Đồ án Nghiên cứu hiện trạng ngập úng quận Bình Thạnh TPHCM

ùc động của thuỷ triều. Phương pháp này cũng được sử dụng để tính toán dòng chảy mặt ở lưu vực đô thị có độ dốc không biến đổi đột ngột. Mô hình RUNOFF thực hiện tính toán dòng chảy mặt theo hai bước: _ Tính toán quá trình mưa hiệu quả. _ Tính toán dòng chảy mặt khi xuất hiện lượng mưa hiệu quả. 4.3.2.2. Tính toán lượng mưa hiệu quả: Việc tính toán lượng mưa hiệu quả được thực hiện bằng phương pháp khấu trừ tổn thất do bốc hơi từ bề mặt đất, điền trũng, và do thấm. PEF (t) = N (t) – VP (t)– F (t) – W (t) PEF: Lượng mưa hiệu quả (mm) N : Lượng mưa (mm) P : Lượng bốc hơi bề mặt (mm) F : Lượng thấm vào trong đất (mm) W : Lượng trữ bề mặt – tổn thất điền trũng (mm) t : Thời gian (s) Lượng mưa: Được dựa vào mô hình bằng giá trị lượng mưa hoặc cường độ mưa theo giai đoạn. Lượng bốc hơi bề mặt: Lượng bốc hơi bề mặt được người sử dụng nhập vào mô hình, có thể được tính theo phương pháp sau: _ Phương pháp cân bằng năng lượng: Er = 0,0353 Rn Er : Lượng bốc hơi (mm/ngày) Rn: Bức xạ thực (W/ m2) _ Phương pháp khí động lực: Ea = B(eas - ea) B = eas = 611 exp ea= Rheas Trong đó: Ea : Lượng bốc hơi (mm/ngày) u2: Tốc độ gió (m/s) đo tại chiều cao z2 (cm) zo: Chiều cao mấu nhám (cm) Rh (0 ): Độ ẩm tương đối Lượng trữ bề mặt: Lượng trữ bề mặt là lượng nước bị tích tụ lại khi dòng chảy di chuyển qua vùng có địa hình âm như ao, hô, chỗ trũng trên mặt đường Lượng trữ bề mặt rất khó xác định do tính chất 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. 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 các quá trình động lực. 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 thuỷ văn, đặc biệt sự hình thành dòng chảy trên khu 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: Phương trình thấm Horton (1940) có dạng : là mô hình thấm 1 giai đoạn. Horton nhận xét rằng quá trình thấm bắt đầu từ một tốc độ thấm fo không đổi nào đó, sau đó giảm dẫn theo quan hệ số mũ cho đến khi đạt đến một giá trị không đổi . Mô hình thấm Horton được áp dụng để tính cho trận mưa 1 đỉnh và dạng đường cong mưa biến đổi không lớn. (4.1) Trong đó: fp : Cường độ thấm vào đất (mm/s) Cường độ thấm nhỏ nhất tại thời điểm bão hoà (mm/s) fo : Cường độ thấm lớn nhất MAX tại thời điểm ban đầu t = 0 (mm/s). t : Thời gian tính từ lúc bắt đầu trận mưa rơi (s) k : Hằng số chiết giảm Các thông số , fo, k hoàn toàn xác định đường cong thấm fp và được người sử dụng đưa vào tính toán. Các thông số này được xác định bằng cách thanh tra bảng. Hình 4.4: Phương trình đường cong thấm Horton Phương trình mô hình thấm Green – Ampt: Phương trình mô hình thấm do 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 hòa và giai đoạn sau bão hòa. Trong giai đoạn bão hòa, đường cong cường độ thấm là đường quá trình mưa thực đo do lượng mưa trong giai đoạn 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. Phương pháp thấm Green – Ampt được mô phỏng theo phương trình: V = K. J (4.2a) V: Cường độ thấm vào đất (mm/s) K: Hệ số thấm thuỷ lực bão hoà (mm/s) J: Độ dốc thuỷ lực Trong mô hình, Phương trình mô hình thấm do Green – Ampt được viết dưới dạng : Khi F KS ; Khi F FS thì f = fp và fp = KS (4.2b) Trong đó: f: 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 luỹ (mm) FS: Cường độ thấm tích luỹ đến trạng thái bão hoà (mm/s) S: Sức hút mao dẫn trung bình (mm) IDM: Độ thiếu hụt độ ẩm ban đầu KS: Hệ số thấm thuỷ lực bão hoà (mm/s) 4.3.2.3. Tính toán dòng chảy mặt: Phương trình mô phỏng dòng chảy tràn trên mặt bao gồm phương trình liên tục và phương trình động lượng. Phương trình liên tục: A . i* - Q (4.3) Trong đó: V: Thể tích nước trên bề mặt lưu vực (m3) d: Chiều sâu lớp dòng chảy mặt (m) t: Thời gian (s) A: Diện tích lưu vực bộ phận (ha) i* : Cường độ mưa hiệu quả = cường độ mưa rơi trừ đi tổn thất và bốc hơi bề mặt (mm/s) Q: Lưu lượng dòng chảy ra khỏi lưu vực đang xét (m3/s) Phương trình động lượng: Phương trình liên tục (4.3) kết hợp với phương trình Manning dưới dạng : Q = W (4.4) Trong đó: W: Chiều rộng trung bình lưu vực (m) Nn: Hệ số nhám Manning dp: Tổn thất điền thất S: Độ dốc lưu vực Hình 4.5: Mô hình bể chứa phi tuyến của lưu vực Phương trình (4.3) và (4.4) kết hợp với nhau tạo thành hệ phương trình vi phân không tuyến tính để giải ra ẩn số là độ sâu theo phương pháp sai phân hữu hạn theo dạng : (4.5) Trong đó : WCON= Và : Bước thời gian tính toán _ Xác định độ rộng trung bình lưu vực WIDTH Đa số hình dạng lưu vực đều có hình dạng bất kỳ nên việc xác định độ rộng trung bình lưu vực rất khó. Để có độ tin cậy hợp lý, sử dụng phương pháp của DiGaino (1977) như sau: Sk = Với A1 và A2 là diện tích ở hai bean kênh thoát nước chính (A= A1+ A2) Sk : Hệ số leach Và chiều rộng trung bình lưu vực được tính theo công thức sau: WIDTH = (2 - Sk). l Với l là chiều dài kênh thoát nước chính A1 A2 Hình 4.6: Mô phỏng hình dạng lưu vực _ Xác định lưu vực : Việc xác định lưu vực là một vấn đề phức tạp. Đối với khu vực tự nhiên, lưu vực được phân chia bằng đường phân thuỷ thông qua dữ liệu địa hình. Đối với khu đô thị là khu vực có độ dốc tương đối bằng phẳng, có sự biến đổi địa hình không rõ rệt, lưu vực tính toán được chia thành các lưu vực bộ phận căn cứ vào chiều dài cống thu và mức độ phân nhánh của hệ thống cống. 4.3.3. Mô hình EXTRAN: 4.3.3.1. Xuất xứ và khả năng mô phỏng: Mô