Tóm tắt Luận án Xây dựng mô hình thích hợp cho tính toán hệ thống công trình tổng hợp tiêu thoát nước đô thị vùng ảnh hưởng triều xây dựng mô hình thích hợp cho tính toán hệ thống công trình tổng hợp tiêu thoát nước đô thị vùng ảnh hưởng triều

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO – BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT 
VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM 
VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI MIỀN NAM 
==================== 
ĐẶNG THANH LÂM 
XÂY DỰNG MÔ HÌNH THÍCH HỢP CHO TÍNH TOÁN HỆ 
THỐNG CÔNG TRÌNH TỔNG HỢP TIÊU THOÁT NƯỚC ĐÔ 
THỊ VÙNG ẢNH HƯỞNG TRIỀU 
Chuyên ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước 
Mã ngành: 62 58 02 12 
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT 
TP Hồ Chí Minh-2015 
 I – I P P 
I I I 
I I I 
 Ì Í Í 
 Ì I 
Ị I 
ê : t t i ê c 
 : 
 I Ĩ 
 í i - 
Công trình được hoàn thành tại: Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam 
Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Nguyễn Tất Đắc 
Phản biện 1: GS.TS Phạm Ngọc Quý 
Phản biện 2: PGS.TS Huỳnh Thanh Sơn 
Phản biện 3: PGS.TS Lê Văn Nghị 
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Viện 
họp tại: .. 
Vào hồi giờ ngày tháng năm 2015 
Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 
 Thư viện Quốc gia Việt Nam 
 Thư viện Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam 
Thư viện Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam 
1 
MỞ ĐẦU 
Thực tiễn và khoa học khẳng định việc giải quyết vấn đề tiêu 
thoát nước chống ngập úng hiệu quả phụ thuộc nhiều yếu tố, trong 
đó mô hình thuỷ văn thuỷ lực đô thị là công cụ quan trọng và không 
thể thiếu trong công tác quy hoạch, thiết kế mạng lưới tiêu thoát 
nước. 
Một phương pháp tính và chương trình máy tính tương ứng, với 
tên gọi DELTA-P, được xây dựng nhằm tính toán được sự tương tác 
giữa mạng kênh sông và mạng cống ngầm trong hệ thống tiêu chịu 
ảnh hưởng của cả mưa và ngập triều. 
Mục đích: Đề tài nghiên cứu nhằm giải đáp một trong những 
tồn tại về giải pháp khoa học tiêu thoát nước đô thị có xét đến yếu tố 
tác động của triều cường và mưa cục bộ trong điều kiện đô thị hoá. 
Đồng thời, cải tiến một số mô hình thuỷ lực kênh và cống ngầm kết 
kợp và áp dụng phù hợp với điều kiện một số thành phố vùng mưa 
lớn và triều cường ở nước ta. 
Điểm mới và sáng tạo: 
(1) Phát triển được môđun tính toán thuỷ lực bài toán tiêu thoát 
nước đô thị; 
(2) Kết nối môđun với với mô hình thuỷ lực sông kênh DELTA; 
(3) Giải đồng thời bài toán mưa trên lưu vực, dòng chảy trong 
cống và trong kênh ở vùng ảnh hưởng triều; 
(4) Công cụ có thể ứng dụng cho bài toán thực tế. 
Ý nghĩa khoa học: Luận án là một phát triển mới về mô hình 
tính tiêu thoát nước đô thị từ mưa trên bề mặt đô thị-đường ống-
kênh, không trùng lặp với công trình đã có. Xây dựng mô hình tính 
toán hoàn chỉnh DELTA-P và đã được kiểm nghiệm. 
Ý nghĩa thực tiễn: Có một công cụ mới để giải quyết bài toán 
tiêu thoát nước đô thị. 
2 
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGẬP ÖNG ĐÔ THỊ, 
GIẢI PHÁP CHỐNG NGẬP VÀ MÔ HÌNH TÍNH 
TIÊU THOÁT NƯỚC 
1.1 NGẬP LỤT VÀ CÁC GIẢI PHÁP CHỐNG NGẬP CHO 
MỘT SỐ THÀNH PHỐ 
Có thể nói rằng việc giải quyết vấn đề tiêu thoát nước cho đô thị 
có từ ngàn năm trước. 
Đến những năm 1980 nhờ phát triển công nghệ phần mềm vi 
tính mô phỏng hệ thống tiêu thoát nước đã làm tăng hiệu quả kinh tế 
của các công trình tiêu thoát nước và sáng tỏ nhiều vấn đề kỹ thuật. 
Ngày nay, số liệu thống kê đã đưa ra những con số về sự gia 
tăng đến mức chóng mặt những thiệt hại do ngập lụt gây ra. Nếu như 
đầu thế kỷ 20, trung bình mỗi năm trên thế giới, thiệt hại do ngập lụt 
vào khoảng 100 triệu đô la Mỹ, thì đến nửa sau của thế kỷ con số này 
đã vượt quá 1 tỷ, trong mười năm trở lại đây là trên 10 tỷ. 
Lũ, lụt ở Việt Nam chủ yếu được tạo ra bởi mưa gió mùa, bão 
nhiệt đới và triều cường. 
- Hà Nội có tốc độ đô thị hóa diễn ra rất nhanh và trận lụt lịch sử 
do mưa tháng 11/2008 đã để lại tổn thất nặng nề. 
- TP Huế năm nào cũng bị ngập bởi 3÷4 trận lụt do lũ thượng 
nguồn, ngập sâu nhất có nơi trên 4m. 
