L IC M

N

th c hi n và hoàn thành lu n v n này, tôi đã nh n đ

c s quan tâm

giúp đ t n tình, s đóng góp quý báu c a nhi u cá nhân và t p th .
Tr

c tiên, tôi xin trân tr ng g i l i c m n Ban giám hi u, B môn

C p thoát n

c – Khoa K thu t Tài nguyên N

c tr

ng

i h c Th y l i

Hà N i đã t o đi u ki n thu n l i cho tôi h c t p, nghiên c u và hoàn thành
lu n v n.
c bi t tôi bày t s bi t n sâu s c đ n Phó Giáo s - TS. Nguy n
Tu n Anh đã t n tình h ng d n, ch b o và giúp đ trong su t quá trình th c
hi n lu n v n.
Tôi xin trân tr ng c m n các c quan: S Tài nguyên Môi tr
Nguyên, vi n Quy ho ch Thái Nguyên, Ban Qu n lý d án thoát n
lý n


L I CAM OAN

Tác gi xin cam đoan đây là công trình nghiên c u riêng c a tác
gi . Các s li u, thông tin trích d n trong lu n v n là trung th c và đ u
đ

c ghi rõ ngu n g c. K t qu nghiên c u trong lu n v n ch a t ng đ

s d ng ho c công b trong b t k công trình nào khác.

Hà N i, ngày

tháng 3 n m 2015

TÁC GI LU N V N

Tòng Thu H

ng

c


M CL C
M CL C
DANH M C HÌNH V
DANH M C B NG BI U
M


NG 2 NGHIÊN C U

LÀM VI C C A H
THÀNH PH

ÁNH GIÁ HI N TR NG VÀ KH

TH NG THOÁT N

N NG

C KHU TRUNG TÂM

THÁI NGUYÊN .............................................................................14

2.1 Hi n tr ng h th ng thoát n

c ......................................................................14

2.2.Tình hình úng ng p trong khu trung tâm ........................................................14
2.2.1 Các đi m ng p úng trong khu trung tâm .......................................... 14
2.2.2 Nguyên nhân gây ng p úng .............................................................. 17
2.3 L a ch n công c mô ph ng h th ng (đ xu t ch n mô hình SWMM) .......19
2.4

ng d ng ph n m m SWMM đ đánh giá kh n ng làm vi c c a h th ng .24

2.4.1 Xây d ng mô hình m a thi t k ........................................................ 24
2.4.2 Xác đ nh m c n


c m a ............................................... 46
c m a theo ph

ng pháp c

ng đ gi i

h n ................................................................................................ 48
3.2.3 K t qu tính toán theo ph
3.3. Tính toán b m tiêu thoát n

ng pháp c

ng đ gi i h n .................. 49

c .......................................................................50

3.4. Mô ph ng m a- dòng ch y đ ki m tra h th ng. ........................................52
3.5

xu t các ph

ng pháp qu n lý và v n hành ............................................55

3.4.1 Gi i pháp thoát n

c b n v ng (SUDS) ........................................... 55

3.4.2 D báo úng ng p ............................................................................. 58
3.4.3 Xây d ng k ho ch thoát n

ng m c n

c Sông C u ng v i các giá tr t n su t ..........................29

Hình 2.7: Khai báo các thông s m c đ nh trong SWMM........................................32
Hình 2.8: Các thông s c b n trong SWMM ..........................................................32
Hình 2.9: Mô ph ng l u v c thoát n

c b ng ph n m m SWMM ..........................33

Hình 2.10:

ng quan h Q-t t i tuy n c ng C108(T nút J12-C.Xa1) ................33

Hình 2.11:

ng quan h Q- t t i tuy n c ng C111(T nút J3-C.Xa2) .................34

Hình 2.12:

ng quan h Q- t t i tuy n c ng C111(T nút J98-C.Xa3) ...............34

Hình 2.13:

