Bộ giáo dục và đào tạo
Nguyên cứu đề xuất một số giải pháp
quản lý điều hành hệ thống thoát nớc
sông Tô Lịch - Thành phố Hà Nội
Chuyên ngành : Cấp thoát nớc
Mã số : 62-58-70-01
tóm tắt Luận án tiến sĩ kỹ thuật
Luận án sẽ đợc tổ chức bảo vệ tại hồi đồng chám luận án cấp nhà nớc tại: Vào hồi . . . . . giờ, ngày . . . .tháng . . . .năm 2005
Có thể tìm hiểu luận án tại: III. Danh mục công trình có liên quan đến luận án của tác giả
1. (1996) ( Th kí đề tài) Cơ sở khoa học sử dụng hợp lý tài nguyên nớc
mặt, ứng dụng tin học trong quản lý khai thác tài nguyên nớc mặt Hà
Nội, Đề tài NCKH TP Hà Nội.
2. (1998) (Thành viên tham gia); Đánh giá ô nhiễm môi trờng đất trồng
trọt và nớc tới nông nghiệp Hà Nội: Thực trạng và giải pháp; Đề tài
NCKH TP Hà Nội
3. (1999), (chủ nhiệm đề tài); Xây dựng hệ thống thông tin GIS Hà Nội. Đề
tài NCKH TP Hà Nội.
4. (2002) ( cộng tác viên); Nâng cao chất lợng quản lý hệ thống thoát
nớc bằng việc ứng dụng tin học; Đề tài NCKH TP Hà Nội.
5. (2004) (giám đốc dự án); Xây dựng hệ thống thông tin giải quyết những
vấn đề bức xúc về quản lý đô thị thành phố Hà Nội. Dự án khả thi TP
Hà Nội.
6. (2004); Tình hình và nguyên nhân gây úng ngập thành phố Hà Nội; Tạp
chí khí tợng thủy văn; Bộ Tài nguyên Môi trờng số tháng 8/2004.
7. (2004);
Nghiên cứu vai trò của hồ điều tiết trong hệ thống thoát nớc
Hà Nội; Tạp chí khoa học kỹ thuật Thủy lợi và Môi trờng; Đại học
2.1 - Mô hình toán dòng chảy đô thị
2.2 - Giới thiệu mô hình Mô hình SWMM (Storm Water Management
Model)
2.3 - Xác định bộ thông số mô hình SWMM đối với lu vực sông Tô Lịch.
Chơng 3: Xây dựng cơ sở dữ liệu và phần mềm phục vụ
QLĐH hệ thống thoát nớc sông Tô Lịch - hà nội
3.1 - Hệ thống thông tin địa lý trong QLĐH hệ thống thoát nớc đô thị
3.2 - ứng dụng CNTT trong quản lý thoát nớc sông Tô Lịch.
3.3 - Kết quả xây dựng cơ sở dữ liệu và phần mềm:
Chơng 4:
đề xuất một số Giải pháp QLĐH hệ thống thoát
nớc sông tô lịch
4.1 - Thiết lập các phơng án trạng thái phục vụ QLĐH hệ thống thoát
nớc sông Tô Lịch.
4.1.1 Cơ sở khoa học và thực tế thiết lập các phơng án trạng thái
4.1.2 - Thiét lập các phơng án trạng thái cơ bản
4.2 - Tính toán dòng chảy theo các phơng án trạng thái.
4.3 - Diễn biến mực nớc trên hệ thống thoát nớc sông Tô Lịch
4.4 - Đề xuất một số giải pháp QLĐH thoát nớc hệ thống sông Tô Lịch. 1
Mở đầu
1 - Tính cấp thiết của luận án
Hà Nội nằm bên sông Hồng trên vùng đất trũng, độ dốc ít, mức độ đô
thị hóa tăng nhanh, nhiều cánh đồng, ao, hồ, kênh, mơng, sông ngòi đã bị
san lấp để xây dựng các công trình do đó công tác thoát nớc của thành phố
gặp nhiều khó khăn. Cùng với sự phát triển kinh tế xã hội, Hà Nội đang đợc
xây dựng, cải tạo và phát triển nhanh chóng. Song việc xây dựng cơ sở hạ tầng,
thông tin phục vụ QLĐH hệ thống thoát nớc sông Tô Lịch.
