Nghiên cứu ứng dụng mô hình Mike Flood cảnh báo ngập và giải pháp giảm ngập tại Quận 12, TP.HCM

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ HIỆN TRẠNG NGẬP NƯỚC TẠI QUẬN 12

1.1. Vị trí địa lý

1.2. Đặc điểm khí tượng, thủy văn

1.3. Giới thiệu các công trình thoát nước đô thị và hiện trạng ngập nước tại các quận/huyện TP

1.4. Các hạng mục công trình dự án tiêu thoát nước tại khu vực TP

1.5. Các dự án cải tạo, nâng cấp và phát triển hệ thống thoát nước giai đoạn 2018 – 2020

1.6. Lưu vực trung tâm

1.7. Lưu vực Bắc Thành phố

1.8. Lưu vực Tây Thành phố

1.9. Lưu vực Nam Thành phố

1.10. Lưu vực Đông Thành phố

1.11. Dự án nạo vét sông, kênh, rạch

1.12. Các dự án cải tạo, nâng cấp và phát triển hệ thống thoát nước

1.13. Các công trình, dự án nạo vét sông kênh rạch

1.14. Hệ thống thu gom và nhà máy xử lý nước thải

1.15. Dự án thuộc Quyết định 1547/2010/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ

1.16. Đặc điểm công trình tiêu thoát nước tại khu vực nghiên cứu

1.17. Kết luận chương 1

2. CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN THỦY LỰC VÀ MÔ HÌNH TÍNH CỦA PHẦN MỀM MIKE 11, MIKE 21, MIKE URBAN, MIKE FLOOD

2.1. Lý thuyết tính toán thủy lực dòng chảy

2.2. Lý thuyết tính toán

2.3. Phương trình cơ bản của dòng chảy

2.4. Phương pháp Ơ le cải tiến (Modified Euler Method)

2.5. Hệ số tin cậy của phương pháp Euler cải tiến (Modified Euler Method)

2.6. Phương trình dòng chảy trong cống theo phương pháp tường minh nâng cao (Enhanced Explicit Method)

2.7. Phương trình dòng chảy trong cống theo phương pháp lặp (Iterative Method)

2.8. Dòng chảy trong cống cho trường hợp đặc biệt

2.9. Giới thiệu và mục đích khai thác phần mềm

2.10. Đặc điểm các mô hình tính toán thủy lực cho thoát nước đô thị

2.11. Mô hình ứng dụng phần mềm MIKE 11

2.12. Mô hình ứng dụng phần mềm MIKE URBAN

2.13. Mô hình ứng dụng phần mềm MIKE FLOOD

2.14. Số liệu và trình tự tính toán ngập nước đô thị

2.14.1. Trình tự tính toán ngập nước đô thị

2.14.2. Số liệu khảo sát

2.15. Kết luận chương 2

3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG MÔ HÌNH DỰ BÁO MIKE FLOOD CẢNH BÁO NGẬP VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM NGẬP CHO QUẬN 12 – TP.HCM

3.1. Yêu cầu số liệu khảo sát cho mô hình và thông số kỹ thuật

3.2. Sục trượt trước Quận 12 – TP

3.3. Số liệu địa hình, phân cấp các lưu vực thủy

3.4. Tính toán chiều sâu ngập theo hiện trạng giải pháp xây dựng kịch bản tính toán mô hình

3.5. Tính toán mô hình tiêu thoát nước đô thị

3.5.1. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình

3.5.2. Xây dựng kịch bản tính toán cho mô hình

3.6. Kết quả tính toán mô hình

3.6.1. Tính toán mô hình ngập

3.6.2. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình

3.6.3. Chọn thông số đầu vào

3.6.4. Kết quả tính toán mô hình ngập

3.6.5. Tính toán ngập của khu vực đường Phan Văn Hớn đến Kênh Tham Lương – Quận 12 – TP

3.6.5.1. Chọn thông số đầu vào

3.6.5.2. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình

3.6.5.3. Kết quả tính toán mô hình ngập

3.6.6. Phân tích kết quả tính toán ngập thực tế

3.6.7. Phân tích kết quả tính toán ngập theo các kịch bản

3.7. Đề xuất các giải pháp giảm ngập

3.7.1. Các thông số thay đổi trong giải pháp

3.7.2. Kết quả tính toán tổng độ sâu ngập theo giải pháp mở rộng kích thước cống

3.7.3. Kết quả tính toán tổng độ sâu ngập theo giải pháp (gp2) chia nhỏ lưu vực của khu vực từ đường Phan Văn Hớn đến kênh Tham Lương

3.8. Kết luận chương 3

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

I. Giới thiệu và mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu này tập trung vào việc áp dụng mô hình Mike Flood để cảnh báo ngập và đề xuất giải pháp giảm ngập tại Quận 12, TP.HCM. Mục tiêu chính là sử dụng mô hình thủy văn và kỹ thuật môi trường để dự báo ngập lụt, từ đó đưa ra các biện pháp quản lý ngập hiệu quả. Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc giảm thiểu tác động của ngập lụt đến đời sống và kinh tế của người dân, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu và đô thị hóa nhanh chóng.

