Khóa luận tốt nghiệp Khoa Kỹ thuật cơ sở hạ tầng Trường Đại học Thủy Lợi.doc

Dịch vụ viết thuê đề tài – KB Zalo/Tele 0917.193.864 – luanvantrust.com
Kham thảo miễn phí – Kết bạn Zalo/Tele mình 0917.193.864
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI
NGUYỄN HỮU NGHĨA
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THOÁT NƯỚC
TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU CHO THỊ TRẤN
TRẦN ĐỀ HUYỆN TRẦN ĐỀ TỈNH SÓC TRĂNG
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
TP HỒ CHÍ MINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI
NGUYỄN HỮU NGHĨA
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THOÁT NƯỚC TRONG
ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU CHO THỊ TRẤN
TRẦN ĐỀ HUYỆN TRẦN ĐỀ TỈNH SÓC TRĂNG
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG
HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. ĐẶNG MINH HẢI
TP HỒ CHÍ MINH

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của tôi.
Các số liệu khoa học và kết quả nghiên cứu là trung thực và có nguồn gốc rõ ràng. Nếu
vi phạm tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước nhà trường. Tác
giả luận văn
Nguyễn Hữu Nghĩa

i

LỜI CẢM ƠN
-----o0o-----
Sau một thời gian dài học tập và nghiên cứu, Học viên đã hoàn thành luận văn thạc sĩ
với đề tài: Nghiên cứu giải pháp thoát nước cho thị trấn Trần Đề, tỉnh Sóc Trăng
trong điều kiện biến đổi khí hậu được hoàn thành dưới sự hướng dẫn của TS. Đặng
Minh Hải, giảng viên Trường Đại Học Thủy Lợi thuộc Bộ Nông nghiệp và PTNT.
Để hoàn thành luận văn tôi đã nhận được sự hướng dẫn rất tận tình của TS. Đặng Minh
Hải cùng sự quan tâm giúp đỡ của quý thầy cô trong Bộ môn cấp thoát nước, Khoa Kỹ
thuật Tài nguyên nước, Trường Đại học Thủy lợi, Cơ sở 2 – Trường Đại học Thủy lợi
với sự góp ý của các đồng nghiệp và sự ủng hộ của các bạn cùng lớp.
Tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Hội Thủy lợi Việt Nam và Chủ nhiệm
đề tài “Nghiên cứu xây dựng hồ sinh thái đa mục tiêu, phục vụ phát triển bền vững ở
đồng bằng sông Cửu Long”. Mã số ĐTĐL.CN.39/18 đã hỗ trợ trong việc cung cấp số
liệu, cơ sở khoa học để tôi hoàn thành luận văn này.
Trong quá trình học và thực hiện luận văn tôi nhận được sự quan tâm và tạo điều kiện
của Lãnh đạo, cán bộ chuyên môn Trung tâm nước sạch và vệ sinh môi trường nông
thôn tỉnh Sóc Trăng và Ban Quản lý Dự án nguồn lợi ven biển vì sự phát triển bền
vững tỉnh Sóc Trăng và các cơ quan Ban nghành của tỉnh Sóc Trăng và huyện Trần
Đề.
Việc nghiên cứu luận văn của tôi là đề tài khá mới và là sự quan tâm rất lớn của tỉnh
Sóc Trăng hiện nay và toàn vùng đồng bằng sông Cữu Long nói chung, do đó luận văn
không tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Tôi rất mong nhận được sự đóng góp ý
kiến từ quý thầy cô, lãnh đạo các cấp ngành, chuyên gia, các đồng nghiệp và tất cả
những người quan tâm đến lĩnh vực này, để luận văn có tính thực tiễn cao hơn nữa góp
phần thực hiện thành công giải pháp thoát nước tốt, chóng ngập úng, ứng phó với biến
đổi khí hậu./.
Tác giả luận văn
Nguyễn Hữu Nghĩa

ii

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN.............................................................................................................................................ii
PHẦN MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu............................................................1
2. Mục đích của đề tài .........................................................................................3
3. Phạm vi nghiên cứu.........................................................................................3
4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu ..................................................3
4.1 Cách tiếp cận ............................................................................................................ 3
4.2 Phương pháp nghiên cứu:......................................................................................... 3
5. Kết quả dự kiến đạt được...............................................................................4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................... 5
1.1 Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu (BĐKH) đến thoát nước đô thị ............5
1.1.1 Trên thế giới .......................................................................................................... 5
1.1.2 Tại Việt Nam ....................................................................................................... 12
1.2 Hiện trạng thoát nước ở các đô thị nhỏ, thị trấn ở Việt Nam.................15
1.3 Đặc điểm của vùng nghiên cứu ..................................................................16
1.3.1 Đặc điểm địa hình................................................................................................ 17
1. 3.2 Điều kiện khí hậu................................................................................................ 18
1.3.3 Đặc điểm thủy văn............................................................................................... 21
1.3.4 Điều kiện địa chất...............................................................................................................22
1.4 Hiện trạng thoát nước thị trấn Trần Đề ...................................................23
1.4.1 Tác động của BĐKH đến thoát nước thị trấn Trần Đề........................................ 23
1.4.2 Nước thải ............................................................................................................. 25
1.4.3 Hệ thống thoát nước ............................................................................................ 25
1.4.4 Thực trạng thoát nước của thị trấn ...................................................................... 29
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT.................................... 31
2.1 Cơ sở dữ liệu ................................................................................................31
2.1.1 Số liệu thủy văn, hải văn và khí tượng................................................................ 31

iii

2.1.2 Số sử dụng đất ...................................................................................................... 31
2.2 Cơ sở lý thuyết của mô hình SWMM 5.1 ................................................. 33
2.2.1. Giới thiệu mô hình SWMM................................................................................. 33
2.2.2 Khả năng mô hình SWMM .................................................................................. 34
2.3 Xác định điều kiện biên .............................................................................. 40
2.3.1 Kịch bản biến đổi khí hậu ..................................................................................... 40
2.3.2 Trận mưa thiết kế .................................................................................................. 41
2.3.3 Mực nước thiết kế ................................................................................................. 44
2.4 Phương pháp xác định lưu lượng nước thải khu dân cư ........................ 45
2.4.1 Module lưu lượng ................................................................................................. 45
2.4.2 Tính toán nước thải tập trung ............................................................................... 46
CHƯƠNG 3. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG THOÁT NƯỚC CỦA THỊ TRẤN TRẦN
ĐỀ, TỈNH SÓC TRĂNG Ở HIỆN TẠI VÀ TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ
HẬU .............................................................................................................................. 48
3.1 Thiết lập mô hình ....................................................................................... 48
3.1.1 Các thông số đầu vào ............................................................................................ 48
3.1.2 Các phương án tính toán: ...................................................................................... 54
3.2 Kiểm định và hiệu chỉnh mô hình ............................................................. 56
3.3 Đánh giá khả năng làm việc của hệ thống thoát nước thị trấn Trần Đề,
tỉnh Sóc Trăng ở hiện tại .................................................................................. 58
3.3.1 Khu vực trong đê .................................................................................................. 58
3.3.2 Khu vực ngoài đê .................................................................................................. 60
3.4 Đánh giá khả năng làm việc của hệ thống thoát nước thị trấn Trần Đề,
tỉnh Sóc Trăng trong điều kiện biến đổi khí hậu ........................................... 65
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP CẢI TẠO, NÂNG
CẤP HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THỊ TRẤN TRẦN ĐỀ .................................... 71
4.1 Giải pháp cải tạo, nâng cấp hệ thống thoát nước ..................................... 71
4.1.1 Cải tạo nâng cấp hệ thống thoát nước khu vực trong đê và trung tâm hành chính
thị trấn ............................................................................................................................ 71

iv

4.1.2 Cải tạo nâng cấp hệ thống khu vực ngoài đê: (Khu tập trung dân cư thuộc khu
vực Kinh 4, Kinh 3)...................................................................................................... 74
4.2 Giải pháp quy hoạch hệ thống thoát nước................................................77
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................... 79
Kết luận ..............................................................................................................79
Kiến nghị ............................................................................................................80
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 81
PHỤ LỤC .................................................................................................................... 82
ĐƯỜNG TẦN SUẤT LƯỢNG MƯA NGÀY MAX TRẠM SÓC TRĂNG.......... 85
Đường tần suất lý luận......................................................................................86
Tần suất lý luận........................................................................................................... 87
Trạm Đại Ngãi ............................................................................................................ 87
BẢN GIẢI TRÌNH SỬA LUẬN VĂN .................................................................... 108

v

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. 1 Thủ đô Bangkok Thái Lan trong đợt ngập lịch sử tháng 10/2011. ............... 6
Hình 1. 2 công viên CU Park ở Bangkok, Thái Lan (Ảnh Landprocess)....................... 8
Hình 1. 3 Đập Marina ảnh chụp trong chuyến đi thực tế ngày 20/9/2018 ..................... 9
Hình 1. 4 Cống thu gom nước thải ảnh chụp trong chuyến đi thực tế ngày 21/9/2018 10
Hình 1. 5 Độ sâu ngập gia tăng dưới tác động BĐKH ở Đan Mạch kết quả mô hình
1D-2D ........................................................................................................................... 11
Hình 1. 6 Mạng hạ tầng thoát nước thành phố Vancouver........................................... 12
Hình 1. 7 Biểu đồ độ lún và vận tốc đất lún trong 25 năm tại Đồng Bằng .................. 14
Hình 1. 8 Sóng biển tàn phá bờ kè ở Gành Hào, huyện Đông Hải (Bạc Liêu). ........... 14
Hình 1. 9 Bản đồ hành chính tỉnh Sóc Trăng ............................................................... 16
Hình 1. 10 Vị trí thị trấn Trần Đề trên bản đồ Việt Nam ............................................. 17
Hình 1. 11 Sơ đồ vị trí huyện Trần Đề (Phần tô màu xanh)......................................... 18
Hình 1. 12 Bản đồ đẳng trị mưa khu vực ĐBSCL ....................................................... 21
Hình 1. 13 Sạt lở ăn sâu vào nhà dân thị trấn Trần Đề................................................. 24
Hình 1. 14 Hệ thống thoát nước thị trấn Trần Đề......................................................... 26
Hình 1. 15 Chi tiết hệ thống thoát nước thị trấn Trần Đề............................................. 27
Hình 1. 16. Kinh Bãi Giá.............................................................................................. 28
Hình 1. 17 Kinh Ba – Thị trấn Trần Đề........................................................................ 29
Hình 1. 18 Vàm Kinh Ba tiếp giáp Sông Hậu................................................................................30
Hinh 2. 1 Quy hoạch dự báo dân số thị trấn Trần Đề đến năm 2030................................... 32
Hinh 2. 2 Giao diện mô phỏng trong mô hình SWMM ............................................................. 34
Hinh 2. 3 Quá trình vật lý và thành phần mô phỏng mô hình SWMM............................... 35
Hinh 2. 4 Đường tần suất lượng mưa một ngày max – trạm Sóc Trăng............................. 42
Hinh 2. 5 Đường tần suất mực nước max trạm Trần Đề ........................................................... 44
Hình 3. 1. Bản vẽ mặt bằng phân chia lưu vực thoát nước .......................................... 48
Hình 3. 2 Giao diện nhập thông số cho lưu vực........................................................... 49
Hình 3. 3 Giao diện nhập thông số trạm đo mưa.......................................................... 50
Hình 3. 4 Chuỗi thời gian mưa tại trạm Sóc Trăng ...................................................... 50
Hình 3. 5 Chuỗi thời gian mực nước trạm Trần Đề ..................................................... 51