- Tại Đà Nẵng, mỗi khi có mưa lớn, thành phố lại có hơn 30 
điểm bị ngập úng nặng. 
- Tại TP Hồ Chí Minh, ngập úng đang là vấn đề nan giải, với 
hàng chục điểm ngập sâu với thời gian khá dài. Hiện tượng ngập lụt 
ở do 3 yếu tố: lũ, triều cường và mưa lớn (minh họa Hình 1-1). 
- TP Cần Thơ cũng đang gặp phải vấn nạn ngập lụt, nhất là vào 
mùa nước nổi ở miền Tây Nam bộ. 
Nguyên nhân gây ngập lụt chủ yếu, gồm: 
3 
- Nguyên nhân khách quan: như cốt nền thấp, mưa lớn, triều 
cường, lũ thượng nguồn, đô thị hóa nhanh, hệ thống tiêu nước xuống 
cấp; 
- Nguyên nhân chủ quan: như quy hoạch phát triển giữa các 
ngành chưa đồng bộ, rừng đầu nguồn bị phá gây lũ lớn, tình trạng lấn 
chiếm kênh rạch. 
Hình 1-1: Những nguyên nhân tự nhiên gây ngập úng TP HCM 
Giải pháp tổng hợp chống ngập đô thị: 
Để chống ngập lụt tại các thành phố lớn một cách có hiệu quả 
cần một giải pháp đồng bộ, tầm quy hoạch mang tính chiến lược, đặc 
4 
biệt cần có sự đóng góp trí tuệ của các nhà khoa học và ý thức cộng 
đồng trong công tác phòng chống ngập úng. 
Theo quan điểm chiến lược tiêu nước đô thị tổng hợp, việc ứng 
dụng của mô hình toán nhằm: 
- Phân tích chi tiết nguyên nhân, ảnh hưởng và biện pháp khắc 
phục ngập úng đô thị; 
- Cung cấp thông tin để hiểu rõ hơn sự tác động của các nguồn 
nước đối với hoạt động, vận hành của hệ thống tiêu thoát 
nước; 
- Xây dựng kế hoạch tổng hợp phát triển hạ tầng và các công 
trình chống ngập; 
- Đánh giá hiện trạng và dự báo rủi ro úng ngập; 
- Lập kế hoạch ứng phó khẩn cấp; 
- Đánh giá tác động của hệ thống tiêu nước đối với hệ thống 
sông kênh; 
- Ứng phó biển đổi khí hậu và nước biển dâng. 
Các bộ mô hình thủy văn-thủy lực đô thị được phát triển để mô 
phỏng các loại đối tượng riêng biệt hoặc được tích hợp một số đối 
tượng như: 
- Tương tác cống ngầm-sông kênh hở; 
- Ngập lũ sông kênh-ô đồng, bãi tràn; 
- Tương tác dòng chảy mặt phố-cống ngầm-sông kênh hở; 
- Tương tác cống ngầm-tầng nước ngầm; 
- Tương tác cống ngầm-thủy triều. 
Trong đó bộ các mô hình dòng chảy mặt phố-cống ngầm-sông 
kênh hở được giới thiệu trong tài liệu hướng dẫn ứng dụng cho quản 
lý tiêu thoát nước tổng hợp. 
Nhìn chung, cách tiếp cận mô hình hóa hệ thống tiêu nước đô 
thị gồm: (i) Mô hình một chiều (1D) ứng dụng cho các hệ thống có 
dòng chảy 1 chiều trong lòng dẫn và (ii) Mô hình hai chiều (2D) ứng 
5 
dụng mô phỏng hệ thống có cả dòng chảy tràn theo hướng ngang. Hệ 
thống cống ngầm và sông kênh hở thường được mô phỏng dạng 1D. 
Dòng chảy tràn bề mặt phố có thể mô phỏng dạng 1D hay 2D. 
Trên thế giới đã phát triển nhiều công cụ mô hình như SWMM 
ở Mỹ, WASSP ở Anh, MOUSE và Mike Flood ở Đan Mạch, 
SOBEK Urban ở Hà Lan. Một số phần mềm được ứng dụng cho quy 
hoạch, thiết kế hệ thống tiêu nước TP Hồ Chí Minh. 
Ở Việt Nam có mô hình F28 tính toán hệ thống đường ống tiêu 
thoát nước đô thị đang được nghiên cứu phát triển và ứng dụng thử 
nghiệm. 
Các dự án, đề tài đã sử dụng riêng 2 mô hình toán là mô hình 
thủy lực sông kênh và mô hình cống ngầm đô thị nhằm giải quyết 
vấn đề tính toán tiêu thoát nước đô thị là một hạn chế lớn. 
Thực tiễn ở nước ta đòi hòi sự liên hợp được cả hai bài toán lớp 
ngoài (sông kênh) và lớp trong (hệ thống tiêu nước nội đô) thành mô 
hình tổng hợp. 
1.2 MÔ HÌNH TOÁN TÍNH TIÊU NƯỚC ĐÔ THỊ 
a) Một số khái niệm: 
Ảnh hưởng của đô thị hóa tới chu trình thuỷ văn: 
Chu trình thuỷ văn được minh hoạ qua các bước chuyển biến 
dòng nước mưa từ khí quyển rơi xuống bề mặt đất và chảy ra sông 
biển qua các bước chảy trung gian. 
Ở khu vực đô thị hoá chu trình thuỷ văn bị điều chỉnh khá nhiều 
do hệ thống tiêu thoát nước, khu trữ và điều tiết nhân tạo; bề mặt đất 
bị bê tông hoá làm giảm lượng thấm xuống tầng nước ngầm. 