hình EXTRAN là một mô hình toán dùng để diễn toán dòng chảy chuyển động qua hệ thống cống kín hoặc kênh hở do SHUBINSKI và ROESNER xây dựng lần đầu tiên công bố vào năm 1973 với tên gọi là SAN FRANCISCO (lần đầu tiên được ứng dụng cho thành phố San Francisco). Năm 1974 tổ chức bảo vệ môi trường Hoa Kỳ đã xem xét mô hình này và đưa vào mô hình SWMM dưới dạng một khối lấy tên là khối truyền tải mở rộng (Extended Transport) gọi tắt là khối EXTRAN để phân biệt với khối truyền tải (TRANSPORT block) mà đại học Florida đã xây dựng cho thế hệ SWMM ở thế hệ đầu tiên. Từ đó đến nay mô hình này ngày một được hoàn thiện. EXTRAN là một bộ phận quan trọng nhất và thường được dùng nhất trong mô hình tổng hợp SWMM để phân tích các đặc tính thuỷ lực tổng hợp của hệ thống thoát nước trên hệ thống sông ngòi tự nhiên và áp dụng được trong hệ thống thoát nước đô thị. Mô hình này đã giải hệ phương trình Saint Venant ở dạng đầy đủ và tính toán cho các trường hợp như nước chảy ngược, chảy có áp lực hoặc chảy ngập EXTRAN nhận biểu đồ của quá trình dòng chảy tại các nút do người sử dụng đưa vào từ thực tế do hoặc gián tiếp từ các mô hình khác hoặc trực tiếp từ quá trình mưa thông qua các file liên hệ với mô hình RUNOFF. Hệ thống diễn toán dòng chảy được EXTRAN mô phỏng dưới dạng một hệ thống các nút và các đường dẫn như mô tả trong hình: Hình 4.7: Sơ đồ hệ thống mô phỏng hệ thống diễn toán dòng chảy của EXTRAN Như mô tả trong hình 4.7, EXTRAN mô phỏng các thành phần sau đây: Các loại sông, kênh hở có dạng mặt cắt hình học hoặc tự nhiên, các loại cống. Hồ điều tiết trực tiếp và gián tiếp với dạng mô phỏng qua quan hệ F –Z hoặc dạng hình học. Các loại đập tràn, lỗ vòi ở bất kỳ vị trí nào trong hệ thống. Trạm bơm với hai phương thức bơm: bơm gián tiếp từ hồ hoặc bơm trực tiếp từ kênh, cống dẫn. Chấp nhận tất cả các loại biên cửa ra như: cửa thoát nước tự do hoặc có lắp đặt van điều khiển chảy một chiều hoặc hai chiều. Điều khiển quá trình đóng mở các công trình trong hệ thống Cho phép liên kết trực tiếp với mô hình mưa – dòng chảy RUNOFF để trở thành mô hình lưu vực mô tả toàn bộ quá trình mưa dòng chảy trên hệ thống chung. 4.3.3.2. Tính toán dòng chảy trong hệ thống: 4.3.3.2.a. Hệ phương trình Saint – Venant : Các phương trình vi phân cơ bản để tính toán dòng chảy trong hệ thống cống thoát xuất phát từ hệ phương trình Saint – Venant mô tả dòng chảy không ổn định một chiều, biến đổi chậm cho kênh hở và cống kín. Hệ phương trình cơ bản : EXTRAN sử dụng hệ phương trình Saint – Venant dưới dạng : Phương trình liên tục : (4.6 a) Phương trình động lượng : (4.6 b) Với : H : Cao độ mực nước (m) ; H = z+h, với z là cao độ đáy và h là chiều sâu mực nước. Sf : là độ dốc thuỷ lực ; Sf = Thay Thay các giá trị trên vào 4.6.b dẫn đến phương trình tương đương : (4.6.c) Biến đổi phương trình liên tục thay Q = A.V Nhân hai vế với V và chuyển vế ta có : A.V Thay vào phương trình 4.6.c, ta có : (4.7) Trong EXTRAN : Phương trình liên tục dùng để giải quyết bài toán ở các điểm nối, nút. Phương trình chuyển động dùng để xác định lưu lượng và hay tốc độ dòng chảy qua các đường dẫn gồm kênh hở, cống dẫn hở hoặc có áp. 4.3.3.2.b. Phương pháp giải : Hệ phương trình 4.6 và 4.7 được giải theo phương pháp sai phân hữu hạn sơ đồ hiện : Các số hạng vi phân trong phương trình liên tục và động lượng được thay thế bằng tỷ số sai phân hữu hạn. Sau khi thay các tỷ số sai phân hữu hạn vào phương trình động lượng và rút ra với ẩn số nhận được phương trình 4.8 : Ở đây: : Bước thời gian : Bước đoạn dài Các giá trị trung bình được tính như sau: Giải phương trình 4.8 đối với ta nhận được phương trình sai phân hữu hạn để tính toán lưu lượng cho mỗi bước thời gian , phương trình 4.9: Phương trình tại điểm nút: (4.10) Trong đó: : Lưu lượng thực tế tại nút j ở thời điểm t. : Chênh lệch mực nước tại nút j ở thời điểm t : là diện tích bề mặt tại nút j ở thời điểm t. Phương trình 4.10 có thể viết dưới dạng sai phân hữu hạn : (4.11) Phương trình (4.6) và (4.11) có thể giải tuần tự để xác định lưu lựơng tại moat đoạn sông và mực nước tại mỗi nút. Thuật toán giải của hai phương trình này theo phương pháp EULER cải tiến. Dưới nay là tóm tắt thuật toán giải hai ẩn số H và lưu lượng Q theo phương pháp EULER cải tiến. Cách giải mực nước tại các điểm nút theo các bước: Qúa trình dao động mực nước được tính toán theo mỗi nữa bước thời gian và trọn mỗi bước theo thời gian tại nút như sau: Mực nước tại nút j ở nửa bước thời gian trước (4.12) Mực nước tại nút j ở bước sau thời gian sau (t+): (4.13) Việc tính toán mực sử dụng kết quả tính toán lưu lượng ở nửa thời đoạn ở tất cả đoạn sông nối. Tương tự, tính toán mực nước ở toàn thời đoạn yêu cầu kết quả tính toán Q toàn thời đoạn ở tất cả các đoạn sông tiếp. Thêm vào đó, các dòng chảy vào ra từ các công trình bố trí tại mỗi nút do đập chắn, lỗ thoát và bơm cũng phải tính toán lưu lượng và mực nước tại các ống và nút nút dược tóm tắt như sau: Tính Q tại tại tất cả các ống nối dựa vào các giá trị toàn đoạn trước đó của mực mực nước tại tất cả các điểm nối . Tính dòng chảy truyền tới đập, lỗ vòi và bơm tại nữa thời đoạn dựa vào giá trị mực nước ở toàn thời đoạn tại điểm nối. Tính mực nước nửa thời đoạn ở tất cả các nút tại dựa vào giá trị trung bình của lưu lượng nửa thời đoạn hiện tại và toàn thời đoạn trước ở tất cả các