vi

Hình 3. 6 Giao diện nhập giá trị cho nút và lưu lượng nhập vào nút ........................... 53
Hình 3. 7 Giao diện nhập dữ liệu cho cống.................................................................. 53
Hình 3. 8 Giao diện mô phỏng khu vực nghiên cứu .................................................... 54
Hình 3. 9 Một phần của báo cáo trạng thái cho lần chạy mô phỏng trường hợp 1 ...... 55
Hình 3. 10 : So sánh số liệu lưu lượng tính toán và thực đo tại cửa xả 11................... 57
Hình 3. 11 So sánh số liệu vận tốc dòng chảy tính toán và thực đo tại cống số 38 ..... 57
Hình 3. 12 Vận tốc đoạn cống số 30 ............................................................................ 58
Hình 3. 13. Diễn biến dòng chảy tuyến cửa xả 1 khu vực trong đê thời điểm đỉnh triều
max kết hợp mưa lớn (Cống ngăn triều đóng) ............................................................. 59
Hình 3. 14. Diễn biến dòng chảy tuyến cửa xả 1 khu vực trong đê thời điểm triều max
kết hợp mưa lớn (Cống ngăn triều không được đóng) ................................................. 59
Hình 3. 15. Diễn biến dòng chảy tuyến cửa xả 1 khu vực trong đê thời điểm triều min
(Cống ngăn triều đóng)................................................................................................. 59
Hình 3. 16. Diễn biến dòng chảy tuyến cửa xả 1 khu vực trong đê thời điểm đỉnh triều
min (Cống ngăn triều không được đóng) ..................................................................... 60
Hình 3. 17 Mô phỏng diễn biến của dòng chảy trên tuyến từ nút 43 – cửa xả 14 tại thời
điểm đỉnh triều min, chưa có mưa. (5h00) ................................................................... 60
điểm chân triều, chưa có mưa . (9h30)......................................................................... 61
điểm đỉnh triều max, và bắt đầu trận mưa. (17h00) ..................................................... 61
điểm đỉnh triều max và cuối trận mưa (20h00) ............................................................ 61
Hình 3. 21 Một phần của báo cáo trạng thái cho lần chạy mô phỏng trường hợp 2 .... 65
điểm đỉnh triều min, chưa có mưa trong điều kiện BĐKH (4h30)............................... 66
điểm đỉnh triều max và mưa lớn nhất trong điều kiện BĐKH (19h30) ....................... 66
Hình 3. 24 Vận tốc dòng chảy trong cống 46............................................................... 67
điểm đỉnh triều max và cuối trận mưa trong điều kiện BĐKH .................................... 72

vii

Hình 4. 2 Vận tốc dòng chảy trong cống 56................................................................. 72
Hình 4. 3 Mô phỏng diễn biến dòng chảy từ nút 26 – cửa xả 5 tại thời điểm triều cường
không có mưa khi gắn van ngăn triều và máy bơm...................................................... 75
Hình 4. 4 Mô phỏng diễn biến dòng chảy từ nút 26 – cửa xả 5 tại thời điểm triều cường
kết hợp mưa lớn khi gắn van 1 chiều và máy bơm....................................................... 75
Hình 4. 5 Độ đầy cống 24 trước và sau khi áp dụng giải pháp gắn van 1 chiều và máy
bơm............................................................................................................................... 75
Hình 4. 6 Các vị trí gắn van ngăn triều một chiều kết hợp máy bơm .......................... 76

viii

DANH MỤC BIỂU BẢNG
Bảng 1. 1 Phân bố lượng mưa theo tháng ..................................................................... 19
Bảng 1. 2 Tốc độ gió bình quân tháng tại một số trạm ................................................. 20
Bảng 1. 3 Thống kê thông tin về các cơn bão lớn giai đoạn 1978-2005 ....................... 20
Bảng 1. 4 Số liệu thủy văn sông Hậu tại trạm Trần Đề ................................................. 22
Bảng 2. 1 Quy hoạch dự báo dân số thị trấn Trần Đề ................................................... 33
Bảng 2. 2. Kịch bản nước biển dâng cho khu vực dự án theo kịch bản RCP4.5 (cm) .. 40
Bảng 2. 3. Thống kê lượng mưa 1 ngày max trong 25 năm .......................................... 42
Bảng 2. 4 Lượng mưa thiết kế trạm Sóc Trăng ứng với điều kiện BĐKH ................... 43
Bảng 2. 5 Mực nước triều thiết kế và mức nước triều ứng với BDKH trạm Trần Đề .. 45
Bảng 3.1. Lưu lượng nước thải nhập vào nút ................................................................ 52
Bảng 3. 2. Thông số được lựa chọn sau hiệu chỉnh và kiểm định ................................ 58
Bảng 3. 3 Bảng kết quả các nút ngập ............................................................................ 63
Bảng 3. 4 Thống kê các nút ngập mới thuộc trung tâm hành chính và trong đê khi có
sự tác động của BĐKH .................................................................................................. 68
Bảng 3.5 Thống kê các đoạn cống bị quá tải trong điều kiện BĐKH ........................... 69
Bảng 4. 1 Thống kê các tuyến cống đề xuất cải tạo nâng cấp ....................................... 73

ix

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
BĐKH: Biến đổi khí hậu
NBD: Nước biển dâng
ĐBSCL: Đồng bằng sông Cửu Long
TP: Thành phố
BNNPTNT: Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
BXD: Bộ Xây dựng
QCVN: Quy chuẩn Việt Nam
SWMM :Storm Water Management Model
WWF: Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam

x

PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu
Kịch bản mới nhất về biến đổi khí hậu (BĐKH) và nước biển dâng cho Việt Nam (của
nhà xuất bản tài nguyên môi trường và bản đồ Việt Nam năm 2016) đã chỉ ra rằng Việt
Nam là một trong năm quốc gia bị ảnh hưởng nhiều nhất do nước biển dâng cao và sự
gia tăng về cường độ cũng như tần suất các hiện tượng thời tiết cực đoan. Trong đó
vùng đồng bằng sông Cửu Long là trọng điểm bị ảnh hưởng. Theo đó vào năm 2050,
mực nước biển ở nước ta sẽ tăng khoảng 30 cm, lượng mưa tăng 5%, điều này đòi hỏi
phải có nghiên cứu tác động của nước biển dâng kết hợp với mưa lũ (do biến đổi khí
hậu) đối với hệ thống thoát nước ở các thị trấn vùng duyên hải Đồng bằng sông Cửu
Long (ĐBSCL).
Thị trấn Trần Đề nằm ở phía Đông Nam của tỉnh Sóc Trăng, tại điểm cuối của hạ lưu
sông Hậu, liền kề với cửa biển Trần Đề. Thị Trấn Trần Đề có vị trí địa lý 9o
29’55” vĩ
độ Bắc, 106o
11o
30” kinh độ Đông.
Từ khi được thành lập thị trấn Trần Đề năm 2009 (tách ra từ xã Trung Bình và một
phần đất của xã Đại Ân 2) đến năm 2015 thành trung tâm huyện lỵ, đã có nhiều nhân
tố mới ảnh hưởng đến sự phát triển của thị trấn như: sự phát triển mạnh của hành lang
kinh tế - kỹ thuật - đô thị ven sông Hậu và biển Đông; cảng cá Trần Đề được nâng lên
cấp và dự kiến phát triển thành Cảng biển nước sâu vào 2030. Mặt khác, tỉnh Sóc
Trăng định hướng xây dựng thị trấn Trần Đề thành một đô thị trung tâm vùng kinh tế
biển của Tỉnh; là đô thị loại IV. Do thị trấn Trần Đề nằm trên đầu mối giao thông thủy
bộ của vùng Tây Nam Bộ gồm Quốc lộ Nam Sông Hậu là Quốc lộ ven biển, đường
thủy sông Hậu và biển Đông. Đây là khu vực phát triển chiến lược của tỉnh Sóc Trăng
và vùng Tây Nam Bộ trong mối quan hệ cùng có lợi với các trọng điểm kinh tế - kỹ
thuật - đô thị của tiểu vùng sông Mê kông, vùng TP. Hồ Chí Minh và tam giác tăng
trưởng “Sóc Trăng - Trần Đề - Đại Ngãi”. Cách Thành phố Sóc Trăng 35 km theo
đường tỉnh lộ 8 về phía Tây Bắc; cách Thành phố Bạc Liêu 70km theo đường Quốc lộ
Nam Sông Hậu về phía Tây Nam; cách cảng Cần Thơ 75km theo đường thủy sông
Hậu và Quốc lô Nam Sông Hậu; cách Thành phố Vũng Tàu 400km theo đường biển về
phía Đông Bắc, cách Côn Đảo 72 hải lý.
1

Phạm vi thực hiện đề tài là toàn bộ ranh giới hành chính của thị trấn Trần Đề và phần
mở rộng về phía Nam sang đất của xã Trung Bình. Tổng diện tích tự nhiên thị trấn
Trần Đề 1.882 ha trừ mặt nước sông Hậu. Phần đất liền của thị Trấn là 1.268 ha. Phần
quy hoạch mở rộng về phía Nam sang đất của xã Trung Bình có diện tích 182 ha. Tổng
diện tích trong phạm vi nghiên cứu của luận văn là 540 ha.
Thị trấn Trần Đề, nằm trên vùng đất khá thấp ven sông Hậu (so với cùng tuyến); là
vùng đất trẻ do phù sa sông Mêkông kiến tạo (thông qua sông Hậu). Địa hình khá bằng
phẳng với độ dốc nền trung bình rất nhỏ chỉ từ 0,001% đến 0,002%; hướng dốc chính
từ Tây Bắc về Đông Nam. Theo hệ cao độ Hòn Dấu, cao độ trung bình của nền đất là
0,5 - 1m so với mặt biển, trong đó, các khu dân cư có cao độ từ 1,8 - 2,4m, các khu
chưa xây dựng có cao độ từ 0,4 - 1,5m.
Thị trấn Trần Đề chịu ảnh hưởng của chế độ nhiệt đới biển, bức xạ cao, nhiều nắng,
gió và mang đặc thù của khí hậu miền biển với 2 mùa mưa - nắng rõ rệt trong năm.
Mùa mưa từ cuối tháng 5 đến cuối tháng 10 (5 tháng), lượng mưa bình quân 1.406,57
mm/năm (có 84,39 % lượng mưa bình quân trong năm).
Thị trấn Trần Đề chịu ảnh hưởng bởi chế độ thủy văn sông Hậu và chế độ bán nhật
triều không đều của biển Đông. Vào lúc mưa chính vụ từ tháng 09 đến tháng 12 hàng
năm (Vào ngày 13 đến 15 âm lịch/hàng tháng) đỉnh triều cao ngập thường 3 đến 5 giờ
mỗi lần triều dâng (Theo chế độ bán nhật triều). Năm 2003, ngập úng từ 02 cm đến 04
cm do biến đổi khí hậu sau hơn 10 năm, 2017 ngập úng lên từ 04 cm đến 06 cm.
Là một đô thị trẻ mới hình thành hầu như hệ thống thoát nước chưa có, do tỉnh nghèo
khi đầu tư chỉ tập trung kinh phí vào xây dựng các trụ sở hành chính, đường giao
thông là chính, chưa quan tâm đúng mức và đồng bộ cơ sở hạ tầng thiết như quy hoạch
đầu ra (do thiếu kinh phí) đây là vấn đề nan giải với các kịch bản biến đổi khí hậu,
nước biển dâng có thể xảy ra trong tương lai.
Biến đổi khí hậu sẽ gây ra nhiều tác động tiêu cực hơn nữa đối với hệ thống thoát
nước, làm cho tình hình ngập úng ngày càng xấu đi nếu không có giải pháp thích ứng.
Để giải quyết vấn đề ngập úng do mưa một cách ổn định và bền vững, việc lập tìm giải
pháp thoát nước thị trấn Trần Đề để thích ứng với biến đổi khí hậu là hết sức cần thiết.
2

