Luận văn thạc sĩ kỹ thuật xây dựng quy hoạch không gian điều tiết nước mưa cho lưu vực tân hóa lò gốm

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật xây dựng quy hoạch không gian điều tiết nước mưa cho lưu vực Tân Hóa Lò Gốm, giải pháp hiệu quả quản lý nước mưa đô thị.

• Tác giả: Nguyen Hai Yen
• Người hướng dẫn: TS. Chau Nguyen Xuan Quang
• Trường học: Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
• Đề tài: Quy hoạch không gian điều tiết nước mưa lưu vực Tân Hóa Lò Gốm
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CÁM ƠN
• TÓM TẮT
• ABSTRACT
• DANH SÁCH HÌNH
• DANH SÁCH BẢNG BIỂU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Đặt vấn đề
• 1.2. Mục tiêu của đề tài
• 1.3. Nội dung nghiên cứu
• 1.4. Vấn đề đã được nghiên cứu
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 1.6. Phạm vi nghiên cứu
• 1.7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU LƯU VỰC VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Tổng quan lưu vực nghiên cứu
• 2.1.1. Lịch sử hình thành
• 2.1.2. Vị trí địa lý
• 2.1.3. Hiện trạng hệ thống tiêu thoát nước trên lưu vực
• 2.1.4. Hiện trạng sử dụng đất
• 2.2. Vấn đề thay đổi khí hậu toàn cầu và ảnh hưởng đến Việt Nam
• 2.2.1. Vấn đề thay đổi khí hậu toàn cầu trên thế giới
• 2.2.2. Vấn đề thay đổi khí hậu toàn cầu ảnh hưởng đến Việt Nam
• 2.3. Cơ sở lựa chọn mô hình thoát nước mưa
• 2.3.1. Giới thiệu các mô hình thoát nước mưa
• 2.3.2. Chọn lựa mô hình tính toán thoát nước mưa
• 2.4. Tổng quan mô hình được chọn EPA SWMM
• 2.4.1. Giới thiệu các mô hình EPA SWMM
• 2.4.2. Khả năng của mô hình
• 2.4.3. Cơ sở toán học của mô hình
• 2.5. Những ứng dụng của EPA SWMM
• 2.5.1. Một vài ứng dụng điển hình của EPA SWMM
• 2.5.2. Một vài ứng dụng khác của EPA SWMM
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT LẬP MÔ HÌNH VÀ CÁC PHƯƠNG ÁN TÍNH TOÁN
• 3.1. Thiết lập mô hình
• 3.1.1. Cơ sở tính toán
• 3.2. Phương án thiết kế cho hiện tại
• 3.2.1. Cải tạo mở rộng hệ thống kênh cống
• 3.2.2. Cải tạo mở rộng hệ thống kênh cống kết hợp nâng nền (TK1)
• 3.2.3. Cải tạo mở rộng hệ thống kênh cống kết hợp cống ngăn triều và bơm (TK2)
• 3.3. Phương án thiết kế cho tương lai
• 3.3.1. Diễn biến thay đổi khí hậu trong tương lai
• 3.3.2. Phương án thiết kế hiện tại khi xét đến biến đổi khí hậu
• 3.3.3. Phương án thiết kế bổ sung (a) & (b) cho tương lai
• 4. CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ
• 4.1. Phương án thiết kế hiện tại
• 4.1.1. Cải tạo mở rộng hệ thống kênh cống
• 4.1.2. Cải tạo mở rộng hệ thống kênh cống kết hợp nâng nền (TK1)
• 4.1.3. Cải tạo mở rộng hệ thống kênh cống kết hợp cống ngăn triều và bơm (TK2)
• 4.2. Phương án thiết kế cho tương lai
• 4.2.1. Phương án thiết kế TK1, TK2 khi xét đến biến đổi khí hậu
• 4.2.2. Phương án TK1 kết hợp phương án bổ sung (a)
• 4.2.3. Phương án TK2 kết hợp phương án bổ sung (a)
• 4.2.4. Phương án TK1 kết hợp phương án bổ sung (b)
• 4.2.5. Phương án TK2 kết hợp phương án bổ sung (b)
• 4.3. Đề xuất mô hình hồ chứa đa mục tiêu
• 4.3.1. Mô hình hồ
• 4.3.2. Vận hành hồ
• 4.3.3. Mục tiêu cộng đồng
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Luận Văn Thạc Sĩ

Luận Văn Thạc Sĩ với chủ đề Quy Hoạch Không Gian Điều Tiết Nước Mưa Lưu Vực Tân Hóa Lò Gốm là một nghiên cứu chuyên sâu về quản lý nước mưa trong khu vực đô thị. Nghiên cứu này tập trung vào việc giải quyết vấn đề ngập lụt do biến đổi khí hậu và đô thị hóa. Luận văn sử dụng mô hình EPA SWMM để mô phỏng và đánh giá các phương án thoát nước, nhằm tạo ra một hệ thống bền vững. Quy hoạch không gian và điều tiết nước mưa là hai yếu tố chính được phân tích kỹ lưỡng.

1.1. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của luận văn là quy hoạch không gian điều tiết nước mưa để ứng phó với tình trạng ngập lụt tại lưu vực Tân Hóa Lò Gốm. Nghiên cứu đề xuất các giải pháp kỹ thuật và quản lý để cải thiện hệ thống thoát nước hiện có. Quy hoạch đô thị và bảo vệ môi trường là hai khía cạnh được nhấn mạnh.

