Ứng dụng mô hình SWMM nghiên cứu đề xuất giải pháp thoát nước khu vực trung tâm TP. Sóc Trăng theo quy hoạch đến năm 2030 và tầm nhìn đến năm 2050 (Luận văn thạc sĩ)

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

NGUYỄN VIỆT HÙNG

ỨNG DỤNG MƠ HÌNH SWMM NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT
GIẢI PHÁP THOÁT NƯỚC KHU VỰC TRUNG TÂM TP
SÓC TRĂNG THEO QUY HOẠCH ĐẾN NĂM 2030 VÀ TẦM
NHÌN ĐẾN NĂM 2050

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. Hồ Chí Minh, tháng 03 năm 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYỄN VIỆT HÙNG

ỨNG DỤNG MƠ HÌNH SWMM NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT
GIẢI PHÁP THOÁT NƯỚC KHU VỰC TRUNG TÂM TP
SÓC TRĂNG THEO QUY HOẠCH ĐẾN NĂM 2030 VÀ TẦM
NHÌN ĐẾN NĂM 2050

Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG
Mã số: 1481 580210010

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS. ĐẶNG MINH HẢI

TP. Hồ Chí Minh, tháng 03 năm 2019


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu khoa học do chính tơi thực hiện. Các
số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa được ai cơng bố trong bất
kỳ cơng trình nghiên cứu nào khác.
Tôi xin cam đoan các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc.
Tơi xin chịu trách nhiệm về cơng trình nghiên cứu của mình.
Học viên

Nguyễn Việt Hùng

i


LỜI CẢM ƠN
Trong q trình thực hiện đề tài, tơi đã gặp rất nhiều khó khăn, từ khâu thu thập số
liệu đến khi bước vào nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Tuy nhiên, nhờ sự hướng
dẫn tận tình của thầy TS. Đặng Minh Hải tôi đã từng bước khắc phục những khó
khăn trên và kết quả là tơi đã hồn thành được đề tài. Tơi xin gửi lời cảm ơn chân
thành nhất đến thầy.
Xin chân thành cảm ơn Quý thầy cơ trong cơ trong Bộ mơn cấp thốt nước, Trường
Đại Học Thủy Lợi, và q thầy cơ ở Cơ sở 2 – TP.HCM đã trang bị cho tôi những
kiến thức bổ ích cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành cơng trình

nghiên cứu này.
Trong khn khổ và thời gian làm luận văn thạc sỹ kỹ thuật, cũng chưa hẳn đã giải
quyết và hoàn thiện hết được những vấn đề đặt ra. Chính vì vậy, tơi nghiêm túc tiếp
thu những ý kiến đóng góp của các nhà khoa học, các thầy cô và các bạn đồng
nghiệp, để giúp cho tơi hồn thiện tốt luận văn và nâng cao kiến thức trong cơng tác
chun mơn của mình.
Tơi chân thành cảm ơn Quý thầy phản biện luận văn. Những ý kiến đóng góp quý
báu của các thầy sẽ giúp cho cơng trình nghiên cứu của tơi càng hồn thiện hơn.
Sau cùng, tơi xin cảm ơn gia đình và những người thân đã ln khuyến khích, động
viên tơi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.

Học viên

Nguyễn Việt Hùng

ii


MỤC LỤC

1.1.

SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI....................................................................1

1.2.

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU .........................................................................4

1.3.

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .........................................................................4

1.4.

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ............................................4

1.5.

CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................4

1.6.

KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC..............................................................5

1.1.

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG THỐT NƯỚC ĐƠ THỊ ........6

1.1.1. Khái niệm về hệ thống thốt nước đơ thị ....................................................6
1.1.2. Vai trị của hệ thống thốt nước đối với sự phát triển của đơ thị ................6
1.1.3. Yêu cầu đặt ra cho hệ thống thoát nước đô thị ...........................................7
1.2.

CÁC NGHIÊN CỨU VỀ GIẢI PHÁP CHO HỆ THỐNG THỐT

NƯỚC ĐƠ THỊ .........................................................................................................7
1.2.1. Nghiên cứu về thốt nước đơ thị trên thế giới ............................................7
1.2.2. Nghiên cứu về thốt nước đô thị ở Việt Nam ...........................................18
1.3.

ĐẶC ĐIỂM VÙNG NGHIÊN CỨU ..........................................................26

1.3.1. Điều kiện tự nhiên .....................................................................................26
1.3.2. Điều kiện kinh tế xã hội ............................................................................29
1.3.3. Thực trạng thoát nước của Thành phố Sóc Trăng.....................................31
1.3.4. Qui hoạch thốt nước của Thành phố Sóc Trăng có xét đên BĐKH-NBD .... 35
1.4.

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ............................................................................36

iii


2.1.

CƠ SỞ DỮ LIỆU.........................................................................................37

2.1.1. Số liệu thủy văn, khí tượng .......................................................................37
2.1.2. Số liệu về hiện trạng thoát nước: ..............................................................38
2.2.

PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH MƠ HÌNH MƯA THIẾT KẾ VÀ ĐIỀU

KIỆN BIÊN ..............................................................................................................38
2.2.1. Trận mưa thiết kế ......................................................................................38
2.2.2. Biên triều tại các điểm tiếp nhận nguồn nước: .........................................41
2.2.3. Mơ hình mưa thiết kế và điều kiện biên có xét đến biến đổi khí hâu: ......46
2.3.

