Trích yếu luận án Tiến sỹ kỹ thuật của NCS. Đặng Thanh Lâm

Tác giả: ĐẶNG THANH LÂM. Người hướng dẫn: GS.TS NGUYỄN TẤT ĐẮC. Tên luận án: “Xây dựng mô hình thích hợp cho tính toán hệ thống công trình tổng hợp tiêu thoát nước đô thị vùng ảnh hưởng triều”. Chuyên ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước Mã số: 62 58 02 12. Đơn vị đào tạo sau đại học: Viện Khoa học Thuỷ lợi Việt Nam

NỘI DUNG BẢN TRÍCH YẾU

1. Mục đích và đối tượng nghiên cứu của Luận án

Mục đích: Nhằm giải đáp một trong những tồn tại về giải pháp khoa học tiêu thoát nước đô thị có xét đến yếu tố tác động của triều cường và mưa cục bộ trong điều kiện đô thị hoá. Đồng thời cải tiến một số mô hình thuỷ lực kênh và cống ngầm kết kợp và áp dụng phù hợp với điều kiện một số thành phố vùng mưa lớn và triều cường ở nước ta.

Đối tượng: Mô hình toán mô phỏng chế độ thuỷ văn và thuỷ lực sông kênh tự nhiên, cống ngầm và các công trình tiêu thoát nước đô thị.

2. Các phương pháp nghiên cứu đã sử dụng

Các phương pháp nghiên cứu lý thuyết như giải số các phương trình thuỷ động lực học và lập trình trên máy vi tính kết hợp thử nghiệm mô hình hoá một hệ thống tiêu nước đô thị, ứng dụng công nghệ GIS.

3. Các kết quả đạt chính và kết luận

Những điểm mới khoa học của Luận án:

- Phát triển được môđun tính toán thuỷ lực bài toán tiêu thoát nước đô thị;

- Kết nối môđun với với mô hình thuỷ lực sông kênh DELTA;

- Giải đồng thời bài toán mưa trên lưu vực, dòng chảy trong cống và trong kênh ở vùng ảnh hưởng triều;

- Công cụ có thể ứng dụng cho bài toán thực tế.

Ý nghĩa khoa học:

- Luận án là một phát triển mới về mô hình tính tiêu thoát nước đô thị từ mưa trên bề mặt đô thị-đường ống-kênh, không trùng lặp với công trình đã có.

- Xây dựng mô hình tính toán hoàn chỉnh DELTA-P và đã được kiểm nghiệm.

Ý nghĩa thực tiễn:

- Có một công cụ mới để giải quyết bài toán tiêu thoát nước đô thị.

Các mục tiêu đạt được:

- Xây dựng được mô hình DELTA-P mô phỏng đồng thời chế độ thuỷ lực trong cống và kênh trong điều kiện mưa và thuỷ triều;

- Mô phỏng tương tác thuỷ triều qua cống ngầm gây ngập úng;

- Thử nghiệm cho hệ thống tiêu thoát nước ở Thành phố Hồ Chí Minh cho kết quả mô phỏng úng ngập phù hợp.

Kết luận:

Kết quả đạt được của Luận án:

Một hiện tượng được biết rất rõ là khi mưa to lại gặp triều cường trên mạng kênh rạch thì nước mưa khó tiêu thoát sinh ra ngập úng nhiều vùng đô thị. Những đặc điểm này được xét tính trong việc xây dựng một phương pháp tính và bộ chương trình máy tính tương ứng nhằm tính toán được sự tương tác giữa mạng kênh sông và mạng cống ngầm trong hệ thống tiêu chịu ảnh hưởng của cả mưa và ngập triều: Mô hình DELTA-P.

Ứng dụng thử nghiệm mô hình DELTA-P cho hệ thống tiêu thoát nước Tân Hóa-Lò Gốm thuộc Thành phố Hồ Chí Minh cho kết quả tính toán cho thấy tính hợp lý mong muốn của hiện tượng được mô phỏng, chẳng hạn ngập do triều hoặc khi không có mưa hoặc ngập khi đã hết mưa.

Những tồn tại và phạm vi ứng dụng:

Mô hình chỉ thích hợp tính toán sông kênh vùng ảnh hưởng triều nên có hạn chế tính toán cho sông miền núi có độ dốc lớn. Cống ngầm chỉ mô phỏng với dạng cống tròn phổ biến.