Xuất phát từ những điều trên, đề tài luận văn “Nghiên cứu giải pháp thoát nước cho thị
trấn Trần Đề, tỉnh Sóc Trăng trong điều kiện biến đổi khí hậu” mang tính cấp thiết
nhằm góp phần giải quyết lâu dài tình trạng chống ngập úng của thị trấn.
2. Mục đích của đề tài
Đánh giá hiện trạng thoát nước của thị trấn Trần Đề;
Nghiên cứu sự ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu tác động đến khả năng thoát nước mưa
của thị trấn Trần Đề, tỉnh Sóc Trăng;
Đề xuất giải pháp thoát nước mưa cho thị trấn Trần Đề, tỉnh Sóc Trăng thích ứng với
biến đổi khí hậu.
3. Phạm vi nghiên cứu
Về mặt không gian theo tổng diện tích quy hoạch chung thị trấn Trần Đề là 1.450 ha.
Về thời gian nghiên cứu đánh giá ở hiện trạng và xem xét tới giai đoạn 2050, có tính
đến yếu tố biến đổi khí hậu.
4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên
cứu 4.1 Cách tiếp cận
Tiếp cận kế thừa;
Tiếp cận thực địa;
Tiếp cận lý thuyết.
4.2 Phương pháp nghiên cứu:
Phương pháp điều tra thực địa: Thu thập các số liệu về địa hình, điều kiện khí tượng
thủy văn;
Phương pháp phân tích thống kê: Sử dụng phương pháp phân tích thống kê để tính
toán các đại lượng khí tượng thủy văn, hải văn;
Phương pháp mô hình toán: Sử dụng mô hình SWMM để mô phỏng hệ thống thoát
nước.
3

5. Kết quả dự kiến đạt được
Đánh giá hiện trạng thoát nước chung của thị trấn Trần Đề, tỉnh Sóc Trăng; Dự
báo được khả năng thoát nước trong điều kiện biến đổi khí hậu cực đoan;
Các giải pháp cho thị trấn Trần Đề, tỉnh Sóc Trăng để thích ứng với điều kiện biến đổi
khí hậu.
4

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1 Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu (BĐKH) đến thoát nước đô thị
Biến đổi khí hậu biểu hiện qua các hiện tượng thời tiết cực đoan, như nhiệt độ tăng,
bão mạnh, mưa lớn, lũ lụt, hạn hán và nước biển dâng cao, đang có dấu hiệu trở nên
phổ biến hơn trong thời gian gần đây. BĐKH và nước biển dâng ảnh hưởng đến các hệ
sinh thái tự nhiên, gia tăng sức ép lên con người, tăng mức độ thiệt hại khi thiên tai
xảy ra.
Biến đổi lượng mưa có xu hướng cực đoan: tăng trong mùa mưa và giảm trong mùa
khô. Thêm vào đó, lượng mưa phân bố không đều theo thời gian: mùa khô và mùa
mưa - mùa khô thì hạn hán, mùa mưa thì ngập úng, và theo không gian - trong một
thời điểm có vùng chịu lũ lụt lại có vùng thiếu nước trầm trọng thậm chí khô hạn.
Lượng mưa không ổn định gây ảnh hưởng đến môi trường sinh thái, tài nguyên nước,
thể hiện ở việc gia tăng diện tích ngập úng, đời sống người dân gặp nhiều khó khăn;
Trong khi đó sự chênh lệch về lượng mưa theo mùa khiến cho mùa khô trở nên khắc
nghiệt hơn tạo nên sự mất cân đối trong việc phân bổ nguồn nước.
Song song đó sự phát triển thiếu quy hoạch ở các đô thị, các công trình xây dựng, khu
dân cư dầy đặc, san lấp các kênh rạch tự nhiên - vốn là khu dự trữ nước và cân bằng
sinh thái, đã làm cho tình trạng ngập lụt vào mùa mưa lũ trở nên ngày càng trầm trọng
hơn. Vấn đề nước sạch vào màu khô và ngập do mưa và triều cường đang là vấn đề
nan giải ở nhiều đô thị trên thế giới và Việt Nam. Vì vậy rất cần có một giải pháp khoa
học giải quyết hiệu quả vấn đề này.
1.1.1 Trên thế giới
1.1.1.1 Thái Lan
Thủ đô Bangkok – Thái Lan nằm trên vùng châu thổ sông Chao Phraya, đó là một
trong những thành phố lớn trên thế giới đối mặt với nguy cơ bị nhấn chìm thường
xuyên khi nước biển dâng. Nguyên nhân là từ trước tới nay, nước dành cho sinh hoạt
và sản xuất chủ yếu được lấy từ các giếng nước ngầm trong thành phố. Do lượng nước
ngầm giảm dần, đất phía trên lún xuống khiến độ cao của Bangkok giảm dần theo thời
5

gian. Quỹ Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế (WWF) thông báo vùng châu thổ Chao Phraya
đang lún với tốc độ từ 5cm tới 15cm mỗi năm do mực nước ngầm giảm.
Một báo cáo của WWF khẳng định Bangkok nằm trong danh sách những thành phố
chịu tác động nhiều nhất từ hiện tượng ấm lên toàn cầu. Dhaka, Manila và Jakarta
đứng đầu danh sách. Bangkok được xếp ở nhóm có nguy cơ trung bình, cùng với các
thành phố Hồ Chí Minh, Calcutta, Phnom Penh.
Hình 1. 1 Thủ đô Bangkok Thái Lan trong đợt ngập lịch sử tháng 10/2011.
(Nguồn: The nation)
Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế cũng dự đoán Bangkok sẽ thường xuyên rơi vào
tình trạng ngập lụt nghiêm trọng trong tương lai do biến đổi khí hậu và hiện tượng lún
của đất.
Giáo sư Danai Thaitakoo, một nhà nghiên cứu của Đại học Chulalongkorn tại Thái
Lan, tin rằng hàng năm Bangkok đều đối mặt với nguy cơ bị ngập nặng. Ông cho rằng
khả năng quy hoạch đô thị kém và hiện tượng lấp kênh mương để lấy đất xây dựng
cũng là một trong những nguyên nhân làm cho tình trạng ngập ngày càng nghiêm
trọng hơn.
6

Nguy cơ ngập lụt đối với Bangkok hình thành từ ba yếu tố: mưa lớn, thủy triều cao và
sự dâng lên của sông Chao Phraya. Khi cả ba yếu tố kết hợp với nhau, cơ sở hạ tầng
hiện tại của Bangkok không thể chống được sự kết hợp của ba yếu tố đó.
Dự án công viên lưu chứa nước đầu tiên giúp giải quyết vấn nạn ngập lụt ở Bangkok,
Thái Lan. Mùa hè là mùa mưa ở Thái Lan, vào thời điểm này, Bangkok và nhiều thành
phố khác thường phải hứng chịu rất nhiều trận mưa dữ dội. Đáng lo ngại hơn, thành
phố này đang thấp xuống so với mực nước biển với tốc độ 1cm/năm và dự báo đến
năm 2030, Bangkok sẽ thấp hơn cả mực nước biển.
Để phòng chống những trận lụt trong tương lai, Bangkok và chính quyền các cấp của
thành phố gần đây đã bắt đầu thực hiện nhiều dự án, trong đó có việc vạch ra kế hoạch
quản lý nguồn nước tổng thể.
Một trong những dự án chống ngập lớn nhất là dự án Công viên Thế Kỷ Đại học
Chulalongkorn, một khu vực rộng đến 11 mẫu Anh (khoảng 4,4 hecta), đủ để chứa
khoảng 1 triệu gallon nước mưa (khoảng 3.795m3
). Như tờ TED cho biết, Công ty
Kiến trúc quy hoạch Landprocess, Bangkok đã thiết kế kiểu công viên này để giải
quyết nạn ngập lụt ở nhiều khu vực lân cận.
7

Hình 1. 2 công viên CU Park ở Bangkok, Thái Lan (Ảnh Landprocess)
Vùng đất đầm lầy này cũng đóng vai trò là một hệ thống lọc, ở đó nước được xử lý các
chất độc hại. Trong trường hợp xảy ra lũ lụt nghiêm trọng, hồ chứa nước này có thể
tăng kích cỡ lên gấp đôi bằng cách mở rộng sang bãi cỏ chính của công viên. Tổng
cộng, công viên này có thể lưu chứa được 1 triệu gallon nước (3.795 m3
). Những khu
vực khác của công viên bao gồm một khu nuôi nhốt thú, đường mòn, và các khu vực
vui chơi. Một khu vườn mưa trải dài – cũng giúp lưu trữ nước – nằm bao quanh công
viên giúp bảo vệ các tuyến đường lân cận bị ngập lụt.
Với sự nổ lực của chính phủ Thái Lan trong việc giảm thiểu tốc độ chìm, hãng thông
tấn Inter Press dẫn kết quả của nhiều nghiên cứu cho thấy, tốc độ chìm của Bangkok
có xu hướng giảm trong thời gian gần đây do các luật mà chính phủ ban hành. Tuy
nhiên, thành phố lại đối mặt với nguy cơ ngập lụt do mực nước biển dâng và những
cơn mưa lớn vào mùa mưa - hai hậu quả của hiện tượng biến đổi khí hậu.
8

1.1.1.2 Singapore
Tại Singapore, việc chống ngập lụt là điều vô cùng quan trọng và thiết yếu khi vừa
phải đảm bảo lụt lội không diễn ra, vừa phải đảm bảo không lãng phí nguồn nước ngọt
khan hiếm hiện có. Chính vì vậy chính phủ nước này đã triển khai xây dựng các hồ dự
trữ nước trên khắp đất nước để vừa chống ngập, vừa có nguồn nước ngọt cho người
dân. Đáng kể nhất là công trình hồ chứa và đập chắn nước Marina. Đập Marina hoạt
động thông qua hệ thống các cổng và máy bơm. Trong điều kiện bình thường, những
cánh cổng vận hành bằng máy thủy lực này đóng kín. Khi trời mưa to nhưng thủy triều
thấp, cổng sẽ mở để xả nước lũ xuống biển. Khi mưa nặng hạt kết hợp với thủy triều
lên cao, cổng đóng trong khi máy bơm được kích hoạt để bơm hút nước lũ xuống biển.
Nhờ hệ thống này, tình trạng ngập lụt giảm hẳn ở các khu vực nằm ở vị trí thấp của
Singapore như Chinatown, Jalan Besar và Geylang.
Hình 1. 3 Đập Marina ảnh chụp trong chuyến đi thực tế ngày 20/9/2018
9

