Tài liệu Nghiên cứu giải pháp thoát nước trong điều kiện biến đổi khí hậu cho thị trấn trần đề huyện trần đề tỉnh sóc trăng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI NGUYỄN HỮU NGHĨA NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THOÁT NƯỚC TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU CHO THỊ TRẤN TRẦN ĐỀ HUYỆN TRẦN ĐỀ TỈNH SÓC TRĂNG LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI NGUYỄN HỮU NGHĨA NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THOÁT NƯỚC TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU CHO THỊ TRẤN TRẦN ĐỀ HUYỆN TRẦN ĐỀ TỈNH SÓC TRĂNG LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. ĐẶNG MINH HẢI TP HỒ CHÍ MINH - 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của tôi. Các số liệu khoa học và kết quả nghiên cứu là trung thực và có nguồn gốc rõ ràng. Nếu vi phạm tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước nhà trường. Tác giả luận văn Nguyễn Hữu Nghĩa i LỜI CẢM ƠN -----o0o----Sau một thời gian dài học tập và nghiên cứu, Học viên đã hoàn thành luận văn thạc sĩ với đề tài: Nghiên cứu giải pháp thoát nước cho thị trấn Trần Đề, tỉnh Sóc Trăng trong điều kiện biến đổi khí hậu được hoàn thành dưới sự hướng dẫn của TS. Đặng Minh Hải, giảng viên Trường Đại Học Thủy Lợi thuộc Bộ Nông nghiệp và PTNT. Để hoàn thành luận văn tôi đã nhận được sự hướng dẫn rất tận tình của TS. Đặng Minh Hải cùng sự quan tâm giúp đỡ của quý thầy cô trong Bộ môn cấp thoát nước, Khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước, Trường Đại học Thủy lợi, Cơ sở 2 – Trường Đại học Thủy lợi với sự góp ý của các đồng nghiệp và sự ủng hộ của các bạn cùng lớp. Tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Hội Thủy lợi Việt Nam và Chủ nhiệm đề tài “Nghiên cứu xây dựng hồ sinh thái đa mục tiêu, phục vụ phát triển bền vững ở đồng bằng sông Cửu Long”. Mã số ĐTĐL.CN.39/18 đã hỗ trợ trong việc cung cấp số liệu, cơ sở khoa học để tôi hoàn thành luận văn này. Trong quá trình học và thực hiện luận văn tôi nhận được sự quan tâm và tạo điều kiện của Lãnh đạo, cán bộ chuyên môn Trung tâm nước sạch và vệ sinh môi trường nông thôn tỉnh Sóc Trăng và Ban Quản lý Dự án nguồn lợi ven biển vì sự phát triển bền vững tỉnh Sóc Trăng và các cơ quan Ban nghành của tỉnh Sóc Trăng và huyện Trần Đề. Việc nghiên cứu luận văn của tôi là đề tài khá mới và là sự quan tâm rất lớn của tỉnh Sóc Trăng hiện nay và toàn vùng đồng bằng sông Cữu Long nói chung, do đó luận văn không tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Tôi rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến từ quý thầy cô, lãnh đạo các cấp ngành, chuyên gia, các đồng nghiệp và tất cả những người quan tâm đến lĩnh vực này, để luận văn có tính thực tiễn cao hơn nữa góp phần thực hiện thành công giải pháp thoát nước tốt, chóng ngập úng, ứng phó với biến đổi khí hậu./. Tác giả luận văn Nguyễn Hữu Nghĩa ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................... ii PHẦN MỞ ĐẦU ............................................................................................................1 1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu ........................................................... 1 2. Mục đích của đề tài ......................................................................................... 3 3. Phạm vi nghiên cứu ......................................................................................... 3 4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu .................................................. 3 4.1 Cách tiếp cận .............................................................................................................3 4.2 Phương pháp nghiên cứu: .......................................................................................... 