Luận văn thạc sĩ hus ứng dụng mô hình mike urban tính toán thoát nước cho thành phố hà tĩnh dưới tác động của biến đổi khí hậu

Luận văn thạc sĩ toán học phân tích hus ứng dụng mô hình mike urban tính toán thoát nước cho thành phố hà tĩnh dưới tác động của biến, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất

• Tác giả: Lê Thúy Chiên
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Quang Hưng
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Thủy văn học
• Đề tài: Ứng Dụng Mô Hình Mike Urban Tính Toán Thoát Nước Cho Thành Phố Hà Tĩnh Dưới Tác Động Của Biến Đổi Khí Hậu
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ khoa học
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 0.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 0.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 0.4. Phương pháp nghiên cứu
• 0.5. Tóm tắt nội dung luận văn
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan địa lý tự nhiên và kinh tế - xã hội thành phố Hà Tĩnh
• 1.1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên
• 1.1.2. Địa hình
• 1.1.3. Địa chất, thảm phủ thực vật
• 1.1.4. Đặc điểm khí hậu
• 1.2. Tổng quan về ngập lụt đô thị
• 1.2.1. Các nguyên nhân và các biện pháp phòng, chống ngập lụt đô thị
• 1.2.2. Các vấn đề về thoát nước đô thị ở Thành phố Hà Tĩnh
• 1.3. Tổng quan về Biến đổi khí hậu tại Hà Tĩnh
• 1.3.1. Xu thế biến đổi khí hậu ở Hà Tĩnh hiện tại
• 1.3.2. Kịch bản biến đổi khí hậu cho tỉnh Hà Tĩnh
• 2. CHƯƠNG 2: CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Phương pháp tiếp cận trong luận văn
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Phương pháp hệ thống thông tin địa lý GIS
• 2.2.2. Phương pháp mô hình
• 2.3. Ứng dụng mô hình Mike Urban
• 2.3.1. Một số ứng dụng Mike Urban ở Việt Nam
• 2.3.2. Một số ứng dụng Mike Urban ở trên thế giới
• 3. CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE URBAN TÍNH TOÁN THOÁT NƯỚC CHO THÀNH PHỐ HÀ TĨNH DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
• 3.1. Thiết lập hiện trạng hệ thống thoát nước của thành phố Hà Tĩnh
• 3.1.1. Số liệu thu thập
• 3.1.2. Thiết lập mô hình
• 3.1.3. Kết quả mô phỏng, kiểm định mô hình
• 3.2. Đánh giá hiện trạng hệ thống thoát nước của thành phố
• 3.2.1. Lựa chọn tần suất thiết kế và trận mưa điển hình
• 3.2.2. Tính toán và đánh giá hiện trạng thoát nước thành phố
• 3.3. Tính toán thoát nước cho thành phố Hà Tĩnh dưới tác động của Biến đổi khí hậu
• 3.3.1. Kịch bản biến đổi khí hậu cho thành phố Hà Tĩnh
• 3.3.2. Đánh giá kết quả tính toán thoát nước cho thành phố Hà Tĩnh trong điều kiện biến đổi khí hậu
• 3.3.3. Đề xuất các giải pháp thoát nước cho thành phố Hà Tĩnh trong điều kiện biến đổi khí hậu
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về ứng dụng mô hình Mike Urban trong thoát nước

Mô hình Mike Urban là một công cụ mạnh mẽ trong việc tính toán và quản lý hệ thống thoát nước đô thị. Ứng dụng mô hình này giúp các nhà nghiên cứu và quản lý đô thị có cái nhìn tổng quan về tình trạng thoát nước, đặc biệt là trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Tại thành phố Hà Tĩnh, việc áp dụng mô hình này không chỉ giúp đánh giá hiện trạng mà còn đưa ra các giải pháp khả thi cho vấn đề ngập lụt.

1.1. Mô hình Mike Urban và vai trò trong quản lý thoát nước

Mô hình Mike Urban được phát triển để mô phỏng dòng chảy và quản lý thoát nước đô thị. Nó cho phép phân tích các yếu tố như lượng mưa, địa hình và hệ thống thoát nước hiện có. Việc sử dụng mô hình này giúp tối ưu hóa quy hoạch và thiết kế hệ thống thoát nước, giảm thiểu tình trạng ngập lụt.

