PHÚ
- PGS.TS Nguyễn Việt Anh (2003). Thoát nước đô thị bền vững và khả
năng áp dụng tại Việt Nam. Trong đó một số kết quả mang lại như:
+ Giảm chi phí đầu tư xây dựng, vận hành và bảo dưỡng do tránh được
các tuyến cống thoát nước dài, đường kính và độ sâu lớn, các trạm bơm
nước thải;
+ Cho phép sử dụng các giải pháp công nghệ đơn giản, chi phí thấp, tận
dụng triệt để các điều kiện tự nhiên để xử lý nước thải, do phân tán
được quỹ đất yêu cầu. Các mô hình quản lý, cơ chế tài chính áp dụng
cũng rất linh hoạt tùy theo điều kiện cụ thể;
+ Dễ quy hoạch và thực hiện quy hoạch. Cho phép phân đợt xây dựng,
đầu tư các hợp phần kỹ thuật từng bước theo khả năng tài chính. Quy
mô đầu tư cũng sát với yêu cầu hơn, tránh lãng phí;
+ Cho phép tái sử dụng tại chỗ nước thải sau xử lý (rửa, tưới, bổ cập nước
ngầm) và chất dinh dưỡng tách được (bón cây trồng) Trong một số
trường hợp, có thể xử lý nước thải phân tán đạt mức độ xả ra môi
trường, mạng lưới thoát nước mưa, nhờ vậy tiết kiệm đáng kể chi phí
xây dựng và quản lý đường cống thoát nước.
- Nguyễn Như Hà, Lương Tuấn Anh (2000), Nghiên cứu xây dựng
chương trình tính toán phục vụ quy hoạch thiết kế hệ thống thoát nước mưa đô
thị Hà Nội.
1.3 Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu tổng quát của đề tài:- Thiết lập hệ thống ứng dụng GIS hỗ trợ
công tác quản lý hệ thống thoát nước cho thành phố Biên Hòa.
Mục tiêu cụ thể của đề tài:
- Xây dựng cơ sở dữ liệu GISchuyên ngànhvề hệ thống thoát nước
đô thị của thành phố Biên Hòa.
- Phát triển công cụ hỗ trợ cho công tác quản lý, duy tu và vận hành
hệ thống thoát nước.

1.4 Nội dung nghiên cứu
Để đạt được mục tiêu tổng quát và cụ thể nêu trên, các nội dung nghiên
cứu sau đây sẽ được thực hiện:
- Tìm hiểu quy trình quản lýcác tài sảnvà vận hành hệ thống thoát nước đô
thị.
- Thu thập, phân tích và đánh giá dữ liệu về hệ thống thoát nước đô thị
của thành phố Biên Hòa.
- Đề xuất mô hình hệ thống GIS hỗ trợ công tác quản lý và vận hành.
HVTH: NGUYỄN HỮU TÀI MSHV: 12260676
15
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN TRUNG
& TS. VÕ LÊ PHÚ
- Xây dựng bộ cơ sở dữ liệu không gian và thuộc tính theo chuẩn thống
nhất.
- Phát triển công cụ hỗ trợ cho công tác quản lý, duy tu và vận hành hệ
thống thoát nước đô thị trên nền phần mềm ArcGIS.
- Đề xuất giải pháp quản lý và vận hành dựa trên ứng dụng GIS cho thành
phố Biên Hòa.
1.5 Tình hình nghiên cứu
1.6 Trong nước
1.7 Tại Việt Nam công nghệ GIS được ứng dụng rộng rãi trong các ngành:
nông nghiệp, giao thông, viễn thông, cấp thoát nước đem lại hiệu
quả cao trong công tác quản lý và bảo vệ tài sản.
Xu hướng hiện nay trong quản lý hệ thống thoát nước là sử dụng tối đa khả năng cho phép
của GIS. Sự phát triển của phần cứng làm cho máy tính có nhiều khả năng hơn, mạnh hơn và
các ứng dụng GIS cũng trở nên thân thiện hơn với người sử dụng bởi các khả năng hiển thị
dữ liệu ba chiều, các công cụ phân tích không gian và giao diện tuỳ biến.
Nhờ khả năng xử lý các tập hợp dữ liệu lớn từ các cơ sở dữ liệu phức tạp, nên GIS thích hợp
với các nhiệm vụ quản lý hệ thống thoát nước. Các mô hình phức tạp cũng có thể dễ dàng
cập nhật thông tin nhờ sử dụng GIS.