MƠ HÌNH TÍNH TỐN, MƠ PHỎNG HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC 48

2.3.1. Các bước thực hiện khi thiết kế mơ phỏng hệ thống thốt nước mưa ......49
2.3.2. Phương pháp tính tốn thốt nước mưa theo cường độ giới hạn ..............49
2.3.3. Cơ sở lý thuyết của mơ hình SWMM 5.1 .................................................57
2.3.4. Các bước thiết lập mơ hình trong SWMM ................................................64
2.4.

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ............................................................................65

3.1.

THIẾT LẬP MƠ HÌNH .............................................................................67

3.1.1. Đặc điểm khu vực và các thành phần mơ hình nghiên cứu ......................67
3.1.2. Một số bước khai báo thông số cho thành phần mơ hình .........................68
3.2.

KIỂM ĐỊNH VÀ HIỆU CHỈNH MƠ HÌNH: ...........................................77

3.2.1. Kiểm định trên cơ sở số liệu các điểm ngập trong lịch sử: .......................77
3.2.2. Kiểm định trên cơ sở số liệu đo lưu lượng tại cửa xả: ..............................81
3.3.

ĐÁNH GIẢ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG THOÁT

NƯỚC HIỆN TRẠNG THÀNH PHỐ SĨC TRĂNG ..........................................83
3.3.1. Mơ phỏng đánh giá khả năng làm việc của hệ thống thốt nước TP Sóc
Trăng ở hiện tại .....................................................................................................83

iv

3.3.2. Nhận xét đánh giá về hiện trạng hệ thống thốt nước TP Sóc Trăng: ......86
3.4.

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN Q TRÌNH THỐT NƯỚC CỦA

KHU VỰC ................................................................................................................88
3.4.1. Yếu tố khách quan .....................................................................................88
3.4.2. Yếu tố chủ quan ........................................................................................88
3.5.

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ............................................................................89

4.1.

GIẢI PHÁP CẢI TẠO, NÂNG CẤP HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC .....90

4.2.

GIẢI PHÁP QUY HOẠCH HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC BỀN VỮNG... 98

4.3.

GIẢI PHÁP TỔ CHỨC, QUẢN LÝ VẬN HÀNH VÀ NÂNG CẤP HỆ

THỐNG THOÁT NƯỚC .................................................................................... 101
4.3.1. Giải pháp tổ chức ................................................................................... 101
4.3.2. Giải pháp quản lý vận hành hệ thống thoát nước................................... 102
4.4.

KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 ......................................................................... 103

5.1.

Kết luận ..................................................................................................... 105

5.2.

Kiến nghị ................................................................................................... 106

v


DANH MỤC BẢN ĐỒ HÌNH ẢNH
Hình 1-1 Đập thames Barier (Ảnh: Getty) .....................................................................8
Hình 1-2 Những bức tường chắn lũ di động tại sơng Danube .......................................9
Hình 1-3 Bức tường ngăn lũ cao 4,6m dọc sơng Danube ............................................10
Hình 1-4 Hệ thống đê biển kiên cố tại Hà Lan .............................................................11
Hình 1-5 Hệ thống kênh rạch của thành phố Amsterdam (Hà Lan) ............................12
Hình 1-6 Hình ảnh các cột bê tơng cốt thép nâng đỡ bể “The Temple” ......................13
Hình 1-7 Đường ống dẫn nước mưa khổng lồ..............................................................14
Hình 1-8 Đường hầm 2 trong 1 tại thủ đơ Kuala Lumpur, Malaysia ...........................15
Hình 1-9 Hồ chứa và đập chắn nước Marina ...............................................................16
Hình 1-10 Mơ hình làm chậm dịng chảy tại Singapore...............................................17
Hình 1-11 Phối cảnh cầu Quang Trung của dự án .......................................................21
Hình 1-12 Mơ hình các cống ngăn triều và kè của dự án chống ngập TP.HCM .........22
Hình 1-13 Mơ hình khu đơ thi Ecopark........................................................................23
Hình 1-14 Tỷ lệ thốt nước trước và sau khi đơ thị hóa...............................................24
Hình 1-15 Cơ chế hoạt động của Hydromedia .............................................................25

Hình 1-16 Bản đồ qui hoạch Thành phố Sóc Trăng ....................................................26
Hình 1-17 Hiện trạng kênh Hi Tech .............................................................................31
Hình 1-18 Hiện trạng kênh Trà Men ............................................................................31
Hình 1-19 Hiện trạng sơng Maspero ............................................................................32
Hình 1-20 Hiện trạng cửa xả sơng Maspero .................................................................32
Hình 1-21 Hình ảnh ngập đường Phú Lợi Năm 2014 ..................................................34
Hình 1-22 Hình ảnh ngập đường Trần Bình Trọng năm 2014 .....................................34
Hình 1-23 Bản đồ qui hoạch thốt nước trung tâm TP Sóc Trăng có xét đến BĐKH
đến năm 2030 và tầm nhìn 2050....................................................................................36
Hình 2-1 Đường tần suất lượng mưa một ngày max - Trạm Sóc Trăng ......................39
Hình 2-2 Biểu đồ mưa thiết kế tần suất 10% 27/8/2011 ..............................................40
Hình 2-3 Đường tần suất mực nước tại trạm mỹ thanh ................................................41
Hình 2-4 Bản đồ vị trí các điểm tiếp nhận....................................................................42
Hình 2-5 Sơ đồ tính tốn được thiết lập bởi mơ hình MIKE 11 ..................................43
Hình 2-6 Kiểm định với mực nước thực đo trạm Đại Ngãi .........................................45