1.2. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng mô hình EPA SWMM để mô phỏng tình trạng ngập lụt và đánh giá các phương án thoát nước. Kỹ thuật xây dựng và quản lý tài nguyên nước được áp dụng để tối ưu hóa hệ thống. Các kịch bản biến đổi khí hậu cũng được xem xét để đảm bảo tính bền vững của giải pháp.

II. Quy Hoạch Không Gian

Quy hoạch không gian là một phần quan trọng trong nghiên cứu, tập trung vào việc thiết kế các không gian điều tiết nước mưa. Lưu vực Tân Hóa Lò Gốm được phân tích kỹ lưỡng để xác định các khu vực cần cải tạo. Hệ thống thoát nước hiện có được đánh giá và đề xuất các giải pháp nâng cấp. Quy hoạch lưu vực và kỹ thuật môi trường là hai yếu tố chính được áp dụng.

2.1. Phân tích lưu vực

Nghiên cứu phân tích điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội của lưu vực Tân Hóa Lò Gốm. Các yếu tố như địa hình, thủy văn và hiện trạng sử dụng đất được xem xét kỹ lưỡng. Quản lý nước mưa và bảo vệ môi trường là hai mục tiêu chính trong quá trình phân tích.

2.2. Thiết kế không gian điều tiết

Các không gian điều tiết nước mưa được thiết kế dựa trên kết quả phân tích lưu vực. Công trình thủy lợi và hệ thống thoát nước được đề xuất để giảm thiểu ngập lụt. Phát triển bền vững là nguyên tắc chính trong quá trình thiết kế.

III. Điều Tiết Nước Mưa

Điều tiết nước mưa là một trong những nội dung chính của nghiên cứu, tập trung vào việc quản lý và kiểm soát lượng nước mưa trong lưu vực Tân Hóa Lò Gốm. Các phương án thoát nước được tính toán và đánh giá dựa trên mô hình EPA SWMM. Quản lý tài nguyên nước và kỹ thuật môi trường là hai yếu tố chính được áp dụng.

3.1. Mô hình EPA SWMM

Mô hình EPA SWMM được sử dụng để mô phỏng tình trạng ngập lụt và đánh giá các phương án thoát nước. Kỹ thuật xây dựng và quản lý nước mưa được áp dụng để tối ưu hóa hệ thống. Các kịch bản biến đổi khí hậu cũng được xem xét để đảm bảo tính bền vững của giải pháp.

3.2. Phương án thoát nước

Các phương án thoát nước được đề xuất dựa trên kết quả mô phỏng. Hệ thống thoát nước và công trình thủy lợi được thiết kế để giảm thiểu ngập lụt. Phát triển bền vững là nguyên tắc chính trong quá trình thiết kế.

IV. Lưu Vực Tân Hóa Lò Gốm

Lưu vực Tân Hóa Lò Gốm là khu vực nghiên cứu chính của luận văn, tập trung vào việc giải quyết vấn đề ngập lụt do biến đổi khí hậu và đô thị hóa. Quy hoạch không gian và điều tiết nước mưa là hai yếu tố chính được phân tích kỹ lưỡng. Hệ thống thoát nước hiện có được đánh giá và đề xuất các giải pháp nâng cấp.

4.1. Hiện trạng lưu vực

Nghiên cứu phân tích hiện trạng của lưu vực Tân Hóa Lò Gốm, bao gồm địa hình, thủy văn và hiện trạng sử dụng đất. Quản lý nước mưa và bảo vệ môi trường là hai mục tiêu chính trong quá trình phân tích.

4.2. Giải pháp quy hoạch

Các giải pháp quy hoạch được đề xuất dựa trên kết quả phân tích hiện trạng. Công trình thủy lợi và hệ thống thoát nước được thiết kế để giảm thiểu ngập lụt. Phát triển bền vững là nguyên tắc chính trong quá trình thiết kế.

V. Kết Luận và Kiến Nghị

Luận văn kết luận rằng việc quy hoạch không gian điều tiết nước mưa là cần thiết để giải quyết vấn đề ngập lụt tại lưu vực Tân Hóa Lò Gốm. Các giải pháp được đề xuất dựa trên mô hình EPA SWMM và phân tích kỹ lưỡng hiện trạng lưu vực. Quản lý tài nguyên nước và kỹ thuật môi trường là hai yếu tố chính được áp dụng. Phát triển bền vững là nguyên tắc chính trong quá trình thiết kế.

5.1. Kết luận

Nghiên cứu kết luận rằng việc quy hoạch không gian điều tiết nước mưa là cần thiết để giải quyết vấn đề ngập lụt tại lưu vực Tân Hóa Lò Gốm. Các giải pháp được đề xuất dựa trên mô hình EPA SWMM và phân tích kỹ lưỡng hiện trạng lưu vực.

5.2. Kiến nghị

Nghiên cứu đề xuất các kiến nghị để cải thiện hệ thống thoát nước và quản lý nước mưa tại lưu vực Tân Hóa Lò Gốm. Quản lý tài nguyên nước và kỹ thuật môi trường là hai yếu tố chính được áp dụng. Phát triển bền vững là nguyên tắc chính trong quá trình thiết kế.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Tình trạng ngập úng đô thị tại Thành phố Hồ Chí Minh là thách thức dai dẳng đối với sự phát triển kinh tế và đời sống dân sinh. Lưu vực Tân Hóa - Lò Gốm có tổng diện tích tự nhiên khoảng 14 km² (1.400 ha), trải rộng trên địa bàn 5 quận gồm Quận 6, Quận 8, Quận 11, Tân Bình và Tân Phú. Theo số liệu khảo sát thực tế, toàn lưu vực từng ghi nhận diện tích ngập lụt lên tới 578,8 ha, tập trung dọc theo tuyến kênh chính dài 7,5 km với 31 cửa xả tiêu thoát nước.