GIS được sử dụng để cung cấp thông tin nhanh hơn và hiệu quả hơn cho các nhà hoạch định
chính sách. Các cơ quan chính phủ dùng GIS trong quản lý các nguồn tài nguyên thiên nhiên,
trong các hoạt động quy hoạch, mô hình hoá, quan trắcvà đặc biệt là trong quản lý hệ thống
thoát nước.
GIS cũng được sử dụng để đánh giá các sự cố môi trường. Các cơ quan chính phủ và địa
phương phải đối phó nhanh chóng với thiên tai, ngập lụt, hạn hán. Thông tin địa lý là những
thông tin quan trọng để đưa ra những quyết định một cách nhanh chóng. Các phân tích GIS
phụ thuộc vào chất lượng, giá trị và tính tương thích của các dữ liệu địa lý dạng số.
Việc chia sẻ dữ liệu sẽ kích thích sự phát triển các nhu cầu về sản phẩm và dịch vụ GIS. Các
nguồn dữ liệu tăng thêm nhờ sự kết hợp của GIS với GPS (hệ thống định vị toàn cầu) và công
nghệ viễn thám, đã cung cấp các công cụ thu thập dữ liệu hiệu quả hơn.
Bên cạnhđó cũng có nhiều công trình nghiên cứu khoa học về vấn đề thoát nướcđô thị như:
- Nghiên cứu phần mềm tính toán mạng lưới thoát nước, tiêu thoát nước mưa trên địa bàn
TPHCM của TS. Nguyễn Ngọc Ẩn.
- Nghiên cứu vấn đề thoát nướcđô thị bền vững của PGS.TS Nguyễn Việt Anh.
1.8 - Nguyễn Như Hà, Lương Tuấn Anh (2000), Nghiên cứu xây dựng chương trình tính toán
phục vụ quy hoạch thiết kế hệ thống thoát nước mưa đô thị Hà Nội.
1.8.1 Trên Thế giới
Công nghệ GIS đã được hình thành trong những năm đầu của thập niên
1960 và liên tục phát triển, đem lại nhiều ứng dụng hiệu quả cho đến ngày hôm
nay.Cùng với sự bùng nổ của Internet, WebGIS đã được hình thành và đã làm
giảm đáng kể chi phí của các ứng dụng GIS. Người sử dụng GIS ngày nay đang
được hưởng các sản phẩm nhanh hơn, rẻ hơn, và dễ dàng sử dụng hơn trước đây.
HVTH: NGUYỄN HỮU TÀI MSHV: 12260676
16
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN TRUNG
& TS. VÕ LÊ PHÚ
Chỉ có vài chục nhà cung cấp phần mềm GIS trước năm 1988
(Kindleberger, 1992), con số này đã tăng lên hơn 500, tạo ra kỹ nguyên mới
trong phát triển ngành công nghiệp ứng dụng GIS (Jenkins, 2002). Sức mạnh

của phần mềm GIS đang tăng lên và xâm nhập gần như tất cả các lĩnh vực: từ
quy hoạch thành phố để giám định sở hữu thuế, cơ quan thực thi pháp luật, và
quản lý các công trình tiện ích,…Việc sử dụng đa phương tiện, hình ảnh và âm
thanh, cũng như liên kết chặt chẽ hơn với thế giới 3D của CAD sẽ góp phần tạo
ra các ứng dụng GIS trong một "thực tế ảo" với dữ liệu đa dạng của khu vực.
Các ứng dụng GIS trong ngành công nghiệp cấp và thoát nước đã cho
thấy sự hiệu quả của ứng dụng GIS trong quản lý lưu vực sông, mạng lưới thủy
văn, nước mưa đô thị,… Hiệp hội Tài nguyên nước Mỹ (AWRA) đã tài trợ đặc
biệt cho hội nghị về ứng dụng GIS trong quản lý nguồn nước, trong đó Harlin và
Lanfear (1993) và Hallam et al. (1996) đã có báo cáo dành cho quản lý thoát
nước mưa đô thị. Hiệp hội Quốc tế về Khoa học thủy văn (IAHS) công bố các
chương trình hành động từ nhiều hội nghị, một trong số đó đã đặc biệt xử lý với
việc tích hợp và ứng dụng GIS trong quản lý tài nguyên nước (ví dụ, Kovar và
Nachtnebel, 1996). Nhìn chung, Ứng dụng GIS cho ngành công nghiệp nước bắt
đầu phát triển từ việc lập bản đồ, mô hình hóa, quản lý trang thiết bị và quản lý
công việc để phát triển các chương trình cải thiện vốn đầu tư, cũng như tổ chức
các hoạt động khai thác và kế hoạch bảo trì (Morgan và Polcari, 1991).
Một số ví dụ thuyết phục chứng minh những lợi ích của các ứng dụng GIS
đã được mô tả trong các phầnáp dụng và triển khai tại các thành phố dưới đây:
San Diego
Thành Phố của San Diego được xem là đi đầu trong việc thực hiện GIS.
SanGIS là một cơ quan chung của thành phố và tỉnh San Diego, chịu trách
nhiệm bảo trì và truy cập vào cơ sở dữ liệu địa lý khu vực cho một trong những
khu vực pháp lý cấp tỉnh lớn nhất của quốc gia, bao gồm hơn 4200 dặm vuông.
SanGIS dành khoảng 12 triệuđô la$ USD trong một khoảng thời gian 14 năm
(1984-1998) để thu thập dữ liệu GIS. Phương pháp khảo sát thông thường sẽ
làm họ mất chi phí khoảng 50 triệu USDđô la$ (San Diego Union-Tribune,
1998). Cách tiếp cận GIS / GPS đã tiết kiệm cho thành phố và Quận San Diego
hàng triệu USDđô la.
Boston

