Nghiên cứu giải pháp thoát nước bền vững tích ứng với biến đổi khí hậu cho thành phố nam định

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THOÁT NƯỚC BẾN VỮNG THÍCH ỨNG VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU CHO THÀNH PHỐ NAM ĐỊNH MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiếp của đề tài Việt Nam được đánh giá là một trong những nước bị ảnh

Đặc biệt tôi bày tỏ sự biết ơn sâu sắc đến TS Khương Thị Hải Yến đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Tôi xin trân trọng cảm ơn các cơ quan: Sở tài nguyên và môi trường Nam Định,

Sở Xây dựng Nam Định, Công ty cổ phần môi trường Nam Định… đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cung cấp số liệu, tài liệu giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Tôi xin trân thành cảm ơn tới gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp, đã quan tâm động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện nghiên cứu đề tài

Mặc dù có nhiều nỗ lực, song do trình độ và thời gian có hạn nên luận văn không tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, Tôi kính mong nhận được sự góp ý chỉ bảo của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp

Xin trân thành cảm ơn!

TP.Nam Định, ngày tháng năm 2022

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Trần Hải Long

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu riêng của tác giả Các số liệu, thông tin trích dẫn trong luận văn là trung thực và đều được ghi rõ nguồn gốc Kết quả nghiên cứu trong luận văn chưa từng được sử dụng hoặc công bố trong bất kỳ công trình nào khác

TP.Nam Định, ngày tháng năm 2022

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Trần Hải Long

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Tổng quan về ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến thoát nước đô thị trên thế giới và ở Việt Nam 4

1.1.1 Trên thế giới 4

1.1.2 Tại Việt Nam 6

1.2 Tổng quan về các giải pháp thoát nước bền vững 8

1.2.1 Các nghiên cứu giải pháp thoát nước bền vững trên thế giới 8

1.2.2 Tổng quan về các nghiên cứu giải pháp thoát nước bền vững ở Việt Nam 15

1.3 Đặc điểm của vùng nghiên cứu 17

1.3.1 Đặc điểm vùng nghiên cứu 17

1.3.2 Đặc điểm địa hình 17

1.3.3 Đặc điểm khí hậu 18

1.3.4 Đặc điểm địa chất 19

1.3.5 Địa chất thủy văn 19

1.3.6 Thuỷ văn 20

1.3.7 Hiện trạng kinh tế xã hội và kiến trúc cảnh quan đô thị 22

1.3.8 Hiện trạng hạ tầng kỹ thuật 24

1.3.9 Hiện trạng thoát nước và ngập úng do BĐKH tại TP Nam Định 29

1.3.10 Đánh giá hiện trạng và những vấn đề còn tồn tại của HTTN TP Nam Định 30

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN 31

THOÁT NƯỚC BỀN VỮNG 31

2.1 Cơ sở dữ liệu 31

2.2 Phương pháp nghiên cứu 31

2.3 Giới thiệu về mô hình SWMM 32

Cơ sở lý thuyết 34

2.3.1 Tính toán lượng mưa hiệu quả 35

2.3.2 Tính toán thấm, lượng thấm 36

2.3.3 Mô hình hồ chứa phi tuyến (SWMM): 38

2.3.4 Sự tạo thành vũng ngập trên bề mặt 39

2.3.5 Các công trình thoát nước bền vững 39

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THOÁT NƯỚC ĐÔ THỊ BỀN VỮNG CHO TP NAM ĐỊNH 41

3.1 Xây dựng mô hình SWMM cho hiện trạng thoát nước TP.Nam Định 41

3.1.1 Khai báo các thông số mặc định và các tùy chọn (Project/Defaults): 41

3.1.2 Lập bản đồ hệ thống tiêu lưu vực nghiên cứu 43

3.1.3 Vẽ sơ đồ lưu vực và mạng lưới công trình thoát nước 45

3.1.4 Khai báo các số liệu của cống thoát nước 47

3.1.4.1 Khai báo số liệu cho các tiểu lưu vực thoát nước – Subcatchments 47

3.1.4.2Khai báo thông số đo mưa - Rain Gages 50

3.1.4.3Khai báo thông số hố ga - Junctions 55

3.1.4.4Khai báo thông số cống thoát nước – CONDUITS 57

3.2 Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình ứng dụng cho hệ thống thoát nước thành phố Nam Định 59

3.2.1 Chạy mô phỏng và xem kết quả 59

3.2.2 Kết quả mô phỏng thoát nước khu vực nghiên cứu với trận mưa TK 60

3.2.3 Kết quả mô phỏng thoát nước khu vực nghiên cứu với trận mưa BĐKH 60

3.2.4 Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình 61

3.3 Kết quả chạy mô hình và đánh giá khả năng làm việc của hệ thống thoát nước thành phố Nam Định 67

3.3.1 Phân tích các nguyên nhân ngập úng 67

3.3.2 Cơ sở để lựa chọn giải pháp chống ngập úng 68

3.4 Đề xuất các giải pháp thoát nước bền vững cho khu vực nghiên cứu 69

3.5 Mô phỏng số học để đánh giá hiệu quả của các giải pháp đề xuất 74

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 83

1 Kết luận 83

2 Kiến nghị 84

TÀI LIỆU THAM KHẢO 85

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 Lượng mưa trung bình tại Nam Định 18

Bảng 2 Tổng hợp hiện trạng dân số và diện tích 22

Bảng 3 Thông số hồ điều tiết nước mưa trong Thành phố 27

Bảng 4 Lượng mưa trong năm theo kịch bản BĐKH tính đến năm 2050 51

Bảng 5 Thống kê mưa ngày max tại trạm Nam Định trong 20 năm (1999÷2018) 52

Bảng 6 Lượng mưa tiêu thiết kế trong điều kiện bình thường và BĐKH 54

Bảng 7: Thông số Nút Junctions khai báo 56

Bảng 8: Thông số cống thoát nước Conduits khai báo 58

Bảng 9: Mức độ mô phỏng của mô hình tương ứng với chỉ số Nash 62

Bảng 10: Thống kê số liệu tính toán và thực đo tại Node N28 63

Bảng 11: Thống kê số liệu tính toán và thực đo tại Node N04 64

Bảng 12: Thống kê số liệu tính toán và thực đo tại Node N32 66

Bảng 13: Phân loại LID 70

Bảng 14: Giá trị các thông số trong công trình LID loại 1 71

Bảng 15: Giá trị các thông số trong công trình LID loại 2 72

Bảng 16: Giá trị các thông số trong công trình LID loại 3 73

Bảng 17: Bảng tổng hợp đánh giá khả năng thoát nước 76

Bảng 18: So sánh cao độ mực nước trong trường hợp không có công trình LID và có LID của các vị trí bị ngập 78

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Một bức tường chống lũ ở Áo 6

Hình 2: Mái nhà xanh 10

Hình 3: Vật liệu bê tông thấm 11

Hình 4: Công trình hộp trồng cây 11

Hình 5 Bản đồ hành chính Tỉnh Nam Định 17

Hình 8: Khai báo các ký hiệu cho từng đối tượng 42

Hình 9: Khai báo các giá trị mặc định cho tiểu lưu vực 42

Hình 10: Khai báo các giá trị mặc định cho nút, đường dẫn 43

Hình 11: Khai báo các giá trị mặc định cho Map Option 43

Hình 12: Bản đồ diện tích và địa hình TP Nam Định 44

Hình 13: Phạm vi lưu vực thoát nước TP Nam Định 46

Hình 14: Sơ đồ giả định mạng lưới thoát nước trong SWMM 47

Hình 15: Nhập số liệu cho các lưu vực thoát nước 48

Hình 16: Giao diện khai báo thống số đo mưa 50

Hình 17: Đường tần suất mưa thiết kế 53

Hình 18: Số liệu mưa ngày max tính toán 55

Hình 19: Sơ đồ chôn cống 55

Hình 20: Giao diện nhập dữ liệu cho nút thu nước 56

Hình 21: Thiết lập thông số tính toán cho MH 59

Hình 22: Biểu đồ cao độ mực nước tính toán và thực đo tại Node N28 63

Hình 23: Biển đồ cao độ mực nước tính toán và thực đo tại Node 04 64

Hình 24: Biển đồ cao độ mực nước tính toán và thực đo tại Node 32 65

Hình 25: Dụng cụ thu nước tại hộ gia đình 71

Hình 26: Mái nhà xanh 72

Hình 27: Bãi cỏ phủ mặt hở, đường phố trồng cây thấm nước 73

Hình 28: Mô phỏng công trình LID loại 1 74

Hình 29: Mô phỏng công trình LID loại 2 75

Hình 30: Mô phỏng công trình LID loại 3 75

Hình 31: Đường mực nước không có LID và có Lid tại Node 18 79

Hình 32: Đường mực nước không có LID và có Lid tại Node N28 80

Hình 33: Đường mực nước không có LID và có Lid tại Node N29 80

Hình 34: Đường mực nước không có LID và có Lid tại Node 4 81

Hình 35: Đường mực nước không có LID và có Lid tại Node 32 81

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THOÁT NƯỚC BẾN VỮNG THÍCH ỨNG VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU CHO THÀNH PHỐ NAM ĐỊNH

MỞ ĐẦU

1.Tính cấp thiếp của đề tài

Việt Nam được đánh giá là một trong những nước bị ảnh hưởng nhiều nhất từ biến đổi khí hậu (BĐKH) với hơn 3.260 km bờ biển chạy dài suốt 15 vĩ độ từ Bắc tới Nam Trong đó, các vùng ven biển là nơi chịu nhiều tác động nặng nề nhất của BĐKH mà trực tiếp là mực nước dâng, thiên tai, lũ lụt, xâm nhập mặt… Theo tính toán, nếu mực nước biển dâng thêm 1m thì Việt Nam sẽ đối mặt với mức thiệt hại lên tới 17 tỷ USD/năm (10%GDP) 1/5 dân số mất nhà cửa; 12,3% diện tích đất trồng trọt biến mất; 40.000km2 diện tích đồng bằng (39% ĐBSCL và 10% ĐBSH), 17km2 bờ biển ở khu vực các tỉnh lưu vực sông Cửu Long sẽ chịu tác động của lũ ở mức không thể đoán Tại miền Bắc, rét đậm, rét hại kéo dài với cường độ mạnh điển hình là mùa đông năm