đoạn nối, cộng với dòng chảy truyền tại nửa thời đoạn hiện tại. Tính toán lưu lượng thời đoạn ở tất cả các đoạn nối tại thời điểm dựa vào tất cả các giá trị mực nước tại tất cả các nút nối. Tính toán dòng chảy toàn thời đoạn chảy giữa các nút tại thời điểm dựa trên mực nước nửa thời đoạn tại tất cả các nút đập, lỗ và trạm bơm. Tính mực nước toàn thời đoạn tại điểm cho tất cả các nút dựa vào trung bình hoá lưu lượng toàn thời đoạn hiện tại và toàn thời đoạn trước đó, cộng với dòng chảy di chuyển tại thời đoạn hiện tại. Tính toán mực nước trong trường hợp chảy có áp: EXTRAN quan tâm đặc biệt đến trạng thái chảy thủy lực khi xảy ra trường hợp: _ Hiện tượng chảy có áp (surcharge), nghĩa là mực nước hai đầu mút của đoạn đường dẫn đang xét vượt quá trần cống (các đoạn chảy dưới đập, cống, qua đê) tạo nên dòng chảy trong đoạn này không có mặt thoáng tự do. _ Trạng thái chảy tràn (flooding) từ nut lên đường, đê. Hai trường hợp này nước không còn nằm trong hệ thống sông, kênh nữa mà tràn trở lại mặt đất để tham gia trở lại chu trình thủy văn mới. Hai trường hợp trên gọi là trường hợp quá tải khi công suất thực của dòng chảy vượt quá khả năng tải của đường dẫn (kênh, cống). Trong trường hợp quá tải, việc tính toán mực nước tại các nút theo phương trình (4.11) không thể thực hiện được. Để giải quyết vấn đề này phương trình liên tục được thay thế bởi phương trình can bằng lưu lượng tại điểm nút có dạng: (4.14) Trong đó: : là tổng đại số của tất cả lưu lựơng chảy vào và ra tại nút. Vì phương trình động lượng và phương trình liên tục không giải quyết đồng thời trong EXTRAN nên dòng chảy được tính ở các đường dẫn đến nút sẽ không thoả mãn chính xác phương trình 4.11. Do vậy cần thiết phải tiến hành hiệu chỉnh mực nước tại mỗi nút trên cơ sở thay đổi dòng chảy ở mỗi đường dẫn cho phù hợp với sự thay đổi độ dốc . 4.3.3.3. Tính toán dòng chảy qua công trình : Khi dòng chảy qua các công trình như đập tràn, cống thì chuyển động của dòng chảy thường thay đổi đột ngột nên được gọi là dòng chảy không đều biến đổi gấp. Do đó can phải sử dụng công thức chuyển đổi để đưa về dạng không đều, biến đổi chậm để đảm bảo tính ổn định của mô hình. Đập tràn : Đập tràn là một công trình ngăn dòng chảy và cho dòng chảy tràn qua đỉnh đập. Đập tràn được dùng để kiểm soát mực nước và lưu lượng. Tùy theo ảnh hưởng của mực nước hạ lưu đối với khả năng tháo nước qua đập, có thể có một trong hai chế độ chảy sau: Chảy tự do: mực nước hạ lưu thấp hơn đỉnh đập hoặc cao hơn đỉnh đập nhưng chưa ảnh hưởng đến hình dạng làn nước tràn và khả năng tháo nước đập. Chảy ngập: mực nước hạ lưu cao hơn đỉnh đập ảnh hưởng đến lượng nước tràn và khả năng tháo nước của đập. Lưu lượng chảy qua đập tràn tại một vị trí bất kỳ trên sông, hồ chứa được tính theo công thức chung của đập tràn. H: Mực nước trên đỉnh của đập tràn về phía thượng lưu : Chiều dày đập thì được coi là đập tràn đỉnh rộng. Hình 4.8: Sơ đồ đập tràn trong EXTRAN Công thức tính lưu lượng qua đập trong trường hợp này như sau: (4.15) Trong đó: CW: là hệ số lưu lượng được xác định theo công thức: CW = (4.16) Với: m: hệ số phụ thuộc vào dạng của cửa vào. CW: Thường được lấy trong khoảng 1,7 – 1,8. LW: Chiều rộng của đập tràn. h: Chiều sâu cột nước của đập tràn về phía thượng lưu. v: Vận tốc dòng chảy trước đập. Thông thường, trị số h được xác định như sau: hY1 – Yc Với: Y1: là chiều sâu là chiều sâu trước đập Yc: chiều cao ngưỡng tràn. Nếu mực nước hạ lưu cao Y2 cao hơn đỉnh đập, chế độ chảy qua đập chuyển từ trạng thái chảy tự do sang chế độ chảy ngập. Công thức lưu lượng chảy ngập được xác định như sau: QW= CSub. CW. LW.( Y1 – Yc) 3/2 (4.17) Trong đó: CSub: là hệ số chảy ngập được xác định phụ thuộc vào tỷ số: CRATIO= Với: Y2: Chiều sâu cột nước ở hạ lưu h2: Mực nước ở hạ lưu Quan hệ trên được thiết lập như bảng dưới đây: Các giá trị CRATIO và CSub được tính toán tự động trong EXTRAN, tùy theo quan hệ mực nưóc thượng và hạ lưu đập. Bảng 4.2 : Quan hệ giữa hệ số ngập và tỷ số mực nước thượng lưu và hạ lưu đập. CRATIO 0.0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.85 0.90 1.00 CSub 1.00 0.99 0.98 0.97 0.96 0.95 0.94 0.91 0.85 0.80 0.68 0.00 Nếu mực nước hạ lưu tiếp tục tăng và làm ngập trần thì trạng thái chảy qua lỗ và lưu lượng được tính theo công thức : QW = CSub.LW (YTOP - YC) (4.19) Trong đó: YTOP: là khoảng cách đến đỉnh cống và h = Y1 – max (Y2, Yc) CSub: là hệ số ngập qua lỗ được chương trình tự động tính tóan, khi bắt đầu trạng thái chảy qua lỗ, lưu lượng lấy theo phương trình (4.17) sau đó phương trình (4.19) được giải để tính ra CSub. Diễn tóan hồ chứa: EXTRAN sử dụng chương trình STORAGE để diễn tóan hồ chứa. Qúa trình diễn tóan sông – hồ theo sơ đồ tổng quát như sau: I (Input) V O(Output) Hình 4.9 : Sơ đồ tổng quát diễn tóan dòng chảy qua hồ chứa Phương trình mô phỏng hồ chứa là phương trình cân bằng thể tích theo mối quan hệ trên trong bước thời gian : (4.20) Ở đây, I và O là lượng dòng chảy vào và ra hồ chưa trong thời đoạn . V: là lượng nước trong hồ chứa. Nếu biểu thị lượng vào và ra hồ chứa theo trị số trung bình ở thời đoạn đầu và cuối thì: Thay các giá trị trên vào (4.20) ta được : (4.21) Trong (4.21) các trị số đã biết là , các giá trị chưa biết là , nên có thể đưa các giá trị chưa biết sang vế phải của (4.21). (4.22) Vế trái chứa hai ẩn số chưa biết