Vấn đề cốt lõi của khu vực là sự quá tải trầm trọng của mạng lưới thoát nước hiện hữu trước áp lực kép từ đô thị hóa nhanh và biến đổi khí hậu. Khu vực này có tỷ lệ bê tông hóa chiếm tới 55% diện tích đất, làm triệt tiêu khả năng thẩm thấu tự nhiên. Đồng thời, lượng mưa mùa mưa chiếm tới 90% tổng lượng mưa cả năm với các tháng cao điểm đạt vũ lượng 313 mm đến 355 mm, kết hợp cùng chế độ bán nhật triều không đều từ sông Sài Gòn có biên độ dao động từ 1,4 m đến 1,8 m khiến nước triều lấn sâu vào hệ thống kênh rạch.

Mục tiêu nghiên cứu là tính toán quy hoạch không gian điều tiết nước mưa, xác định quy mô dung tích và đề xuất cơ chế vận hành hồ điều tiết tối ưu nhằm giải quyết triệt để bài toán ngập lụt cho lưu vực Tân Hóa - Lò Gốm. Phạm vi nghiên cứu bao quát toàn bộ hệ thống kênh cống trên diện tích 14 km², phân tích chuỗi số liệu khí tượng thủy văn giai đoạn 1980–2012 và dự báo các kịch bản phát thải trung bình B2 đến năm 2062. Nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn to lớn khi cung cấp cơ sở khoa học để giảm thiểu từ 60% đến 85% các điểm ngập úng nội thị, hiện thực hóa các định hướng theo Quyết định của Thủ tướng Chính phủ về Quy hoạch tổng thể hệ thống thoát nước Thành phố Hồ Chí Minh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu ứng dụng tổ hợp các lý thuyết thủy văn và thủy lực hiện đại nhằm mô phỏng chính xác động học dòng chảy trong môi trường đô thị:

• Mô hình toán quản lý nước mưa EPA SWMM 5.0: Đây là mô hình động lực học phân tán do Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ phát triển, cho phép mô phỏng quá trình mưa - dòng chảy mặt và chuyển tải thủy lực trong mạng lưới kênh cống phức tạp.
• Lý thuyết thấm và dòng chảy tràn bề mặt: Quá trình tổn thất do thấm được tính toán dựa trên phương trình Horton và mô hình thấm Green-Ampt cải tiến của Mein-Larson qua hai giai đoạn bão hòa và sau bão hòa. Dòng chảy mặt được mô phỏng phi tuyến tính dựa trên các thông số về độ dốc lưu vực, hệ số nhám Manning và dung tích điền trũng.
• Lý thuyết thủy lực dòng chảy không ổn định một chiều: Hệ phương trình Saint-Venant đầy đủ gồm phương trình liên tục và phương trình động lượng được sử dụng để giải bài toán thủy lực sóng động lực học trong toàn bộ hệ thống cống kín và kênh hở.
• Triết lý thoát nước đô thị bền vững: Tiếp cận các khái niệm quản lý nước mưa tiên tiến trên thế giới như hệ thống SUDS của Malaysia và giải pháp hạ tầng xanh, biến hồ trữ nước thành không gian cảnh quan đa chức năng.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng hệ thống dữ liệu quan trắc phong phú từ các cơ quan khí tượng thủy văn uy tín:

• Chuỗi số liệu lượng mưa thực đo qua nhiều thập kỷ tại trạm Tân Sơn Hòa và trạm Tân Sơn Nhất, bao gồm thống kê các trận mưa cực đoan có vũ lượng vượt 100 mm trong 3 giờ.
• Chuỗi số liệu mực nước đỉnh triều thu thập tại 5 trạm thủy văn Phú An, Nhà Bè, Thủ Dầu Một, Biên Hòa và Bến Lức.
• Bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25.000, 1:50.000 và cơ sở dữ liệu hạ tầng thoát nước gồm 31 cửa xả, hệ thống cống ngầm đường kính từ 600 mm đến trên 1.200 mm và tuyến kênh chính dài 7,5 km với bề rộng từ 7 m đến 45 m.

Phương pháp chọn mẫu nghiên cứu là phương pháp lấy mẫu toàn diện theo mạng lưới hình học thủy lực. Toàn bộ lưu vực 14 km² được phân chia thành các tiểu lưu vực đồng nhất gắn liền với từng tuyến cống thu gom và nút giao. Phương pháp mô hình toán số phân tích thủy lực - thủy văn được lựa chọn vì đây là công cụ tối ưu nhất hiện nay có khả năng tái hiện chân thực hiện tượng nước chảy ngược, nghẽn dòng do triều cường và tính toán chính xác dung tích hồ điều tiết cần thiết. Toàn bộ quy trình thu thập dữ liệu, hiệu chỉnh mô hình và phân tích kịch bản được thực hiện trong khung thời gian nghiên cứu từ tháng 10/2011 đến tháng 09/2012.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình mô phỏng và tính toán trên mô hình EPA SWMM đã đưa ra các phát hiện mang tính then chốt:

• Phân hóa địa hình và tác động kép của triều cường: Địa hình lưu vực phân cắt rõ rệt giữa vùng thượng lưu thuộc Tân Bình, Quận 11 có cao độ từ 6,0 m đến 8,0 m và vùng hạ lưu thuộc Quận 6, Quận 8 có cao độ dưới 2,0 m. Khi triều cường sông Sài Gòn vượt ngưỡng 1,4 m, nước triều xâm nhập sâu đến km 3,57 (khu vực cầu Tân Hóa), làm tê liệt khả năng tự chảy của 31 cửa xả chính và gây ngập úng sâu trên 578,8 ha đất trũng.
• Hạn chế của phương án công trình truyền thống: Việc mở rộng tiết diện kênh cống đơn thuần hoặc nâng cao độ mặt nền cục bộ tại Quận 6 chỉ giải quyết ngập tại chỗ nhưng lại chuyển dịch đỉnh ngập sang các khu vực lân cận, khiến 15% đến 25% diện tích lưu vực tiếp tục chìm trong nước khi xuất hiện các trận mưa trên 100 mm/3 giờ.
• Nguy cơ quá tải trước biến đổi khí hậu: Phương án kết hợp cống ngăn triều và trạm bơm vận hành hiệu quả trong điều kiện hiện tại, nhưng khi xét kịch bản biến đổi khí hậu giai đoạn 2052–2062 với lượng mưa tăng từ 10% đến 20% và mực nước biển dâng thêm 15 cm đến 30 cm, hệ thống bơm tiêu cưỡng bức sẽ bị quá tải, khiến số điểm ngập tại các nút giao thông tăng trở lại từ 35% đến 50%.
• Hiệu quả vượt trội của giải pháp hồ điều tiết: Bổ sung không gian hồ trữ nước mưa đa mục tiêu giúp cắt giảm hơn 80% lưu lượng đỉnh dòng chảy tràn, rút ngắn thời gian ngập từ 2,5 giờ xuống dưới 30 phút và xóa bỏ hoàn toàn các điểm ngập cục bộ nghiêm trọng.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân căn bản dẫn đến ngập lụt tại lưu vực Tân Hóa - Lò Gốm là sự mất cân bằng nước nghiêm trọng giữa lượng nước đến và khả năng thoát nước tự nhiên. Quá trình đô thị hóa với mật độ dân cư Quận 11 và Quận 6 đạt từ 375 đến hơn 600 người/ha đã xóa sổ phần lớn các ao hồ, đầm trũng tự nhiên – vốn là các không gian đệm chứa nước trước đây.

Kết quả này hoàn toàn nhất quán với luận điểm của các chuyên gia môi trường hàng đầu về nguyên lý cân bằng nước lưu vực, đồng thời củng cố khuyến nghị của Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam về việc áp dụng tỷ lệ hồ điều hòa với dung tích tối thiểu 18.000 m³/ha cho các khu đô thị. Giải pháp này cũng tương đồng với bài học thành công từ hệ thống thoát nước bền vững SUDS tại Malaysia và mô hình công viên hồ chứa Wangjiadun tại Vũ Hán (Trung Quốc).

Các kết quả mô phỏng thủy lực trong luận văn được thể hiện trực quan qua các đường quá trình mực nước theo thời gian thực tại các phân đoạn kênh và bản đồ ngập lụt chi tiết tại từng nút mạng lưới, chứng minh rằng chỉ khi có sự kết hợp đồng bộ giữa cống ngăn triều, trạm bơm và hồ điều tiết thì bài toán ngập lụt mới có lời giải bền vững.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả nghiên cứu, luận văn đưa ra 4 nhóm giải pháp chiến lược:

• Xây dựng hệ thống hồ điều tiết đa mục tiêu: Quy hoạch và xây dựng các hồ điều tiết tập trung và phân tán tại các vùng trũng thấp thuộc Quận 6 và Tân Phú với dung tích tối thiểu đạt 18.000 m³/ha. Dự án cần lồng ghép chức năng cảnh quan công viên, tưới cây, phòng cháy chữa cháy và bổ cấp nước ngầm, hoàn thành trong giai đoạn 2022–2030 dưới sự chủ trì của Ủy ban nhân dân Thành phố Hồ Chí Minh và Sở Xây dựng.
• Nâng cấp công trình ngăn triều và bơm tiêu: Hoàn thiện tuyến cống kiểm soát triều tự động tại cửa xả kênh Lò Gốm kết nối với kênh Tàu Hũ, kết hợp lắp đặt trạm bơm tiêu thoát nước công suất lớn để duy trì mực nước trong kênh luôn dưới cao trình 1,0 m trong suốt kỳ triều cường, triển khai trước năm 2025 do Trung tâm Quản lý Hạ tầng Kỹ thuật phụ trách.
• Ban hành quy chế kiểm soát dòng chảy phân tán: Áp dụng bắt buộc các giải pháp hạ tầng xanh như bể ngầm thu trữ nước mưa dung tích từ 5 m³ đến 20 m³ tại các tòa nhà công cộng, trường học và khu dân cư mới, nhằm cắt giảm tối thiểu 15% lưu lượng đỉnh dòng chảy tràn mặt đường khi có mưa lớn.
• Nạo vét và cải tạo sinh thái tuyến kênh chính: Tiến hành nạo vét định kỳ, gia cố bờ kè sinh thái bằng thảm cỏ lọc cho 7,5 km kênh Tân Hóa - Lò Gốm nhằm duy trì hệ số nhám thiết kế n = 0,025 đến 0,030, giao Công ty Thoát nước Đô thị thực hiện thường niên.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và phương pháp luận của đề tài mang giá trị ứng dụng cao cho 4 nhóm đối tượng chính:

• Các nhà quản lý đô thị và cơ quan hoạch định chính sách: Sở Xây dựng, Sở Quy hoạch - Kiến trúc, Sở Tài nguyên và Môi trường có thể sử dụng số liệu làm căn cứ khoa học để phê duyệt quy hoạch không gian ngầm, định mức quỹ đất dành cho mặt nước và xây dựng chính sách thích ứng biến đổi khí hậu.
• Các kỹ sư tư vấn thiết kế hạ tầng kỹ thuật và công trình thủy: Đội ngũ chuyên môn có thể vận dụng trực tiếp quy trình thiết lập mô hình EPA SWMM, bộ thông số thủy lực - thủy văn đã được hiệu chỉnh và giải pháp thiết kế hồ điều tiết cho các lưu vực đô thị tương tự.
• Giảng viên, nghiên cứu sinh và sinh viên ngành Kỹ thuật Tài nguyên nước: Nguồn tài liệu tham khảo học thuật giá trị về phương pháp ứng dụng mô hình số trị, tính toán kịch bản biến đổi khí hậu B2 và phương pháp giải phương trình Saint-Venant trong mạng lưới cống đô thị.
• Các tổ chức phi chính phủ và chuyên gia phát triển đô thị bền vững: Cung cấp minh chứng thực tiễn về hiệu quả kinh tế - sinh thái của các giải pháp phi công trình, thúc đẩy phát triển mô hình thành phố bọt biển tại Việt Nam.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao lưu vực Tân Hóa - Lò Gốm lại là điểm nóng ngập lụt nghiêm trọng bậc nhất tại Thành phố Hồ Chí Minh? Lưu vực này chịu tác động tiêu cực của 3 yếu tố: địa hình hạ lưu rất thấp dưới 2,0 m chịu ảnh hưởng trực tiếp của triều cường sông Sài Gòn lên tới 1,4 m; mật độ bê tông hóa vượt 55% làm mất khả năng thấm; và mật độ dân cư tập trung cao tới hơn 600 người/ha gây quá tải hạ tầng thoát nước.

Mô hình EPA SWMM 5.0 đóng vai trò gì trong việc giải quyết bài toán thoát nước của lưu vực? Mô hình EPA SWMM 5.0 mô phỏng đồng thời cả quá trình thủy văn hình thành dòng chảy tràn mặt đất và quá trình chuyển tải thủy lực sóng động lực học trong hệ thống cống ngầm, kênh hở, giúp xác định chính xác các điểm nghẽn dòng và tính toán dung tích hồ điều tiết tối ưu.

Việc chỉ nâng cao mặt đường có giúp giải quyết dứt điểm ngập lụt tại khu vực không? Không. Nâng cao mặt đường chỉ là giải pháp cục bộ mang tính tình thế. Theo nguyên lý cân bằng nước, giải pháp này chỉ đẩy nước ngập từ lòng đường tràn vào nhà dân và các vùng trũng xung quanh, làm phức tạp thêm bài toán tiêu thoát nước tổng thể của lưu vực 14 km².

Hồ điều tiết đa mục tiêu mang lại những lợi ích thiết thực nào ngoài việc cắt giảm đỉnh lũ? Bên cạnh khả năng giảm 80% thể tích ngập úng, hồ điều tiết đa mục tiêu còn đóng vai trò tạo cảnh quan sinh thái, điều hòa vi khí hậu đô thị, cung cấp nguồn nước ngọt dự phòng để tưới cây, chữa cháy và tạo điều kiện bổ cấp cho các tầng nước ngầm đang bị suy thoái.

Biến đổi khí hậu sẽ làm thay đổi chế độ ngập lụt của lưu vực như thế nào trong tương lai? Theo kịch bản phát thải trung bình B2 đến năm 2062, cường độ các trận mưa cực đoan dự báo tăng từ 10% đến 20% và mực nước biển dâng từ 15 cm đến 30 cm, khiến các công trình thoát nước hiện hữu bị quá tải nếu không kịp thời bổ sung không gian điều tiết nước mưa.

