Ứng dụng mô hình music mô phỏng hệ thống tiêu thoát nước mưa: trường hợp nghiên cứu ở khu đô thị Mỹ Đình, Hà Nội

Ngập lụt đô thị, ô nhiễm nguồn nước, sụt lún do khai thác nước ngầm quá mức

là những thách thức mà các đô thị lớn đang phải đối mặt. Tác động của con người

trong việc tăng diện tích bề mặt không thấm làm dẫn đến giảm lượng nước thấm,

tăng dòng chảy mặt, và làm mất đi một lượng bổ cập nước dưới đất. Muốn xây dựng

đô thị hiện đại và bền vững thì cần phải giải quyết tốt các bài toán tài nguyên nước

đô thị, do đó cần nghiên cứu phần mềm có khả năng quản lý tốt nguồn nước mưa ở

khu vực đô thị để có thể giải quyết bài toán tổng thể. Bài báo này sẽ trình bày giới

thiệu về mô hình MUSIC được phát triển bởi trung tâm eWater - Úc và ứng dụng mô

hình để mô phỏng hệ thống tiêu thoát nước mưa khu đô thị Mỹ Đình. Kết quả nghiên

cứu mở ra một hướng lựa chọn công cụ mới giúp những nhà nghiên cứu, nhà quản

lý tìm kiếm công cụ phù hợp để giải quyết các bài toán tài nguyên nước đô thị một

cách hiệu quả và bền vững.

Ứng dụng mô hình music mô phỏng hệ thống tiêu thoát nước mưa: trường hợp nghiên cứu ở khu đô thị Mỹ Đình, Hà Nội trang 1

Trang 1

Ứng dụng mô hình music mô phỏng hệ thống tiêu thoát nước mưa: trường hợp nghiên cứu ở khu đô thị Mỹ Đình, Hà Nội trang 2

Trang 2

Ứng dụng mô hình music mô phỏng hệ thống tiêu thoát nước mưa: trường hợp nghiên cứu ở khu đô thị Mỹ Đình, Hà Nội trang 3

Trang 3

Ứng dụng mô hình music mô phỏng hệ thống tiêu thoát nước mưa: trường hợp nghiên cứu ở khu đô thị Mỹ Đình, Hà Nội trang 4

Trang 4

Ứng dụng mô hình music mô phỏng hệ thống tiêu thoát nước mưa: trường hợp nghiên cứu ở khu đô thị Mỹ Đình, Hà Nội trang 5

Trang 5

Ứng dụng mô hình music mô phỏng hệ thống tiêu thoát nước mưa: trường hợp nghiên cứu ở khu đô thị Mỹ Đình, Hà Nội trang 6

Trang 6

Ứng dụng mô hình music mô phỏng hệ thống tiêu thoát nước mưa: trường hợp nghiên cứu ở khu đô thị Mỹ Đình, Hà Nội trang 7

Trang 7

Ứng dụng mô hình music mô phỏng hệ thống tiêu thoát nước mưa: trường hợp nghiên cứu ở khu đô thị Mỹ Đình, Hà Nội trang 8

Trang 8

Ứng dụng mô hình music mô phỏng hệ thống tiêu thoát nước mưa: trường hợp nghiên cứu ở khu đô thị Mỹ Đình, Hà Nội trang 9

Trang 9

pdf 9 trang viethung 3880
Bạn đang xem tài liệu "Ứng dụng mô hình music mô phỏng hệ thống tiêu thoát nước mưa: trường hợp nghiên cứu ở khu đô thị Mỹ Đình, Hà Nội", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Ứng dụng mô hình music mô phỏng hệ thống tiêu thoát nước mưa: trường hợp nghiên cứu ở khu đô thị Mỹ Đình, Hà Nội