1.2. Tình hình thoát nước tại thành phố Hà Tĩnh

Thành phố Hà Tĩnh đang đối mặt với nhiều thách thức trong việc quản lý thoát nước. Với sự gia tăng dân số và tốc độ đô thị hóa nhanh chóng, hệ thống thoát nước hiện tại không đủ khả năng đáp ứng nhu cầu. Việc áp dụng mô hình Mike Urban sẽ giúp đánh giá chính xác hơn về tình trạng thoát nước và đưa ra các giải pháp hiệu quả.

II. Vấn đề thoát nước đô thị và thách thức biến đổi khí hậu

Biến đổi khí hậu đang gây ra những tác động nghiêm trọng đến hệ thống thoát nước đô thị. Tại Hà Tĩnh, tình trạng ngập lụt ngày càng trở nên phổ biến, đặc biệt trong mùa mưa. Các yếu tố như lượng mưa gia tăng và triều cường đã làm cho tình hình trở nên phức tạp hơn.

2.1. Nguyên nhân gây ngập lụt tại Hà Tĩnh

Nguyên nhân chính gây ngập lụt tại Hà Tĩnh bao gồm lượng mưa lớn trong thời gian ngắn, hệ thống thoát nước chưa được cải thiện và sự gia tăng dân số. Những yếu tố này kết hợp với biến đổi khí hậu đã làm gia tăng tần suất và mức độ ngập lụt.

2.2. Tác động của biến đổi khí hậu đến hệ thống thoát nước

Biến đổi khí hậu đã làm thay đổi mô hình thời tiết, dẫn đến lượng mưa không ổn định và gia tăng tần suất các trận mưa lớn. Điều này đã gây áp lực lớn lên hệ thống thoát nước, làm cho tình trạng ngập lụt trở nên nghiêm trọng hơn.

III. Phương pháp nghiên cứu và ứng dụng mô hình Mike Urban

Phương pháp nghiên cứu sử dụng mô hình Mike Urban bao gồm việc thu thập dữ liệu hiện trạng, thiết lập mô hình và thực hiện các phép tính mô phỏng. Các bước này giúp đánh giá chính xác tình trạng thoát nước và đưa ra các giải pháp cải thiện.

3.1. Thiết lập mô hình Mike Urban cho Hà Tĩnh

Quá trình thiết lập mô hình bao gồm việc thu thập dữ liệu về địa hình, hệ thống thoát nước và lượng mưa. Dữ liệu này sẽ được sử dụng để xây dựng mô hình mô phỏng dòng chảy và đánh giá hiệu quả của hệ thống thoát nước hiện tại.

3.2. Kết quả mô phỏng và kiểm định mô hình

Kết quả mô phỏng từ mô hình Mike Urban sẽ được so sánh với dữ liệu thực tế để kiểm định độ chính xác. Việc này giúp xác định khả năng hoạt động của hệ thống thoát nước và đưa ra các điều chỉnh cần thiết.

IV. Ứng dụng thực tiễn của mô hình Mike Urban tại Hà Tĩnh

Mô hình Mike Urban đã được áp dụng thành công tại Hà Tĩnh để tính toán thoát nước và đề xuất các giải pháp cải thiện. Kết quả nghiên cứu cho thấy mô hình này có thể giúp giảm thiểu tình trạng ngập lụt và nâng cao hiệu quả quản lý thoát nước.

4.1. Đánh giá hiện trạng hệ thống thoát nước

Đánh giá hiện trạng hệ thống thoát nước tại Hà Tĩnh cho thấy nhiều khu vực vẫn còn thiếu các biện pháp thoát nước hiệu quả. Mô hình Mike Urban đã chỉ ra những điểm yếu trong hệ thống và đề xuất các giải pháp cải thiện.

4.2. Đề xuất giải pháp thoát nước cho thành phố

Dựa trên kết quả mô phỏng, các giải pháp như cải tạo hệ thống thoát nước, xây dựng hồ chứa và nâng cao khả năng tiêu thoát nước đã được đề xuất. Những giải pháp này sẽ giúp giảm thiểu tình trạng ngập lụt và nâng cao chất lượng cuộc sống cho người dân.

V. Kết luận và triển vọng tương lai cho thoát nước Hà Tĩnh

Kết luận từ nghiên cứu cho thấy mô hình Mike Urban là công cụ hữu ích trong việc quản lý thoát nước đô thị. Tương lai của hệ thống thoát nước tại Hà Tĩnh phụ thuộc vào việc áp dụng các giải pháp bền vững và hiệu quả.