2008 miền Bắc từng trải qua đợt rét đậm, rét hại kéo dài 38 ngày từ 13/1 đến 20/2, băng tuyết cũng xuất hiện trên đỉnh Mẫu Sơn (Lạng Sơn) và Hoàng Liên Sơn (Lào Cai) khi nhiệt độ chỉ còn -2 và -3 độ C Năm 2015 hiện tượng EL Nino mạnh nhất kể

từ năm 1950 đã ảnh hưởng lớn đến sản xuất và đời sống của nhân dân trên toàn lãnh thổ Việt Nam Bên cạnh đó, mưa lớn bất thường xảy ra nhiều gây úng lụt không những ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất nông nghiệp trong nội đồng mà khi tiêu thoát ra biển làm cho nồng độ muối vùng nước ven bờ giảm đột ngột dẫn đến các loài thuỷ sản nhất là loài nhuyễn thể như ngao bị chết hàng loạt do bị sốc nước Đặc biệt, tình trạng thiếu nước và nước biển dâng khiến xâm nhập mặn tiến sâu vào nội địa gây nhiễm mặn, nhiễm phèn nguồn nước, ảnh hưởng lớn đến nguồn nước tưới gây thiệt hại lớn cho sản xuất nông nghiệp và đời sống của nhân dân Tác động tổng hợp của BĐKH đã làm thay đổi một số quy luật tự nhiên, môi sinh, môi trường, tác động tiêu cực lên hệ sinh thái, sản xuất và đời sống của nhân dân khu vực ven biển

Nam Định mang đầy đủ những đặc điểm của tiểu khí hậu vùng ĐBSH, là khu vực nhiệt đới, gió mùa, nóng ẩm, mưa nhiều, có 4 mùa rõ rệt (xuân, hạ, thu, đông) Hàng

năm, Nam Định thường chịu ảnh hưởng của bão hoặc áp thấp nhiệt đới, bình quân từ 4 – 6 cơn/năm Từ năm 1996 đến nay, Nam Định phải gánh chịu 26 trận bão, 01 trận lốc,

04 trận lũ gây thiệt hại lớn về người và của; ước hàng nghìn tỷ đồng Các hiện tượng thời tiết cực đoan: tăng nhiệt độ; thay đổi lượng mưa; tăng tần xuất, mức độ rét đậm, rét hại…

Cơ sở hạ tầng khu vực thành phố Nam Định, tỉnh Nam Định chưa được xây dựng đồng

bộ, hệ thống thoát nước đã xuống cấp, việc xây dựng bổ sung được thực hiện một cách chắp vá, không theo quy hoạch lâu dài, không đáp ứng nhu cầu phát triển đô thị cũng như đương đầu với tác hại của biến đổi khí hậu trong tương lai Trong khi tình hình biến đổi khí hậu, nước biển dâng làm những khu vực trọng yếu bị ngập thường xuyên khi triều cường gây ảnh hưởng lớn đến đời sống sinh hoạt của cộng đồng người dân trong khu vực

Đề tài “Nghiên cứu giải pháp thoát nước bền vững thích ứng với biến đổi khí hậu cho thành phố Nam Định” được thực hiện nhằm đề xuất giải pháp thoát nước bền vững cho thành phố Nam Định trong điều kiện biến đổi khí hậu, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống cho người dân và phát triển kinh tế xã hội

2 Mục tiêu của đề tài:

2.1 Mục tiêu chung:

- Đề xuất giải pháp thoát nước bền vững cho thành phố Nam Định trong điều kiện biến đổi khí hậu

2.2 Mục tiêu cụ thể:

- Nghiên cứu tổng quan về thoát nước bền vững

- Đánh giá hiện trạng thoát nước tại thành phố Nam Định

- Đề xuất giải pháp giải pháp thoát nước bền vững cho thành phố Nam Định trong điều kiện biến đổi khí hậu

3 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:

- Đề tài sử dụng các phương pháp nghiên cứu chính sau:

Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu: đề tài thu thập và tổng hợp các tài liệu trong và ngoài nước về thoát nước bền vững Tổng hợp các kết quả nghiên cứu về hiệu quả thoát nước cũng như hiệu quả thực tế của mô hình

Phương pháp hiện trường: Tiến hành khảo sát thực tế hiện trạng thoát nước và xử lý nước thải tại thành phố Nam Định, tỉnh Nam Định nhằm thu thập một số thông tin dữ liệu thực tế phục vụ cho đề tài

Kế thừa: Kế thừa các kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực tế đã áp dụng thành công

mh thoát nước bền vững tại một số địa phương ở Việt Nam và trên thế giới

Phương pháp thu thập và quan trắc số liệu khí tượng thủy văn, tính các thông số về mưa

Ứng dụng phần mềm SWMM để mô phỏng và đề xuất giải pháp thoát nước

- Đối tượng NC: Hệ thống thoát nước TP Nam Định, tỉnh Nam Định

- Phạm vi NC: Địa bàn thành phố Nam Định

4 Kết quả đạt được:

- Phân tích và đánh giá được hiện trạng thoát nước trên địa bàn TP Nam Định

- Đề xuất giải pháp thoát nước bền vững trong điều kiện biến đổi khí hậu cho thành phố Nam Định

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan về ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến thoát nước đô thị trên thế giới và ở Việt Nam

1.1.1 Trên thế giới

Biến đổi khí hậu là mối đe dọa chính đối với sự tồn tại của con người và phải đối mặt trong thế kỷ 21 Các Nghiên cứu ảnh hưởng của BĐKH làm gia tăng lượng mưa gây lũ lụt khi Siêu bão Ida mang theo mưa lớn và gió mạnh đổ bộ vào bang Louisiana, Mỹ ngày 29/8/2021 đã được tiến hành Các nhà nghiên cứu đã phân tích hai hiện tượng dẫn đến lũ lụt: mưa lớn trong khoảng thời gian ngắn và mưa dai dẳng trong thời gian dài Nhìn chung trong năm 2020, họ nhận thấy biến đổi khí hậu khiến lượng mưa trong

3 ngày tồi tệ nhất tăng 5% và tăng 10% trong 3 tiếng mưa dữ dội nhất Đối với những cơn bão có cường độ cao hơn, nghiên cứu cho thấy tác động của biến đổi khí hậu còn

rõ ràng hơn với lượng mưa tăng 8% trong 3 ngày tồi tệ nhất và 11% trong 3 tiếng khắc nghiệt nhất Nhiệt độ toàn cầu đã tăng khoảng 1,1 độ C so với thời tiền công nghiệp,

do tác động của hiệu ứng nhà kính mà nguyên nhân chính bắt nguồn từ lượng khí phát thải từ hoạt động của con người Các nghiên cứu trước đó cũng chỉ ra rằng tình trạng

ấm lên này đã khiến gia tăng lượng mưa trong các trận bão trước đây, trong đó có bão Irma và Harvey năm 2017, bão Dorian năm 2019

Theo số liệu của các nhà quan sát Sự kiện Khẩn cấp Darabase, chỉ trong vòng 2 thế kỷ qua, số lượng lũ lụt tại các thành phố trên thế giới đã tăng đột biến, ảnh hưởng nghiêm trọng đến cuộc sống của người dân Biến đổi khí hậu, trước hết là sự nóng lên toàn cầu

và nước biển dâng, là một trong những thách thức lớn nhất mà nhân loại phải đối mặt Chỉ trong vòng hai thế kỷ qua, số lượng lũ lụt đô thị trên toàn cầu đã gia tăng đáng kể, ảnh hưởng nghiêm trọng đến cuộc sống của người dân ở tất cả các quốc gia và khu vực trên thế giới, đặc biệt là ở các thành phố, vùng lớn và vùng ven biển

Tại Singapore, mực nước biển dâng 59cm, có thể gây ra sự suy giảm đáng kể của rừng ngập mặn, xói mòn bờ biển Trong vài thập kỷ trở lại đây, Chính phủ Singapore đã tiến hành mở rộng diện tích quốc gia thông qua các biện pháp lấn biển Kết quả là trên 20%

diện tích của đảo quốc này hiện nay là đất lấn biển Với dự báo mực nước biển dâng từ 0,5 đến 1,5m, các vùng đất lấn biển lại đang trong nguy cơ bị đe dọa

Tại Indonesia, nước biển dâng cùng với hiện tượng sạt lở đất do khai thác nước ngầm quá mức sẽ làm đường bờ biển của Indonesia dịch chuyển vào trong và gia tăng nguy

cơ ngập lụt Đến năm 2050, nếu mực nước biển dâng theo các kịch bản 0,25; 0,57 hoặc 1,0 cm/năm, diện tích ngập lụt ở Bắc Jakarta tương ứng sẽ là 40, 45 hoặc 90 km2 Nếu mực nước biển dâng trung bình năm 2050 là 0,5m và hiện tượng sạt lở vẫn tiếp tục, nhiều diện tích của Bắc Jakarta và Bekasi sẽ bị ngập lụt vĩnh viễn

Tại Philippines, mực nước biển dâng 30cm vào năm 2045, sẽ ảnh hưởng đến 2.000 ha đất và khoảng 500.000 dân Mức dâng 100cm vào năm 2080, sẽ gây ngập lụt cho hơn 5.000 ha đất vùng ven vịnh Manila và làm ảnh hưởng đến 2,5 triệu người Rủi ro còn gia tăng nếu nước biển dâng đi cùng gia tăng cường độ bão (Nguồn: Biến đổi khí hậu

và các khu vực đô thị ở Đông Nam Á: Thực trạng và các vấn đề thích ứng)

