ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA --- PHAN ANH TUẤN NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THOÁT NƯỚC MƯA THEO HƯỚNG BỀN VỮNG CHO CÁC KHU ĐÔ THỊ TẠI THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI Chuyên ngành:
Trang 1ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
-
PHAN ANH TUẤN
NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THOÁT NƯỚC MƯA THEO HƯỚNG BỀN VỮNG CHO CÁC KHU ĐÔ THỊ TẠI THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI
Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi trường
Mã số: 8520320
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
Đà Nẵng – Năm 2022
Trang 2Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Người hướng dẫn khoa học: TS LÊ NĂNG ĐỊNH
Phản biện 1: TS Trần Vũ Chi Mai
Phản biện 2: TS Đặng Quang Vinh
Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ ngành Kỹ thuật Môi trường họp tại Trường Đại học Bách khoa vào ngày 15 tháng 07 năm 2022
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học Bách khoa
- Thư viện Khoa Môi trường, Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng
Trang 3MỞ ĐẦU
1 Lý do lựa chọn đề tài:
Thành phố Đồng Hới là một trong những địa phương chịu nhiều tác động nặng nề của biến đối khí hậu và nước biển dâng Với địa hình thấp, chịu ảnh hưởng lớn của mực nước triều, cơ sở hạ tầng chưa đáp ứng trước những bất thường của thời tiết cực đoan cùng với quá trình
đô thị hóa càng làm giảm bề mặt thấm nước (mặt đường, vỉa hè bằng thảm nhựa, bê tông hóa, ) khiến cho tình trạng ngập lụt cục bộ tại các vùng trũng thấp nghiêm trọng, kéo dài và thường xuyên xảy ra hơn Nhận thức được vấn đề môi trường quan trọng, trong những năm qua UBND tỉnh Quảng Bình đã thực hiện đầu tư mới và cải tạo nâng cấp cho hệ thống thoát nước TP.Đồng Hới Tuy nhiên, việc giải quyết vấn
đề thoát nước chưa triệt để, vẫn tồn tại hiện tượng ngập úng cục bộ Hiện nay, trên thế giới để giải quyết các vấn đề về thoát nước mưa
đô thị và giải quyết ngập lụt thì các giải pháp thoát nước mưa đô thị theo hướng bền vững cũng được nghiên cứu và áp dụng rộng rãi Cách tiếp cận thoát nước theo hướng bền vững liên quan đến việc làm chậm
và giảm lưu lượng dòng chảy bề mặt đô thị để quản lý rủi ro ngập úng
ở lưu vực tiếp nhận và giảm nguy cơ dòng chảy đó gây ô nhiễm, sử dụng nhiều phương pháp khác nhau như thu gom nước mưa, tự thấm, làm chậm, lưu trữ, vận chuyển và xử lý dòng chảy, đặc biệt là trên bề mặt đô thị Tại Việt Nam, các giải pháp về thoát nước theo hướng bền vững cũng được nghiên cứu, đưa vào thí điểm và bước đầu đã mang lại những kết quả khả quan để khắc phục tình trạng ngập lụt đô thị
Vì vậy, để giải quyết vấn đề ngập lụt tại TP.Đồng Hới, tác giả thực
hiện đề tài “Nghiên cứu và đề xuất giải pháp thoát nước mưa theo hướng bền vững cho các khu đô thị tại thành phố Đồng Hới” nhằm