ng quan h Q- t t i tuy n c ng C111(T nút J102-C.Xa4) .............34

Hình 2.14:

ng quan h Q- t t i tuy n c ng C112(T nút J105-C.Xa5) .............35



Hình 2.23: Tr c d c các tuy n c ng C80-C105 trên đ

ng L

ng Ng c Quy n

(LNQ) ........................................................................................................................42
Hình 2.24: Tr c d c các tuy n c ng C81-C105 trên đ

ng LNQ ............................43

Hình 2.25: Tr c d c các tuy n c ng C83-C105 trên đ

ng LNQ ............................43

Hình 3.1: C nh quan khu v c h X
Hình 3.2: C a x n

ct h X

ng R ng.........................................................45

ng R ng ra Sông C u ..........................................46


Hình 3.3: S h a ch

ng trình tính toán th y l c.....................................................49



ng m a tính toán v i chu k l p l i 10 n m ......................................26

B ng 2.4: L

ng m a(mm) trong kho ng th i gian ∆t (h) .......................................26

B ng 2.5: B ng t ng h p s li u m c n

c trung bình, cao nh t và th p nh t hàng

n m (cm), tr m Gia B y, th i k 1969-2011 ............................................................27
B ng 2.6: B ng t ng h p giá tr m c n

c Sông C u ng v i t n su t thi t k ......29

B ng 2.7: Th ng kê di n tích các ti u khu ................................................................31
B ng.2.8: Th ng kê các nút ng p ng v i tr n m a 24 h max .................................37
B ng 2.9: Th ng kê th i gian ng p các tuy n c ng v i tr n m a 24h max .............39
B ng 3.2: Th ng kê tuy n c ng ng p theo ph
L ul

ng b m (Q b ) đ

c xác đ nh theo ph

ng pháp c

ng đ gi i h n ...........50


ch y ra sông C u, đ m nhi m thoát n

c th i, n

là 18.970,48 (ha) v i s dân là 330.707 (ng

c chung t

c m a cho t ng di n tích t nhiên

i). Tuy nhiên, sau h n 10 n m c i t o

l i thì nhi u đo n c ng đã b xu ng c p và b b i l ng, bên c nh đó quá trình qu n
lý v n hành không t t, các tuy n c ng không đ
thoát n
t

c, d n đ n không th đáp ng đ

c v sinh làm thu h p ti t di n

c yêu c u thoát n

c hi n t i c ng nh

ng lai.
M t khác, trong nh ng n m g n đây do quá trình phát tri n kinh t - xã h i,

t c đ đô th hoá nhanh, nhi u d án l n đã đang tri n khai và s p tri n khai. Nhi u
khu đô th , khu dân c hình thành nhanh chóng kéo theo s thay đ i v nhu c u

II. M C TIÊU NGHIÊN C U
Nghiên c u đánh giá hi n tr ng, tìm nguyên nhân gây úng ng p khu trung
tâm thành ph Thái Nguyên đ ng th i đánh giá kh n ng làm vi c c a h th ng
thoát n

c, t đó đ xu t gi i pháp h p lý đ c i t o nâng c p h th ng thoát n

nh m đáp ng yêu c u thoát n
III. PH M VI VÀ
H th ng thoát n

IT

c đô th trong t

ng lai.

NG NGHIÊN C U

c khu trung tâm thành ph Thái Nguyên.

c


2
IV. PH

NG PHÁP NGHIÊN C U.

1. Cách ti p c n:

ng pháp đi u tra, kh o sát th c đ a.

-

Ph

ng pháp k th a.

