Luận văn thạc sĩ nghiên cứu giải pháp thoát nước cho thị trấn trần đề tỉnh sóc trăng trong điều kiện biến đổi khí hậu

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu nghiên cứu giải pháp thoát nước cho thị trấn trần đề tỉnh sóc trăng trong điều kiện biến đổi khí hậu, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề

• Tác giả: Nguyễn Hữu Nghĩa
• Người hướng dẫn: TS. Đặng Minh Hải
• Trường học: Trường Đại học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ sở hạ tầng
• Đề tài: Nghiên cứu giải pháp thoát nước trong điều kiện biến đổi khí hậu cho thị trấn Trần Đề huyện Trần Đề tỉnh Sóc Trăng
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Tp Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BIỂU BẢNG
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
• 1. PHẦN MỞ ĐẦU
• 1.1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu
• 1.2. Mục đích của đề tài
• 1.3. Phạm vi nghiên cứu
• 1.4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
• 1.4.1. Cách tiếp cận
• 1.4.2. Phương pháp nghiên cứu
• 1.5. Kết quả dự kiến đạt được
• 2. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 2.1. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu (BĐKH) đến thoát nước đô thị
• 2.1.1. Trên thế giới
• 2.1.2. Tại Việt Nam
• 2.2. Hiện trạng thoát nước ở các đô thị nhỏ, thị trấn ở Việt Nam
• 2.3. Đặc điểm của vùng nghiên cứu
• 2.3.1. Đặc điểm địa hình
• 2.3.2. Điều kiện khí hậu
• 2.3.3. Đặc điểm thủy văn
• 2.3.4. Điều kiện địa chất
• 2.4. Hiện trạng thoát nước thị trấn Trần Đề
• 2.4.1. Tác động của BĐKH đến thoát nước thị trấn Trần Đề
• 2.4.3. Hệ thống thoát nước
• 2.4.4. Thực trạng thoát nước của thị trấn
• 3. CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 3.1. Cơ sở dữ liệu
• 3.1.1. Số liệu thủy văn, hải văn và khí tượng
• 3.1.2. Số sử dụng đất
• 3.2. Cơ sở lý thuyết của mô hình SWMM
• 3.2.1. Giới thiệu mô hình SWMM
• 3.2.2. Khả năng mô hình SWMM
• 3.3. Xác định điều kiện biên
• 3.3.1. Kịch bản biến đổi khí hậu
• 3.3.2. Trận mưa thiết kế
• 3.3.3. Mực nước thiết kế
• 3.3.4. Phương pháp xác định lưu lượng nước thải khu dân cư
• 3.3.4.1. Tính toán nước thải tập trung
• 4. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG THOÁT NƯỚC CỦA THỊ TRẤN TRẦN ĐỀ, TỈNH SÓC TRĂNG Ở HIỆN TẠI VÀ TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
• 4.1. Thiết lập mô hình
• 4.1.1. Các thông số đầu vào
• 4.1.2. Các phương án tính toán
• 4.2. Kiểm định và hiệu chỉnh mô hình
• 4.3. Đánh giá khả năng làm việc của hệ thống thoát nước thị trấn Trần Đề, tỉnh Sóc Trăng ở hiện tại
• 4.3.1. Khu vực trong đê
• 4.3.2. Khu vực ngoài đê
• 4.4. Đánh giá khả năng làm việc của hệ thống thoát nước thị trấn Trần Đề, tỉnh Sóc Trăng trong điều kiện biến đổi khí hậu
• 5. TÍNH TOÁN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP CẢI TẠO, NÂNG CẤP HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THỊ TRẤN TRẦN ĐỀ
• 5.1. Giải pháp cải tạo, nâng cấp hệ thống thoát nước
• 5.1.1. Cải tạo nâng cấp hệ thống thoát nước khu vực trong đê và trung tâm hành chính thị trấn
• 5.1.2. Cải tạo nâng cấp hệ thống khu vực ngoài đê (Khu tập trung dân cư thuộc khu vực Kinh 4, Kinh 3)
• 5.2. Giải pháp quy hoạch hệ thống thoát nước
• 6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về giải pháp thoát nước cho thị trấn Trần Đề

Thị trấn Trần Đề, tỉnh Sóc Trăng, đang phải đối mặt với nhiều thách thức trong việc quản lý nước, đặc biệt là trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Việc xây dựng một hệ thống thoát nước hiệu quả là rất cần thiết để giảm thiểu tình trạng ngập úng. Nghiên cứu này sẽ tập trung vào việc đánh giá hiện trạng và đề xuất các giải pháp thoát nước phù hợp với điều kiện địa phương.

