Nghiên cứu giải pháp thoát nước bền vững để thích ứng với biến đổi khí hậu (Luận văn thạc sĩ)

x

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

TRỊNH HỒNG QN

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THỐT NƯỚC BỀN VỮNG ĐỂ
THÍCH ỨNG VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU: ỨNG DỤNG CHO
KHU ĐÔ THỊ 5A, PHƯỜNG 4, THÀNH PHỐ SĨC TRĂNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, NĂM 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

TRỊNH HỒNG QN

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THỐT NƯỚC BỀN VỮNG ĐỂ
THÍCH ỨNG VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU: ỨNG DỤNG CHO
KHU ĐÔ THỊ 5A, PHƯỜNG 4, THÀNH PHỐ SÓC TRĂNG

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG
MÃ SỐ: 17813037

NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS. ĐẶNG MINH HẢI

TP. HỒ CHÍ MINH, NĂM 2019


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ này là cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập của
tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Đặng Minh Hải. Các số liệu khoa học và kết
quả nghiên cứu là trung thực và có nguồn gốc rõ ràng. Ngoài ra tất cả các nội dung
tham khảo đều được trích dẫn nguồn gốc đầy đủ và đúng theo quy định.

Tác giả luận văn

Trịnh Hoàng Quân

i


LỜI CẢM ƠN
Để thực hiện luận văn này với đề tài Nghiên cứu giải pháp thốt nước bền vững để
thích ứng với biến đổi khí hậu: Ứng dụng cho khu đơ thị 5A, phường 4, thành phố Sóc
Trăng tơi đã đã được sự hướng dẫn tận tình của TS. Đặng Minh Hải, giảng viên
Trường Đại Học Thủy Lợi thuộc Bộ Nông nghiệp và PTNT.
Tôi xin chân thành cám ơn Quý thầy cơ giảng dạy trong Bộ mơn Cấp thốt nước,
Phịng đào tạo Đại học và sau Đại học, Trường Đại học Thủy Lợi đã nhiệt tình giảng
dạy cho tơi và các bạn bè cùng lớp trong suốt thời gian qua.
Ngoài ra tôi cũng xin cảm ơn Lãnh đạo công ty, bạn bè và gia đình tơi đã ủng hộ và

tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành tốt chương trình học tập và hồn chỉnh đề tài
nghiên cứu này.
Đề tài 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 quý 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 nhằm góp phần thực hiện thành cơng giải pháp
thốt nước bền vững và được ứng dụng rộng rãi nhằm thích ứng với tình trạng biến đổi
khí hậu ngày cực đoan và phức tạp như hiện nay.

Tác giả luận văn

Trịnh Hoàng Quân

ii


MỤC LỤC
MỤC LỤC .................................................................................................................... iii
DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................................ vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU ....................................................................................... viii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ....................................................................................... ix
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài. .......................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................................. 2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. ........................................................................... 2
4. Nội dung nghiên cứu. ............................................................................................... 2
5. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu. ............................................................. 3
6. Kết quả dự kiến đạt được. ........................................................................................ 3
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................... 4
Tổng quan về ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến thốt nước đơ thị trên thế giới

và ở Việt Nam. ............................................................................................................. 4
1.1.1 Trên thế giới..................................................................................................... 4
1.1.2 Tại Việt Nam. .................................................................................................. 6
Tổng quan về các giải pháp thoát nước bền vững. ................................................ 7
1.2.1 Tổng quan về các nghiên cứu giải pháp thoát nước bền vững trên thế giới. ... 7
1.2.2 Tổng quan về các nghiên cứu giải pháp thoát nước bền vững ở Việt Nam. . 13
Đặc điểm của vùng nghiên cứu. ........................................................................... 14
1.3.1 Vị trí khu vực nghiên cứu. ............................................................................. 14
1.3.2 Đặc điểm địa hình. ......................................................................................... 16
1.3.3 Đặc điểm khí hậu. .......................................................................................... 17
1.3.4 Đặc điểm thủy văn. ........................................................................................ 19
Hiện trạng thốt nước khu đơ thị 5A.................................................................... 20
CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. .............. 22
Cơ sở dữ liệu. ....................................................................................................... 23
Phương pháp nghiên cứu...................................................................................... 23
Cơ sở lý thuyết của mơ hình SWMM 5.1. ........................................................... 24
2.3.1 Giới thiệu mơ hình SWMM. .......................................................................... 24

iii


2.3.2 Các khả năng của mơ hình SWMM. ............................................................. 24
2.3.3 Các ứng dụng điển hình của SWMM. ........................................................... 25
2.3.4 Các phương pháp tính tốn. ........................................................................... 26
Mực nước và mơ hình mưa thiết kế có xét đến điều kiện biên trong BĐKH. ..... 35
2.4.1 Lựa chọn kịch bản BĐKH – NBD cho khu vực nghiên cứu. ........................ 35
2.4.2 Biên mưa tại Sóc Trăng có xét đến ảnh hưởng của BĐKH. ......................... 38
2.4.3 Biên triều tại cửa xả có xét đến ảnh hưởng của BĐKH. ............................... 40
CHƯƠNG 3 : ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG THỐT NƯỚC CỦA KHU ĐƠ THỊ 5A,
PHƯỜNG 4, TP. SÓC TRĂNG Ở THỜI ĐIỂM HIỆN TẠI VÀ TRONG ĐIỀU

KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU. ...................................................................................... 44
Thiết lập mơ hình. ................................................................................................ 44
3.1.1 Các thông số đầu vào. .................................................................................... 44
3.1.2 Dùng phần mềm SWMM mơ phỏng mạng lưới thốt nước hiện trạng. ....... 44
3.1.3 Chạy mô phỏng và xem kết quả. ................................................................... 57
Hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình. ....................................................................... 58
Đánh giá khả năng làm việc của HTTN khu đô thị 5A, phường 4, Tp. Sóc Trăng
ở thời điểm hiện tại. ................................................................................................... 61
Đánh giá khả năng làm việc của HTTN khu đô thị 5A, phường 4, Tp. Sóc Trăng
trong điều kiện biến đổi khí hậu. ............................................................................... 64
CHƯƠNG 4 : ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP THỐT NƯỚC BỀN VỮNG CHO
KHU ĐƠ THỊ 5A, PHƯỜNG 4, TP. SÓC TRĂNG. ................................................ 68
Đề xuất các giải pháp thốt nước bền vững cho khu đơ thị 5A, phường 4, Tp.
Sóc Trăng. .................................................................................................................. 68
4.1.1 Phân tích các ngun nhân ngập úng. ........................................................... 68
4.1.2 Cơ sở để lựa chọn giải pháp chống ngập úng. ............................................... 68
4.1.3 Đề xuất các giải pháp thoát nước bền vững cho khu vực nghiên cứu. .......... 68
Mô phỏng số học để đánh giá hiệu quả của các giải pháp đề xuất. ..................... 73
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................... 92
1. Kết luận. ................................................................................................................. 92
2. Kiến nghị. ............................................................................................................... 92
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................... 94
PHỤ LỤC ..................................................................................................................... 95
Phụ lục 1: Số liệu về mưa. ......................................................................................... 95

iv


Phụ lục 2. Số liệu về mực nước. ................................................................................ 98
Phụ lục 3: Hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình. .......................................................... 102

Phụ lục 4: Kết quả chạy mơ hình trong điều kiện BĐKH và NBD. ........................ 105
Phụ lục 5: Kết quả chạy mơ hình khi sử dụng cơng trình LID. ............................... 110

v


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. 1 Bức tường chống lũ ở Áo ................................................................................ 5
Hình 1. 2 Vị trí tỉnh Sóc Trăng trên bản đồ Việt Nam .................................................. 15
Hình 1. 3 Phối cảnh tổng thể Khu đơ thị 5A, TP. Sóc Trăng ........................................ 15
Hình 1. 4 Vị trí khu vực nghiên cứu trên bản đồ Tp. Sóc Trăng .................................. 16
Hình 1. 5 Bản đồ địa hình khu vực Tp. Sóc Trăng ....................................................... 17
Hình 1. 6 Kênh Nhân Lực nguồn tiếp nhận chính của khu vực nghiên cứu ................. 21
Hình 1. 7 Bản đồ quy hoạch hệ thống thốt nước khu đơ thị 5A .................................. 22
Hình 1. 8 Chi tiết hệ thống thốt nước khu vực nghiên cứu ......................................... 22
Hình 2. 1 Mơ tả dịng chảy mặt ..................................................................................... 26
Hình 2. 2 Mơ hình nước ngầm hai vùng ....................................................................... 30
Hình 2. 4 Đường tần suất mưa một ngày max - Trạm Sóc Trăng ................................. 39
Hình 2. 4 Bản đồ trạm thủy văn tỉnh Sóc Trăng và các vùng phụ cận.......................... 40
Hình 2. 6 Đường tần suất mực nước max - Trạm Đại Ngãi .......................................... 41
Hình 2. 7 Biểu đồ tương quan mực nước tại trạm đo và khu vực nghiên cứu .............. 42
Hình 3. 1 Tổng quan mơ hình SWMM của khu vực nghiên cứu .................................. 44
Hình 3. 2 Số hóa và khai báo thơng tin lưu vực thốt nước mưa .................................. 45
Hình 3. 3 Số hóa và khai báo thơng tin cho hố ga thu nước ......................................... 48
Hình 3. 4 Số hóa và khai báo thơng tin đường ống thốt nước..................................... 51
Hình 3. 5 Số hóa và khai báo thơng tin cửa xả.............................................................. 53
Hình 3. 6 Số liệu mưa ngày max tính tốn .................................................................... 55
Hình 3. 7 Mực nước thiết kế ......................................................................................... 56
Hình 3. 8 Thiết lập thơng số tính tốn cho mơ hình ...................................................... 57
Hình 3. 9 Biểu đồ lưu lượng tính tốn và thực đo tại cửa xả 3 ..................................... 59

Hình 3. 10 Biểu đồ lưu lượng tính tốn và thực đo tại cửa xả 9 ................................... 60
Hình 3. 11 Trắc dọc diễn biến của dòng chảy trong tuyến cống từ nút 39 đến cửa xả 9
tại thời điểm chân triều min và chưa có mưa lúc 12:00 ......................................... 62
Hình 3. 12 Trắc dọc diễn biến của dòng chảy trong tuyến cống từ nút 39 đến cửa xả 9
tại thời điểm các nút bị ngập lớn nhất lúc 19:00 .................................................... 62
Hình 3. 13 Trắc dọc diễn biến của dịng chảy trong tuyến cống từ nút 39 đến cửa xả 9
tại thời điểm kết thúc trận mưa lúc 23:00 ............................................................... 63
Hình 3. 14 Trắc dọc diễn biến của dòng chảy trong tuyến cống từ nút 9 đến cửa xả 3
tại thời điểm chân triều min và chưa có mưa lúc 12:00 ......................................... 64
Hình 3. 15 Trắc dọc diễn biến của dịng chảy trong tuyến cống từ nút 9 đến cửa xả 3
tại thời điểm các nút bị ngập lớn nhất lúc 19:00 .................................................... 65
Hình 3. 16 Trắc dọc diễn biến của dòng chảy trong tuyến cống từ nút 9 đến cửa xả 3
tại thời điểm kết thúc trận mưa lúc 23:00 ............................................................... 65
Hình 3. 17 Trắc dọc diễn biến của dịng chảy trong tuyến cống từ nút 28 đến cửa xả 6
tại thời điểm nút 28 bị ngập lớn nhất lúc 19:00...................................................... 67

vi


Hình 4. 1 Dụng cụ thu nước tại hộ gia đình .................................................................. 70
Hình 4. 2 Mái nhà xanh ................................................................................................. 71
Hình 4. 3 Bãi cỏ, mặt phủ hở ......................................................................................... 72
Hình 4. 4 Đường phố thấm nước, các ô trồng cây thấm nước ...................................... 72
Hình 4. 5 Mơ phỏng cơng trình LID loại 1.................................................................... 74
Hình 4. 6 Mơ phỏng cơng trình LID loại 2.................................................................... 74
Hình 4. 7 Mơ phỏng cơng trình LID loại 3.................................................................... 75
Hình 4. 8 Mặt bằng bố trí các cơng trình LID khu đơ thị 5A ........................................ 76
Hình 4. 9 Đường quá trình lưu lượng tại cửa xả 3 ........................................................ 77
Hình 4. 10 Đường quá trình lưu lượng tại cửa xả 4 ...................................................... 78
Hình 4. 11 Đường quá trình lưu lượng tại cửa xả 6 ...................................................... 79