Tính chất thủy văn lưu vực đô thị: 
Lưu vực đô thị được phân định bởi điều kiện địa hình phân chia 
dòng chảy bề mặt và sự ảnh hưởng của địa vật tự nhiên hay do con 
người xây dựng như tuyến đường giao thông. 
6 
b) Mô hình thủy văn đô thị 
Các loại mô hình thủy văn đô thị: 
Một số phương pháp tính toán được áp dụng để tính toán mưa-
dòng chảy ở đô thị, gồm: 
(i) Một số công thức kinh nghiệm thông dụng: 
- Phương pháp Căn nguyên (Rational) và phương pháp Biểu đồ 
đơn vị. 
(ii) Một số mô hình toán phổ biến: 
- Mô hình Mike-RR: gồm các môđun NAM, SMAP, FEH, 
DriFt, Urban-A, Urban-B. 
- Mô hình HEC-HMS. 
Nhận xét chung: 
Mô hình như Urban-B là thích hợp nhất để tính toán thuỷ văn đô 
thị ở TP Hồ Chí Minh với khá đầy đủ tài liệu. 
Trong trường hợp thiếu tài liệu về đặc trung lưu vực thì có thể 
sử dụng loại mô hình Urban-A. 
c) Mô hình thủy lực đô thị 
Dòng chảy trong đô thị: Chu trình dòng chảy mưa lũ tập trung 
xuống đường phố và chảy lan tràn theo các tuyến đường và tập trung 
vào miệng hố ga, chảy vào đường cống ngầm và tiêu ra hồ trữ hay 
sông kênh. Đường phố là các tuyến tiêu nước cấp bách, có khả năng 
chuyển nước và trữ nước tạm thời. 
Với mô hình tiêu thoát nước đô thị cần có các mô hình thành 
phần như mô hình thủy văn đô thị, mô hình đường ống, mô hình 
kênh sông và sự nối kết giữa các mô hình thành phần. 
Mô hình thủy lực SWMM: 
Mô hình SWMM tính toán đặc trưng dòng chảy trong hệ thống 
thoát nước đô thị và dòng chảy sông kênh trên cơ sở giải hệ phương 
trình Saint Venant cho dòng chảy 1 chiều không ổn định. 
7 
Phương pháp giải cho hệ đường ống được trình bày kỹ lưỡng 
trong tài liệu học thuật của mô hình. Một số công trình như trạm bơm 
và công trình cũng được mô tả trong SWMM. 
Mô hình đã được ứng dụng cho tính toán tiêu nước khu vực 
Tham Lương-Bến Cát ở TP Hồ Chí Minh. Mạng cống ngầm được 
mô phỏng nhưng tác giả không trình bày và phân tích diễn biến mực 
nước trong cống trong trường hợp mưa gây úng và chịu ảnh hưởng 
thuỷ triều tác động vào hệ thống cống. 
Nhóm mô hình thủy lực MIKE: 
Bộ mô hình MIKE có các môđun MOUSE, MIKE11 và 
MIKE21 có thể liên kết với nhau thành bộ MIKE URBAN 
(MOUSE-MIKE21) hay MIKE FLOOD (MIKE11-MIKE21 hay cả 3 
môđun kết hợp). 
Một số kết quả nghiên cứu ứng dụng của mô hình Mike được 
công bố như: 
- Ứng dụng MIKE FLOOD tính toán ngập úng sông Nhuệ-Đáy 
Hà Nội. 
- Mô phỏng ngập úng đô thị Dhaka Bangladesh bằng MOUSE 
với mô hình hệ thống cống ngầm tiêu nước liên kết với tính 
toán dòng chảy bề mặt. 
Mô hình thủy lực F28: 
Trong phần mềm, các môđun tính toán các dòng chảy được phát 
triển là: mưa-dòng chảy trên mặt đất; dòng chảy trong cống và trên 
mặt đường. 
Mô hình được ứng dụng tính toán cho khu đô thị Thủ Thiêm và 
mô phỏng được hệ thống đường ống nối với mạng sông kênh và mô 
phỏng được hiện tượng úng ngập do mưa lớn. 
Mô hình thủy lực VRSAP: 
Mô hình thủy lực VRSAP đã áp dụng tính toán kiểm soát lũ và 
chống ngập úng cho nhiều khu vực ngoại thành và vùng ngập lũ châu 
8 
thổ. VRSAP là mô hình dòng chảy 1 chiều trong sông kênh thuần 
túy. 
CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH DELTA-P NỐI GHÉP 
THỦY LỰC ĐƯỜNG ỐNG VỚI THỦY LỰC 
SÔNG KÊNH 
Mô hình DELTA-P (mô hình thủy lực sông kênh DELTA có 
môđun thủy lực cống P) được ứng dụng trong nghiên cứu điển hình 
để tìm hiểu tính năng của mô hình cũng như xem xét học thuật của 
phần mềm. Đồng thời, sử dụng mô hình để phân tích một số giải 
pháp tổng hợp tiêu thoát nước vùng nghiên cứu điển hình nối với hệ 
thống sông lớn. 
Những trường hợp tính toán mô phỏng gồm: 
- Hoàn nguyên mô hình thuỷ lực DELTA-P và so sánh với bộ số 
liệu thực đo dòng chảy trên sông kênh và điều tra úng ngập vùng 
THLG. Mô hình thủy lực sông kênh bao trùm toàn bộ khu vực hạ lưu 
sông Đồng Nai-Sài Gòn từ hạ lưu hồ Dầu Tiếng, Trị An ra đến biển 
Đông, có khả năng mô phỏng tác động lũ thượng nguồn, ảnh hưởng 
triều biển Đông và khả năng điều tiết lũ của các vùng ngập lũ ven 
sông và các vùng đất trũng phía nam TP Hồ Chí Minh. 