1.1. Tình hình hiện tại của hệ thống thoát nước tại Trần Đề

Hệ thống thoát nước hiện tại của thị trấn Trần Đề còn nhiều hạn chế. Nhiều khu vực chưa có hệ thống thoát nước đồng bộ, dẫn đến tình trạng ngập úng trong mùa mưa. Theo số liệu từ các nghiên cứu trước đây, lượng mưa tăng cao trong mùa mưa đã làm gia tăng nguy cơ ngập lụt.

1.2. Tác động của biến đổi khí hậu đến thoát nước

Biến đổi khí hậu đang làm gia tăng tần suất và cường độ mưa, ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng thoát nước của thị trấn. Nghiên cứu cho thấy rằng mực nước biển dâng và các hiện tượng thời tiết cực đoan sẽ làm tình hình ngập úng trở nên nghiêm trọng hơn nếu không có các biện pháp ứng phó kịp thời.

II. Các thách thức trong quản lý nước tại thị trấn Trần Đề

Thị trấn Trần Đề đang phải đối mặt với nhiều thách thức trong việc quản lý nước, bao gồm sự gia tăng dân số, phát triển đô thị không đồng bộ và tác động của biến đổi khí hậu. Những yếu tố này đã làm cho hệ thống quản lý nước trở nên quá tải và không hiệu quả.

2.1. Nguy cơ ngập lụt do mưa lớn

Mùa mưa tại Trần Đề thường kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10, với lượng mưa lớn. Điều này đã dẫn đến tình trạng ngập úng nghiêm trọng, ảnh hưởng đến đời sống người dân và hoạt động kinh tế. Các nghiên cứu cho thấy rằng lượng mưa có xu hướng tăng lên do biến đổi khí hậu.

2.2. Thiếu hụt cơ sở hạ tầng thoát nước

Hệ thống thoát nước hiện tại chưa được đầu tư đồng bộ, dẫn đến tình trạng quá tải trong mùa mưa. Nhiều khu vực dân cư không có hệ thống thoát nước riêng, làm gia tăng nguy cơ ngập úng. Việc thiếu hụt cơ sở hạ tầng này cần được khắc phục để đảm bảo an toàn cho người dân.

III. Phương pháp nghiên cứu giải pháp thoát nước hiệu quả

Để tìm ra giải pháp thoát nước hiệu quả cho thị trấn Trần Đề, nghiên cứu sẽ áp dụng các phương pháp khoa học hiện đại, bao gồm mô hình hóa và phân tích số liệu. Việc sử dụng mô hình SWMM sẽ giúp đánh giá khả năng thoát nước trong điều kiện biến đổi khí hậu.

3.1. Mô hình hóa hệ thống thoát nước

Mô hình SWMM sẽ được sử dụng để mô phỏng hệ thống thoát nước của thị trấn. Mô hình này cho phép đánh giá khả năng thoát nước trong các điều kiện thời tiết khác nhau, từ đó đưa ra các giải pháp cải thiện hiệu quả hơn.

3.2. Phân tích số liệu khí tượng thủy văn

Phân tích số liệu khí tượng thủy văn sẽ giúp xác định các yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống thoát nước. Việc này bao gồm việc thu thập dữ liệu về lượng mưa, mực nước triều và các yếu tố khác có liên quan đến quản lý nước.

IV. Đề xuất giải pháp thoát nước cho thị trấn Trần Đề

Dựa trên kết quả nghiên cứu, một số giải pháp thoát nước sẽ được đề xuất nhằm cải thiện tình hình ngập úng tại thị trấn Trần Đề. Các giải pháp này sẽ bao gồm việc cải tạo hệ thống thoát nước hiện tại và xây dựng các công trình mới.

4.1. Cải tạo hệ thống thoát nước hiện tại

Cải tạo hệ thống thoát nước hiện tại là một trong những giải pháp quan trọng. Việc nâng cấp các cống thoát nước, xây dựng thêm các kênh dẫn nước sẽ giúp giảm thiểu tình trạng ngập úng trong mùa mưa.