nên can lập một quan hệ thou hai để giải. Quan hệ này được thiết lập trên cơ sở từ bể chứa xác định đã biết kích thước hình học và các thông số liên quan. Lập quan hệ dạng: (4.23) Do vậy, thuật toán để diễn toán hồ chứa được thực hiện như sau: Bước 1: Tính giá trị vế phải của (4.22) từ các giá trị đã biết ở bước thời gian t. Như vậy trị số () đã được xác định. Bước 2: Từ giá trị đã biết () ta tìm được giá trị bằng phương trình (4.23) Bước 3: Từ bước 1 và 2 ta tìm được , và trở thành ở bước thời gian tiếp theo. Bước 4: Từ giá trị ta tìm được giá trị mới . Bước 5: Qúa trình lặp lại từ bước 2 cho đến khi kết thúc tất cả các bước tính. Các bước tính trên được lập trình và tính toán tự động trong EXTRAN trên cơ sở các thông tin vào từ quan hệ cao độ và diện tích hồ (Z –F) trong nhóm số liệu E2. 4.3.3.4. Cấu trúc chương trình tính: Mô hình được viết bằng ngôn ngữ Fortran. Mô hình có thể mô phỏng tối đa 2000 lưu vực tính; 2000 kênh, cống được khai báo trước; 100 hồ chứa; 500 bơm; 200 lỗ; 400 đập; 500 biên ra (có thuỷ triều hoặc không). Một mô hình EXTRAN tối thiểu bao gồm mạng lưới ống dẫn (cống và kênh hở) và những điểm nút (ham ga, cửa xả, chỗ nối giữa những đoạn kênh hở) với điều kiện biên là dòng chảy vào và ra từ mô hình mạng lưới. Những ống dẫn và mối nối mô tả trên những dòng dữ liệu vào C và D trong một tập tin vào EXTRAN. Điều kiện biên được mô tả trên những dòng dữ liệu vào E, F, G và H. Dòng A và B của tập tin đầu vào kiểm soát khoảng thời gian mô phỏng và các phương án vào ra khác. Các dạng biên vào và ra: _ Các dạng biên vào: EXTRAN chấp nhận các loại biên làm đầu vào theo các dạng: Biên quá trình lưu lượng từ các lưu vực thượng nguồn từ mô hình RUNOFF. Chương trình nhận trực tiếp quá trình lưu lượng từ mô hình RUNOFF qua file liên hệ có đuôi là “.int”. File này được mã hoá trong mô hình RUNOFF và được đưa vào cùng tên và cùng đuôi “.int” trong mô hình EXTRAN. Đưa trực tiếp quá trình lưu lượng theo thời gian tại các điểm đầu của hệ thống. Phối hợp cả hai loại nhập biên: từ RUNOFF và nhập trực tiếp vào từ các nút đầu hoặc nút bất kỳ tạo mặt cắt nào trong hệ thống. _ Các dạng biên tại cửa ra: Có 5 loại biên được chấp nhận khi mô tả biên, được lập trong bảng 4.3 Bảng 4.3. Các dạng biên tại cửa ra trong mô hình EXTRAN. Nhận dạng biên trong EXTRAN Loại mặt cắt 1 Biên tự do 2 Biên có mực nước không đổi 3 Biên triều- đưa vào hằng số triều 4 Biên triều có HMAX, HMIN 5 Biên triều: Qúa trình triều H (t) 4.4. CẤU TRÚC FILE DỮ LIỆU: 4.4.1. RUNOFF: Nhóm A1: Nhóm tiêu đề Nhóm B: Nhóm thiết lập tính chất chạy chương trình. Nhóm C: Thông số dữ liệu trong trường hợp có tuyết (*) Nhóm D1: Nhóm lựa chọn cách khai báo số liệu mưa. Nhóm E: Nhóm khai báo số liệu mưa. Nhóm F: Nhóm khai báo số liệu bốc hơi. Nhóm H: Nhóm khai báo dữ liệu đặc trưng của khu vực Nhóm M: Nhóm khai báo các nút cần in dữ liệu trong file kết quả. 4.4.2. EXTRAN: Nhóm A: Nhóm tiêu đề Nhóm B: Nhóm thiết lập tính chất chạy chương trình Nhóm C: Nhóm khai báo dữ liệu của các đoạn tính toán. Nhóm D: Nhóm khai báo dữ liệu của các nút tính toán. Nhóm E: Nhóm khai báo dữ liệu về hồ chứa (*) Nhóm F: Nhóm khai báo dữ liệu lỗ (*) Nhóm G: Nhóm khai báo dữ liệu lỗ (*) Nhóm H: Nhóm khai báo dữ liệu đập (*) Nhóm I: Nhóm thông tin về biên ra không chịu ảnh hưởng của thủy triều (*) Nhóm J: Nhóm thông tin về biên ra chịu ảnh hưởng của thủy triều (*) Nhóm K: Nhóm khai báo về lưu lượng đổ vào (*) (*): Nhóm tuỳ chọn, có thể lược bỏ. 4.5. ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA MÔ HÌNH: Phương pháp EULER cải tiến có cách giải theo phương pháp lặp, trong đó phương trình động lượng được áp dụng để xác định lưu lượng tại mỗi đoạn nối và (4.24) Ở đây: : Thời đoạn tính toán L : Chiều dài ống (m); g: Gia tốc trọng lực (m/s2); h: Chiều sâu (hoặc đường kính) đường dẫn cực đại; Bất đẳng thức (4.24) là dạng điều kiện Curant – Levy, trong đó thời đoạn tính toán được chọn nhỏ so với thời gian cần để cho sóng động lực đủ lan truyền theo chiều dài đoạn sông. Do vậy chương trình tự động kiểm tra điều kiện này khi bắt đầu chạy chương trình để thoả mãn (4.24). Nếu trong hệ thống có một đoạn sông quá ngắn, ví dụ đoạn cống dưới đê chỉ khoảng 10 m thì chương trình sẽ thực hiện phép biến đổi tương đương từ đoạn kênh ngắn để đoạn kênh đủ dài để đảm bảo điều kiện Curant – Levis. Tại các nút: (4.25) Với : : Hằng số không thứ nguyên, xác định bằng thực nghiệm lấy gần đúng bằng 0,1. : Chênh lệch mực nước lớn nhất trong thời đoạn . : Dòng chảy vào thực tế tại các nút. Kiểm tra kỹ về các điều kiện ở phương trình (4.24) và (4.25) chỉ ra rằng, thời đoạn lớn nhất cho phép sẽ được xác định bởi đoạn sông ngắn nhất, nhỏ nhất có dòng chảy vào lớn nhất. 4.6. NHẬN XÉT VỀ MÔ HÌNH : Mô hình là sự nối kết của 2 mô hình toán mô phỏng 3 trạng thái dòng chảy trong lưu vực đô thị. Ngoài ra còn diễn toán các tác động của công trình liên quan như hồ chứa, trạm bơm, đập với một số nhận xét chủ đạo như sau: _ Trong RUNOFF : Mô hình có sự kết hợp 2 giai đoạn để tính lượng mưa hiệu quả (qua việc khấu trừ các tổn thất) sau đó diễn toán sự tập trung dòng chảy bề mặt. _ Trong EXTRAN: diễn tả trạng thái chảy trong lòng dẫn (cống ngầm và kênh hở). Trong mô hình này còn được diễn toán các tác động đến dòng chảy của các loại hình công trình. _ Để đảm bảo điều kiện giả thiết của hệ phương