Tên đề tài: “Nghiên cứu xây dựng các giải pháp tổng hợp nâng cao hiệu quả công tác quản lý thoát nước tại Thành phố Cần Thơ”.

Tác giả: Nguyễn Thanh Ngân, Khóa: 2018

Chuyên ngành: Môi trường đất và nước ; Mã số: 9440303. Nhóm ngành: Khoa học tự nhiên.

Người hướng dẫn chính: PGS.TS. Nguyễn Hiếu Trung - Trường Đại học Cần Thơ.

1. Tóm tắt nội dung luận án

Thành phố Cần Thơ là một trong các trung tâm quan trọng của vùng Đồng bằng sông Cửu Long. Trong những năm gần đây, thành phố thường xuất hiện nhiều khu vực bị ngập lụt khi có mưa lớn và triều cường. Hiện tượng ngập lụt đã tạo ra những khó khăn lớn cho công tác quản lý thoát nước tại Thành phố Cần Thơ. Nghiên cứu được thực hiện nhằm xác định hiện trạng công tác quản lý thoát nước và giảm ngập lụt tại khu vực này, nơi mà hệ thống thoát nước đang xuống cấp nhanh chóng và tình trạng ngập lụt diễn biến ngày một phức tạp hơn. Kết quả thu được là cơ sở cho việc xây dựng các giải pháp tổng hợp nhằm nâng cao hiệu quả của công tác quản lý thoát nước và giảm ngập đô thị dưới tác động của các yếu tố không chắc chắn về điều kiện tự nhiên và phát triển kinh tế xã hội nhanh chóng như Thành phố Cần Thơ. Đề tài này được thực hiện với các phương pháp nghiên cứu điều tra khảo sát thực địa, quan trắc chất lượng nước ngập, ứng dụng GIS và viễn thám xác định diện tích bị ngập lụt, ứng dụng mô hình SWMM để mô phỏng hiện tượng ngập đô thị tại hai khu dân cư Metro và Hưng Phú 1 nằm trong khu vực nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu cho thấy hệ thống thoát nước tại hai quận Ninh Kiều và Cái Răng đang có dấu hiệu quá tải, không đáp ứng được yêu cầu trong giai đoạn hiện nay nên làm cho khu vực này thường xuyên bị ngập lụt. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy hai khu dân cư Metro và Hưng Phú 1 thường xảy ra hiện tượng ngập lụt khi có mưa lớn và triều cường. Hiện tượng này ngày càng nghiêm trọng trong giai đoạn năm 2030, trong trường hợp có sự tác động của hiện tượng biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế xã hội. Kết quả quan trắc cho thấy một số vị trí ngập tại hai khu dân cư Metro và Hưng Phú 1 có các thông số chất lượng nước mặt không đạt QCVN 08-MT:2015/BTNMT. Từ kết quả thu được, tác giả đã đề xuất được các giải pháp công trình và phi công trình để nâng cao hiệu quả công tác quản lý thoát nước và giảm ngập đô thị tại khu vực nghiên cứu, trong đó các giải pháp công trình được xây dựng chủ yếu theo hướng ứng dụng cơ sở hạ tầng xanh. Nghiên cứu đã đề xuất được cách tiếp cận khoa học và tích hợp cho công tác quản lý ngập đô thị, bao gồm tính toán động thái ngập bằng mô hình toán, phân tích tác động của công tác quản lý hạ tầng thoát nước, đánh giá tác động của cộng đồng dân cư đô thị đến khả năng thoát nước và chất lượng nước ngập. Nghiên cứu đã phân tích tính khả thi và hiệu quả của giải pháp mới trong giảm ngập đô thị là hạ tầng xanh trong các kịch bản thay đổi về dòng chảy và lượng mưa trong tương lai dưới tác động của biến đổi khí hậu. Hướng phát triển của đề tài là nghiên cứu thêm các mô hình quản lý thoát nước đô thị tiên tiến để áp dụng cho Thành phố Cần Thơ, cải thiện chất lượng cuộc sống của người dân.