Ở Áo, một giải pháp cho mực nước dâng cao của sông Danube là xây dựng một bức tường ngăn lũ Một công ty của Anh, Flood Resolution, đã phân tích cấu trúc công trình bao gồm hai phần chính: nền móng cố định và hàng rào có thể di chuyển được

Hệ thống này dựa trên một bức tường ngầm, bảo vệ một khu vực khỏi sự xâm nhập của nước ngầm, vốn dâng lên đồng thời với mực nước lũ Chiều sâu của tường ngầm phụ thuộc vào nền đá ngầm, do đó quyết định chiều cao của tường chắn Gia cố tường ngầm bằng xi măng trước hệ thống tường chắn di động Các biện pháp kiểm soát lũ lụt

ở thành phố Glein (Áo) được xây dựng trong khuôn khổ dự án Đập Machland, là một trong 6 khu vực tường chắn lũ có thể di chuyển được Do thiết kế độc đáo và hiệu quả cao, những bức tường di động kiểm soát lũ lụt này đã nổi tiếng khắp thế giới

Hình 1.1 Một bức tường chống lũ ở Áo

1.1.2 Tại Việt Nam

Tại Việt Nam, ngập úng vẫn là vấn đề nhức nhối hàng ngày ở các thành phố lớn, đặc biệt là hai đô thị là TP.HCM Hồ Chí Minh và thủ đô Hà Nội Một phần nguyên nhân chỉ ra rằng quá trình đô thị hóa là do nhiều ao, hồ, vùng trũng thấp (đất ngập nước) đã

bị san lấp, đỉnh điểm là nhiều sông, kênh, rạch, mương thoát nước cho xây dựng đô thị Nhìn chung, cơ sở hạ tầng thoát nước đô thị vẫn chưa đạt yêu cầu, lạc hậu về công nghệ, đã xuống cấp do lịch sử xây dựng từ 50 đến 100 năm Tổng chiều dài cống ngầm

ở 84 thành phố, thị xã chỉ hơn 1.000 km, tập trung ở một số thành phố lớn Chỉ số phục vụ tính theo chiều dài cống của dân cư đô thị còn thấp, chỉ (0,04 ÷ 0,06) m, trong khi Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh và Hải Phòng chỉ 0,2m Về chất lượng các tuyến cống, theo đánh giá của các công ty thoát nước trên địa bàn, hơn 30% tuyến cống hư hỏng nặng cần sửa chữa, 40% tuyến xuống cấp và chỉ 30% hư hỏng vừa, tốt Kênh thoát nước chủ yếu sử dụng kênh tự nhiên, móng và tường được làm bằng đất và thường không ổn định Cống, ống thoát nước bằng bê tông hoặc gạch, mặt cắt ngang

của cống thường là hình tròn, hình chữ nhật, có phụ gia là ống thoát nước thải hình bầu dục Ngoài ra, ở các đô thị có nhiều mương có nắp đan hoặc mương hở, thường có kích thước nhỏ, có nhiệm vụ thu gom nước mưa, nước bẩn trong các cụm dân cư Các cống, giếng thu nước mưa trong mạng lưới hư hỏng nặng, sửa chữa nhỏ nên khó quản

lý Theo báo cáo từ Công ty Thoát nước và Môi trường đô thị, tất cả các thành phố, thị

xã trên cả nước đều xảy ra tình trạng ngập úng cục bộ trong mùa mưa Ở khu vực thành thị, 60% đường phố bị ngập, như Buôn Ma Thuột ở Đắk Lắk Hồ Chí Minh (trên

100 điểm), Hà Nội (trên 30 điểm), Đà Nẵng, Hải Phòng cũng có nhiều điểm bị ngập Thời gian lũ thay đổi từ 2 giờ đến 2 ngày, độ sâu lớn nhất là 1m Ngoài các điểm ngập úng do nước mưa, tại một số đô thị, nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp (Ban

Mê Thuột, Cà Mau) cũng có thể gây ngập úng cục bộ Mưa lũ gây ách tắc giao thông, nhiều tổ chức sản xuất, dịch vụ ngừng hoạt động, du lịch ngừng hoạt động, hàng hóa không lưu thông được Theo tính toán sơ bộ, thiệt hại hàng năm do lũ lụt gây ra lên đến hàng trăm tỷ đồng

Hiện tại, đô thị Việt Nam đang phải đối mặt với các vấn đề về BĐKH như bão, lũ lụt tác động trực tiếp đến phát triển hệ thống đô thị ven biển và các vùng đồng bằng lớn, trên 40 tỉnh thuộc ĐBSCL, ĐB Sông Hồng, Duyên hải Miền Trung, Đông Nam Bộ với khoảng 128 đô thị có nguy cơ ngập cao, 20 đô thị có nguy cơ ngập nặng BĐKH gây mưa lớn, lũ quét, sạt lở đất tác động đến phát triển hệ thống đô thị của 31 tỉnh thuộc vùng núi phía Bắc, Tây Nguyên, miền Trung và Đông Nam Bộ với khoảng 139 đô thị chịu ảnh hưởng, 15 đô thị có khả năng chịu tác động mạnh Biến đổi khí hậu hiện đang diễn ra hết sức phức tạp như đã trình bày trong Báo cáo đánh giá lần thứ 5i của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) [3] Chính phủ Việt Nam đã ra Quyết định

số 158/2008/QĐ-TTg ngày 02/12/2008 phê duyệt Chương trình Mục tiêu Quốc gia Ứng phó với Biến đổi Khí hậu [1], tập trung vào việc đánh giá tình hình BĐKH ở Việt Nam, xây dựng phương pháp đánh giá các biến số khí hậu và tình hình BĐKH mà cụ thể là nhiệt độ, lượng mưa, các thảm họa tự nhiên cùng các hiện tượng khí hậu cực đoan, đồng thời xây dựng các kịch bản BĐKH và mực nước biển dâng cho giai đoạn (2010÷2100) cho từng khu vực của Việt Nam Bộ Tài nguyên Môi trường công bố kịch bản BĐKH và nước biển dâng cho Việt Nam năm 2016 [2], cho thấy nguy cơ ngập các đô thị là rất lớn, đặc biệt đối với khu vực đô thị ven biển

1.2 Tổng quan về các giải pháp thoát nước bền vững

1.2.1 Các nghiên cứu giải pháp thoát nước bền vững trên thế giới

Thoát nước bền vững là vận dụng triệt để các nguyên lý và chức năng của hệ sinh thái

tự nhiên, thay vì đẩy/thoát thật nhanh nước mưa ra khỏi đường phố bằng các hệ thống kênh hở hoặc cống ngầm thì thoát nước bên vững làm chậm lại quá trình nêu trên thông qua khả năng lưu trữ tạm thời và thấm ngấm bổ cập nước ngầm Nhờ đó, thay vì coi nước mưa là nguồn nước thải cần đầu tư hệ thống thoát quy mô, thì nước mưa sẽ được tích trữ tạm thời để phục vụ lại tự nhiên, cộng đồng như bổ cập nguồn nước ngầm, hài hòa cảnh quan thiên nhiên, góp phần xử lý nguồn thải phân tán và chống ngập úng

Mô hình Phát triển tác động thấp (Low Impact Development-LID): là một thuật ngữ được sử dụng ở Canada và Hoa Kỳ để mô tả phương pháp thiết kế kỹ thuật và quy hoạch đất đai để quản lý dòng nước mưa, sử dụng cảnh quan để hấp thu dòng chảy lũ, giảm dòng chảy mặt, bổ sung nước vào các mạch nước ngầm từ đó làm giảm lưu lượng nước mưa và các chất lơ lửng vào trong hệ thống thu gom Bản chất của mô hình là mô phỏng dòng chảy trong tự nhiên của nước mưa trước khi có tác động của con người

Hệ thống thoát nước đô thị bền vững (Suistainable urban drainge system): là tập hợp các biện pháp quản lý nước nhằm điều chỉnh hệ thống thoát nước đô thị để chu trình của nước gần hơn với các chu trình luân chuyển trong tự nhiên như nước dâng, thấm, lọc sinh học Những điều chỉnh đó góp phần làm giảm tác động của con người đối với môi trường tự nhiên trong quá trình đô thị hóa

Phát triển tác động thấp (LID) là một phương pháp tiếp cận với sự phát triển đất để quản lý nước mưa, được đưa ra nhằm thay thế phương pháp thiết kế nước mưa theo truyền thống Nguyên lý áp dụng của Phát triển tác động thấp (LID) là một cách tiếp cận xanh để quản lý nước mưa nhằm tìm ra phương pháp giống như thủy văn tự nhiên của một vùng bởi các biện pháp kiểm soát vi mô phi tập trung nhằm đạt được cân bằng nước Mục đích chính của LID là giảm tác động của sự phát triển đối với các vấn đề liên quan đến nước thông qua việc sử dụng các biện pháp quản lý sự thấm nước mưa,

bốc hơi hoặc thu hoạch và sử dụng nước mưa trên khu vực nơi nó rơi xuống

Các giải pháp LID điển hình hiện thời bao gồm các công trình sau: Mái nhà xanh (Greenroofs), vườn thu nước mưa (Rain gardens), bể chứa sinh học (Bioretention), vật liệu lát thấm nước (Permeable pavements), ao thấm, hào thấm, thùng chứa nước, hộp trồng cây Các công trình trên đa số tận dụng các vùng công cộng giảm thiểu việc phải thỏa hiệp với người dân trong quá trình xây dựng và cải tạo