vi


Hình 2-7 Đường cong IDF tỉnh Sóc Trăng...................................................................53
Hình 2-8 Sơ đồ tính tốn HTTN theo cường độ giới hạn ............................................56
Hình 2-9 Giao diện và các q trình mơ phỏng trong mơ hình SWMM ......................58
Hình 2-10 Q trình vật lý và các thành phần mơ phỏng trong mơ hình SWMM .......59
Hình 2-12 Mơ hình khối các bước xây dựng xây dựng mơ hình .................................65
Hình 3-1 Bản đồ khu vực dự án ...................................................................................68
Hình 3-2 Bản đồ phân chia lưu vực và hướng thốt nước ...........................................69
Hình 3-3 Hình ảnh số hóa các lưu vực và hướng tiêu thốt nước trên phần mềm
SWMM ..........................................................................................................................72
Hình 3-4 Số hóa hố ga và khai báo thơng tin của hố ga trong mơ hình .......................73
Hình 3-5 Bản đồ hiện trạng HTTN khu vực nghiên cứu ..............................................74

Hình 3-6 Số hóa cống hố ga và khai báo thơng tin cho cống cho mơ hình ..................74
Hình 3-7 Số hố cửa xả và khai báo thông tin cho cửa xả trong mô hình ...................75
Hình 3-8 Trạm mưa và khai báo thơng tin cho trạm mưa trong mơ hình ...................76
Hình 3-9 Số liệu triều và khai báo thông tin triều tại cửa xả trong mơ hình ................76
Hình 3-10 Hình ảnh minh họa trận ngập ngày 4/10/2014 tại đường Phú Lợi và Lê
Duẩn...............................................................................................................................78
Hình 3-11 Bản đồ vị trí ngập thành phố Sóc Trăng .....................................................79
Hình 3-12 Số liệu mưa giờ ngày 4/10/2104 dùng để kiểm định ngập (Nguồn Đài khí
tượng Thủy văn Sóc Trăng) ...........................................................................................80
Hình 3-13 Kết quả chạy mô phỏng độ ngập ngày 4/10/2014 .......................................80
Hình 3-14 Lưu lượng tính mơ phỏng và lưu lượng thực đo tại cửa xả 9 ....................82
Hình 3-15 Lưu lượng tính mơ phỏng và lưu lượng thực đo tại cửa xả 10 ..................82
Hình 3-16 Mơ phỏng dịng chảy tại tuyến cống chính (Lê Duẩn) thời điểm triều cao
nhất (9:00) và khơng mưa ..............................................................................................84
Hình 3-17 Mơ phỏng dịng chảy tại tuyến cống chính (Lê Duẩn) thời điểm triều thấp
nhất (4:00) và khơng mưa ..............................................................................................85
Hình 3-18 Mơ phỏng dịng chảy tại tuyến cống chính (Lê Duẩn) thời điểm triều cao
và mưa lớn (18:30) ........................................................................................................85
Hình 4-1 Mơ phỏng dịng chảy tại tuyến cống chính (Lê Duẩn) thời điểm triều cao và
mưa lớn (19:00) theo tần suất thiết kế ...........................................................................91

vii


Hình 4-2 Mơ phỏng dịng chảy tại tuyến cống chính (Lê Hồng Phong - Nguyễn Thị
Minh Khai) thời điểm triều cao và mưa lớn (19:00) theo tần suất thiết kế ...................91
Hình 4-3 Mơ phỏng dịng chảy tại tuyến cống chính thiết kế mới (Lê Duẩn) thời điểm
triều cao và mưa lớn (19:00) theo tần suất thiết kế .......................................................93
Hình 4-4 Mơ phỏng dịng chảy tại tuyến cống chính thiết kế mới (Lê Hồng Phong Nguyễn Thị Minh Khai) thời điểm triều cao và mưa lớn (19:00) theo tần suất thiết kế
.......................................................................................................................................93

Hình 4-5 Mơ phỏng dịng chảy tại tuyến cống chính thiết kế mới (Lê Duẩn) thời điểm
triều cao và mưa lớn (19:00) có xét đến BĐKH-NBD ..................................................94
Hình 4-6 Mơ phỏng dịng chảy tại tuyến cống chính thiết kế mới (Lê Hồng Phong Nguyễn Thị Minh Khai) thời điểm triều cao và mưa lớn (19:00) có xét đến BĐKHNBD ...............................................................................................................................95
Hình 4-7 Mơ phỏng dịng chảy tại tuyến cống chính thiết kế mới (Lê Duẩn) thời điểm
triều cao và mưa lớn (19:00) có xét đến BĐKH-NBD (có bơm) ..................................96
Hình 4-8 Một số mơ hình thốt nước bền vững ........................................................ 101

viii


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

BĐKH

: Biến đổi khí hậu

BĐKH-NBD

: Biến đổi khí hậu nước biển dâng

IPCC

: Ủy ban liên chính phủ về Biến đổi khí hậu

WMO

: Tổ chức khí tượng thế giới

ADB

: Ngân hàng phát triển Châu Á

WB

: Ngân hàng thế giới

QCVN

: Quy chuẩn Việt Nam

BYT

: Bộ Y tế

NNPTNT

: Nông nghiệp Phát triền Nông thôn

TP

: Thành phố

UBND

: Uỷ ban nhân dân

VSMTNT

: Vệ sinh môi trường nông thôn

PA

: Phương án

GIZ

: Dự án Chống ngập úng GIZ
Ngân hàng tái thiết Đức (Kreditanstalt für

KfW

: Wiederaufbau)