- Mô hình thủy lực cống ngầm vùng THLG mô phỏng khả năng 
tiêu thoát nước mưa và tác động của thủy triều vào hệ thống cống 
ngầm. 
- Tính toán các trường hợp cải tạo nâng cấp cống ngầm và kênh 
THLG nhằm giảm ngập úng cục bộ (lớp trong). 
- Có khả năng tính trường hợp có công trình trên sông kênh 
ngăn triều (lớp ngoài) làm giảm mực nước trên sông kênh và tăng 
khả năng tiêu thoát nước của hệ thống cống ngầm vùng THLG. 
2.1 MÔĐUN THỦY LỰC TRONG SÔNG KÊNH 
9 
Phần thuật toán thuỷ lực sông kênh của mô hình DELTA-P 
được phát triển với đủ cơ sở chặt chẽ cả về mặt toán và cơ học và 
được khẳng định qua các ứng dụng thực tế. Những đóng góp của 
nghiên cứu sinh cho nghiên cứu mới đây phát triển bổ sung được 
phần liên kết với cơ sở dữ liệu và GIS. 
2.2 MÔĐUN THỦY LỰC DÕNG CHẢY TRONG ĐƯỜNG 
ỐNG 
Cống tiêu nước đô thị là dạng cống ngầm có dạng hình tròn hay 
chữ nhật và chiều dài cống khá lớn. Dòng chảy trong cống ngầm có 
các hình thức được mô phỏng như sau: 
- Khi dòng chảy đầy mặt cắt cống thì chế độ chảy là có áp; 
- Khi mực nước thượng lưu ngập miệng vào cống nhưng cửa ra 
vẫn thấp hơn đỉnh cống thì chế độ chảy một phần có áp và một phần 
không áp hay là nửa áp. 
- Mực nước trước cống và trong cống thấp hơn đỉnh cống thì 
chế độ chảy là không áp. Tùy theo độ sâu mực nước trong cống so 
với độ sâu phân giới để xác định chế độ chảy không ngập hay ngập. 
Hình 2-1: Sơ đồ khối các trường hợp tính ứng với các điều kiện dòng 
chảy trong cống 
10 
Trong các công thức Hình 2-1 luôn có Q là hàm số của cột áp 
hai đầu ống Q = f(H,h). Các hệ thức được vi phân và giải số trong 
DELTA-P. Minh họa các chế độ chảy như Hình 2-2. 
Tại các điểm thu nước, hoặc tại điểm xả từ đường ống ra kênh ta 
đều có các liên hệ tuyến tính giữa Q và mực nước cột áp tại hai đầu 
ống hoặc mực nước tại điểm nối với kênh và mực nước cột áp một 
đầu ống. Bằng cách khử các giá trị của Q tại các cửa nhận nước, 
hoặc tại điểm xả ra kênh, cuối cùng ta thu được một hệ phương trình 
đại số tuyến tính trong đó các ẩn là mực nước tại các hợp lưu kênh 
sông, mực nước cột áp tại các cửa thu nước và tại các cửa xả ra kênh. 
Thuật toán của DELTA-P sử dụng cùng nguyên lý ghép nối kênh-
cống hoặc cống-cống. Sơ hoạ cách nối ghép mạng cống và mạng 
sông tại một điểm nút như Hình 2-3. 
Hình 2-2: Hình minh hoạ các trường hợp dòng chảy trong cống 
Tính mưa trong mô đun đường ống P như sau: Dòng chảy do 
mưa tập trung vào các cửa thu nước trên các đường phố đó. Tốc độ 
tiêu thoát phụ thuộc vào lưu lượng chảy vào các cửa thu mà lưu 
11 
lượng này lại phụ thuộc vào diện tích miệng thu, chiều rộng đường 
phố, độ chênh giữa cao trình ngập với cột áp từng cửa thu. 
Sự biến đổi của độ ngập Z sẽ theo phương trình: 
,( ) ( , )
i
i i i k i k
k
dZ
F R t Q Z h
dt
 (3-10) 
trong đó, Fi là diện tích mặt ô chứa, Ri (t) là lượng mưa, Qi,k (Zi, hk) là 
lưu lượng trao đổi giữa lưu vực thứ k tiêu vào miệng thu thứ i. 
Mực nước tại các hợp lưu và cửa thu như tính trong mô hình 
thuỷ lực thông thường nhưng bây giờ có thêm cao trình ngập trên các 
lưu vực Z nên khi không có mưa thì vẫn có biến đổi của Z như 
trường hợp ngập triều trong mạng ống với các vùng trũng. 
Hình 2-3: Các nhánh sông và cống ngầm tại nút hợp lưu sông I 
12 
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG DELTA-P MÔ 
PHỎNG SÔNG KÊNH TP HỒ CHÍ MINH VÀ 
CỐNG LƯU VỰC TÂN HOÁ-LÒ GỐM 
3.1 TÌNH HÌNH NGẬP ÖNG Ở TP HỒ CHÍ MINH 
TP Hồ Chí Minh là thành phố lớn nhất Việt Nam với dân số 
năm 2013 là hơn 7,99 triệu người và diện tích tự nhiên 2.095 km². 
Địa hình: Một phần lớn diện tích có ca ...  số điểm ngập và giảm một nửa thời gian 
ngập và chiều dài mỗi điểm. 