4.2. Xây dựng các công trình mới

Ngoài việc cải tạo hệ thống hiện tại, việc xây dựng các công trình mới như hồ chứa nước và bể điều tiết cũng rất cần thiết. Những công trình này sẽ giúp lưu trữ nước mưa và giảm áp lực lên hệ thống thoát nước trong mùa mưa.

V. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu

Các giải pháp thoát nước được đề xuất sẽ được áp dụng thực tiễn tại thị trấn Trần Đề. Kết quả nghiên cứu sẽ được theo dõi và đánh giá để đảm bảo tính hiệu quả của các giải pháp này trong việc giảm thiểu ngập úng.

5.1. Theo dõi và đánh giá hiệu quả

Việc theo dõi và đánh giá hiệu quả của các giải pháp thoát nước là rất quan trọng. Các chỉ số như mức độ ngập úng, thời gian ngập và phản hồi của người dân sẽ được sử dụng để đánh giá tính hiệu quả của các giải pháp.

5.2. Tích hợp các giải pháp vào quy hoạch đô thị

Các giải pháp thoát nước cần được tích hợp vào quy hoạch đô thị của thị trấn Trần Đề. Việc này sẽ đảm bảo rằng các giải pháp được thực hiện đồng bộ và hiệu quả, góp phần vào sự phát triển bền vững của thị trấn.

VI. Kết luận và hướng đi tương lai cho thị trấn Trần Đề

Kết luận từ nghiên cứu cho thấy rằng việc xây dựng một hệ thống thoát nước hiệu quả là rất cần thiết để ứng phó với biến đổi khí hậu. Các giải pháp được đề xuất không chỉ giúp giảm thiểu ngập úng mà còn góp phần vào sự phát triển bền vững của thị trấn Trần Đề trong tương lai.

6.1. Tầm quan trọng của việc ứng phó với biến đổi khí hậu

Việc ứng phó với biến đổi khí hậu là một trong những thách thức lớn nhất mà thị trấn Trần Đề đang phải đối mặt. Các giải pháp thoát nước hiệu quả sẽ giúp bảo vệ môi trường và nâng cao chất lượng cuộc sống cho người dân.

6.2. Định hướng phát triển bền vững

Định hướng phát triển bền vững cho thị trấn Trần Đề cần được xây dựng dựa trên các giải pháp thoát nước hiệu quả. Việc này không chỉ giúp giảm thiểu ngập úng mà còn tạo ra một môi trường sống tốt hơn cho người dân.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Theo Báo cáo Kịch bản Biến đổi khí hậu và Nước biển dâng của Bộ Tài nguyên và Môi trường năm 2016, Việt Nam là một trong năm quốc gia chịu tổn thương nặng nề nhất toàn cầu. Đến năm 2050, mực nước biển ven bờ dự báo dâng cao khoảng 30 cm và lượng mưa cực đoan gia tăng hơn 5%. Trong đó, khu vực duyên hải Đồng bằng sông Cửu Long là tâm điểm chịu tác động kép từ triều cường và ngập lụt. Thị trấn Trần Đề (huyện Trần Đề, tỉnh Sóc Trăng) nằm ở hạ lưu tiếp giáp cửa sông Hậu và biển Đông, giữ vị trí đầu mối giao thông thủy bộ chiến lược với định hướng nâng cấp thành đô thị loại IV và phát triển cảng biển nước sâu vào năm 2030.

Tuy nhiên, thách thức lớn nhất của khu vực là địa hình tự nhiên rất thấp trũng với cao độ nền trung bình chỉ dao động từ 0,5 m đến 1,0 m và độ dốc mặt đất cực nhỏ từ 0,001% đến 0,002%. Mạng lưới tiêu thoát nước hiện hữu chưa đồng bộ, chịu áp lực bán nhật triều không đều với đỉnh triều lịch sử đạt +2,56 m. Thực tế ghi nhận độ sâu ngập úng tại các khu dân cư ven sông đã tăng từ mức 2 - 4 cm năm 2003 lên 4 - 6 cm năm 2017. Vào những đợt mưa lớn kết hợp triều dâng từ tháng 8 đến tháng 12 hàng năm, tuyến đường 19/5 dẫn vào cảng cá bị ngập sâu từ 0,4 m đến 0,6 m kéo dài suốt 3 đến 5 giờ mỗi đợt.