Hình 4. 12 Đường quá trình lưu lượng tại cửa xả 9 ...................................................... 80
Hình 4. 13 Đường quá trình lưu lượng tại cửa xả 19 .................................................... 81
Hình 4. 14 Đường quá trình mực nước tại nút 10 ......................................................... 82
Hình 4. 15 Đường quá trình mực nước tại nút 16 ......................................................... 83
Hình 4. 16 Đường quá trình mực nước tại nút 28 ......................................................... 84
Hình 4. 17 Đường quá trình mực nước tại nút 38 ......................................................... 85
Hình 4. 18 Đường quá trình mực nước tại nút 73 ......................................................... 86
Hình 4. 19 Trắc dọc từ Nút 9 đến Cửa xả 3 trước và sau LID ...................................... 87
Hình 4. 20 Trắc dọc từ Nút 16 đến Cửa xả 4 trước và sau LID .................................... 88
Hình 4. 21 Trắc dọc từ Nút 28 đến Cửa xả 6 trước và sau LID .................................... 88
Hình 4. 22 Trắc dọc từ Nút 39 đến Cửa xả 9 trước và sau LID .................................... 89
Hình 4. 23 Trắc dọc từ Nút 76 đến Cửa xả 19 trước và sau LID .................................. 89

vii


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1. 1 Nhiệt độ và độ ẩm trung bình tại Sóc Trăng ................................................. 18
Bảng 1. 2 Lượng mưa trung bình tại Sóc Trăng ........................................................... 18
Bảng 1. 3 Thống kê hệ thống cống thoát nước mặt ...................................................... 20
Bảng 1. 4 Thống kê hệ thống cống thoát nước thải ...................................................... 21
Bảng 2. 1 Kịch bản NBD theo các KB RCP cho dải ven biển Việt Nam ..................... 36
Bảng 2. 2 Mực nước biển dâng theo KB RCP6.0 (KB B2) [1]..................................... 36
Bảng 2. 3 Lượng mưa trong năm theo kịch bản BĐKH tính đến năm 2050 [5] ........... 37
Bảng 2. 4 Thống kê mưa ngày max tại trạm Sóc Trăng trong 20 năm (1998÷2017) ... 38
Bảng 2. 5 Lượng mưa tiêu thiết kế trong điều kiện bình thường và BĐKH ................. 39
Bảng 2. 6 Thống kê mực nước max tại trạm Đại Ngãi trong 20 năm (1998÷2017) ..... 41
Bảng 2. 7 Mực nước tiêu thiết kế trong điều kiện bình thường và BĐKH ................... 42
Bảng 3. 1 Số liệu về lưu vực thoát nước ....................................................................... 46
Bảng 3. 2 Thống kê số liệu tính tốn và thực đo tại cửa xả 3 ....................................... 60

Bảng 3. 3 Thống kê số liệu tính tốn và thực đo tại cửa xả 9 ....................................... 61
Bảng 3. 4 Thống kê các nút bị ngập trong điều kiện bình thường ................................ 63
Bảng 3. 5 Thống kê các nút bị ngập trong điều kiện BĐKH ........................................ 66
Bảng 4. 1 Phân loại LID ................................................................................................ 69
Bảng 4. 2 Giá trị các thơng số trong cơng trình LID loại 1........................................... 70
Bảng 4. 3 Giá trị các thông số trong công trình LID loại 2........................................... 71
Bảng 4. 4 Giá trị các thơng số trong cơng trình LID loại 3........................................... 73
Bảng 4. 5 Kết quả thống kê các nút bị ngập sau khi áp dụng cơng trình LID .............. 90

viii


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
BĐKH

:

Biến đổi khí hậu

BMP

:

Best Management Practices (Thực hành quản lý tối ưu)

ĐBSCL

:

Đồng bằng sông Cửu Long

HTTN

:

Hệ thống thoát nước

KB

:

Kịch bản

LID

:

Low Impact Development (Phát triển tác động thấp)

IPCC

:

Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu

MHMTK

:

Mơ hình mưa thiết kế

NBD

:

Nước biển dâng

SUDS

:

Sustainable Urban Drainage System (Hệ thống thốt nước đơ thị
bền vững)

SWMM

:

Storm Water Management Model (Mơ hình quản lý nước mưa)

QCVN

:

Quy chuẩn Việt Nam

Tp

:

Thành phố

WSUD

:

Water Sensitive Urban Design (Thiết kế đô thị nhạy cảm về nước)

ix



MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài.
Thốt nước, xử lý nước thải và 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 thấp kém, mơi trường bị ơ nhiễm, bệnh tật lây lan, úng ngập hay lụt lội, người ta
lại càng thấy tầm quan trọng của lĩnh vực này.
Các nguyên nhân gây ngập lụt từ nước mưa, nước thải ở các đô thị Việt Nam thường
là hệ thống thoát nước chưa được xây dựng đầy đủ, thiết kế ban đầu khơng phù hợp,
hệ số dịng chảy trong lưu vực thoát nước tăng do thay đổi bề mặt phủ, đường ống cấp
nước bị rị rỉ, cống thốt nước bị tắc, bồi lắng, cơng trình thốt nước bị hư hại, do biến
đổi khí hậu dẫn đến lượng mưa tăng và chế độ thủy văn đô thị trái với quy luật, mực
nước biển dâng.
Khu đô thị mới 5A được quy hoạch vào năm 2013 và đang trong quá trình triển khai
thiết kế bản vẽ thi công để thực hiện các công việc đầu tư xây dựng hệ thống giao
thông, chiếu sáng và hạ tầng kỹ thuật. Hệ thống thoát nước của khu vực nghiên cứu là
hệ thống thoát nước riêng, nước mưa được thu gom riêng hoàn toàn với nước thải. Các
hạng mục chính của hệ thống thốt nước mặt gồm cống ly tâm bê tơng cốt thép có
đường kính từ (300÷1.500)mm, được đặt dưới hè đi bộ kết hợp giếng thu hàm ếch, với

tổng chiều dài các tuyến cống là 46.577m, 1.941 hố ga các loại và được thoát ra kênh
Nhân Lực với 20 cửa xả. Cao trình thiết kế của các tuyến đường là +1,80m, vỉa hè là
+2,03, so với cao trình các khu vực xung quanh tuyến thì khu đơ thị này cao hơn từ
(0,1÷0,3)m.
Hệ thống thốt nước mưa chủ yếu tính tốn cho năm hiện tại nên đường kính ống thốt
nước có kích thước nhỏ, cơng suất thốt nước có giới hạn vì chỉ tính đến việc thoát
nước mưa cho bản thân đường và các khu vực nhỏ lân cận chuyển qua. Trước tình
hình biến đổi khí hậu ngày càng nghiêm trọng như hiện nay thì việc thoát nước trong
tương lai trở thành thách thức lớn cho việc thốt nước chống ngập vì kích thước các
cống hiện trạng khơng đảm bảo. Theo kịch bản biến đổi khí hậu (BĐKH) và nước biển