2. Những kết quả mới của luận án

Đề tài này có hai nét mới so với các nghiên cứu đi trước:

- Nghiên cứu đã đề xuất được cách tiếp cận khoa học và tích hợp cho công tác quản lý ngập đô thị, bao gồm tính toán động thái ngập (mô hình toán), phân tích tác động của công tác quản lý hạ tầng thoát nước, đánh giá tác động của cộng đồng dân cư đô thị đến khả năng thoát nước và chất lượng nước ngập dưới tác động của các yếu tố không chắc chắn như thay đổi chế độ lũ sông Mekong, chế độ mưa do biến đổi khí hậu, hoạt động phát triển kinh tế xã hội của địa phương. Nghiên cứu được thực hiện ở mức độ chi tiết cao, phức tạp về mặt hạ tầng và nguồn thải từ khu dân cư có mật độ dân số cao.

- Nghiên cứu cũng đã phân tích tính khả thi và hiệu quả của giải pháp mới trong giảm ngập đô thị là “Hạ tầng xanh” (Green Infrastructure) trong các kịch bản thay đổi về dòng chảy và lượng mưa trong tương lai dưới tác động của biến đổi khí hậu. Thông qua việc tích hợp giải pháp Hạ tầng xanh này vào mô hình toán và Hệ thống Thông tin Địa lý để phân tích định lượng, phân bố không gian và thời gian ngập của khu vực nghiên cứu. Qua đó lượng hóa được hiệu quả của giải pháp, tạo nền tảng khoa học cho việc ra quyết định quản lý ngập lụt cũng như công tác quy hoạch, thiết kế các khu dân cư đô thị ở Đồng bằng sông Cửu Long.

3. Các ứng dụng/khả năng ứng dụng trong thực tiễn, các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu

Luận án đã đề xuất được cách tiếp cận khoa học và tích hợp cho công tác quản lý ngập đô thị, bao gồm tính toán động thái ngập thông qua phương pháp mô hình toán, phân tích tác động của công tác quản lý hạ tầng thoát nước, đánh giá tác động của cộng đồng dân cư đô thị đến khả năng thoát nước và chất lượng nước ngập dưới tác động của các yếu tố không chắc chắn như thay đổi chế độ lũ sông Mekong, chế độ mưa do biến đổi khí hậu, hoạt động phát triển kinh tế xã hội của địa phương. Bên cạnh đó, luận án cũng đã xây dựng được các giải pháp công trình và phi công trình để nâng cao hiệu quả công tác quản lý thoát nước và giảm ngập đô thị tại khu vực nghiên cứu, trong đó các giải pháp công trình được xây dựng chủ yếu theo hướng ứng dụng cơ sở hạ tầng xanh.

Luận án bước đầu đánh giá được hiện trạng công tác quản lý thoát nước cũng như tình trạng ngập lụt đang diễn ra tại khu vực nghiên cứu, để có thể đánh giá chính xác thì cần phải xem xét thêm nhiều yếu tố về tự nhiên và xã hội trong hiện tại cũng như tương lai dưới sự tác động của hiện tượng biến đổi khí hậu đến vùng Đồng bằng sông Cửu Long. Để nâng cao hiệu quả công tác quản lý thoát nước, cần nghiên cứu sâu thêm về các mô hình quản lý thoát nước đô thị tiên tiến, xác định được những ưu điểm hạn chế cũng như khả năng ứng dụng của các mô hình này tại Thành phố Cần Thơ.

Thesis title: Researching for building integrated solutions to improve the efficiency of drainage management in Can Tho City.

- Major: Land and Water Environment.                                                      Code: 9440303.

- Full name of PhD student: Nguyen Thanh Ngan.                                 Year: 2018.

- Scientific supervisor: Assoc. Prof. Dr. Nguyen Hieu Trung.

- Educational institution: Can Tho University.