ix


PHẦN MỞ ĐẦU
1.1. SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Thoát nước và xử lý nước thải, vệ sinh môi trường là những nội dung quan trọng trong
quy hoạch, xây dựng và quản lý đô thị. Tại các khu vực đang đối mặt với tình trạng hạ
tầng kém phát triển, mơi trường bị ơ nhiễm do nước thải, tình hình ngập úng diễn ra
thường xuyên, gây ảnh hưởng đến hoạt động của đơ thị thì người ta lại càng thấy tầm
quan trọng của lĩnh vực này.
Những hệ thống thốt nước trong đơ thị nước ta hiện nay đang thể hiện nhiều vấn đề
bất cập gây lãng phí về kinh tế, khó khăn về công tác quản lý vận hành, cũng như ảnh
hưởng xấu tới môi trường sinh thái; một số biểu hiện cụ thể như: hệ thống hạ tầng kỹ
thuật nói chung chưa hoàn thiện, mạng lưới thu dẫn nước mưa và nước thải sinh hoạt
chưa phát huy hết tác dụng, nhiều khu vực đường ống khơng có nước chảy qua, cũng
có khá nhiều nơi bị ngập úng khi xảy ra mưa lớn, tỷ lệ rò rỉ nước và thấm vào đất cịn
khá cao gây mùi hơi thối, ảnh hưởng mỹ quan đơ thị, một số cơng trình được xây dựng

nhưng khơng thể đi vào hoạt động, nhiều khu vực hệ thống thu gom nước đã xuống
cấp khơng cịn khả năng hoạt động, tình trạng nước thải khơng qua xử lý đổ trực tiếp
ra sơng hồ cịn rất phổ biến… Ngồi ra, do tình hình diễn biến phức tạp của thời tiết
hiện nay, lượng mưa bão đổ bộ vào đất liền nước ta ngày càng nhiều cũng gây ảnh
hưởng rất lớn đến khả năng thu gom và tiêu thốt nước của đơ thị, đặc biệt là các đơ
thị đang có hệ thống thốt nước chưa hồn thiện.
Đối với các khu đơ thị, các điểm dân cư mới, chất lượng hệ thống hạ tầng kỹ thuật,
trong đó có thốt nước mưa, nước thải, đa phần quyết định tính văn minh đơ thị, góp
phần tạo hấp dẫn đối với khách hàng, cũng như quyết định đến sự phát triển bền vững
về môi trường của đơ thị về lâu dài. Vì vậy cần phải đưa ra các giải pháp cụ thể, phải
có các giải pháp đồng bộ về các vấn đề hạ tầng kỹ thuật và mang tính khả thi cao để
khắc phục được những nhược điểm cịn tồn tại nêu trên. Đó là các giải pháp về chuẩn
bị kỹ thuật, quy hoạch hạ tầng kỹ thuật, tính tốn cải tạo nâng cấp hệ thống hạ tầng nói
chung và hệ thống thốt nước nói riêng của các đô thị, hướng đến bảo vệ môi trường

1


cũng như sử dụng nguồn vốn đầu tư một cách hiệu quả nhất. Các giải pháp phải được
xây dựng trên cơ sở dự báo ngắn và dài hạn về phát triển đô thị, phù hợp với điều kiện
kinh tế xã hội của địa phương trong hiện tại và tương lai.
Thành phố Sóc Trăng là thành phố trực thuộc tỉnh và là trung tâm hành chính của tỉnh
Sóc Trăng, nằm ở Đồng bằng Sông Cửu Long thuộc khu vực Nam Bộ. Qua nhiều thời
kỳ, thành phố Sóc Trăng đã trải qua nhiều lần tách, nhập với các tỉnh khác trong khu
vực, tuy nhiên thành phố vẫn luôn là một trung tâm kinh tế, văn hóa và dịch vụ của
vùng.
Sóc Trăng nằm cuối hạ lưu sông Hậu và gần biển. Mực nước tại các sơng chính bao
quanh thành phố và các kênh rạch chịu chi phối bởi thủy triều dạng bán nhật triều
khơng đều. Các sơng ngịi chính bao quanh Thành phố Sóc Trăng là Sơng Maspero (độ
rộng 40 – 60 m dài 7 km) và Sông Đinh (độ rộng 60 – 80 m dài 17km). Trong thành

phố có hệ thống kênh rạch dày đặc với mật độ dòng chảy 1,1 km/km2. Có 9 tuyến
kênh nhánh có độ rộng từ 8 – 20 m, còn lại là một số kênh rạch nhỏ có độ rộng 2 - 10
m.
Hệ thống thốt nước trên địa bàn thành phố phần lớn được hình thành, xây dựng trước
năm 1975 nên hiện đã xuống cấp, không đồng bộ và có đường kính q nhỏ trong khi
mật độ dân số, dân cư ngày càng đông, mặc dù hàng năm đều được chính quyền địa
phương đầu tư nâng cấp, cải tạo, xây dựng thêm, nhất là từ khi tái lập tỉnh Sóc Trăng
vào năm 1992, nhưng hiện vẫn khơng đáp ứng được yêu cầu chuyển tải về mặt lưu
lượng, nên khi mưa to triều cường nhiều nơi trong thành phố bị úng ngập. Theo quy
hoạch phát triển thành phố, một số tuyến đường mới đã được xây dựng. Trên các
tuyến đường này đã xây dựng đồng bộ các cống thốt nước mưa hai bên đường. Tuy
nhiên, cơng suất của các cống này khá giới hạn vì chỉ tính đến việc thoát nước mưa
cho bản thân đường và các khu vực nhỏ lân cận. Tại một số tuyến đường công suất
cống q nhỏ và khơng có điểm xả nước nên khi có mưa thường bị ngập úng. Thêm
vào đó, trong khu vực quy hoạch có một số kênh hở như Kênh Nhân Lực và Kênh Cơ
Bắc. Một số cống thốt xả nước vào các kênh hở này. Tuy nhiên các kênh có cao trình
đáy cạn và hay bị tắc nghẽn do cây cỏ.