-

Ph

ng pháp phân tích, th ng kê:

tính toán xác đ nh mô hình m a thi t

k .
-

Ph

ng pháp mô hình toán:

ph ng h th ng tiêu thoát n
thi t k .

ng d ng mô hình SWMM c a M đ mô
c hi n t i và ki m tra các ph

ng án c i t o

ng đ n s phát

ng s ng… Vì v y c ng đã có r t nhi u nghiên c u

c ng nh gi i pháp đ phòng tránh úng ng p.
Malaysia đã có nghiên c u v i mô hình đ áp d ng SWMM cho qu n lý
n

c đô th (Application of SWMM for Urban Stormwater Management: A Case

Study with Modelling - Lai S.H., Ghani A. Ab., Zakaria N.A., Leow C.S., Chang
C.K., Yusof M.F. River Engineering and Urban Drainage Research Centre
(REDAC), University Sains Malaysia, Engineering Campus, 14300, Nibong Tebal,
Penang, Malaysia).
Nghiên c u: Úng ng p đô th trong nh ng th p k g n đây trong b n thành
ph l n c a

n

(Urban flooding in recent decades in four mega cities of India -

U.S. De**, G. P. Singh* and D. M. Rase***Visiting faculty Department of
Environment Science/ V.S.I. Pune, India and Former Additional Director General
of Meteorology (Research), Pune *India Meteorological Department, Pune –
411005.
1.1.2 T ng quan v các nghiên c u đã th c hi n
Công tác ch ng ng p
đ

Vi t Nam

Phía Tây B c gi i h n là đ

-

Phía Nam gi i h n là đ

-

Phía ông Nam gi i h n là đ

-

Phía ông B c gi i h n là đ

ng L

ng Ng c Quy n

ng Phan ình Phùng
ng Cách m ng tháng tám
ng B c K n


5

Hình 1.1: B n v hi n tr ng h th ng thoát n
Nguyên

c khu trung tâm Thành ph Thái


Thành ph Thái Nguyên n m trong vùng nhi t đ i gió mùa nóng m hàng
n m, có l

ng m a khá phong phú. M t n m bình quân có 198 ngày m a. Mùa

m a kéo dài t tháng 4 – 10 và chi m 80-85% t ng l
L

ng m a TB n m H=2007mm.

L

ng m a n m l n nh t H max =3008mm.

L

ngm a n m ít nh t H min =977mm.

ng m a hàng n m.

M t s tr n m a l ch s gây ra l đ c bi t l n trên sông C u và gây ra ng p
úng trong thành ph :
- Ngày 9,10/ 08 / 1968 – L

ng m a 118,7mm.

- T 1-7gi ngày 26/7/1973 – L
- Ngày 25/7/1959 – L

ng m a 312mm.


chia theo mùa rõ r t thu n l i cho vi c xây d ng.
Thu v n, sông ngòi
Thành ph Thái Nguyên n m gi a hai con sông C u và sông Công do đó
ch u nh h

ng c a ch đ thu v n c a hai con sông này, đ c bi t là sông C u –

n i thoát n

c ch y u c a thành ph Thái Nguyên.

Sông C u: F lv = 3489 Km2. Chi u dài đo n qua t nh B c Thái L=206Km;
Chi u dài sông C u đo n qua Thành ph L=19Km.

d c bình quân l n i=1,75%

và cao đ l u v c gi m d n t B c xu ng Nam. Phía B c l m thác nhi u gh nh,mùa
m a l n

c ch y d

d i,mùa ki t nhi u đo n l i qua d dàng.

o n t

Nguyên đ n h t t nh, lòng sông m r ng, dòng sâu có v n t c nh h n th

Thái
ng l u


Tr s

- L uv c

Km2

3489

- Chi u dài

Km

206

-L ul

ng bình quân mùa l

m3/s

620

-L ul

ng bình quân mùa c n

m3/s

6,5


0,32

i%

1,03

1. Sông C u

d c bình quân

-

2. Sông Công

d c bình quân

-

B ng 1.2:

c tr ng đ nh l l n nh t

m t s v trí trên sông C u

( o n ch y qua TP Thái Nguyên )
V trí

N m


11/8/68

1961-1978

909

1135

20/7/71

1961-1978

2382

2573

11/8/68


9
1.2.2. i u ki n kinh t xã h i
1.2.2.1 Dân c
Thành ph Thái Nguyên có 26 đ n v hành chính c p ph
18 ph

ng, 8 xã và m t ph n đ t xã Cao Ng n,

ng, xã bao g m

ng B m thu c huy n

2006

2007

2008

2009

2010

225740 231413 237065 248221 257645 261821 287802 330707

Dân s thành th 160760 168006 172299 179836 188519 193800 211247 248030
Dân s nông
thôn
T l % DS
thành th so v i

