Nghiên cứu giải pháp thoát nước cho thành phố quy nhơn, tỉnh bình định trong điều kiện biến đổi khí hậu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
----o0o----

NGUYỄN ANH KHOA

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THOÁT NƯỚC CHO
THÀNH PHỐ QUY NHƠN, TỈNH BÌNH ĐỊNH
TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

CHUYÊN NGÀNH:
MÃ SỐ:

CẤP THOÁT NƯỚC

1481580210010

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. ĐẶNG MINH HẢI

Tp. Hồ Chí Minh, 2018


i

LỜI CẢM ƠN

Luận văn thạc sỹ với đề tài: Nghiên cứu giải pháp thoát nước cho thành phố
Quy Nhơn, tỉnh Bình Định trong điều kiện biến đổi khí hậu được hoàn thành dưới sự
hướng dẫn của TS. Đặng Minh Hải – Đại Học Thủy Lợi – Bộ Nông nghiệp và
PTNT.
Để hoàn thành luận văn tác giả đã nhận được sự hướng dẫn rất tận tình của
TS.Đặng Minh Hải cùng sự quan tâm giúp đỡ của các thầy cô trong Bộ môn cấp
thoát nước – Đại Học Thủy Lợi, Cơ sở 2 và sự góp ý của các đồng nghiệp và sự ủng
hộ của các bạn cùng lớp. Tác giả cũng chân thành cảm ơn các cơ quan ban nghành
của thành phố Quy Nhơn đã hỗ trợ, cung cấp số liệu để học viên hoàn thành luận
văn này.
Trong quá trình thực hiện luận văn tác giả nhận được sự quan tâm và tạo
điều kiện của Lãnh đạo, chuyên viên Trung tâm nước sạch và vệ sinh môi trường
thành phố Quy Nhơn.
Do vấn đề nghiên cứu của luận văn còn khá mới đối với học viên nên luận
văn không tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả rất mong nhận được sự đóng góp ý
kiến từ các thầy cô, các chuyên gia, các đồng nghiệp và tất cả những người quan
tâm đến lĩnh vực này, để luận văn có tính thực tiễn cao hơn nữa góp phần thực hiện
thành công chủ trương chính sách của Đảng và Nhà nước.
Học viên thực hiện luận văn
Nguyễn Anh Khoa


ii

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan: Bản luận văn thạc sĩ này là công trình nghiên cứu thực sự
của cá nhân học viên, dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Đặng Minh Hải. Ngoài
ra tất cả các nội dung học viên tham khảo đều được trích dẫn nguồn đầy đủ và đúng
theo quy định.
Học viên thực hiện luận văn

Nguyễn Anh Khoa


iii

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN..................................................................................................... i
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. ii
MỤC LỤC ........................................................................................................ iii
DANH MỤC HÌNH ...........................................................................................v
DANH MỤC BẢNG ...................................................................................... viii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................... ix
MỞ ĐẦU ............................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài .................................................................................1
2. Mục đích của đề tài: .......................................................................................2
3. Phạm vi nghiên cứu: .......................................................................................2
4. Cách tiếp cận và phương pháp thực hiện: ......................................................2
5. Dự kiến kết quả đạt được: ..............................................................................3
Chương 1:TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................4
1.1.Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến thoát nước đô thị ...............................4
1.1.1. Trên thế giới .............................................................................................4
1.1.2. Tại Việt Nam ............................................................................................8
1.2. Đặc điểm vùng nghiên cứu ........................................................................12
1.2.1. Đặc điểm khí hậu ....................................................................................13
1.2.2. Đặc điểm thủy văn ..................................................................................13
1.2.3. Đặc điểm Hải văn ...................................................................................16
1.2.4. Đặc điểm địa hình...................................................................................16
1.3. Hiện trạng thoát nước thành phố ...............................................................16
1.4. Hiện trạng ngập của thành phố ..................................................................21
1.4.1. Trận mưa tối ngày 03/8/2015 .................................................................22

1.4.2. Trận mưa tối ngày 25/8/2016 .................................................................23
Chương 2. CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT ................................25
2.1. Cơ sở dữ liệu .............................................................................................25
2.2. Cở sở lý thuyết của mô hình SWMM 5.1 .................................................25


iv

2.2.1. Giới thiệu mô hình SWMM ...................................................................25
2.2.2. Khả năng mô hình SWMM ....................................................................26
2.3. Phương pháp xác định mô hình mưa thiết kế và điều kiện biên trong điều
kiện biến đổi khí hậu: ................................................................................................30
2.3.2. Lựa chọn kịch bản BĐKH – NBD cho nghiên cứu:...............................33
2.3.3. Biên mưa tại Quy Nhơn có xem xét tới BĐKH: ....................................34
2.3.3. Biên triều và biên tại các điểm tiếp nhận nguồn nước ...........................38
Chương 3. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG THOÁT NƯỚC CỦA THÀNH PHỐ
QUY NHƠN, TỈNH BÌNH ĐỊNH Ở HIỆN TẠI VÀ TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN
ĐỔI KHÍ HẬU ..........................................................................................................40
3.1. Thiết lập mô hình: .....................................................................................40
3.2. Đánh giá kết quả mô phỏng .......................................................................46
3.3. Đánh giả khả năng làm việc của hệ thống thoát nước thành phố Quy
Nhơn, tỉnh Bình Định trong điều kiện biến đổi khí hậu: ..........................................47
Chương 4.ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THOÁT NƯỚC THÍCH ỨNG VỚI BĐKH
CHO THÀNH PHỐ QUY NHƠN, TỈNH BÌNH ĐỊNH ...........................................59
4.1. Đề xuất áp dụng các giải pháp thoát nước bền vững cho thành phố Quy
Nhơn, tỉnh Bình Định ................................................................................................59
4.1.1. Phân tích các nguyên nhân ngập úng: ....................................................59
4.1.2. Lựa chọn các giải pháp giảm ngập cho thành phố Quy Nhơn: ..............59
4.2. Mô phỏng số học để đánh giá hiệu quả của các giải pháp đề xuất ...........66
4.2.1. Phương án chỉ giải pháp BMP: ..............................................................66