2


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 kịch bản BĐKH được công bố năm 2016 của Bộ Tài nguyên và Môi trường thì
(Bảng 1) khu vực dự án nằm trong phân vùng từ mũi Kê Gà tới mũi Cà Mau theo từng
kịch bản khác nhau với độ gia tăng khá cao so với hiện nay.
Bảng 1 Kịch bản nước biển dâng cho khu vực dự án
Kịch bản
Kịch bản
RCP4.5

Kịch bản
RCP8.5

2030
12
(7÷18)
12
(8÷17)

Các mốc thời gian của thế kỷ 21
2040
2050
2060
2070
2080
17
22
28
33
40
(10÷25) (13÷32 (17÷40) (20÷49) (24÷58)
18
25
32
41
51
(12÷26) (16÷35) (21÷46) (27÷59) (33÷73)

2090
46

(28÷67)
61
(41÷88)

2100
53
(32÷77)
73
(48÷105)

Như vậy theo kịch bản được cơng bố vào năm 2050, mực nước biển ở nước ta sẽ
tăng khoảng 25 cm, lượng mưa tăng 5%, và năm 2100 mực nước tăng 73cm, điều
này địi 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 thốt nước ở các đô thị duyên hải.
Với những đặc điểm nói trên TP Sóc Trăng 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. Đặc
biệt với vị trí nằm gần sơng Hậu và chịu ảnh hưởng chế độ bán nhật triều của biển
Đông (ngày lên xuống hai lần) nên vấn đề thoát nước gặp rất nhiều khó khăn.
Ngồi ra biến đối khí hậu sẽ gây ra nhiều tác động tiêu cực hơn nữa đối với hệ thống
thốt nước, làm cho tình hình ngập úng ngày càng xấu đi nếu khơng có giải pháp thích
ứng. Để giải quyết vấn đề ngập úng do mưa một cách ổn định và bền vững, việc
nghiên cứu đề xuất giải pháp thốt nước cho Thành phố Sóc Trăng để thích ứng với
biến đổi khí hậu và phù hợp với quy hoạch phát triển trong tương lai là hết sức cần
thiết.
Chính vì vậy, đề tài nghiên cứu "Ứng dụng mơ hình SWMM nghiên cứu đề xuất giải
pháp thốt nước khu vực trung tâm TP Sóc Trăng theo quy hoạch đến năm 2030 và
tầm nhìn đến năm 2050" là rất cần thiết và mang tính thực tiễn hiện nay.

3

1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu các bài toán và đưa ra giải pháp nâng cao hiệu quả cho hệ thống thoát
nước thành phố, đảm bảo chức năng thoát nước của hệ thống.
Đề xuất giải pháp thoát nước cho thành phố Sóc Trăng.
1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Thu thập tài liệu và đánh giá khả năng làm việc của hệ thống thốt nước của thành
phố.
Phân tích, tính tốn các bài tốn về hệ thống thoát nước dựa trên cơ sở khoa học và
thực tiễn, nâng cao khả năng phục vụ của hệ thống hạ tầng kỹ thuật.
Phân tích và lựa chọn các giải pháp cụ thể nhằm khắc phục và nâng cao tính hiệu quả
của hệ thống thốt nước thành phố.
1.4. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống thốt nước của thành phố Sóc Trăng.
Phạm vi nghiên cứu: Hệ thống thốt nước chính và các cơng trình quan trọng trong hệ
thống thốt nước tại trung tâm thành phố Sóc Trăng.
1.5. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
 Cách tiếp cận:
 Theo quan điểm hệ thống.
 Theo quan điểm thực tiễn và tổng hợp đa mục tiêu.
 Theo quan điểm bền vững.
 Phương pháp nghiên cứu:
 Phương pháp thu thập số liệu.
 Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa.

4


 Phương pháp kế thừa các đề tài và nghiên cứu về giải pháp thốt nước cho các
đơ thị Việt Nam.

 Phương pháp tính tốn tối ưu hóa hệ thống thốt nước đơ thị.
 Phương pháp thống kê và xử lý dữ liệu.
 Phương pháp mơ hình tốn (sử dụng phần mềm SWMM)
1.6. KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC
Đánh giá hiệu quả tiêu thoát nước hiện tại của hệ thống thốt nước thành phố Sóc
Trăng.
Kiến nghị về các giải pháp nâng cao khả năng phục vụ của hệ thống thoát nước thành
phố Sóc Trăng. Tạo tiền đề cho việc mở rộng hệ thống thoát nước về sau.