Trang 4đưa ra một giải pháp thoát nước bền vững, giảm thiểu ngập úng, tạo môi trường cảnh quan cho thành phố
2 Mục tiêu nghiên cứu:
3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu nghiên cứu:
3.1 Đối tượng nghiên cứu:
- Hệ thống thoát nước đô thị TP.Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình
- Nghiên cứu điển hình tại khu đô thị Đông Bắc đường Hữu Nghị
3.2 Phạm vi nghiên cứu:
Khu đô thị Đông Bắc đường Hữu Nghị TP.Đồng Hới với các mặt tiếp giáp: phía Bắc là đường Lý Thường Kiệt, phía Nam giáp đường Trần Quang Khải, phía Tây giáp đường Hữu Nghị, phía Đông giáp đường Nguyễn Văn Linh
4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:
4.1 Ý nghĩa khoa học:
Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là cơ sở khoa học để đánh giá hiện trạng thoát nước đô thị của thành phố Đồng Hới Từ đó đưa ra các giải
Trang 5pháp kỹ thuật và giải pháp quản lý về thoát nước nhằm giải quyết các vấn đề còn tồn tại của hệ thống thoát nước đô thị
4.2 Ý nghĩa thực tiễn:
Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể áp dụng để giải quyết tình trạng ngập úng cục bộ hiện nay và nâng cao khả năng tiêu thoát nước của TP.Đồng Hới Đồng thời đưa ra hướng đi mới có thể áp dụng trong quy hoạch hệ thống thoát nước đô thị TP.Đồng Hới
5 Cấu trúc của luận văn:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
CHƯƠNG 2: ĐÁNG GIÁ HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI
CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NHẰM CẢI THIỆN, NÂNG CAO KHẢ NĂNG THOÁT NƯỚC TẠI THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
Trang 6Chương 1 - TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Thoát nước đô thị trên thế giới và tại Việt Nam
1.1.1 Trên thế giới:
Các hệ thống thoát nước trên thế giới đã phát triển từ lâu, trong đó
có hệ thống thoát nước mưa đô thị theo hướng bền vững (SUDS)
Hệ thống thoát nước mưa đô thị theo hướng bền vững (SUDS) trên thế giới đã phát triển từ khá sớm: tại thành phố Malmo, Thụy Điển năm 1999-2001, tại thành phố Yokohama, Nhật Bản,… Và các dự án trên đã chứng minh được hiệu quả nhằm giải quyết ngập lụt đô thị
1.1.2 Tại Việt Nam:
Tại Việt Nam, phần lớn các đô thị đã và đang được đầu tư xây dựng
hệ thống thoát nước tuy nhiên chưa đồng bộ Định hướng phát triển của hệ thống thoát nước tại Việt Nam là hoàn thiện hệ thống hiện có chú trọng truyền dẫn nước thải, nước mưa nhanh nhất đến vị trí xả Trong những năm gần đây, tại Việt Nam cũng đã có các nghiên cứu
và dự án thí điểm các giải pháp công trình thoát nước mưa đô thị theo hướng bền vững (SUDS) Tuy nhiên, các giải pháp thoát nước mưa đô thị theo hướng bền vững vẫn hạn chế ở mức độ nghiên cứu thí điểm
1.2 Hiện trạng thoát nước đô thị tại tỉnh Quảng Bình:
➢ Hiện trạng thoát nước đô thị tỉnh Quảng Bình:
Tỉnh Quảng Bình là địa phương thuộc duyên hải miền Trung, địa hình thấp dần từ Tây sang Đông, có sự khác biệt rõ rệt của lượng mưa vào các mùa trong năm và chịu nhiều ảnh hưởng của các đợt Bão, lũ
➢ Hệ thống thoát nước đô thị tại thành phố Đồng Hới:
Hệ thống thoát nước TP.Đồng Hới hiện tại là hệ thống thoát nước chung và hướng tới xây dựng, cải tạo thành hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn Hệ thống thoát nước hiện tại bao gồm:
Trang 7- Hệ thống thoát nước mưa: 60,79 km tuyến cống và 2.291 hố ga
- Hệ thống thoát nước chung: 67,38 km tuyến cống và 2.723 hố ga
- 01 trạm xử lý nước thải công suất 10.000 m3/ngđ, 14 trạm bơm, 78,85 km đường ống (HDPE/uPVC) thu gom và 3.756 hố ga
Về của xả có 23 cửa xả ra các vị trí trên sông Nhật Lệ, sông Cầu Rào,… và 7 cửa xả ra biển tuy nhiên phần lớn các cửa xả ra biển bị bồi lấp Hiện nay có trên 40 điểm ngập úng cục bộ xảy ra vào các đợt mưa vừa và lớn hàng năm Nguyên nhân:
- Hệ thống thoát nước chưa đồng bộ, chưa bao phủ được các lưu vực thoát nước, một số đã xuống cấp, khẩu độ tuyến thoát nước nhỏ
- Các tuyến cống không được thường xuyên khơi thông, nạo vét
- Nhiều khu vực là các vùng trũng nên lượng nước mưa chảy tràn
bề mặt về khu vực lớn làm quá tải hệ thống thoát nước khu vực
- Cửa biển Nhật Lệ có hiện tượng bị bồi lấp, làm giảm diện tích mặt cắt thoát nước mưa, làm chậm quá trình thoát nước mưa đô thị
➢ Triển khai giải pháp thoát nước mưa đô thị theo hướng bền vững
trên địa bàn thành phố Đồng Hới: Hiện tại đang triển khai nghiên cứu,
thí điểm các giải pháp bao gồm:
- Dự án "Khu cảnh quan trữ nước công viên Cầu Rào": Xây dựng khu vực lưu trữ nước mưa làm vùng đệm trước khi thoát nước ra sông Cầu Rào và cải tạo cảnh quan khu vực tăng cường các bề mặt thấm
- Thực hiện mô hình mảng xanh đứng và vườn trên mái nhằm giảm tốc độ dòng chảy mưa đồng thời cải thiện vi khí hậu
- Nghiên cứu để đưa vào áp dụng thí điểm giải pháp vìa hè thấm,
bể chức nước mưa ngầm trên địa bàn thành phố
Trang 81.3 Chiến lược quy hoạch phát triển hệ thống thoát nước của tỉnh Quảng Bình:
Hiện nay, thành phố tập trung vào xây dựng hệ thống các tuyến chính thu gom nước thải (14,07 km), cống thoát nước mưa (9,82 km), xây dựng thêm 5 trạm bơm nước thải, nâng công suất Trạm xử lý nước thải, xây dựng hệ thống cống R3 và nạo vét sông Cầu Rào nâng cao khả năng thoát nước khu vực
1.4 Tổng quan về giải pháp thoát nước mưa theo hướng bền vững:
1.4.1 Khái niệm về thoát nước mưa theo hướng bền vững:
Thoát nước bền vững là mô hình áp dụng cách tiếp cận tự nhiên (sử dụng điều kiện tự nhiên) để kiểm soát và làm giảm ngập lụt cục bộ trong hệ thống thoát nước đô thị Đây là hệ thống thoát nước được coi
là có lợi cho môi trường Các lợi ích bao gồm:
- Làm chậm dòng chảy nước mưa bề mặt;
- Làm giảm nguy cơ ngập lụt trong các trận mưa lớn;