4.2.2. Phương án chỉ giải pháp công trình:.......................................................69
4.2.3. Phương án kết hợp ..................................................................................72
4.3. Phân tích lựa chọn phương pháp hợp lý ....................................................78
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..........................................................................79
PHẦN PHỤ LỤC .............................................................................................81


v

DANH MỤC HÌNH
Hình 1

Công trình tường chắn nước di dộng tại Áo .......................................4

Hình 2

Tường chống lũ tại Áo ........................................................................5

Hình 3

Hồ điều hòa tại Sigapore .....................................................................6

Hình 4
hình 1D-2D

Độ sâu ngập gia tăng dưới tác động BĐKH ở Đan Mạch kết quả mô
7

Hình 5

Mạng hạ tầng thoát nước thành phố Vancouver .................................8

Hình 6

Thành phố Tuy Hòa tỉnh Phú Yên ....................................................11

Hình 7

Khu vực lập quy hoạch thành phố Sóc Trăng ...................................12

Hình 8

Pham vi vùng nghiên cứu..................................................................13

Hình 9

Lưu vực sông Kon – Hà Thanh .........................................................15

Hình 10

Lưu vực tiêu khu vực nghiên cứu .................................................18

Hình 11

Vịnh Quy Nhơn (bên trái), Đầm Thị Nại (bên phải) ....................19

Hình 12

Hồ Đống Đa ..................................................................................19

Hình 13

Hồ Bàu Sen ...................................................................................20

Hình 14

Hồ Phú Hòa ...................................................................................20

Hình 15

Sơ họa hệ thống và kết nối của hệ thống ra các khu vực xả .........21

Hình 16

Khu vực chịu ngập úng chính (màu vàng) ....................................22

Hình 17

Đường Hùng Vương ngập sâu sau cơn mưa tối 03/08/2015 ........22

Hình 18
Đường Hùng Vương, đoạn từ ngã ba Ông Thọ về cầu chợ Dinh,
ngập sâu trong nước sau trận mưa vào chiều tối 25/8/2016 .....................................24
Hình 19
Công nhân Công ty CP Môi trường đô thị Quy Nhơn nạo vét, thu
gom bùn đất tại các cống thoát nước (ảnh chụp trên đường Hùng Vương, trước cây
xăng Trung Hậu) 25
Hình 20

Giao diện và các quá trình mô phỏng trong mô hình SWMM......26

Hình 21
SWMM

Quá trình vật lí và các thành phần mô phỏng trong mô hình
27


vi

Nguyên tắc thu nước của hệ thống BMP (trái), nguyên tắc¬ kết nối
Hình 22
của hệ thống BMP với hệt thống cống chính (phải). ................................................30
Hình 23

Giải pháp mương khô (trái) và giải pháp mương ướt (phải).........31

Hình 24
Giải pháp hệ thống thu nước mưa, mái nhà xanh, hệ thống thấm và
hệ thống xử lý độc lập (từ trái qua phải). ..................................................................31
Hình 25
Dải đất lọc, mương lọc, mương lọc sinh học, và hệ thống trữ sinh
học (từ trái qua phải) .................................................................................................31
Hình 26

Mô phỏng mương khô trong khu vực công viên...........................32

Hình 27

Mô phỏng thảm cỏ hay bãi cỏ .......................................................32

Hình 28

Biểu đồ IDF cho các chu kỳ lặp khác nhau ..................................36

Hình 29

Phân bố mưa thiết kế chu kỳ lặp lại 2 năm (trái) và 5 năm (phải) 37

Hình 30
Phân bố mưa thiết kế chu kỳ lặp lại 5 năm hiện trạng và có xem
xét BĐKH kịch bản 2016 ..........................................................................................38
Hình 31

Các bước xây dựng mô hình trong nghiên cứu .............................41

Hình 32

Mô hình đường ống SWMM khu vực nghiên cứu trên GIS .........42

Hình 33

Số hóa lưu vực và khai báo thông tin cho lưu vực các cống tiêu
43

Hình 34

Số hóa hố ga và khai báo thông tin cho hố ga trong mô hình. ......43

Hình 35

Số hóa hố ga và khai báo thông tin cho cống trong mô hình ........44

Hình 36

Số hóa cửa xả và khai báo thông tin cho cửa xả trong mô hình ...44

Hình 37

Trạm mưa và khai báo thông tin cho trạm mưa trong mô hình ....45

Hình 38

Mô hình SWMM thành phố Quy Nhơn trong nghiên cứu ............45

Hình 39

So sánh vị trí ngập mô phỏng và hiện trạng ngập (nguồn: GIZ) ..46

Hình 40

Vị trí ngập hiện trạng mô hình MIKE mouse dự án GIZ..............47

Hình 41
nghiên cứu.