5


TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG THỐT NƯỚC ĐƠ THỊ
1.1.1. Khái niệm về hệ thống thốt nước đơ thị
Hệ thống thốt nước đơ thị là tổ hợp những cơng trình, thiết bị và các giải pháp kỹ
thuật để thực hiện nhiệm vụ thoát nước cho đơ thị.
Các hệ thống thốt nước đơ thị:
Hệ thống thoát nước chung: Là hệ thống mà tất cả các loại nước thải (sinh hoạt, sản
xuất, nước mưa) được xả chung vào một mạng lưới và dẫn đến công trình làm sạch.
Hệ thống thốt nước riêng: là hệ thống có hai hay nhiều mạng lưới đường ống riêng để
dẫn từng loại nước thải khác nhau đến cơng trình làm sạch. Theo cấu tạo hệ thống
thốt nước riêng có thể phân thành các loại sau: Hệ thống riêng hoàn toàn; Hệ thống
riêng khơng hồn tồn; Hệ thống riêng một nửa.
Hệ thống thoát nước hỗn hợp: Là tổng hợp của các hệ thống trên. Hệ thống này thường
gặp ở các thành phố lớn, đã có hệ thống thốt nước chung nay cần cải tạo và mở rộng
thì phải xây thêm các cơng trình phục vụ cho mạng lưới thốt nước.
1.1.2. Vai trị của hệ thống thốt nước đối với sự phát triển của đô thị
Một đô thị hiện đại là đô thị phải có hệ thống cơ sở hạ tầng đáp ứng được nhu cầu phát
triển của đơ thị đó, và hệ thống thốt nước đóng một vai trị rất quan trọng trong toàn

bộ hệ thống cơ sở hạ tầng kỹ thuật đó. Đối với những đơ thị có địa hình phức tạp, khả
năng tiêu thốt nước tự chảy kém thì vai trị của nó lại càng được đẩy lên cao hơn.
Với tốc độ đơ thị hóa ngày càng cao trên nền của hệ thống hạ tầng xây dựng không
đồng bộ, cịn nhiều chắp vá thì tất yếu sẽ dẫn đến khả năng đáp ứng nhu cầu thoát
nước của hệ thống cho đô thị ngày càng bị giảm sút. Và đến đây, người ta phải tìm
cách nâng cấp cải tạo lại hệ thống nhằm khắc phục những hạn chế hiện có để đảm bảo
yêu cầu thoát nước.

6


1.1.3. Yêu cầu đặt ra cho hệ thống thoát nước đơ thị
Hệ thống thốt nước của đơ thị phải đảm bảo được khả năng phục vụ tiêu thốt nước
nhanh chóng trong mọi điều kiện thời tiết, không để cho bất cứ khu vực nào của đô thị
bị ngập úng, cũng như không làm ảnh hưởng xấu đến môi trường và cảnh quan của đơ thị.
Ngồi ra, hệ thống phải đảm bảo u cầu về kinh tế, khơng gây lãng phí đầu tư cũng
như yêu cầu về công tác quản lý vận hành.
1.2. CÁC NGHIÊN CỨU VỀ GIẢI PHÁP CHO HỆ THỐNG THỐT NƯỚC
ĐƠ THỊ
1.2.1. Nghiên cứu về thốt nước đơ thị trên thế giới
Dân số thế giới sống trong các thành phố lớn ngày càng tăng nhanh. Đáp ứng nhu cầu
đó, diện tích đất đơ thị cũng ngày càng gia tăng, trong khi đó cơ sở hạ tầng về cấp
thốt nước cho đô thị không đáp ứng kịp thời. Hiện nay trên thế giới nhiều thành phố
lớn vẫn đang bị úng ngập và lũ lụt đe dọa.
Biến đổi khí hậu (BĐKH)mà trước hết là sự nóng lên tồn 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 đơ thị trên tồn 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 Châu Âu:
Tại Vương quốc Anh sau trận ngập lịch sử tại London năm 1953 chính phủ quyết định
xây dựng hệ thống chắn nước. Cơng trình này có tên Thames Barrier, là một đập chắn
được xây dựng trên sông Thames. Con đập này dài tổng cộng 520m, vắt ngang sơng
Thames ở đoạn Woolwich, phía Đơng thủ đơ London. Thames Barrier gồm 10 cổng,
mỗi cổng dài 60m, cao gần 15m. Trên mỗi cổng đều có cửa thép, có thể xoay ngang
hoặc xoay dọc.
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

7

Commented [A1]: Bổ sung thêm về các giải pháp thốt
nước ỏ các đơ thị khác trên thế giới


lại, tạo ra chỗ trũng hay còn gọi là một “hồ chứa” để nước sông Thames chảy vào,
tránh nước sông dâng cao tràn bờ gây ra lũ lụt. Phải mất 75-90 phút để đóng những
cánh cổng này, bắt đầu từ các cổng ở hai bên, các cổng ở giữa sẽ đóng cuối cùng.
Ít ai biết rằng, Thames Barrier được xây dựng với mục đích ban đầu khơng phải để
ngăn lũ lụt do mưa lớn. Năm 1953, nước biển từ Biển Bắc tràn vào sông Thames gây
ngập lụt nặng ở thủ đô London, khiến 300 người thiệt mạng và thiệt hại về vật chất rất
lớn. Chính phủ Anh nhận ra rằng nếu khơng có biện pháp đối phó thì London sẽ còn
phải hứng chịu nhiều thiệt hại do lũ lụt. Và Thames Barrier được xây dựng với mục
đích ban đầu là ngăn nước Biển Bắc tràn vào London.
Bắt đầu khởi công từ năm 1982, Thames Barrier tiêu tốn 535 triệu bảng Anh và được
coi là một kỳ tích của các nhà khoa học thời đó. Từ khi được đưa vào hoạt động, con
đập này có vai trị điều tiết lưu lượng nước sơng Thames, giúp London thốt khỏi cảnh
ngập lụt.

