CHƯƠNG I: ĐÔ THỊ HOÁ VÀ
VẤN ĐỀ THOÁT NƯỚC ĐÔ THỊ
Hoàng Thanh Tùng
Bộ môn Tính toán Thủy văn


1.1. Khái niệm chung
Q1: What is
hydrology?
 Hydrology is the
study of water's
properties,
distribution and
circulation on
Earth.
Q2: How is URBAN
Hydrology
different than
natural
hydrology?


1.1. Khái niệm chung
Thuỷ văn đô thị là một bộ phận của
thuỷ văn học chuyên nghiên cứu
những quy luật vận động của nước
trên các lưu vực đô thị (cả về số
lượng và chất lượng). Thuỷ văn đô
thị phát triển theo 2 hướng chính là
cấp nước và thoát nước.
 Hướng thứ nhất chú trọng nghiên

cứu tính toán khai thác, xử lý làm
sạch nguồn nước (cả nước mặt
và nước ngầm) để cung cấp nước
sạch cho mọi hoạt động của
thành phố như: nước dùng cho
sinh hoạt, nước dùng cho sản
xuất, nước dùng để làm sạch và
đẹp môi trường…


1.1. Khái niệm chung

Hướng thứ hai chủ yếu nghiên cứu các quy luật hình thành dòng chảy từ mưa
phục vụ cho tính toán quy hoạch, thiết kế và điều hành các hệ thống tiêu thoát
nước trên các lưu vực đô thị; vì vậy nó còn có tên gọi là thuỷ văn tiêu thoát
nước đô thị  Chúng ta chủ yếu nghiên cứu hướng này


1.2. Đô thị và quá trình đô thị hoá


Sự phân bố dân cư trên một
vùng, lãnh thổ là một quá trình
hoạt động kinh tế- xã hội rất phức
tạp, phản ánh rất nhiều khía cạnh
khác nhau của cuộc sống xã hội
loài người, chịu sự chi phối của
các quy luật khách quan




Đô thị - nơi tập trung dân cư với
mật độ cao là trung tâm kinh tế,
chính trị, văn hoá và khoa học
của một vùng, một miền. Trong
vài thế kỷ gần đây, sản xuất xã
hội nói chung, sản xuất công
nghiệp nói riêng được cuộc cánh
mạng khoa học kỹ thuật tiếp sức
đã làm cho quá trình đô thị hoá
phát triển với tốc độ chưa từng
có.


1.2. Đô thị và quá trình đô thị hoá



Khi mật độ dân số tập trung quá lớn trên một vùng thì sự tác
động biến cải môi trường của con người trở nên sâu sắc và
toàn diện cả về số lượng và chất lượng.


1.2. Đô thị và quá trình đô thị hoá



Quá trình đô thị hoá càng
phát triển, nhiều quy luật
của tự nhiên, môi trường

trên lưu vực đô thị như chu
trình khí tượng thủy văn bị
biến dạng không ngừng và
càng thêm sâu sắc


1.2. Đô thị và quá trình đô thị hoá


Nguồn nước là một tham số rất cơ bản của
sự hình thành và phát triển đô thị, đồng
thời nó còn là một tiêu chí quan trọng đánh
giá chất lượng môi trường, chất lượng
sống của một đô thị  vấn đề thuỷ văn đô
thị không phải là một lĩnh vực mới mà nó
đã có một lịch sử phát triển lâu đời, nhưng
sự phát triển với những nhịp độ khác nhau
qua từng thời kỳ tuỳ thuộc vào trình độ
phát triển kinh tế - xã hội.


1.3. Những đặc điểm chung của các lưu vực
đô thị với vấn đề tiêu thoát nước


Khác với những lưu vực tự nhiên, lưu
vực đô thị là nơi chịu sự tác động rất
mạnh mẽ của con người. Những hoạt
động có mục đích của con người đã làm
thay đổi sâu sắc chế độ dòng chảy trên

các lưu vực đô thị (độ dốc thay đổi, %
diện tích không thấm tăng…


1.2. Đô thị và quá trình đô thị hoá


1.3. Những đặc điểm chung của các lưu vực
đô thị với vấn đề tiêu thoát nước



Hầu hết các lưu vực đô thị có diện tích hứng nước
không lớn: từ vài km2 đến hàng chục km2, nên có
thể xếp vào lưu vực nhỏ


1.3. Những đặc điểm chung của các lưu vực
đô thị với vấn đề tiêu thoát nước



Nguồn nước đến lưu vực đô thị ngoài lượng mưa còn có nguồn
nước nhân tạo (nước chuyển từ nơi khác, nước ngầm, nước
thải..)