1


dâng (NBD) năm 2016 thì đến năm 2050, mực nước biển ở ĐBSCL nói chung và của
Sóc Trăng nói riêng sẽ dâng cao thêm (17÷35)cm, lượng mưa tăng (5÷15)% [1]. Theo
quyết định Số 1420/QĐ-UBND ngày 10/06/2016 của UBND tỉnh Sóc Trăng về việc
Phê duyệt quy hoạch thoát nước và chống ngập úng khu vực trung tâm Tp. Sóc Trăng
có tính đế ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050 thì
Lượng mưa và mực nước tính tốn sẽ tính đến yếu tố BĐKH với các dự tính đến năm
2050 cho Sóc Trăng là mực nước biển dâng 27 cm và gia tăng lượng mưa 10%.
Biến đổi khí hậu cịn dẫn đến những hệ quả như lượng mưa tăng, chế độ thủy văn đô
thị trái với quy luật v.v... ảnh hưởng lớn đến việc thu gom và tiêu thoát nước mưa, làm
cho vấn đề ngập úng ngày càng nghiêm trọng nếu khơng có giải pháp thích ứng kịp
thời. Chính vì thế việc giải quyết vấn đề thoát nước do mưa một cách ổn định và bền
vững để thích ứng với biến đổi khí hậu là hết sức cần thiết rất phù hợp và mang tính
khả thi cao cho khu đô thị mới trong giai đoạn hình thành và phát triển.
Từ các yếu tố đã phân tích như trên đề tài “Nghiên cứu giải pháp thốt nước bền vững
để thích ứng với biến đổi khí hậu: Ứng dụng cho khu đô thị 5A, phường 4, thành phố
Sóc Trăng” nhằm tìm ra giải pháp thốt nước mang tính ổn định và bền vững lâu dài

trước tình hình biến đổi khí hậu ngày càng phức tạp như hiện nay.
2. Mục tiêu nghiên cứu.
Đề xuất các giải pháp thoát nước bền vững nhằm đảm bảo khu đô thị 5A, phường 4,
thành phố Sóc Trăng khơng bị ngập lụt trong điều kiện biến đổi khí hậu.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống thoát nước mưa hiện trạng như đường ống, kênh,
trạm bơm, hồ điều hịa v.v…
Phạm vi nghiên cứu: Khu đơ thị 5A, phường 4, thành phố Sóc Trăng.
4. Nội dung nghiên cứu.
Đánh đánh giá khả năng thoát nước mưa của hệ thống thoát nước hiện tại.
Đánh đánh giá khả năng thoát nước mưa của hệ thống thốt nước trong điều kiện biến
đổi khí hậu.

2


Đề xuất các giải pháp thoát nước theo hướng bền vững và sử dụng mơ hình số hóa để
đánh giá hiệu quả của các giải pháp đề xuất.
5. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu.
Cách tiếp cận:
 Tiếp cận lý thuyết.
 Tiếp cận mơ hình tốn.
Phương pháp nghiên cứu:
 Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa: Thu thập các số liệu về địa hình, điều
kiện khí tượng, thủy văn v.v…
 Phương pháp mơ hình hóa: Sử dụng SWMM để mơ phỏng hệ thống thốt nước.
6. Kết quả dự kiến đạt được.
Đánh giá hiện trạng thoát nước chung của khu đơ thị 5A, phường 4, thành phố Sóc
Trăng.
Dự báo được khả năng thoát nước trong điều kiện biến đổi khí hậu cực đoan trong

tương lai.
Đề xuất các giải pháp thốt nước mưa bền vững cho Khu đơ thị 5A, phường 4, thành
phố Sóc Trăng nhằm thích ứng với tình trạng biến đổi khí hậu và nước biển dâng.

3


CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Tổng quan về ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến thốt nước đơ thị trên thế
giới và ở Việt Nam.

1.1.1 Trên thế giới.
Biến đổi khí hậu (BĐKH) và nước biển dâng đang là mối đe dọa hiện hữu và to lớn mà
nhân loại phải đương đầu trong thế kỷ XXI. BĐKH sẽ làm gia tăng tính ác liệt của
thiên tai cả về cường độ lẫn tần suất. Hậu quả của BĐKH và thiên tai khơng ai khác mà
chính con người phải hứng chịu với mức độ ngày càng lớn, có nơi, có lúc đã trở thành
thảm họa cho cả một quốc gia, khu vực. 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.
BĐKH mà trước hết là sự nóng lên tồn cầu và mực nước biển dâng (NBD), là một
trong những thách thức lớn nhất đối với nhân loại. Chỉ trong vòng 2 thế kỷ qua, số
lượng các trận ngập lụt đơ thị 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 nước Áo một giải pháp đặt ra dưới mực nước lũ dâng lên của sông Danube là xây
một bức tường chống lũ. Nước dâng đến đâu tường cao đến đó. Một cơng 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. 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 thiết kế độc đáo cùng hiệu quả cao nên các
bức tường di động chống lũ di động này đã trở nên nổi tiếng khắp thế giới.