3. Đề xuất một số giải pháp QLĐH hệ thống thoát nớc sông Tô Lịch,
thành phố Hà Nội trên cơ sở các kết quả nghiên cứu, quản lí thông tin và tính
toán dòng chảy trên hệ thống thoát nớc sông Tô Lịch.
3 - Phạm vi, đối tợng nghiên cứu của luận án:
Đối tợng nghiên cứu:
- Hệ thống thoát nớc sông Tô Lịch - thành phố Hà Nội.
- Nghiên cứu tiêu nớc ma để chống úng ngập cho đô thị.
Phạm vi nghiên cứu:
- Xác lập cơ sở khoa học và thực tiễn cho giải pháp quản lí, điều hành
thoát nớc ma hệ thống thoát nớc sông Tô Lịch.
- Không xét đến nớc thải hay chất lợng nớc.
- Không đi sâu giải quyết các nội dung cụ thể nh bảo trì, bảo dỡng, tổ
chức, vận hành thoát nớc cụ thể từng trận ma.
4 - Phơng pháp nghiên cứu.
1. Phơng pháp thống kê sác xuất và tổng hợp địa lí sử dụng trong việc
đánh giá đặc điểm khí hậu, thủy văn hệ thống sông Tô Lịch.
2. Phơng pháp mô hình toán thủy văn đô thị sử dụng để mô phỏng quá
trình dòng chảy trên hệ thống sông Tô Lịch.
3. Phơng pháp phân tích hệ thống sử dụng để phân tích, đánh giá vai
trò và mối quan hệ giữa các thành phần trong hệ thống thoát nớc.
4. Phơng pháp hệ thông tin địa lí (GIS) sử dụng để tổ chức thu thập,
lu trữ, xử lí và quản lí các thông tin về hệ thống thoát nớc.
3
5. Phơng pháp lập trình hớng đối tợng sử dụng để xây dựng phần
mềm ứng dụng.
5 - ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
sông Tô Lịch
Chơng 1:
Tổng quan về quản lí điều hành hệ thống
thoát nớc đô thị
1.1 - Vấn đề tiêu thoát nớc đô thị Thế giới
Nghiên cứu xác định định lợng dòng chảy gây ngập úng, gây ô nhiễm
môi trờng và điều khiển hệ thống thoát nớc tổng thể là hai nội dung cơ bản
4
trong QLĐH hệ thống thoát nớc của đô thị, chúng đã đợc nhiều nớc trên
Thế giới đặt ra từ lâu và đang có bớc tiến bộ vợt bậc cả về chất và lợng.
Phơng pháp mô hình và CNTT là hai công cụ quan trọng trong quá trình
quản lí, điều hành hệ thống thoát nớc đô thị phức tạp, chúng đã đợc sử dụng
rộng rãi trong việc qui hoạch, xây dựng, QLĐH và đã góp phần phát huy hiệu
quả của hệ thống thoát nuớc đô thị.
1.2 - Tiêu thoát nớc đô thị Việt Nam.