3 5. Kết quả dự kiến đạt được ............................................................................... 4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ....................................5 1.1 Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu (BĐKH) đến thoát nước đô thị ........... 5 1.1.1 Trên thế giới ...........................................................................................................5 1.1.2 Tại Việt Nam ........................................................................................................12 1.2 Hiện trạng thoát nước ở các đô thị nhỏ, thị trấn ở Việt Nam ................. 15 1.3 Đặc điểm của vùng nghiên cứu .................................................................. 16 1.3.1 Đặc điểm địa hình. ................................................................................................ 17 1. 3.2 Điều kiện khí hậu.................................................................................................18 1.3.3 Đặc điểm thủy văn. ............................................................................................... 21 1.3.4 Điều kiện địa chất. .......................................................................................... 22 1.4 Hiện trạng thoát nước thị trấn Trần Đề ................................................... 23 1.4.1 Tác động của BĐKH đến thoát nước thị trấn Trần Đề .........................................23 1.4.2 Nước thải ..............................................................................................................25 1.4.3 Hệ thống thoát nước ............................................................................................. 25 1.4.4 Thực trạng thoát nước của thị trấn .......................................................................29 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT ....................................31 2.1 Cơ sở dữ liệu ............................................................................................... 31 2.1.1 Số liệu thủy văn, hải văn và khí tượng .................................................................31 iii 2.1.2 Số sử dụng đất ......................................................................................................31 2.2 Cơ sở lý thuyết của mô hình SWMM 5.1 ................................................. 33 2.2.1. Giới thiệu mô hình SWMM.................................................................................33 2.2.2 Khả năng mô hình SWMM ..................................................................................34 2.3 Xác định điều kiện biên .............................................................................. 40 2.3.1 Kịch bản biến đổi khí hậu ..................................................................................... 40 2.3.2 Trận mưa thiết kế ..................................................................................................41 2.3.3 Mực nước thiết kế .................................................................................................44 2.4 Phương pháp xác định lưu lượng nước thải khu dân cư ........................ 45 2.4.1 Module lưu lượng .................................................................................................45 2.4.2 Tính toán nước thải tập trung ...............................................................................46 CHƯƠNG 3. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG THOÁT NƯỚC CỦA THỊ TRẤN TRẦN ĐỀ, TỈNH SÓC TRĂNG Ở HIỆN TẠI VÀ TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU .............................................................................................................................. 48 3.1 Thiết lập mô hình ....................................................................................... 