So sánh dòng chảy sinh ra trên 1 tiểu lưu vực trong khu vực
48

mưa

Hình 42
So sánh tổng lượng dòng chảy sinh ra trên khu vực nghiên cứu
trận mưa thiết kế khác nhau ......................................................................................49


vii

Hình 43
kế 2 năm /lần

Phân bố dòng chảy tại các tiểu lưu vực trường hợp trận mưa thiết
49

Hình 44
năm/lần

Phân bố dòng chảy các tiểu lưu vực trường hợp trận mưa thiết kế 5
50

Hình 45
Phân bố dòng chảy các tiểu lưu vực trường hợp trận mưa thiết kế 5
năm/lần- BĐKH 50
Hình 46
năm/lần

Vị trí điểm ngập trường hợp mô phỏng với trận mưa thiết kế 2
51

Hình 47

năm/lần

Vị trí điểm ngập trường hợp mô phỏng với trận mưa thiết kế 5
52

Hình 48
Vị trí điểm ngập trường hợp mô phỏng với trận mưa thiết kế 5
năm/lần có xem xét tới BĐKH ..................................................................................52
Hình 49

Khu vực ngập do ảnh hưởng BĐKH khu vực nghiên cứu ............53

Hình 50

Khu vực đề xuất ứng dụng BMP Đặc điểm các khu vực ứng dụng
62

Hình 51

Phương án đề xuất mô nâng cấp và làm mới một số tuyến ..........65

BMP

Hình 52
So sánh tổng lượng dòng chảy trường hợp trận mưa 5 năm –
BĐKH so với giải pháp kết hợp BMP trong trận mưa 5 năm có xem xét tới BĐKH.
67
Hình 53
Thay đổi đỉnh dòng chảy trên tiêu lưu vực trường hợp chưa có
BMP (trái) và áp dụng BMP (phải) tiểu lưu vực 312 ...............................................67

Hình 54
Thay đổi đỉnh dòng chảy trên tiêu lưu vực trường hợp chưa có
BMP (trái) và áp dụng BMP (phải) tiểu lưu vực 267 ...............................................68
Hình 55
dụng BMP

Phân bố dòng chảy trên toàn khu vực nghiên cứu trường hợp áp
68

Hình 56

Các điểm ngập trong phương án áp dụng giái pháp BMP ............69

Hình 57
công trình

Phân bố dòng chảy trên khu vực nghiên cứu phương án giải pháp
70

Hình 58

So sánh lưu lượng qua cống số 330 phía ra Đầm Nại ...................70


viii

So sánh mực nước ở hố ga số 226 trường hợp hiện trạng (trái) và
Hình 59
phương án công trình (phải) .....................................................................................71
Hình 60

Vị trí ngập phương án công trình ..................................................72

Hình 61
So sánh mực nước ở hố ga số 190 trường hợp hiện trạng (trái) và
phương án kết hợp (phải) ..........................................................................................73
Hình 62
So sánh mực nước ở hố ga số 226 trường hợp hiện trạng (trái) và
phương án kết hợp (phải) ..........................................................................................73
Hình 63

Vị trí điểm ngập phương án kết hợp .............................................74

Hình 64
So sánh mực nước ở hố ga số 226 trường hợp hiện trạng (trái)
phương án kết hợp (giữa) và phương án công trình (phải) .......................................78

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. Mực nước biển dâng theo kịch bản RCP4.5 (đơn vị: cm). .................34
Bảng 2. Các hệ số - Biểu đồ IDF (Nguồn TCVN-7957-2008) ........................35
Bảng 3. Tính lượng mưa với chu kỳ lặp lại 2 năm dựa trên TCVN 7957
(2008). .......................................................................................................................35
Bảng 4. Tính lượng mưa với chu kỳ lặp lại 5 năm dựa trên TCVN 7957
(2008). .......................................................................................................................35
Bảng 5. Bảng tính đường IDF ..........................................................................36
Bảng 6. Mô hình mưa và tính toán ảnh hưởng của BĐKH ..............................38
Bảng 7. Mực nước thiết kế theo chu kỳ lặp lại tại biên có xem xét tới BĐKHNBD ..........................................................................................................................39
Bảng 8. Trường hợp tính đánh giá khả năng hệ thống .....................................48
Bảng 9. So ánh thời gian ngập và độ sâu ngập lớn nhất trường hợp hiện trạng,
thiết kế và xem xét tới BĐKH ...................................................................................54

Bảng 10. Phân loại BMP ..................................................................................61
Bảng 11. Yêu cầu BMP theo từng khu vực ngập khu trung tâm thành phố ....62
Bảng 12. Danh mục các cống được đề xuất làm mới và nâng cấp...................64


ix

Bảng 13. So sánh độ sâu ngập, thời gian ngập ở một số hố ga ở các phương án
...................................................................................................................................75
Bảng 14. So sánh thời gian ngập, độ sâu ngập và số điểm ngập trung bình giữa
các phương án ...........................................................................................................78

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
ADB
BĐKH
BMP
CSO
IDF
HSDC
IPCC
MNBD
NNPTNT
PA
QCVN
SWMM
Tp
UBND
VNCIHP
VSMTNT
WMO

WB

:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:

Ngân hàng phát triển Châu Á
Biến đổi khí hậu
Best Management Practice
Combined Sewer Overflow
Intensity – Duration – Frequency
Hệ số dòng chảy
Ủy ban liên chính phủ về BĐKH
Mực nước biển dân
Nông nghiệp Phát triền Nông thôn
Phương án
Quy chuẩn Việt Nam
Storm Water Management Model
Thành phố

Uỷ ban nhân dân

:
:
:
:

Uỷ ban QG về chương trình thủy văn quốc tế
Vệ sinh môi trường nông thôn
Tổ chức khí tượng thế giới
Ngân hàng thế giới