Nghiên cứu tập trung đánh giá toàn diện hiện trạng hệ thống tiêu thoát nước trên phạm vi không gian 540 ha thuộc tổng diện tích tự nhiên 1.882 ha của thị trấn Trần Đề, thiết lập mô hình mô phỏng thủy lực trong điều kiện biến đổi khí hậu đến năm 2050 và đề xuất giải pháp công trình kiểm soát ngập úng. Kết quả nghiên cứu mang lại ý nghĩa thực tiễn quan trọng, giúp cải thiện trên 80% năng lực tiêu thoát nước mặt, bảo vệ môi trường sống và hạ tầng giao thông cho quy mô dân số dự báo đạt 56.580 người vào năm 2030.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu ứng dụng nền tảng mô hình quản lý nước mưa đô thị SWMM (Storm Water Management Model) phiên bản 5.1 do Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (US EPA) phát triển. SWMM là mô hình động học phi tuyến tích hợp đầy đủ các quá trình thủy văn lưu vực và lan truyền dòng chảy thủy lực trong mạng lưới cống ngầm đô thị.

Về quá trình thủy văn, nghiên cứu vận dụng hai lý thuyết thấm kinh điển:

• Mô hình thấm Horton (1940): Mô tả cường độ thấm giảm dần theo hàm mũ từ giá trị ban đầu đến trạng thái bão hòa ổn định, tối ưu hóa cho các trận mưa đơn đỉnh có cường độ biến đổi liên tục.
• Mô hình Green-Ampt (1911) cải tiến: Tính toán quá trình thấm hai giai đoạn dựa trên định luật thấm Darcy qua tầng đất bão hòa và chưa bão hòa dưới tác động của sức hút mao dẫn.

Về quá trình thủy lực, dòng chảy mặt và dòng chảy trong hệ thống kênh cống kín được tính toán thông qua hệ phương trình vi phân đạo hàm riêng Saint-Venant 1D gồm phương trình liên tục và phương trình động lượng, kết hợp công thức dòng chảy đều Manning để xác định lưu lượng xả tức thời. Bên cạnh đó, luận văn áp dụng các khái niệm then chốt như: hệ số nhám bề mặt Manning, giải pháp phát triển đô thị tác động thấp (LID), hiệu ứng nước dềnh do triều cường (backwater effect) và chỉ số phân vùng tiểu lưu vực tiêu thoát nước mặt.

Phương pháp nghiên cứu

Cơ sở dữ liệu đầu vào của nghiên cứu được xây dựng từ nguồn số liệu quan trắc khí tượng thủy văn chuẩn hóa và tài liệu khảo sát thực địa chuyên sâu:

• Dữ liệu khí tượng: Chuỗi số liệu mưa đo đạc liên tục 25 năm tại trạm khí tượng Sóc Trăng, ghi nhận lượng mưa năm trung bình đạt 1.957,8 mm đến 2.010 mm (năm cao nhất đạt 2.754 mm và năm thấp nhất đạt 1.400 mm).
• Dữ liệu hải văn: Chuỗi dữ liệu mực nước sông Hậu tại trạm thủy văn Trần Đề với mực nước dâng cao nhất đạt +2,56 m và mực nước kiệt nhất xuống -2,30 m.
• Dữ liệu địa chất: Hồ sơ khảo sát địa chất công trình gồm 29 lỗ khoan sâu từ 20 m đến 35 m và 01 giếng khoan địa chất thủy văn sâu 117 m với lưu lượng khai thác an toàn đạt 15 m3/giờ (tương đương 1.000 m3/ngày đêm).