5.1. Tương lai của hệ thống thoát nước tại Hà Tĩnh

Tương lai của hệ thống thoát nước tại Hà Tĩnh sẽ được cải thiện nếu các giải pháp được thực hiện đồng bộ. Việc đầu tư vào cơ sở hạ tầng và công nghệ mới sẽ giúp nâng cao khả năng thoát nước và giảm thiểu ngập lụt.

5.2. Khuyến nghị cho các nhà quản lý đô thị

Các nhà quản lý đô thị cần chú trọng đến việc áp dụng các mô hình tiên tiến như Mike Urban trong quy hoạch và quản lý thoát nước. Điều này sẽ giúp đảm bảo an toàn cho người dân và phát triển bền vững cho thành phố.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1.1 Tổng quan địa lý tự nhiên và kinh tế - xã hội thành phố Hà Tĩnh 1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên Thành phố Hà Tĩnh trải dài từ 18°18’ đến 18°24’ vĩ Bắc và từ 105°53’ đến 105°56’ kinh Đông, nằm trên trục đường Quốc lộ 1A, cách thủ đô Hà Nội 340 km, cách thành phố Vinh 50 km về phía Bắc; cách thành phố Huế 314 km về phía Nam và cách biển Đông 12,5 km. Hiện tại Thành phố gồm 10 phường và 06 xã gồm có: Phường Bắc Hà, Phường Nam Hà, Phường Tân Giang, Phường Trần Phú, Phường Đại Nài, Phường Hà Huy Tập, Phường Thạch Linh, Phường Nguyễn Du, Phường Thạch Quý, Phường Văn Yên, Xã Thạch Môn, Xã Thạch Hạ, Xã Thạch Trung, Xã Thạch Đồng, Xã Thạch Hưng, Xã Thạch Bình, với diện tích tự nhiên khoảng 5.655ha với tổng dân số là 202.1: Bản đồ hành chính thành phố Hà Tĩnh 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.1 Địa hình Thành phố Hà Tĩnh nằm trong vùng đồng bằng ven biển miền Trung, địa hình tương đối bằng phẳng, cao độ nền biến thiên từ +0,5m đến +3,0m. Địa hình của các khu vực đã xây dựng trong nội thị có cao độ từ +2,0 đến +3,0m, các khu ruộng trũng có cao độ nền từ +1,0m đến +2,3m và khu vực dọc theo sông Rào Cái có cao độ nền từ + 0,7 đến + 1,1m. * Ưu thế : - Có nhiều quỹ đất thuận lợi để xây dựng các khu tập trung như: các khu dân cư, hệ thống đào tạo, khu du lịch dịch vụ ven sông, khu ứng dụng công nghệ xanh.v - Hệ thống sông, bờ biển bao quanh thành phố tạo điều kiện phát triển cảnh quan, nuôi trồng thủy sản, khai thác du lịch.v - Vùng đồi núi phía Tây thành phố vừa tạo cảnh quan phong phú vừa che chắn gió bão, gió nóng Tây Nam cho đô thị, Tuy nhiên sử dụng đất cần lựa chọn hợp lý, giữ tối đa màu xanh của khu vực lúa nước hai vụ, mặt nước sinh thái, tạo cảnh quan và điều tiết điều tiết nước mặt, bảo đảm an toàn, tránh ngập úng cho thành phố phát triển bền vững trước điều kiện BDKH.

*Hạn chế: Địa hình thành phố thấp dần từ Tây sang Đông. Phía Tây thành phố là hồ Kẻ, phía Đông thành phố bao quanh bởi hệ thống đê sông Phủ nên khi hồ Kẻ Gỗ xả lũ vào mùa mưa ở phía Tây kết hợp với triều cường lên ở phía Đông thành phố phải đóng hệ thống ngăn triều sẽ dẫn đến hiện tượng ngập úng nội đồng bên trong thành phố. Việc tiêu thoát phải sử dụng chế độ tiêu tự chảy kết hợp tiêu động lực và cần xây dựng hệ thống hồ chứa nước để giảm thiểu hiện tượng ngập úng. Vùng phụ cận: 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Vùng phụ cận có nền địa hình tương đối thuận lợi, các trung tâm xã có nền từ +2,5 đến +4m.