Nhà chức trách về tài nguyên nước Massachusetts (MWRA) cung cấp
dịch vụ nước và nước thải cho 2,5 triệu người ở 60 thành phố của khu vực
Greater Boston. Khu vực dịch vụ MWRA kéo dài hơn 800 dặm vuông,có nhiều
HVTH: NGUYỄN HỮU TÀI MSHV: 12260676
17
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN TRUNG
& TS. VÕ LÊ PHÚ
nhà máy xử lý liên kết với 780 dặm đường ống có kích thước lớn, và hàng chục
trạm bơm và đường hầm.
MWRA bắt đầu một chương trình GIS trong từ năm 1989 và các dữ liệu
GIS đã được sử dụng liên tục bởi các cộng đồng cá nhân để bảo vệ tài nguyên
nước của họ.
Cincinnati
Phải đối mặt với một mạng lưới 10 tỷ USD $của cơ sở hạ tầng lão hóa,
bao gồm một hệ thống cấp nước với công suất 50 tỷ gallon nước mỗi năm, thành
phố Cincinnati, bang Ohio, đã tiến hành một nghiên cứu khả thi có chiều sâu.
Nghiên cứu cho thấy một GIS sẽ tiết kiệm cho thành phố 11 triệu USD$ trong
khoảng thời gian 15 năm, với hoàn vốn dự kiến trong vòng 8 năm thực hiện
(American City & Country, 1993).
Knoxville
Một dự án GIS 5,5 triệu USD đô la$ đã được bắt đầu vào năm 1986 bởi
cùng các thành phố Knoxville, Knox County, và the Knoxville Utility Board
(Tennessee) dự kiến sẽ trả cho chính nó trong vòng 8 năm (Dorris, 1989). Trong
năm 1992, General Waterworks (King of Prussia, Pennsylvania) thuộc sở hữu và
quản lý 34 công ty cấp nước nhỏ và vừa. Kinh nghiệm GIS của công ty chỉ ra
rằng một GIS tại một công ty nước cỡ trung bình có thể hoàn lại vốn trong ít
nhất là 3 năm (Goubert và Newton, 1992).
Charlotte
Thành phố Charlotte và tỉnh Mecklenburg Bắc Carolina, đó là một trong các khu
vực đô thị phát triển nhanh nhất của Hoa Kỳ, đã phát triển một hệ thống thông

tin đầu nguồn được gọi là WISE tích hợp quản lý dữ liệu GIS, và tiêu chuẩn
thủy văn và thủy lực (H & H) chương trình như HEC-1, HEC-2, HEC-HMS và
HEC-RAS. Sử dụng công nghệ này thông tin (IT) dựa trên phương pháp tích
hợp, các mô hình H & H hiện tại có thể được cập nhật ở một phần nhỏ (ít hơn
100.,000 nghìn USDđô la$) chi phí phát triển một mô hình mới (hơn 1 triệu
USDđô l)a$) (Edelman et al., 2001).
Ứng dụng GIS tại các nước khác
Các hệ thống ứng dụng GIS cho nước và nước thải đang phát triển trên
toàn thế giới. Từ 1990, Viện Liên hợp quốc về đào tạo và nghiên cứu (UNITAR)
bắt đầu cung cấp chương trình đào tạo GIS cho các chuyên gia từ các nước phát
triển với mục tiêu rộng lớn hơn là mỗi người tham gia thậm chí sẽ thiết lập một
nền tảng cho công nghệ GIS trong đất nước của mình. Được thành lập vào năm
1992, Trung tâm Môi trường và Phát triển cho khu vực Ả Rập và châu Âu
HVTH: NGUYỄN HỮU TÀI MSHV: 12260676
18
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN TRUNG
& TS. VÕ LÊ PHÚ
(CEDARE) nhận ra rằng GIS là một công cụ quan trọng cho bộ sưu tập hiệu
quả, quản lý và phân tích dữ liệu về môi trường ở Trung Đông.
- Cục Môi trường của nước Qatar phát triển một hệ GIS trong giữa những
năm của thập niên 1990 và tích hợp nó với nhiệm vụ quản lý môi trường của họ.
Thúc đẩy bởi hình ảnh vệ tinh có độ phân giải cao từ Viễn thám Ấn Độ (IRS), vệ
tinh IRS-1C, công nghệ GIS / GPS.
- The Sistema de Agua Potabley Alcantarillado de León (SAPAL) ở León,
Mexico, bắt đầu thực hiện GIS vào năm 1993 và xây dựng một kiểm kê đầy đủ
hệ thống nước của họ, bao gồm cả phụ kiện, đường ống, và máy bơm, sử dụng
ArcView của ESRI và ArcInfo gói phần mềm GIS.
- Trung tâm Chuẩn bị và thực hiện các dự án quốc tế (The Center for
Preparation and Implementation of International Projects), Moscow, thực hiện
chương trình GIS quản lý môi trường trong các thành phố Yaroslavl, Vologda,