Cách tiếp cận chính của việc ứng dụng thoát nước bền vững trong thoát nước đô thị là

sử dụng và tối ưu háo việc tiêu thoát nước tự nhiên theo các dòng chảy bề mặt; giảm tốc độ, lưu lượng dòng chảy thông qua hệ thống công trình lưu chứa nước (tự nhiên và nhân tạo) vừa giúp phòng chống ngập úng, vừa điều hòa vi khí hậu kết hợp cho các nhu cầu không gian công cộng, tăng cường khả năng thấm hút trên dòng chảy, vừa bổ sung nguồn nước ngầm, giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm thông qua quá trình tự làm sạch nhờ các hệ sinh thấp ngập nước và hệ thống lắng, lọc tự nhiên; tăng cường tái sử dụng nước; có giải pháp dự phòng cho các biến động không thể lường trước do tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng… Cách tiếp cận này mang đến cơ hội tăng cường không gian xanh cho đô thị, kết nối và mở rộng mạng lưới cây xanh, tạo môi trường cho các sinh vật hoang dã sinh sống, từ đó tạo ra các lợi ích cộng đồng (cải thiện môi trường sống, tăng chất lượng cuộc sống cộng đồng, làm tăng giá trị tài sản, giá đất và

sự thịnh vượng của nền kinh tế địa phương)

Ở các nước EU, khái niệm Hệ thống thoát nước đô thị bền vững (SUDS) chủ yếu được sử dụng để bảo vệ sức khỏe cộng đồng, bảo vệ giá trị của tài nguyên nước và bảo

vệ tài nguyên nước, cung cấp tài nguyên thiên nhiên cho các thế hệ tương lai, là tập hợp các biện pháp quản lý nước nhằm điều chỉnh hệ thống thoát nước đô thị để chu trình của nước gần hơn với các chu trình luân chuyển trong tự nhiên như nước dâng, thấm, lọc sinh học Những điều chỉnh đó góp phần làm giảm tác động của con người đối với môi trường tự nhiên trong quá trình đô thị hóa

Ở Úc, các giải pháp thoát nước bền vững được gọi là phương pháp Thiết kế Đô thị Nhạy cảm với Nước (WSUD)

Tương tự, ở Hoa Kỳ và Canada, SUDS được biết đến với khái niệm phát triển ít tác

động (LID) và cách tiếp cận của nó khuyến khích sự tương tác của các quá trình tự nhiên với môi trường đô thị để bảo vệ tái tạo hệ sinh thái trong quản lý nước Phương pháp LID tập trung vào việc bảo vệ và tận dụng các đặc điểm tự nhiên kết hợp với hệ thống thủy văn quy mô nhỏ để giảm thiểu tác động tiêu cực của quá trình đô thị hóa

Một số công trình LID tại một số nước tiên tiến

- Mái xanh là tầng mái của toàn nhà được bao phủ toàn bộ hay một phần bởi thực vật xanh để bù đắp lượng thấm cho phần thảm thực vật đã bị loại bỏ khi xây dựng tòa nhà

Từ nhiều thập kỷ nay, việc xây dựng những mái nhà xanh đã được áp dụng trong việc kiểm soát lượng nước chảy tràn, cải thiện chất lượng không khí và nước, đồng thời thúc đẩy bảo tồn năng lượng

Hình 2: Mái nhà xanh

- Vật liệu thấm được thiết kế trong việc lưu trữ tạm thời đối với dòng chảy bề mặt, cho phép nước thấm chậm vào lòng đất Các vật liệu thấm bao gồm hệ thống lưới nhựa, nhựa đường xốp và bê tông xốp Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, mặt đường xốp đã góp phần làm giảm tốc độ của dòng chảy và mức độ ô nhiễm liên quan ở nhiều địa điểm khác nhau Tốc độ dòng chảy giảm trung bình từ 50% đến 93% Các thí nghiệm khác từ cùng khu vực cũng chỉ ra rằng không chỉ có thể làm giảm lượng nước chảy trên mặt đường mà còn

có thể loại bỏ việc tạo ra nước chảy ngay cả trong những đợt mưa lớn nhất

Hình 3: Vật liệu bê tông thấm

- Hộp cây bao gồm ba thành phần chính: buồng, giá thể đất và cây Khoang chứa bên dưới đất thường là một kết cấu bê tông được đúc sẵn, có chứa một hợp chất bao gồm đất có công thức đặc biệt để lọc nước mưa và các loại cây bản địa hoặc cây bụi Hộp cây là hệ thống lọc sinh học nhỏ được thực hiện nhằm loại bỏ chất ô nhiễm thông qua quá trình lọc và hấp phụ Đất sét hoặc chất hữu cơ trong hỗn hợp đất sẽ hút và giữ các phần tử khác thông qua một quá trình vật lý hoặc hóa học Ưu điểm lớn của việc lắp đặt hộp cây là khả năng lắp đặt thuận tiện ở các khu đô thị, cũng như các khu dân cư, ngoại thành; Bất kể mục đích sử dụng đất, các hộp cây được thiết kế để thu giữ và xử

lý các khu vực thoát nước nhỏ

Hình 4: Công trình hộp trồng cây

Các mô hình thoát nước bề vững điển hình trên thế giới

Mô hình Quản lý nước mưa SWMM (Storm Water Management Model)

SWMM là mô hình động lực học mô phỏng mưa , dòng chảy cho các khu đô thị cả về chất và lượng và tính toán quá trình dòng chảy trên các đường dẫn Nó có thể mô phỏng với một trận mưa đơn lẻ hoặc nhiều trận mưa liên tiếp trong thời gian dài

SWMM ra đời từ năm 1971, cho đến nay đã trải qua nhiều lần nâng cấp SWMM được

sử dụng rộng rãi trên thế giới cho các công tác quy hoạch, phân tích và thiết kế các hệ thống thoát nước mưa, hệ thống thoát nước chung, hệ thống thoát nước thải và những

hệ thống tiêu khác trong vùng đô thị cũng như những vùng không phải đô thị

Mô hình Quản lý nước mưa XP-SWMM (Stormwater Management Model)

Mô hình XP-SWMM do các nhà khoa học Mỹ phát triển đã được sử dụng tại Mỹ và nhiều quốc gia trên thế giới trong đó có Australia Nó được đánh giá là một công cụ hiệu quả trong quản lý đô thị theo phương pháp WSUD tại Australia Đây là bộ phần mềm dùng để

mô phỏng động lực học nước mưa, mô phỏng trên hệ thống sông, mô phỏng ngập lụt và đánh giá các hệ thống tổng hợp Mô hình tổng hợp tính toán dòng chảy một chiều từ thượng lưu đến hạ lưu, kết hợp với mô hình hai chiều tính toán dòng chảy tràn bề mặt Do đó, khi

mô phỏng hệ thống người sử dụng có thể đánh giá điều gì thực sự xảy ra cho hệ thống nước mưa/nước thải, khi nồng độ chất ô nhiễm tăng hoặc khi có một vấn về môi trường

Nó đã được sử dụng hơn 25 năm và đã được đánh giá bởi cơ quan Quản lý các vấn đề khẩn cấp của liên bang Mỹ (Federal Emergency Management Agency - FEMA) cũng như được cơ quan quản lý về môi trường của Anh (UK Environment Agency) kiểm chứng Điều đó đã tạo cho XP – SWMM trở thành một trong những bộ phần mềm mô phỏng ổn định và sử dụng tốt nhất trên thế giới

triển chính sách và quy hoạch đô thị ở Brisbane và Melbourne để phát triển phần mềm MUSIC như một công cụ để mô phỏng chất lượng nước mưa, thiết kế và đánh giá hiệu quả của hệ thống xử lý nước mưa ở các khu vực đô thị Các nhà thiết kế phát triển đô thị Úc đã đánh giá rằng việc sử dụng bộ mô hình MUSIC sẽ giúp việc thực hiện các tiêu chuẩn Thiết kế Đô thị Nhạy cảm với Nước (WSUD) trở nên dễ dàng hơn

Các thành phố tự quản của Úc khuyến khích sử dụng MUSIC như một công cụ để đánh giá hiệu quả của WSUD, từ đó giúp các nhà quản lý đưa ra quyết định trong quy hoạch phát triển đô thị (Weber, 2008; Fletcher, 2001)

Với những ưu điểm nổi trội của mình, XP – SWMM và MUSIC đã trở thành bộ công

cụ hiệu quả và được sử dụng phổ biến nhất tại Australia, Anh, cũng như ứng dụng tại một số nước như Mỹ, Canada, và một số nước châu á như Nhật Bản, Malaysia trong tổng hợp quản lý nước mưa cho khu vực đô thị

Một số nghiên cứu ứng dụng XP-SWMM, SWMM và MUSIC trong thiết kế hệ thống quản lý nước mưa theo phương pháp thoát nước bền vững

Nghiên cứu tại Connells point, Kogarah, Australia

Vùng Connells point, Kogarah, Australia đứng trước vấn đề về ngập úng cục bộ trong suốt hơn 15 năm Các nghiên cứu cho thấy do đặc trưng vùng có thủy triều và lượng mưa rất lớn mà hệ thống thoát nước hiện tại không đáp ứng được lưu lượng nước này

đã gây ra hiện tượng ngập úng cục bộ xảy ra thường xuyên trên các tuyến phố Khi có mưa lớn xảy ra cuốn theo chất bẩn gây ra ô nhiễm nguồn nước trước khi đổ ra vịnh

Do đó, hội đồng thành phố Kogarah đã tiến hành Nghiên cứu nâng cấp hệ thống nước mưa của vùng Connells point, trong đó sử dụng bộ XP – SWMM và MUSIC để tính toán và đưa ra phương án tối ưu giải quyết được các vấn đề mà hiện trạng đang gặp phải