Trong trường hợp mưa lớn kết hợp với triều cường thì khả năng 
ngập úng của thành phố vẫn rất nghiêm trọng. 
 Tình hình ngập úng khu vực ngoại thành: 
Ngập úng ngoại thành xảy ra lớn khi tổ hợp của 3 yếu tố: mực 
nước triều cao, mưa đồng và lũ sông đều lớn. 
Diện tích bị ngập là 4.348 ha ở huyện Nhà Bè và Cần Giờ. Theo 
số liệu ước tính thiệt hại năm 1996 ở khu vực nông nghiệp, nông 
thôn khoảng 65 tỷ đồng và khu đô thị thiệt hại bình quân hàng năm 
là 371 tỉ đồng, năm cao nhất lên tới 500 tỉ đồng. 
 Nguyên nhân: 
Khu vực nội thành: một số khu vực có cao trình thấp dưới 1,5m; 
mưa có cường suất cao nên nước tập trung quá nhanh; mực nước của 
các sông rạch cao do ảnh hưởng của triều cường biển Đông; công 
trình tiêu thoát nước không đủ năng lực. 
Khu vực ngoại thành: Cao độ mặt đất tự nhiên quá thấp dưới 
1m; đê bao chưa đủ cao trình chống lũ hoặc đủ nhưng chưa khép kín; 
ảnh hưởng kết hợp của triều cường biển Đông và lũ của thượng 
nguồn sông Đồng Nai, sông Sài Gòn đổ về. 
14 
 Hướng giải quyết úng ngập: 
Nhiệm vụ quy hoạch tiêu thoát nước TP Hồ Chí Minh phải giải 
quyết các vấn đề cơ bản sau đây: 
Khu vực nội thành: cần tạo ra một hệ thống công trình thông 
suốt từ các hộ gia đình đến các khung trục tiêu, bảo đảm mưa đến 
bao nhiêu tiêu hết bấy nhiêu. 
Đối với khu vực ngoại thành: cần phải bảo đảm việc tiêu thoát 
nước theo yêu cầu sản xuất nông nghiệp; xây dựng đê bao khép kín. 
 Các dự án chống ngập úng Tp Hồ Chí Minh 
Những nghiên cứu có 2 loại chủ yếu là quy hoạch tổng thể và dự 
án giải quyết vấn đề cục bộ ở lưu vực tiêu nước cụ thể, gồm : 
- Quy hoạch tổng thể và Nghiên cứu khả thi hệ thống thoát nước 
đô thị và nước thải TP Hồ Chí Minh đến năm 2020. 
- Quy hoạch hệ thống thủy lợi chống ngập TP Hồ Chí Minh. 
- Đề tài khoa học cấp nhà nước Nghiên cứu đề xuất các giải 
pháp chống ngập TP Hồ Chí Minh. 
- Dự án tiền khả thi cải thiện môi trường Kênh Tàu Hủ-Bến 
Nghé và Kênh Đôi-Kênh Tẻ. 
- Dự án cải thiện vệ sinh và nâng cấp đô thị kênh Tân Hóa-Lò 
Gốm. 
- Dự án cải thiện môi trường kênh Hàng Bàng. 
3.2 MÔ HÌNH THỦY LỰC SÔNG KÊNH 
Sơ đồ toán DELTA-P áp dụng cho hệ thống sông hạ lưu Đồng 
Nai-Sài Gòn được trình bày cùng với các điều kiện số liệu địa hình, 
thủy văn và điều kiện biên. Mô hình được hoàn nguyên theo số liệu 
thực đo mực nước thời kỳ lũ tháng 10/2005 (ví dụ trạm Phú An như 
Hình 3-1). 
Ưu điểm của DELTA-P là tốc độ tính toán khá nhanh, thuận lợi 
khi ứng dụng mô hình vào các bài toán lớn, phổ biến rộng rãi. 
15 
Hình 3-1: Mực nước thực đo và mô phỏng tại Phú An tháng 10-2005 
3.3 MÔ HÌNH THỦY LỰC ĐƯỜNG ỐNG 
(1) Phạm vi nghiên cứu và hệ thống kênh, cống trong vùng 
Hệ thống tiêu thoát nước Tân Hoá-Lò Gốm (THLG) là một 
trong năm hệ thống tiêu thoát nước khu trung tâm TP Hồ Chí Minh, 
với diện tích lưu vực khoảng 2.500 ha. 
Khung trục chính THLG với chiều dài khoảng 7.600m. 
Hệ thống cống thoát nước bố trí theo các trục đường phố và đổ 
vào kênh THLG trên dọc tuyến, kích cỡ đường kính cống đa số trong 
khoảng 600-1.000 mm. 
(2) Nguyên nhân, tồn tại và những giải pháp chống ngập úng 
lưu vực THLG 
Ngập lụt xảy ra đối với vùng THLG do nhiều nguyên nhân như 
mưa lớn, hệ thống cống chưa đủ năng lực, kênh trục bị lấn chiếm, 
bồi lấp, khu vực cửa rạch trũng thấp. 
Biện pháp chống ngập được các chuyên gia đề xuất gồm: 
- Nạo vét kênh THLG để tăng lưu lượng thoát nước; 
- Xây dựng các đoạn cống thoát nước mới bên cạnh các đoạn 
cống thoát nước quá tải để tăng khả năng tiêu thoát. 
16 
(3) Tài liệu địa hình 
Hệ thống THLG có tài liệu khảo sát mặt cắt kênh và bình đồ 
tuyến đường ống thoát nước cũng như kích thước các ống. 