Hướng nghiên cứu tiếp:

Công cụ mô hình cần tiếp tục hoàn thiện tính năng quản lý cơ sở dữ liệu địa hình theo nhánh và thêm hoặc bớt một hoặc vài nhánh sông mà không đảo lộn hệ thống nhánh sông trong sơ đồ. Các công trình đặc biệt và có quy trình vận hành phức tạp cần được bổ sung vào mô hình. Giao diện mô hình cần tiếp tục hoàn thiện và biên soạn tài liệu hướng dẫn sử dụng mô hình, phổ biến rộng rãi.

Kiến nghị:

Các lưu vực đô thị rất thiếu tài liệu, vì vậy cần đo đạc mực nước, lưu lượng dòng chảy trong kênh thường xuyên trong mùa mưa để làm tài liệu kiểm nghiệm mô hình tốt hơn.

Tính toán các phương án chống ngập đô thị vùng ảnh hưởng triều như vùng Tân Hóa-Lò Gốm cần kết hợp các phương án xây dựng, cải tạo cống ngầm lưu vực với phương án chống ngập lũ, triều trên sông bằng cống, đê khu vực TP Hồ Chí Minh để bảo đảm tính đồng bộ và xem xét được hiệu quả của giải pháp tổng thể chống ngập úng.

BRIEF SUMMARY OF PHD THESIS

Author: DANG THANH LAM

Supervisor: Prof. Dr. NGUYEN TAT DAC

Thesis Title: “Development of a suitable model for hydraulic simulation of the integrated urban drainage system in the tidal area”

Research Field: Water Resources Engineering Code: 62 58 02 12

Institution: Vietnam Academy for Water Resources (VAWR).

 CONTENTS OF SUMMARY

1. Objectives and subjects of the study

Objectives: To identify and solve the problems of urban drainage engineering for the systems affected by heavy rain and high tide. Also to develop a suitable coupling model-drainage pipe and river hydraulic-for the coastal city in Vietnam.

Subjects: Hydrology and hydraulic simulation of the natural river, pipe and urban river structures.

2. Methodologies

Mainly office works using numerical method for hydraulic equations and computer programming; Case study application to simulate a urban catchment and GIS technique.

1. Main outputs and concluding remarks

New scientific and technical findings:

- Development of a urban hydraulic module;

- Internal coupling the urban hydraulic module into river model DELTA;

- Simultaneous computational processes for all surface rainfall-runoff, pipe flow and tidal river flow;

- New modelling tool is applicable for practical water engineering works.

Theoretical contributions:

- The study has developed a new approach for a coupling modules: rainfall-runoff, pipe flow and river flow, without copying any authors.

- Completing and testing the new DELTA-P model.

Practical contributions:

- Providing a new modelling tool for urban drainage engineering and management.

Achievements:

- Completion of the coupling model DELTA-P for simultaneously computing rainfall-runoff, pipe flow and tidal river flow;

- Simulated surface flooding caused by tidal back water through drainage pipe;

- Successful pilot study application of the DELTA-P for the Tan Hoa-Lo Gom drainage system in Ho Chi Minh city.

Concluding remarks:

Ph.D thesis conclusions:

The common urban flooding caused by the combination of both heavy rain and high tide is taken into account by developing a hydraulic model DELTA-P which is capable to simulate large drainage network including drainage pipe and tidal river flow.

DELTA-P was applied to simulate the case study of Tan Hoa-Lo Gom urban drainage system. Simulation results clearly well presented the street flooding situation caused by high tide and with or without heavy rain.

Limitations and scope of application:

The model is suitable for tidal river, but not applicable for high slope river in mountainous area. Drainage pipe is exact for circle common shape.

Future works:

The modelling tool requires advanced topographical database interface for easier updating river network. Special structures with a complicated operational rule must be added into the model. User interface and guidebook for the model will be developed for technical transfer.

Recommendations:

Most urban catchments are lack of observed runoff data. Case study for model testing requires water level and discharge time series during rain for model verification.

Case study for Tan Hoa-Lo Gom needs integrated flood protection measures including local pipe and canal improvement, tidal barrier and river dyke in Ho Chi Minh city area.

Luận án NCS Đặng Thanh Lâm

Tóm tắt luận án NCS. Đặng Thanh Lâm