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Các kịch bản mới nhất về Biến đổi khí hậu (BĐKH) do Ủy ban Liên chính phủ về
Biến đổi khí hậu và Ngân hàng Thế giới (IPCC, 2007, Ngân hàng Thế giới, 2007) đã
chỉ ra rằng Việt Nam là một trong năm quốc gia bị ảnh hưởng nhiều nhất do nước biển
dâng cao và sự gia tăng về cường độ cũng như tần suất các hiện tượng thời tiết cực
đoan. Theo các chuyên gia dự đoán vào năm 2050, mực nước biển ở nước ta sẽ tăng
khoảng 30 cm, lượng mưa tăng 5%, điều này đòi hỏi phải có nghiên cứu tác động của
nước biển dâng kết hợp với mưa lũ (do biến đổi khí hậu) đối với hệ thống thoát nước ở
các đô thị duyên hải.
TP Quy Nhơn nằm ở tọa độ từ 13°36' đến 13°54'B, từ 109°06' đến 109°22' Đ, nằm
ở phía đông nam của tỉnh Bình Định, phía đông giáp biển Đông, phía tây giáp huyện
Tuy Phước, phía bắc giáp một phần huyện Tuy Phước và huyện Phù Cát, phía nam
giáp thị xã Sông Cầu của tỉnh Phú Yên. Diện tích tự nhiên khoảng 286km2, dân số hơn
283 nghìn người, được chia thành 21 đơn vị hành chính (16 phường và 5 xã) trong đó

có 4 xã đảo, bán đảo và 1 xã miền núi, là trung tâm kinh tế, chính trị, văn hóa xã hội
của cả tỉnh Bình Định. TP Quy Nhơn có chiều dài bờ biển hơn 40km. Với vị trí nói
trên TP Quy Nhơn có khí hậu nhiệt đới gió mùa với số giờ nắng khá cao và chế độ
mưa ẩm lớn nhất khu vực Nam Trung bộ. Khí hậu chia thành 2 mùa rõ rệt: Mùa khô từ
tháng 1 đến tháng 8, mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 12 (chiếm 80% lượng mưa cả
năm). Địa hình thành phố đa dạng: Miền núi, đồng bằng, cồn cát ven biển và hải đảo,
rất thuận lợi cho việc đón các loại gió từ biển vào gây mưa to, ngập lụt. Mặt khác, địa
hình vùng núi tiếp giáp với các đồng bằng khá đột ngột nên sông ngòi thường rất ngắn
và dốc không có khả năng điều tiết lũ, dòng chảy lũ rất lớn dễ gây sạt lở.Với những
đặc điểm nói trên TP Qui Nhơn chịu ảnh hưởng rất lớn của các hiện tượng thời tiết bất
thường do BĐKH gây ra, nhất là vấn đề thoát nước của thành phố.
Quá trình phát triển của thành phố Quy Nhơn, năm 1986 thành thị xã tỉnh lị trực
thuộc tỉnh Nghĩa Bình rồi chính thức trở thành thành phố. Đến năm 1989 thì trở thành
tỉnh lị của Bình Định cho đến nay. Với sự phát triển không ngừng của mình, Quy
Nhơn đã được thủ tướng chính phủ công nhận là đô thị loại I trực thuộc tỉnh vào năm
2010.


2
Hệ thống thoát nước của Thành phố được hình thành từ thời Pháp thuộc và chế độ
cũ, từng bước được mở rộng cải tạo theo sự phát triển của đô thị; tuy nhiên, phần lớn
các tuyến cống được xây dựng từ những năm 1990 trở lại đây, hệ thống đã cũ và
không còn phù hợp với các kịch bản BĐKH có thể xảy ra trong tương lai.
Biến đối khí hậu sẽ gây ra nhiều tác động tiêu cực hơn nữa đối với hệ thống thoát
nước, làm cho tình hình ngập úng ngày càng xấu đi nếu không có giải pháp thích ứng.
Để giải quyết vấn đề ngập úng do mưa một cách ổn định và bền vững, việc lập tìm giải
pháp thoát nước Thành phố Quy Nhơn để thích ứng với biến đổi khí hậu là hết sức
cần thiết.
Xuất phát từ những điều trên, đề tài luận văn của học viên là “Nghiên cứu giải
pháp thoát nước cho thành phố Quy Nhơn, tỉnh Bình Định trong điều kiện biến đổi khí

hậu” nhằm góp phần giải quyết lâu dài tình trạng chống ngập úng của thành phố.
2. Mục đích của đề tài:
Nghiên cứu sự ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu tác động đến khả năng thoát
nước mưa của thành phố Qui Nhơn;
Đề xuất giải pháp thoát nước mưa cho thành phố Qui Nhơn để thích ứng với
biến đổi khí hậu.
3. Phạm vi nghiên cứu:
Về mặt không gian, vùng nghiên cứu là khu vực đô thị hiện hữu của thành phố
Quy Nhơn tỉnh Bình Định;
Về thời gian nghiên cứu đánh giá ở hiện trạng và xem xét tới giai đoạn 2050, có
xem xét tới BĐKH-NBD.
4. Đối tượng nghiên cứu:
Hệ thống thoát nước hiện trạng của thành phố Qui Nhơn;
Biến đổi Khí hậu ảnh hưởng
5. Cách tiếp cận và phương pháp thực hiện:
Cách tiếp cận:
+ Tiếp cận kế thừa;
+ Tiếp cận lý thuyết.
Phương pháp nghiên cứu:
+ Phương pháp phân tích thống kê: Sử dụng phương pháp phân tích thống kê để
tính toán các đại lượng khí tượng thủy văn, hải văn;


3
Phương pháp mô hình toán: Sử dụng mô hình SWMM 5.1 để đánh giá năng lực
hệ thống hiện trạng, và mô phỏng các phương án nhằm xác định được phương án phù
hợp.
6. Dự kiến kết quả đạt được:
Đánh giá hiện trạng thoát nước chung của thành phố Quy Nhơn;
Dự báo được khả năng thoát nước trong điều kiện biến đổi khí hậu nước biển

dâng;
Các giải pháp cho thành phố Quy Nhơn để thích ứng với điều kiện biến đổi khí
hậu.