Phương pháp chọn mẫu dữ liệu tuân thủ nguyên tắc phân bố không gian và chuỗi thời gian đại diện. Phạm vi nghiên cứu được phân chia thành 2 lưu vực thoát nước độc lập gồm lưu vực phía Bắc cửa sông Kinh Ba (diện tích 693 ha) và lưu vực phía Nam kênh Bãi Giá (diện tích 341 ha). Lý do lựa chọn mô hình SWMM 5.1 là khả năng liên kết biên động giữa diễn biến triều ngoài sông Hậu và mạng lưới cống 29.372 m bên trong, giải quyết bài toán dòng chảy ngược khi đỉnh triều xuất hiện đồng thời với mưa lớn. Toàn bộ thông số thủy lực của mô hình được hiệu chỉnh và kiểm định thông qua so sánh sai số giữa giá trị tính toán và giá trị thực đo vận tốc dòng chảy tại cống số 38 cùng lưu lượng thực tế tại cửa xả số 11.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Mô phỏng thủy lực từ mô hình SWMM 5.1 đã chỉ ra những hạn chế cố hữu của hệ thống thoát nước hiện hữu và mức độ dễ bị tổn thương dưới tác động của biến đổi khí hậu:

• Hệ thống cống chung lạc hậu: Toàn bộ 29.372 m cống bê tông cốt thép (đường kính D700 đến D2000) đang vận hành theo hình thức thu gom chung cả nước mưa và nước thải sinh hoạt nhưng 100% cửa xả ra sông Hậu, Kinh Ba và kênh Bãi Giá đều không có van ngăn triều một chiều, dẫn đến hiện tượng nước mặn tràn ngược vào đô thị khi mực nước triều vượt cao độ +1,80 m.
• Tỷ lệ quá tải cống gia tăng đột biến: Khi kết hợp trận mưa thiết kế tần suất 5% với kịch bản biến đổi khí hậu năm 2050 (mực nước biển dâng thêm 30 cm, lượng mưa tăng 5%), tỷ lệ các đoạn cống bị quá tải dòng chảy và đầy nước 100% dung tích lên đến 68% trên toàn mạng lưới, tập trung tại các tuyến cống số 30, 46 và 56.
• Mở rộng phạm vi và thời gian ngập úng: Số lượng nút ngập cục bộ tại khu vực trung tâm hành chính và các tuyến dân cư ven Kinh 3, Kinh 4 tăng thêm 14 nút ngập mới; độ sâu ngập tại các vùng trũng tăng từ 15 cm đến 35 cm và thời gian rút nước bị kéo dài gấp 1,8 lần so với điều kiện tự nhiên hiện nay.
• Suy giảm vận tốc thoát nước tại cửa xả: Tại thời điểm đỉnh triều cao nhất, vận tốc dòng chảy xả ra tại cửa xả số 1, cửa xả 5 và cửa xả 11 giảm xuống dưới 0,25 m/s, gây lắng đọng bùn cát cục bộ và làm tắc nghẽn khả năng tự làm sạch của hệ thống cống ngầm.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi gây ngập lụt tại thị trấn Trần Đề bắt nguồn từ sự tương tác bất lợi giữa ba yếu tố: nền đất trũng thấp cục bộ (cao trình 0,5 - 1,0 m), độ dốc thủy lực đáy cống quá nhỏ (dưới 0,002%) và hiện tượng nước dềnh do triều cường biển Đông. Khi nước sông Hậu dâng cao, cột nước thủy tĩnh bên ngoài triệt tiêu độ chênh áp suất tự chảy, biến hệ thống cống thành nơi tích trữ nước mặn thay vì thoát nước mặt.

Kết quả nghiên cứu hoàn toàn tương đồng với các công bố khoa học quốc tế tại thành phố Bangkok (Thái Lan) và vùng duyên hải Đan Mạch, nơi hiện tượng gia tăng lượng mưa 20 - 50% kết hợp triều dâng đã làm tê liệt các mạng lưới thoát nước tự chảy truyền thống. Kinh nghiệm thực tế từ công trình đập ngăn triều kết hợp trạm bơm Marina tại Singapore và công viên ngập nước thích ứng Chulalongkorn (Thái Lan) khẳng định rằng: giải pháp thoát nước bền vững cho các đô thị ven biển bắt buộc phải chuyển từ tiêu thoát tự nhiên sang kiểm soát mực nước cưỡng bức chủ động.