trình Saint Vernant, mô hình đã đưa ra khái niệm ống tương đương trong trường hợp độ chênh leach về tổn thất (lớn) nhằm phù hợp với giả thiết của hệ phương trình Saint Vernant. _ Có thể nói rằng không những mô hình đã xem xét các điều kiện tác động của công trình mà còn xét đến tính chất dòng chảy chuyển là từ chảy trọng lực sang có áp trong hệ thống cống ngầm. _ Mặc dù có những ưu điểm trên, nhưng mô hình sử dụng phương pháp sai phân hiện khi áp dụng vào điều kiện bán nhật triều với độ biến đổi mực nước mạnh nên điều kiện Curant – Levis với bước tính toán cần được chú ý hơn. Chương V: Ứng dụng mô hình SWMM tính toán cho hệ thống thoát nước quận Bình Thạnh 5.1. SƠ ĐỒ THUỶ LỰC: Sơ đồ thuỷ lực là cơ sở để tính toán thủy văn, thủy lực cho hệ thống, nó mang tính quyết định đến số lượng các thông số đưa vào mô hình và phụ thuộc vào kinh nghiệm của người sử dụng mô hình. Mỗi thay đổi trong sơ đồ thủy lực dẫn đến sự thay đổi về số lượng và độ lớn các thông số đưa vào mô hình. Do vậy để có sơ đồ thủy lực ngoài việc dựa trên bản đồ địa hình còn phải nghiên cứu điều kiện địa lý tự nhiên, tình hình hoạt động kinh tế trên khu vực nghiên cứu (ở đây là quận Bình Thạnh). Dứơi đây là các bước để tiến hành thiết lập sơ đồ thủy lực hệ thống thoát nước của quận Bình Thạnh: Bước 1: Phân nhánh sông, phân đoạn và các nút tính toán Trên mạng lưới lòng dẫn của hệ thống thoát nước quận Bình Thạnh bao gồm sông Sài Gòn, sông Vàm Thuật, rạch Nhiêu Lộc – Thị Nghè, rạch Phan Văn Hân và các đường cống thoát nước khác được phân chia bởi các nút tính toán. Kẹp giữa hai nút tính toán là một đoạn tính toán và mặt cắt ngang có thông số thủy lực đại diện cho toàn đoạn. Do đó khi chia nút phải mang tính đại biểu và mỗi đoạn tính toán phải có các tính chất thủy lực là tương đối đồng nhất. Các nút, đoạn tính toán trên mạng lưới lòng dẫn của hệ thống thoát nước quận Bình Thạnh đã được phân định với 145 nút và 175 đoạn tính toán (hình 5.1). Bước 2: Phân chia các lưu vực bộ phận, các hồ chứa, các công trình giao thông, thủy lợi. Lưu vực bộ phận là lưu vực nhỏ nằm trong lưu vực của hệ thống sông. Các lưu vực bộ phận có chức năng sinh dòng chảy cung cấp cho hệ thống sông chính. Mỗi lưu vực bộ phận được xác định trên nguyên tắc phân định bởi đường phân nước của nó. Trong đô thị điển hình như quận Bình Thạnh, việc phân chia lưu vực thoát nước phức tạp hơn rất nhiều và không hoàn toàn tuân theo nguyên tắc trên mà còn bị ảnh hưởng bơi hệ thống thoát nước hiện hữu. Việc xác định các hồ chứa có ý nghĩa hết sức quan trọng và cũng là một lợi thế rất lớn của SWMM. Các hồ chứa phân chia càng chi tiết thì hiện tượng ngập càng chi tiết cho từng khu vực. Bước 3: Xác định biên vào và biên ra Điều kiện biên là các cửa sông Sài Gòn, sông Vàm Thuật, kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè. Như vậy sau ba bước trên thiết lập được sơ đồ thủy lực hoàn chỉnh trong hình 5.1. 5.2. THIẾT LẬP HỆ THỐNG DỮ LIỆU CHO MÔ HÌNH: Thu thập số liệu mưa: Thu thập số liệu mưa các thời đoạn 10/ tại các trạm đo mưa Tân Sơn Nhất. Thu thập số liệu mạng lưới thoát nước: _ Số liệu mặt cắt sông, kênh rạch dựa vào bình độ mặt cắt sông do Viện Quy Hoạch Thủy Lợi cung cấp. _ Dữ liệu hệ thống cống thoát nước quận Bình Thạnh dựa vào bản đồ do công ty thoát nước Thành Phố Hồ Chí Minh cung cấp. Thu thập số liệu triều: Số liệu do Viện Khí Tượng Thủy Văn cung cấp. Thu thập số liệu địa hình quận Bình Thạnh tỷ lệ 1/10000 do Cục Bản Đồ cung cấp. 5.3. HIỆU CHỈNH – KIỂM ĐỊNH MÔ HÌNH: 5.3.1. Số liệu dùng để hiệu chỉnh mô hình: Trận mưa được đưa vào tính toán đánh giá sai số và xác định bộ thông số của mô hình là trận mưa đo đạc tại trạm Tân Sơn Nhất vào ngày 29/09/2007, kéo dài 3h bắt đầu từ 15h. Lượng mưa phân bố trên diện rộng và trải đều trên bề mặt lưu vực với tổng lượng mưa 159,1 mm. 5.3.2. Tính toán, đánh giá sai số và xác định bộ thông số cho mô hình: Các thông số được xác định thông qua bản đồ địa hình, hiện trạng sử dụng đất và cũng có thể là thông qua tra cứu. Với sự phân bố phức tạp của mỗi khu vực nên việc lấy trung bình hoá chúng trên từng lưu vực bộ phận sẽ dẫn đến những sai số, không phản ánh đúng bản chất của lưu vực. Do đó, trong quá trình sử dụng mô hình cần phải trải qua khâu hiệu chỉnh mô hình. Hiệu chỉnh mô hình thực chất là tính toán, đánh giá sai số và xác định bộ thông số cho mô hình nhằm kiểm tra sự hợp lý giữa kết quả lý thuyết và thực tế đo được. Các loại thông số được hiệu chỉnh đó là: Thông số về bước thời gian tính, thông số hiệu chỉnh dòng chảy mặt và thông số diễn toán thủy lực trong hệ thống. Số lượng và độ lớn của các thông số phụ thuộc vào mức độ phức tạp của hồ sơ đồ tính. Dưới đây là quá trình hiệu chỉnh từng loại thông số: _ Từ sơ đồ tính tiến hành vào thông số để kiểm tra sự ổn định của bước thời gian tính với mọi diễn biến thủy lực trong mô tả hịện trạng cho từng trường hợp khác nhau. _ Thông số hiệu chỉnh dòng chảy mặt: mỗi lưu vực bộ phận được đặc trưng bởi các thông số về diện tích lưu vực (AREA), chiều rộng trung bình của lưu vực (WIDTH), tỷ lệ lớp phủ cứng (IMPERV), độ dốc trung bình lưu vực (SLOPE), độ nhám bề mặt (NIMPERV, NPERV), tổn thất thấm ướt trên lớp phủ cứng (IMPER), tổn thất điền trũng trên lớp đất tự nhiên (PERV), hệ số thấm thủy lực bão hoà (SUC), độ rỗng của đất (HCOND), độ thiếu hụt ẩm ban đầu (IMD). Hiệu chỉnh 