Đa số các đô thị Việt Nam đợc hình thành tự phát, chủ yếu từ quá trình
đô thị hoá làng- xã. Quá trình đô thị hoá tự phát đã tạo ra một hệ thống hạ
tầng yếu kém, đặc biệt là hệ thống thoát nớc. Trong những năm gần đây cùng
với sự phát triển kinh tế xã hội của đất nớc, quá trình đô thị hóa phát triển
nhanh chóng trên toàn quốc. Nhiều đô thị mới đợc hình thành và phát triển,
nhiều đô thị cũ đợc xây dựng, cải tạo và phát triển cả chiều rộng và chiều
sâu. Nhng xây dựng hạ tầng không theo kịp tốc độ đô thị hóa. Hệ thống cống
rãnh thoát nớc rất thiếu, thờng chỉ có khả năng thoát nớc với các trận ma
có tần suất xuất hiện nhỏ hơn hay bằng 1 năm. Nhiều đô thị hầu nh cha có
hệ thống thoát nớc nhất là các tỉnh vừa chia tách nh đô thị Tuy Hoà tỉnh Phú
Yên, hệ thống thoát nớc mới chỉ bảo đảm phục vụ 5% diện tích đô thị; Qui
Nhơn 10%; Ban Mê Thuột 15%; Cao Bằng 20%. Do đó, các thành phố, thị xã
của cả nớc hầu hết đều bị úng ngập trong mùa ma. Với trận ma khoảng
2
(chỉ kể các sông tự nhiên có dòng chảy tự nhiên). Các sông lớn
chảy qua và hình thành trên địa phận thành phố Hà Nội gồm có: sông Hồng,
sông Đuống, sông Cà Lồ, sông Nhuệ, sông Cầu, sông Ngũ Huyện Khê, sông
Cầu Bây. Các sông lớn, nhỏ đều có độ dốc lòng sông bé, độ uốn khúc lớn 1,2 -
2,9. Chế độ thủy văn phức tạp. Khả năng tiêu thoát nớc rất kém, nhất là khi
ma lớn và mực nớc trên hệ thống các sông đang ở mức cao.
Hà Nội là trung tâm đầu não của cả nớc về chính trị, văn hóa, khoa học
công nghệ, là trung tâm lớn của cả nuớc về kinh tế, cùng với phát triển kinh tế
xã hội quá trình đô thị hóa diễn ra rất nhanh.
Thành phố Hà Nội chia 9 quận, 5 huyện có 3 triệu dân sinh sống với
nền kinh tế đa dạng. Nhịp độ tăng trởng kinh tế luôn luôn đạt ở mức cao so
với cả nớc (11-14%). GDP bình quân đầu ngời từng bớc đợc tăng lên, đến
nay đã đạt khoảng 1000$/ngời. Cơ cấu kinh tế có sự thay đổi về chất, tỷ
6
trọng nông nghiệp giảm đi, tỷ trọng công nghiệp tăng lên theo chiều hớng
công nghiệp hóa hiện đại hóa.
Cơ cấu sử dụng đất xây dựng đô thị của thành phố Hà Nội: Năm 1954
mới chỉ có 1008 ha đất đô thị; Dự báo đến năm 2005 nhu cầu sử dụng đất là
14600 ha tới năm 2020 là 25000 ha. Diện tích đô thị gấp 20 lần so với năm
1954. Nội thành cũ đợc mở rộng, các đô thị mới đợc xây dựng, hình thành
các chùm đô thị mới. Điều đó đỏi hỏi cơ sở hạ tầng thoát nớc cũng nh công
tác QLĐH tiêu thoát nớc phải phát triển tơng ứng để đảm bảo chống úng
ngập, bảo về môi trờng.
1.3.2 - Đặc điểm khí tợng - thủy văn.
Hà Nội nằm trong vùng ma trung bình của đồng bằng Bắc Bộ với
lợng ma năm trung bình 1651 mm (trạm Láng giai đoạn 1960 - 2000). Mùa
ma: từ tháng V đến tháng X với lợng ma trung bình chiếm tới trên 82,9 %
lợng ma năm. Mùa ít ma kéo dài từ tháng XI đến tháng IV năm sau, với
v
= 0,44 ; C
s
= 1,09
Bảng 1.2: Lợng ma hai ngày lớn nhất thiết kế theo tần suất
Trạm Láng - Hà Nội
Tần suất % 1 5 10 20 25 50
X2ngaymax (mm) 455 354 307 257 240 179
Mô hình ma thiết kế: Ma trận Hà Nội có nhiều dạng khác nhau:
Dạng ma một đỉnh, dạng ma hai đỉnh, dạng ma đều . . .