- Tăng cường độ ẩm của đất và bổ cập nguồn nước ngầm;
- Lưu trữ và cung cấp nguồn nước mưa để tái sử dụng;
- Ngăn ngừa ô nhiễm nguồn nước;
- Cung cấp môi trường sống thích hợp cho các quần thể sinh vật;
- Tạo không gian xanh cho người dân sống ở khu vực đô thị
1.4.2 Các hệ thống thoát nước mưa theo hướng bền vững đã được
áp dụng trong thực tế:
a Tại thành phố Yokohama, Nhật Bản:
Để giải quyết vấn đề ngập úng cục bộ chính quyền thành phố Yokohama, Nhật Bản đã thực hiện các giải pháp như sau: Sử dụng hệ thống đường chạy tàu điện ngầm (D=12m) như cống thoát nước khi mưa lớn và bơm nước từ trạm bơm và kết hợp với tư nhân xây dựng
Trang 9bể chứa nước mưa ngầm Kết quả thực hiện các giải pháp thoát nước bền vững trên cho kết quả khả quan trong giảm thiểu ngập úng
b Tại Quảng trường Bridget Joyce, London:
Để giải quyết vấn đề ngập úng của khu vực, các giải pháp thoát nước bền vững được đưa ra bao gồm: Cải tạo vỉa hè thấm; Các bề mặt thấm và ống thoát nước mưa từ các khu vực xung quanh được dẫn trực tiếp nước mưa đến các lưu vực trồng cây và vườn thu nước mưa cho kết quả khả quan trong giảm thiểu ngập úng cục bộ và các vùng xung quanh; tối ưu lưu trữ tại chỗ; phục hồi các dòng chảy tự nhiên
c Tại thành phố Cà Mau:
Để khắc phục tình trạng ngập lụt khu vực xung quanh hoa viên tại ngã giao Hùng Vương – Phạm Ngọc Hiển, TP.Cà Mau đã thực hiện các giải pháp thoát nước mưa đô thị theo hướng bền vững với: vườn thu nước mưa (hố thu), vỉa hè thấm và bể chứa ngầm Kết quả thực hiện các giải pháp cho hiệu quả giảm nguy cơ ngập lụt
1.5 Tổng quan về giải pháp thoát nước mưa theo hướng bền vững:
1.5.1 Phương pháp điều tra khảo sát:
Thu thập, phân tích và tổng hợp các nguồn tài liệu, số liệu được chọn lọc từ các Ấn phẩm, báo cáo khoa học của bản đồ quy hoạch khu vực, các Bản vẽ hoàn công hệ thống thoát nước đã được xây dựng
1.5.2 Phương pháp kế thừa:
Kế thừa các kết quả nghiên cứu, lý thuyết về thoát nước mưa theo hướng bền vững, các kết quả thực tiễn của các giải pháp
1.5.3 Phương pháp phân tích và xử lý dữ liệu:
Dựa trên các số liệu về địa hình, lượng mưa để đánh giá, tính toán
hệ thống thoát nước hiện trạng và giải pháp thoát nước mưa theo hướng bền vững được đề xuất
Trang 10CHƯƠNG 2: ĐÁNG GIÁ HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI
2.1 Tổng quan về khu vực nghiên cứu
2.1.1 Đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội:
❖ Vị trí địa lý, đặc điểm kinh tế - xã hội:
Thành phố Đồng Hới có vị trí địa lý 17o21’ vĩ độ Bắc và 106o10’ kinh độ Đông Tổng diện tích là 155,87 km2 Dân số năm 2020 là 133.818 người, tốc độ gia tăng dân số là 5%/năm
❖ Về Địa chất: được hình thành bởi 2 yếu tố tạo thành cơ bản là trầm tích biển và bồi tích thềm sông Đất đá chủ yếu là cát, sét xen lẫn sỏi
❖ Về Địa hình: có độ biến thiên mạnh với các đồi núi bao quanh các