Khi mưa lớn kết hợp triều cường lên hệ thống cống ngăn triều được đóng lại vì vậy gây ngập úng một số cánh đồng thuộc các xã Thạch Hưng, Thạch Đồng, Thạch Môn và phường Văn Yên.2 Địa chất, thảm phủ thực vật a. Địa tầng địa chất Trong vùng nghiên cứu xuất lộ gần như đầy đủ địa tầng địa chất có tuổi từ cổ đến trẻ: Giới Proteozoi (Pt), giới Paleozoi (Pz), giới Mezozoi (Mz), trầm tích đệ tứ, các thành tạo măcma xâm nhập. Cấu tạo kiến tạo Các hệ thống đứt gãy trong vùng nghiên cứu có liên quan đến đặc điểm địa chất, công trình, địa chất thuỷ văn và còn là tiền đề cho sự phát triển của các dòng sông lớn nhỏ trong vùng. Hiện tượng địa vật lý Các hiện tượng đá đổ, đá trượt, đất đá bị Laterit hoá, hoà tan, cacstơ, xói lở bờ,.

đều là những hiện tượng đã và đang xảy ra cần được quan tâm đầy đủ vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống nhân dân và vấn đề các công trình thủy lợi, thuỷ điện trong vùng.2 Đặc điểm khí hậu Tỉnh Hà Tĩnh nói chung và thành phố Hà Tĩnh nói riêng nằm trong vùng khí hậu Bắc Trung Bộ, có hai mùa rõ rệt là mùa đông khô và lạnh kéo dài từ tháng XI đến tháng IV, mùa hè nóng ẩm từ tháng V đến tháng X. Vùng nghiên cứu chịu ảnh hưởng của chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa. Hàng năm bị chi phối bởi hai luồng gió mùa Đông Bắc và gió mùa Tây Nam và các nhiễu động thời tiết gây mưa khác. Gió mùa Đông Bắc ảnh hưởng tới vùng tuy đã yếu đi 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] nhiều so với phía Bắc, nhưng hàng năm ở vùng núi thuận tiện cho việc đón gió, nhiệt độ thấp nhất đạt 0,7 ÷ 60C.

Về mùa hè gió mùa Tây Nam sau khi vượt dãy Trường Sơn đã trở nên khô nóng, nhiệt độ cao nhất tuyệt đối đạt 40 ÷ 420C.1 Chế độ nhiệt: Nhiệt độ năm trung bình tại Hà Tĩnh đạt 24,20C, tại Kỳ Anh đạt 24,50C và tại Hương Khê đạt 23,80C. Nhiệt độ trung bình tháng nhỏ nhất tại Hương Khê đạt 17,30C, tại Hà Tĩnh đạt 17,60C, tại Kỳ Anh đạt 17,50C. Các tháng chịu ảnh hưởng của gió Tây khô nóng, nhiệt độ trung bình tháng đạt 29,1 ÷ 30,40C vào tháng VII ở các trạm. Nhiệt độ thấp nhất đo được tại Hà Tĩnh và Kỳ Anh là 6,8 ÷ 6,90C.

Nhiệt độ tháng, năm trung bình nhiều năm tại các trạm Đơn vị: oC Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Hà Tĩnh 17,6 18,7 20,9 25,1 27,9 29,7 29,6 28,6 26,9 24,5 21,7 18,8 24,2 Hương Khê 17,3 19,0 21,3 25,0 27,7 29,1 29,1 27,9 26,3 23,9 20,8 18,4 23,8 Kỳ Anh 17,5 19,5 21,2 25,1 27,9 30,4 30,0 28,8 27,1 25,2 22,4 19,2 24,5 1.2 Độ ẩm tương đối: Độ ẩm tương đối trung bình năm đạt 85% tại các trạm. Độ ẩm thấp nhất xảy ra vào các tháng có gió Tây khô nóng - tháng VI, VII và đạt 71% ở Kỳ Anh, 76% ở Hương Khê, 74% ở Hà Tĩnh. Độ ẩm cao nhất xảy ra vào các tháng cuối mùa đông khi có mưa phùn hoặc các tháng mùa mưa, độ ẩm tương đối cao nhất đạt 92%. Độ ẩm tương đối tháng, năm trung bình nhiều năm tại các trạm Đơn vị: % Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Hà Tĩnh 88 90 90 86 79 74 74 79 85 87 87 88 84 Hương Khê 90 90 89 86 81 77 76 82 87 89 88 88 85 Kỳ Anh 91 92 91 87 79 71 71 77 85 87 87 87 84 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.3 Bốc hơi: Bốc hơi Piche trung bình năm đạt 862mm tại Hà Tĩnh, 892mm tại Hương Khê 1080mm tại Kỳ Anh.