Ứng dụng mô hình music mô phỏng hệ thống tiêu thoát nước mưa: trường hợp nghiên cứu ở khu đô thị Mỹ Đình, Hà Nội
Nghiên cứu
Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 17 - năm 2017 11
Ứ NG DỤ NG MÔ HÌ NH MUSIC MÔ PHỎ NG HỆ THỐ NG
TIÊU THOÁ T NƯỚ C MƯA: TRƯỜ NG HỢ P NGHIÊN CỨ U Ở KHU ĐÔ 
THỊ MỸ ĐÌ NH, HÀ NỘI
Trần Ngọc Huân1, Nguyễn Thị Thùy Linh1,
Đỗ Thúy Hảo2, Hoàng Thị Nguyệt Minh1
1Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội
2UBND Phường Đại Mỗ, Nam Từ Liêm, Hà Nội
Tóm tắt
Ngập lụt đô thị, ô nhiễm nguồn nước, sụt lún do khai thác nước ngầm quá mức 
là những thách thức mà các đô thị lớn đang phải đối mặt. Tác động của con người 
trong việc tăng diện tích bề mặt không thấm làm dẫn đến giảm lượng nước thấm, 
tăng dòng chảy mặt, và làm mất đi một lượng bổ cập nước dưới đất. Muốn xây dựng 
đô thị hiện đại và bền vững thì cần phải giải quyết tốt các bài toán tài nguyên nước 
đô thị, do đó cần nghiên cứu phần mềm có khả năng quản lý tốt nguồn nước mưa ở 
khu vực đô thị để có thể giải quyết bài toán tổng thể. Bài báo này sẽ trình bày giới 
thiệu về mô hình MUSIC được phát triển bởi trung tâm eWater - Úc và ứng dụng mô 
hình để mô phỏng hệ thống tiêu thoát nước mưa khu đô thị Mỹ Đình. Kết quả nghiên 
cứu mở ra một hướng lựa chọn công cụ mới giúp những nhà nghiên cứu, nhà quản 
lý tìm kiếm công cụ phù hợp để giải quyết các bài toán tài nguyên nước đô thị một 
cách hiệu quả và bền vững.
Từ khóa: Tài nguyên nước đô thị; mô hình MUSIC; khu đô thị Mỹ Đình; hệ 
thống tiêu thoát nước mưa. 
Application of MUSIC model on simulating the stormwater drainage systems: a 
case study in My Dinh urban area, Hanoi
Abstract
Urban fl ooding, water pollution, and land subsidence caused by over-exploitation 
of groundwater are currently the major challenges that many large cities have been 
facing . The increasing of impervious surface areas due to human urban activities have 
resulted in decreasing of groundwater recharge and, increasing surface water fl ow. In 
order to build a modern and sustainable urban city, the urban water resources issue 
are needed to be addressed thoroughly by applying numerical models for integrated 
management of stormwater drainage. This paper presents a brief introduction of 
MUSIC model developed by E-Water in Australia and the applications of the model 
on simulating the stormwater drainage system in My Dinh. The results of this study 
will illustrate a new approach to support researchers and managers in eff ective and 
sustainable management of urban water resources issues.
Keywords: Urban water resources; MUSIC modeling; stormwater Drainage 
System; My Dinh urban area. 
1. Giới thiệu
Các thành phố lớn ở Việt Nam đang 
phải đối mặt với nạn ngập úng ngày 
càng nghiêm trọng. Tại thủ đô Hà Nội, 
quá trình đô thị hóa đang diễn ra nhanh 
trực tiếp ảnh hưởng tới tình trạng tiêu 