(4) Tình hình ngập úng lưu vực Tân Hoá-Lò Gốm 
Có 11 khu trong lưu vực THLG bị ngập lụt với tổng diện tích 
ngập lụt là 58,8 ha (vị trí khu ngập Hình 3-2). Thời gian ngập trung 
bình dưới 10 giờ và độ sâu ngập thường khoảng 25-30cm. 
(5) Mô phỏng các phương án tiêu thoát nước 
Điều kiện biên và trạm kiểm định của mô hình thuỷ lực sông 
kênh hạ lưu ĐN-SG gồm mực nước trạm Vũng Tàu, Nhà Bè, Phú 
An, lưu lượng sau hồ Dầu Tiếng, Trị An và trạm Phước Hoà. 
Số liệu mưa trạm Tân Sơn Nhất. 
Thiếu số liệu đo mực nước và lưu lượng dòng chảy trên kênh 
THLG. 
(6) Mô hình mạng đường ống 
Mô hình thuỷ lực đường ống bao gồm 106 đoạn, xác định bằng 
liên kết các nút, có hướng dòng chảy, có thông số kích thước cống và 
cao trình cống. 
(7) Điều kiện mưa và dòng chảy do mưa 
Ứng dụng nghiên cứu mô phỏng hệ thống tiêu thoát nước với 
trận mưa 120 phút tần suất 10% theo số liệu trạm Tân Sơn Nhất. 
(8) Mô phỏng hiện trạng úng ngập tháng 10/2005 
Mô hình tính cho thời gian từ ngày 01/10/2005 đến ngày 
16/10/2005. Trong thời gian này diễn biến thuỷ triều nửa chu kỳ từ 
triều kém đến triều cường. Lượng mưa gia nhập trong khoảng từ 3 
giờ đến 6 giờ ngày 01/10/2005 tức vào lũ triều kém. Mô hình tính 
được độ ngập và thời gian ngập do mưa và do triều (Hình 3-3). 
17 
Hình 3-2: Bản đồ vị trí các khu ngập lưu vực THLG theo điều tra 
Theo bình đồ lưu vực thì lưu vực có độ dốc từ thượng xuống hạ 
lưu tạo điều kiện tiêu thoát tốt. Tuy nhiên, khu vực thượng lưu thuộc 
quận Tân Phú (nút 232) và khu vực Bình Thới quận 11 (nút 237, 
238) bị ngập do mưa dù cao trình mặt đất trên 3 m. Khu vực cửa 
THLG bị ngập do cả mưa và triều vì cao trình đất thấp hơn 1 m. Bản 
đồ Hình 3-4 trình bày mô phỏng mức độ ngập hiện trạng. 
Khu vực có ngập sâu do mưa là khu Bình Thới quận 11 có độ 
sâu ngập do mưa khoảng 40 cm và khu Phú Lâm quận 6 có độ ngập 
khoảng 30 cm. Thời gian ngập sâu khoảng gần 1 giờ. 
18 
Hình 3-3: Biểu đồ mực nước ngập đường phố và triều trên kênh 
Tính toán cũng cho thấy rằng ngập triều thường xuyên xảy ra ở 
khu vực Chợ Lớn Quận 6 với độ ngập khoảng 20-30 cm và thời gian 
ngập từ vài giờ đến khoảng 20 giờ cộng dồn trong nửa tháng tính 
toán. 
Với kết quả tính toán như vậy đối chiếu với bản đồ ngập thường 
xuyên thấy rằng vùng ngập do triều ở khu vực Chợ Lớn Quận 6 là 
hợp lý. Vùng ngập do mưa tính toán cũng như điều tra thấy úng ngập 
toàn lưu vực. Độ sâu ngập tính do mưa toán được ở khu vực Quận 
11 có độ ngập sâu nhất cũng hợp lý với số liệu điều tra. Thời gian 
ngập do mưa trong khoảng 1-2 giờ cũng phản ánh được thực tế. 
19 
Hình 3-4: Bản đồ ngập hiện trạng trận mưa tháng 10-2005 
(9) Mô phỏng phương án 1 (PA1)(mở rộng, nạo vét kênh THLG) 
Phương án nạo vét và mở rộng kênh THLG từ tình trạng hẹp và 
nông ở thượng nguồn hiện nay (kênh rộng 10-20m, cao trình đáy 
+1,5m) thành kênh rộng hơn và sâu (rộng đều 30m, cao trình đáy 
-2,5m). Phía hạ lưu rạch khá rộng và sâu nên không thay đổi mặt cắt. 
Theo tính toán mực nước Hmax do mưa gây ra tại đoạn thượng 
lưu kênh THLG giảm khoảng 1m (từ 2,3m xuống 1,3m). Mực nước 
đoạn hạ lưu kênh THLG thay đổi không đáng kể khoảng 0,1-0,2m. 
20 
Hình 3-5: Bản đồ phân bố ngập lưu vực THLG PA1 
Mực nước ngập úng khu vực ven kênh đoạn thượng lưu giảm 
khoảng 7-8cm. Một số điểm ven kênh hạ lưu cũng giảm khoảng 7-10 
cm. Tuy nhiên, một số vị trí có cao trình thấp ven cửa rạch THLG 
(như tại nút 248 và nút 249) lại gia tăng mức ngập thêm 10cm do 
dòng chảy đầu nguồn xuống nhanh kết hợp thuỷ triều truyền vào 
mạnh hơn. Bản đồ trình bày mức độ ngập theo PA1 trong Hình 3-5. 