Nước thải từ các đô thị là nguồn nước đã bị nhiễm bẩn do nhiều
nguyên nhân khác nhau



1.3. Những đặc điểm chung của các lưu vực
đô thị với vấn đề tiêu thoát nước


Xét về lượng, thì nước cần
tiêu trên các lưu vực đô thị
lớn hơn so với trước khi đô
thị có mặt ở đây. Về chất thì
nước thải từ các đô thị đã
bị con người gây ô nhiễm.



Hệ thống tiêu thoát nước
vốn có của các đô thị đã bị
con người cải tạo khá sâu
sắc, thậm chí được xây
dựng, sắp xếp lại hoàn toàn
khác trước. Mạng lưới tiêu
nước được kênh, cống, ống
hoá với kích thước và
hướng chảy quy định. Chế
độ thuỷ lực trong các mạng
lưới tiêu khá phức tạp


1.3. Những đặc điểm chung của các lưu vực đô
thị với vấn đề tiêu thoát nước



Hồ nước là một
đối tượng được
các nhà xây dựng
đô thị rất quan
tâm bởi vì nó là
loại cảnh quan
đẹp có tác dụng
tích cực nhiều
hơn tiêu cực. Các
hồ nước có tác
dụng cải tạo môi
trường sinh thái
của đô thị. Nó
cũng là một mắt
xích quan trọng
trong quá trình
tiêu thoát nước.


1.3. Những đặc điểm chung của các lưu vực đô
thị với vấn đề tiêu thoát nước


Trong tính toán
tiêu thoát nước đô
thị, ngoài việc
nghiên cứu những
đặc điểm của cấu

trúc bề mặt lưu
vực,
cần
phải
nghiên cứu những
quy luật, đặc điểm
phân bố nguồn
nước đến lưu vực,
đặc biệt là sự biến
đổi của lượng
mưa theo cả thời
gian và không
gian, mặc dù diện
tích lưu vực đô thị
hầu hết là nhỏ


1.3. Những đặc điểm chung của các lưu vực đô
thị với vấn đề tiêu thoát nước




Nhìn chung các đô thị đều nằm
cạnh các dòng sông do đó khi
tính toán tiêu nước cho các đô
thị không thể không nghiên cứu
chế độ dòng chảy của các con
sông chảy qua. Chế độ dòng
chảy của những con sông này

có ảnh hưởng rất sâu sắc đến sự
tiêu nước của các lưu vực đô thị.
Do yêu cầu tiêu thoát nước đối
với đô thị khá cao: thời gian tiêu
nhanh, tiêu trong mọi điều kiện,
ở mọi nơi trong thành phố. Vì
vậy lượng nước cần tiêu đòi hỏi
phải xác định chuẩn xác đối với
mọi vùng trên lưu vực. Vì lý do
đó phương pháp sử dụng trong
các bài toán tiêu nước đô thị
phải dựa trên quan điểm hệ
thống, toàn thể.


1.4. Vấn đề thoát nước đô thị ở Việt nam


Nước ta nằm trọn trong
vùng nhiệt đới gió mùa ẩm
ướt với Xtb = 2000
mm/năm. Lượng mưa hầu
hết tập trung vào những
tháng mùa mưa (mùa hè).
Nguyên nhân gây mưa chủ
yếu là do bão, áp thấp
nhiệt đới, dông…




Đặc điểm đáng chú ý của
mưa nhiệt đới là thời gian
mưa ngắn (trừ bão, áp
thấp nhiệt đới), cường độ
mưa lớn, có sự biến động
mạnh của lượng mưa theo
không gian, ngay cả đối
với những lưu vực nhỏ.


1.4. Vấn đề thoát nước đô thị ở Việt nam


Hầu hết các lưu vực đô thị
đều nằm ở vùng đồng bằng,
ven biển thuộc châu thổ các
sông lớn như sông Hồng,
sông Thái Bình, sông Lam
sông Cửu Long… nên địa
hình ở đây khá bằng phẳng
 gây nên nhiều khó khăn
cho việc quy hoạch hướng
tiêu và biện pháp tiêu trọng
lực, đồng thời nổi lên vấn
đề cần phải xem xét khi tính
toán tiêu nước cho các đô
thị này là tiêu kết hợp giữa
tiêu nước nội thành với tiêu
nước vùng ngoại ô, giữa
nước đồng và nước sông.



1.4. Vấn đề thoát nước đô thị ở Việt nam


Những đô thị lớn ở
nước ta đều có lịch
sử phát triển lâu đời.
Sự phát triển này
thường thiếu sự quy
hoạch nhất quán. Sự
mở rộng chắp vá dẫn
đến các hệ thống tiêu
nước được xây dựng
nhanh chóng bị lạc
hậu, xuống cấp, khả
năng chuyển tải kém.


