Nghiên cứu giải pháp thiết kế thoát nước mưa trên đường phố theo hướng bền vững

 Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng NUCE 2019. 13 (2V): 73–85
 NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THIẾT KẾ THOÁT NƯỚC MƯA TRÊN
 ĐƯỜNG PHỐ THEO HƯỚNG BỀN VỮNG
 Nguyễn Việt Phươnga,∗, Thái Hồng Nama, Phạm Trung Hảib, Kiều Văn Cẩnc, Nguyễn Tuấn Ngọcc
 aKhoa Cầu đường, Trường Đại học Xây dựng,
 55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam
 bBan Quản lý dự án huyện Kỳ Anh, tỉnh Hà Tĩnh, Việt Nam
 cKhoa Công trình, Trường Đại học Công nghệ Giao thông Vận tải,
 54 Triều Khúc, Thanh Xuân, Hà Nội, Việt Nam
 Nhận ngày 21/03/2019, Sửa xong 05/05/2019, Chấp nhận đăng 15/05/2019
Tóm tắt
Bài báo này trình bày giải pháp thiết kế thoát nước mưa trên đường phố theo hướng bền vững (SuDs). Trên cơ
sở đó, tiến hành áp dụng một số giải pháp vào thiết kế hệ thống thoát nước mưa cho trục đường thuộc khu đô
thị mới Kỳ Đồng - Hà Tĩnh. Kết quả tính toán cho thấy việc định hướng áp dụng các giải pháp thiết kế hệ thống
thoát nước theo hướng bền vững ngay từ ban đầu tại các tuyến phố sẽ đem lại hiệu quả cao về bảo đảm cân bằng
sinh thái, giảm thiểu các nguy cơ ngập úng, xói mòn, bổ cập nguồn nước ngầm tự nhiên, giảm kích thước công
trình thoát nước, cải thiện cảnh quan, . . .
Từ khoá: hệ thống thoát nước bền vững (SuDs); đường phố.
STUDY ON DESIGN SOLUTIONS OF SUSTAINABLE URBAN DRAINAGE SYSTEMS ON STREETS
Abstract
This paper presents design solutions of Sustainable Urban Drainage Systems (SuDs) on streets that possibly
applied in the context of Vietnam. The authors apply SuDs solutions for a main street in Ky Dong new urban area
– Ha Tinh province. Calculation results show that the orientation of applying SuDs solutions at the beginning
of the street design process will bring high effect to ensure ecological balance, reduce inundation, erosion risks,
supplement natural groundwater sources, reduce the size of drainage works, improve the landscape, . . .
Keywords: sustainable drainage systems (SuDs); street.
 https://doi.org/10.31814/stce.nuce2019-13(2V)-08 
c 2019 Trường Đại học Xây dựng (NUCE)
1. Đặt vấn đề
 Nước ta đang có tốc độ đô thị hóa tăng nhanh gắn liền với nhu cầu phát triển hạ tầng đô thị. Đô thị
hóa kéo theo quá trình bê tông hóa đã lấn chiếm sông ngòi, ao hồ, tàn phá thảm thực vật, làm thu hẹp,
thay đổi dòng chảy và quá trình lưu giữ tự nhiên của nước. Các công trình kết cấu hạ tầng (đường sá,
sân bãi, ...) chiếm dụng bề mặt tự nhiên đã làm giảm năng lực tiêu thoát tự nhiên, làm tăng lưu lượng
dòng chảy bề mặt và giảm thẩm thấu của nước xuống lòng đất, giảm khả năng bổ sung tại chỗ nguồn
nước ngầm cũng như gây đơn điệu cảnh quan, bức xạ nhiệt do bê tông hóa.
 Số liệu thống kê cho thấy [1], nhiều đô thị của nước ta có hệ thống thoát nước thường xuyên bị
quá tải mặc dù đã được quan tâm đầu tư. Ngập úng cũng thường xuyên xảy ra tại các đô thị trong cả
nước, ví dụ: TP Hồ Chí Minh có trên 100 điểm ngập, Hà Nội có trên 30 điểm, Đà Nẵng, Hải Phòng
cũng có rất nhiều điểm bị ngập úng (Hình 1).
 ∗Tác giả chính. Địa chỉ e-mail: viph.dhxd@gmail.com (Phương, N. V.)