Về phương thức trực quan hóa dữ liệu, toàn bộ diễn biến dòng chảy được mô tả qua các biểu đồ đường quá trình mực nước theo thời gian thực tại từng nút mạng, đồ thị so sánh độ đầy cống trước và sau khi áp dụng công trình, kết hợp bảng ma trận thống kê chi tiết các chỉ số thủy lực của 56 tuyến cống giúp các cấp quản lý dễ dàng nhận diện điểm nghẽn hạ tầng.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả mô phỏng thủy lực, luận văn đề xuất hệ thống 4 nhóm giải pháp kỹ thuật công trình và quản lý đồng bộ nhằm kiểm soát ngập úng cho thị trấn Trần Đề theo lộ trình từ nay đến năm 2050:

1. Lắp đặt hệ thống van lật ngăn triều một chiều tự động kết hợp trạm bơm chìm thoát nước cưỡng bức tại 15 vị trí cửa xả trọng yếu (tiêu biểu tại cửa xả số 1, số 5, số 11 và số 15) nhằm ngăn chặn 100% dòng nước mặn chảy ngược khi triều vượt ngưỡng +1,80 m, đồng thời đảm bảo công suất bơm tiêu úng từ 2.000 m3/giờ đến 5.000 m3/giờ trong các đợt mưa lớn; thời gian hoàn thành giai đoạn 2020 - 2025 do Ban Quản lý Dự án huyện Trần Đề và Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn làm chủ đầu tư.
2. Cải tạo, mở rộng tiết diện và nạo vét bùn lắng cho 29.372 m mạng lưới cống ngầm hiện hữu, ưu tiên thay thế các đoạn cống tròn D700 - D1000 bị quá tải bằng cống hộp đôi kích thước 1,5 m x 1,5 m hoặc 2,0 m x 2,0 m dọc theo trục đường 19/5 và trung tâm hành chính để gia tăng hơn 45% năng lực truyền dẫn dòng chảy; lộ trình thực hiện từ 2022 đến 2028 dưới sự điều phối của Phòng Kinh tế và Hạ tầng huyện.
3. Quy hoạch và xây dựng 02 hồ sinh thái đa mục tiêu kết hợp công viên trữ nước mưa với tổng dung tích điều hòa tối thiểu 60.000 m3 tại khu vực tiếp nhận phía Bắc Kinh Ba (693 ha) và phía Nam Bãi Giá (341 ha), giúp giảm 30% áp lực lưu lượng đỉnh lũ cho hệ thống cống, bổ sung nguồn nước ngọt sinh hoạt và điều hòa vi khí hậu; tiến độ thực hiện trước năm 2030 do UBND tỉnh Sóc Trăng phê duyệt quy hoạch.
4. Từng bước tách riêng mạng lưới thu gom nước thải sinh hoạt và công nghiệp chế biến thủy sản độc lập với hệ thống thoát nước mưa, xây dựng nhà máy xử lý nước thải tập trung công suất 5.000 m3/ngày đêm đạt quy chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT trước khi xả ra môi trường tự nhiên; triển khai trong phân kỳ 2025 - 2035 do Sở Xây dựng tỉnh Sóc Trăng quản lý.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn cung cấp khung tham chiếu khoa học và cơ sở dữ liệu thực nghiệm giá trị cho 4 nhóm đối tượng chính:

• Cán bộ quản lý quy hoạch đô thị và cơ quan công quyền (Sở Xây dựng tỉnh Sóc Trăng, Chi cục Thủy lợi, UBND huyện Trần Đề): Khai thác chuỗi số liệu khí tượng thủy văn 25 năm và bản đồ phân vùng ngập úng để cập nhật, phê duyệt đồ án quy hoạch tổng thể thị trấn Trần Đề đến năm 2030 với quy mô 56.580 người.
• Kỹ sư tư vấn thiết kế hạ tầng kỹ thuật cấp thoát nước: Vận dụng quy trình thiết lập mô hình thủy lực SWMM 5.1 và thông số tính toán lắp đặt van ngăn triều kết hợp trạm bơm chìm vào các dự án chỉnh trang đô thị duyên hải tại khu vực Tây Nam Bộ.
• Các chuyên gia nghiên cứu môi trường và biến đổi khí hậu: Kế thừa phương pháp luận tích hợp kịch bản nước biển dâng RCP4.5 vào mô hình toán để đánh giá mức độ tổn thương của hệ sinh thái ven biển và hạ tầng kỹ thuật vùng cửa sông Đồng bằng sông Cửu Long.
• Giảng viên, học viên cao học và sinh viên ngành Kỹ thuật Hạ tầng, Kỹ thuật Tài nguyên Nước: Sử dụng làm tài liệu học thuật mẫu mực về phương pháp thu thập số liệu địa chất (29 lỗ khoan), tính toán thủy lực cống ngầm và kỹ thuật kiểm định mô hình dòng chảy mặt.