64980 63407 64766

68385

69126 68021 76555

82670

72.62

72.45



t xây d ng đô th :

3.272,9 ha, bình quân 203,6 m2/ng

-

t dân d ng :

2.396,1 ha, bình quân149 m2/ng

- Ngoài dân d ng :
-

t khác:

876,8 ha, bình quân: 54,5 m2/ng
2.658,1 ha .

i
i
i


10
B ng 1.4: Hi n tr ng dân s - đ t đai thành ph Thái Nguyên
Stt
I
1
2

Khu v c n i thành
Ph ng Tân Long
P. Quán Tri u
P. Quang Vinh
P. Hoàng V n Th
P. Túc Duyên
P. ng Quang
P. Quang Trung
P. Phan ình Phùng
P. Tr ng V ng
P. Gia Sàng
P. Cam Giá
P. H ng S n
P. Tân Thành
P. Trung Thành
P. Tân L p
P. Phú Xá
P. Tân Th nh
P. Th nh án
Khu v c ngo i thành
Xã L ng S n
Xã Tích L ng
Xã Th nh
c
Xã Quy t Th ng
Xã Tân C ng
Xã Phúc Trìu
Xã Phúc Xuân
Xã Phúc Hà
T ng c ng toàn thành ph

1.313
1.483
2.116
1.853
648
17.707
11.626
850
805
1.655

Dân s

M t đ dân s
(ng/km2)
(ng i)
248
2.644
5.882
2603
8.582
3076
5.465
1740
12.486
7853
6.715
2316
7.078
4342

8.012
436
12.503
952
4.803
324
5.078
240
4.457
241
4045
624
330.71
1.25
64.98
559
6.182
727
5.46
682
12.64
704

Ngu n s li u: Phòng th ng kê UBND Thành ph Thái Nguyên


11
B ng 1.5: Hi n tr ng s d ng đ t
ST



b

t ngo i thành

11.776

1.943

66,5

II

t n i thành

5.931

368,9

100

A

t xây d ng đô th

3155,8

192,4

53,2


nt p

2

t công trình công c ng

67,8

4,1

1,1

3

t cây xanh -TDTT

27,89

1,7

0,5

4

t giao thông

430,2

26,2


t an ninh - Qu c phòng

87,9

1,5

3

t tr

319,75

5,4

A2

ng đ i h c- trung h c

chuyên nghi p
4

t di tích l ch s - V n hoá

5,7

0,1

5


1

t nông nghi p

2152,7

2

t ch a s d ng

108,8

3

t thu l i- m t n

4

t khai thác khoáng s n

5

t khác(sông ngòi, ao h ,núi đá...)

c chuyên dùng

117,1
5,1
391,5


1.2.3.2
a.

nh h

nh h

ng phát tri n h t ng k thu t:

ng quy ho ch giao thông đô th

- H th ng giao thông đ i ngo i:
M ng l
đ

i và c a ngõ đ i ngo i chính t p trung v QL 3 m i, QL 1B, tuy n

ng Núi C c, c a ngõ đi B c Giang.
B trí l i h th ng b n bãi và đ u m i đ i ngo i.
H th ng giao thông đ i ngo i đ

c phân tích trong m i quan h vùng, Qu c

gia, đ c bi t trong chùm đô th Hà N i.
- H th ng giao thông n i th :
Rà soát l i các thông s k thu t và hình h c c a m ng l
là m t c t ngang đ

iđ



ng quy ho ch thoát n

Ch n h th ng thoát n

cm a

c t ch y: H

lòng TP; K t c u h n h p. C ng BTCT và m
i v i các khu c i t o và nâng c p tr
n

c m a chung ,t ng b

ng x ra các su i t nhiên ch y trong
ng xây có n p đan.
c m t v n s d ng h th ng thoát

c s c i t o cho phù h p v i yêu c u .