thoát nước và ngập úng. Tăng cường sử 
dụng các công trình “tự nhiên” có đặc 
Nghiên cứu
Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 17 - năm 201712
tính thấm và trữ nước không chỉ giảm 
thiểu ngập lụt mà còn giữ lại và xử lý 
nguồn nước mưa hỗ trợ cấp nước, bổ 
cập phục hồi nước dưới đất, duy trì dòng 
chảy cơ bản trong sông, cải thiện môi 
trường sống, tăng giá trị về đa dạng sinh 
học và tạo mỹ quan đô thị [3]. Sử dụng 
mô hình có khả năng quản lý tốt nguồn 
nước mưa ở khu vực đô thị để có thể 
giải quyết bài toán tổng thể thông qua 
việc xem xét, đánh giá các giải pháp xây 
dựng các biện pháp hiệu quả nhất thì cần 
những phần mềm có khả năng tính toán 
phân tích trong 1 hệ thống thống nhất và 
giải quyết được nhiều vấn đề giúp các 
nhà quy hoạch, hoạch định chính sách 
đưa ra được những quyết định đúng đắn.
Một số mô hình giúp giải quyết các 
bài toán về tiêu thoát nước đô thị, vấn 
đề ô nhiễm môi trường hay cấp nước 
đô thị, đã và đang đượ c á p dụ ng rộ ng 
rã i trên thế giớ i và ở Việ t Nam như: 
SWMM, WaterMet2, SUEWS, Mike 
Urban, Sobek Urban và MUSIC [4]. Bài 
báo này bước đầu giới thiệu tổng quát 
về mô hình MUSIC và thử nghiệm mô 
phỏng hệ thống tiêu thoát nước mưa 
khu đô thị Mỹ Đình - Hà Nội. Kết quả 
của nghiên cứu là tiền đề để phát triển 
những nghiên cứu tiếp theo trong việc 
đánh giá hiệu quả các giải pháp giảm 
nhập và kiểm soát chất lượng nước mưa 
chảy tràn.
2. Giới thiệu mô hình MUSIC
Bộ phần mềm MUSIC (Model 
for Urban Storwater Improvement 
Conceptualisation) được phát triển bởi 
trung tâm eWater (Australia) là bộ phần 
mềm hỗ trợ ra quyết định phục vụ cho 
công tác quản lý nước mưa tại khu vực 
đô thị. Phần mềm giúp người sử dụng 
xây dựng và mô phỏng hệ thống quản 
lý nước mưa hiệu quả cho các khu đô 
thị. MUSIC cung cấp khả năng tính toán 
dòng chảy và sự lan truyền ô nhiễm sinh 
ra từ nước mưa, từ đó mô phỏng quá 
trình vận hành của từng đối tượng riêng 
biệt hoặc của toàn bộ hệ thống xử lý 
nước mưa. Thông qua đó, MUSIC cho 
phép người sử dụng đánh giá được hiệu 
quả xử lý nước mưa cả về số lượng và 
chất lượng của từng mắt xích riêng lẻ 
hoặc của toàn bộ hệ thống tiêu thoát và 
xử lý nước mưa của đô thị. 
MUSIC được thiết kế chuyên biệt 
để mô phỏng quá trình hình thành cũng 
như quá trình lan truyền chất trong các 
dòng chảy sinh ra do mưa trên lưu vực 
đã đô thị hóa. Phần mềm được áp dụng 
phổ biến cho các khu vực đô thị nhờ khả 
năng mô phỏng linh hoạt sự thay đổi 
trong sử dụng đất và tính tương tác giữa 
các yếu tố thủy văn trong điều kiện đô 
thị. Bên cạnh đó, với khả năng tích hợp 
xử lý thông tin trên nền GIS, MUSIC là 
lựa chọn tối ưu cho đánh giá hiệu quả 
của những phương án quy hoạch hệ 
thống xử lý nước mưa cho các lưu vực 
đã phát triển. 
MUSIC là công cụ mạnh giúp hỗ 
trợ ra quyết định phục vụ cho công tác 