Hình 1. 4 Cống thu gom nước thải ảnh chụp trong chuyến đi thực tế ngày 21/9/2018
1.1.1.3 Đan Mạch
Trong nghiên cứu về đánh giá tác động của BĐKH và thích ứng BĐKH của hệ thống
thoát nước ở Đan Mạch, Thụy Điển. Kết quả nghiên cứu cho thấy về tác động BĐKH
làm gia tăng lượng và đỉnh dòng chảy trên đô thị do gia tăng về cường độ mưa dưới
tác động của BĐKH. Chính gia tăng này làm hệ thống không đáp ứng yêu cầu tiêu
thoát vì vậy gây ngập úng xảy ra. Từ đó đề xuất các biện pháp thích ứng như gia tăng
kích thước đường ống, tăng khả năng trữ trên hệ thống. Nghiên cứu này sử dụng kịch
bản BĐKH A2 để đánh giá. Giá trị mưa tại Đan Mạch theo kịch bản A2 gia tăng trung
bình 20 - 50%. Kết quả của nghiên cứu đề xuất cần xây dựng những hướng dẫn trong
thiết kế hệ thống tiêu thoát có xem xét tới BĐKH, cần có những phương pháp và quy
trình mới cho phù hợp với điều kiện BĐKH.
10

Hình 1. 5 Độ sâu ngập gia tăng dưới tác động BĐKH ở Đan Mạch kết quả mô hình
1D-2D
1.1.1.4 Canada
Trong nghiên cứu về tính tổn thương trên hệ thống thoát nước của thành phố
Vancouver Canada do BĐKH. Áp dụng phương pháp (protocol) của Ủy ban kỹ thuật
về đánh giá tính dễ bị tổn thương của hạ tầng công cộng (Public Infrastructure
Engineering Vulnerability Committee) của Cannada cho thấy: (i). Các thành phần
trong hạ tầng thoát nước đều bị ảnh hưởng với mức độ tổn thương khác nhau ứng với
các kịch bản BĐKH-NBD. Ví dụ, các thành phần trong hệ thống không đáp ứng năng
lực tải khi lượng mưa gia tăng về cường độ như hố ga, đường ống và cửa xả. Đề xuất
gia tăng kích thước và lắp đặt thêm đường ống và các thành phần khác trong hệ thống
để đảm bảo tiêu thoát trong điều kiện BĐKH- NBD.
11

Hình 1. 6 Mạng hạ tầng thoát nước thành phố Vancouver
1.1.2 Tại Việt Nam
Hệ quả của BĐKH có tính chất nặng nề, sâu rộng nhất là hiện tượng nước biển dâng.
Trong đó, nước biển dâng đặc biệt ảnh hưởng đối với vùng cửa sông, ven biển. Nước
biển dâng sẽ làm tác động xâm thực bờ biển tăng lên do gia tăng cường độ của sóng
biển, nhiều đoạn bờ biển bị xói lở, làm mất dải rừng phòng hộ ven biển, làm thu hẹp
dần diện tích đất nông nghiệp, đặc biệt là các vùng đất ven biển. Nước biển dâng cũng
làm gia tăng xâm nhập mặn sâu trong lục địa, làm ảnh hưởng đến chất lượng nước
ngọt và làm suy thoái môi trường đất. Dưới tác động của thủy triều làm cho nước lũ
rút chậm, tạo điều kiện để nước mặn xâm nhập sâu vào nội đồng và có xu hướng đi xa
hơn do tình trạng nguồn nước ngọt từ các sông ngày càng bị giảm. Tác động này biểu
hiện ngày càng gay gắt ở khu vực ĐBSCL.
Việt Nam đã có lịch sử phát triển đô thị từ rất lâu đời. Đến thập kỷ 90, số lượng đô thị
đã lên đến khoảng 500 đô thị. Kể từ đó đến nay, số lượng đô thị tiếp tục tăng lên
nhanh chóng.
Hệ thống thoát nước đô thị: Nét đặc trưng của đô thị nước ta là sự phát triển gắn liền
với việc khai thác và sử dụng các nguồn nước mặt (sông, biển...). Hệ thống thoát nước
12

đô thị cũng liên quan mật thiết đến chế độ thuỷ văn của hệ thống sông, hồ. Thông
thường về mặt tự nhiên, các sông, hồ thường kết với nhau thành dạng chuỗi thông qua
các kênh mương thoát nước hở, tạo thành các trục tiêu thoát nước chính. Cả nước có
tới 2.360 con sông với chiều dài hơn 10.000 km, trong đó có 9 hệ thống sông lớn có
diện tích lưu vực trên 10.000 km2
. Lưu vực dòng chảy các sông về mùa mưa rất lớn
chiếm đến 70 - 90% tổng lượng nước cả năm.
Nước ta thuộc vùng khí hậu nóng ẩm: mưa nhiều, độ ẩm lớn, nhiệt độ và độ bức xạ
cao. Sự phân bố không đều về lượng mưa, độ ẩm, độ bức xạ... theo không gian và thời
gian sẽ ảnh hưởng rất lớn đến thoát nước và chất lượng môi trường nước trong các đô
thị. Mỗi năm có khoảng 8 - 10 cơn bão, gây thiệt hại trung bình 2 - 3% thu nhập quốc
dân và ảnh hưởng rất lớn tới thoát nước đô thị.
Khu vực các tỉnh ĐBSCL, nhất là vùng cuối nguồn như Bạc Liêu, Cà Mau, Sóc Trăng.
Nước biển dâng tạo ra bất ngờ và làm thay đổi suy nghĩ của nhiều người. Người dân
ven biển Bạc Liêu những năm trước chỉ thấy triều cường dâng cao vào thời điểm
trước, trong và sau Tết Nguyên đán nhưng năm vừa rồi triều cường có sự thay đổi,
xuất hiện bất thường so với nhiều năm. Điều đó cho thấy nếu chúng ta không tính kỹ,
tính xa và không có dự báo cụ thể thì bờ biển sẽ bị tác động rất lớn.
Trong những thập niên tới, biển dâng được dự đoán với vận tốc 5 cm/năm, như vậy
mặt đất thấp sẽ thấp dần dưới mặt biển có thể đến 1 m trong vòng 100 năm nữa. Trước
tác động kép do sinh hoạt con người và do biến đổi khí hậu, ĐBSCL sẽ rơi vào tình
huống xấu nhất toàn cầu. Một đối sách có tên “ASR, aquifer storage and reuse” đang
được Viet Ecology Foundation đề bạt thảo luận là lọc và trữ nước ở những túi rỗng
ngầm, vừa ngăn mặn tập kích vào thềm lục địa, vừa có nước ngọt sinh hoạt canh tác và
tránh cho mặt đất tiếp tục lún xuống.
Hiện nay, ĐB Sông Cửu Long có rất nhiều giếng tầng nông và bơm bằng tay đều bị
nhiễm mặn nhiễm phèn, nước giếng không còn dùng được, và nay người nông dân
phải khoan sâu 400-500m để tìm được nguồn nước ngọt, mặt đất ĐBSCL đang bị sụt
lún nhanh chóng vì các tầng nước ngầm đang bị khai thác tận cùng.
13

Hình 1. 7 Biểu đồ độ lún và vận tốc đất lún trong 25 năm tại Đồng Bằng
Dự báo những năm tới phù sa sẽ giảm 50-75%. Với lượng phù sa ít như thế thì chắc
chắn triều cường, nước biển dâng sẽ tác động mạnh mẽ và sâu hơn vào đất liền.
Hình 1. 8 Sóng biển tàn phá bờ kè ở Gành Hào, huyện Đông Hải (Bạc Liêu).
14

1.2 Hiện trạng thoát nước ở các đô thị nhỏ, thị trấn ở Việt Nam
Những năm gần đây, việc đầu tư vào hệ thống thoát nước đô thị được cải thiện đáng
kể, tuy nhiên nó chỉ đáp ứng tỷ lệ nhỏ so với yêu cầu hiện nay. Hầu hết các đô thị đã
có qui hoạch phát triển tổng thể đến năm 2020, nhưng quy hoạch chuyên ngành, hạ
tầng cơ sở chưa được thực thi đầy đủ, đồng bộ nhất là đối với ngành cấp thoát nước đô
thị. Một vấn đề khá quan trọng trong công tác qui hoạch là các tiêu chí chung để phối
hợp thực hiện đầu tư đồng bộ các công trình hạ tầng đô thị chưa được đề ra đầy đủ.
Hiện nay, hệ thống thoát nước phổ biến nhất ở các đô thị nhỏ và thị trấn của Việt Nam
là hệ thống thoát nước chung, nước thải được xả thẳng ra kênh rạch, nguồn tiếp nhận.
Phần lớn những hệ thống này được xây dựng cách đây khoảng 100 năm, chủ yếu để
thoát nước mưa, ít khi được sửa chữa, duy tu, bảo dưỡng nên đã xuống cấp nhiều; việc
xây dựng bổ sung được thực hiện một cách chắp vá, không theo quy hoạch lâu dài,
không đáp ứng được yêu cầu phát triển đô thị. Các dự án thoát nước đô thị sử dụng
vốn ODA đã và đang được triển khai thực hiện thường áp dụng kiểu hệ thống chung
trên cơ sở cải tạo nâng cấp hệ thống hiện có.
Các kênh rạch thoát nước chủ yếu là sử dụng kênh rạch tự nhiên, nền và thành bằng
đất do vậy thường không ổn định. Các cống, ống thoát nước được xây dựng bằng bê
tông hoặc xây gạch, tiết diện cống thường có hình tròn, hình chữ nhật, có một số tuyến
cống hình trứng. Ngoài ra tại các đô thị tồn tại nhiều mương đậy nắp đan hoặc mương
hở, các mương này thường có kích thước nhỏ, có nhiệm vụ thu nước mưa và nước bẩn
ở các cụm dân cư. Các hố ga thu nước mưa và các giếng thăm trên mạng lưới bị hư
hỏng nhiều ít được quan tâm sửa chữa gây khó khăn cho công tác quản lý. Các con
hẻm nhỏ không có hệ thống cống thoát, nên khi trời mưa, dòng chảy mặt đổ thẳng ra
các con đường lớn, gây nên sự ngập trên các tuyến đường lớn.
15

1.3 Đặc điểm của vùng nghiên cứu
Hình 1. 9 Bản đồ hành chính tỉnh Sóc Trăng
Phạm vi thực hiện đề tài: toàn bộ ranh giới hành chính của thị trấn Trần Đề (trừ phần
diện tích mặt nước sông Hậu) và phần mở rộng về phía Nam sang đất của xã Trung
Bình thuộc huyện Trần Đề - Sóc Trăng. Tổng diện tích tự nhiên thị trấn Trần Đề 1882
ha trừ mặt nước sông Hậu. Phần đất liền của thị Trấn là 1268 ha. Phần quy hoạch mở
rộng về phía Nam sang đất của xã Trung Bình có diện tích 182 ha. Như vậy, tổng diện
tích phạm vi nghiên cứu là 540 ha. Thị trấn Trần Đề có vị trí địa lý 9o
29’55” vĩ độ
Bắc, 106o
11o
30” kinh độ Đông.
16