(10) Mô phỏng phương án 2 (PA2) (mở rộng, nạo vét 
kênh và nâng cấp đường ống tiêu thoát nước) 
Đồng thời với việc nạo vét và mở rộng kênh THLG như PA1 là 
21 
việc bổ sung và nâng cấp đường ống ở khu vực ngập úng. Một số 
cống hiện trạng được tăng thêm 0,5-1,0 m2 diện tích mặt cắt. Một số 
vị trí được bổ sung thêm ống để tăng khả năng thoát nước mưa. 
Hình 3-6: Bản đồ phân bố ngập lưu vực THLG PA2 
Kết quả tính toán cho thấy ở khu vực thượng lưu của lưu vực 
THLG độ ngập giảm rõ rệt, mức ngập từ khoảng 30-40 cm đã giảm 
xuống dưới 20 cm. 
Tuy nhiên, ở khu vực Q11 và Q6 việc nâng cấp và bổ sung cống 
không cho kết quả giảm ngập đáng kể. Nguyên nhân do khu vực Q11 
khá xa kênh trục và khu vực Q6 có cao trình mặt đất khá thấp và ảnh 
hưởng triều. Để giảm ngập khu vực này nhất thiết phải kết hợp với 
22 
các phương án cống lớn ngăn triều khu vực Nam thành phố nhằm 
giảm mực nước triều trên kênh Đôi và kênh THLG. Bản đồ trình bày 
mức độ ngập theo PA2 trong Hình 3-6. 
Nhận xét ứng dụng DELTA-P: 
Mô hình mô phỏng diễn biến mực nước trên hệ thống kênh rất 
tốt do sử dụng mô đun thuỷ lực sông kênh đã được kiểm định. 
Mô hình mô đun cống có ưu điểm thuận tiện lập sơ đồ, xử lý số 
liệu và tốc độ tính toán nhanh. 
Kết quả mô phỏng hiện trạng ở lưc vực THLG đã phản ánh 
được sự ảnh hưởng triều vào đường ống gây ngập úng hợp lý so với 
số liệu điều tra. 
Kết quả tính toán diễn biến ngập có xu thế hợp lý theo các 
phương án cải tạo cống ngầm. 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 
 Kết luận: 
(1) Mô hình toán thủy lực sông kênh và cống ngầm đô thị có vai 
trò quan trọng, hiệu quả đối với kỹ thuật tiêu thoát nước chống ngập 
các đô thị, đặc biệt là vùng có hệ thống cống và kênh phức tạp và bị 
tác động của tổ hợp các yếu tố biên như mưa, lũ và triều cường. 
(2) Cả trong và ngoài nước đã có sự phát triển mạnh mẽ các 
phần mềm ứng dụng riêng cho mô phỏng thuỷ lực sông kênh tự 
nhiên (như Mike11, ISIS, VRSAP, SAL/DELTA, KOD, HYDRO-
GIS, MK4) và mô phỏng cống ngầm (như MOUSE, SWMM). Tuy 
nhiên, thực tế giải quyết bài toán chống ngập úng đô thị thường ngập 
do mưa lớn và ảnh hưởng triều và lũ rất phức tạp đòi hòi giải pháp 
đồng bộ giữa công trình vòng ngoài và hệ thống cống ngầm tiêu 
nước. Do đó, sự nối ghép các mô hình thuỷ lực sông kênh và cống 
ngầm đang được quan tâm phát triển như sự tích hợp mô hình thương 
mại Mike11-MOUSE trên thế giới cùng các mô hình F28 và 
DELTA-P đang được nghiên cứu phát triển trong nước nhằm chủ 
23 
động về công nghệ. 
(3) Mô hình DELTA-P phát triển mới môđun P tính toán hệ 
thống cống ngầm đô thị nối ghép với mô hình thủy lực sông kênh 
DELTA (tiền thân là mô hình SAL) có thuật toán mạnh giải được hệ 
thống lớn với tốc độ tính toán nhanh là một công cụ mô hình thích 
hợp cho tính toán hệ thống công trình tổng hợp tiêu thoát nước đô thị 
vùng ảnh hưởng triều. 
(4) Mô hình DELTA-P được thử nghiệm ứng dụng cho hệ thống 
sông kênh vùng hạ lưu sông Đồng Nai-Sài Gòn với kết quả kiểm 
nghiệm mực nước rất tốt và hệ thống cống ngầm thuộc lưu vực kênh 
Tân Hóa-Lò Gốm thuộc TP Hồ Chí Minh có số liệu đầy đủ về tài 
liệu địa hình bề mặt lưu vực, mặt cắt kênh, kích thước và tuyến cống 
và số liệu điều tra vùng ngập úng đô thị. 
(5) Kết quả tính toán ngập úng do trận mưa lớn tần suất 10% 
cho thấy các vùng ngập và độ sâu ngập phù hợp với số liệu điều tra. 
Thời gian tính toán mô phỏng tương đối dài trong khoảng 15 ngày 
cho thấy hiện tượng ngập úng do mưa kết hợp với triều (ngày 01/10), 
ngập do triều cường (ngày 04-08/10) và ngày triều kém không gây 
ngập úng (ngày 09-12/10). 
(6) Phương án tính toán nạo vét kênh Tân Hóa-Lò Gốm nhằm 
tăng khả năng tiêu nước của kênh làm giảm mực nước đầu nguồn 
kênh Tân Hóa-Lò Gốm, làm giảm mức độ ngập úng cho một số vùng 
phía thượng lưu do cống tiêu thoát tốt hơn. Phương án này vẫn chưa 
cho kết quả giảm ngập úng do mưa vì cống vẫn tiêu nước kém, vùng 
ngập triều có xu thế gia tăng vì thủy triều thâm nhập vào vùng cửa 
rạch Tân Hóa-Lò Gốm tốt hơn. 