quản lý nước mưa. Phần mềm cung cấp 
khả năng tính toán dòng chảy và sự 
lan truyền chất ô nhiễm cũng như cho 
phép người sử dụng đánh giá hiệu quả 
các biện pháp xử lý nước mưa cả về số 
lượng và chất lượng với quy mô từ đô 
thị đến ngoại ô có diện tích từ 0,01 đến 
100 km2 [2]. Mô hình MUSIC cho phép 
tính toán chất lượng nước các nguồn 
 ... ần tiêu thoát 
và các chất ô nhiễm sinh ra trong quá 
Nghiên cứu
Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 17 - năm 2017 13
trình mưa để cải tạo không gian đô thị 
thân thiện với môi trường và tái sử dụng 
được nguồn nước mưa:
- Hệ thống điều hòa sinh học 
(Bioretention systems): Là hệ thống có 
thảm thực vật xung quanh, giúp thoát 
nước mưa và lọc các chất ô nhiễm hòa tan.
- Hệ thống thấm (Infi ltration 
systems): Hệ thống giúp loại bỏ các chất 
ô nhiễm trước khi thấm xuống và làm 
tăng khả năng bổ cập nước dưới đất.
- Dải thảm thực vật đệm (Buff er 
strips): Dải đệm này giúp loại bỏ các 
chất ô nhiễm rắn trước khi thấm xuống 
đất thường được thiết kế ven đường. 
- Bể chứa nước mưa (Rainwater 
tanks): Bể thu nước mưa từ mái nhà, 
có tác dụng giảm đỉnh lũ, tái sử dụng 
nguồn nước và bổ cập nước dưới đất. 
- Đất ngập nước (Wetlands): Giúp 
loại bỏ các trầm tích lơ lửng và các chất 
ô nhiễm hòa tan và không tan. Giải pháp 
này thường được sử dụng ở những nút 
cuối cùng sau khi nghiên cứu lựa chọn 
một số biện pháp khác ở trên.
3. Mô tả khu vực nghiên cứu
Khu vực nghiên cứu có vị trí cách 
trung tâm Hà Nội 10 km về phía Tây 
Nam, thuộc quận Nam Từ Liêm và 
quận Cầu Giấy - thành phố Hà Nội gồm 
4 phường: Mai Dịch, Mỹ Đình 1, Mỹ 
Đình 2, Phú Đô được bao bởi các tuyến 
đường Hồ Tùng Mậu, Lê Đức Thọ, 
Nguyễn Cơ Thạch với tổng diện tích là 
155 ha [8].
Hì nh1. Bản đồ phân vùng tiêu thoát khu vực nghiên cứu
Hệ thống thoát nước khu Mỹ Đình 
bao gồm các tuyến cống, mương và 
trạm bơm tiêu. Cụ thể, dọc bên trái khu 
vực nghiên cứu là tuyến mương hở Mai 
Dịch - Phú Đô nằm trên đường Nguyễn 
Cơ Thạch. Tuyến mương có chiều dài L 
= 3410 m, bắt đầu từ hạ lưu cống hộp 
B x H = (1,5 m x 1,2 m) qua đường 
Hồ Tùng Mậu và chảy ra mương tiêu 
Đồng Bông 1 rồi qua trạm bơm Đồng 
Bông 1 với công suất 8 m3/s và đổ ra 
sông Nhuệ. Đây là tuyến mương thoát 
Nghiên cứu
Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 17 - năm 201714
nước mưa và nước thải chính cho khu 
vực phường Mai Dịch, Mỹ Đình 1, Mỹ 
Đình 2, Phú Đô và đường Hồ Tùng 
Mậu, Lê Đức Thọ, Nguyễn Cơ Thạch. 
Tuyến mương trên được công ty TNHH 
một thành viên thoát nước Hà Nội quản 
lý. Đoạn cống bản đường Nguyễn Cơ 
Thạch qua sân vận động Mỹ Đình đến 
Mương Đồng Bông 1 là đoạn mương hở 
đã được kè đá, hai bên có lan can, vỉa 
hè và đường giao thông đồng bộ. Trên 
hệ thống mương còn có những cống góp 
đổ vào, những cống góp này sẽ phục vụ 
tiêu cho từng tiểu lưu vực.
Mặc dù, khu đô thị Mỹ Đình là khu 