Phương án ban đầu là thoát nước ra vịnh qua công viên bằng hệ thống rãnh cỏ (grassed swale) Phương án này đã gặp phải sự phản đối từ người dân địa phương với mong muốn hệ thống tiêu thoát nước không được làm ảnh hưởng đến công viên, nơi diễn ra các hoạt động vui chơi giải trí của họ Với mục tiêu thỏa mãn được mối lo ngại của

dân địa phương cũng như giải quyết được các vấn đề ngập úng, và chất lượng nước đang gặp phải, hội đồng thành phố đã đưa ra phương án thiết kế hệ thống theo phương pháp WSUD, đó là xây dựng hệ thống quản lý nước mưa ngầm Thiết kế này là sự kết hợp sáng tạo hệ thống vận chuyển và xử lý nước mưa ngầm, trong đó xử dụng kết hợp

hệ thống xử lý nước bao gồm: hệ thống thu gom chất thải (Gross pollutant traps – GPTs) và hệ thống lọc nước sinh hóa (bio-retention)” và giảm dòng chảy lớn qua hệ thống hố thu nước tràn mặt “surcharge pits”, giống như hệ thống thoát nước tự nhiên của khu vực (Gurmeet, 2008)

Sau khi hệ thống công trình được đưa vào vận hành, chương trình giám sát chất lượng nước thực hiện bởi Hội đồng thành phố đã chỉ ra rằng lượng chất ô nhiễm và bùn cát lắng cặn đổ ra vịnh Connells đã giảm đáng kể Chất lượng nước tại cửa ra đã đạt cao hơn tiêu chuẩn của nước xả ra vịnh Điều được các nhà khoa học tiên đoán trước là sự suy giảm của chất ô nhiễm và bùn cát lắng cặn sẽ cung cấp môi trường sống cho các loài động, thực vật trong vịnh Connells, từ đó sẽ cải thiện các giá trị môi trường và giải trí của khu vực Nghiên cứu cũng đề xuất việc tái sử dụng lại nguồn nước sau khi xử lý cho mục đích tưới cây và nước dùng cho nhà vệ sinh sử dụng cho khu vực công viên, qua đó cũng cấp một hệ thống xử lý tổng hợp nước mưa cho dân cư vùng vịnh Connells (Gurmeet, 2008)

Nghiên cứu tại Fort Dodge, Lowa, Mỹ

SWMM là mô hình được sử dụng phổ biến nhất tại Mỹ, tuy nhiên bên cạnh SWMM,

XP – SWMM cũng đã được sử dụng, dẫn chứng là nghiên cứu Quy hoạch tài nguyên nước mưa khu vực Fort Dodge, Lowa, Mỹ Thành phố Fort Dodge hiện đang đứng trước vấn đề về ngập úng cục bộ và sự quá tải của hệ thống đường ống thoát nước thải

ở khu vực xung quanh Crossroads Mall Công ty HR Green thực hiện nghiên cứu sử dụng XP – SWMM để đánh giá hiện trạng ngập úng và đưa ra các phương án thiết kế nâng cấp hệ thống khả thi dựa trên các tiêu chí của phương pháp tiếp cận Thực hành quản lý tối ưu (Best Management Practices - BMP) (Ralph, 2010)

Tại Malaysia, mô hình XP-SWMM ứng dụng để dự báo ngập lụt cho khu vực đô thị Taman Mayang với diện tích 134,46 ha Nghiên cứu đã áp dụng và so sánh 3 phương

pháp diễn toán dòng chảy trong XP – SWMM: phương pháp hồ chứa phi tuyến tính (Non Linear Reservoir Method - NLRM), phương pháp diện tích - thời gian (Time Area Method - TAM) và phương pháp Laurenson (Laurenson Method - LM) để tính toán dòng chảy cho lưu vực nghiên cứu Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng phương pháp TAM cho kết quả sai số thấp nhất, khoảng 7% so với kết quả thực đo (Thamer, 2008)

- Năm 2014, Đại học Hồ Nam cũng đã thực hiện một nghiên cứu khác với chủ đề

“Đánh giá hiệu quả của việc áp dụng các giải pháp thu gom nước mưa để giảm lũ lụt của Đại học Hồ Nam” Nghiên cứu đưa ra hai giải pháp để kiểm soát nước mưa, đó là (1) Thu gom và sử dụng nước mưa để sử dụng qua hệ thống hồ chứa; (2) Sử dụng nước thấm trên các bề mặt không thấm hiện có như vỉa hè, bãi đậu xe, sân chơi, vỉa hè, v.v Bê tông, trong đó đưa nước mưa vào lòng đất (tầng không điều áp và có điều áp) Một nghiên cứu khác của Fatema (2014) cho khu vực Rockhampton, trung tâm bang Queensland, Australia đã sử dụng XP – SWMM để tính toán dòng chảy mặt Với mục đích tìm ra được phương pháp diễn toán phù hợp nhất với khu vực tính toán, nghiên cứu đã đưa ra sự so sánh về bốn phương pháp diễn toán cơ bản trong XP – SWMM bao gồm: phương pháp dòng chảy SWMM, phương pháp sóng động học (Kinematic wave method), phương pháp Laurenson (Laurenson method), và phương pháp diện tích – thời gian (Time-Area method) Nghiên cứu đã chỉ ra rằng phương pháp Laurenson cho kết quả tổng lượng dòng chảy mặt nhỏ nhất so với các phương pháp khác, tuy nhiên lại cho đỉnh lũ lớn nhất, có khả năng phù hợp mô phỏng ở khu vực đồi núi có độ dốc trung bình Phương pháp Laurenson cũng là phương pháp diễn toán được bang Queensland chấp nhận và khuyến cáo sử dụng trong toàn bang Queensland (Fatema, 2014)

1.2.2 Tổng quan về các nghiên cứu giải pháp thoát nước bền vững ở Việt Nam

Ở Việt Nam, đã có một số nghiên cứu về quản lý hệ thống thoát nước đô thị điển hình như:

- Bài báo: "Nghiên cứu các giải pháp thiết kế xả nước mưa đường phố theo cách bền vững" được đăng trên Tạp chí Khoa học và Công nghệ Xây dựng (Khoa học và Kiến

trúc) - Đại học Xây dựng vào tháng 5 năm 2019 Bài báo này đề xuất giải pháp thiết kế

hệ thống thoát nước mưa đường phố như một hướng đi bền vững (SuD) Trên cơ sở

đó, một số giải pháp đã được áp dụng để thiết kế hệ thống thoát nước mưa đường bộ tại Thành phố mới Kỳ Đồng - Hà Tĩnh Kết quả tính toán cho thấy, việc áp dụng các giải pháp thiết kế thoát nước bền vững trên các tuyến phố ngay từ đầu sẽ mang lại hiệu quả trong việc đảm bảo cân bằng sinh thái, giảm thiểu rủi ro và giảm thiểu ô nhiễm môi trường Cơ hội lũ lụt và xói mòn, bổ sung nguồn nước ngầm tự nhiên, giảm bớt các công trình thoát nước quy mô lớn, cải tạo cảnh quan

- Bài báo: “Ảnh hưởng của các đặc trưng mưa thiết kế tới hiệu quả kiểm soát dòng chảy của các công trình thoát nước bền vững” đăng trên Tạp chí Khoa học Thuỷ lợi và Môi trường, Số 68 (tháng 3/2020) của Ts Đặng Minh Hải Bài báo này đánh giá ảnh hưởng của các đặc điểm kiểu mưa được thiết kế đến lưu lượng tối đa và hiệu quả kiểm soát dòng chảy của các sơ đồ LID khác nhau Tùy chọn LID kết hợp các loại cấu trúc thoát nước bền vững, chẳng hạn như mái xanh, vật liệu lát đường thấm và chậu hoa Mô hình SWMM (quản lý nước mưa) được sử dụng để đánh giá hiệu quả của cấu trúc LID so với các hệ thống thoát nước truyền thống Kết quả cho thấy khi thời gian lặp lại lượng mưa thiết kế tăng lên thì hiệu quả giảm tốc độ dòng chảy và tốc độ dòng chảy lớn nhất sẽ giảm xuống Ngược lại, khi thời gian kết tủa càng tăng thì hiệu suất giảm thể tích và giảm lưu lượng cực đại sẽ tăng lên Khi thời gian đỉnh mưa thay đổi, tác dụng giảm lượng, giảm lưu lượng cực đại không rõ rệt So với mái xanh và vật liệu lát đường thấm, hộp trồng cây có hiệu quả giảm khối lượng và dòng chảy cao nhất Quản lý thoát nước đô thị ở Việt Nam bằng phần mềm XP-SWMM còn rất mới Cho đến nay, mới có một nghiên cứu ứng dụng XP-SWMM vào mô phỏng thủy văn và đánh giá hệ thống thoát nước TP Huế Kết quả cho thấy, vai trò của các hồ trong việc trữ lũ làm giảm thiểu tình trạng ngập lụt, từ đó hỗ trợ việc quản lý và vận hành hệ thống thoát nước ở thành phố Huế (Phạm Văn Quân, 2013)

1.3 Đặc điểm của vùng nghiên cứu

1.3.1 Đặc điểm vùng nghiên cứu

Thành phố Nam Định nằm ở phía Bắc của tỉnh Nam Định cách Thủ đô TP.Nam Định 90km về phía Tây Bắc, cách thành phố Thái Bình - tỉnh Thái Bình 18km và cách thành phố Hải Phòng 90km về phía Đông Bắc, cách thành phố Ninh Bình - tỉnh Ninh Bình 28km về phía Nam, cách thành phố Phủ Lý, Hà Nam 30km về phía Tây Bắc