Kostroma, và Ivanovo của Nga.
- Tổng công ty nước Nam Úc (The South Australian Water Corporation)
(SA Wwater) đã phát triển hệ thống thông tin thiết bị số hóa (DFIS) để trích xuất
dữ liệu kỹ thuật số cho thiết kế ý tưởng của hơn 32.000 km của hệ thống cấp
nước (dẫn nước) và nguồn nước thải.
- SA Water’s DFIS đã được sử dụng để phát triển một kế hoạch tổng thể
nước cho Indonesian province of West Java cho việc thiết kế, xây dựng và vận
hành hệ thống xử lý nước thải, cấp nước, trữ nước, và các cơ sở kiểm soát lũ lụt.
Tóm lại,GIS đang phát triển nhanh chóng như một công cụ quản lý thông
tin cho chính quyền địa phương bởi các tiện ích do năng suất mạnh mẽ và khả
năng giao tiếp. Nhiều ứng dụng GIS vào các lĩnh vực kinh doanh và quản lý nhà
nước, phụ thuộc vào thông tin địa lý chính xác sẽ tiếp tục được hưởng lợi từ các
ứng dụng GIS (Robertson, 2001). Trong năm 1999, kinh doanh cốt lõi GIS trên
toàn thế giới (phần cứng, phần mềm, dịch vụ) doanh thu tăng 10,6% lên khoảng
1.5 tỷ USD (Daratech, 2000). Trong năm 2001, doanh thu này đã tăng lên 7.3 tỷ
USD. Từ năm 2005, các công nghệ liên quan đến GIS (ví dụ, không dây
Internet, kết nối mạng, GPS và cảm biến từ xa) đang mở ra cánh cửa mới phát
triển các ứng dụng không gian cho phép tăng độ chính xác dữ liệu, và tiếp tục
cải thiện trong phần cứng và phần mềm GIS. Những phát triển này sẽ giúp
chúng ta phát triển các ứng dụng GIS rộng hơn (Robertson, 2001).
1.8.2 Dịch vụ dựa trên địa điểm (LBS), GIS di động và Internet, sẽ
mang lại các giải pháp, khả năng tương tác dữ liệu theo yêu
cầudựa trên Web, rất nhiều dữ liệu trực tuyến có thể được xử
HVTH: NGUYỄN HỮU TÀI MSHV: 12260676
19
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN TRUNG
& TS. VÕ LÊ PHÚ
lý trong lĩnh vực sử dụng các thiết bị không dây (Waters,
2001).Trong nước
Tại Việt Nam công nghệ GIS được ứng dụng rộng rãi trong các ngành:

nông nghiệp, giao thông, viễn thông, cấp thoát nước đem lại hiệu quả cao
trong công tác quản lý và bảo vệ tài sản.
Xu hướng hiện nay trong quản lý hệ thống thoát nước là sử dụng tối đa
khả năng cho phép của GIS. Sự phát triển của phần cứng làm cho máy tính có
nhiều khả năng hơn, mạnh hơn và các ứng dụng GIS cũng trở nên thân thiện hơn
với người sử dụng bởi các khả năng hiển thị dữ liệu ba chiều, các công cụ phân
tích không gian và giao diện tuỳ biến.
Nhờ khả năng xử lý các tập hợp dữ liệu lớn từ các cơ sở dữ liệu phức tạp,
nên GIS thích hợp với các nhiệm vụ quản lý hệ thống thoát nước. Các mô hình
phức tạp cũng có thể dễ dàng cập nhật thông tin nhờ sử dụng GIS.
GIS được sử dụng để cung cấp thông tin nhanh hơn và hiệu quả hơn cho
các nhà hoạch định chính sách. Các cơ quan chính phủ dùng GIS trong quản lý
các nguồn tài nguyên thiên nhiên, trong các hoạt động quy hoạch, mô hình hoá,
quan trắcvà đặc biệt là trong quản lý hệ thống thoát nước.
GIS cũng được sử dụng để đánh giá các sự cố môi trường. Các cơ quan
chính phủ và địa phương phải đối phó nhanh chóng với thiên tai, ngập lụt, hạn
hán. Thông tin địa lý là những thông tin quan trọng để đưa ra những quyết định
một cách nhanh chóng. Các phân tích GIS phụ thuộc vào chất lượng, giá trị và
tính tương thích của các dữ liệu địa lý dạng số.
Việc chia sẻ dữ liệu sẽ kích thích sự phát triển các nhu cầu về sản phẩm và
dịch vụ GIS. Các nguồn dữ liệu tăng thêm nhờ sự kết hợp của GIS với GPS (hệ
thống định vị toàn cầu) và công nghệ viễn thám, đã cung cấp các công cụ thu
thập dữ liệu hiệu quả hơn.
Bên cạnhđó cũng có nhiều công trình nghiên cứu khoa học về vấn đề
thoát nướcđô thị như:
- Nghiên cứu phần mềm tính toán mạng lưới thoát nước, tiêu thoát nước
mưa trên địa bàn TPHCM của TS. Nguyễn Ngọc Ẩn.
- Nghiên cứu vấn đề thoát nướcđô thị bền vững của PGS.TS
Nguyễn Việt Anh.
- Nguyễn Như Hà, Lương Tuấn Anh (2000), Nghiên cứu xây dựng

chương trình tính toán phục vụ quy hoạch thiết kế hệ thống thoát nước mưa đô
thị Hà Nội.
HVTH: NGUYỄN HỮU TÀI MSHV: 12260676
20
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN TRUNG
& TS. VÕ LÊ PHÚ
Kết quả Sản phẩmdự kiến
- Thiết kế tổng thể các thành phần của hệ thống quản lýhạ tầng thoát nước
đô thị.
- Hệ cơ sở dữ liệu GIS hệ thống thoát nước cho TP.Biên Hòa.
- Bộ công cụ với các chức năng hỗ trợ quản lý hệ thống thoát nước.
PHẦN II: HIỆN TRẠNG QUẢN LÝ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC
2.1 Giới thiệu về hệ thống thoát nước
Hệ thống thoát nước bao gồm mạng lưới cống, kênh, mương thu gom và
chuyển tải, hồ điều hòa và các công trinh đầu mối như trạm bơm, nhà máy xử lý,
cửa xả nhằm mục đích thu gom, vận chuyển, tiêu thoát nước mưa, nước thải và
xử lý nước thải.
2.2 Quản lý tổng thể
Để việc quản lý hệ thống thoát nước được dễ dàng thì thành phố phân ra
thành các khu, các lưu vực dựa vào vị trí cũng như đặc điểm của các con sông
và kênh rạch.
2.3 Tài sản của hệ thống thoát nước
2.3.1 Tuyến cống
Nhiệm vụ chính của cống là dẫn nước thải do đó cống phải có độ bền, sử
dụng được lâu, không thấm nước, không bị axit ăn mòn, đáp ứng về mặt thủy
lực.
Phân loại theo chức năng cống sẽ có 04 loại gồm: Cống cấp 1, cống cấp 2,
cống cấp 3, cống cấp 4.
Phân loại theo thiết diện ống cống sẽ có 03 loại gồm: Cống thiết diện hình
tròn;cống thiết diện hình vuông, chữ nhật; cốngthiết diện hình trứng, vòm.