đô thị mới, được thiết kế và quy hoạch 
động bộ, khu vực vẫn bị ngập khi xảy 
ra mưa lớn. Các trận mưa trong những 
năm gần đây 2008, 2014, 2016, đặc biệt 
là trận mưa lịch sử năm 2008 đã ngập 
toàn bộ đường phố, vỉa hè của khu đô 
thị gây ra thiệt hại lớn cho người dân. 
Những trận mưa không quá lớn thì khu 
vực không bị ngập úng nhưng sau trận 
mưa đó lại xuất hiện những vũng nước 
từ 2 - 8 cm ứ đọng trên bề mặt đường 
gây mất thẩm mĩ và vệ sinh môi trường.
4. Phương phá p nghiên cứ u và 
dữ liệ u sử dụng
4.1. Phương pháp nghiên cứu
Phần lớn dòng chảy ở các tiểu 
lưu vực đô thị sinh ra từ diện tích bề 
mặt không thấm. Dòng ngầm chịu ảnh 
hưởng của độ ẩm của tầng sát mặt và 
mực nước ngầm, chỉ chiếm phần nhỏ 
trong quá trình hình thành dòng chảy 
đô thị [2]. Chiew và cộng sự (1997) dựa 
vào mối quan hệ giữa diện tích không 
thấm, hai bể trữ ẩm của đất (tầng nông 
và tầng sâu) (hình 2) để tính toán lượng 
dòng chảy đô thị và phương pháp diễn 
toán Muskingum-Cunge được sử dụng 
để diễn toán dòng chảy giữa đoạn kênh.
- Số liệu đầu vào gồm:
+ RAIN: Lượng mưa (mm);
+ PET: Lượng bốc hơi tiềm 
năng (mm).
- Một số giá trị thành phần:
+ IMPSC: Khả năng trữ 
nước của bể không thấm 
(mm);
+ SMSC: Khả năng trữ nước 
của bể thấm (mm);
+ INF: Lượng thấm (mm);
+ S: Độ ẩm của bể thấm 
(mm);
+ FC: Bể chứa (mm).
Hình 2. Cấu trúc mô hình mưa - dòng chảy trong mô hình MUSIC
Nguồn [1]
3.2. Dữ liệu sử dụng
Dựa vào cấu trúc của mô hình 
MUSCI, dữ liệu đầu vào của mô hình 
bao gồm: Giá trị mưa thời đoạn ngắn; 
tài liệu bốc hơi (lượng bốc hơi trung 
bình tháng, giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ 
Nghiên cứu
Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 17 - năm 2017 15
nhất) MUSIC; sơ đồ mạng lưới tiêu 
thoát, phân vùng tiêu thoát và các thông 
số thiết kế (kích thước cống tiêu, kênh 
tiêu); hiện trạng sử dụng đất để xác 
định phần trăm diện tích thấm nước và 
không thấm nước và đặc tính của các 
loại đất, thổ nhưỡng vùng nghiên cứu 
(độ rỗng, độ sâu tầng rễ cây,). Ngoài 
ra các thông tin về đặc tính loại đất khu 
vực nghiên cứu được thu thập thêm từ 
UBND các phường trên địa bàn. 
Lân cận khu vực nghiên cứu có 4 
trạm khí tượng đo mưa là: Trạm Láng, 
trạm Đông Anh, trạm Liên Mạc, trạm 
Hà Đông [8]. Trạm Láng là trạm khí 
tượng có số liệu quan trắc đầy đủ và có 
khoảng cách gần với vùng nghiên cứu, 
do đó dữ liệu khí tượng trạm Láng gồm 
số liệu mưa và bốc hơi được sử dụng 
trong mô hình MUSIC.
Các thông số của mô hình liên quan 
đến đặc tính thổ những trong mô hình 
MUSIC phụ thuộc vào đặc điểm thổ 
nhưỡng của khu vực nghiên cứu: Theo 
như số liệu lấy từ UBND phường Mỹ Đình 
2 thì loại đất chính của khu vực là đất thịt 
[5]. Các thông số này được xác định dựa 
vào nguồn tại liệu tham khảo của Macleod 
2008 tại hội thảo Hiệp hội ngành tiêu 
thoát nước mưa bang New Sounth Wale 