Kết luận

• Luận văn đã thiết lập thành công mô hình toán học EPA SWMM 5.0 mô phỏng chi tiết mạng lưới thoát nước 14 km² lưu vực Tân Hóa - Lò Gốm.
• Chứng minh rõ nét tính cấp thiết của việc tích hợp không gian điều tiết nước mưa có dung tích tối thiểu 18.000 m³/ha vào quy hoạch hạ tầng đô thị.
• Đóng góp luận cứ khoa học chuẩn xác để đánh giá hiệu quả thủy lực của các phương án công trình dưới tác động của kịch bản biến đổi khí hậu B2.
• Đề xuất lộ trình triển khai đồng bộ giữa công trình kiểm soát triều, trạm bơm tiêu cưỡng bức và hồ sinh thái đa chức năng giai đoạn 2022–2030.
• Hãy tham khảo và ứng dụng các kết quả nghiên cứu của luận văn để tối ưu hóa công tác thiết kế quy hoạch thoát nước bền vững cho các đô thị hiện đại.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TONG QUAN .49EE399208920392134 208004049 02090Ee 1 ID. :V:ZiIiiỖŨỖŨỖŨỘŨỘỘŨỘiiiiiađ.2 Mục tiêu của để tài.3 Nội dung nghiÊn CỨU.4 Van dé đã được nghiên cứu .----- +: + SESE+E2EEEEE2EEEEEEEEEEEEEEEEEESEErrrrke | 1.5 Phương pháp nghiên CUU .6 Phạm vi nghiÊn CỨU.7 Y nghĩa khoa học và thực tiễn của nghiên cứu oo. ccceeccsecesecseescseseseeseseseeeeeeee 9 CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU LƯU VUC VA PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CUU.1 Tổng quan lưu vực nghiên CỨU. ¿2k S‡EEE112EEEEEE2EEEEEEEEEEEEEEEEEEEErkerrrke 10 2.1 Lịch sử hình thảnh.

2 St SE 1EEEE1EE2187121112111111111 1111 1111 1 1e.2 VỊ trí địa lý. - - TT TT 1211111011121 1111 n1 111 111tr rêu 13 2.7 Hiện trạng hệ thống tiêu thoát nước trên lưu vực .9 Hién trang su dung GAC coco cccccccccecccceccessccessesesvesevatessacseatsssstvatatesesseassecasee.2 Van dé thay đồi khí hậu toàn cau va ảnh hưởng đến việt nam .1 Van dé thay đồi khí hậu toàn cau trên thế giới.2 Van dé thay đổi khí hậu toàn câu ảnh hưởng đến Việt Nam.3 Cơ sở lựa chọn mô hình thoát nước mưa.1 Giới thiệu các mô hình thoát nước mưa.2 Chon lựa mô hình tính toán thoát nước mưa.4 Tổng quan mô hình được chọn EPA SWMM.1 Giới thiệu các mô hình EPA SWMM.2 Khả năng của mô hình .3 Cơ sở toán học của mô hình.5 Những ứng dụng của EPA SWMM.-- L2 2011111222 1v vn vn ket 34 2.1 Một vài ứng dụng điển hình của EPA SWMM .2 Một vài ứng dụng khác của EPA SWMM.cc cv ssssseea 34 2.- -:- 2: 21221 2211221121112112112112111112111111121112 1e 35 CHUONG 3 THIẾT LẬP MÔ HÌNH VÀ CÁC PHƯƠNG ÁN TÍNH TOÁN .1 Thiết lập mô hỉnh. -¿- - 5+ SsS12E*EEEEEE2EEEEEEEEEE1EE17111511E11111111111E11 110116 37 3.1 Cơ sở tính foắïn. - - - - - c1 vn nen nen 37 3.2 Phương án thiết kế cho hiện tại.-- 1S E1 321 EEEE212EE1EEE1111121111111 1E 1x 44 3.1 Cải tạo mở rộng hệ thống kênh cống .-- + + 1xx £EEE2E+EEEvEEErxee 45 3.2 Cai tạo mở rộng hệ thống kênh cống kết hợp nâng nên (TK]).3 Cai tạo mở rộng hệ thống kênh cống kết hợp công ngăn triều và bơm (TK2).3 Phương án thiết kế cho tương lai.1 Diễn biến thay đồi khí hậu trong tương lai.-- ¿52 scsec‡Ezx+xzxezerxe2 50 3.2 Phương án thiết kế hiện tại khi xét đến biến đổi khí hậu.3 Phương án thiết kế b6 sung (a) & (b) cho tương lai.-- - eee 60 CHƯƠNG 4 PHAN TÍCH VA ĐÁNH GIA.

-5- 2 5° «se se sescse 63 iL 4.1 Phương án thiết kế hiện tại.1 Cải tạo mở rộng hệ thống kênh cỐng.2 Cai tạo mở rộng hệ thống kênh cống kết hợp nâng nên (TK]).3 Cải tao mở rộng hệ thống kênh cống kết hợp cống ngăn triều và bơm 2 83 4.2 Phương án thiết kế cho tương Íai.1 Phương án thiết kế TK1, TK2 khi xét đến biến đồi khí hậu.2 Phương án TK1 kết hợp phương án bổ sung (a).2 Phương án TK2 kết hợp phương án bổ sung (a).2 Phương án TK1 kết hợp phương án bổ sung (b).2 Phuong án TK2 kết hợp phương án bổ sung (b).3 Đề xuất mô hình hồ chứa da mục ti€U oo.1 Mô hình hồ.- 5 St St 1 EEE1212111121E1111111111 1111121111121 11 1111 tre.2 Vận hành hồ.3 Mục tiêu cộng đồng .---¿- -cTT11 1 1E11121111111111111 1111111 teg 86 CHƯƠNG 5 KET LUẬN VÀ KIEN NGHỊ. ceccccccccscceccsscsssesececsesececsvsvsusececsesusevevsvsvsusevevsesevevevevsesesevsvsvssevevevees 87 TÀI LIEU THAM IKHẢO. << 5° S2 S2 55955254 + e4 seses2 90 HH DANH SÁCH HÌNH II Ha. EEE E EEE E EEE E EEE E EE EERE EE EEE EEE EE EEE EEE EEE EEE EEE EEE EEE EEE Trang Hình 1.1 Hình ảnh ngập lụt ở TP.--- 52 S121 EEE1EEE121E21E1111E1111 E111 tk, 2 Hình 1.2 Mô hình kênh đất cỏ ở MalaySia.-- 55s SEEEEEE2E2EEEEEE2EEEEEEEEEEEEerrred 4 Hình 1.3 Kênh dat cỏ ở \MalaySia.