Hình 1-1 Đập thames Barier (Ảnh: Getty)
Theo tính tốn của các nhà khoa học, với tốc độ nước biển dâng như hiện tại, Thames
Barrier có đủ khả năng giữ an tồn cho London đến năm 2050 và nếu nâng cấp, cải tạo
nó thì cịn có thể là “vệ sĩ” cho thành phố này tới năm 2070. Có thể nói, London phát
triển về mọi được như hiện tại là nhờ đáng kể vào tiện ích của cơng trình này (Theo
báo đất việt September 20/11/2015).

8


Tại Áo giải pháp để ứng phó với nước lũ dâng của sông là xây một bức tường chắn lũ.
Cụ thể, vào năm 2013, khi thành phố Grein ở Áo bắt đầu phải hứng chịu trận lũ khởi
nguồn từ sông Danube, các quan chức địa phương đã nhanh chóng họp bàn tìm kiếm
giải pháp kĩ thuật nhằm đảm bảo an toàn cho những người dân trong thành phố. Cuối
cùng, các bức tường chống lũ di động đã được lắp đặt.
Theo bài báo được đăng tải trên tờ Elite Readers, công ty Flood Resolution có trụ sở
tại Anh đã lên tiếng giải thích về kết cấu của hệ thống chống lũ di động này.
Trước tiên, hệ thống gồm 2 phần: phần móng được xây cố định và phần rào chắn có
thể di chuyển được. Công ty này cho biết "Hệ thống được xây dựng trên một bức
tường ngầm, góp phần bảo vệ một khu vực không bị nước ngầm tràn vào. Bức tường
có thể dâng lên đồng thời với mực nước lũ. Độ sâu của bức tường ngầm phụ thuộc vào
nền đá ngầm, và sau đó quyết định chiều cao của rào chắn."
Bức tường ngầm được gia cố bằng xi măng trước khi các bộ phận của hệ thống được
gắn tường chắn nước di động.

Hình 1-2 Những bức tường chắn lũ di động tại sông Danube
(Nguồn: Elitereaders)

9

Một bài báo được công ty IBS Techcnics đăng tải tiết lộ "Bức tường chống lũ di động
cao nhất, ấn tượng nhất được hoàn thành vào tháng 12/2010 ở Grein, với tổng độ cao
rào chắn là 3,6 mét được đặt trên một bức tường nền cao 1 mét."
Cũng theo bài báo này, hệ thống giúp bảo vệ khu đất phía sau rào chắn khỏi mực nước
lũ cao tới 4,6 mét, tương đương tịa nhà 2 tầng.

Hình 1-3 Bức tường ngăn lũ cao 4,6m dọc sơng Danube
(Nguồn: Elitereaders)
Nói đến chống ngập lụt, người ta phong cho Hà Lan cái tên "phù thủy chống ngập".
Chẳng phải nói ngoa khi quốc gia nằm dưới mặt nước biển này bao thập kỷ nay khơng
cịn phải chịu đựng những trận ngập lụt hay xâm nhập mặn của Đại Tây Dương.
Các nước khác đôi khi chỉ phải chống lụt từ các trận mưa lớn hay lũ sơng thì Hà Lan
cịn phải lo khơng cho biển dâng quá sâu vào đất liền. Để chống ngập hiệu quả, quốc
gia này đã triển khai kế hoạch "Delta Work" - một hệ thống đê kè phòng vệ, bảo vệ Hà
Lan khỏi bị nước biển dâng. Đây là một trong những hệ thống cơng trình chống ngập
lụt lớn nhất thế giới khi được triển khai từ năm 1954 cho tới những năm 1991.

10


Hình 1-4 Hệ thống đê biển kiên cố tại Hà Lan
(Nguồn Báo điện tử trí thức trẻ ngày 27/09/2016)
Tại Hà Lan, có tất cả khoảng bảy loại đê, kè chuyên dụng cho biển, sông, hồ, kênh
đào, hay loại đê khẩn cấp, đê chống bão… được xây dựng phù hợp tùy vào tính năng
sử dụng.
Những cơng trình đê biển trong dự án Delta Works đã bảo vệ vùng đất phía Tây Nam
Hà Lan một cách hiệu quả và kiểm soát được lượng nước trong khu vực. Nhiều khu
vực cửa sơng có thể được đóng mở để phịng trường hợp nước biển dâng cao quá mức
trong những ngày bão.

Còn trong đất liền, Hà Lan cũng đào nhiều các kênh rạch, sông nhỏ, hồ chứa nước
chống ngập, xây dựng các cối xay gió, lắp đặt máy bơm để đảm bảo nước mưa và
nước sông được điều tiết hợp lý. Các "khu vực xả nước" cũng được hình thành, đề
phịng trường hợp nước sơng dâng cao thì sẽ xả nước đảm bảo an tồn cho thành phố.