48 3.1.1 Các thông số đầu vào ............................................................................................ 48 3.1.2 Các phương án tính toán: ...................................................................................... 54 3.2 Kiểm định và hiệu chỉnh mô hình............................................................. 56 3.3 Đánh giá khả năng làm việc của hệ thống thoát nước thị trấn Trần Đề, tỉnh Sóc Trăng ở hiện tại .................................................................................. 58 3.3.1 Khu vực trong đê ..................................................................................................58 3.3.2 Khu vực ngoài đê ..................................................................................................60 3.4 Đánh giá khả năng làm việc của hệ thống thoát nước thị trấn Trần Đề, tỉnh Sóc Trăng trong điều kiện biến đổi khí hậu ........................................... 65 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP CẢI TẠO, NÂNG CẤP HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THỊ TRẤN TRẦN ĐỀ ....................................71 4.1 Giải pháp cải tạo, nâng cấp hệ thống thoát nước ..................................... 71 4.1.1 Cải tạo nâng cấp hệ thống thoát nước khu vực trong đê và trung tâm hành chính thị trấn ............................................................................................................................ 71 iv 4.1.2 Cải tạo nâng cấp hệ thống khu vực ngoài đê: (Khu tập trung dân cư thuộc khu vực Kinh 4, Kinh 3) .......................................................................................................74 4.2 Giải pháp quy hoạch hệ thống thoát nước ................................................ 77 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 79 Kết luận .............................................................................................................. 79 Kiến nghị ............................................................................................................ 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 81 PHỤ LỤC ..................................................................................................................... 82 ĐƯỜNG TẦN SUẤT LƯỢNG MƯA NGÀY MAX TRẠM SÓC TRĂNG...........85 Đường tần suất lý luận ...................................................................................... 86 Tần suất lý luận ...........................................................................................................87 Trạm Đại Ngãi .............................................................................................................87 BẢN GIẢI TRÌNH SỬA LUẬN VĂN .....................................................................108 v DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1. 1 Thủ đô Bangkok Thái Lan trong đợt ngập lịch sử tháng 10/2011. ................6 Hình 1. 2 công viên CU Park ở Bangkok, Thái Lan (Ảnh Landprocess) ....................... 8 Hình 1. 3 Đập Marina ảnh chụp trong chuyến đi thực tế ngày 20/9/2018 ......................9 Hình 1. 4 Cống thu gom nước thải ảnh chụp trong chuyến đi thực tế ngày 21/9/2018 10 Hình 1. 5 Độ sâu ngập gia tăng dưới tác động BĐKH ở Đan Mạch kết quả mô hình 1D-2D ............................................................................................................................ 11 Hình 1. 6 Mạng hạ tầng thoát nước thành phố Vancouver ...........................................12 Hình 1. 7 Biểu đồ độ lún và vận tốc đất lún trong 25 năm tại Đồng Bằng ...................14 Hình 1. 8 Sóng biển tàn phá bờ kè ở Gành Hào, huyện Đông Hải (Bạc Liêu). ............14 Hình 1. 9 Bản đồ hành chính tỉnh Sóc Trăng ................................................................ 16 Hình 1. 