4


Hình 1. 1 Bức tường chống lũ ở Áo
Tại Singapore, mực nước biển dâng 59cm, có thể gây ra sự suy giảm đáng kể của rừng
ngập mặn, xói mịn bờ biển, mất đất. Trong vài thập kỷ trở lại đây, Chính phủ
Singapore đã tiến hành mở diện tích quốc gia thông qua các biện pháp lấn biển khá tốn
kém. Kết quả là trên 20% diện tích của đảo quốc này hiện nay là đất lấn biển. Với dự
báo mực nước biển dâng từ 0,5 đến 1,5m, các vùng đất lấn biển lại đang trong nguy cơ
bị đe dọa. Tại Indonesia, nước biển dâng cùng với hiện tượng sạt lở đất do khai thác
nước ngầm quá mức sẽ làm đường bờ biển của Indonesia dịch chuyển vào trong và gia
tăng nguy cơ ngập lụt. Đến năm 2050, nếu mực nước biển dâng theo các kịch bản
0,25; 0,57 hoặc 1,0 cm/năm, diện tích ngập lụt ở Bắc Jakarta tương ứng sẽ là 40, 45
hoặc 90 km2 Nếu mực nước biển dâng trung bình năm 2050 là 0,5m và hiện tượng sạt
lở vẫn tiếp tục, nhiều diện tích của Bắc Jakarta và Bekasi sẽ bị ngập lụt vĩnh viễn. Tại
Philippines, mực nước biển dâng 30cm vào năm 2045, sẽ ảnh hưởng đến 2.000 ha đất
và khoảng 500.000 dân. Mức dâng 100cm vào năm 2080, sẽ gây ngập lụt cho hơn
5.000 ha đất vùng ven vịnh Manila và làm ảnh hưởng đến 2,5 triệu người. Rủi ro còn

5


gia tăng nếu nước biển dâng đi cùng gia tăng cường độ bão (Nguồn: Biến đổi khí hậu

và các khu vực đô thị ở Đông Nam Á: Thực trạng và các vấn đề thích ứng).

1.1.2 Tại Việt Nam.
Ở Viêt Nam tình trạng ngập úng vẫn đang là mối quan tâm hàng ngày của các đô thị
lớn, nhất là ở 2 đơ thị loại đặc biệt là Tp. Hồ Chí Minh và Hà Nội. Hiện tượng ngập
úng đô thị tại các thành phố lớn vẫn diễn ra thường xuyên. Nguyên nhân một phần
được chỉ ra là do nhiều ao, hồ, các khu đất trũng (đất ngập nước) bị san lấp, cống hóa
nhiều dịng sơng, kênh, mương, rạch thốt nước để xây dựng đơ thị. Bên cạnh đó, hiện
tượng này cịn do BĐKH gây ra. Nhìn chung cơ sở hạ tầng thốt nước đơ thị vẫn cịn
rất nhỏ bé về quy mơ lạc hậu về công nghệ và đang xuống cấp do xây dựng đã lâu từ
50 đến 100 năm. Tổng chiều dài cống ngầm của 84 thành phố, thị xã mới chỉ có hơn
1.000km và tập trung ở một số thành phố lớn. Chỉ số phục vụ tính theo chiều dài
đường cống cho một người dân đơ thị cịn thấp chỉ từ (0,04÷0,06)m, riêng Tp. Hà Nội,
Hồ Chí Minh, Hải Phịng mới chỉ đạt 0,2m. Về chất lượng các tuyến cống, theo đánh
giá của các Cơng ty thốt nước tại các địa phương có trên 30% các tuyến cống đã bị hư
hỏng nghiêm trọng cần sửa chữa, 40% các tuyến đã xuống cấp, chỉ còn 30% vừa mới
được xây dựng là cịn tốt. Các kênh rạch thốt nước chủ yếu là sử dụng kênh rạch tự
nhiên, nền và thành bằng đất do vậy thường khơng ổn định. Các cống, ống thốt nước
được xây dựng bằng bê tông hoặc xây gạch, tiết diện cống thường có hình trịn, hình
chữ nhật, có một số tuyến cống hình trứng. Ngồi ra tại các đơ 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
cơng tác quản lý. Theo báo cáo của các cơng ty thốt 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
đơ thị 60% đường phố bị ngập úng như Buôn Mê Thuột của Đắc Lắc. TP Hồ Chí Minh
(trên 100 điểm ngập), Hà Nội (trên 30 điểm), Đà Nẵng, Hải Phịng cũng có rất nhiều
điểm bị ngập úng. Thời gian ngập kéo dài từ 2 giờ đến 2 ngày, độ ngập sâu lớn nhất là
1m. Ngoài các điểm ngập do mưa, tại một số đô thị cịn có tình trạng ngập cục bộ do
nước thải sinh hoạt và công nghiệp (Ban Mê Thuột, Cà Mau). Ngập úng gây ra tình

trạng ách tắc giao thơng, nhiều cơ sở sản xuất dịch vụ ngừng hoạt động, du lịch bị

6


ngừng trệ, hàng hố khơng thể lưu thơng. Hàng năm thiệt hại do ngập úng theo tính
tốn sơ bộ lên tới hàng nghìn tỷ đồng (Nguồn: Báo cáo đề tài khoa học trọng tâm
“Đánh giá diễn biến môi trường hai vùng phát triển kinh tế phía Nam, Hà Nội, 2004)
Hiện tại, đô thị Việt Nam đang phải đối mặt với các vấn đề về BĐKH như bão, lũ lụt
và nước biển dâng (NBD) tác động trực tiếp đến phát triển hệ thống đô thị ven biển và
các vùng đồng bằng lớn, trên 40 tỉnh thuộc ĐBSCL, Đồng bằng Sông Hồng, Duyên
hải Miền Trung, Đông Nam Bộ với khoảng 128 đô thị có nguy cơ ngập cao, 20 đơ thị
có nguy cơ ngập nặng. BĐKH gây mưa lớn, lũ quét, sạt lở đất tác động đến phát triển
hệ thống đô thị của 31 tỉnh thuộc vùng núi phía Bắc, Tây Nguyên, miền Trung và
Đông Nam Bộ với khoảng 139 đô thị chịu ảnh hưởng, 15 đơ thị có khả năng chịu tác
động mạnh. Biến đổi khí hậu hiện đang diễn ra hết sức phức tạp như đã trình bày trong
Báo cáo đánh giá lần thứ 5i của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC)
[2]. Chính phủ Việt Nam đã ra Quyết định số 158/2008/QĐ-TTg ngày 02/12/2008 phê
duyệt Chương trình Mục tiêu Quốc gia Ứng phó với Biến đổi Khí hậu [3], tập trung
vào việc đánh giá tình hình BĐKH ở Việt Nam, xây dựng phương pháp đánh giá các
biến số khí hậu và tình hình BĐKH 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 BĐKH
và mực nước biển dâng cho giai đoạn (2010÷2100) cho từng khu vực của Việt Nam.
Bộ Tài nguyên Môi trường công bố kịch bản BĐKH và nước biển dâng cho Việt Nam
năm 2016 [1], cho thấy nguy cơ ngập các đô thị là rất lớn, đặc biệt đối với khu vực đô
thị ven biển.
Tổng quan về các giải pháp thoát nước bền vững.