Hình 5 Bản đồ hành chính Tỉnh Nam Định

1.3.2 Đặc điểm địa hình

Thành phố Nam Định nằm ở đồng bằng châu thổ sông Hồng nên địa hình tự nhiên tương đối bằng phẳng, dốc dần theo hướng Tây Bắc - Đông Nam, cao độ từ 2,5 đến 4,2m so mực nước biển,trên địa bàn có nhiều ao, hồ, kênh mương với sông Đào chảy qua giữa thành phố theo hướng Bắc - Tây Nam Thành phố Nam Định có 3 lưu vực tiêu thoát nước chính: lưu vực phía Tây Nam với kênh chính là Kênh Gia, lưu vực phía Bắc với kênh chính là T3-11; lưu vực 3 phường, xã phía nam sông Đào với kênh chính

là CT2

1.3.3 Đặc điểm khí hậu

Lượng mưa: Lượng mưa hàng năm trung bình từ 1.470 mm, trong năm lượng mưa

phân bố không đều, mùa nóng mưa nhiều từ tháng 5 đến tháng 10 chiếm khoảng 70% - 75% lượng mưa cả năm, đặc biệt là vào tháng 7, 8 ,9 do lượng nước mưa không đều nên vào mùa mưa thường có úng, lụt gây thiệt hại cho sản xuất nông nghiệp Mùa khô

từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, mùa này lượng nước mưa chiếm khoảng 10% lượng mưa cả năm, tháng ít mưa nhất là tháng 12, tháng 1 và tháng 2

Tháng 11 94,35 105,774 278,256 142,1 201,3 221,442 Tháng 12 109,392 9,858 34,768 15,158 68,136 142,358

Ngày xuất hiện 05/08 10/07 28/11 09/09 12/06 28/09

Nhiệt độ: Nền nhiệt độ cao, nhiệt độ trung bình khoảng 23-24oC, số tháng có nhiệt độ

cao hơn 28oC là 5 tháng; mùa đông nhiệt độ trung bình là 18,9oC, tháng lạnh nhất là tháng 1 và tháng 2; tháng nóng nhất là tháng 7 và 8 Nhiệt độ không khí thấp thường bắt đầu từ tháng 12 đến tháng 2 năm sau, cao dần từ tháng 4 đến tháng 8 Nhìn chung nhiệt độ không khí ở thành phố Nam Định tương đối đồng đều giữa các tháng, khá thuận lợi cho cây trồng, vật nuôi phát triển và tăng trưởng

Độ ẩm: độ ẩm không khí trung bình hàng năm khá cao (khoảng 84%) và thay đổi theo

mùa Chênh lệch về độ ẩm giữa các tháng trong năm không lớn, rất thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp Tuy nhiên, độ ẩm cao cũng gây ảnh hưởng không tốt cho việc chế biến và bảo quản thức ăn gia súc, giống cây trồng

Gió: Hướng gió thay đổi theo mùa, mùa đông hướng gió thịnh hành là gió Bắc với tần

suất 60 - 70%, tốc độ gió trung bình 2,4m/s, những tháng cuối mùa đông gió có xu hướng chuyển dần về phía Đông Mùa hè gió thịnh hành là gió Đông Nam, với tần suất 50 - 70%, tốc độ gió trung bình 1,9 - 2,2 m/s do nằm trong vùng vịnh Bắc Bộ nên hàng năm thành phố Nam Định thường chịu ảnh hưởng của gió bão hoặc áp thấp nhiệt đới bình quân 4 - 6 trận/ năm

1.3.4 Đặc điểm địa chất

Về đặc điểm địa chất công trình, nói chung, khu vực thành phố Nam Định thuộc thềm đất bồi tương đối yếu, mức nước ngầm cao, không thực sự thuận lợi cho việc xây dựng công trình cao tầng, đặc biệt là khu vực phía Tây của vùng nghiên cứu nằm trong vùng trầm tích đầm lầy gốc sông Tuy nhiên, đây cũng không phải là những trở ngại không thể vượt qua Căn cứ vào 125 lỗ khoan phân bố không đều trong thành phố cho thấy cột địa tầng phân bố từ trên xuống dưới là: Lớp đất sét – Lớp sét pha – Lớp bùn sét

pha – Lớp cát và lớp bùn sét pha Cường độ chịu lực của đất yếu ≤1kg/cm2

1.3.5 Địa chất thủy văn

Cho tới nay chưa có tài liệu đánh giá về trữ lượng cũng như khả năng khai thác nước ngầm ở khu vực Nam Định và vùng phụ cận Hiện ở thành phố vẫn còn một số ít các

cơ quan, xí nghiệp có sử dụng kết hợp nước ngầm mạch sâu như trường trung học xây dựng số 2, xí nghiệp ô tô, xí nghiệp đông lạnh thủy sản Nước ngầm khai thác tại chỗ hầu hết bị nhiễm mặn nên chỉ được dùng làm vệ sinh, vệ sinh công nghiệp, các nhu cầu khác vẫn phải dùng nước của nhà máy Về lưu lượng, số liệu thực đo từ các giếng hiện có cho thấy công suất có thể khai thác ổn định từ 1 giếng điển hình chỉ ở mức Q=10-30m3/h (giếng có chiều sâu 80÷100m và đường kính 270÷375mm) Về chất lượng kết quả phân tích mẫu nước tại các giếng khoan hiện có cho thấy nước bị nhiễm mặn, hàm lượng clorua vượt xa so với chỉ tiêu cho phép độ kiềm thấp và hàm lượng sắt cao, có những mẫu hàm lượng sắt gấp tới 300 lần so với khuyến cáo của WHO

1.3.6 Thuỷ văn

Thành phố Nam Định có hệ thống sông ngòi khá dày đặc với mật độ sông vào khoảng 0,5 - 0,7 km/km2 Do đặc điểm địa hình các dòng chảy đều theo hướng Tây bắc - Đông nam, Chế độ thuỷ văn chịu ảnh hưởng chính của sông Hồng, nhánh sông Đào và chế độ thuỷ chiều

* Theo tài liệu của trạm khí tượng thủy văn Nam Định chế độ thủy văn sông Đào tại Nam Định như sau:

- Chế độ mực nước: Mực nước trung bình năm: 1,52m; Mực nước cao nhất: 5,77m; Mực nước thấp nhất: -0,4m

- Lưu lượng: Trung bình: 896m3/s; Lớn nhất: 6,650m3/s; Nhỏ nhất: 0m3/s (nước ngừng chảy)

- Độ dốc trung bình sông: 0,00120

- Cao độ đáy sông: -0,6m đến -0,8m

- Mực nước báo động theo các cấp trên sông Đào: Cấp I: +3,2m; Cấp II: +3,9m; Cấp III: +4,4m

- Mực nước báo động theo các cấp trên sông Hồng đoạn qua Nam Định: Cấp I: +3,8m; Cấp II: +4,8m; Cấp III: +5,8m

- Sông Hồng có hàm lượng phù sa lớn, là nguồn nước tưới chính cho tỉnh, đồng thời cũng là con sông nhận nước tiêu Đoạn sông Hồng chảy qua Nam Định có chiều rộng trung bình của sông khoảng 500- 600m, chiều dài 74,5km từ cống Hữu Bị đến cửa Ba Lạt, đoạn chảy qua ranh giới nghiên cứu dài 16,4km Mùa lũ, trên sông Hồng bắt đầu

từ tháng VI đến hết tháng X Về mùa lũ nước sông thường dâng lên rất cao, chênh lệch mực nước và cao độ đất trong đồng từ 1 – 1.5 m ảnh hưởng lớn đến việc tiêu úng Về mùa kiệt chịu tác động điều tiết của hồ Hoà Bình nên mực nước mùa kiệt được nâng cao hơn, tuy nhiên vào các tháng mùa kiệt mực nước vẫn thấp hơn cao độ trong đồng nên lấy nước tưới tự chảy rất khó khăn và phải lợi dụng chế độ triều, kết hợp với việc lấy nước động lực mới đủ nước tưới

- Sông Đào bắt nguồn từ sông Hồng tại ngã ba Hưng Long chảy ngang qua Thành phố Nam Định, gặp sông Đáy ở Độc Bộ và hợp thủy lại rồi chảy ra biển Sông có chiều dài 33,5km, đoạn chảy qua ranh giới nghiên cứu dài 17,5km, chiều rộng trung bình (170 - 270)m Đây là con sông quan trọng đưa nguồn nước ngọt dồi dào của sông Hồng bổ sung cho hạ du lưu vực sông Đáy cả mùa kiệt và mùa lũ

- Sông Châu Giang: là con sông phân chia ranh giới tỉnh Nam Định và tỉnh Hà Nam

về phía Đông Bắc, từ xã Mỹ Hà, huyện Mỹ Lộc đến cống Hữu Bị Đoạn chảy qua ranh giới nghiên cứu dài 7,3km, bề rộng lòng sông 80-130m

- Sông Châu Thành: bắt đầu từ cống Ngô Xá ( xã Nam Phong) đến đập Ghềnh, đoạn chảy qua ranh giới nghiên cứu dài 7km, bề rộng lòng sông 20-35m

* Ngoài những con sông hệ thống nước mặt của thành phố Nam Định còn bao gồm 3 yếu tố chính: Các hồ nước, hệ thống kênh rạch và rất nhiều những ao nhỏ trong các khu làng

Mực nước trong kênh, hồ ngoại thành phụ thuộc vào chế độ tưới tiêu trong vùng Bắc

Hà Nam Trong mùa mưa các trạm bơm tiêu có nhiệm vụ khống chế mực nước ngập không quá +1,4m, Trong thực tế mực nước kênh từ ngoại thành hàng năm ngập lớn hơn +1,4m Các hồ trong nội thành bị ngập cao trong phạm vi thành phố có 3 hồ lớn:

- Hồ Truyền Thống: Hmax = +1,8m; Hđáy = +0,8m; Hbờ = +2,2m; F = 18,01ha;

- Hồ Vị Xuyên: Hmax = +2,0m; Hđáy = +0,8m; Hbờ = +2,5m; F = 6,55ha;