và Queenland trong cuốn “SCA Penrith 
offi ce Sydney Catchment Authority Level 
4 “Using MUSIC in Sydney’s Drinking 
Water Catchment” [6].
Bả ng 1. Thông số về đặc tính lưu vực
STT Thông số Ý nghĩa Đơn vị Giá trị
1 Rainfall Threshold 
Ngưỡ ng mưa sinh dòng chảy 
đối với bể không thấm
(mm/day) 1,00
2 Soil Storage Capacity Độ ẩm bão hòa của đất (mm) 97
3 Initial Storage Độ ẩm ban đầu (% dung tí ch) 25
4 Field Capacity Khả năng trữ nướ c (mm) 79
5 Infi ltration Capacity Coeffi cient - a Hệ số thấm - 250
6 Infi ltration Capacity Exponent - b
Hệ số thấ m theo hệ số mũ cơ 
số e
- 1,3
7 Initial Depth Độ sâu ban đầu (mm) 10
8 Daily Recharge Rate Tỷ lệ bổ cập hà ng ngà y (%) 60
9 Daily Basefl ow Rate Tố c độ dò ng chả y ngà y (%) 45
10 Daily Deep Seepage Rate Tố c độ thấ m sâu ngà y (%) 0
Dựa vào bản đồ hiện trạng sử dụng đất lưu vực sông Nhuệ Đáy năm 2015 của dự 
án MK27 [7], tỷ lệ diện tích thấm và không thấm của các tiểu lưu vực được xác định.
Bả ng 2: Tỷ lệ diện tích thấm và không thấm của các tiểu lưu vực
Tiểu LV Diện tích (ha) % Thấm % Không thấm
Tiểu lưu vực 1 21,83 1 99
Tiểu lưu vực 2 9,952 45 55
Tiểu lưu vực 3 21,22 21 79
Tiểu lưu vực 4 5,85 8 92
Tiểu lưu vực 5 5,00 0 100
Tiểu lưu vực 6 35,49 11 89
Tiểu lưu vực 7 20,41 32 68
Tiểu lưu vực 8 34,94 20 80
Nghiên cứu
Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 17 - năm 201716
Hì nh 3. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất 
khu vực nghiên cứu
4. Kết quả và thảo luận
4.1. Thiết lập mô hình
- Phân vùng tiêu thoát: Phân chia 
lưu vực tổng thể thành các tiểu lưu vực 
dựa vào hệ thống kênh, mương, cống, hệ 
thống đường giao thông và hồ sơ thiết 
kế hệ thống tiêu thoát nước cho khu đô 
thị Mỹ Đình.
- Thiết lập dữ liệu mưa: Lượng mưa 
nhập cho mô hình là tài liệu mưa giờ.
- Thiết lập thông số cống, kênh 
mương: Sử dụng phương pháp 
Muskingum - Cunge để diễn toán dòng 
chảy. Dựa vào các thông số thiết kế của 
cống mương như: Loại cống, bán kính 
thủy lực, độ dốc, độ nhám, vận tốc, 
chiều dài để tính toán ra các thông số về 
thời gian chảy truyền và hệ số tổn thất.
Hì nh 4. Mô phỏng sơ đồ tính toán hệ thống tiêu thoát nước khu đô thị Mỹ Đình trên 
MUSIC 
Nghiên cứu
Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 17 - năm 2017 17
- Thiết lập thông số cho các tiểu lưu 
vực: Ngoài việc thiết lập các thông số 
lưu vực như bảng 1, thông tin về diện 
tích tiểu lưu vực đô thị cần được khai 
báo các giá trị: Total Area: Tổng diện 
tích lưu vực; Impervious and Pervious 
(%): Phần trăm diện tích thấm và không 
thấm của khu vực. 
4.2. Mô phỏng thử nghiệm
4.2.1. Trận lụt 2003
Mô phỏng trận lũ năm 2003 từ 
ngày 24/5 đến 25/5/2003. Trận mưa này 
có tổng lượng mưa là 135,2 mm, cường 
độ mưa lớn nhất là 55 mm/h.
Hình 5. Đường quá trình mưa năm 2003 Hình 6. Mô phỏng đường quá trình lũ 
năm 2003
Lưu lượng đỉnh lũ tại trạm bơm 