4

Chương 1:TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1.Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến thoát nước đô thị
1.1.1. Trên thế giới
Trong thế kỷ vừa qua, thế giới đã chứng kiến sự tàn phá khủng khiếp từ
thiên nhiên gây ảnh hưởng và thiệt hại nghiêm trọng tới các thành phố lớn trên
toàn thế giới. Theo số liệu của các nhà quan trắc từ Emergency Events Darabase,
chỉ trong vòng 2 thế kỷ qua, số lượng các trận ngập lụt đô thị trên toàn cầu đã
tăng lên đáng kể, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống. Biến đổi khí hậu
(BĐKH) mà trước hết là sự nóng lên toàn cầu và mực nước biển dâng, là một trong
những thách thức lớn nhất đối với nhân loại trong thế kỷ 21. Chỉ trong vòng 2 thế kỷ
qua, số lượng các trận ngập lụt đô thị toàn cầu đã tăng lên đáng kể, gây ảnh hưởng
nghiêm trọng đến đời sống con người của các quốc gia và vùng lãnh thổ, đặc biệt là
các đô thị lớn ven biển trên thế giới (theo Emergency Events Database).
Tại nước Áo một giải pháp đặt ra dưới mực nước lũ dân lên của sông Danube là
xây một bức tường chống lũ. Nước dâng đến đâu tường cao đến đó. Một công ty tại
anh là Flood Resolution đã phân tích kết cấu kỹ thuật, hệ thống này bao gồm hai phần
chính: phần móng được xây dựng cố định vĩnh viễn và phần rào chắn di động có thể
dịch chuyển. Hệ thống này được dựa trên một bức tường ngầm, bức tường này bảo vệ
một khu vực không bị nước ngầm tràn vào, vốn dâng lên đồng thời với mực nước lũ.
Độ sâu của bức tường ngầm tuỳ thuộc vào nền đá ngầm, và sau đó quyết định chiều
cao của rào chắn. Bức tường ngầm được làm chắc chắn bằng cách ốp xi măng phía
trước hệ thống tường chắn nước di động.

Nguồn: />
Hình 1

Công trình tường chắn nước di dộng tại Áo


5
Các biện pháp phòng chống lũ ở thành phố Grein (nước Áo) được xây dựng
trong khuôn khổ của dự án Machland Dam và là một trong sáu khu vực tường chống lũ
di động. Nhờ hiệu quả cao, các bức tường này đã trở nên nổi tiếng từ năm 2013.

Nguồn: />
Hình 2

Tường chống lũ tại Áo

Tại Singapore, việc chống ngập lụt là điều vô cùng quan trọng và thiết yếu khi
vừa phải đảm bảo lụt lội không diễn ra, vừa phải đảm bảo không lãng phí nguồn nước
ngọt khan hiếm hiện có. Chính vì vậy chính phủ nước này đã triển khai xây dựng các
hồ dự trữ nước trên khắp đất nước để vừa chống ngập, vừa có nguồn nước ngọt cho
người dân. Đáng kể nhất là công trình hồ chứa và đập chắn nước Marina. Đập Marina
hoạt động thông qua hệ thống các cổng và máy bơm. Trong điều kiện bình thường,
những cánh cổng vận hành bằng máy thủy lực này đóng kín. Khi trời mưa to nhưng
thủy triều thấp, cổng sẽ mở để xả nước lũ xuống biển. Khi mưa nặng hạt kết hợp với
thủy triều lên cao, cổng đóng trong khi máy bơm được kích hoạt để bơm hút nước lũ
xuống biển. Nhờ hệ thống này, tình trạng ngập lụt giảm hẳn ở các khu vực nằm ở vị trí
thấp cùa Singapore như Chinatown, Jalan Besar và Geylang.


6

Nguồn: />
Hình 3

Hồ điều hòa tại Sigapore

Tại Vương quốc Anh, sau trận lụt lịch sử tại London năm 1953, họ đã quyết
định xây dựng hệ thống chắn nước Thames Barrier ở Woolwich để bảo vệ khu vực
trung tâm London rộng 125km2 khỏi tình trạng ngập lục. Thames Barrier dài 520m
ngang qua dòng sông. Bờ Bắc là Silvertown ở Newham và bờ Nam là New Charlton ở
Greenwich. Các barrier gồm 6 cổng điều hướng, trong đó 4 cổng rộng 61m và 2 cổng
rộng 30m. Ngoài ra còn có 4 cổng nhỏ hơn không điều hướng, nằm giữa 9 trụ cầu bê
tông và 2 mố cầu. Bình thường, các cổng thép này sẽ được mở để nước sông tự do lưu
thông cũng như cho phép tàu thuyền qua lại. Trong trường hợp cần thiết, các cổng này
sẽ được đóng lại, tránh nước sông dâng cao tràn bờ gây ra lũ lụt.
Tại Nhật Bản, thành phố Tokyo đã cho xây dựng một bể điều tiết nước lũ dưới
lòng đất. Công trình này được đặt trên sông Kanda, bể nước điều tiết dưới lòng đất số
7, bao gồm một đường ống ngầm dài 4,5km có đường kính bên trong 12,5m. Nó có
khả năng dự trự nước lên đến 540.000m3 nước lũ từ 3 con sông chính ở thành phố
Tokyo trong mùa mưa lữ từ con sông Kanda, sông Myochoji và sông Zenpukuji.
Đường ống thứ nhất của công trình dài 2km bắt đầu hoạt động từ tháng 4/1997, và
đường ống thứ 2 (thông với đường ống thứ nhất) dài 2,5km hoạt động vào tháng
9/2005. Công trình này đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc ngăn chặn các thiệt
hại do lũ lụt gây ra ở thành phố Tokyo.