th d ki n m i s xây d ng h th ng thoát n

c riêng.

i v i các khu đô


14
CH


cm am tđ

ng và

ng.

c m a sau khi x xu ng ru ng s ch y theo các đ

ng thoát n

ct

nhiên, các c ng thu l i, ra các su i r i ch y vào sông C u
Hi n có kho ng 39,7 km m
m i ho c đ

ng. T n m 2003, có 21,1km m

ng đ

c xây

c c i t o.

H th ng h thu n

c có kho ng cách l n, hi u qu thu n

Các su i C ng Ng a, X


i h c S ph m)

ng Ng c Quy n)

ng Hoàng V n Th (giao c t v i đ

ng Minh

C u)
i m 1 : g n đi m c t m b ch, đ i đi n tr
L

ng

i h c S ph m Trên đ

ng

ng Ng c Quy n
H th ng c ng thoát n

ct iđ

b ng các c ng h p B1000. Toàn b n

ng L

ng Ng c Quy n đã đ



T i s đi n l c, m ng thoát n

cđ

đi m xu t phát c a su i X

ng R ng 1.

Vi c thoát n

ng đ

n i r i rác đ n h X
đ

ng kính

cd cđ

ng Minh C u ch y v m t đi m th p là

c th c hi n b ng các c ng h p B600, và đ

ng R ng. Hi n nay toàn b kênh d n đ n H X

c c i t o l i, tuy nhiên tuy n c ng th c tr ng l i ch a đ

ng R ng đã



Hình 2.5: V trí c a x n c vào h X ng R ng đo n C u Tr ng sau c n m a
ngày 30/5/2014 (n c ng p tràn c ng d n vào H X ng R ng)
2.2.2 Nguyên nhân gây ng p úng
Quá trình đô th hóa di n ra nhanh làm t ng m t đ dân c trong khu v c d n


18
đ n nhu c u thoát n

c t ng. Trong khi đó ph n l n h th ng thoát n

d ng đã lâu, kích th

c, ti t di n c ng bé, cao đ đáy c ng không đ ng đ u, trong

t ng khu v c không có các h đi u hòa nên toàn b n
n

c m a đ u thoát vào h th ng thoát n

thoát n

c c a khu v c không đáp ng đ

cđ

c xây

c th i sinh ho t, s n xu t và

Các tr n m a t p trung v i l u l

ng ho c c

ng đ v

t quá kh n ng tiêu

thoát n

c c a h th ng là nguyên nhân c b n gây úng ng p cho khu v c. Các tr n

m av

t thi t k th

k nh ng v i c

ng gây úng ng p trên di n r ng. V i tr n m a nh h n thi t

ng đ l n đã có th gây úng ng p nhi u đi m trong khu v c.

Quá trình xây d ng và phát tri n đô th
Vi c xây d ng đô th ( các tuy n đ
cao đ san n n …) tr

ng, khu công nghi p, khu đô th , dân sinh,

c kia c a thành ph không theo quy ho ch nên đã gây ra m t



ng th c t ch y. Bùn cát, rác th i b

ng xuyên, tri t đ , các ga thu và ga th m

c quá xa (50 – 100m), b trí không phù h p nên th

ng xuyên gây úng ng p c c

b .
Ngày nay dân s khu v c trung tâm thành ph t ng cao, ý th c c a ng

i dân

ch a cao, nhi u n i dân còn t đ ph th i xây d ng, x rác, l n chi m, l p dòng