Mô hình ma hai đỉnh và ma một đỉnh sẽ đợc ứng dụng vào mô hình
để tính toán dòng chảy vì đây là mô hình ma bất lợi đối với hệ thống thoát
nớc do cờng độ ma tập trung có thể vợt quá khả năng thoát nớc của hệ
thống, hoặc do thời gian ma lớn kéo dài.
Trong thực tế đã xảy ra hai trận ma điển hình gây úng ngập lớn trong
thành phố là: Trận ma một đỉnh từ ngày 10/11/1984 đến ngày 11/11/1984 với
X= 577 mm/2ngày và trận ma hai đỉnh xuất hiện ngày 11/6/1989 đến
12/6/1989 với X=286,7 mm/2ngày. Thu phóng trận ma hai ngày với các tần
suất khác nhau, với dạng ma điển hình: loại 1 đỉnh, loại 2 đỉnh. ta sẽ đợc
cấc trận ma hai ngày lớn nhất với các tần suất khác nhau.
8
Nghiên cứu ma thời đoạn ngắn tại trạm khí tợng Láng - Hà Nội, có
thể rút ra một số nhận xét làm cơ sở khoa học để phục vụ công tác QLĐH tiêu
thoát nớc hệ thống sông Tô Lịch nh sau:
+ Căn cứ vào dự báo thời tiết nếu có ma lớn có thể dự báo khả năng
gây úng ngập thành phố trên cơ sở đó đề ra kế hoạch chống úng ngập.
+ Ma trận Hà Nội rất tập trung, với trận ma 3 ngày lớn nhất thì lợng
là khoảng thời gian đập Thanh Liệt đóng lại. Nh vậy, khả năng thoát nớc tự
chảy của sông Tô Lịch qua hệ thống sông Nhuệ vẫn còn bỏ ngỏ nhiều khả
năng tiêu tự chảy ra sông Nhuệ góp phần giảm bớt chi phí bơm tại Yên Sở.
1.3.3 - Hệ thống thoát nớc sông Tô Lịch
a - Lu vực hệ thống sông Tô Lịch
* Lu vực sông
Lu vực hệ thống sông Tô Lịch nằm trong địa phận thành phố Hà Nội,
kẹp giữa sông Nhuệ và sông Hồng, có diện tích 77,5km
2.
, diện tích cụ thể của
từng lu vực nh sau: sông Tô Lịch (20 Km
2
), sông Sét (7,1Km
2
), sông Lừ
(10,2 Km
2
), sông Kim Ngu (17,3 Km
2
), hồ Tây (9,3 Km
2
), lu vực Hoàng
Liệt (8,1 Km
2
), lu vực Yên Sở (5,5 Km
2
).
Để phục vụ tính toán trong giai đoạn qui hoạch tổng thể thoát nớc Hà
Nội, lu vực hệ thống sông Tô Lịch đợc chia làm 28 lu vực bộ phậncăn cứ
điều kiện địa hình, hớng thoát nớc, tỷ lệ diện tích thấm và khồng thấm
đã đợc cải tạo, mặt cắt sông hình thang, rộng trung bình từ 20 - 45 m, sâu 2 -
3 m, hai bờ kè đá. Có 16 cầu, đờng bắc qua sông. Có khả năng thoát nớc với
lu lợng 30 m
3
/s.
Sông Kim Ngu: có diện tích lu vực 17,3Km
2
, dài 11,9 km, sông
đã đợc cải tạo lát đá hai bờ sông, mặt cắt rộng trung bình 25 - 30 m, sâu 2 -
4 m, có 19 cầu đờng bắc qua sông, có khả năng thoát nớc với lu lợng 15
m
3
/s.
Sông Sét: có diện tích lu vực 7,1 Km
2
, dài 6,7 km, đã cải tạo lát đá hai
bờ sông, mặt cắt rộng trung bình 3 - 4 m, có 2 cầu, đờng bắc qua sông, có
khả năng thoát nớc với lu lợng 8 m
3
/s.
Sông Lừ: có diện tích lu vực 10,2 Km
2
, chiều dài 6,8 km đã cải tạo lát
đá hai bờ sông, sâu trung bình 2 - 3 m, có 5 cầu đờng bắc qua sông, có khả
năng thoát nớc với lu lợng 6m
3
/s.