10 Vị trí thị trấn Trần Đề trên bản đồ Việt Nam ..............................................17 Hình 1. 11 Sơ đồ vị trí huyện Trần Đề (Phần tô màu xanh)..........................................18 Hình 1. 12 Bản đồ đẳng trị mưa khu vực ĐBSCL ........................................................ 21 Hình 1. 13 Sạt lở ăn sâu vào nhà dân thị trấn Trần Đề..................................................24 Hình 1. 14 Hệ thống thoát nước thị trấn Trần Đề.......................................................... 26 Hình 1. 15 Chi tiết hệ thống thoát nước thị trấn Trần Đề .............................................27 Hình 1. 16. Kinh Bãi Giá .............................................................................................. 28 Hình 1. 17 Kinh Ba – Thị trấn Trần Đề .........................................................................29 Hình 1. 18 Vàm Kinh Ba tiếp giáp Sông Hậu ..............................................................30 Hinh 2. 1 Quy hoạch dự báo dân số thị trấn Trần Đề đến năm 2030 ............................ 32 Hinh 2. 2 Giao diện mô phỏng trong mô hình SWMM ................................................34 Hinh 2. 3 Quá trình vật lý và thành phần mô phỏng mô hình SWMM ......................... 35 Hinh 2. 4 Đường tần suất lượng mưa một ngày max – trạm Sóc Trăng ....................... 42 Hinh 2. 5 Đường tần suất mực nước max trạm Trần Đề ...............................................44 Hình 3. 1. Bản vẽ mặt bằng phân chia lưu vực thoát nước ...........................................48 Hình 3. 2 Giao diện nhập thông số cho lưu vực ............................................................ 49 Hình 3. 3 Giao diện nhập thông số trạm đo mưa........................................................... 50 Hình 3. 4 Chuỗi thời gian mưa tại trạm Sóc Trăng ....................................................... 50 Hình 3. 5 Chuỗi thời gian mực nước trạm Trần Đề ...................................................... 51 vi Hình 3. 6 Giao diện nhập giá trị cho nút và lưu lượng nhập vào nút ............................ 53 Hình 3. 7 Giao diện nhập dữ liệu cho cống ...................................................................53 Hình 3. 8 Giao diện mô phỏng khu vực nghiên cứu ..................................................... 54 Hình 3. 9 Một phần của báo cáo trạng thái cho lần chạy mô phỏng trường hợp 1 .......55 Hình 3. 10 : So sánh số liệu lưu lượng tính toán và thực đo tại cửa xả 11....................57 Hình 3. 11 So sánh số liệu vận tốc dòng chảy tính toán và thực đo tại cống số 38 ......57 Hình 3. 12 Vận tốc đoạn cống số 30 .............................................................................58 Hình 3. 13. Diễn biến dòng chảy tuyến cửa xả 1 khu vực trong đê thời điểm đỉnh triều max kết hợp mưa lớn (Cống ngăn triều đóng) .............................................................. 59 Hình 3. 14. Diễn biến dòng chảy tuyến cửa xả 1 khu vực trong đê thời điểm triều max kết hợp mưa lớn (Cống ngăn triều không được đóng) ..................................................59 Hình 3. 15. Diễn biến dòng chảy tuyến cửa xả 1 khu vực trong đê thời điểm triều min (Cống ngăn triều đóng) ..................................................................................................59 Hình 3. 16. Diễn biến dòng chảy tuyến cửa xả 1 khu vực trong đê thời điểm đỉnh triều min (Cống ngăn triều không được đóng) ......................................................................60 Hình 3. 17 Mô phỏng diễn biến của dòng chảy trên tuyến từ nút 43 – cửa xả 14 tại thời điểm đỉnh triều min, chưa có mưa. (5h00) ....................................................................60 Hình 3. 18 Mô phỏng diễn biến của dòng chảy trên tuyến từ nút 43 – cửa xả 14 tại thời điểm chân triều, chưa có mưa . (9h30) ..........................................................................61 Hình 3. 