Câu hỏi thường gặp

Vì sao thị trấn Trần Đề lại chịu áp lực ngập lụt nghiêm trọng hơn các đô thị vùng nội địa?
Thị trấn nằm ngay cửa sông Hậu giáp biển Đông với cao độ tự nhiên rất thấp chỉ từ 0,5 m đến 1,0 m so với mực nước biển. Khu vực chịu ảnh hưởng trực tiếp của chế độ bán nhật triều không đều với đỉnh triều cực đại đạt +2,56 m, kết hợp độ dốc mặt đất nhỏ (0,001% - 0,002%) khiến nước mưa không thể tự chảy thoát ra ngoài khi triều lên cao.

Mô hình SWMM 5.1 đóng vai trò kỹ thuật như thế nào trong nghiên cứu này?
SWMM 5.1 cho phép mô phỏng đồng thời động lực học thủy văn bề mặt và diễn biến thủy lực trong mạng lưới 29.372 m cống ngầm. Mô hình giúp định lượng chính xác lưu lượng đỉnh, xác định các đoạn cống bị quá tải và mô phỏng phản ứng của mạng lưới dưới tác động tương hỗ giữa mưa lớn và mực nước triều biên thay đổi theo từng bước thời gian.

Hiệu quả định lượng của giải pháp lắp van ngăn triều kết hợp trạm bơm là gì?
Khi lắp đặt van một chiều kết hợp máy bơm chìm tại 15 cửa xả, hệ thống ngăn chặn hoàn toàn 100% dòng nước mặn chảy ngược vào cống khi triều cường dâng cao. Máy bơm kích hoạt kịp thời giúp hạ thấp mực nước trong cống số 24 và các tuyến lân cận, giảm trên 80% thời gian và diện tích ngập úng tại các điểm trũng.

Biến đổi khí hậu sẽ làm gia tăng nguy cơ ngập úng tại Trần Đề ra sao đến năm 2050?
Dưới kịch bản nước biển dâng 30 cm và lượng mưa cực đoan tăng 5% vào năm 2050, mô hình dự báo hơn 68% tuyến cống hiện hữu sẽ rơi vào tình trạng quá tải nghiêm trọng. Số lượng nút ngập mới tăng thêm 14 vị trí, độ sâu ngập tăng thêm 15 - 35 cm và thời gian ngập kéo dài từ 3 đến 5 giờ mỗi chu kỳ triều.

Ý nghĩa của việc xây dựng hồ sinh thái đa mục tiêu tại thị trấn là gì?
Hồ sinh thái quy hoạch với dung tích 60.000 m3 đóng vai trò không gian đệm điều hòa, giúp cắt giảm 30% lưu lượng đỉnh lũ tràn vào mạng lưới cống ngầm. Ngoài ra, công trình còn có chức năng lưu trữ nước ngọt phục vụ sinh hoạt trong mùa khô hạn và cải thiện cảnh quan sinh thái đô thị biển.

Kết luận

• Luận văn đã đánh giá toàn diện hiện trạng mạng lưới thoát nước 29.372 m cống chung tại thị trấn Trần Đề trên diện tích nghiên cứu 540 ha, chỉ rõ nguyên nhân ngập lụt do cao trình nền trũng (0,5 - 1,0 m) và thiếu van ngăn triều.
• Ứng dụng thành công mô hình SWMM 5.1 tích hợp chuỗi số liệu khí tượng thủy văn 25 năm để mô phỏng chính xác động lực học dòng chảy và mức độ quá tải của 56 tuyến cống.
• Định lượng hóa rủi ro ngập úng theo kịch bản biến đổi khí hậu năm 2050 với mực nước biển dâng 30 cm, chỉ ra 68% tuyến cống bị quá tải và 14 nút ngập mới phát sinh.
• Đề xuất hệ thống giải pháp công trình và phi công trình đồng bộ, trọng tâm là lắp đặt van ngăn triều tại 15 cửa xả, nâng cấp cống hộp đôi và xây dựng hồ sinh thái điều hòa 60.000 m3.
• Cung cấp luận cứ khoa học tin cậy giúp các cơ quan quản lý định hướng đầu tư hạ tầng kỹ thuật thích ứng biến đổi khí hậu, hướng tới mục tiêu phát triển thị trấn Trần Đề thành đô thị cảng biển bền vững giai đoạn 2025 - 2050.