(7) Phương án cải tạo kênh và nâng cấp hệ thống cống thoát 
nước (mở rộng đường kính ống, hạ thấp miệng cống, thêm cống) cho 
thấy đã giải quyết được vấn đề ngập úng do mưa khu vực thượng 
nguồn. Vùng hạ lưu vùng Tân Hóa-Lò Gốm do ảnh hưởng triều nên 
vẫn còn úng ngập. 
(8) Kết quả ứng dụng mô hình DELTA-P để hoàn nguyên và mô 
24 
phỏng phương án tiêu nước đô thị khu vực Tân Hóa-Lò Gốm đã cho 
kết quả hợp lý và thể hiện tính ưu việt của mô hình trong tính toán 
nghiên cứu tiêu thoát nước đô thị khu vực TP Hồ Chí Minh nói riêng 
và đô thị vùng triều nói chung. 
(9) Để giải quyết ngập úng triệt để vùng Tân Hóa-Lò Gốm cần 
có biện pháp kiểm soát triều trên sông kênh như phương án chống 
ngập vòng trong do Bộ NN&PTNT đang thực hiện là hoàn toàn thực 
hiện được bằng mô hình DELTA-P. 
 Kiến nghị: 
Trong quá trình thực hiện luận án, nghiên cứu sinh đề xuất tiếp 
tục những nội dung nghiên cứu như sau: 
(1) Mô hình DELTA-P cần tiếp tục hoàn thiện tính năng quản lý 
cơ sở dữ liệu địa hình theo nhánh và thêm hoặc bớt một hoặc vài 
nhánh sông mà không đảo lộn hệ thống nhánh sông trong sơ đồ. Các 
công trình đặc biệt và có quy trình vận hành phức tạp cần được bổ 
sung vào mô hình. Giao diện mô hình cần tiếp tục hoàn thiện và biên 
soạn tài liệu hướng dẫn sử dụng mô hình, phổ biến rộng rãi. 
(2) Về nguyên tắc kết nối trực tiếp của cống ngầm vào nút sông 
kênh và nguyên tắc cân bằng mực nước tại nút có khả năng xảy ra 
trường hợp mực nước kênh thấp hơn đáy cống. Trong trường hợp đó 
lưu lượng qua cống theo tính toán sẽ nhỏ thực tế và việc nối kết từ 
cống ra kênh cần được kiểm nghiệm thêm hoặc có thể thay bằng kết 
cấu dòng qua công trình mà DELTA-P có thể giải quyết được. 
(3) Vùng nghiên cứu điển hình Tân Hóa-Lò Gốm cần có tài liệu 
đo đạc mực nước, lưu lượng dòng chảy trong kênh để làm tài liệu 
kiểm nghiệm mô hình tốt hơn. 
(4) Tính toán các phương án chống ngập khu vực Tân Hóa-Lò 
Gốm với 2 phương án cục bộ chưa giải quyết được vấn đề úng ngập 
trong lưu vực. Cần ứng dụng tính toán kết hợp với các giải pháp 
chống ngập ở phạm vi rộng như hệ thống đê, cống chống ngập theo 
quyết định 1547/QĐ-TTg để xem xét hiệu quả của giải pháp tổng thể 
chống ngập úng đối với khu vực Tân Hóa-Lò Gốm. 
25 
DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 
TT 
Tên công trình 
(Bài báo, công trình) 
Là tác giả 
hay đồng 
tác giả 
Nơi công bố 
(Tên tạp chí đã 
đăng công trình) 
Năm
công 
bố 
1 Một phương pháp tính 
tiêu nước hệ thống 
cống ngầm thành phố 
Hồ Chí Minh 
Đồng tác 
giả 
Tuyển tập công 
trình Hội nghị 
khoa học Cơ học 
Thủy Khí toàn 
quốc năm 2010 
2011 
2 Ứng dụng thuật toán và 
tích hợp GIS để nâng 
cao hiệu quả giải bài 
toán thủy lực và chất 
lượng nước sông kênh 
Đồng tác 
giả 
Tạp chí Khoa 
học Nông nghiệp 
và PTNT số 
2+3/2011 
2011 
3 Đề xuất các giải pháp 
quản lý xây dựng đê 
bao và đường giao 
thông nhằm giảm thiểu 
tác hại lũ xuyên biên 
giới Việt Nam-
Campuchia 
Tác giả Tuyển tập báo 
cáo hội nghị 
tổng kết Chương 
trình KHCN 
trọng điểm cấp 
Nhà nước mã số 
KC.08/06-10. 
2011 
4 Comparision of two 
hydrological model 
simulations using 
NAM and 
XINANJIANG for 
Nong Son catchment 
Đồng tác 
giả 
Vietnam Journal 
of Mechanics, 
VAST, Vol.30, 
No.1 
2008 
5 Potential evapo-
transpiration estimation 
and its effect on 
hydrological model 
response 
Đồng tác 
giả 
Vietnam Journal 
of Mechanics, 
VAST, Vol.30, 
No.1 
2008 
6 Mô hình thủy động lực 
học mô phỏng chất 
lượng nước vùng hạ 
lưu sông Đồng Nai-SG 
Tác giả Tạp chí Khoa 
học Nông nghiệp 
và PTNT số 
tháng 8/2002 
2002