- Hồ Năng Tĩnh: Hmax = +2,0m; Hđáy = +0,78m; Hbờ = +2,2m; F = 4,9ha

1.3.7 Hiện trạng kinh tế xã hội và kiến trúc cảnh quan đô thị

a Về dân số

Theo Nghị Quyết số 721/NQ-UBTVQH14 ngày 16/7/2019 – dân số trong ranh giới

QH là 398.188 người, trong đó: dân số TP Nam Định 253.343 người (dân số nội

thành: 230.680 người, dân số ngoại thành: 22.663người)

Bảng 2 Tổng hợp hiện trạng dân số và diện tích

* Ghi chú: Nghị Quyết số 721/NQ-UBTVQH14 ngày 16/7/2019 của Ủy ban thường vụ Quốc hội v/v thành lập phường Lộc Hòa và phường Mỹ Xá thuộc thành phố Nam Định, tỉnh Nam Định) và 3 xã ngoại thành: Lộc An, Nam Phong, Nam Vân

b Hiện trạng về phát triển kinh tế xã hội

Năm 2019, tổng sản phẩm GDP đạt 44.171 tỷ đồng (tăng 8,86%/năm), đứng thứ 8 trong Vùng Đồng bằng sông Hồng, cao hơn mức bình quân chung của cả nước (7,02%) Trong đó, khu vực nông, lâm nghiệp và thủy sản 9.179 tỷ đồng, tăng 2,75% Khu vực công nghiệp và xây dựng 17.630 tỷ đồng, tăng 14,65 Khu vực dịch vụ 16.007 tỷ đồng Thu nhập bình quân đầu người đạt 40,2 triệu đồng/ người (cả nước đạt 58,5 triệu đồng) Cơ cấu kinh tế chuyển dịch theo hướng phát triển công nghiệp, xây dựng, dịch vụ (Khu vực nông, lâm nghiệp và thủy sản chiếm tỷ trọng 19%; khu vực công nghiệp và xây dựng chiếm 41%; khu vực dịch vụ chiếm 37%; thuế sản phẩm trừ trợ cấp sản phẩm chiếm 3%) Tốc độ tăng trưởng giá trị sản xuất ngành nông lâm, thủy sản tăng 2,75%, công nghiệp và xây dựng đạt 17.630 tỷ đồng tương đương tăng 14,65% và dịch vụ tăng 6,76% Thu ngân sách trên địa bàn đạt 5.605,5 tỷ đồng Tổng chi ngân sách Nhà nước năm 2019 ước đạt 14.159,7 tỷ đồng

GRDP bình quân đầu người đạt 52 triệu đồng ≈ 2.358USD đứng thứ 7 trong Vùng Đồng bằng sông Hồng nhưng thấp hơn mức bình quân chung của cả nước (58,5 triệu đồng ≈ 2.587USD)

- Đất xây dựng khu vực ngoại thành khoảng 409,99ha chiếm 26,39% (bình quân 180,91m2/ người)

Đối với khu vực thành phố Nam Định, nhìn chung đất đai thành phố không có nhiều biến động lớn So với thời điểm khi QHC 2011 được phê duyệt, đất nông nghiệp thay

đổi không đáng kể, đất chưa sử dụng giảm khoảng 10ha Riêng đất phi nông nghiệp tăng do chủ yếu tăng ở đất chuyên dùng, trong đó có đất trụ sở cơ quan, công trình sự nghiệp được mở rộng khá nhiều, tăng từ hơn 27ha năm 2011 lên gần 150ha năm 2018

Có thể thấy một phần lớn đất chưa sử dụng và một phần đất nông nghiệp đã được chuyển đổi mục đích sử dụng cho các mục đích xây dựng hạ tầng kỹ thuật và hạ tầng

xã hội của thành phố

d Môi trường cảnh quan tự nhiên

Sông Đào và hệ thống các hồ trong thành phố là một trong những giá trị cảnh quan rất quan trọng của thành phố Trong lịch sử hình thành của thành phố Nam Định, sông Đào đóng một vai trò quan trọng, khi chưa xuất hiện cảnh Hải Phòng thì cảng sông Nam Định (trên sông Đào) là cảng quan trọng bậc nhất của Bắc Bộ Hiện nay, vai trò của cảng trong hoạt động giao thông không còn như trước đây, nhưng việc khai thác cảnh quan sông trong tổ chức không gian đô thị vẫn là một nội dung rất quan trọng để tạo dựng bản sắc và chất lượng cảnh quan của thành phố Khu vực cảng sông Đào hiện nay hầu như không được sử dụng, nếu được đầu tư hợp lý sẽ đem lại giá trị và hiệu quả kinh tế cao, có tiềm năng trở thành một điểm nhấn cảnh quan và giúp kết nối thành phố với không gian ven sông

Hiện thành phố có 13 ao, hồ điều hòa lớn nhỏ với tổng diện tích 41,77ha Thành phố đã tiến hành đầu tư, cải tạo cảnh quan các hồ, ao tại các khu dân cư, đặc biệt tại các không gian mở rộng ở ngoại thành Một số hồ đã được cải tạo xây dựng công viên, được thi công kè hồ, đào đắp tạo nền đường dạo quanh hồ, xây dựng hệ thống giao thông kết nối với không gian hồ như hồ Vị Xuyên, hồ Truyền Thống, hồ Hàng Nan, Đầm Bét, Đầm Đọ… Hồ Vị Xuyên là biểu tượng của thành phố giống như hồ Xuân Hương của thành phố Đà Lạt, dấu tích của con sông Vị Hoàng xưa kia chảy qua lòng thành phố

1.3.8 Hiện trạng hạ tầng kỹ thuật

a Hệ thống trạm bơm tiêu nước mưa

Thành phố Nam Định có 3 trạm bơm Tả sông Đào và 1 trạm bơm Hữu sông Đào:

- Trạm bơm Quán Chuột 59.000 m3/h đáp ứng việc tiêu thoát nước chủ động cho nửa phía Đông Bắc thành phố Nam Định với lưu vực khoảng 800ha

- Trạm bơm Kênh Gia công suất lớn 43.000 m3/h đáp ứng việc tiêu thoát nước nhưng do trước bể hút không có hồ điều hoà nên không phát huy được hết hiệu quả khi có mưa lớn

- Trạm bơm An Lá 5máyx4.000 m3/h đang hoạt động tốt, là trạm bơm tưới tiêu kết hợp với Ftiêu = 2.309ha

- Trạm bơm Cốc Thành 7máyx32.000 m3/h hoạt động tốt đảm bảo việc tiêu thoát nước cho 24.817ha phía Nam sông Vĩnh Giang

Hình 6: Sơ đồ vị trí trạm bơm tiêu

b Hiện trạng kênh mương tiêu

Khu vực nghiên cứu có 2 hệ thống kênh tiêu chính: kênh T3, kênh T13-11, bề rộng lòng mương 15÷50m

Phần lớn hệ thống mương tiêu chưa được kiên cố hóa, hàng năm ít có kinh phí nạo vét khơi thông dòng chảy

Lòng mương bị ứ đọng bùn rác, tiếp nhận cả nguồn nước thải sinh hoạt, công nghiệp,

vệ sinh môi trường không đảm bảo

Hình 7: Sơ đồ vị trí tuyến kênh tiêu

c Hiện trạng hồ điều tiết nước mưa

Khu vực trung tâm thành phố Nam Định có khoảng 13 hồ điều tiết nước mưa với tổng diện tích khoảng 49,71ha Chiều sâu điều tiết các hồ nằm trong khoảng 0,3÷0,6m Các

hồ đã được kè bờ, chất lượng tốt

Diện tích (ha)

Hmax (m)

Hmin (m)

H điều tiết

Bảng 3 Thông số hồ điều tiết nước mưa trong Thành phố

d Hệ thống thoát nước mưa

Hệ thống thoát nước của Thành phố Nam Định được đầu tư xây dựng từ thời Pháp thuộc; Qua nhiều năm được sửa chữa, cải tạo, nâng cấp, mở rộng và phát triển, đến nay

đã tương đối hoàn chỉnh với mạng lưới cống, trạm thu nước 344 tuyến phố, có hồ điều hòa được kè đá Hệ thống kênh T3-11 và kênh Giá dẫn nước về 2 công trình đầu mối là Trạm bơm Kênh Giá và Trạm bơm Quán Chuốt, một phần tự chảy ra sông Vĩnh Giang

Hệ thống thoát nước hiện tại là hệ thống thoát nước chung cho cả nước thải và nước mưa (riêng các khu đô thị mới được thiết kế riêng biệt 2 hệ thống này) Nước thải,

nước mặt thoát qua các tuyến cống ngầm, ga thu nước, tuyến cống hộp nổi, cửa xả, dẫn ra hệ thống ao hồ điều hòa, kênh mương hở Kênh Gia, T3-11 và được điều tiết bởi hai trạm bơm Quán Chuột, trạm bơm Kênh Gia Tuyến cống hộp nổi có tổng chiều dài 5,17km, tuyến cống ngầm có tổng chiều dài 71,54km và có tổng số 3.600 ga thu nước Cửa xả gồm có 6 cửa với tổng diện tích 288m2, hệ thống 14 ao hồ điều hòa với tổng diện tích 80,17 ha Mương hở Kênh Gia dài 5,8km dẫn nước ra trạm bơm Kênh Gia có công suất 43.000m3/h với 10 tổ máy Mương hở T3-11 dài 4,0km dẫn nước ra trạm bơm Quán Chuột có công suất 59.000m3/h với 13 tổ máy Trạm bơm Cốc Thành có công suất 224.000 m3/h với 7 tổ máy

Khu vực thị trấn Mỹ Lộc đã đầu tư được khoảng 7km mương nắp đan thoát nước chung giữa nước thải và nước mưa

Các khu vực ngoại thị, dân cư thôn xóm chưa có hệ thống thoát nước, nước mưa một phần tự thấm, một phần chảy tràn trên bề mặt theo độ dốc địa hình ra ao, hồ, kênh tiêu