cánh đồng nhỏ Phần phía Đông sông Nhật Lệ là vùng cát Bảo Ninh
có địa hình dạng cồn cát ngang ổn định, cao độ trung bình 10,0 m
Phần phía Tây chia làm 5 khu vực chính:
+ Khu 1 và 4: gồm khu trung tâm, Phú Hải, Đức Ninh và Đức Ninh Đông có địa hình tương đối thấp và bằng phẳng, cao độ trung bình 2m + Khu 2: Khu Bắc Lý và Nam Lý ở phía Tây là vùng gò đồi dốc về hai phía Đông và Tây của đường Phan Đình Phùng, có cao độ trung bình 10m, cao nhất 18m, thấp nhất 2m, độ dốc từ 5-10%
+ Khu 3: Khu Đồng Sơn, Thuận Đức, Nghĩa Ninh, Bắc Nghĩa, độ dốc từ 7-10% Cao độ trung bình 8m, cao nhất 15,5 m, thấp nhất 3m + Khu 5: gồm Lộc Ninh, Hải Thành là khu vực đồi và cát ven biển, cao độ trung bình 10m, cao nhất 16m, thấp nhất 3m, hướng dốc dần
về phía Nam với độ dốc trung bình 3-5%
❖ Về khí hậu: nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa Nhiệt độ
trung bình các tháng từ 17,8-30,1oC Độ ẩm trung bình từ 69%-90%
Trang 11Tổng lượng mưa trung bình khoảng 1.744 mm/năm, tập trung vào các tháng mùa đông tháng 9-11, mtăng nhẹ khoảng 3,3 mm mỗi năm Các cơn bão thường xảy ra vào tháng 8-10, lượng mưa trong bão cao nhất có thể đạt 500-1000 mm, gây nên lũ lụt nguy hiểm
❖ Về chế độ thủy văn:
➢ Hệ thống sông
Sông Phú Vinh bắt đầu từ đập Phú Vinh và chạy theo hướng Bắc Nam hợp với sông Lệ Kỳ và nhập vào phụ lưu sông Cầu Rào, sông Nhật Lệ Lưu lượng chảy tối đa là 350 m/s và thấp nhất là 0,25 m/s Sông Cầu Rào: có điểm đầu là ngã ba giữa mương Phóng Thuỷ và mương thoát nước thuộc cánh đồng xã Lộc Ninh, với chiều dài là 4,5
km, chảy theo hướng Bắc-Nam và đổ ra sông Lệ Kỳ Là trục thoát nước chính cho các phường Bắc Lý, Nam Lý, Đồng Phú, Đức Ninh Đông, phần phía Tây của phường Đồng Hải
Sông Lệ Kỳ bắt nguồn từ vùng núi cao ở huyện Quảng Ninh và chạy quanh TP.Đồng Hới trước khi hợp với sông Nhật Lệ Sông dài
20 km, bề rộng trung bình là 100 m Diện tích lưu vực sông là 90 km, với tốc độ chảy tối đa đạt 630 m3/s và tối thiểu là 3,1 m3/s
Sông Nhật Lệ có tổng chiều dài 85 km, thượng lưu gồm 2 nhánh là sông Long Đại và sông Kiến Giang Ở hạ lưu tiếp nhận thêm nguồn nước từ sông Lệ Kỳ, sông Mỹ Cương, sông Cầu Rào Sông Nhật Lệ
có chế độ bán nhật triều với biên độ trung bình là 1,4 m và tối đa là 1,5 m Lưu vực có diện tích tổng thể là 2.650 km2 Dòng chảy trung bình hàng năm là 120m3/s, mức xả cụ thể là 47 lít/s2 Mùa lũ lụt chiếm 77% tổng lượng xả
➢ Đặc điểm hải văn: Chế độ sóng biển phụ thuộc vào gió mùa Độ cao trung bình là 0,6-0,9 m; độ cao cực đại là 3-3,5 m
Trang 122.1.2 Quy định pháp lý về quản lý thoát nước tại khu vực:
- Nghị định số 80/2014/NĐ-CP ngày 06/8/2014 của Chính phủ;
- Thông tư số 01/2016/TT-BXD ngày 01/2/2016 của Bộ Xây dựng;
- Thông tư số 01/2021/TT-BXD ngày 19/5/2021 của Bộ Xây dựng;
- Tiêu chuẩn Việt Nam 7957:2008;