3 thông số về đặc tính của đất ảnh hưởng lớn đến lượng mưa hiệu quả, thời gian duy trì triều cường và thời gian giữa đỉnh triều cường và tâm mưa. Các thông số về diễn toán thủy lực trong hệ thống: mỗi nút tính toán có cao độ bờ (ELEV), cao độ đáy (Z), dòng chảy ban đầu (QINST); mỗi đoạn tính toán có độ dài của đoạn (LEN), hệ số nhám của lòng dẫn (đối với kênh tựï nhiên được chia chi tiết thành độ nhám lòng dẫn, độ bãi trái, độ nhám bãi phải) và quan hệ (X-Y) (cao trình đáy và khoảng cách) đối với lòng dẫn tự nhiên hay độ rộng (WIDE) và độ sâu (DEEP) đối với lòng dẫn hình chữ nhật mô phỏng đặc trưng của đoạn. Quá trình hiệu chỉnh các thông số diễn toán thủy lực trong hệ thống thực chất là hiệu chỉnh mực nước của từng nút tính toán và lưu lượng của từng đoạn tính toán. Với số lượng các thông số rất lớn như trên thì các thông số nhạy nhất đối với lưu lượng và mực nước là hệ số nhám Manning của lòng dẫn và độ dài của đoạn. 5.3.3. Số liệu dùng để kiểm định mô hình: Trận mưa được đưa vào tính toán đánh giá sai số và xác định bộ thông số của mô hình là trận mưa đo đạc tại trạm Tân Sơn Nhất vào ngày 11/10/2007, kéo dài 5 tiếng bắt đầu từ 16h. Lượng mưa phân bố trên diện rộng và trải đều trên bề mặt lưu vực với tổng lượng mưa là 98 mm. 5.3.4. Kết quả tính toán: Kết quả tính toán: Kết quả tính toán được so sánh với giá trị thực đo tại cầu Bông (nút 73) và cầu Thị Nghè (nút 80) cho thấy sự phù hợp giữa quá trình tính toán và thực đo. Tuy nhiên vẫn còn tồn tại sai lệch : Bảng 5.1: Chênh lệch giá trị đo và giá trị tính toán Trận mưa Chênh lệch lưu lượng tối đa (m3/s) Chênh lệch mực nước tối đa (m) Cầu Bông Cầu Thị Nghè Cầu Bông Cầu Thị Nghè Ngày 29/09/2007 5.466 6.34 0.27 0.1 Ngày 11/10/2007 5.88 8.11 0.19 0.1 Hình 5.2a: Mực nước tại nút 73 trận mưa ngày 29/09/2007 Hình 5.2b: Lưu lượng tại nút 73 trận mưa ngày 29/09/2007 Hình 5.3a: Mực nước tại nút 80 trận mưa ngày 29/09/2007 Hình 5.3b: Lưu lượng tại nút 80 trận mưa ngày 29/09/2007 Hình 5.4a: Mực nước tại nút 73 trận mưa ngày 11/10/2007 Hình 5.4b: Lưu lượng tại nút 73 trận mưa ngày 11/10/2007 Hình 5.5a: Mực nước tại nút 80 trận mưa ngày 11/10/2007 Hình 5.5b: Lưu lượng tại nút 80 trận mưa ngày 11/10/2007 5.4. NHẬN XÉT VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP: Nhận xét: Mạng lưới thoát nước của quận Bình Thạnh đã bị quá tải. Một số tuyến đường giao thông chính bị ngập nặng khi mưa to, khi có triều cường hay khi mưa triều kết hợp thì một số tuyến đường của quận Bình Thạnh đã biến thành sông như: tuyến đường Nguyễn Hữu Cảnh, Đinh Tiên Hoàng, Phan Đăng Lưu, Xô Viết Nghệ Tĩnh, Nguyễn Xí,.do đó cần phải có biện pháp cải tạo thích hợp. Hình 5.6: Đường Nguyễn Hữu Cảnh, quận Bình Thạnh, ngập gần như nửa tuyến. Nhiều đoạn sâu hơn nửa mét, xe gắn máy khơng thể chạy được. Một vài chỗ xe ơtơ cĩ thể liều mạng đi qua, nhưng cũng phải rẽ sang hướng khác. Đề xuất giải pháp: Để thực hiện tốt công tác xóa và giảm ngập cho những năm tới, nhằm thực hiện mục tiêu xóa hết các điểm ngập vào năm 2020 trên địa bàn quận Bình Thạnh. Cần chú ý những vấn đề sau nhằm phục vụ công tác chống ngập và xóa ngập: Các cơ quan nhà nước có thẩm quyền nhanh chóng thẩm định và phê duyệt các dự án đầu tư cho lĩnh vực thoát nước, chống ngập được đề ra hằng năm để kịp thời thi công giải quyết ngập. Cần có chủ trương thống nhất phối hợp giữa các Ban quản lý dự án và Công ty thoát nước đô thị, các cơ quan quản lý hệ thống thoát nước trong việc xây dựng hệ thống thoát nước mới cho phù hợp với quy hoạch chi tiết và đảm bảo tính thống nhất của hệ thống. Cần thống nhất cách thức quản lý, các tiêu chuẩn thiết kế mẫu kết cấu công trình thoát nước đô thị được phê duyệt theo quyết định số 1344/QĐ-GT của sở giao thông công chánh cho tất cả các dự án chuyên ngành thoát nước. Tăng cường phối hợp giữa các cơ quan quản lý, các lĩnh vực công trình ngầm có liên quan để tạo thuận lợi cho công tác thoát nước. Phối hợp giữa các cơ quan các cấp quản lý, xử lý tốt và kịp thời giải quyết các vấn đề về hệ thống thoát nước, về tình trạng ngập ở các khu vực Chính quyền của quận cần tăng cường công tác quản lý để hạn chế tình trạng đổ rác xuống lòng kênh rạch, tình trạng lấn chiếm, xây dựng trái phép trên kênh rạch, cần có biện pháp xử lý nghiêm minh và kiên quyết đối với các hộ gia đình vi phạm Tăng cường công tác tuyên truyền, giáo dục và vận động nhân dân có ý thức bảo vệ hệ thống thoát nước, không lấn chiếm kênh rạch, hạn chế tối đa các hành vi gây ô nhiễm và làm tắc nghẽn dòng chảy. Chuẩn bị và xây dựng nhanh chóng các khu tái định cư và chính sách đền bù hợp lý, để phục vụ cho việc giải tỏa di dời các hộ dân cư lấn chiếm lòng kênh gây ảnh hưởng đến việc thoát nước của hệ thống. Kiểm tra, thăm dò hiện trường, ý kiến của người dân sống trong khu vực nhằm giải quyết tốt hơn những điểm ngập trên địa bàn của quận cũng như nhằm hạn chế sự bùng phát các điểm ngập mới do sự xuống cấp của hệ thống thoát nước. Quyết tâm chống ngập bằng những biện pháp tích cực như xây dựng các hệ thống cống xả mới, thay thế hoặc làm mới các ống thoát nước có tiết diện lớn hơn, nạo vét kênh rạch, làm hồ điều tiết mực nước ở từng khu vực nên xóa bỏ cách giảm ngập trước mắt bằng cách tôn nền, nâng cao địa hình tại khu vực bị ngập là một công việc vô cùng lãng phí, không có tính khoa học, thậm chí không giải quyết được vấn