7
Trong nghiên cứu về đánh giá tác động của BĐKH và thích ứng BĐKH của hệ
thống thoát nước ở Đan Mạch, Thụy Điển. Kết quả nghiên cứu cho thấy về tác động
BĐKH làm gia tăng lượng và đỉnh dỏng chảy trên đô thị do gia tăng về cường độ mưa

dưới tác động của BĐKH. Chính gia tăng này làm hệ thống không đáp ứng yêu cầu
tiêu thoát vì vậy gây ngập úng xảy ra. Từ đó đề xuất các biện pháp thích ứng như gia
tăng kích thước đường ống, tăng khả năng trữ trên hệ thống. Nghiên cứu này sử dụng
kịch bản BĐKH A2 để đánh giá. Giá trị mưa tại Đan Mạch theo kịch bản A2 gia tăng
trung bình 20 - 50%. Kết quả của nghiên cứu đề xuất cần xây dựng những hướng dẫn
trong thiết kế hệ thống tiêu thoát có xem xét tới BĐKH, cần có những phương pháp và
quy trình mới cho phù hợp với điều kiện BĐKH.

Nguồn: O. Mark, G. Svensson, A Konig, J.J. Linde, Analyses and Adaptation of Climate Change
Impacts on Urban Drainage System

Hình 4 Độ sâu ngập gia tăng dưới tác động BĐKH ở Đan Mạch kết quả mô hình
1D-2D
Trong nghiên cứu về tính tổn thương trên hệ thống thoát nước của thành phố
Vancouver Canada do BĐKH. Áp dụng phương pháp (protocol) của Ủy ban kỹ thuật
về đánh giá tính dễ bị tổn thương của hạ tầng công cộng (Public Infrastructure
Engineering Vulnerability Committee) của Cannada cho thấy: (i). Các thành phần
trong hạ tầng thoát nước đều bị ảnh hưởng với mức độ tổn thương khác nhau ứng với
các kịch bản BĐKH-NBD. Ví dụ, các thành phần trong hệ thống không đáp ứng năng


8
lực tải khi lượng mưa gia tăng về cường độ như hố ga, đường ống và cửa xả. Đề xuất
gia tăng kích thước và lặp đặt thêm đường ống và các thành phần khác trong hệ thống
để đảm bảo tiêu thoát trong điều kiện BĐKH- NBD.

Nguồn: Kerr wood leidal consulting engineers. Vulnerability of Vancouver Sewerage area
infrastructure to climate change

Hình 5

Mạng hạ tầng thoát nước thành phố Vancouver

1.1.2. Tại Việt Nam
1.1.2.1. Giới thiệu
Việt Nam đã có lịch sử phát triển đô thị từ rất lâu đời. Đến thập kỷ 90, số lượng
đô thị đã lên đến khoảng 500 đô thị. Kể từ đó đến nay, số lượng đô thị tiếp tục tăng lên
nhanh chóng. Tính đến tháng 12 năm 2016, cả nước đã có 795 đô thị, với tỷ lệ đô thị
hoá đạt 35,2%, gồm: 02 đô thị đặc biệt (Hà Nội và Tp. Hồ Chí Minh), 17 đô thị loại I
trong đó có 03 đô thị loại I trực thuộc TW (Hải Phòng, Đà Nẵng và Cần Thơ), 25 đô
thị loại II, 41 đô thị loại III, 84 đô thị loại IV và 626 đô thị loại V. Thực trạng chung
hiện nay là các đô thị đều bị quá tải, tăng sức ép ở tất cả các mặt hạ tầng kỹ thuật và hạ
tầng xã hội.
Hệ thống thoát nước đô thị: Phần lớn các đô thị đều có hệ thống thoát nước
chung cho cả mặt nước và nước thải; hầu hết nước thải đều chưa được xử lý hoặc mới


9
chỉ được xử lý sơ bộ chưa đạt tiêu chuẩn quy định; nhìn chung các đô thị đều thiếu hệ
thống thu gom và các trạm xử lý nước thải tập trung.
Hiện tại, mạng lưới thu gom chủ yếu được đầu tư từ những năm 50, 60 của thế
kỷ trước. Việc đầu tư cũng chưa đồng bộ, chưa có trạm hoặc nhà máy xử lý nước thải,
một số nơi đã được đầu tư mới nhưng cần có kinh phí để thực hiện kết nối với hệ
thống thoát nước chung. Phần lớn hệ thống thoát nước được đầu tư từ lâu đời, không
được duy tu, bảo dưỡng thường xuyên nên đã xuống cấp rất nhanh. Mặt khác, do yêu
cầu phát triển của đô thị, một số ao hồ bị san lấp, mặt đất bị bê tông hóa nên mức độ
thoát nước kém; Thêm vào đó, tình trạng đào bới, sửa chữa công trình và các dịch vụ
cũng như ý thức của người dân trong việc xả thải ra môi trường chưa cao. Đó là những
nguyên nhân gây ra tình trạng ngập úng và gây ô nhiễm môi trường.
Theo đánh giá của các công ty thoát nước, công ty môi trường đô thị tại các địa