- Hệ thống cống thoát nớc.
11
có lu lợng xả thiết kế Q = 5.0 m3/s.
Mỗi đập tràn, cửa xả trong hệ thống đều có tác dụng riêng, nhìn chung
mục đích để điều khiển dòng chảy theo mục tiêu của ngời sử dụng là phục vụ
phòng chống úng ngập và thủy lợi trên hệ thống.
- Hệ thống hồ điều hòa
Lu vực sông Tô Lịch có 70 hồ tự nhiên và nhân tạo với diện tích mặt
hồ đến 1178,8 ha, chiếm 15,2% (11,788km
2
/77,5km
2
). Nếu tính cả diện tích
các ao nuôi cá của khu vực Yên Sở (830,4 ha) thì tỷ lệ hồ chiếm tới 25,9%.
Các hồ này phân bố không đồng đều trên lu vực nhng đóng vai trò điều tiết,
cải thiện vi khí hậu, cảnh quan trong đô thị và góp phần làm sạch một phần
nớc thải đô thị.
- Công trình đầu mối trạm bơm Yên Sở.
12
Đây là một tổ hợp công trình bao gồm kênh dẫn vào, ra, hồ điều hòa và
trạm bơm.
Hồ điều hoà:
có diện tích hồ là 130 ha, chiếm diện tích đất 203 ha.
Mực nớc thấp nhất 1,5m, mực nớc cao nhất 4,5m; mực nớc bình thờng
3,5m. Cao độ bờ hồ 5,1m. Cao độ lòng hồ 0,5m.
Trạm bơm Yên Sở:
Trạm bơm đầu mối Yên Sở giai đoạn 1 có công suất bơm 45m
3
/s. Giai
đoạn 2 có công suất 90 m
vận hành bơm tại công trình đầu mối trạm bơm Yên Sở.
1.3.4 - úng ngập trong hệ thống tiêu sông Tô Lịch
13
a - Tình hình úng ngập
* Trớc năm 2000
Công suất thoát nớc của hệ thống cống trong thành phố trớc năm
2000 chỉ có khả năng tiêu thoát nớc của các trận ma có tần suất lặp lại 1,0 -
1,2 năm. Do vậy, hiện trạng ngập úng và đọng nớc xảy ra hàng năm ở khu
vực này rất nghiêm trọng nhất là khu phố cổ. Nguyên nhân do thiếu cống và
sự xuống cấp của hệ thống thoát nớc hiện có.
Khi có ma khoảng 100 mm thì Hà Nội đã có 70 - 80 điểm bị ngập,
trong đó có 24 điểm bị ngập trầm trọng. Thời gian ngập thờng từ 2 - 24 h
hoặc từ 2 - 3 ngày thậm chí có điểm bị ngập 6 - 7 ngày. Độ sâu ngập trung
bình từ 0,6 - 0,8 m.
* Từ năm 2000 đến nay:
Thành phố Hà Nội đã đầu t xây dựng và cải tạo hệ thống thoát nớc
giai đoạn I với tổng mức đầu t 250 triệu USD. Các công trình đợc xây dựng,
cải tạo đợc đa vào sử dụng đã phát huy hiệu quả, giảm mức độ và thời gian
úng ngập.
Hiện nay, với trận ma khoảng 100 mm, số điểm ngập là 40 -50 điểm,
thời gian ngập từ 1h đến 24h, độ sâu ngập từ 0,10 đến 0,5 m. Tuy nhiên, mức
độ ngập úng đã giảm về thời gian, diện tích, độ sâu ngập.
b - Nguyên nhân gây úng ngập.