đề mà còn làm phát sinh thêm vấn đề mới. Tăng cường công tác duy tu, bảo dường hệ thống thoát nước: Nối thêm cống, sửa chữa miệng thu nước hầm ga, thay các cống sụp, thông các miệng xả tại các kênh rạch. Nâng cao công tác quản lý: Kiểm soát ngập: khảo sát, đo đạc các điểm ngập trong mùa mưa và mùa triều cường để có số liệu chính xác hơn, mang tính định lượng về tình hình ngập, như độ sâu ngập, diện tích ngập, thời gian và tần suất ngập Kiểm soát ô nhiễm: lập mạng lưới quan trắc trên các tuyến sông, kênh rạch nhằm quản lý, kiểm soát tình hình ô nhiễm, theo dõi diễn biến ô nhiễm theo không gian và thời gian. Đánh giá chất lượng hệ thống thoát nước hiện tại để bảo trì kịp thời những hư hỏng, tránh để xảy ra sự cố sụp cống làm ách tắc giao thông. Giải pháp thoát nước mưa tự nhiên: Cải tạo hệ thống thoát nước: Cải tạo toàn bộ hệ thống thoát nước hiện hữu trong khu vực bằng cách tu sửa và thay thế các loại cống, đặc biệt là cống vòm và các nút thu nước hư hỏng. Tiến hành nạo vét khơi thông dòng chảy trong các cống rãnh thoát nước để đảm bảo tiêu thoát nhanh lượng nước vào mùa mưa. Từng bước tách riêng hệ thống thoát nước thải với nước mưa và xây dựng các trạm xử lý nước thải đô thị tập trung trong tương lai. Xây dựng tuyến cống bao dọc theo các bờ kênh để có thể tách nước thải đưa về trạm xử lý. Xây dựng các công trình xử lý nước thải, lắp đặt đường cống thu gom nước thải đưa về nhà xử lý tập trung. Xây dựng các đoạn cống thoát nước mới bên cạnh các đoạn cống thoát nước quá tải để biến thành không quá tải. Cuối đoạn cống mới này lắp van một chiều để chủ động thoát nước tự chảy; hoặc thay vào đoạn cống mới là một hồ điều hoà dạng chìm ở những nơi có điều kiện địa hình cho phép như ở công viên, dưới bùng binh, dưới vườn hoa, lượng nước này có thể được dùng cho cứu hỏa, tưới cây, rửa đường, v. v Cải tạo hệ thống kênh, rạch: Cải tạo và nạo vét hệ thống kênh rạch thoát nước, quá trình thiết kế phải dựa vào mực nước lũ qui định. Chỉnh trang lại hai bên bờ kênh rạch bằng cách giải tỏa nhà dân sống dọc theo hai bên kênh, rạch và xây dựng các bờ kè, trồng cây xanh ven bờ. Sử dụng khu vực điều tiết tự nhiên (là những vùng thấp dọc các kênh rạch hay các ao trũng tự nhiên,) dùng để điều tiết nước mưa, xây hồ điều tiết tại chỗ. Tận dụng nước mưa: Nghiên cứu xây dựng hệ thống thu gom, tận dụng nước mưa theo quy mô hộ gia đình hoặc từng khu vực tập trung, khu công nghiệp, để sử dụng cho nhà vệ sinh, tưới cây trong mùa khô. Điều này có ý nghĩa làm giảm tải cho hệ thống thoát nước và ngập lụt trong mùa mưa. Giải pháp trạm bơm: Trạm bơm thoát nước được dùng khi điều kiện địa hình không cho phép dẫn nước bằng cách tự chảy nước thải sinh hoạt, sản xuất, nước mưa và bùn cặn tới nơi yêu cầu. Trong nhiều trường hợp, trên các hệ thống thoát nước phải bố trí trạm bơm để bơm nước và giảm độ sâu đặt cống hay bơm nước mưa từ cống thoát nước mưa ra sông, hồ chứa có mực nước cao hơn thì phải sử dụng trạm bơm nước mưa. Để khắc phục tình trạng thoát nước kém hoặc không thoát được trong nhiều giờ khi trời mưa hoặc triều cường, ngoài các biện pháp đã và đang được sử dụng như nạo vét cống, định kỳ xử lý rác trong cống thoát nước, nạo vét các kênh,như hiện nay có thể nói là biện pháp hữu hiệu hơn cả là chuyển tải lượng nước thoát ở những khu vực có cao độ thấp ra kênh thoát chính có cao độ thủy triều cao hơn, đó là xây dựng các trạm bơm. Giải pháp ngăn triều: Xây dựng các đập ngăn triều và phay ngăn triều ở các tuyến kênh, rạch nơi tiếp giáp với sông Sài Gòn, sông Vàm Thuật. Kết hợp lắp đặt các van ngăn triều ở các cửa xả khi xả trực tiếp ra sông như sông Sài Gòn, kênh Thanh Đa Xây dựng hồ điều hòa kết hợp với hồ sinh thái: - Xây dựng hồ điều hòa dạng chìm chứa lượng nước chưa kịp tiêu thoát, sau đó khi triều rút thoát nước tự thoát, cửa xả có van một chiều khống chế triều cường. - Xây dựng hồ điều hoà nửa nổi nửa chìm để từng bước xây dựng thành hồ Sinh thái, nâng cao thẩm mỹ sinh thái đô thị. Tạo mảng xanh đô thị: Hiện nay ở các đô thị, bềø mặt đất phần lớn đã bị bêtông hoá (đường xá, công trình nhà cửa,) do đó phần trăm bề mặt thấm nước (mặt đất, công viên, thảm cỏ,..) rất nhỏ điều này làm giảm lượng nước thấm xuống đất, tăng khả năng ngập úng. Sử dụng không gian xanh là một trong nhữ ng biện pháp để giúp nước mưa thấm nhanh xuống đất, giảm lưu lượng nước mưa đi vào hệ thống thoát nước, giảm ngập lụt và bổ sung nguồn nước ngầm. Có thể tạo mảng xanh đô thị bằng cách: _ Xây dựng công viên, thảm cỏ dọc theo các sông kênh, rạch. _ Vỉa hè trên các đường phố phải chia cắt ra hoặc sử dụng loại vỉa hè xốp dạng tổ ong. _ Tạo mảng xanh trên mái nhà(mái nhà sinh thái). Hình 5.7: Mảng xanh đô thị Tóm lại giải pháp tổng thể cho hiện tượng ngập úng là: Phương pháp kĩ thuật Phương pháp quản lý Hồ điều hòa, Hồ Sinh thái Ýù tưởng giải pháp tổng thể Thêm hệ thống thoát nước Nạo vét kênh Xây dựng trạm bơm, ngăn triều Quản lý hệ thống Giáo dục tuyên truyền Cưỡng chế, Phạt,Phí. Phương pháp thực thi tổng hợp chống ngập úng Nâng cao công tác quản lý Chương VI: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 6.1. KẾT LUẬN: Ngập lụt đã là vấn đề rất nan giải của thành phố trong thời gian dài, nhiều biện pháp đã được đề xuất và thực hiện nhưng cho đến nay đều bộc lộ tính khả thi không cao, vì thực chất không giải quyết tận gốc vấn đề ngập