Phân loại theo vật liệu cống sẽ có các loại gồm: Cống sành; cống Ximăng
amiăng; cống bê tông cốt thép;cống thép, gang; cống nhựa.
Ngoài các loại cống trên, trên mỗi một lý trình còn tồn tại tuyến cống thu
là tuyến cống chịu trách nhiệm chuyển nước từ hầm ga thu nước mưa sang cống
tải.
2.3.2 Hầm ga
Nhiệm vụ chính là thu nước mưa từ mặt đường vào mạng lưới cống ngầm.
Phân loại theo cửa thu sẽ có 03 loại gồm: Cửa thu mặt đường, cửa thu bó
vỉa, cửa thu hỗn hợp.
2.3.3 Trạm bơm
HVTH: NGUYỄN HỮU TÀI MSHV: 12260676
21
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN TRUNG
& TS. VÕ LÊ PHÚ
Nhiệm vụ chính của trạm bơm là chuyển nước từ đoạn cống này qua đoạn
cốngkhác, để bơm nước từ các vùng trũng qua các cống thoát nước hoặc hồ điều
hòa, kênh rạch, sông giảm độ sâu chôn cống hoặc những trường hợp nước từ
cống chảy ra các cửa xả do nước ở ngoài kênh rạch lớn nên cửa xả không mở
được thì cũng cần có trạm bơm để bơm nước ra ngoài.
2.3.4 Cửa xả
Nhiệm vụ chính để xả nước ra sông, kênh rạch. Phía dưới cửa xả là một
thềm thế năng làm bằng bê tông cốt thép nhằm mục đích giảm thế năng của
nước chảy ra. Đối với một số kênh rạch có hiện tượng triều thì để ngăn hiện
tượng triều hoặc nước ngoài sông, suối đổ vào cần có van ngăn triều.
2.4 Quy trình quản lý
Khi có mưa thì nước mưa sẽ được chảy qua các cửa thu nước mưa vào
hầm ga chảy xuống cống phía dưới nó, nước mưa sẽ được hòa cùng với nước
thải. Nước mưa và nước thải sẽ theo hệ thống cống chảy qua các cửa xả. Ở đây
sẽ có bậc thềm thế năng để lọc hầu hết nước thải vào hệ thống cống bao nằm
phía dưới kênh rạch để chuyển tới nhà máy xử lý nước thải. Ở đó nước thải sẽ

được xử lý trước khi thải ra kênh rạch. Còn lại nước mưa sẽ được xả trực tiếp
qua kênh rạch. Ở một số nơi chịu ảnh hưởng của thủy triều, ở những nơi bị ngập
cục bộ sẽ có hệ thống máy bơm hỗ trợ thoát nước ra ngoài.
PHẦN III: MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG
THỰC HIỆNNGHIÊN CỨU
2.1 Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu
- Mục tiêu tổng quát của đề tài:Thiết lập hệ thống ứng dụng GIS hỗ trợ
công tác quản lý hệ thống thoát nước cho thành phố Biên Hòa.
- Mục tiêu cụ thể của đề tài:
+Xây dựng cơ sở dữ liệu GISvề hệ thống thoát nước đô thị của thành phố
Biên Hòa.
+Phát triển công cụ hỗ trợ cho công tác quản lý, duy tu và vận hành hệ
thống thoát nước.
- Phạm vi thực hiện đề tài là khu đô thị thành phố Biên Hòa.
2.2 Nội dung nghiên cứu
Để đạt được mục tiêu tổng quát và cụ thể nêu trên, các nội dung nghiên
cứu sau đây sẽ được thực hiện:
- Tìm hiểu về thành phần của hệ thống thoát nước đô thị, công tác quản lý
và vận hành hệ thống thoát nước tại thành phố Biên Hòa.
HVTH: NGUYỄN HỮU TÀI MSHV: 12260676
22
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN TRUNG
& TS. VÕ LÊ PHÚ
- Khảo sát và thu thập thông tin, dữ liệu về hiện trạng hạ tầng thoát nước
đô thị của thành phố Biên Hòa.
- Cơ sở lý thuyết của ứng dụng GIS trong quản lý hạ tầng môi trường đô
thị.
- Xây dựng mô hình quản lý hệ thống thoát nước bằng công cụ GIS:
+ Xây dựng cơ sở dữ liệu (database) cho GIS.
+ Xây dựng công cụ hỗ trợ (MapInfo hoặc ArcGIS,…).

- Đề xuất các giải pháp quản lý hệ thống thoát nước đô thị Biên Hòa dựa
trên mô hình ứng GIS.(đã được xây dựng ở trên).
2.3 Phương pháp nghiên cứu
Để đạt được các nội dung nghiên cứu nêu trên, các phương pháp sau đây
sẽ được áp dụng và triển khai:
- Phương pháp tổng quan tài liệu: Phương pháp này sẽ kế thừa các thông
tin đã có từ các tài liệu, kết quả điều tra hoặc các nghiên cứu liên quan trước đây
để phân tích và tổng hợp các thông tin cần thiết phục vụ đề tài.Cụ thể:
+Cụ thể Tìm hiểu ,
hiện trạng tài nguyên thiên nhiênhệ thống thoát nước,quy hoạch sử
dụng đất, quy hoạch ngành của thành phố Biên Hòa.
+ Tìm hiểu điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của thành phố Biên
Hòa.
+ Thu thập báo cáo hiện trạng môi trường các năm, thống kê danh
sách các nguồn thải trên địa bàn thành phố Biên Hòa. Những thông
tin, số liệu được tổng hợp thu thập thông qua các số liệu hiện có,
các báo cáo chuyên đề, các đề tài nghiên cứu của các cơ quan chức
năng và từ các trang web có liên quan.
- Xác định chủ đề quan tâm;
Xác định tiêu chuẩn lựa chọn tài liệu và tiêu chuẩn loại trừ;
Thu thập tài liệu liên quan từ Internet, tạp chí, bài báo khoa học, luận văn,
luận án…;
Đọc abstract, đọc lướt qua nội dung để nắm được ý chính các tài liệu đã
thu thập;
Lựa chọn tài liệu phù hợp;
Đọc chi tiết, ghi chép các thông tin quan trọng từ các tài liệu đã lựa chọn.
Phương pháp điều tra, khảo sát:
Phương pháp này được áp dụng để thu thập các thông tin cần thiết cho
nội dung nghiên cứu. Phương pháp này sẽ sử dụng bảng câu hỏi được thiết
kế sẵn để phục vụ việc phỏng vấn trực tiếp trong quá trình điều tra thực tế.