19 Mô phỏng diễn biến của dòng chảy trên tuyến từ nút 43 – cửa xả 14 tại thời điểm đỉnh triều max, và bắt đầu trận mưa. (17h00) ...................................................... 61 Hình 3. 20 Mô phỏng diễn biến của dòng chảy trên tuyến từ nút 43 – cửa xả 14 tại thời điểm đỉnh triều max và cuối trận mưa (20h00) ............................................................. 61 Hình 3. 21 Một phần của báo cáo trạng thái cho lần chạy mô phỏng trường hợp 2 .....65 Hình 3. 22 Mô phỏng diễn biến của dòng chảy trên tuyến từ nút 36 – cửa xả 11 tại thời điểm đỉnh triều min, chưa có mưa trong điều kiện BĐKH (4h30)................................ 66 Hình 3. 23 Mô phỏng diễn biến của dòng chảy trên tuyến từ nút 36 – cửa xả 11 tại thời điểm đỉnh triều max và mưa lớn nhất trong điều kiện BĐKH (19h30) ........................ 66 Hình 3. 24 Vận tốc dòng chảy trong cống 46 ................................................................ 67 Hình 4. 1 Mô phỏng diễn biến của dòng chảy trên tuyến từ nút 55 – cửa xả 15 tại thời điểm đỉnh triều max và cuối trận mưa trong điều kiện BĐKH .....................................72 vii Hình 4. 2 Vận tốc dòng chảy trong cống 56 ..................................................................72 Hình 4. 3 Mô phỏng diễn biến dòng chảy từ nút 26 – cửa xả 5 tại thời điểm triều cường không có mưa khi gắn van ngăn triều và máy bơm....................................................... 75 Hình 4. 4 Mô phỏng diễn biến dòng chảy từ nút 26 – cửa xả 5 tại thời điểm triều cường kết hợp mưa lớn khi gắn van 1 chiều và máy bơm ....................................................... 75 Hình 4. 5 Độ đầy cống 24 trước và sau khi áp dụng giải pháp gắn van 1 chiều và máy bơm ................................................................................................................................ 75 Hình 4. 6 Các vị trí gắn van ngăn triều một chiều kết hợp máy bơm ........................... 76 viii DANH MỤC BIỂU BẢNG Bảng 1. 1 Phân bố lượng mưa theo tháng .....................................................................19 Bảng 1. 2 Tốc độ gió bình quân tháng tại một số trạm .................................................20 Bảng 1. 3 Thống kê thông tin về các cơn bão lớn giai đoạn 1978-2005 ....................... 20 Bảng 1. 4 Số liệu thủy văn sông Hậu tại trạm Trần Đề .................................................22 Bảng 2. 1 Quy hoạch dự báo dân số thị trấn Trần Đề ...................................................33 Bảng 2. 2. Kịch bản nước biển dâng cho khu vực dự án theo kịch bản RCP4.5 (cm) ..40 Bảng 2. 3. Thống kê lượng mưa 1 ngày max trong 25 năm ..........................................42 Bảng 2. 4 Lượng mưa thiết kế trạm Sóc Trăng ứng với điều kiện BĐKH ...................43 Bảng 2. 5 Mực nước triều thiết kế và mức nước triều ứng với BDKH trạm Trần Đề ..45 Bảng 3.1. Lưu lượng nước thải nhập vào nút ................................................................ 52 Bảng 3. 2. Thông số được lựa chọn sau hiệu chỉnh và kiểm định ................................ 58 Bảng 3. 3 Bảng kết quả các nút ngập ............................................................................63 Bảng 3. 4 Thống kê các nút ngập mới thuộc trung tâm hành chính và trong đê khi có sự tác động của BĐKH ..................................................................................................68 Bảng 3.5 Thống kê các đoạn cống bị quá tải trong điều kiện BĐKH ........................... 69 Bảng 4. 