1.2.1 Tổng quan về các nghiên cứu giải pháp thoát nước bền vững trên thế giới.
1.2.1.1 Giải pháp thoát nước bền vững ở một số nước trên thế giới.

Ở Australia giải pháp thoát nước bền vững được gọi với tên phương pháp tiếp cận
Thiết kế đô thị nhạy cảm về nước (Water Sensitive Urban Design – WSUD). Ở các
nước Châu Âu, khái niệm về Hệ thống thốt nước đơ thị bền vững (Sustainable Urban
Drainage System – SUDS) được sử dụng với sự tập trung chủ yếu vào việc bảo vệ sức
khỏe cộng đồng, bảo vệ các giá trị của tài nguyên nước, bảo tồn đa dạng sinh học và
bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên cho thế hệ tương lai. Tương tự, ở Mỹ và Canada

7


phương pháp SUDS được biết đến với khái niệm Phát triển tác động thấp (Low Impact
Development – LID) với cách tiếp cận khuyến khích sự tương tác của các quá trình tự
nhiên với mơi trường đơ thị nhằm bảo vệ và tái tạo lại hệ sinh thái trong quản lý tài
nguyên nước. Phương pháp LID trọng tâm vào việc bảo tồn và sử dụng các đặc điểm
tự nhiên kết hợp với các hệ thống thủy văn quy mô nhỏ nhằm giảm thiểu các tác động
tiêu cực của q trình đơ thị hóa. Phương pháp LID cũng tương tự như phương pháp
Thực hành quản lý tối ưu (Best Management Practices - BMP) ở Mỹ và Phương pháp
phát triển và thiết kế đô thị tác động thấp (Low Impact Urban Design and
Development – LIUDD) ở New Zealand. (Qianqian Zhou, 2014).
Cùng với sự phát triển của giải pháp thốt nước bền vững, có rất nhiều các nghiên cứu
đã được thực hiện trên phạm vi tồn thế giới. Tại Đan Mạch, chương trình nghiên cứu
quy mô quốc gia đã được thực hiện bao gồm các nghiên cứu về Tài nguyên nước khu
vực đô thị và Nghiên cứu 2BG “ Black, Blue & Green” nhằm tổng hợp hệ thống cơ sở
hạ tầng đảm bảo phát triển bền vững tài nguyên nước đô thị. Tại Anh, hiệp hội thông
tin và nghiên cứu công nghiệp xây dựng (CIRIA) đã thực hiện nghiên cứu phát triển
HTTN đô thị bền vững và phát hành các tài liệu, văn bản về các nghiên cứu đã thực
hiện và hướng dẫn thiết kế hệ thống. Tại Thụy Điển, trung tâm nghiên cứu chiến lược
đã thực hiện nghiên cứu lớn trong 6 năm về Quản lý tài nguyên nước bền vững với
trọng tâm vào bảo vệ giá trị tài nguyên nước đô thị. (Qianqian Zhou, 2014).
1.2.1.2 Cơng cụ mơ hình trong giải pháp thoát nước bền vững.

Với sự ra đời của phương pháp thoát nước bền vững trong quản lý tài nguyên nước đô
thị, nhu cầu thực tiễn đặt ra rằng các chuyên gia quản lý nước đơ thị cần có một hệ
thống công cụ hỗ trợ để mô phỏng, đánh giá hiệu quả của các biện pháp kỹ thuật và
các chiến lược trước khi đưa ra quyết định. Trong bối cảnh đó, các nhà khoa học trên
thế giới đã phát triển rất nhiều bộ phần mềm thương mại cũng như phi thương mại để
mô phỏng, thiết kế hệ thống quản lý số lượng, chất lượng nước đơ thị, có thể kể tên
một số mơ hình điển hình ở đây như XP – SWMM, SWMM 5 (EPA), Mike Urban,
MUSIC, E2.

8


Mơ hình Quản lý nước mưa XP – SWMM (Stormwater Management Model)
Mơ hình XP – SWMM do các nhà khoa học Mỹ phát triển đã được sử dụng rộng rãi tại
Mỹ và nhiều quốc gia trên thế giới trong đó có Australia. Mơ hình XP-SWMM được
đánh giá là một cơng cụ hiệu quả trong quản lý đô thị theo phương pháp WSUD tại
Australia. Đây là bộ phần mềm dùng để mô phỏng động lực học nước mưa, mô phỏng
trên hệ thống sông, mô phỏng ngập lụt, đánh giá ô nhiễm nước, và đánh giá các hệ
thống tổng hợp. Mơ hình tổng hợp tính tốn dịng chảy một chiều từ thượng lưu đến hạ
lưu, kết hợp với mơ hình hai chiều tính tốn dịng chảy tràn bề mặt. Do đó, khi mơ
phỏng hệ thống người sử dụng có thể đánh giá điều gì thực sự xảy ra cho hệ thống
nước mưa/nước thải, khi nồng độ chất ô nhiễm tăng hoặc khi có một vấn đề nóng về
mơi trường.
Mơ hình đã được sử dụng hơn 25 năm và đã được đánh giá bởi cơ quan Quản lý các
vấn đề khẩn cấp của liên bang Mỹ (Federal Emergency Management Agency - FEMA)
cũng như được cơ quan quản lý về môi trường của Anh (UK Environment Agency)
kiểm chứng. Điều đó đã tạo cho XP – SWMM trở thành một trong những bộ phần
mềm mô phỏng ổn định và sử dụng tốt nhất trên thế giới. (nguồn:
/>Mơ hình Quản lý nước mưa SWMM (Storm Water Management Model)
Mơ hình SWMM là mơ hình động lực học mơ phỏng mưa , dịng chảy cho các khu đơ

thị cả về chất và lượng, và tính tốn q trình dịng chảy trên các đường dẫn. Mơ hình
có thể mơ phỏng với một trận mưa đơn lẻ hoặc nhiều trận mưa liên tiếp trong thời gian
dài.
SWMM ra đời từ năm 1971, cho đến nay đã trải qua nhiều lần nâng cấp. Mơ hình
SWMM được sử dụng rộng rãi trên thế giới cho các cơng tác quy hoạch, phân tích và
thiết kế các hệ thống thoát nước mưa, hệ thống thoát nước chung, hệ thống thoát nước
thải và những hệ thống tiêu khác trong vùng đô thị cũng như những vùng không phải
đô thị.