Các thông tin bao gồm:
HVTH: NGUYỄN HỮU TÀI MSHV: 12260676
23
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN TRUNG
& TS. VÕ LÊ PHÚ
+ Khu vực thường xuyên xảy ra ngập úng;
+ Khu vực thường xuyên duy tu, bảo dưỡng hệ thống thoát nước;
+ Ảnh hưởng của hệ thống thoát nước đến điều kiện vệ sinh, môi trường
sống và sức khỏe người dân;
+ Hiện trạng hệ thống thoát nước.…
- Phương pháp tổng hợpthu thậpphân tích, và xử lý số liệu: Phương pháp
này giúp trình bày, xử lý những số liệu sau khi đã thu thập được để khai thác có
hiệu quả những số liệu thực tế đó, rút ra được những nhận xét kết luận khoa học,
khách quan đối với những vấn đề cần nghiên cứu, khảo sát. Cụ thể:
+ Thu thập, cập nhật và xây dựng các lớp dữ liệu có liên quan.
+ Phân tích đánh giá các số liệu theo các đề tài và dự án trên địa
bàn nghiên cứu.
+ Xây dựng các lớp dữ liệu theo mô hình đề xuất.
+ Xác định cách thể hiện kết quả phân tích không gian và thống kê
theo mức độ chi tiết cần thiết.
-
Phương pháp Gis: Sử dụng Gis để tổng hợp các kết quả nghiên cứu, các
tiêu chuẩn quản lý vận hành dựa trên chuẩn dữ liệu Gis, đề xuất hệ thống phù
hợp trong quản lý tài sản hệ thống thoát nước, lập kế hoạch duy tu, khai thác,
vận hành dựa trên các thuật toán trên phần mềm Gis. Cụ thể:
+ Thiết kế hệ thống và mô hình cơ sở dữ liệu GIS thích hợp phục vụ công
tác phân tích không gian và thống kê trên các lớp dữ liệu hệ thống thoát
nước.
+ Thu thập dữ liệu, số liệu cơ bản và cần thiết để minh chứng tính khả thi
và hiệu quả của việc ứng dụng GIS phục vụ công tác quản lý và vận

hành hệ thống thoát nước.
+ Xây dựng và phát triển một chương trình ứng dụng để tạo công cụ hỗ
trợ cho công tác quản lý, duy tu và vận hành Phương pháp khảo sát
tổng hợp được sử dụng để thu thập dữ liệu vùng nghiên cứu, tổng hợp
các kết quả nghiên cứu, về tiêu chuẩn quản lý và vận hành dựa trên
chuẩn dữ liệu công nghệ GIS.
- Đề xuất hệ thống phù hợp trong quản lý tài sản, lập kế hoạch duy tu và
khai thác vận hành dựa trên các thuật toán, các tài liệu có liên quan đến
kỹ thuật trên các phần mềm GIS.
HVTH: NGUYỄN HỮU TÀI MSHV: 12260676
24
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN TRUNG
& TS. VÕ LÊ PHÚ
+ Phân tích - thiết kế hệ thống khi sử dụng các phần mềm GIS, chuẩn
dữ liệu để lập trình, cài đặt vận hành thử nghiệm và đưa vào ứng dụng.