phương và các công 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 còn tốt.
Các kênh rạch thoát nước chủ yếu là sử dụng kênh rạch tự nhiên, nền và thành
bằng đất do vậy thường không ổn định. Các cống, ống thoát nước được xây dựng bằng
bê tông hoặc xây gạch, tiết diện cống thường có hình tròn, hình chữ nhật, có một số
tuyến cống hình trứng. Ngoài 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 thoát nước và công ty môi trường đô thị, tất cả các thành
phố, thị xã của cả nước đều bị ngập úng cục bộ trong mùa mưa. Có đô 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 Phòng 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 đô thị còn 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
hoá không thể lưu thông. Hàng năm thiệt hại do ngập úng theo tính toán sơ bộ lên tới
hàng nghìn tỷ đồng.


10
Về mặt giải pháp, những năm gần đây, việc đầu tư vào hệ thống thoát nước đô
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,... Tuy nhiên, tình trạng ngập úng vẫn đang là mối quan tâm hàng ngày của các
đô thị lớn, nhất là ở 2 đô thị loại đặc biệt là Tp. Hồ Chí Minh và Hà Nội.
Hiện nay, đô thị Việt Nam đang phải đối mặt với các vấn đề BĐKH. Biến đổi
khí hậu gây bão, lũ lụt và nước biển dâng tác động đến phát triển hệ thống đô thị ven

biển và các vùng đồng bằng lớn, trên 40 tỉnh thuộc ĐBSCL, ĐBSH, DHMT, Đông
Nam Bộ với khoảng 128 đô thị có nguy cơ ngập cao, 20 đô thị có nguy cơ ngập nặng;
BĐKH gây mưa lớn, lũ quét, sạt lở đất tác động đến phát triển hệ thống đô thị vùng
núi phía Bắc, Tây Nguyên và miền Trung, 31 tỉnh (thuộc các vùng: Trung du và miền
núi phía Bắc, Bắc Trung Bộ và DHMT, Tây Nguyên, Đông Nam Bộ) với khoảng 139
đô thị chịu ảnh hưởng, 15 đô thị có khả năng chịu tác động mạnh.
Việt Nam là một trong số các quốc gia dễ bị tổn thương nhất do tác động của
biến đổi khí hậu. Biến đổi khí hậu là điều khó tránh khỏi như đã trình bày trong “Báo
cáo Đánh giá lần thứ tư” của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC).
Theo đó, Chính phủ Việt Nam đã ra Quyết định số 158/2008/QD-TTg ngày
02/12/2008 phê duyệt Chương trình Mục tiêu Quốc gia Ứng phó với Biến đổi Khí hậu,
tập trung vào việc đánh giá tình hình biến đổi khí hậu ở Việt Nam, xây dựng phương
pháp đánh giá các biến số khí hậu và tình hình biến đổi khí hậu mà cụ thể là nhiệt độ,
lượng mưa, các thảm họa tự nhiên cùng các hiện tượng khí hậu cực đoan, đồng thời
xây dựng các kịch bản biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng cho giai đoạn 2010 –
2100 cho từng khu vực của Việt Nam. Năm 2016, Bộ Tài nguyên Môi trường công bố
kịch bản BĐKH-NBD cho Việt Nam, cho thấy nguy cơ ngập đặc biệt ngập đô thị là rất
lớn đặc biệt đối với khu vực đô thị ven biển.
Một số nghiên cứu thoát nước ở Việt Nam có xem xét tới BĐKH-NBD:
(i). Quy hoạch Thoát nước và Chống ngập úng Khu vực Trung tâm của Thành
phố Tuy Hòa, tỉnh Phú Yên Ứng phó với Biến đổi Khí hậu đến năm 2025 và tầm nhìn
đến năm 2050 thực hiện bởi IGIP-VIWASE – Tư vấn Kỹ thuật – Dự án Chống ngập
úng GIZ. Kết quả dự án đề xuất Xây dựng quy hoạch thoát nước hệ thống tuyến cống
chính thu gom và thoát nước mưa trong khu vực lập quy hoạch có tính toán đến tác
động của biến đổi khí hậu tầm nhìn đến 2050. Có tính đến các tác động của biến đổi


11
khí hậu với tầm nhìn đến năm 2050 liên quan đến mực nước biển dâng và ảnh hưởng
đối với lượng mưa.

Nguồn: Dự án Quy hoạch Thoát nước và Chống ngập úng Khu vực Trung tâm của Thành phố Tuy
Hòa, tỉnh Phú Yên Ứng phó với Biến đổi Khí hậu đến năm 2025 và tầm nhìn đến năm 2050

Hình 6

Thành phố Tuy Hòa tỉnh Phú Yên

(ii). Quy hoạch Quy hoạch Thoát nước và Chống ngập úng Khu vực Trung tâm
của Thành phố Sóc Trăng có tính đến Ảnh hưởng của Biến đổi Khí hậu đến năm 2030
tầm nhìn 2050 thực hiện bởi IGIP-VIWASE – Tư vấn Kỹ thuật – Dự án Chống ngập
úng GIZ. Trong dự án này lượng mưa tính toán và mực nước tính toán sẽ tính đến yếu
tố BĐKH với dự tính đến năm 2050, mực nước biển dâng 27 cm, gia tăng lượng mưa
10%. Đề xuất của dự án để cải thiện hệ thống thoát nước có xem xét đến BĐKH cần
mở mở rộng cống thoát hiện trạng, đồng thời xây dựng một số tuyến cống mới đi kèm
với cải thiện giếng thu và hố ga.