Qua thực tế quan trắc hiện tợng úng ngập của Hà Nội cho thấy: Mặc
dù hệ thống sông đợc thiết kế cải tạo để thoát nớc với trận ma thiết kế 10%,
hệ thống cống đợc cải tạo với khả năng tiêu thoát nớc với trận ma thiết kế
20%, trạm bơm Yên Sở đợc xây dựng có khả năng tiêu thoát với công suất 45
m3/s, nhng vẫn đang tồn tại 3 dạng úng ngập: úng ngập cục bộ, úng ngập
khu vực, úng ngập vùng. Mỗi dạng úng ngập có những nguyên nhân với vai
5. Khi mực nớc tại đập Thanh Liệt bằng 3,5 m ( tơng ứng với mực
nớc tại Yên Sở là 3,2m) thì toàn bộ hệ thống đập tràn cửa xả đóng lại, nớc
tập trung về hệ thống hồ điều hòa và trạm bơm Yên Sở để bơm tiêu nớc ra
sông Hồng.
15
6. Hệ thống máy bơm bơm nớc ra sông Hồng cho đến khi mực nớc
trên kênh dẫn tại Yên Sở là H= 3,0 m và trong hồ Yên Sở mực nớc là
H=1,5m.
b - Quá trình cơ bản của bài toán QLĐH tiêu thoát nớc trên hệ
thống sông Tô Lịch.
Bài toán QLĐH tiêu thoát nớc hệ thống sông Tô Lịch bao gồm các quá
trình thành phần cơ bản sau:
1. Quá trình tổ chức số hóa và quản lí thông tin dữ liệu có liên quan đến
hệ thống thoát nớc sông Tô Lịch trên hệ thống máy tính.
2. Quá trình thiết lập các phơng án trạng thái và tính toán dòng chảy
dới ảnh hởng của nhân tố đầu vào là ma, ảnh hởng của hệ thống công
trình (hồ điều hòa), ảnh hởng của nhân tố đầu ra (bơm).
3. Quá trình phân tích diễn biến lũ trên hệ thống theo các phơng án
trạng thái có thể xảy ra trong thực tế.
4. Quá trình nghiên cứu đề xuất giải pháp quản lí diều hành hệ thống
thoát nớc sông Tô Lịch.
Các quá trình cơ bản bài toán QLĐH trong sơ đồ bài toán thể hiện ở 4
khối cơ bản: Khối quản lí thông tin, khối phơng án trạng thái, khối tính toán.
khối phân tích, khối giải pháp quản lí điều hành (hình 1.1). Nội dung từng
khối đợc thể hiện trong sơ đồ bài toán.
c - Sơ đồ bài toán:
Sơ đồ bài toán trong hình 1.5 đợc thể hiện nh sau:
- Khối quản lí thông tin: Đầu vào của khối là các thông tin về hệ thống
thoát nớc sông Tô Lịch. Đầu ra của khối là các thông tin về hệ thống thoát
2. Các đô thị Việt Nam chủ yếu hình thành từ làng xã, hạ tầng thoát
nớc xây dựng manh mún, Ngày nay tốc độ đô thị hóa phát triển nhanh, hạ
tầng thoát nớc không theo kịp tốc độ đô thị hóa. Đô thị thờng xuyên bị ngập
úng trong mùa ma. QLĐH hệ thống thoát nớc chủ yếu thực hiện theo kinh
nghiệm , thủ công và lạc hậu, cha có đô thị nào ứng dụng công nghệ hiện đại
17
là công nghệ thông tin và mô hình toán phục vụ QLĐH. Vì vậy, nhiều hệ
thống tiêu thoát nớc cha phát huy hết hiệu quả.
3. Hệ thống thoát nớc sông Tô Lịch là một hệ thống tiêu thoát nớc
phức tạp, đợc xây dựng tơng đối đồng bộ, thoát nớc theo phơng thức tự
chảy và bơm động lực. Nhng trên thực tế, hệ thống tiêu thoát nớc cha phát
huy hết hiệu quả. Nhiều trận ma cha đạt thiết kế vẫn gây úng ngập cho
thành phố.
4. Nghiên cứu và xác định đợc tình hình và nguyên nhân gây ngập úng
thành phố Hà Nội, từ đó thấy rằng một trong những nguyên nhân làm cho hệ
thống thoát nớc sông Tô Lịch cha phát huy hết hiệu quả là công tác QLĐH,
trên cơ sở đó xác định vấn đề nghiên cứu của luận án.