Đồng Bông 1 qua kết quả tính toán bằng 
mô hình MUSIC là hơn 20 m3/s, vượt 
quá 2 lần so với công suất bơm Đồng 
Bông là 8m3/s. Nhưng theo dữ liệu thực 
tế, thiệt hại do nó gây ra lại không cao vì 
trận mưa với cường độ mưa lớn chỉ kéo 
dài trong vòng 2 giờ và cường độ mưa 
trung bình thì khá thấp. 
4.2.2. Trận lụt 2008 
Mô phỏng trận lũ năm 2008 từ ngày 
04/11 đến 10/11/2008. Đợt ngập úng 
năm 2008 xuất hiện sau một trận mưa 
lịch sử, trận mưa này có tổng lượng vào 
khoảng 391 mm, tuy không có cường độ 
lớn đặc biệt mà cường độ mưa lớn nhất 
khoảng 70 mm/h, mưa lớn kéo dài liên 
tục trong 2 ngày với cường độ mưa trung 
bình 20 mm/h là nguyên nhân chính gây 
nên tình trạng ngập úng toàn thành phố 
Hà Nội trong đó có khu vực nghiên cứu.
Hình 7. Đường quá trình mưa năm 2008 Hình 8. Mô phỏng đường quá trình lũ năm 2008
Nghiên cứu
Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 17 - năm 201718
4.2.3. Trận lụt 2012 
Mô phỏng trận lũ năm 2012 từ 
ngày 17/8 đến 18/8/2012. Theo kết quả 
tính toán bằng mô hình MUSIC thì với 
trận mưa năm 2012, thì trạm bơm Đồng 
Bông có thể đáp ứng được nhu cầu tiêu 
thoát cho khu đô thị Mỹ Đình.
Mô hình MUSIC là công cụ mạnh 
giúp hỗ trợ ra quyết định phục vụ cho 
công tác quản lý nước mưa. MUSIC 
cung cấp khả năng tính toán dòng chảy 
và sự lan truyền chất ô nhiễm cũng như 
cho phép người sử dụng đánh giá hiệu 
quả các biện pháp xử lý nước mưa cả 
về số lượng và chất lượng. Hơn nữa, 
MUSIC là công cụ khá lý tưởng để 
nghiên cứu các bài toán ngập lụt trong 
độ thị về khả năng tiêu thoát và ứng 
dụng các giải pháp giảm ngập.
Trên hệ thống tiêu thoát nước khu 
đô thị Mỹ Đình không có trạm quan trắc 
mực nước hoặc lưu lượng nên nghiên 
cứu không tiến hành hiệu chỉnh và kiểm 
định các thông số của mô hình. Trong 
nghiên cứu này, các thông số được lấy 
theo đặc tính loại đất dựa vào các nghiên 
cứu trước hoặc những thông số được đề 
xuất dựa theo một số các lưu vực đặc 
trưng ở Australia. Một số thông số liên 
quan đến điều kiện ban đầu, ngưỡng sinh 
dòng chảy đối với bể không thấm chỉ 
ảnh hưởng đến thời đoạn tính toán ban 
đầu, khi toàn bộ lưu vực đạt trạng thái 
bão hòa ẩm thì lượng lũ cần tiêu thoát 
hoàn toàn phụ thuộc vào cường độ mưa. 
Thông số quan trọng nhất của mô hình 
là liên quan đến đặc tính loại đất được 
điều chỉnh theo tài liệu thực tế của khu 
vực nghiên cứu. Tỷ lệ diện tích thấm và 
không thấm dựa theo bản đồ hiện trạng 
sử dụng đất năm 2016, để kết quả chính 
xác hơn cần lựa chọn bản đồ hiện trạng 
trùng với thời điểm mô phỏng. 
Hình 9: Đường quá trình mưa năm 2012 Hình 10: Mô phỏng đường quá trình lũ 
năm 2012
Kết quả mô phỏng thử nghiệm các 
trận lũ thực tế cho thấy kết quả các trận 
lũ phản ánh đúng tình hình ngập lụt khu 
vực nghiên cứu dựa trên khả năng tiêu 
thoát của hệ thống. Tuy nhiên, để ứng 
dụng mô hình MUSIC đạt kết quả tốt 
thì cần có số liệu cũng như tài liệu về 