Hình 1. 10 Vị trí thị trấn Trần Đề trên bản đồ Việt Nam
(i) Phía Đông Bắc giáp sông Hậu và Biển đông;
(ii) Phía Tây giáp xã Trung Bình và Đại Ân II;
(iii) Phía Nam giáp xã Trung Bình;
(iv) Phía Bắc giáp xã Đại An II,
Cấu trúc đô thị dạng tuyến dải với 3 khu phát triển.
Ưu tiên phát triển hướng ra sông Hậu và Biển Đông.
1.3.1 Đặc điểm địa hình.
Thị trấn Trần Đề thuộc vùng Đồng bằng sông Cửu Long, nằm trên vùng đất khá thấp
ven sông Hậu (so với cùng tuyến); là vùng đất trẻ do phù sa sông Mêkông kiến tạo
(thông qua sông Hậu). Địa hình khá bằng phẳng với độ dốc nền trung bình rất nhỏ chỉ
từ 0,001% đến 0,002%; hướng dốc chính từ Tây Bắc về Đông Nam. Theo hệ cao độ
Hòn Dấu, cao độ trung bình của nền đất là 0,5 - 1m so với mặt biển, trong đó các khu
dân cư có cao độ từ 1,8 - 2,4m, các khu chưa xây dựng có cao độ từ 0,4 - 1,5m.
17

Hình 1. 11 Sơ đồ vị trí huyện Trần Đề (Phần tô màu xanh)
Đồng lúa và cây màu phủ xanh phần lớn diện tích tự nhiên của Thị trấn; các khu điểm
dân cư có mật độ xây dựng thấp được phân bố hướng về bờ sông Hậu và dọc theo
đường Quốc lộ Nam Sông Hậu gắn với hệ thống kênh rạch có mật độ khá dày
(3,2km/km2
). Địa mạo thị trấn Trần Đề do phù sa cuối nguồn và pha lẫn cát biển đông
bồi tụ, nên độ mài mòn và rửa trôi thấp, khá thuận lợi cho xây dựng công trình.
1. 3.2 Điều kiện khí hậu
Thị trấn Trần Đề chịu ảnh hưởng của chế độ nhiệt đới biển, bức xạ cao, nhiều nắng,
gió và mang đặc thù của khí hậu miền biển với 2 mùa mưa - nắng rõ rệt trong năm.
Điều kiện khí hậu của thị trấn Trần Đề như sau:
Mùa mưa từ cuối tháng 5 đến cuối tháng 10 (5 tháng), lượng mưa bình quân 1.406,57
mm/năm (có 84,39 % lượng mưa bình quân trong năm). Mùa khô, hạn từ tháng 11 đến
tháng 4 năm sau, lượng mưa ít <500mm/năm (có 15,61% lượng mưa trung bình trong
năm). Một số dự liệu mưa tại khu vực được thống kê như sau:
18

Bảng 1. 1 Phân bố lượng mưa theo tháng
Lượng mưa tháng (mm)
Tổng
Năm năm
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2005 0 0,1 1,6 6,6 253,8 229,4 419,0 208,9 346,7 354,4 164,8
119,
2105,2
9
2006 4,9 0 1,4 117,8 82,4 388,4 243,2 369,4 249,4 129,6 29,2 44,4 1660,1
2007 68,5 0 8,4 15,5 308,7 277,8 123,0 339,6 243,6 467,6 85,5 0 1938,2
2008 0,5 2 3,7 71,7 435,6 207,1 200,3 293,5 277,7 432,5 272,8 32,8 2230,2
2009 1,2 24,2 7,4 86,4 263,1 287,1 259,1 140,4 336,0 206,1 37,5 22,0 1670,5
2010 69,6 0 0 4,1 109,1 245,2 175,3 326,9 175,9 486,3 457,1 93,3 2142,8
TB 6
24,1 4,4 3,8 50,4 242,1 272,5 236,7 279,8 271,6 346,1 174,5 52,1 1957,8
năm
(Nguồn: Niên giám Tỉnh Sóc Trăng 2015)
Nhiệt độ trung bình 26,8o
C, cao nhất là 28,5o
C vào các tháng 4 - 5, nhiệt độ cao tuyệt
đối là 37,8o
C và nhiệt độ thấp tuyệt đối là 16,2o
C. Biên độ nhiệt độ dao động giữa các
tháng khoảng 2 - 3o
C.
Nắng, bức xạ: Năng lượng bức xạ trung bình khá cao và ổn định qua các tháng, từ
5.300 - 8.400 cal/cm2
/tháng, tổng lượng bức xạ đạt 147,4 Kcal/cm2
. Tổng số giờ nắng
tương đối cao 2.396 giờ/năm. Tháng có giờ nắng nhiều nhất là tháng 2, đạt trung bình
9 giờ/ngày.
Độ ẩm: Độ ẩm không khí tương đối cao, trung bình 83-86%.
Độ bốc hơi bình quân năm là 1.126 mm.
Gió, bão
Hàng năm có 2 mùa gió chính
Gió mùa đông từ tháng 12 tới tháng 4, thổi theo hướng chủ yếu Đông và Đông Bắc,
vận tốc gió bình quân 3.8 - 4.5m/s. Từ tháng 1 tới tháng 4 thường xuất hiện gió
chướng thổi từ biển Đông vào (hướng Đông Bắc tới Đông Nam) với vận tốc 1 - 3 m/s
có lúc tới 8m/s, và thổi liên tục trong nhiều ngày làm mực nước sông Hậu dâng cao,
gây ngập vùng trũng và đưa mặn vào sâu trong nội đồng.
Gió mùa Tây Nam từ tháng 5 tới tháng 11, hướng gió này trùng với mùa mưa.
19

Bảng 1. 2 Tốc độ gió bình quân tháng tại một số trạm
Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Cần Thơ 1,7 1,7 1,7 1,3 1,1 1,5 1,6 1,9 1,3 1,1 1,4 1,2 1,4
Bạc Liêu 2,6 2,7 2,3 1,8 1,3 1,8 1,7 1,8 1,6 1,1 1,7 2,0 1,9
Cà Mau 2,0 1,9 1,9 1,3 1,2 1,3 1,3 1,5 1,2 1,7 1,6 1,8 1,5
Mùa mưa có gió Tây Nam, mùa khô có gió Đông Bắc hoặc Đông Nam.
Bão, giông xuất hiện ở cuối mùa mưa đầu mùa khô, vận tốc gió bão từ 15 - 25 m/s, có
thể có lốc xoáy và vòi rồng. Hàng năm có từ 30 đến 60 cơn giông kèm theo gió giật và
mưa lớn kéo dài gây ngập lụt và nước dâng.
Bảng 1. 3 Thống kê thông tin về các cơn bão lớn giai đoạn 1978-2005
Tên cơn
Vận tốc
Thời gian Khu vực đổ bộ - suy
Năm Cấp độ gió
bão xuất hiện yếu
(m/s)
1978 - Bão vừa 20 10/11-11/11 Nam mũi Cà Mau
1997 Linda Rất mạnh 22 31/10-4/11 Cà Mau
1998 - Bão vừa 24 9/12-12/12
Suy yếu gần mũi Cà
Mau
2000 Rumbia Bão vừa 23 3/12-8/12
Suy yếu gần mũi Cà
Mau
2001 -
Áp thấp nhiệt
15 18/11-20/11
đới
2004 Muifia Bão mạnh 36 20/11-24/11
Sóc Trăng - Mũi Cà
Mau
2005
Áp thấp nhiệt
15 16/12-21/12
Sóc Trăng - Mũi Cà
đới Mau
Mưa
Lượng mưa trung bình 2.010 mm/năm nhưng biến động khá lớn giữa các năm, năm
mưa nhiều nhất (năm 1999) lượng mưa đạt tới 2.754 mm, năm mưa ít nhất (năm 1997)
lượng mưa chỉ có 1.150 mm. Mùa mưa tương đối dài, thường bắt đầu từ đầu tháng 5
kết thúc vào cuối tháng 11, nếu có biện pháp giữ nước trong ruộng tốt trong điều kiện
không có nước tưới có thể kéo dài thời gian canh tác từ 1 đến 2 tháng (tùy theo đặc
điểm sinh thái và trình độ canh tác của nông hộ). Một đặc điểm cần lưu ý trong chế độ
20

mưa ở đây là ở thời kỳ đầu của mùa mưa (từ tháng 5 đến tháng 8) thường có các đợt
hạn ngắn, trong điều kiện không có nước tưới chủ động sẽ ảnh hưởng lớn đến sản xuất,
đặc biệt là với các loại cây ngắn ngày.
Hình 1. 12 Bản đồ đẳng trị mưa khu vực ĐBSCL
Ít có những biến động lớn về thời tiết, trong điều kiện chủ động nguồn nước tưới sản
xuất nông nghiệp sẽ rất ổn định. Tuy nhiên, trong những năm gần đây cũng đã xuất
hiện một số thiên tai như sóng thần, ảnh hưởng của bão cũng đã gây những tổn thất
đáng kể cho sản xuất và cơ sở hạ tầng trong vùng, cần phải được quan tâm giải quyết.
Đặc biệt, trong những năm gần đây lượng mưa có xu hướng tăng lên và tập trung chủ
yếu và mùa mưa kết hợp với mực nước triều dâng cao nên gây úng ngập nước trong
vùng.
1.3.3 Đặc điểm thủy văn.
Thị trấn Trần Đề chịu ảnh hưởng bởi chế độ thủy văn sông Hậu là chế độ bán nhật
triều không đều của biển Đông với đặc điểm như sau:
Nguồn nước trên hệ thống sông rạch của khu vực là kết quả của sự pha trộn giữa lượng
mưa tại chỗ, nước biển và nước thượng nguồn sông Hậu đổ về. Phần sông rạch bị
nhiễm mặn quanh năm, do đó không thể phục vụ tưới cho nông nghiệp, nhưng bù lại
nguồn nước mặn, lợ ở đây lại tạo thuận lợi trong việc nuôi trồng thủy sản.
Chế độ sóng: Vị trí thị trấn Trần Đề cách biển (cửa Trần Đề) hơn 5km nên chịu ảnh
hưởng của sóng biển. Tính toán sóng với tần suất 5% có vận tốc gió cấp 7 (v=17m/s),
21

chiều cao sóng: h = 1,4m; vận tốc gió bão (theo hướng của Trần Đề) v = 21m/s, chiều
cao sóng: h = 1,9m.
Mực nước: Chế độ mực nước khu vực xây dựng chịu ảnh hưởng của chế độ bán nhật
triều không đều, biên độ dao động lớn. Theo tài liệu quan trắc mực nước tại trạm Trần
Đề, số liệu mực nước của sông Hậu (tuyến sông có ảnh hưởng trực tiếp đến Thị trấn)
như sau:
Bảng 1. 4 Số liệu thủy văn sông Hậu tại trạm Trần Đề
TT Mực nước Trạm Trần Đề - Sông Hậu (cm)
1 Mực nước trung bình năm cao nhất 39 (1991)
2 Mực nước trung bình năm thấp nhất -9 (1997)
3 Mực nước Max cao nhất 256 (1992)
4 Mực nước Min thấp nhất -230 (1997)
(Nguồn: Trung tâm khí tượng thuỷ văn và Môi trường quốc gia)
1.3.4 Điều kiện địa chất.
1.3.4.1 Địa chất công trình
Hồ sơ khảo sát địa chất công trình tại vị trí xây dựng cảng cá Trần Đề bao gồm 29 lỗ
khoan với chiều sâu mỗi lỗ từ 20m đến 35m. Các lớp địa chất có tính chất trầm tích, cơ
bản là sét lẫn bụi và tàn tích hữu cơ, xám xanh xám đen; trạng thái chảy, độ dày biến
đổi từ 4,0 m đến 7,0 m; nhìn chung khá thuận lợi cho xây dựng công trình.
Tại biến địa chất và xói mòn: Khu vực chưa thấy xuất hiện những tai biến địa chất như
lún, sụt hoặc xói mòn.
1.3.4.2 Địa chất thuỷ văn
Khảo sát địa chất thuỷ văn tại vị trí cảng cá Trần Đề thông qua lỗ khoan chiều sâu
117m, kết quả: Lưu lượng nước ngầm giếng khoan đường kính d = 114mm, chiều sâu
117m có lưu lượng 15m3
/h; Đánh giá trữ lượng nước ngầm cho phép khai thác là
1.000m3
/ngày; Chất lượng nước tốt, đạt tiêu chuẩn nước sinh hoạt.
22