1 Thống kê các tuyến cống đề xuất cải tạo nâng cấp .......................................73 ix DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BĐKH: Biến đổi khí hậu NBD: Nước biển dâng ĐBSCL: Đồng bằng sông Cửu Long TP: Thành phố BNNPTNT: Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn BXD: Bộ Xây dựng QCVN: Quy chuẩn Việt Nam SWMM :Storm Water Management Model WWF: Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam x PHẦN MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu Kịch bản mới nhất về biến đổi khí hậu (BĐKH) và nước biển dâng cho Việt Nam (của nhà xuất bản tài nguyên môi trường và bản đồ Việt Nam năm 2016) đã chỉ ra rằng Việt Nam là một trong năm quốc gia bị ảnh hưởng nhiều nhất do nước biển dâng cao và sự gia tăng về cường độ cũng như tần suất các hiện tượng thời tiết cực đoan. Trong đó vùng đồng bằng sông Cửu Long là trọng điểm bị ảnh hưởng. Theo đó vào năm 2050, mực nước biển ở nước ta sẽ tăng khoảng 30 cm, lượng mưa tăng 5%, điều này đòi hỏi phải có nghiên cứu tác động của nước biển dâng kết hợp với mưa lũ (do biến đổi khí hậu) đối với hệ thống thoát nước ở các thị trấn vùng duyên hải Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL). Thị trấn Trần Đề nằm ở phía Đông Nam của tỉnh Sóc Trăng, tại điểm cuối của hạ lưu sông Hậu, liền kề với cửa biển Trần Đề. Thị Trấn Trần Đề có vị trí địa lý 9o29’55” vĩ độ Bắc, 106o11o30” kinh độ Đông. Từ khi được thành lập thị trấn Trần Đề năm 2009 (tách ra từ xã Trung Bình và một phần đất của xã Đại Ân 2) đến năm 2015 thành trung tâm huyện lỵ, đã có nhiều nhân tố mới ảnh hưởng đến sự phát triển của thị trấn như: sự phát triển mạnh của hành lang kinh tế - kỹ thuật - đô thị ven sông Hậu và biển Đông; cảng cá Trần Đề được nâng lên cấp và dự kiến phát triển thành Cảng biển nước sâu vào 2030. Mặt khác, tỉnh Sóc Trăng định hướng xây dựng thị trấn Trần Đề thành một đô thị trung tâm vùng kinh tế biển của Tỉnh; là đô thị loại IV. Do thị trấn Trần Đề nằm trên đầu mối giao thông thủy bộ của vùng Tây Nam Bộ gồm Quốc lộ Nam Sông Hậu là Quốc lộ ven biển, đường thủy sông Hậu và biển Đông. Đây là khu vực phát triển chiến lược của tỉnh Sóc Trăng và vùng Tây Nam Bộ trong mối quan hệ cùng có lợi với các trọng điểm kinh tế - kỹ thuật - đô thị của tiểu vùng sông Mê kông, vùng TP. Hồ Chí Minh và tam giác tăng trưởng “Sóc Trăng - Trần Đề - Đại Ngãi”. Cách Thành phố Sóc Trăng 35 km theo đường tỉnh lộ 8 về phía Tây Bắc; cách Thành phố Bạc Liêu 70km theo đường Quốc lộ Nam Sông Hậu về phía Tây Nam; cách cảng Cần Thơ 75km theo đường thủy sông Hậu và Quốc lô Nam Sông Hậu; cách Thành phố Vũng Tàu 400km theo đường biển về phía Đông Bắc, cách Côn Đảo 72 hải lý. 1 Phạm vi thực hiện đề tài là toàn bộ ranh giới hành chính của thị trấn Trần Đề và phần mở rộng về phía Nam sang đất của xã Trung Bình. Tổng diện tích tự nhiên thị trấn Trần Đề 1.882 ha trừ mặt nước sông Hậu. Phần đất liền của thị Trấn là 1.268 ha. Phần quy hoạch mở rộng về phía Nam sang đất của xã Trung Bình có diện tích 182 ha. Tổng diện tích trong phạm vi nghiên cứu của luận văn là 540 ha. Thị trấn Trần Đề, nằm trên vùng đất khá thấp ven sông Hậu (so với cùng tuyến); là vùng đất trẻ do phù sa sông Mêkông kiến tạo (thông qua sông Hậu). Địa hình khá bằng phẳng với độ dốc nền trung bình rất nhỏ chỉ từ 0,001% đến 0,002%; hướng dốc chính từ Tây Bắc về Đông Nam. Theo hệ cao độ Hòn Dấu, cao độ trung bình của nền đất là 0,5 - 1m so với mặt biển, trong đó, các khu dân cư có cao độ từ 1,8 - 2,4m, các khu chưa xây dựng có cao độ từ 0,4 - 1,5m. Thị trấn Trần Đề chịu ảnh hưởng của chế độ nhiệt đới biển, bức xạ cao, nhiều nắng, gió và mang đặc thù của khí hậu miền biển với 2 mùa mưa - nắng rõ rệt trong năm. Mùa mưa từ cuối tháng 5 đến cuối tháng 10 (5 tháng), lượng mưa bình quân 1.406,57 mm/năm (có 84,39 % lượng mưa bình quân trong năm). Thị trấn Trần Đề chịu ảnh hưởng bởi chế độ thủy văn sông Hậu và chế độ bán nhật triều không đều của biển Đông. Vào lúc mưa chính vụ từ tháng 09 đến tháng 12 hàng năm (Vào ngày 13 đến 15 âm lịch/hàng tháng) đỉnh triều cao ngập thường 3 đến 5 giờ mỗi lần triều dâng (Theo chế độ bán nhật triều). Năm 