9


SWMM tạo ra một mơi trường hịa hợp cho việc soạn thảo số liệu đầu vào của vùng
nghiên cứu, chạy các mô phỏng thủy lực và chất lượng nước, xem kết quả ở nhiều
dạng khác nhau. Có thể quan sát bản đồ vùng tiêu và hệ thống đường dẫn theo mã
màu, xem các dãy số theo thời gian, các bảng biểu, hình vẽ mặt cắt dọc tuyến dẫn
nước và các phân tích xác suất thống kê. (nguồn: />Mơ hình Quản lý chất lượng nước đô thị MUSIC (Model for Urban Stormwater
Improvement Conceptualisation)
Mơ hình MUSIC được phát triển vào năm 2001 bởi nhóm phát triển phần mềm
MUSIC thuộc trung tâm hợp tác nghiên cứu thủy văn lưu vực thuộc đại học Monash,
bang Victoria, Australia. Nhóm phát triển phần mềm đã phối hợp với các nhà phát
triển chính sách và quy hoạch đô thị thành phố Brisbane và Melbourne để phát triển
phần mềm MUSIC thành công cụ mô phỏng diễn biến chất lượng nước mưa, đồng thời
thiết kế và đánh giá hiệu quả của hệ thống xử lý chất lượng nước mưa khu vực đô thị.
Các nhà thiết kế phát triển đô thị của Australia đã đánh giá rằng với bộ mô hình
MUSIC sẽ dễ dàng hơn rất nhiều trong việc đạt được những tiêu chuẩn về Thiết kế đô
thị nhạy cảm về nước (WSUD). Từ các tổ chức của chính phủ đến các nhóm quản lý
lưu vực, rất nhiều tổ chức đã giới thiệu mơ hình MUSIC là sáng kiến để bảo vệ mơi
trường

hệ

sinh

thái

thủy

sinh

khu

vực

đơ

thị.

(nguồn:

/>Mơ hình MUSIC được chính quyền các thành phố ở Australia khuyến khích sử dụng
như là một cơng cụ để đánh giá mức độ hiệu quả của WSUD, từ đó giúp các nhà quản
lý đưa ra được quyết định trong quy hoạch phát triển đô thị. (Weber, 2008; Fletcher,
2001).
Với những ưu điểm nổi trội của mình, mơ hình XP – SWMM và mơ hình MUSIC đã
trở thành bộ công cụ hiệu quả và được sử dụng phổ biến nhất tại Australia, Anh, cũng
như ứng dụng tại một số nước như Mỹ, Canada, và một số nước châu á như Nhật Bản,
Malaysia trong tổng hợp quản lý nước mưa cho khu vực đô thị.

10

Một số nghiên cứu ứng dụng mơ hình XP-SWMM, SWMM và MUSIC trong
thiết kế hệ thống quản lý nước mưa theo phương pháp thoát nước bền vững.
Nghiên cứu tại vùng Connells point, Kogarah, Australia
Vùng Connells point, Kogarah, Australia đứng trước vấn đề về ngập úng cục bộ trong
suốt hơn 15 năm. Các nghiên cứu cho thấy do đặc trưng vùng có thủy triều và lượng
mưa rất lớn mà hệ thống thốt nước hiện tại khơng đủ tải để vận chuyển lượng nước ra
khỏi vùng đã gây ra hiện tượng ngập úng cục bộ xảy ra thường xuyên trên các tuyến
phố. Ngoài ra, khi mưa lớn xảy ra cuốn theo chất bẩn gây ra ô nhiễm nguồn nước
trước khi đổ ra vịnh. Do đó, hội đồng thành phố Kogarah đã tiến hành Nghiên cứu
nâng cấp hệ thống nước mưa của vùng Connells point, trong đó sử dụng bộ mơ hình
XP – SWMM và mơ hình MUSIC để mơ phỏng tính tốn và đưa ra phương án tối ưu
giải quyết được các vấn đề mà hiện trạng đang gặp phải.
Phương án ban đầu đưa ra để giải quyết vấn ngập úng cục bộ đó là chuyển nước thốt
ra vịnh qua cơng viên bằng hệ thống rãnh cỏ (grassed swale). Phương án này đã gặp
phải sự phản đối từ người dân địa phương với mong muốn hệ thống tiêu thốt nước
khơng được làm ảnh hưởng đến công viên, nơi diễn ra các hoạt động vui chơi giải trí
của họ. Với mục tiêu thỏa mãn được mối lo ngại của dân địa phương cũng như giải
quyết được các vấn đề ngập úng, và chất lượng nước đang gặp phải, hội đồng thành
phố đã đưa ra phương án thiết kế hệ thống theo phương pháp WSUD, đó là xây dựng
hệ thống quản lý nước mưa ngầm. Thiết kế này là sự kết hợp sáng tạo hệ thống vận
chuyển và xử lý nước mưa ngầm, trong đó xử dụng kết hợp hệ thống xử lý nước bao
gồm: hệ thống thu gom chất thải (Gross pollutant traps – GPTs) và hệ thống lọc nước
sinh hóa (bio-retention)” và giảm dòng chảy lớn qua hệ thống hố thu nước tràn mặt
“surcharge pits”, giống như hệ thống thoát nước tự nhiên của khu vực. (Gurmeet, 2008).
Sau khi hệ thống công trình được đưa vào vận hành, chương trình giám sát chất lượng
nước thực hiện bởi Hội đồng thành phố đã chỉ ra rằng lượng chất ô nhiễm và bùn cát
lắng cặn đổ ra vịnh Connells đã giảm đáng kể. Chất lượng nước tại cửa ra đã đạt cao
hơn tiêu chuẩn của nước xả ra vịnh. Điều được các nhà khoa học tiên đốn trước là sự

suy giảm của chất ơ nhiễm và bùn cát lắng cặn sẽ cung cấp môi trường sống cho các