Chế độ thủy văn cùng với cường độ nền đất yếu tại một số vị trí ảnh hưởng không nhỏ
đến công tác xây dựng trên khu vực quy hoạch. Tùy công trình cũng như các yêu cầu
của công trình, khi xây dựng cần có những giải pháp về nền móng cho phù hợp.
1.3.4.3 Địa chấn
Khu vực thị trấn Trần Đề có gia tốc nền từ 0,0591- 0,0673 thuộc vùng động đất cấp VI
(theo TCXDVN 375:2006).
1.4 Hiện trạng thoát nước thị trấn Trần Đề
Khu vực nghiên cứu có một vài hệ thống thoát nước thải gắn với thoát nước mưa
nhưng không có trạm xử lý nước thải mà thoát trực tiếp ra các sông kênh, hiện đã gây
ô nhiễm môi trường nước mặt nói chung trong khu vực. Trong đó khu vực ô nhiễm
nhất là kênh 3 và các dòng chảy liên quan.
1.4.1 Tác động của BĐKH đến thoát nước thị trấn Trần Đề
Theo kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng, Sóc Trăng là một trong 10 tỉnh chịu
ảnh hưởng nặng nề nhất, nếu mực nước biển dâng cao 1 mét vào năm 2100, Sóc Trăng
sẽ bị ngập 45% diện tích tự nhiên khi triều thấp và ngập trên 72% diện tích tự nhiên
khi triều cao, đặc biệt là khu vực ven biển như huyện Trần Đề, Cù Lao Dung và thị xã
Vĩnh Châu.
Sóc Trăng có 72km bờ biển, toàn tỉnh hiện có trên 5.000 ha rừng phòng hộ thuộc các
huyện Cù Lao Dung, Trần Đề và thị xã Vĩnh Châu. Việc phát triển hệ trồng rừng
phòng hộ sẽ giúp tỉnh hạn chế thấp nhất ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, bảo vệ môi
trường, góp phần phát triển kinh tế xã hội vùng ven biển.
Với lợi thế có bờ biển dài, bãi bồi rộng, Sóc Trăng còn có 3 cửa sông đổ ra biển là cửa
Định An, Trần Đề và Mỹ Thanh nên tỉnh có thể phát triển mạnh diện tích trồng rừng
ven biển. Tuy nhiên, tác động ảnh hưởng do biến đổi khí hậu, nước biển dâng cũng sẽ
ảnh hưởng mạnh đến vùng ven biển cũng như những vùng đất trũng sâu trên địa bàn
tỉnh, nếu nước dâng lên sẽ gây ngập, đặc biệt các khu đô thị ven biển ngập càng nặng
nề hơn.
23

Trên thực tế, vào mùa mưa bão những năm gần đây, trên địa bàn tỉnh đã xuất hiện,
hiện tượng thời tiết bất thường như: Sét đánh, dông, lốc xoáy gây sập nhà, thiệt hại
người và tài sản; triều cường, sạt lở ven sông Hậu, mưa lớn kéo dài làm vỡ đê bao
sông Hậu, gây ngập úng trên nhiều huyện, thị.
Hình 1. 13 Sạt lở ăn sâu vào nhà dân thị trấn Trần Đề
Thực tế tại tỉnh đã cho thấy, do ảnh hưởng của hiện tượng biến đổi khí hậu, quá trình
xâm nhập mặn vào lục địa diễn ra ngày càng nghiêm trọng hơn. Cuối tháng 2 năm
2010, độ mặn đo được tại cảng Trần Đề, thị trấn Trần Đề (huyện Trần Đề) là 22,9‰,
tại Đại Ngãi (huyện Long Phú) 3‰, tại xã Thạnh Phú (huyện Mỹ Xuyên) 4,6‰, tại TP
Sóc Trăng là 2,3 ‰. Cao gấp từ 2 đến 10 lần so với cùng kỳ năm 2009 và sâu vào đất
liền có nơi đã đến 30km. Nước mặn xâm nhập mạnh chủ yếu theo sông Hậu và sông
Mỹ Thanh.
Ủy ban Liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) cho rằng nhiệt độ, lượng mưa và
dòng chảy hàng năm sẽ tăng cũng như mực nước biển sẽ dâng, gây ảnh hưởng nghiêm
trọng đến đồng bằng sông Cửu Long. Dự báo cho thấy khoảng 30% toàn vùng Đồng
bằng sông Cửu Long sẽ bị ngập trong nước biển nếu mực nước biển tăng lên 1m vào
24

khoảng năm 2100. Mực nước biển trung bình dâng cao, nhất là mực nước đỉnh triều sẽ
làm cho những vùng trũng ngập và đẩy nước mặn từ biển vào sâu trong đất liền. Xâm
nhập mặn gia tăng, hạn hán kéo dài trong thời gian tới sẽ tác động mạnh mẽ tới tài
nguyên nước trên địa bàn tỉnh Sóc Trăng nói chung và huyện Trần Đề nói riêng.
1.4.2 Nước thải
Nước thải từ khu dân cư được xử lý qua bể tự hoại rồi theo hệ thống thoát nước xả
thẳng ra kênh rạch, vùng ngoại ô còn tình trạng chưa có hố xí tự hoại nước thải được
xả thẳng ra ruộng, kênh rạch, gây ô nhiễm nguồn nước.
Lượng nước thải từ các cơ sở sản xuất công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp (chiếm ưu
thế là các cơ sở chế biến hải sản có ảnh hưởng nhiều nhất đến môi trường). Hiện nay
các cơ sở này hầu như không có hệ thống xử lý nước thải hoặc nếu có chỉ là xử lý sơ
bộ qua bể tự hoại trước khi thải trực tiếp ra hệ thống cống thoát. Nước thải từ các cơ sở
này có hàm lượng chất hữu cơ và hàm lượng chất rắn lơ lửng cao, nếu không được xử
lý đây sẽ là nguồn gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến nguồn nước và môi trường trong
khu vực như làm tăng độ đục của nguồn nước khu vực, sinh ra mùi hôi thối, trong quá
trình phân hủy tạo ra các chất độc hại, ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển của hệ
thủy sinh và gây ô nhiễm nguồn nước ngầm trong khu vực.
1.4.3 Hệ thống thoát nước
Hệ thống thoát nước khu vực trung tâm thị trấn Trần Đề có hệ thống thoát nước thải
gắn với thoát nước mưa nhưng không có trạm xử lý nước thải mà thoát trực tiếp ra các
sông kênh, hiện đã gây ô nhiễm môi trường nước mặt nói chung trong khu vực. Trong
đó khu vực ô nhiễm nhất là kênh 3 và các dòng chảy liên quan.
25

Hình 1. 14 Hệ thống thoát nước thị trấn Trần Đề
26

Hình 1. 15 Chi tiết hệ thống thoát nước thị trấn Trần Đề
Tổng chiều dài toàn hệ thống thoát nước trong khu vực thị trấn 29.372m toàn bộ là hệ
thống cống chung (ống bê tông D700-D2000)
Hệ thống thoát nước thị trấn Trần Đề là hệ thống cống chung. Các tuyến cống thu gom
cả nước mưa và nước thải từ hộ gia đình và các cơ sở sản xuất.
Phân lưu vực tiêu nước, căn cứ vào đặc điểm địa hình, đặc điểm hệ thống đường ống
và cửa xả, hệ thống giao thông, đặc điểm nguồn tiếp nhận.
Khu vực nghiên cứu có thể phân thành 2 lưu vực tiêu với hướng tiêu ra (i) Khu phía
Nam: Cửa sông Bãi Giá, (ii) Khu phía Bắc: Của sông Kinh Ba.
27

Khu vực tiếp nhận phía Nam
Hình 1. 16. Kinh Bãi Giá
Là khu vực Bãi Giá bao gồm hầu hết diện tích dân cư tập trung tại xã Trung Bình và
vùng phía Nam Thị trấn với diện tích khoảng 341 ha.
Tuyến cống chính: Tuyến cống chính trong khu vực này là ( I – H – G – F – E– D – C
–B–A–TB2).
Tuyến cống nhánh: Đặt theo các đường phố, gom nước thải từ các tiểu khu đã được
chia các hướng thoát, và thoát theo hướng vuông góc với tuyến cống chính gần nhất.
28

Khu vực tiếp nhận phía Bắc
Hình 1. 17 Kinh Ba – Thị trấn Trần Đề
Đây là khu vực có cơ sở kinh tế - kỹ thuật về công nghiệp, thương mại, dịch vụ liên
quan đến nghề sông - biển. Diện tích tự nhiên có khoảng 693 ha.
Tuyến cống chính: Tuyến cống chính trong khu vực này là ( 18 – 17 – 16 – 15 – D’2 –
D’1 – D’ – TB1).
Tuyến cống nhánh: Đặt theo các đường phố, gom nước thải từ các tiểu khu đã được
chia các hướng thoát, và thoát theo hướng vuông góc với tuyến cống chính gần nhất.
1.4.4 Thực trạng thoát nước của thị trấn
Nhìn chung hệ thống thoát nước thị trấn được xây dựng khá lâu, trong những năm qua
cũng được quan tâm nâng cấp một số tuyến. Nhưng vẫn không đáp ứng được nhu cầu
phát triển của thị trấn và BĐKH. Những năm gần đây, hệ thống thoát nước chịu tác
động mạnh mẽ của lượng mưa tăng và mực nước tại cửa biển Trần Đề dâng cao.
Những tháng mưa lũ, đặc biệt thời điểm từ tháng 8 đến tháng 12 thì các tuyến đường
thuộc khu dân cư (bờ Kinh 3) bị ngập nặng nề nhất, một ngày bị ngập 2 lần sáng và
chiều trùng với 2 đỉnh triều. Những ngày mưa trùng với đỉnh triều thì tình trạng ngập
kéo dài hơn, điểm ngập sâu nhất là đoạn đi vào Cảng Cá Trần Đề thuộc Đường 19/5 có
thời điểm ngập lên đến 0.5m. Khu vực chịu ảnh hưởng bởi triều cường nhưng không
29

có van ngăn triều một chiều tại các cửa xả, nên hiện tượng nước mặn xâm nhập vào hệ
thống cống, gây quá tải lên hệ thống cống và nhanh hư hỏng hệ thống cống.
Rác thải từ khu dân cư và bùn cát cũng là một trong những nguyên nhân gây ra sự kém
hiệu quả trong quá trình chuyển tải của hệ thống cống.
Hình 1. 18 Vàm Kinh Ba tiếp giáp Sông Hậu
30