2003, ngập úng từ 02 cm đến 04 cm do biến đổi khí hậu sau hơn 10 năm, 2017 ngập úng lên từ 04 cm đến 06 cm. Là một đô thị trẻ mới hình thành hầu như hệ thống thoát nước chưa có, do tỉnh nghèo khi đầu tư chỉ tập trung kinh phí vào xây dựng các trụ sở hành chính, đường giao thông là chính, chưa quan tâm đúng mức và đồng bộ cơ sở hạ tầng thiết như quy hoạch đầu ra (do thiếu kinh phí) đây là vấn đề nan giải với các kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng có thể xảy ra trong tương lai. Biến đổi khí hậu sẽ gây ra nhiều tác động tiêu cực hơn nữa đối với hệ thống thoát nước, làm cho tình hình ngập úng ngày càng xấu đi nếu không có giải pháp thích ứng. Để giải quyết vấn đề ngập úng do mưa một cách ổn định và bền vững, việc lập tìm giải pháp thoát nước thị trấn Trần Đề để thích ứng với biến đổi khí hậu là hết sức cần thiết. 2 Xuất phát từ những điều trên, đề tài luận văn “Nghiên cứu giải pháp thoát nước cho thị trấn Trần Đề, tỉnh Sóc Trăng trong điều kiện biến đổi khí hậu” mang tính cấp thiết nhằm góp phần giải quyết lâu dài tình trạng chống ngập úng của thị trấn. 2. Mục đích của đề tài Đánh giá hiện trạng thoát nước của thị trấn Trần Đề; Nghiên cứu sự ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu tác động đến khả năng thoát nước mưa của thị trấn Trần Đề, tỉnh Sóc Trăng; Đề xuất giải pháp thoát nước mưa cho thị trấn Trần Đề, tỉnh Sóc Trăng thích ứng với biến đổi khí hậu. 3. Phạm vi nghiên cứu Về mặt không gian theo tổng diện tích quy hoạch chung thị trấn Trần Đề là 1.450 ha. Về thời gian nghiên cứu đánh giá ở hiện trạng và xem xét tới giai đoạn 2050, có tính đến yếu tố biến đổi khí hậu. 4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 4.1 Cách tiếp cận Tiếp cận kế thừa; Tiếp cận thực địa; Tiếp cận lý thuyết. 4.2 Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp điều tra thực địa: Thu thập các số liệu về địa hình, điều kiện khí tượng thủy văn; Phương pháp phân tích thống kê: Sử dụng phương pháp phân tích thống kê để tính toán các đại lượng khí tượng thủy văn, hải văn; Phương pháp mô hình toán: Sử dụng mô hình SWMM để mô phỏng hệ thống thoát nước. 3 5. Kết quả dự kiến đạt được Đánh giá hiện trạng thoát nước chung của thị trấn Trần Đề, tỉnh Sóc Trăng; Dự báo được khả năng thoát nước trong điều kiện biến đổi khí hậu cực đoan; Các giải pháp cho thị trấn Trần Đề, tỉnh Sóc Trăng để thích ứng với điều kiện biến đổi khí hậu. 4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu (BĐKH) đến thoát nước đô thị Biến đổi khí hậu biểu hiện qua các hiện tượng thời tiết cực đoan, như nhiệt độ tăng, bão mạnh, mưa lớn, lũ lụt, hạn hán và nước biển dâng cao, đang có dấu hiệu trở nên phổ biến hơn trong thời gian gần đây. BĐKH và nước biển dâng ảnh hưởng đến các hệ sinh thái tự nhiên, gia tăng sức ép lên con người, tăng mức độ thiệt hại khi thiên tai xảy ra. Biến đổi lượng mưa có xu hướng cực đoan: tăng trong mùa mưa và giảm trong mùa khô. Thêm vào đó, lượng mưa phân bố không đều theo thời gian: mùa khô và mùa mưa - mùa khô thì hạn hán, mùa mưa thì ngập úng, và theo không gian - trong một thời điểm có vùng chịu lũ lụt lại có vùng thiếu nước trầm trọng thậm chí khô hạn. Lượng mưa không ổn định gây ảnh hưởng đến môi trường sinh thái, tài nguyên nước, thể hiện ở việc gia tăng diện tích ngập úng, đời sống người dân gặp nhiều khó khăn; Trong khi đó sự chênh lệch về lượng mưa theo mùa khiến cho mùa khô trở nên khắc nghiệt hơn tạo nên sự mất cân đối trong việc phân bổ nguồn nước. Song song đó sự phát triển thiếu quy hoạch ở các đô thị, các công trình xây dựng, khu dân cư dầy đặc, san lấp các kênh rạch tự nhiên - vốn là khu dự trữ nước và cân bằng sinh thái, đã làm cho tình trạng ngập lụt vào mùa mưa lũ trở nên ngày càng trầm trọng hơn. Vấn đề nước sạch vào màu khô và ngập do mưa và triều cường đang là vấn đề nan giải ở nhiều đô