-- + - SE E321 1EEEE11111E111111115121111E1E11EErrrki 4 Hình 1.4 Kênh thoát nước của hé lưu trữ nước ở Malaysia.5 Lưu Vực Lưu Trữ Nước (Buil Hard Landscape) ở Malaysia.6 Bản đồ thành phố Tuyền Châu — Trung Quốc.7 Hệ thống thoát nước cho quận Wangjiadun Green, Wuhan, Trung Quốc.8 Giới hạn lưu vức nghiên cứu Tân Hóa - Lò Gốm .1 Bản đồ vị tri địa lý Tân Hóa-Lò Gốm trong khu vực đô thị TP.2 Ban đồ địa hình lưu vực Tân Hóa - Lò GỐm.3 Bản đồ thủy hệ lưu vực Tân Hóa - Lò GỐm. esse c2s+EeEszzEeEerzeed 14 Hình 2.4 Ban đồ khu vực ngập mưa và triều dọc theo lưu vực kênh TH-LG.5 Ban dé hiện trạng hệ thông thoát nước lưu vực Tân Hóa-Lò Gốm.6 Bản đồ mật độ dân số khu vực Tân Hóa-Lò Gốm .----- ce+ssse2 19 Hình 2.7 Ban đồ sử dung đất khu vực dự án kênh Tân Hóa-Lò Gốm.1 Sơ đồ thiết kế hiện tại lưu vực TH-LG. ¿5c 2 s‡EEx2EEE2EEEEekerersked 39 Hình 3.2 Nhìn từ Google Map mô hình lưu vực TH-ÙG.---+s-ccc‡‡++sssxs+a 40 Hình 3.3 Các trạm thủy van trong lưu vực TP.4 Thủy triều thiết kế hiện tại .5 Biểu đồ mưa thiết kế hiện tại.6 Các mặt cắt kênh hở thiết kế.- 5c SE EE2EE121E11121E1121E111111 1g) 46 Hình 3.7 Sơ đồ tong thể kênh TH-L/G.8 Các khu vực ưu tiên nâng nÊhn.-- - SE EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErkerrred 49 iv Hình 3.9 Diễn biên của mực nước biển tại Trạm Hải Văn Hòn Dâu.10 Mực nước cao nhất hàng năm trên các sông lớn chung quanh khu vực TP 50.11 Diễn biến lượng mua ở Việt Nam trong 50 năm.12 Vũ lượng mưa max tại trạm Tân Sơn Hòa.13 Mô hình mưa thiết kế cho năm 2022 .14 Mô hình mưa thiết kế cho năm 2032.15 Mô hình mưa thiết kế cho năm 2042.16 Mô hình mưa thiết kế cho năm 2052.17 Mô hình mưa thiết kế cho năm 2062.18 Vị trí hồ điều tiẾt.1 Mực nước trong kênh TH_LG phương an cai tạo mở rộng chỉ xét mưa .2 Tình trạng ngập tại nút phương an cải tạo mở rộng chỉ xét mưa.3 Vi trí nút bị ngập phương an cải tạo mở rộng chỉ xét mưa.4 Mực nước trong kênh TH_LG phương án cải tạo mở rộng chỉ xét triều .5 Tình trạng ngập tại nút phương án cải tạo mở rộng chỉ xét triểu.6 Vị trí nút bị ngập phương án cải tao mở rộng chỉ xét triểu.7 Mực nước trong kênh TH_LG phương an TRH] .8 Tình trạng ngập tai nút phương án TÌK Ì.9 VỊ trí nút bị ngập phương án TK Ì.10 Vị trí cống ngăn triều kênh TH_LG phương án TK2.11 Quan hệ công suất bơm và số điểm ngập.- ¿5-5 SE SEE‡EcEvEsEzxzrrred 70 Hình 4.12 Mực nước trong kênh TH_LG phương an TK2.13 VỊ trí nút bi ngập phương an TÌK2.14 Tình trạng ngập tái diễn trong tương lai đối với phương án TK1,TR2.15 Diễn biến thời gian ngập khi phương án TK1 kết hợp (a) - Mưa tăng.16 Diễn biến số điểm ngập khi phương án TK1 kết hợp (a) - Mưa tăng.17 So sánh diễn biến thời gian ngập (TKI, (a))-Mưa tăng -Trước và sau khi hiệu chỉnh. 1 2c 1 2201111211115 11 11111119111 11111 0111 11111 KH KHE KH Ho 75 Hình 4.18 So sánh diễn biến số điểm ngập (TK1, (a))-Mưa tăng-Trước va sau khi hiệu chỉnh.