lụt. Vì vậy, thành phố và đặc biệt quận Bình Thạnh cần thực hiện các giải pháp đồng bộ và tổng thể: Nguyên lý chung là phải Ngưng ngay san lấp kênh rạch chỗ trũng Bảo đảm cân bằng nước Nắm vững đặc trưng của “đô thị ngập triều” Phải bảo đảm thóat nước của một đô thị ngập triều. Dựa vào địa hình để phân khu thóat và quản lý ngập nước tuyệt đối phải theo nguyên lý lưu vực Khi phát triển đô thị cần lưu ý tránh không cho công trình chặn dòng thóat, hướng thóat Bắc-Nam. Không nên xây dựng đô thị trên nền đất qúa yếu. Giữ diện tích lòng sông, kênh rạch, bưng trũng theo tỷ lệ tương thích giữa diện tích ở, xây dựng, bê tông hóa với dân số và tổng lượng nước thải, nước mưa. Cần phối hợp chặt giải pháp thiết kế, kỹ thuật phù hợp với biện pháp quản lý giữa các ban ngành(XD-TNMT) để cùng giải quyết vấn đề ngập úng của quận. Trong thời đại ngày nay tri thức phát triển không ngừng, những công cụ tiên tiến hỗ trợ cho công tác phân tích thông tin được ra đời và phát triển. Công cụ mô hình hóa là một trong số đó. Công cụ mô hình hóa hỗ trợ cho việc phân tích thông tin trong những dự án phát triển đô thị. Khả năng hỗ trợ của công cụ mô hình hóa môi trường là rất hiệu quả và ngày càng được áp dụng nhiều. Kết quả mô hình cung cấp thông tin hơn trong việc lựa chọn các phương án, giải pháp quản lý. Do đó hướng tiếp cận công cụ tiên tiến này nhằm hỗ trợ cho công tác quản lý để có thể theo kịp tốc độ phát triển và giải quyết những vấn đề môi trường phức tạp ngày nay. Mô hình cho phép giải quyết những vấn đề đặt ra một cách có hiệu quả. Rõ ràng khả năng áp dụng của mô hình toán đối với hệ thống thoát nước đô thị là rất lớn. Qua quá trình tìm hiểu, nghiên cứu và áp dụng mô hình SWMM trong lĩnh vực tiêu thoát nước ở quận Bình Thạnh, có các kết luận sau: _ Mô hình SWMM là một mô hình kết hợp để sử dụng trong tính toán mưa, dòng chảy đô thị, mô phỏng các trạng thái chảy khá phức tạp như quan hệ mưa – dòng chảy và diễn tóan dòng chảy trong các cống dẫn và kênh rạch, sông và các loại hình công trình vào quá trình dòng chảy. _ Phương pháp tính toán thực hiện trong đề tài là phương pháp mô hình dựa vào các căn cứ khoa học kết hợp với kỹ thuật tiên tiến hiện đại. Đây là phương pháp đã được định hình trong giải quyết các bài toán thủy văn đô thị. _ Kết quả giải quyết bài toán cho hệ thống thoát nước quận Bình Thạnh, cho thấy SWMM thích hợp cho những mô phỏng tính toán ở những đối tượng có ảnh hưởng thủy triều ở Việt Nam như quận Bình Thạnh. _ Do thời gian hạn chế, đề tài mới chỉ đề cập đến việc đánh giá tình trạng ngập úng và đưa ra kết quả áp dụng mô hình cho tiêu thoát nước mặt của vùng đô thị, nhưng chưa tính toán sự lan truyền và khuyếch tán ô nhiễm môi trường do ngập úng gây nên. _ Trong điều kiện tài liệu đo đạc - quan trắc cụ thể của lưu vực quận Bình Thạnh phục vụ cho việc tính toán của mô hình còn hạn chế, trong tương lai khi áp dụng cẫn đồng bộ hơn, nghiên cứu những phương pháp cân chỉnh mô hình để việc sử dụng mô hình sẽ đem hiệu quả cao hơn. 6.2. KIẾN NGHỊ: Để dần giải quyết và xóa hẳn tình trạng ngập nước vào mùa mưa hay thủy triều lên của quận Bình Thạnh nói riêng hay của toàn thanh phố nói chung trong tương lai, cần tiến hành nâng cao các giải pháp quản lý và kỹ thuật: _ Xây dựng tổ chức và các biện pháp quản lý mới : phải xây dựng được cơ cấu tổ chức, quản lý hoàn chỉnh và năng động phù hợp với từng giai đoạn phát triển của ngành. Tích cực phát triển và áp dụng các công nghệ mới phù hợp với điều kiện của nước ta. Đào tạo kịp thời đội ngũ nhân lực thích ứng với trình độ quản lý, vận hành hệ thống thoát nước. _ Về chính sách nhà nước : Cần có chính sách tạo nguồn vốn ổn định lâu dài giúp các ngành có thể tự lực, chủ động có các biện pháp hữu hiệu để ngăn ngừa tình trạng làm hư hại hoặc lấn chiếm hệ thống thoát nước. Có các quy định, định chế rõ ràng về việc xả bỏ nước thải, chất thải, _ Các khu công nghiệp và dân cư tập trung, các bệnh viện, khu dịch vụ lớn,cần xây dựng hệ thống xử lý nước thải cục bộ trước khi xả thải vào hệ thông cống chung. Các hộ dân cư phải xây dựng bể tự hoại cho gia đình để tránh gây ô nhiễm cho các kênh rạch. _ Ngành thoát nước hiện nay còn rất lạc hậu về kỹ thuật cũng như trang bị của ngành, cho nên chúng ta cần có sự giúp đỡ từ nước ngoài để học hỏi kinh nghiệm và công nghệ, cũng như về vốn đầu tư. Vì vậy việc mở rộng hợp tác với nước ngoài của các cấp quản lý ngành là rất cần thiết. _ Ngành thoát nước hiện nay cần đầu tư ngay một số thiết bị, máy móc cần thiết phục vụ công tác duy tu bảo dưỡng hệ thống thoát nước. _ Việc cải tạo các kênh rạch để giải quyết thoát nước khắc phục ô nhiễm là một trong những chương trình xây dựng thành phố ngày càng văn minh, sạch đẹp, được các tầng lớp nhân dân ủng hộ. _ Các địa phương quản lý thu gom rác thải của dân cư trên địa bàn quận để ngăn chặn tình trạng đổ rác xuống kênh rạch, có biện pháp xử phạt nghiêm đối với các hộ vi phạm. _ Cần gia tăng mức phạt về các vi phạm đối với hệ thống thoát nước, hoặc do áp dụng các biện pháp cưỡng chế khác như phạt lao động công ích, phạt tạm giam, để nâng cao ý thức chấp hành của người dân. _ Các tầng lớp nhân dân cùng nhà nước góp phần bảo vệ, giữ gìn các cống thoát nước cùng dòng kênh vì đó là lợi ích thiết thực, mang lại sự trong lành và mỹ quan của quận, của thành phố cũng như cho tất cả mọi người.