thị trên thế giới và Việt Nam. Vì vậy rất cần có một giải pháp khoa học giải quyết hiệu quả vấn đề này. 1.1.1 Trên thế giới 1.1.1.1 Thái Lan Thủ đô Bangkok – Thái Lan nằm trên vùng châu thổ sông Chao Phraya, đó là một trong những thành phố lớn trên thế giới đối mặt với nguy cơ bị nhấn chìm thường xuyên khi nước biển dâng. Nguyên nhân là từ trước tới nay, nước dành cho sinh hoạt và sản xuất chủ yếu được lấy từ các giếng nước ngầm trong thành phố. Do lượng nước ngầm giảm dần, đất phía trên lún xuống khiến độ cao của Bangkok giảm dần theo thời 5 gian. Quỹ Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế (WWF) thông báo vùng châu thổ Chao Phraya đang lún với tốc độ từ 5cm tới 15cm mỗi năm do mực nước ngầm giảm. Một báo cáo của WWF khẳng định Bangkok nằm trong danh sách những thành phố chịu tác động nhiều nhất từ hiện tượng ấm lên toàn cầu. Dhaka, Manila và Jakarta đứng đầu danh sách. Bangkok được xếp ở nhóm có nguy cơ trung bình, cùng với các thành phố Hồ Chí Minh, Calcutta, Phnom Penh. Hình 1. 1 Thủ đô Bangkok Thái Lan trong đợt ngập lịch sử tháng 10/2011. (Nguồn: The nation) Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế cũng dự đoán Bangkok sẽ thường xuyên rơi vào tình trạng ngập lụt nghiêm trọng trong tương lai do biến đổi khí hậu và hiện tượng lún của đất. Giáo sư Danai Thaitakoo, một nhà nghiên cứu của Đại học Chulalongkorn tại Thái Lan, tin rằng hàng năm Bangkok đều đối mặt với nguy cơ bị ngập nặng. Ông cho rằng khả năng quy hoạch đô thị kém và hiện tượng lấp kênh mương để lấy đất xây dựng cũng là một trong những nguyên nhân làm cho tình trạng ngập ngày càng nghiêm trọng hơn. 6 Nguy cơ ngập lụt đối với Bangkok hình thành từ ba yếu tố: mưa lớn, thủy triều cao và sự dâng lên của sông Chao Phraya. Khi cả ba yếu tố kết hợp với nhau, cơ sở hạ tầng hiện tại của Bangkok không thể chống được sự kết hợp của ba yếu tố đó. Dự án công viên lưu chứa nước đầu tiên giúp giải quyết vấn nạn ngập lụt ở Bangkok, Thái Lan. Mùa hè là mùa mưa ở Thái Lan, vào thời điểm này, Bangkok và nhiều thành phố khác thường phải hứng chịu rất nhiều trận mưa dữ dội. Đáng lo ngại hơn, thành phố này đang thấp xuống so với mực nước biển với tốc độ 1cm/năm và dự báo đến năm 2030, Bangkok sẽ thấp hơn cả mực nước biển. Để phòng chống những trận lụt trong tương lai, Bangkok và chính quyền các cấp của thành phố gần đây đã bắt đầu thực hiện nhiều dự án, trong đó có việc vạch ra kế hoạch quản lý nguồn nước tổng thể. Một trong những dự án chống ngập lớn nhất là dự án Công viên Thế Kỷ Đại học Chulalongkorn, một khu vực rộng đến 11 mẫu Anh (khoảng 4,4 hecta), đủ để chứa khoảng 1 triệu gallon nước mưa (khoảng 3.795m3). Như tờ TED cho biết, Công ty Kiến trúc quy hoạch Landprocess, Bangkok đã thiết kế kiểu công viên này để giải quyết nạn ngập lụt ở nhiều khu vực lân cận. 7 Hình 1. 2 công viên CU Park ở Bangkok, Thái Lan (Ảnh Landprocess) Vùng đất đầm lầy này cũng đóng vai trò là một hệ thống lọc, ở đó nước được xử lý các chất độc hại. Trong trường hợp xảy ra lũ lụt nghiêm trọng, hồ chứa nước này có thể tăng kích cỡ lên gấp đôi bằng cách mở rộng sang bãi cỏ chính của công viên. Tổng cộng, công viên này có thể lưu chứa được 1 triệu gallon nước (3.795 m3). Những khu vực khác của công viên bao gồm một khu nuôi nhốt thú, đường mòn, và các khu vực vui chơi. Một khu vườn mưa trải dài – cũng giúp lưu trữ nước – nằm bao quanh công viên giúp bảo vệ các tuyến đường lân cận bị ngập lụt. Với sự nổ lực của chính phủ Thái Lan trong việc giảm thiểu tốc độ chìm, hãng thông tấn Inter Press dẫn kết quả của nhiều nghiên cứu cho thấy, tốc độ chìm của Bangkok có xu hướng giảm trong thời gian gần đây do các luật mà chính phủ ban hành. Tuy nhiên, thành phố lại đối mặt với nguy cơ ngập lụt do mực nước biển dâng và những cơn mưa lớn vào mùa mưa - hai hậu quả của hiện tượng biến đổi khí hậu. 8