1.4. Vấn đề thoát nước đô thị ở Việt nam


Sự gia tăng dân số ở nội đô nhanh  Sự cơi nới, mở rộng tự
phát, lấn chiếm đất đai… làm cho phần diện tích không thấm
nước vùng nội đô tăng đáng kể. Lòng dẫn nước có nhiều
đoạn bị thu hẹp, hồ ao bị san lấp. Hậu quả là lượng dòng
chảy mặt tăng nhanh, trong khi đó hệ thống tiêu thoát nước
được xây dựng từ lâu nhiều đoạn đã hết thời gian sử dụng,
quản lý vận hành yếu, thiếu kinh phí tu bổ… làm cho hiện
tượng úng ngập thường xuyên xảy ra khi mùa mưa đến.




Hầu hết các hệ thống tiêu thoát nước ở đô thị nước ta đều là
hệ thống tiêu chung cho nước mưa, cho nước thải sinh hoạt
và nước thải công nghiệp. Cách tiêu này, xét về mặt kinh tế
thì có lợi, song lại bất lợi về mặt quản lý và bảo vệ môi
trường. Đặc điểm này đòi hỏi công tác tiêu thoát nước đô thị
ở nước ta không chỉ giải quyết vấn đề lượng mà phải đồng
thời giải quyết cả bài toán về chất lượng nước.


1.4. Vấn đề thoát nước đô thị ở Việt nam
Khi tính toán tiêu thoát nước trong các đô thị ở
nước ta cần phải chú ý những vấn đề như sau:


Vấn đề tiêu thoát nước cho nội đô phải đặt trong hệ
thống tiêu nước của cả vùng kế cận, chế độ nước lũ
ngoài sông.



Các đặc điểm điều kiện bề mặt của lưu vực đô thị, các
vùng thấm nước và không thấm nước trong khu vực.



Vấn đề ô nhiễm môi trường do tình trạng ngập lụt
trong đô thị.



1.4. Vấn đề thoát nước đô thị ở Việt nam
Khi tính toán tiêu thoát nước trong các đô thị ở
nước ta cần phải chú ý những vấn đề như sau:


Ứng dụng các mô hình toán thuỷ văn - thuỷ lực vào
mô phỏng quá trình mưa-dòng chảy đánh giá những
tác động, ảnh hưởng và những thay đổi xảy ra trên
lưu vực. Trong tính toán và kiểm chứng mô hình còn
gặp nhiều khó khăn vì các tài liệu quan trắc khí
tượng thuỷ văn còn thiếu, đặc biệt là dòng chảy
thực đo trên hệ thống tiêu thoát.



Phương pháp nghiên cứu phải là phân tích, tổng
hợp và hệ thống, có như vậy mới đem lại hiệu quả.


1.5. Kỹ thuật thoát nước đô thị
Vấn đề tiêu thoát nước đô thị thực sự còn là bài
toán phức tạp bởi lẽ: chế độ mưa chịu sự chi
phối của môi trường luôn biến động do hoạt
động của con người ở đây; hơn nữa tiêu thoát
nước còn là vấn đề kinh tế - kỹ thuật, vấn đề xã
hội của vùng, của quốc gia…kỹ thuật tiêu thoát
nước đô thị được tách ra thành hai hướng phát
triển song song:



1.5. Kỹ thuật thoát nước đô thị




Thuỷ văn, chuyên giải quyết các bài toán xác định
lượng nước cần phải tiêu thoát. Với các phương pháp
xác định cường độ mưa lớn nhất, tần suất mưa và quá
trình mưa… Phân tích các chuỗi lượng mưa quan trắc
được; xây dựng những đường quan hệ giữa lượng
mưa và thời gian mưa với tần suất mưa, tìm ra những
quy luật biến đổi của lượng mưa theo không gian và
thời gian. Có thể kể tới công thức căn nguyên dòng
chảy được dùng để xác dịnh lưu lượng lớn nhất phục
vụ cho việc định cỡ kích các cống tiêu.
Thuỷ lực, đi sâu nghiên cứu giải quyết bài toán tiêu
như thế nào. Các phương pháp tính toán được đưa ra
với các giả thiết dòng chảy trên các hệ thống cống
tiêu, kênh tiêu tuân theo quy luật dòng chảy đều, về
sau là dòng không đều.


1.5. Kỹ thuật thoát nước đô thị
Từ những năm 50,một loạt các mô hình toán thuỷ văn,
thuỷ lực ra đời được giải trên các máy tính điện tử đã
cho phép kỹ thuật tính toán tiêu thoát nước đô thị
chuyển sang một giai đoạn mới - giai đoạn mô hình
toán – giải quyết vấn đề về số lượng và chất lượng

nước thải đô thị. Các mô hình có khả năng mô phỏng
được những phương án quy hoạch, thiết kế và quản lý
tối ưu các hệ thống tiêu thoát nước của các đô thị.