1. Content of thesis summary

Can Tho City is one of the important centers of the Mekong Delta region. In recent years, the city often has many flooded areas during heavy rains and high tides. Flooding has created great difficulties for drainage management in Can Tho City. This research is conducted to determine the current status of drainage management and flood reduction in this area, where the drainage system is deteriorating rapidly and flooding is becoming more and more complicated. The results obtained are the basis for building integrated solutions to improve the efficiency of drainage management and reduce urban flooding under the impact of uncertain factors on natural conditions and rapid socio-economic development like Can Tho City. This topic is carried out with research methods such as field survey, monitoring of flooded water quality, application of GIS and remote sensing to determine flooded area, application of SWMM model to simulate urban flooding in two residential areas Metro and Hung Phu 1. Research results show that the drainage system in the two districts of Ninh Kieu and Cai Rang is showing signs of being overloaded, failing to meet the requirements in the current period, so this area is often flooded. The research results also show that the two residential areas Metro and Hung Phu 1 often flood when there is heavy rain and high tide. This phenomenon will become more and more serious in the period of 2030, in case of the impact of climate change and socio-economic development. Monitoring results show that some flooded locations in two residential areas Metro and Hung Phu 1 have water quality parameters that do not meet QCVN 08-MT:2015/BTNMT. From the results obtained, the author has proposed structural and non-structural solutions to improve the efficiency of drainage management and reduce urban flooding in the study area, in which the structural solutions was built mainly in the direction of green infrastructure application. The research proposed a scientific and integrated approach to urban flood management, including calculating flood dynamics by mathematical model, analyzing the impact of drainage infrastructure management, assessing the impact of urban communities on drainage capacity and flooded water quality. The research also analyzed the feasibility and effectiveness of new solutions in reducing urban flooding according to the green infrastructure approach in scenarios of changes in flow and rainfall in the future under impact of climate change. The development direction of the project is to further research advanced urban drainage management models to apply to Can Tho City, improving the quality of life of people.

2. The novel aspects of the thesis

This research has two new features compared to previous studies:

- The research proposed a scientific and integrated approach to urban flood management, including calculating flood dynamics (mathematical model), analyzing the impact of drainage infrastructure management, assessing the impact of urban communities on drainage capacity and flooded water quality under the impact of uncertain factors such as changes in the Mekong River flood regime, rainfall regime due to climate change and local socio-economic development activities.

- The research also analyzed the feasibility and effectiveness of new solutions in reducing urban flooding according to the Green Infrastructure approach in scenarios of changes in flow and rainfall in the future under impact of climate change. Through integrating this Green Infrastructure solution into mathematical models and Geographic Information Systems to quantitatively analyze the spatial distribution and flooding time of the study area. Thereby quantifying the effectiveness of the solution, creating a scientific foundation for making flood management decisions as well as planning and designing urban residential areas in the Mekong Delta.

3. Application prospects and suggestions for further study

The thesis has proposed a scientific and integrated approach to urban flood management, including calculating flood dynamics through mathematical modeling methods, analyzing the impact of drainage infrastructure management, assessing the impact of urban communities on drainage capacity and flooded water quality under the impact of uncertain factors such as changes in the Mekong River flood regime, rainfall regime due to climate change and local socio-economic development activities. In addition, the thesis has also developed structural and non-structural solutions to improve the effectiveness of drainage management and reduce urban flooding in the study area, in which structural solutions are built mainly towards the application of green infrastructure.

To be able to accurately assess drainage management as well as flooding in the study area, the research needs to consider many more natural and social factors at present and in the future under the impact of climate change on the Mekong Delta. It is necessary to further research on advanced urban drainage management models, identify the advantages and limitations as well as the applicability of these models in Can Tho City to improve the effectiveness of drainage management.

• Xem chi tiết nội dung luận án
• Xem thông tin đăng tải tại Website Bộ giáo dục và Đào tạo. (Nhập tên NCS vào ô tìm kiếm)