mạng lưới, hệ thông tiêu thoát của khu 
vực một cách chi tiết nhất. Ngoài ra ở 
Việt Nam số liệu thực đo lưu lượng để 
hiệu chỉnh, kiểm định vẫn chưa có nên 
việc tính toán cần dựa theo những thông 
tin về hiện trạng sử dụng đất, đặc điểm 
thổ nhưỡng, sơ đồ mạng lưới tiêu thoát, 
dữ liệu mưa phải chính xác.
Điều này chứng tỏ vẫn còn rất 
nhiều thiếu sót trong khi xây dựng và 
quy hoạch đô thị. Cần có các nghiên 
cứu tiếp theo đưa ra một số giải pháp 
giảm ngập cho khu vực cũng như đánh 
Nghiên cứu
Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 17 - năm 2017 19
giá hiệu quả giảm ngập, trợ giúp tìm ra 
các phương án vận hành hệ thống trong 
tương lai cho khu vực nghiên cứu.
Mô hình MUSIC là công cụ mạnh 
để mô phỏng đánh giá các biện pháp giảm 
ngập như dùng bể thu trữ nước mưa, tăng 
diện tích thảm thực vật và lát thấm,... Do 
vậy, những nghiên cứu tiếp theo sẽ tiếp 
tục đánh giá hiệu quả của các giải pháp 
giảm ngập cho khu đô thị Mỹ Đình và tập 
trung vào việc hiệu chỉnh và kiểm định 
các thông số của mô hình. Thông thường 
hệ thống kênh mương thường bố trí thước 
đo mực nước, tuy nhiên dữ liệu chưa 
được thu thập đầy đủ và liên tục, do vậy 
công tác thu thập dữ liệu tại các hệ thống 
tiêu thoát cần được quan tâm hơn nữa. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Chiew, F.H.S., L.B. Mudgway, 
H.P. Duncan, and T.A. McMahon, (1997). 
Urban Stormwater Pollution, Industry 
Report 97/5, Cooperative Research Centre 
for Catchment Hydrology, July 1997.
[2] Tony H.F. Wong, Tim D. Fletcher, 
Hugh P. Duncan, John R. Coleman& 
Graham A. Jenkins, 2002. A Model 
for Urban Stormwater Improvement 
Conceptualisation, EWATER, DOI: 
10.1061/40644(2002) 115 · Source: OAI
[3] Triệu Đức Huy “Bảo vệ nước dưới 
đất đô thị ở Việt Nam”Trung tâm Quy hoạch 
và Điều tra Tài nguyên nước Quốc gia
[4] K. Behzadian, Z. Kapelan,G. 
Venkatesh, H. Brattebø, S. Sægrov, E. 
Rozos ,C. Makropoulos,R. Ugarelli, J. 
Milina, L. Hem (2014). “Urban Water 
System Metabolism Assessment Using 
WaterMet2 Model”
[5] Phạm Văn Tuấn, (2015) “Áp dụng 
mô hình MIKE URBAN tính toán tiêu 
thoátnước khu vực nội thành Hà Nội”. Tạp 
chí Tài nguyên và Môi trường.
[6] Macleod, 2008. SCA Penrith 
offi ce Sydney Catchment Authority Level 4 
“Using MUSIC in Sydney’s Drinking Water 
Catchment.
[7] Tung, Son Nguyen, 2016. Land use 
mapping based on multi sensor integration 
case study Day river in Vietnam (MK27 
project), CGIAR Research Program on 
Water, Land and Ecosystems
[8] Công ty TNHH thoát nước Hà 
Nội,(2015). Hồ sơ thiết kế hệ thống tiêu 
thoát nước khu đô thị Mỹ Đình.
[9] Ủy Ban Nhân Dân phường Mỹ 
Đình 2,(2015). Báo cáo đặc điểm thổ 
nhưỡng phường Mỹ Đình 2.
BBT nhận bài: Ngày 17/8/2017; Phản biện xong: Ngày 4/9/2017

File đính kèm:

  • pdfung_dung_mo_hinh_music_mo_phong_he_thong_tieu_thoat_nuoc_mua.pdf