- Quyết định số 42/2016/QĐ-UBND ngày 19/12/2016 của UBND tỉnh Quảng Bình về quản lý hoạt động thoát nước và xử lý nước thải
2.2 Đánh giá hiện trạng hệ thống thoát nước mưa khu vực:
Khu đô thị Đông Bắc đường Hữu Nghị, TP.Đồng Hới có vị trí: phía Bắc giáp đường Lý Thường Kiệt; phía Nam giáp đường Trần Quang Khải; phía Tây giáp đường Hữu Nghị; phía Đông giáp đường Nguyễn Văn Linh Diện tích là 33,6 ha Khu đô thị có địa hình vùng trũng, cao
độ 2,25-2,60m và thấp hơn các khu vực xung quanh:
- Phía Bắc: đường Lý Thường Kiệt cao độ từ 2,80-3,85m
- Phía Đông: đường Nguyễn Văn Linh, khu vực phía Đông được quy hoạch với cao độ nền là 2,50-3,62m
- Phía Tây: đô thị có cao độ từ 2,3-4,85m (giảm từ Tây sang Đông)
- Phía Nam: khu dân cư cao độ từ 2,50-2,80m
Khu đô thị được xây dựng hệ thống thoát nước riêng và chưa được
áp dụng các giải pháp thoát nước mưa theo hướng bền vững
Tuyến cống thoát chính là tuyến BTCT D600 đường Hữu Nghị và BTCT D1000 đường Nguyễn Văn Linh xả ra sông Cầu Rào Ngoài ra
có mương thoát nước mặt đường Lý Thường Kiệt, tuy nhiên hệ thống mương đã xuống cấp, hư hỏng lấp không đảm bảo hiệu quả thoát nước Hiện nay, trong khu vực nghiên cứu khi mưa lớn xảy ra tình trạng ngập úng kéo dài đến gần 1,5 giờ tại một số vị trí Trong khu vực còn
Trang 13có trụ sở hành chính, Trường Đại học Quảng Bình có cao độ thấp hơn
so với các mặt đường xung quanh nên thường ngập nước khi mưa
2.3 Hệ thống thu gom và xử lý nước thải khu vực nghiên cứu:
Khu vực nghiên cứu hiện đã được xây dựng hoàn thiện tuyến cống thoát nước thải chính D300 trên đường Hữu Nghị đấu nối về Trạm bơm nước thải tại vị trí giao đường Hữu Nghị và Trần Quang Khải
2.4 Nghiên cứu khả năng ứng dụng thiết kế hệ thống thoát nước mưa theo hướng bền vững:
Khu đô thị có địa hình vùng trũng thấp, hệ thống thoát nước chưa đáp ứng đủ nhu cầu và xảy ra ngập úng cao khi mưa lớn Tuy nhiên việc thay thế tuyến cống thoát nước hiện có sẽ tốn kinh phí và khi thực hiện cản trở giao thông trên tuyến đường Hữu Nghị, Lý Thường Kiệt (là các tuyến đường chính) Do đó, việc tiếp cận cải tạo hệ thống thoát nước theo hướng đi mới là phù hợp hơn trong giai đoạn hiện tại Việc ứng dụng thiết kế hệ thống thoát nước mưa theo hướng bền vững là phù hợp bởi những lý do sau:
- Phương án thực hiện cải tạo hệ thống thoát nước đô thị hiện hữu
sẽ tốn nhiều chi phí, thời gian và ảnh hưởng đến giao thông, sinh hoạt
do đó khó thực hiện được
- Các diện tích đất dành cho công cộng (vỉa hè đường Hữu Nghị,
Nguyễn Văn Linh, hoa viên ngã tại ngã giao đường Hữu Nghị và Lý Thường Kiệt,…) thích hợp cho thiết kế vỉa hè thấm, bể chứa ngầm,…
- Các trụ sở hành chính (trường Đại học Quảng Bình, Trung tâm
huấn luyện thể thao, trụ sở Viện kiểm sát tỉnh, trụ sở Công an tỉnh,…)
có diện tích sân, vườn lớn có khả năng cải tạo, xây dựng hệ thống công trình ngầm phục vụ lưu trữ nước mưa và tái sử dụng