5. Nghiên cứu giải pháp QLĐH hệ thống thoát nớc sông Tô Lịch là
một nhu cầu cần thiết về khoa học và thực tế không những chỉ cho hệ thống
thoát nớc Hà Nội mà còn là kinh nghiệm cho các đô thị khác.
6. Luận án thiết lập đợc sơ đồ mô phỏng bài toán QLĐH hệ thống
thoát nớc sông Tô Lịch nhằm bớc đầu quản lí các thông tin và điều khiển hệ
thống tiêu thoát nớc một cách đồng bộ với sự trợ giúp của CNTT và mô hình
toán dòng chảy. Các nghiên cứu của chơng 1 là cơ sở và tiền đề cho nội
dung của luận án và sẽ đợc giải quyết ở các chơng tiếp theo.
Chơng 2 ứng dụng mô hình toán dòng chảy cho hệ thống
thoát nớc sông tô lịch
2.1 - Mô hình toán dòng chảy đô thị
không thấm (nhà cửa, đờng giao thông, sân . ) xen kẽ nhau.
- Độ nhám của bề mặt lu vực thay đổi nhanh và phức tạp hơn nhiều so
với lu vực tự nhiên.
- Sự họat động có hay không có hiệu quả của hệ thống thoát nớc đô thị
phụ thuộc rất nhiều vào năng lực, trình độ QLĐH và ý thức tác động của con
ngời vào hệ thống đó.
2.1.2 - Mô hình toán dòng chảy đô thị.
19
Từ 1960 đến nay đã diễn ra sự phát triển sâu rộng việc mô hình hóa các
hiện tợng và hệ thống tự nhiên khác nhau. Mô hình dòng chảy đô thị cũng
nằm trong trào lu đó. Mô hình dòng chảy đô thị thuộc dạng mô hình toán mô
phỏng quá trình dòng chảy do ma trên lu vực đô thị.
Cũng nh các phơng pháp tính toán đối với lu vực sông tự nhiên, xu
hớng phổ biến hiện nay trên thế giới để tính toán dòng chảy đô thị là dùng
các mô hình tất định để mô phỏng toàn bộ quá trình dòng chảy theo 3 giai
đoạn (giai đoạn hình thành dòng chảy, giai đoạn chảy tràn trên sờn dốc, giai
đoạn chảy tập trung trong hệ thống). Các mô hình này chủ yếu sử dụng các
trận ma đơn dói dạng một trận ma thiết kế hoặc các trận ma thực đo để
tính toán dòng chảy phục vụ quy hoạch, thiết kế và điều khiển hệ thống thoát
nớc với một tần suất đảm bảo nào đó.
Phơng pháp tính toán dòng chảy đô thị cũng đợc áp dụng riêng cho
từng giai đoạn dòng chảy:
a - Giai đoạn hình thành dòng chảy
Đối với giai đoạn này ngời ta thờng dùng các mô hình xác định quá
trình hình thành ma hiệu quả trên cơ sở tính toán lợng tổn thất.
b - Dòng chảy từ các lu vực bộ phận
Trong giai đoạn này cần lựa chọn một phơng pháp chuyển hoá thích
hợp từ lợng ma hiệu quả thành dòng chảy của từng lu vực bộ phận. Trong
mô hình vật lý để tính toán dòng chảy lu vực, ngoài phơng trình liên tục còn
Mô hình này là một trong các mô hình đợc sử dụng phổ biến nhất hiện
nay ở Mỹ. Mô hình gồm 4 mô hình bộ phận để tính toán quá trình dòng chảy
đô thị. Cụ thể:
- Xác định ma hiệu quả.
- Tính toán quá trình dòng chảy từ các diện tích bộ phận.
- Xác định thời gian tập trung dòng chảy từ các thông số lu vực.
- Diễn toán dòng chảy trong cống, kênh tiêu.
- Xác định dòng chảy tổng hợp từ các bớc tính trên.
c - Mô hình MIKE 11
Copyright: Tài liệu đại học ©