Thực trạng úng ngập ở Hải Phòng đang dần nghiêm trọng, ảnh hưởng đến sinh hoạt, đời sống người dân; hư hại các công trình xây dựng hạ tầng kỹ thuật; gây ô nhiễm môi trường... Có nhiều nguyên nhân dẫn đến ngập lụt, một trong số đó là biến đổi khí hậu diễn biến ngày càng phức tạp, làm cho cường độ và lưu lượng các trận mưa của khu vực tăng đột biến; mực nước biển dâng trong khi cốt nền hiện trạng của khu vực trung tâm tương đối thấp và chịu nhiều ảnh hưởng của thủy triều, chế độ thủy văn. Ngoài ra, tốc độ đô thị, bê tông hóa tăng nhanh, làm giảm bề mặt thấm thoát nước tự nhiên và tăng lượng nước mưa chảy tràn trên mặt đất; trải qua nhiều giai đoạn phát triển khác nhau, mạng lưới thoát nước đan xen giữa cũ và mới, thiếu đồng bộ, dẫn đến năng lực tiêu thoát nước mưa của hệ thống thoát nước hiện có chưa bắt kịp tốc độ đô thị hóa. Để giải quyết bài toán này, nghiên cứu được thực hiện nhằm tìm ra giải pháp kỹ thuật thoát nước bền vững (SUDS), góp phần tăng cường hiệu quả công tác chống ngập, thí điểm cho khu vực trung tâm TP. Hải Phòng.

1. Đối tượng nghiên cứu, tính toán

Đối tượng nghiên cứu là HTTN khu vực trung tâm TP. Hải Phòng. Hệ thống này đã được xây dựng từ nhiều thập kỷ, mạng lưới đường cống thoát nước trong TP phục vụ chung cho hai mục đích là thoát nước mưa và nước thải. Nước mưa được xả ra sông hoặc hồ điều hòa, sau đó ra sông. Khu dân cư nội thành Hải Phòng gặp tình trạng ngập lụt sau những cơn mưa từ 50 mm trở lên. Hậu quả trực tiếp của việc ngập lụt là thiệt hại về nhà cửa, tài sản, hàng hóa, phương tiện giao thông, đường xá và các công trình hạ tầng cơ sở khác. Hậu quả gián tiếp bao gồm các thiệt hại do giảm hoạt động kinh tế, đi lại khó khăn và tốn nhiều thời gian, gián đoạn học tập, sơ tán và quay trở lại, ảnh hưởng về vật chất tâm lý, thiệt hại về môi trường, cải tiến cơ sở vật chất và quản lý hành chính để bảo vệ nhà cửa khỏi ngập úng.

Khu vực tính toán là một phần của quận Hồng Bàng, diện tích 93,63 ha, thuộc khu vực TP cũ, hệ thống công trình thoát nước được xây dựng từ cuối thế kỷ 19. Các tuyến ống chính xả ra sông Cấm và sông Tam Bạc. Khu vực được giới hạn bởi đường Nguyễn Tri Phương, Trần Hưng Đạo, Quang Trung và Tam Bạc. HTTN khu vực là hệ thống chung, được hình thành, phát triển cùng quá trình đô thị hóa. Khu vực không có trạm bơm nước, hồ điều hòa nên nước tiêu thoát chậm, toàn bộ lượng nước mưa và nước thải sinh hoạt được thu gom qua cống tự chảy theo hệ thống cống chung rồi đổ ra sông Cấm và sông Tam Bạc. HTTN khu vực thường bị ngập úng khi xảy ra mưa lớn, gây tắc nghẽn giao thông, ảnh hưởng đến sinh hoạt của các hộ gia đình cũng như môi trường sống trong khu vực.

2. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phần mềm và phương pháp tính toán, các biểu thức toán học khác nhau để tính toán thủy lực mạng lưới, công trình thoát nước mưa, cụ thể là phần mềm Storm Water Management Model (SWMM) - Phiên bản 5.2, có chức năng mô phỏng thoát nước bền vững, tên gọi là Phát triển tác động thấp (Low Impact Development-LID).

2.1. Nhập dữ liệu đầu vào:

Các thông số đầu vào: Dữ liệu cần thiết cho mô hình mưa dòng chảy SWMM là mô phỏng lại HTTN trên khu vực nghiên cứu của TP, bao gồm dữ liệu về HTTN, công trình hiện có trong khu vực nghiên cứu (phạm vi thoát nước phân thành 55 tiểu khu, 40 nút, 40 tuyến cống và 4 cửa xả dựa trên mặt bằng quy hoạch của khu vực); dữ liệu về địa hình, địa chất, cao độ san nền, cao độ hiện trạng của các hố ga, cửa xả…; dữ liệu về thủy văn (mực nước hoặc đường quá trình mực nước tại lưu vực tiếp nhận).

Các thông số chính cần đưa vào mô hình bao gồm:

+ Dữ liệu lưu vực: Tên lưu vực, trận mưa xuống lưu vực; chỗ thoát nước: Tên nút/hố ga nhận nước; diện tích lưu vực, bề rộng lưu vực; độ dốc % trung bình của tiểu lưu vực; hệ số nhám…

+ Dữ liệu nút/hố ga: Tên hố ga; lưu lượng nước thải: Hệ thống thoát nước chung nên cần tính lưu lượng nhập vào các hố ga (Lưu lượng tính toán xác định theo phương pháp mật độ dân số, căn cứ vào mật độ dân số, tiêu chuẩn thải nước và hệ số không điều hòa); Cao độ hố ga…

+ Dữ liệu tuyến cống: Tên cống; nút vào; nút ra; độ nhám Manning, hình dạng mặt cắt hình học, kích thước; chiều dài ống (m); chiều cao bậc chảy vào; chiều cao bậc chảy ra.

+ Dữ liệu cửa xả: Tên cửa xả; lưu lượng nhập vào cửa xả; cao độ đáy cửa xả; van ngăn triều (nếu có); chuỗi thời gian mực nước (nếu cửa xả bị ảnh hưởng triểu).

+ Trạm mưa và số liệu trận mưa: Sự phân bố lượng mưa trong một trận mưa có thể được mô phỏng từ số liệu thống kê của các trận mưa thực tế đo được trong khoảng từ 20 - 30 năm.

3. Kết luận

Nghiên cứu đã tiến hành phân tích, đánh giá hiện trạng thoát nước, trên cơ sở đó, đề xuất một số giải pháp phù hợp để chống ngập cho khu vực trung tâm TP. Hải Phòng. Các giải pháp được đề xuất bao gồm: Sử dụng thùng chứa/bể chứa nước mưa, ô trồng cây sinh học, vỉa hè thấm, vườn mưa tại những địa điểm, công trình có thể cải tạo hoặc xây dựng mới. Đặc biệt, phần mềm SWMM đã được sử dụng để mô phỏng các trường hợp nghiên cứu và đưa ra kết quả giảm ngập về lưu lượng lụt, thời gian ngập, số đoạn cống bị ngập. Nghiên cứu cũng đánh giá hiệu quả của việc áp dụng các giải pháp SUDS đối với việc cải thiện năng lực thoát nước của hệ thống thoát nước đô thị, hiệu quả kinh tế, tác động đến môi trường và xã hội. Những kết quả này sẽ góp phần nâng cao hiệu quả công tác chống ngập của TP. Hải Phòng nói riêng, các đô thị ở Việt Nam nói chung.