12

Nguồn: Quy hoạch Quy hoạch Thoát nước và Chống ngập úng Khu vực Trung tâm của Thành phố Sóc
Trăng có tính đến Ảnh hưởng của Biến đổi Khí hậu đến năm 2030 tầm nhìn 2050

Hình 7

Khu vực lập quy hoạch thành phố Sóc Trăng

Nhận xét chung: Các nghiên cứu về tiêu thoát đô thị có xem xét tới BĐKH đều
cho thấy (i) trong trương lai lương mưa cực trị sẽ gia tăng và ảnh hưởng tới khả năng
tiêu thoát của hệ thống; (ii) Một số đô thị ven biển ảnh hưởng thêm bởi nước biển

dâng. (iii) Các giải pháp phổ biến gồm giải pháp công trình và giải pháp mềm đều
được khuyến nghị ứng dụng.
1.2. Đặc điểm vùng nghiên cứu
Quy Nhơn là đô thị loại I, trung tâm kinh tế, chính trị, văn hoá và khoa học của
tỉnh Bình Định, là thành phố cảng, đầu mối giao thông thuỷ, bộ và đường sắt quan
trọng của vùng Nam Trung Bộ với Tây Nguyên, Nam Lào và Đông Bắc Campuchia.
Đồng thời là một trong những đô thị hạt nhân của vùng Nam Trung Bộ.
Thành phố Quy Nhơn với tổng diện tích tự nhiên: 28.552,85 ha, dân số trung
bình năm 2012 là 283.440 người, bao gồm 16 phường nội thị (Nhơn Bình, Nhơn Phú,
Đống Đa, Trần Quang Diệu, Hải Cảng, Quan Trung, Thị Nại, Lê Hồng Phong, Trần
Hưng Đạo, Ngô Mây, Lý Thường Kiệt, Lê Lợi, Trần Phú, Bùi Thị Xuân, Nguyễn Văn
Cừ và Ghềnh Ráng) và 5 xã nông thôn (Nhơn Lý, Lý Hội, Nhơn Hải, Nhơn Châu và
Phước Mỹ).
Phạm vị nghiên cứu trong đề tài này tập trung khu vực trung tâm thành phố
Quy Nhơn gồm các phường Ghềnh Ráng, Quang Trung, Nguyễn Văn Cừ, Trần Phú,


13
Lê Hồng Phong, Lý Thường Kiệt, Thị Nại, Trần Hưng Đạo, Lê Lợi, Hải Cảng, Ngô
Mây và Đống Đa. Diện tích của khu vực này vào khoảng 1.655 ha (bao gồm một phần
diện tích khu vực Núi Bà Hỏa) với dân số là 186.675 người.

Hình 8

Pham vi vùng nghiên cứu

1.2.1. Đặc điểm khí hậu
Thành phố Quy Nhơn mang đặc tính khí hậu của vùng duyên hải Nam - Trung
Bộ, bị chi phối bởi gió mùa Đông - Bắc trong mùa mưa (từ tháng 9 đến tháng 12) và
gió mùa Tây - Nam vào mùa khô (từ tháng 1 đến tháng 8). Lượng mưa trong mùa mưa

chiếm 80% lượng mưa cả năm. Mùa mưa tại khu vực Quy Nhơn thường có bão, và
bão lớn tập trung nhiều nhất vào tháng 10. Hướng gió chính: Hướng Bắc. Hướng gió
phụ: Hướng Đông Nam. Tốc độ gió trung bình: 3,7 m/s. Tốc độ gió cực đại: 35 m/s.
Nằm trong khu vực chịu ảnh hưởng của bão có từ tháng 9 – tháng 12 hàng năm.
1.2.2. Đặc điểm thủy văn
Lưu vực Sông Hà Thanh nằm ở phía Bắc Thành phố Quy Nhơn và đổ nước về
Đầm Thị Nại. Sông bắt nguồn ở những đỉnh núi cao trên 1.100 m thuộc Huyện Vân
Canh chảy theo hướng Tây Nam - Đông Bắc. Sông Hà Thanh khá ngắn với chiều dài
dòng sông chính là 48 km và diện tích lưu vực là 580 km2. Về phía hạ lưu, sông chia


14
thành các nhánh khác nhau. Độ cao bình quân toàn lưu vực là 179 m, mật độ lưới sông
0,92 km/km2, lượng mưa bình quân lưu vực khoảng 2000 mm, tổng lượng dòng chảy
năm tính toàn lưu vực khoảng 675 triệu m3. Về chế độ thủy văn sông Hà Thành với
vùng nghiên cứu: Sông Hà Thanh liên quan trực tiếp với Hồ Phú Hòa là một trong
những khu vực nhận lượng nước thoát của hệ thống, kênh nối giữa Hồ Phú Hòa và
sông Hà Thanh đã có công trình điều tiết. Sông Hà Thanh chảy trực tiếp ra Đầm Thị
Nai, một số của xả của vùng nghiên cứu đổ ra sông Hà Thanh trong sơ đồ vị trí nghiên
cứu đã chỉ rõ.


15

Hình 9

Lưu vực sông Kon – Hà Thanh

Vào mùa lũ (từ tháng 9 đến tháng 12), lượng dòng chảy chiếm 75% - 80% lưu
lượng trung bình năm. Lưu lượng dòng chảy lớn nhất xẩy ra vào tháng 1 và nhỏ nhất

xảy ra vào tháng 5. Ngập úng thường xảy ra vào tháng 10 đến tháng 11, thời gian lũ
kéo dài từ 58 đến 75 giờ.