CHƯƠNG 2. CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 Cơ sở dữ liệu
2.1.1 Số liệu thủy văn, hải văn và khí tượng
Trong nghiên cứu này sử dụng số liệu Trạm thủy văn thị trấn Trần Đề và Trạm Sóc
Trăng. Ngoài ra số liệu mực nước được kết thừa các dự án đã thực hiện ở khu vực
nghiên cứu, như Dự án Nâng cấp Cảng cá Trần Đề và Nâng cấp Bến cá Mỏ Ó và Bến
tàu cao tốc đi Côn Đảo.
Chế độ thủy văn của Sông Hậu ảnh hưởng trực tiếp đến hệ thống sông rạch trong khu
vực và chế độ bán nhật triều không đều của biển Đông. Các thông số của đoạn sông
Hậu qua Thị Trấn Trần Đề (Trạm Trần Đề).
Mực nước cao nhất: + 2,56m (năm 1992).
Mực nước thấp nhất: - 2,30m (năm 1997).
Mực nước trung bình năm cao nhất: + 0,39 m (năm 1991).
Mực nước trung bình năm thấp nhất: - 0,09 m (năm 1997).
2.1.2 Số sử dụng đất
Bản đồ quy hoạch sử dụng đất đến 2020 và tầm nhìn 2030
31

Hinh 2. 1 Quy hoạch dự báo dân số thị trấn Trần Đề đến năm 2030
Quy hoạch dự báo dân số thị trấn Trần Đề sẽ phát triển đến năm 2020 là 37.114 người,
đến năm 2030 là 56.580 người.
32

Bảng 2. 1 Quy hoạch dự báo dân số thị trấn Trần Đề
Diện tích (ha)
Dân số
Đơn vị ở Chỉ tiêu
TT Các khu đô thị dự kiến Đất ở Đất ở (số đất ở
Tổng
(người)
lượng) (m2
/ng)
mới cũ
Tổng 469,6 255,9 213,6 56.580 13 79,5
1 Khu đô thị Trung Tâm 158,1 110,6 47,5 20.418 5 77,4
2
Khu đô thị mới phía
123,2 83,6 39,6 14.631 3 84,2
Bắc
3
Khu đô thị hoá phía
168,2 59,6 108,6 21.531 5 78,1
Nam.
2.2 Cơ sở lý thuyết của mô hình SWMM 5.1
2.2.1. Giới thiệu mô hình SWMM
Mô hình SWMM (Storm Water Management Model) thuộc sở hữu của Cơ quan bảo
vệ môi trường Hoa Kỳ (EPA: US Environment Protection Agency).
(https://www.epa.gov/water-research/storm-water-management-model-swmm).
Đây là mô hình mã nguồn mở và miễn phí. SWMM được phát triển từ những thập niên
70 và được nâng cấp liên tục, đến thời điểm này phiên bản mới nhất là phiên bản
5.1.012 năm 2017 với nhiều tính năng bổ sung, ví dụ có khả năng mô phỏng tác động
của những khu vực phát triển thấp tới diễn biến dòng chảy.
Về bản chất đây là mô hình động học gồm các mô đun mô phỏng quá trình thủy văn,
thủy lực và chất lượng nước ở khu vực đô thị cũng như khu vực với mật độ đô thị hóa
thấp (non-urban area). Nó có thể mô phỏng một thời đoạn của biến cố hoặc mô phỏng
với chuỗi số liệu dài.
33

Hinh 2. 2 Giao diện mô phỏng trong mô hình SWMM
Nguồn: https://www.epa.gov/water-research/storm-water-
management-model-swmm
2.2.2 Khả năng mô hình SWMM
2.2.2.1 Mô phỏng thủy văn
Quá trình thủy văn trên lưu vực, SWMM mô phỏng nhiều quá trình thủy văn sinh
dòng chảy trên lưu vực đô thị như:
- Lượng mưa biến đổi theo thời gian;
- Bốc hơi bề mặt;
- Tích lũy tuyết và tuyết tan;
- Điền trũng của bề mặt lưu vực;
- Quá trình thấm vào tầng không bão hòa;
- Quá trình thấp xuống tầng nước dưới đất;
- Dòng chảy mặt sinh sau khi thấm bão hòa;
- Chảy truyền phi tuyến hồ chứa của dòng chảy tràn;
- Suy giảm dòng chảy qua khu vực phát triển thấp (LID).
34

Thay đổi về sử dụng đất theo không gian được xem xét tới, bằng phương thức chia
nhỏ các tiểu lưu vực với tính chất đồng bộ về địa hình và sử dụng đất; và dòng chảy từ
tiểu lưu vực này qua tiểu lưu vực khác đều được mô phỏng trong mô hình.
Hinh 2. 3 Quá trình vật lý và thành phần mô phỏng mô hình SWMM
Nguồn: https://www.epa.gov/water-research/storm-water-management-model-swmm.
Mục đích ứng dụng mô hình toán SWMM cho hệ thống thoát nước được triển khai
nhằm:
Xác định các khu vực cần xây mới hoặc mở rộng cống thoát nước để giảm tình trạng
ngập lụt đường phố hoặc cung cấp dịch vụ thoát nước thải cho những khu vực mới
phát triển.
Ước tính lưu lượng nước lũ trong kênh và các chi lưu để xác định vị trí của kênh cần
cải thiện nhằm giảm thiểu tình trạng tràn bờ.
Cung cấp công cụ quy hoạch để đánh giá việc thực hiện các cống chắn dòng dọc kênh.
SWMM cho phép tính toán dòng chảy cả về chất và lượng trong từng lưu vực con, tốc
độ chảy, chiều sâu chảy, chất lượng nước trong từng đoạn ống cống, kênh dẫn trong
quá trình mô phỏng bao gồm nhiều bước thời gian.
Tính toán thấm, lượng thấm: Thấm là quá trình có tính quyết định với vai trò là đại
lượng vào cho hệ thống đất thoáng khí. Ý nghĩa quan trọng của quá trình thấm trong
35

các quá trình động lực của quá trình trao đổi nước trong đất là phân chia lượng mưa
thành nước bề mặt và nước trong đất do ảnh hưởng đến quá trình thủy văn, đặc biệt sự
hình thành dòng chảy trên lưu vực. Để tính toán dòng chảy đạt độ chính xác và phù
hợp với các quy luật vật lý, đã có nhiều mô hình thấm được xây dựng. Trong mô hình
SWMM có 2 phương pháp để lựa chọn:
Phương pháp mô hình thấm HORTON(1940): là mô hình thấm 1 giai đoạn.
Horton nhận xét rằng quá trình thấm bắt đầu từ một tốc độ thấm f0 không đổi nào đó,
sau đó giảm dần theo quan hệ số mũ cho đến khi đạt tới một giá trị không đổi f∞. Mô
hình thấm Horton được áp dụng cho để tính cho trận mưa 1 đỉnh và dạng đường cong
mưa biến đổi không lớn.
f = + (f − f )−
0 0 ∞
Trong đó fp Cường độ thấm vào đất
(mm/s):
f∞ Cường độ thấm nhỏ nhất tại thời điểm bảo hòa
(mm/s):
f0 Cường độ thấm lớn nhất tại thời điểm ban đầu t =0
(mm/s):
t(s):: Thời gian tính từ lúc bắt đầu trận mưa rơi
k (T-1
): Hằng số chiết giảm
Các thông số f∞, f0, k, hoàn toàn xác định đường cong thấm fp và được người sử dụng
đưa vào tính toán.
Phương pháp mô hình thấm Green-Ampt(1911):
Xây dựng dựa trên phương trình thấm Darcy.Mein-Lason (1973) đã cải tiến phương
pháp này để tính toán quá trình thấm theo hai giai đoạn: giai đoạn bão hoà và giai đoạn
sau bão hoà. Trong giai đoạn bão hòa, đường cong cường độ thấm là đường quá trình
mưa thực do lượng mưa trong giai đọan này chỉ tham gia vào quá trình thấm.
Trong giai đoạn sau bão hòa, lớp đất bề mặt đã bão hòa nước, đường cong thấm giảm
theo quy luật thấm trọng lực.
36

Phương trình thấm Green-Ampt được viết dưới dạng:
V=K.J
Trong đó V: Cường độ thấm vào đất (mm/s)
K: Hệ số thấm thủy lực bão hòa (mm/s)
J: Độ dốc thủy lực,J = Sf
- Khi F < Fs thì f = i và F =
.
với i > Ks và f = i
− 1
- Khi F > Fs thì f = fp và fp = (1 +
.
)
Trong đóf: Cường độ thấm vào đất (mm/s)
fp: Cường độ thấm tiềm năng (mm/s)
i Cường độ mưa (mm/s)
F Lượng thấm tích lũy (mm)
Fs Cường độ thấm tích lũy đến trạng thái bão hòa (mm)
S Sức hút mao dẫn trung bình (mm)
IDM Đột hiếu hụt ẩm ban đầu
Ks Hệ số thấm thủy lực bão hòa (mm/s)
Theo EULER(1989) lượng bốc hơi ngày được tính theo công thức:
VP(mm) = 1,58 + (0,96 + 0,0033 ) sin 2
365( − 148)
Trong đó: i: Ngày tính theo năm thủy văn
i = 1 Ngày 1 tháng 1
i = 365 Ngày 31 tháng 10 năm sau
VP: Lượng bốc hơi ngày thứ i
Lượng trữ bề mặt rất khó xác định do tính phức tạp của lưu vực đô thị, do vậy thành
phần này thường được đánh giá qua điều tra và sau đó hiệu chỉnh qua mô hình.
Tính toán dòng chảy mặt
Phương trình mô phỏng dòng chảy tràn trên mặt (hệ thống kênh mương và cống ngầm)
bao gồm phương trình liên tục và phương trình động lượng.
Phương trình liên tục
= = . ∗−
37

Trong đó V:
d:
t:
A:
i*
Q:
Thể tích nước trên bề mặt lưu vực
Chiều sâu lớp dòng chảy mặt
Thời gian
Diện tích lưu vực bộ phận
Cường độ mưa hiệu quả = cường độ mưa rơi trừ đi tổn thất
và bốc hơi bề mặt
Lưu lượng dòng chảy ra khỏi lưu vực đang xét
Phương trình động lực: Phương trình Manning
1
Q = ( − )5⁄3 1⁄2
Trong đó W: Chiều rộng trung bình lưu vực (m)
n: Hệ số nhám Manning
Để giải hệ phương trình vi phân đạo hàm riêng Saint-Venart này cũng phải sử dụng
phương pháp sai phân hữu hạn sơ đồ ẩn được giải theo phương pháp Double Sweep
(DS) theo từng phương và tại mỗi điểm trong lưới.
Sau khi giải các phương trình nêu trên, kết quả nhận được bao gồm: Lưu lượng dòng
chảy sinh ra từ các lưu vực (Q:m3/s); mực nước tại các điểm nút tính toán (h:m); Lưu
lượng dòng chảy trong các kênh hoặc cống ngầm (q:m3/s).
2.2.2.2 Mô phỏng thủy lực
Mô phỏng quá trình thủy lực trong hệ thống kênh, đường ống, hồ chứa, khu vực xử lý
và công trình phân dòng chảy. Một số khả năng chính về mô phỏng thủy lực đường
ống và sông kênh.
Không giới hạn phạm vi sơ đồ tính.
Cung cấp nhiều dạng khác nhau của cống như cống hở, kín với nhiều hình dạng khác
nhau như tròn, vuông và phi đồng bộ như kênh tự nhiên.
Các thành phần như hồ trữ, nhà máy xử lý, công trình phân dòng, trạm bơm, cống,
đập, hố ga.
38