3.1 Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp khảo sát tổng hợp được sử dụng để thu thập dữ liệu vùng
nghiên cứu, tổng hợp các kết quả nghiên cứu, về tiêu chuẩn quản lý và vận hành
dựa trên chuẩn dữ liệu công nghệ GIS.
- Đề xuất hệ thống phù hợp trong quản lý tài sản, lập kế hoạch duy tu và
khai thác vận hành dựa trên các thuật toán, các tài liệu có liên quan đến kỹ thuật
trên các phần mềm GIS.
- Phương pháp phân tích không gian và thống kê địa lý được sử dụng để
thiết lập bản đồ ứng với các kịch bản khác nhau khi ứng dụng GIS hỗ trợ công
tác quản lý hệ thống thoát nước cho Thành phố Biên Hòa.
- Thực hiện phương pháp phân tích - thiết kế hệ thống khi sử dụng các
phần mềm GIS, chuẩn dữ liệu để lập trình, cài đặt vận hành thử nghiệm và đưa
vào ứng dụng.
- Giực hiện phương pháp phân tích - thiết kế hệ thống khi sử dụng

PhGiực hiệ PhGiực hiện phương pháp phân tích - thiết kế hệ thống khi sử
dụng các phần mềm GIS, chuẩn dữ liệu để lập trình, cộng độc lập hoặc liên kết
mạng)
PhGiực hi cung c hiện phương pháp phân tích - thiết kế hệ thống khi sử
dụng các phần mềm GIS, chuẩn dữ liệu để lập trình, cộng độc lập hoặc liên kết
mạng)ưa vào ứng dụng
Quy trình: đáp ơng pháp phân tích - thiết kế hệ thống khi sử dụng các
phần mềm GIS, chuẩn dữ liệu để lập trình, cộng độc lập hoặc liên kết mạng)ưa
vào ứng dụng. các phần mềm GIS.ghệ GIS. c tiếp
Duy trình: đáp ơng pháp phân tích - thiết kế hệ thống phố Biên Hòa (từ
máy chủ trung tâm đến các máy trạm hotheo hệ VN2000 và được phân thành
nhiều layer, mỗi layer chứa một loại đối tượng khác nhau. Tạo metadata cho dữ
liệu Bản đồ địa hình thành phố Biên Hòa tỷ lệ 1/2000; 1/5000 và dữ liệu thuộc
tính tổng hợp từ các báo cáo, file dữ liệu thu th th2000
Tổ chức: Tạo khung công việc trong xây dựng, cập nhậtvà chia sẻ dữ liệu.
Người sử dụng: Việt hóa tất cả giao diện để thuận lợi cho người dùng.
3.2 Nội dung nghiên cứu
HVTH: NGUYỄN HỮU TÀI MSHV: 12260676
25
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN TRUNG
& TS. VÕ LÊ PHÚ
- Nhiệm vụ 1: Thiết kế hệ thống và mơ hình cơ sở dữ liệu GIS thích hợp
phục vụ cơng tác phân tích khơng gian và thống kê trên các lớp dữ liệu hệ thống
thốt nước.
*Mơ tả:
+ Xác định các loại dữ liệu nền và chun đề cần thiết phục vụ cơng
tác ứng dụng GIS.
+ Nghiên cứu một số phần mềm thể hiện về GIS 3D.
+ Đề xuất mơ hình cơ sở dữ liệu GIS thích hợp Nhiệm vụ 2.
- Nhiệm vụ 2: Thu thập dữ liệu, số liệu cơ bản và cần thiết để minh chứng

tính khả thi và hiệu quả của việc ứng dụng GIS phục vụ cơng tác quản lý và vận
hành hệ thống thốt nước.
*Mơ tả:
+ Thu thập, cập nhật và xây dựng các lớp dữ liệu có liên quan.
+ Phân tích đánh giá các số liệu theo các đề tài và dự án trên địa bàn
nghiên cứu.
+ Xây dựng các lớp dữ liệu theo mơ hình đề xuất.
+ Xác định cách thể hiện kết quả phân tích khơng gian và thống kê
theo mức độ chi tiết cần thiết.
- Nhiệm vụ 3: Xây dựng và phát triển một chương trình ứng dụng để
tạocơng cụ hỗ trợ cho cơng tác quản lý, duy tu và vận hành.
*Mơ tả:
+ Xác định và xây dựng qui trình ảnh hưởng theo khơng gian (theo địa
bàn, theo khu vực,…) dựa trên các qui định hiện hành của thành
phố Biên Hòa.
+Xác định và xây dựng các u cầu, mẫu biểu về báo cáo thống kê dữ
liệu có liên quan đến.
+Xác định và xây dựng các chức năng khai thác (cập nhật, tìm kiếm, thống
kê), hiển thị dữ liệu trên một hệ thống GIS.PHẦN IIII: HIỆN TRẠNG
QUẢN LÝ HỆ THỐNG THỐT NƯỚC ĐƠ THỊ THÀNH PHỐ BIÊN
HỊA
Tổng quan hiện trạng thốt nước Biên Hòa cu32.1 2Hiện trạng ngập
úngvà vệ sinh môi trường
Vệ sinh môi trường
HVTH: NGUYỄN HỮU TÀI MSHV: 12260676