Trích đoạn nội dung tài liệu

PHẦN MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu Kịch bản mới nhất về biến đổi khí hậu (BĐKH) và nước biển dâng cho Việt Nam (của nhà xuất bản tài nguyên môi trường và bản đồ Việt Nam năm 2016) 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. Trong đó vùng đồng bằng sông Cửu Long là trọng điểm bị ảnh hưởng. Theo đó 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 thị trấn vùng duyên hải Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL).

Thị trấn Trần Đề nằm ở phía Đông Nam của tỉnh Sóc Trăng, tại điểm cuối của hạ lưu sông Hậu, liền kề với cửa biển Trần Đề. Thị Trấn Trần Đề có vị trí địa lý 9o29’55” vĩ độ Bắc, 106o11o30” kinh độ Đông. Từ khi được thành lập thị trấn Trần Đề năm 2009 (tách ra từ xã Trung Bình và một phần đất của xã Đại Ân 2) đến năm 2015 thành trung tâm huyện lỵ, đã có nhiều nhân tố mới ảnh hưởng đến sự phát triển của thị trấn như: sự phát triển mạnh của hành lang kinh tế - kỹ thuật - đô thị ven sông Hậu và biển Đông; cảng cá Trần Đề được nâng lên cấp và dự kiến phát triển thành Cảng biển nước sâu vào 2030. Mặt khác, tỉnh Sóc Trăng định hướng xây dựng thị trấn Trần Đề thành một đô thị trung tâm vùng kinh tế biển của Tỉnh; là đô thị loại IV.

Do thị trấn Trần Đề nằm trên đầu mối giao thông thủy bộ của vùng Tây Nam Bộ gồm Quốc lộ Nam Sông Hậu là Quốc lộ ven biển, đường thủy sông Hậu và biển Đông. Đây là khu vực phát triển chiến lược của tỉnh Sóc Trăng và vùng Tây Nam Bộ trong mối quan hệ cùng có lợi với các trọng điểm kinh tế - kỹ thuật - đô thị của tiểu vùng sông Mê kông, vùng TP. Hồ Chí Minh và tam giác tăng trưởng “Sóc Trăng - Trần Đề - Đại Ngãi”. Cách Thành phố Sóc Trăng 35 km theo đường tỉnh lộ 8 về phía Tây Bắc; cách Thành phố Bạc Liêu 70km theo đường Quốc lộ Nam Sông Hậu về phía Tây Nam; cách cảng Cần Thơ 75km theo đường thủy sông Hậu và Quốc lô Nam Sông Hậu; cách Thành phố Vũng Tàu 400km theo đường biển về phía Đông Bắc, cách Côn Đảo 72 hải lý.

1 Phạm vi thực hiện đề tài là toàn bộ ranh giới hành chính của thị trấn Trần Đề và phần mở rộng về phía Nam sang đất của xã Trung Bình. Tổng diện tích tự nhiên thị trấn Trần Đề 1.882 ha trừ mặt nước sông Hậu. Phần đất liền của thị Trấn là 1. Phần quy hoạch mở rộng về phía Nam sang đất của xã Trung Bình có diện tích 182 ha.

Tổng diện tích trong phạm vi nghiên cứu của luận văn là 540 ha. Thị trấn Trần Đề, nằm trên vùng đất khá thấp ven sông Hậu (so với cùng tuyến); là vùng đất trẻ do phù sa sông Mêkông kiến tạo (thông qua sông Hậu). Địa hình khá bằng phẳng với độ dốc nền trung bình rất nhỏ chỉ từ 0,001% đến 0,002%; hướng dốc chính từ Tây Bắc về Đông Nam. Theo hệ cao độ Hòn Dấu, cao độ trung bình của nền đất là 0,5 - 1m so với mặt biển, trong đó, các khu dân cư có cao độ từ 1,8 - 2,4m, các khu chưa xây dựng có cao độ từ 0,4 - 1,5m.