1.1. Bối cảnh nghiên cứu

Quận 12 là một khu vực có địa hình thấp, thường xuyên chịu ảnh hưởng của ngập lụt do hệ thống thoát nước chưa đáp ứng được nhu cầu. TP.HCM là một trong những thành phố chịu tác động mạnh mẽ của biến đổi khí hậu, với tần suất và cường độ mưa ngày càng gia tăng. Việc nghiên cứu và ứng dụng mô hình Mike Flood nhằm cải thiện khả năng dự báo và quản lý ngập lụt là cần thiết.

1.2. Mục tiêu cụ thể

Nghiên cứu hướng đến việc xây dựng mô hình dự báo ngập chính xác, đề xuất các giải pháp giảm ngập như nâng cấp hệ thống thoát nước, cải tạo kênh rạch, và tối ưu hóa quy hoạch đô thị. Kết quả nghiên cứu sẽ hỗ trợ các nhà quản lý trong việc ra quyết định và triển khai các biện pháp phòng chống ngập hiệu quả.

II. Phương pháp nghiên cứu và mô hình Mike Flood

Nghiên cứu sử dụng mô hình Mike Flood, kết hợp giữa Mike 11 và Mike 21, để mô phỏng dòng chảy và ngập lụt. Mike 11 được sử dụng để mô phỏng dòng chảy trong kênh rạch, trong khi Mike 21 mô phỏng ngập lụt trên bề mặt. Phương pháp này cho phép dự báo chính xác các khu vực ngập và mức độ ngập dựa trên các kịch bản mưa và triều cường.

2.1. Thu thập và xử lý dữ liệu

Dữ liệu đầu vào bao gồm địa hình, hệ thống thoát nước, lượng mưa, và mực nước triều. Các dữ liệu này được thu thập từ các nguồn như Công ty Thoát nước Đô thị TP.HCM và Phân viện Khoa học Khí tượng Thủy văn. Dữ liệu sau đó được xử lý và tích hợp vào mô hình Mike Flood để đảm bảo độ chính xác cao.

2.2. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình

Mô hình được hiệu chỉnh và kiểm định dựa trên các sự kiện ngập lụt thực tế, như trận mưa ngày 6/9/2014. Kết quả mô phỏng được so sánh với dữ liệu thực tế để đảm bảo độ tin cậy. Quá trình này giúp cải thiện độ chính xác của mô hình trong việc dự báo ngập lụt.

III. Kết quả nghiên cứu và giải pháp giảm ngập

Kết quả nghiên cứu cho thấy Quận 12 là khu vực có nguy cơ ngập lụt cao, đặc biệt tại các tuyến đường như Phan Văn Hớn và Nguyễn Văn Quá. Mô hình Mike Flood đã dự báo chính xác các khu vực ngập và mức độ ngập dựa trên các kịch bản mưa và triều cường. Nghiên cứu đề xuất các giải pháp giảm ngập như nâng cấp hệ thống thoát nước, mở rộng kích thước cống, và chia nhỏ lưu vực thoát nước.

3.1. Phân tích kết quả mô phỏng

Kết quả mô phỏng cho thấy các khu vực ngập chính tập trung tại các tuyến đường có địa hình thấp và hệ thống thoát nước yếu. Mô hình Mike Flood đã xác định được các điểm ngập nghiêm trọng và dự báo mức độ ngập dựa trên các kịch bản mưa khác nhau.

3.2. Đề xuất giải pháp

Các giải pháp giảm ngập được đề xuất bao gồm nâng cấp hệ thống thoát nước, mở rộng kích thước cống, và chia nhỏ lưu vực thoát nước. Các giải pháp này được đánh giá dựa trên hiệu quả giảm ngập và khả năng triển khai thực tế. Kết quả cho thấy việc áp dụng các giải pháp này có thể giảm đáng kể tình trạng ngập lụt tại Quận 12.

IV. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của mô hình Mike Flood trong việc dự báo và quản lý ngập lụt tại Quận 12, TP.HCM. Các giải pháp giảm ngập được đề xuất có tính khả thi cao và có thể áp dụng rộng rãi tại các khu vực khác của thành phố. Nghiên cứu cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc cải thiện hệ thống thoát nước và quy hoạch đô thị trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

4.1. Kết luận

Nghiên cứu đã thành công trong việc áp dụng mô hình Mike Flood để dự báo ngập lụt và đề xuất các giải pháp giảm ngập hiệu quả. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn cao, hỗ trợ các nhà quản lý trong việc ra quyết định và triển khai các biện pháp phòng chống ngập.

4.2. Kiến nghị

Cần tiếp tục nghiên cứu và cải tiến mô hình Mike Flood để nâng cao độ chính xác trong dự báo ngập lụt. Đồng thời, cần đầu tư vào việc nâng cấp hệ thống thoát nước và cải thiện quy hoạch đô thị để giảm thiểu tác động của ngập lụt trong tương lai.

Nghiên cứu ứng dụng mô hình Mike Flood trong cảnh báo ngập và đề xuất giải pháp giảm ngập tại Quận 12, TP.HCM