11


Hình 1-5 Hệ thống kênh rạch của thành phố Amsterdam (Hà Lan)
(Nguồn Báo điện tử trí thức trẻ ngày 27/09/2016)
 Ở khu vực Châu Á và các nước láng giềng
Nếu như với nhiều quốc gia, người ta chọn giải pháp nâng nền để chống ngập thì với
Nhật Bản, giải pháp tối ưu được áp dụng là đẩy nước xuống lòng đất. Tại Nhật Bản
thủ đô của Nhật Bản là Tokyo, trước đây cũng thường xuyên bị ngập lụt vào mùa mưa
do nước các sông Tone, Are và Edo dâng cao. Đỉnh điểm là bão Mireilles vào tháng
9/1991 đã làm 30.000 ngôi nhà và 100km² ở vùng ngoại ô của Tokyo ngập sâu, làm 52
người thiệt mạng. Do đó, Chính phủ Nhật Bản khẩn trương nghiên cứu xây dựng hệ
thống G-Cans, gồm nhiều hầm, bể chứa nước nằm sâu dưới lòng đất, bên dưới sân
bóng đá và cơng viên.
Các hồ điều tiết Sanno hay hệ thống G-Cans đã giúp nâng cao năng lực tiêu thoát
nước, đảm bảo cho các TP vừa kể trên chống chọi với những trận mưa có vũ lượng
lớn. Chẳng hạn, từ khi hoàn thành hồ điều tiết Sanno (năm 2012) đến nay, TP Fukuoka
không bị ngập như những năm trước, đặc biệt nhà ga Hakata chưa bao giờ bị ngập lại.
Trong khi đó, hệ thống G-Cans (tên đầy đủ là Kênh xả ngầm ngồi khu vực đơ thị,
Metropolitan Area Outer Underground Discharge Channel) được mệnh danh là cung
điện dưới lòng đất của Nhật Bản. Đây là một tác phẩm kỳ công của kỹ thuật hiện đại,

12

cũng là cơng trình thốt nước ngầm lớn nhất thế giới. Dự án bắt đầu với ý tưởng
chuyển hướng tất cả lượng nước mưa từ bão biển, bão nhiệt đới và lũ lụt từ các khu
vực xung quanh, đặc biệt là Tokyo ra sông Edo để giúp những nơi này khơng bị ngập.
Hệ thống thốt nước G-Cans được xây dựng sâu 50m dưới lòng đất, cách Tokyo
38km. Hệ thống G-Cans gồm 5 giếng đứng bê tông lớn (cao 65m, đường kính 32m).
Chúng được nối với nhau bằng hệ thống đường hầm dài 6,4km. Ở cuối hệ thống, nước
sẽ được trữ trong một bể nước kiểm soát áp lực khổng lồ (cao 24,5m, dài 177m và
rộng 78m) mang tên “The Temple” (Ngơi đền). “Ngơi đền” này có chức năng giảm áp
lực của nước chảy, đồng thời kiểm sốt dịng nước trong trường hợp một máy bơm nào
đó trong hệ thống bị vỡ. Nâng đỡ bể nước tối quan trọng này là hệ 59 cột bê tông cốt
thép, kết nối với 78 máy và bơm tới 200m³ nước ra sông Edo mỗi giây.

Hình 1-6 Hình ảnh các cột bê tơng cốt thép nâng đỡ bể “The Temple”
(Nguồn Báo sài gịn giải phóng 5/4/2018)
Dự án này bắt đầu từ năm 1992, đi vào hoạt động từ năm 2006. Đến năm 2009, cơng
trình hồn thành tồn bộ. Tổng kinh phí cơng trình lên đến gần 3 tỷ USD. Theo thiết
kế, nước mưa, lũ từ các đường ống thoát nước sẽ chảy qua đường hầm rồi vào bên
trong các hầm chứa nước. Khi hầm đầy, nước sẽ di chuyển qua các đường hầm dài để
chảy vào “Ngôi đền” khổng lồ, trước khi được bơm ra sông Endo với các máy bơm
công suất lớn để tránh ngập cho toàn thành phố.

13


Hình 1-7 Đường ống dẫn nước mưa khổng lồ
(Nguồn Báo sài gịn giải phóng 5/4/2018)
Hệ thống thốt nước này có thể xử lý được lượng nước mưa trên 550mm liên tục trong
3 ngày. Vì vậy, cơng trình G-Cans đã bảo vệ được nhà cửa, các cơng trình xây dựng
quan trọng của Tokyo - TP đông dân nhất thế giới (trên 38 triệu người) một cách hữu
hiệu trước mưa lớn hay lũ lụt. Về hiệu quả cụ thể khi cơng trình đi vào hoạt động, các

trung tâm thương mại lớn ở Tokyo tránh được tình trạng ngập lụt, đã giúp mang lại
hiệu quả kinh tế khoảng 40 tỷ yên mỗi năm (Theo Báo sài gịn giải phóng 5/4/2018).
Tại Malaysia Thủ đơ Kuala Lumpur gần với nơi hợp lưu của 2 dòng sông lớn tại
Malaysia nên hàng năm, người dân thành phố hiện đại bậc nhất Đông Nam Á này
cũng phải kêu trời vì lụt. Tuy nhiên, một trong những giải pháp thơng minh có một
khơng hai đã được triển khai tại thành phố này là xây dựng một đường hầm "2 trong
1", vừa dùng để thoát lũ và phục vụ giao thơng.
Trong điều kiện thời tiết bình thường, đường hầm sẽ được sử dụng như hầm đường bộ
bình thường cho xe cộ qua lại. Tuy nhiên, khi nước sông tràn bờ, nó sẽ được chuyển
thành một kênh thốt lũ ngay bên dưới những con đường, giúp cho các con đường phía
trên không bị ngập.

14