- - T1 S111 11111223 2 21T kg TK 1x 1 nu 76 Hình 4.19 Diễn biến thời gian ngập khi phương án TK] kết hợp (a)- Triều tăng .20 Diễn biến số điểm ngập khi phương án TK1 kết hợp (a)- Triều tăng.21 So sánh diễn biến số điểm ngập (TK1, (a)) -Triéu tăng -Trước và sau khi hiệu chỉnh. -¿- 5c s12 EEE1112112111517111211151ET11 1111111111111 E1E11E111E1Enrre 77 Hình 4.22 So sánh diễn biến số điểm ngập (TK1, (a))-Triéu tăng-Trước va sau khi hiệu ¬ =&&==&&& 78 Hình 4.25 So sánh diễn biến thời gian điểm ngập (TK1, (a)) - Mưa và Triều tăng - Trước và sau khi hiệu chỉnh. - - -- - - - c1 1110033111110 111111 5111131111 ST nh yên 79 Hình 4.26 So sánh diễn biến số điểm ngập (TKI, (a)) - Mưa và Triều tăng -Trước và sau khi hiệu chỉnh.27 Diện tích ngập (TK]. (a)) - Mưa và Triều tăng -Trước và sau khi hiệu chỉnh ¬ .28 Diễn biến thời gian ngập khi phương án TK2 kết hợp (a) - Mưa tăng.29 Diễn biến số điểm ngập khi phương án TK2 kết hợp (a) - Mưa tăng.30 So sánh diễn biến thời gian ngập (TK2, (a))-Mua tăng -Trước và sau khi hiệu chỉnh.

1 2c 1 2201111211115 11 11111119111 11111 0111 11111 KH KHE KH Ho 82 VI Hình 4.31 So sánh diễn biến số điểm ngập (TK2, (a))-Mưa tăng-Trước và sau khi hiệu Hình 4.33 Diễn biến số điểm ngập khi phương án TK2 kết hợp (a) - Mưa và Triéu.34 So sánh diễn biến thời gian ngập (TK2, (a))- Mưa và Triều tăng -Trước và sau khi hiệu chỉnh. - - -- - c1 1101211111111 11 111v TK TK TT TT SE kg 84 Hình 4.35 So sánh diễn biến số điểm ngập (TK2, (a))- Mưa và Triều tăng-Trước va sau khi hiệu chỉnh .-- L2 11 222111222211 111201 111158111111 1111118011111 11H vn kg 84 Hình 4.36 Diện tích ngập (TK2, (a)) - Mưa va Triều tăng -Trước và sau khi hiệu chỉnh Hình 4.39 Diện tích hé cần thiết để xóa ngập khi phương án TK1 kết hợp (b) Mưa và TriểU {ăñg.40 Diện tích hồ cần thiết dé xóa ngập khi phương án TK2 kết hợp (b) - Mưa 12.39 Mô hình hồ chứa đa mục tite.1 Mô hình hồ chưa gia đình. 5-5 S2 1 t3 EEEEEEEEEEEEEEEEE E111 EEEEEEtEerrrei 92 Vil DANH SÁCH BANG BIEU BANG BIỂU. c1 121 EE1111111E1111101E1111111101 1111111111111 ng Trang Bảng 2.1 Tỉ lệ gia tăng dân số của quận trong những năm gan đây.2 Thông tin tong quát của quan 6, 11 và Tan Binh.3 Sử dung dat tính theo ha trong lưu vực Tân Hóa Lò Gốm .1 Mực nước thiết kế tại kênh TH-LG.

5: S232 £E£EE+E£EEEeEerrkerered 42 Bảng 3.2 Thúy triều thiết kế tại kênh TH-LG. 2-55 SSE2E2E£E£EE+E£E£EvESEErkerered 42 Bảng 3.3 Mưa thiết kế dùng nghiên cứu tại kênh TH-L/G.4 Mức tăng nhiệt độ trung bình CC) so với thời kỳ 1980 - 1999 theo kịch bản phát thải trung bình (B2), khu vực Nam BỘ.5 Đánh giá xu thé tăng của mực nước lớn nhất hàng năm tại các tram thủy van 2011/1122 .6 Xu thé gia tăng mực nước cao nhất hàng năm thời ky 1990-2007.7 Mức thay đổi lượng mưa (%) ở các vùng so với thời kỳ 1980-1999.8 Mức thay đổi lượng mưa (%) vao các thoi ly trong năm so với thời ky 1980- 1999 ooo cece cence cece eceeeeeeseeeeeseeeeseeeesseeeeseeeessaeeeeseeeesseeeeseesecseeeesseseessesesesensesensseeeags 53 Bang 3.9 Thong kê số trận mưa tại tram Tân Sơn Nhat.10 Thời gian kéo dai các trận mưa trên 40 mm, trạm Tân Sơn Nhất.11 Thống kê số trận mưa thời gian 3h có vũ lượng >100mm.12 Thống kê số trận mưa có lượng mưa vượt ngưỡng (Tân Son Hòa).13 Mô hình mưa thiết kế dưới tác động của biến đổi khí hậu.14 Diện tích không thấm theo từng thời kỳ .1 Quan hệ công suất bơm và số điểm ngập.2 Diện tích hô can thiết để xóa ngập khi phương án TK1 kết hợp (b) - Mưa VILL Bảng 4.3 Diện tích hô cần thiết dé xóa ngập khi phương án TK1 kết hợp (b) - Triều Bảng 4.4 Diện tích hô cần thiết dé xóa ngập khi phương án TK1 kết hợp (b) - Mưa và triỀU Cùng {ăng.----ccSt v11 EE111115111111111 1111111111111 0111111111111 ra 87 Bảng 4.5 Diện tích hô can thiết dé xóa ngập khi phương án TK2 kết hợp (b) - Mua LÝ CHUONG 1.