Cho phép mô phỏng dòng chảy từ bên ngoài, hay chất lượng nước từ nguồn của dòng
chảy mặt, và dòng chảy do người dùng định nghĩa.
Cho phép mô phỏng nhiều dạng chảy truyền khác nhau như sóng động học (kinematic
wave) hay động lực học (full dynamic wave flow).
Mô phỏng nhiều chế độ dòng chảy khác nhau như nước vật, dòng chảy hồi quy, hồ
chứa, dòng chảy bổ sung từ sinh hoạt vào hệ thống.
Ngoài ra, người dùng có thể tự xây dựng quy luật mô phỏng cho trạm bơm, cửa van
hay vận hành đập.
Bổ sung phương trình toán học mô phỏng quá trình sinh dòng chảy trên bề mặt lưu vực
và phương trình toán học mô tả quá trình dòng chảy trong đường ống của mô hình
SWMM 5.1.
Quá trình truyền dẫn dòng chảy trên hệ thống kênh mương, cống ngầm được thực hiện
thông qua việc giải hệ phương trình Saint Venant, bao gồm phương trình liên tục và
phương trình động lượng.
+ = 0
Phương trình liên tục
+
( 2⁄ )
+ += 0 Phương trình động lượng
Trong x (m) : khoảng cách (ft)
đó
t (s) :thời gian (giây)
A (m2
) :diện tích mặt cắt ướt (ft2)
Q (m3
/s) : dòng chảy
H (m) :Cột nước thủy lực trong ống
Z (m) :Cao trình đáy ống
Y (m) : Độ sâu mực nước trong ống
Sf ( : Độ dốc ma sát
g (m/s2
) : Gia tốc trọng trường
39

2.3 Xác định điều kiện biên
2.3.1 Kịch bản biến đổi khí hậu
Theo kịch bản BĐKH được công bố năm 2016 của Bộ Tài nguyên và Môi trường,
lượng mưa năm có xu thế tăng trên phạm vi toàn quốc. Theo kịch bản RCP4.5, lượng
mưa năm vào đầu thế kỷ có xu thế tăng ở hầu hết cả nước, phổ biến từ 5 ÷ 10%; vào
giữa thế kỷ có mức tăng 5 ÷ 15%, trong đó một số tỉnh ven biển đồng bằng Bắc Bộ,
Bắc Trung Bộ, Trung Trung Bộ có thể tăng trên 20%; đến cuối thế kỷ có phân bố
tương tự như giữa thế kỷ, tuy nhiên vùng có mức tăng trên 20% mở rộng hơn. Theo
kịch bản RCP8.5, lượng mưa năm có xu thế tăng tương tự như kịch bản RCP4.5. Đáng
chú ý là vào cuối thế kỷ mức tăng nhiều nhất có thể trên 20% ở hầu hết Bắc Bộ, Trung
Trung Bộ, một phần Nam Bộ và Tây Nguyên. Lượng mưa 1 ngày lớn nhất và 5 ngày
lớn nhất trung bình có xu thế tăng từ 40 ÷ 70% so với trung bình thời kỳ cơ sở ở phía
tây của Tây Bắc, Đông Bắc, đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, Thừa Thiên - Huế đến
Quảng Nam, phía đông Nam Bộ, nam Tây Nguyên. Các khu vực khác có mức tăng
phổ biến từ 10 ÷ 30%.
Khu vực dự án nằm trong phân vùng từ mũi Kê Gà tới mũi Cà Mau theo từng kịch bản
khác nhau với độ gia tăng khá cao so với hiện nay.
Bảng 2. 2. Kịch bản nước biển dâng cho khu vực dự án theo kịch bản RCP4.5 (cm)
40

2.3.2 Trận mưa thiết kế
2.3.2.1 Khái niệm về mưa thiết kế
Mưa thiết kế được đặc trưng bởi chu kỳ lặp lại thiết kế (tần suất thiết kế); Thời gian
mưa (phút, giờ, ngày); Độ sâu mưa (lượng mưa, mm); Biểu đồ quá trình mưa hay phân
bố theo thời gian của mưa.
Mưa thiết kế có thể tính toán dựa trên cơ sở các số liệu đo đạc về mưa trong nhiều năm
tại một địa điểm.
2.3.2.2 Xác định trận 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 (Xđh ≈Xp).
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:
Ktp- Hệ số thu phóng, Ktp = 1
đℎ
ℎ đℎ - Lượng mưa giờ thứ i của trận mưa điển hình, (mm/h).
ℎ - Lượng mưa giờ thứ i của trận mưa thiết kế, (mm/h).
Từ phân phối mưa của trận mưa điển hình, xác định phân phối mưa của trận mưa thiết
kế như sau:
ℎ =Ktp. ℎ đℎ (mm/h)
41

Sử dụng số liệu mưa của Trạm khí tượng thủy văn Sóc Trăng trong 25 năm, từ năm
1993 đến năm 2017.
Bảng 2. 3. Thống kê lượng mưa 1 ngày max trong 25 năm
Lượng mưa Lượng mưa
STT Năm ngày max STT Năm ngày max
(mm) (mm)
1 1993 90.5 14 2006 84
2 1994 88.1 15 2007 94.5
3 1995 75.5 16 2008 100.9
4 1996 73.9 17 2009 85.9
5 1997 104 18 2010 130
6 1998 107.8 19 2011 133.1
7 1999 155.2 20 2012 149.8
8 2000 104 21 2013 126.8
9 2001 74.2 22 2014 71.4
10 2002 72.8 23 2015 79.5
11 2003 66.6 24 2016 76.5
12 2004 53 25 2017 118.2
13 2005 108.4
Sử dụng phần mềm tính toán tần suất FFC 2008 để tính toán tần suất mưa, kết quả
FFC 2008 © Nghiem Tien Lam
ĐƯỜNG TẦN SUẤT LƯỢNG MƯA MỘT NGÀY MAX - TRẠM SÓC TRĂNG
250
Mưa ngày max
230 TB=96.98, Cv=0.27, Cs=0.65
Đường tần suất lý luận
210
TB=96.98, Cv=0.27, Cs=0.65
190
170
lượng,
Q(m³/s)
150
130
L
ư
u
110
90
70
50
30
0.01 0.1 1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 99 99.9 99.99
Tần suất, P(%)
Hinh 2. 4 Đường tần suất lượng mưa một ngày max – trạm Sóc Trăng
Theo QCVN 04-05:2012/BNNPTNT, mục 5.3.1 chọn tần suất mô hình mưa thiết kế
cho hệ thống thoát nước đô thị là P = 10%.
42

Từ kết quả chạy mô hình, ta chọn ngày mưa 27/8/2011 làm ngày mưa điển hình, với
lượng mưa 133.1 mm trong 24 giờ. Từ đó tính được trận mưa thiết kế với lượng mưa
131.73 mm trong 24 giờ.
Xét đến điều kiện biến đổi khí hậu theo kịch bản RCP 4.5, lượng mưa sẽ tăng 15%.
Vậy lượng mưa của trạm Sóc Trăng ứng với tần suất P = 10%
Bảng 2. 4 Lượng mưa thiết kế trạm Sóc Trăng ứng với điều kiện BĐKH
Mưa Mưa
Giờ thiết kế 15% thiết kế
(mm) BĐKH
0:00 0.00 0.00 0.00
1:00 0.00 0.00 0.00
2:00 0.00 0.00 0.00
3:00 0.00 0.00 0.00
4:00 0.00 0.00 0.00
5:00 0.00 0.00 0.00
6:00 0.00 0.00 0.00
7:00 0.99 0.15 1.14
8:00 0.00 0.00 0.00
9:00 0.00 0.00 0.00
10:00 0.00 0.00 0.00
11:00 0.00 0.00 0.00
12:00 0.00 0.00 0.00
13:00 0.00 0.00 0.00
14:00 0.00 0.00 0.00
15:00 0.00 0.00 0.00
16:00 0.00 0.00 0.00
17:00 0.30 0.04 0.34
18:00 51.27 7.69 58.96
19:00 30.38 4.56 34.94
20:00 30.38 4.56 34.94
21:00 11.48 1.72 13.20
22:00 4.85 0.73 5.58
23:00 2.08 0.31 2.39
Tổng 131.73 19.76 151.49
43

2.3.3 Mực nước thiết kế
Việc tính toán mực nước cũng thực hiện tương tự như tính toán mưa. Nếu sông không
bị ảnh hưởng bởi thủy triều thì mực nước tính toán là mực nước trung bình ngày ứng
với tần suất thiết kế 10%. Nếu sông bị ảnh hưởng bởi thủy triều, thì phải tính toán con
triều thiết kế. Việc tính toán toán con triều thiết kế tương tự như tính toán mô hình
mưa thiết kế.
Sử dụng số liệu mực nước đỉnh triều max tại trạm Trần Đề trong 20 năm, từ năm 1998
đến năm 2017. Sử dụng phần mềm tính toán tần suất FFC 2008 để tính toán tần suất
mực nước triều.
FFC 2008 © Nghiem Tien Lam
ĐƯỜNG TẦN SUẤT MỰC NƯỚC MỘT NGÀY MAX
280
270 Đường tần suất mực nước 1 ngày max
260
TB=207.00, Cv=0.08, Cs=0.10
Đường tần suất lý luận
250 TB=207.00, Cv=0.08, Cs=0.10
240
230
220
Q(m³/s)
210
200
lượng
,
190
180
Lư
u
170
160
150
140
130
120
110
100
0.01 0.1 1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 99 99.9 99.99
Tần suất, P(%)
Hinh 2. 5 Đường tần suất mực nước max trạm Trần Đề
Theo QCVN 04-05:2012/BNNPTNT, mục 5.3.1 chọn tần suất mô hình mực nước thiết
kế cho hệ thống thoát nước đô thị là P = 10%.
Từ kết quả chạy mô hình, ta chọn ngày 28/10/2012 làm ngày mực nước triều điển
hình, với mực nước 228 cm. Từ đó tính được mực nước triều thiết kế với 228 cm trong
24 giờ.
Xét đến điều kiện biến đổi khí hậu theo kịch bản RCP 4.5, mực nước sẽ tăng 30 cm.
44

Khóa luận tốt nghiệp Khoa Kỹ thuật cơ sở hạ tầng Trường Đại học Thủy Lợi.doc

Khóa luận tốt nghiệp Khoa Kỹ thuật cơ sở hạ tầng Trường Đại học Thủy Lợi.doc

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Khóa luận tốt nghiệp Khoa Kỹ thuật cơ sở hạ tầng Trường Đại học Thủy Lợi.doc

Similar to Khóa luận tốt nghiệp Khoa Kỹ thuật cơ sở hạ tầng Trường Đại học Thủy Lợi.doc (20)

More from Dịch vụ viết thuê đề tài trọn gói 👉👉 Liên hệ ZALO/TELE: 0917.193.864 ❤❤

More from Dịch vụ viết thuê đề tài trọn gói 👉👉 Liên hệ ZALO/TELE: 0917.193.864 ❤❤ (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Khóa luận tốt nghiệp Khoa Kỹ thuật cơ sở hạ tầng Trường Đại học Thủy Lợi.doc