Lượng bốc hơi lớn xảy ra vào tháng VI, VII với lượng bốc hơi trung bình tháng đạt từ 133 ÷ 197mm. Tháng II có lượng bốc hơi nhỏ nhất đạt từ 30 ÷ 35mm. Lượng bốc hơi ống piche trung bình nhiều năm tại các trạm Đơn vị: mm Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Hà Tĩnh 37 30 37 60 102 133 141 101 67 58 52 45 862 Hương Khê 36 34 47 71 110 136 157 103 61 51 45 40 892 Kỳ Anh 38 34 42 69 132 197 184 129 77 67 62 51 1080 1.4 Số giờ nắng: Tổng số giờ nắng toàn vùng đạt từ 1. Số giờ nắng cao nhất thường vào tháng V ÷ VII với số giờ nắng trên 200 giờ trong tháng, cao nhất tại Hà Tĩnh đạt 223 giờ vào tháng VII, các tháng có số giờ nắng thấp nhất trong năm là tháng I, II và XII với tổng số giờ nắng trong tháng từ 50 ÷ 70 giờ, thấp nhất tại Hà Tĩnh đạt 51 giờ vào tháng II.

Tổng số giờ nắng tháng, năm tại các trạm Đơn vị: giờ Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Hà Tĩnh 70 51 71 132 213 205 223 185 151 127 93 74 1595 Hương Khê 55 47 77 121 169 178 187 153 113 88 69 55 1311 Kỳ Anh 70 61 87 150 223 221 231 193 156 121 82 63 1659 1.5 Chế độ gió: Trong vùng có hai chế độ gió mùa chính: 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Về mùa đông gió thịnh hành là gió Bắc và gió Đông, bắt đầu từ tháng XII đến tháng III. Từ tháng IV ÷ VII là thời kỳ giao thời giữa gió Đông Bắc yếu dần, gió Tây và Tây Nam bắt đầu hoạt động mạnh dần lên và thổi suốt đến tháng XI hàng năm. Tốc độ gió lớn nhất trong mùa đông là 1,9m/s, tốc độ gió lớn nhất trong mùa hè là 2,7m/s. Gió Tây khô nóng thương thổi vào tháng V ÷ VII, một năm thường có 5 ÷7 đợt, mỗi đợt kéo dài từ 5 ÷ 6 ngày.

Tốc độ gió từ 1,8 ÷ 2,0 m/s, đặc điểm là gió này rất khô. Trong mùa gió Tây và Tây Nam thường xảy ra bão và áp thấp nhiệt đới. là vùng nằm sát với vịnh Bắc Bộ nên ảnh hưởng bão và mưa do bão gây nên ở đây là thường xuyên. Có năm hai, ba trận bão liên tiếp đổ bộ trực tiếp vào vùng, cũng có năm không có trận nào, bình quân mỗi năm có từ 0,8 ÷ 1 cơn bão đổ bộ vào vùng sông Nghèn và có từ 1,2 ÷ 1,4 lần bão và ảnh hưởng mưa do bão gây nên.

Bão thường xuất hiện muộn hơn vùng Bắc Bộ từ 20 ÷ 30 ngày và xuất hiện nhiều vào tháng X hàng năm. Tốc độ bão đổ bộ vào vùng thường là cấp 10, giật trên cấp 10. Bão thường gây ra mưa lớn. Những trận mưa lớn gây ngập lụt với diện rộng trong vùng là mưa do bão gây nên.

Tốc độ gió trung bình năm 2,3 m/s tại Kỳ Anh, 1,7 m/s tại Hà Tĩnh, 1,6m/s tại Hương Khê. Tốc độ gió lớn nhất khi có bão đạt 48 m/s ngày 8/X/1964, 40m/s tại Hà Tĩnh. Vùng núi cao ảnh hưởng của bão giảm đi tốc độ gió lớn nhất đạt từ 25  30m/s. Hướng gió mùa đông là hướng Đông Bắc, mùa hè thịnh hành gió Tây Nam hoặc gió Đông Nam.6 Bão và các hiện tượng cực đoan Hà Tĩnh hàng năm thường bị ảnh hưởng trực tiếp của bão, áp thấp nhiệt đới, dông lốc, nước dâng trong bão.

Hàng năm tỉnh chịu sự ảnh hưởng từ 1 ÷ 2 cơn bão đổ bộ đạt tỷ lệ là 59%, từ 3 ÷ 4 cơn bão đạt 8%. Trong năm số trận bão đổ bộ, ảnh hưởng tới vùng nhiều nhất vào tháng IX chiếm tỷ lệ 65%, tháng X là 37%, thángVII là 20% trong mùa bão từ tháng VII tới tháng XI. 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.