Hệ thống thoát nước khu vực nghiên cứu được chia theo 7 lưu vực thoát nước chính,

cụ thể:

- Lưu vực trạm bơm Kênh Gia:

Nước mưa, nước thải qua hệ thống cống, mương hiện trạng trong trung tâm thành phố thuộc 6 phường (Văn Miếu, Trường Thi, Năng Tĩnh, Ngô Quyền,Trần Quang Khải, Trần Đăng Ninh) và 1 phần của 3 xã ( Mỹ Xá, Lộc An, Tân Thành) đổ ra Kênh Gia chảy về trạm bơm Kênh Gia công suất 43.000m3/h và được bơm ra sông Đào

- Lưu vực trạm bơm Quán Chuột:

Nước mưa, nước thải qua hệ thống cống, mương hiện trạng trong trung tâm thành phố thuộc 14 phường (Lộc Hạ, Nam Định, Trần Tế Xương, Vị Hoàng, Vị Xuyên, Phan Đình Phùng,Trần Hưng Đạo, Lộc Vượng, Thống Nhất, Quang Trung, Bà Triệu, Nguyễn Du, Cửa Bắc, Trần Đăng Ninh) và 1 phần của 2 xã ( Mỹ Trung, Mỹ Tân) đổ

ra Kênh T3-11, T3-19 chảy về trạm bơm Quán Chuột công suất 59.000m3/h và được bơm ra sông Hồng

- Lưu vực trạm bơm Cốc Thành:

Nước mưa, nước thải qua hệ thống cống, mương hiện trạng các xã của huyện Mỹ Lộc

và 3 xã huyện Vụ Bản đổ ra Kênh T3, kênh T5, kênh Tiên Hương chảy về trạm bơm Cốc Thành công suất 224.000m3/h và được bơm ra sông Đào

- Lưu vực trạm bơm An Lá:

Nước mưa, nước thải qua hệ thống cống, mương hiện trạng các phường Cửa Nam, xã Nam Phong, Nam Mỹ, Nam Toàn, Nam Vân, Nghĩa An, Hồng Quang đổ ra kênh An

Lá chảy về trạm bơm An Lá 2 công suất 32.000m3/h và được bơm ra sông Đào

- Lưu vực tiêu tự chảy thoát trực tiếp ra sông Hồng, sông Đào, sông Châu Giang: bao gồm các khu vực ngoài đê sông Đào, sông Hồng, sông Châu Giang

- Lưu vực tiêu tự chảy qua cống Ngô Xá thoát ra sông Hồng: bao gồm 1 phần xã Nam Phong, xã Điền Xá và xã Nam Mỹ

- Lưu vực trạm bơm Nam Hà: Bao gồm 1 phần xã Điền Xá và xã Hồng Quang thoát

ra kênh Nam Hà rồi chảy về trạm bơm Nam Hà và được bơm ra sông Hồng

1.3.9 Hiện trạng thoát nước và ngập úng do BĐKH tại TP Nam Định

- Hiện nay, TP Nam Định phát triển theo hình thức lấn dần, có nghĩa phát triển từ các

đô thị cũ Trước đây tính toán xác định cốt nền các đô thị này khá thấp ứng với tần suất thiết kế (P%) tương ứng với cấp đô thị thấp (chủ yếu là thị xã hoặc thành phố loại III, loại II) Chính vì vậy, sau khi phát triển, các đô thị được nâng cấp, các khu đô thị mới được tính toán với tần suất cao hơn, điều này dẫn tới chênh lệch cốt nền giữa đô thị cũ và đô thị mới, gây khó khăn cho công tác tổ chức thoát nước mặt đồng thời gây

ra ngập úng cục bộ

- Bên cạnh đó, các dự án xây mới, cải tạo nâng cấp các trục đường giao thông trong TP Nam Định đã xảy ra tình trạng chênh lệch giữa cốt nền xây dựng công trình và cốt mặt đường gây ra ngập úng, ảnh hưởng tới an toàn công trình, sinh hoạt của người dân và cảnh quan đô thị

Tại Nam Định, hiện thành phố có các “điểm đen” về ngập úng gồm: Ngã tư đường Trần Hưng Đạo - Phan Đình Phùng, đường Trần Hưng Đạo (đoạn cổng chợ Mỹ Tho, đoạn kéo dài ven hồ Truyền thống), Hàn Thuyên - Hùng Vương và chùa Cả, Hàng Tiện, Hàng Cấp, chợ Diên Hồng, đầu đường Quang Trung (Trung tâm Đăng kiểm cũ),

ngã 6 Năng Tĩnh - Văn Cao, đường Bến Thóc, Ngô Quyền, Máy Tơ Đây là những vị trí bị thấp trũng do quá trình phát triển đô thị

- Mạng lưới thoát nước mưa tại TP Nam Định đã xuống cấp, không được đầu tư đồng

bộ Công tác quy hoạch mạng lưới thoát nước mưa đang tồn tại nhiều bất cập Hiện nay, các đô thị đang quy hoạch mạng lưới thoát nước mưa theo kiểu truyền thống với chỉ tiêu kỹ thuật là 100% đường phố nội thị có hệ thống thoát nước

1.3.10 Đánh giá hiện trạng và những vấn đề còn tồn tại của HTTN TP Nam Định

- Hệ thống thoát nước TP Nam Định chủ yếu là hệ thống thoát nước chung phát triển trên cơ sở cống thoát nước mưa hình thành từ trước, kích thước và độ dốc cống nhỏ, mật độ tính theo chiều dài trên đầu người thấp, bị xuống cấp nghiêm trọng, không còn

đủ khả năng phục vụ tiêu thoát nước hiện tại

- Qua đánh giá hiện trạng có thể thấy việc qui hoạch, xây dựng hệ thống thoát nước là

chưa hợp lý, việc quản lý phối hợp giữa các ngành giao thông công chính và các ngành khác chưa chặt chẽ, đã gây ra không ít những khó khăn và phức tạp trong quản lý thoát nước hiện nay

- Hệ thống thoát nước và xử lý nước thải ở TP Nam Định cần được tiến hành qui

hoạch và xây dựng cải tạo đầy đủ và đồng thời với qui hoạch phát triển đô thị

- Việc xử lý nước thải chưa đáp ứng yêu cầu bảo vệ môi trường nguồn tiếp nhận, cần

được nghiên cứu và tăng cường về đầu tư xây dựng

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN

Chế độ thuỷ văn của hệ thống sông ngòi trên địa bàn tỉnh Nam Định chịu ảnh hưởng chế

độ bán nhật triều không đều của biển Đông Trong đó kênh Nhân Lực là nguồn tiếp nhận chính của khu vực nghiên cứu cũng chịu ảnh hưởng trực tiếp của chế độ thủy văn này

2.2 Phương pháp nghiên cứu

Xác định mô hình mưa thiết kế dựa trên trận mưa điển hình

Phương pháp này dựa trên quan điểm mưa các thời khoảng dài có chứa mưa thời khoảng ngắn

Chọn mô hình mưa điển hình theo các yêu cầu sau:

- Trận mưa lớn đã xảy ra gây ngập úng lớn trong thực tế, đại biểu cho một nguyên nhân gây mưa úng nhất định trong khu vực

- Có thời gian mưa hiệu quả bằng hoặc xấp xỉ thời gian mưa tính toán

- Có lượng mưa toàn trận bằng hoặc xấp xỉ lượng mưa trong thời khoảng khống chế ứng với tần suất thiết kế

Thu phóng mô hình mưa điển hình thành mô hình mưa tiêu thiết kế bằng cách nhân các giá trị tung độ của mô hình mưa điển hình với hệ số thu phóng K, xác định theo công thức sau: K=Xp/Xđh.24

Trong đó:

Xp: Lượng mưa thiết kế với tần suất P

Xđh: Lượng mưa của trận mưa điển hình

2.3 Giới thiệu về mô hình SWMM

Mô hình quản lý nước mặt SWMM của EPA là mô hình động lực học dòng chảy mặt do nước mưa tạo nên, dùng để mô phỏng dòng chảy ở một thời điểm hoặc dòng chảy nhiều điểm (thời gian dài) cả về lượng và chất Phần mô phỏng dòng chảy tuyến của SWMM

đề cập đến sự vận chuyển dòng chảy nước mặt qua một hệ thống các ống, các kênh, các công trình trữ hoặc điều tiết nước, các máy bơm và các công trình điều chỉnh nước SWMM ra đời bắt đầu từ năm 1971 và đến nay đã trả qua một số lần nâng cấp lớn Phiên bản mới nhất của SWMM được xuất trình bởi Phòng Cấp thoát nước và tài nguyên nước, Viện nghiên cứu quản lý rủi ri quốc gia, Cục Bảo vệ môi trường Hoa Kỳ với sự giúp đỡ từ công ty tư vấn CMD Inc

SWMM tính toán được nhiều quá trình thủy lực khác nhau tạo thành dòng chảy, bao gồm:

- Lượng mưa biến đổi theo thời gian;

- Bốc hơi trên mặt nước tĩnh;

- Sự tích tụ và tan tuyết;

- Sự cản nước mưa tại các chỗ địa hình lõm có khả năng chứa nước;

- Ngấm của nước mưa xuống các lớp đất chưa bão hòa;

- Thấm của nước ngầm xuống các tầng nước ngầm;

- Sự trao đổi giữa nước ngầm và hệ thống tiêu;

- Chuyển động tuyến của dòng chảy trên mặt đất và ở các hồ chứa phi tuyến

Sự biến đổi không gian của tất cả các quá trình này có thể đạt được bằng cách chia khu vực nghiên cứu thành một tập hợp các tiểu lưu vực nhỏ hơn, đồng nhất, mỗi tiểu lưu