11


lồi động, thực vật trong vịnh Connells, từ đó sẽ cải thiện các giá trị mơi trường và giải
trí của khu vực. Nghiên cứu cũng đề xuất việc tái sử dụng lại nguồn nước sau khi xử lý
cho mục đích tưới cây và nước dùng cho nhà vệ sinh sử dụng cho khu vực cơng viên,
qua đó cũng cấp một hệ thống xử lý tổng hợp nước mưa cho dân cư vùng vịnh
Connells. (Gurmeet, 2008).
Nghiên cứu tại khu vực Fort Dodge, Lowa, Mỹ
Ở Mỹ, trong quy hoạch và phát triển đô thị phương pháp Phát triển tác động thấp
(LID) được áp dụng. Để thực hiện các mục tiêu trong LID, các nhà khoa học Mỹ đã
phát triển bộ phần mềm SWMM như là bộ công cụ hiệu quả giúp các nhà quản lý đô
thị trong việc mô phỏng, định lượng, đánh giá các tác động đến tài nguyên nước đô thị.
SWMM là mơ hình được sử dụng phổ biến nhất tại Mỹ, tuy nhiên bên cạnh SWMM,
mơ hình XP – SWMM cũng đã được sử dụng, dẫn chứng là nghiên cứu Quy hoạch tài
nguyên nước mưa khu vực Fort Dodge, Lowa, Mỹ. Thành phố Fort Dodge hiện đang
đứng trước vấn đề về ngập úng cục bộ và sự quá tải của hệ thống đường ống thoát
nước thải ở khu vực xung quanh Crossroads Mall. Do đó hội đồng thành phố đã chỉ
định công ty HR Green thực hiện nghiên cứu sử dụng mơ hình XP – SWMM để đánh
giá hiện trạng ngập úng và đưa ra các phương án thiết kế nâng cấp hệ thống khả thi
dựa trên các tiêu chí của phương pháp tiếp cận Thực hành quản lý tối ưu (Best
Management Practices - BMP). (Ralph, 2010).
Nghiên cứu tại thành phố Taman Mayang, Malaysia
Hiện nay, đã có một số nghiên cứu tại các nước châu Á sử dụng mô hình XP –
SWMM trong dự báo ngập lụt. Dẫn chứng là nghiên cứu tính tốn dự báo ngập lụt cho
lưu vực đơ thị Taman Mayang, Malaysia với diện tích 134.46 ha. Nghiên cứu đã áp
dụng và so sánh 3 phương pháp diễn tốn dịng chảy trong mơ hình XP – SWMM:
phương pháp hồ chứa phi tuyến tính (Non Linear Reservoir Method - NLRM), phương

pháp diện tích - thời gian (Time Area Method - TAM) và phương pháp Laurenson
(Laurenson Method - LM) để tính tốn dịng chảy cho lưu vực nghiên cứu. Kết quả
nghiên cứu đã chỉ ra rằng phương pháp TAM cho kết quả sai số thấp nhất, khoảng 7%
so với kết quả thực đo. (Thamer, 2008).

12


Nghiên cứu tại khu vực Rockhampton, trung tâm bang Queensland, Australia
Một nghiên cứu khác của Fatema (2014) cho khu vực Rockhampton, trung tâm bang
Queensland, Australia đã sử dụng mơ hình XP – SWMM để tính tốn dịng chảy mặt.
Với mục đích tìm ra được phương pháp diễn tốn phù hợp nhất với khu vực tính tốn,
nghiên cứu đã đưa ra sự so sánh về bốn phương pháp diễn toán cơ bản trong mơ hình
XP – SWMM bao gồm: phương pháp dòng chảy SWMM hay còn gọi là phương pháp
hồ chứa phi tuyến tính(SWMM runoff method or Non Linear Reservoir Method NLRM), phương pháp sóng động học (Kinematic wave method), phương pháp
Laurenson (Laurenson method), và phương pháp diện tích – thời gian(Time-Area
method). Nghiên cứu đã chỉ ra rằng phương pháp Laurenson cho kết quả tổng lượng
dòng chảy mặt nhỏ nhất so với các phương pháp khác, tuy nhiên lại cho đỉnh lũ lớn
nhất, có khả năng phù hợp mơ phỏng ở khu vực đồi núi có độ dốc trung bình. Phương
pháp Laurenson cũng là phương pháp diễn toán được bang Queensland chấp nhận và
khuyến cáo sử dụng trong toàn bang Queensland. (Fatema, 2014)

1.2.2 Tổng quan về các nghiên cứu giải pháp thoát nước bền vững ở Việt Nam.
Ở Việt nam đã có một số nghiên cứu về vấn đề quản lý hệ thống thốt nước đơ thị, dẫn
chứng là Nghiên cứu “Xây dựng bản đồ ngập lụt trên địa bàn thành phố Hà Nội có xét
đến biến đổi khí hậu” do Viện Thủy văn, Mơi trường và Biến đổi khí hậu, Trường đại
học Thủy lợi thực hiện năm 2012. Nghiên cứu đã sử dụng mơ hình MikeUrban 2011,
để đánh giá hiện trạng hệ thống tiêu thoát nước khu vực Hà nội, và xây dựng bản đồ
ngập lụt thành phố ứng với các kịch bản biến đổi khí hậu. (IHECC, 2012)
Một nghiên cứu khác của trường đại học Thủy Lợi năm 2014 về “Đánh giá hiệu quả

giảm ngập úng của việc áp dụng các giải pháp thu trữ nước mưa cho trường đại học
Thủy Lợi”. Nghiên cứu đã đề xuất 2 giải pháp kiểm soát nước mưa, cụ thể là (1) Thu
giữ và sử dụng nước mưa qua hệ thống bể chứa để sử dụng; (2) Đưa nước mưa vào
lòng đất (tầng khơng áp và có áp) thơng qua việc sử dụng bê tông thấm nước ở các bề
mặt không thấm hiện nay như đường đi bộ, bãi để xe, sân chơi, vỉa hè. (Phạm Tất
Thắng, 2014)

13