 73
Số liệu thống kê choSố liệuthấy thống[1], nhiều kê cho đô thấythị của [1] ,nước nhiều ta đô có thị hệ củathống nước thoát ta cónước hệ thườngthống thoát xuyên nước thường xuyên 
bị quá tải mặc dù đãbị quáđượ ctải quan mặc tâm dù đãđầu đượ tư.c Ngập quan úngtâm cũngđầu tư thường. Ngập xuyênúng cũng xảy thườngra tại các xuyên đô thị xảy trong ra tại các đô thị trong 
 Số liệu thống kê cho thấy [1], nhiều đô thị của nước ta có hệ thống thoát nước thường xuyên 
cả nước, ví dụ: TPcả Hồ nước, Chí víMinh dụ: TPcó trênHồ Chí100bị quá Minhđiểm tải mặc códùngậ đã trên pđượ, cHà quan100 Nộtâm điểm đầui có tư. Ngậptrênngậ úngp 30, cũngHà điể thườngNộm,i xuyênĐàcó trênxảyNẵng, ra tại30 các Hải điể đô thị m trong, Đà Nẵng, Hải 
Phòng cũng có rất Phòngnhiều điểmcũng bịcó ngậ rất pnhiều úng. Phương,điểm cả nước, N. bị V. ví vàngậ dụ: cs. /TP Tạpp úngHồ chí KhoaChí. Minh học Công có nghệtrên Xây100dựng điểm ngập, Hà Nội có trên 30 điểm, Đà Nẵng, Hải 
 Phòng cũng có rất nhiều điểm bị ngập úng. 
 Hình 1. Thực trạng ngập úng xảy ra tại nhiều đô thị khi mưa lớn 
 Các giải pháp thoát nước theo hướng bền vững đã có từ những năm 70 của thế kỷ trước và 
 đang được các nước trên thế giới chú trọng phát triển. Hệ thống SuDs với các giải pháp kỹ thuật 
 sinh thái đã được thử nghiệm thành công ở nhiều nước phát triển: Tokyo là thủ đô đạt nhiều kết quả 
 (a) đáng ghi nhận trong lĩnh vực này; SuDS có mặt trên(b) khắp các thành phố ở Vương quốc Anh và riêng 
 Hình 1. Thực trạngHình ngậptại 1 .úngScotland Thực xảy tính trạng ratới nămtại ngập 2002nhi đãều úng có đô 1.300 xảy thị dự rakhián SuDstại mưa nhiđược ềulớn thực đô hiệ nthị (CIRIA, khi 2002).mưa Tuy lớn nhiên, 
 Hình 1. Thực trạng ngập úng xảy ra tại nhiều đô thị khi mưa lớn
Các giải pháp thoátCác nước giải theo pháp hướng thoát tạibềnnước Việt Namvững theo vấn đãđềhướng này có còn từ khábền những mới vững mẻ, các năm tàiđã liệu có70 hướng từcủa dẫnnhững thếthiết kếkỷ vànăm thitrước công 70 vẫn vàcủa chưa thế có.. kỷ trước và 
 Bài báo này giới thiệu về các giải pháp thiết kế thoát nước trên đường phố, các phương pháp tính 
đang được các nướcđang trên được thế Cáccácgiới giải nước chú pháp thoáttrọngtrên nước toánthế phát theo thấm, giới hướng triển và ápchú bền dụng. vữngHệ trọng đề đãxuấtthống có giảiphát từ những phápSuD triển thiết năms kế, 70với. Hệtính của các thếtoánthống kỷ chogiải trước tuyến SuD vàpháp đường đangs vớitkỹrục chính thuậtcác của giải khu đôpháp kỹ thuật 
 thị Kỳ Đồng, Hà Tĩnh. 
sinh thái đã được thửsinh nghiệm thái đượcđã thànhđược các nước côngthử trên thếnghiệm giớiở nhiều chú trọng thành nư phátớc triển.công phát Hệ thống ởtriể nhiều SuDsn: Tokyo vớinư cácớc giải làphát pháp thủ kỹtriể đô thuậtn: đạt sinhTokyo nhiều thái đã là kết thủ quả đô đạt nhiều kết quả 
 được thử nghiệm thành công2. ởCơ nhiều sở lý nước thuyết phát thoát triển: nước Tokyo theo là hướng thủ đô đạtbềnnhiều vững kết quả đáng ghi nhận
đáng ghi nhận trongđáng lĩnh ghi vự trongnhậnc này; lĩnh trong vựcSuDS này; lĩnh SuDS có vựmặt cóc mặt này;trên trên khắpkhắpSuDS các các thành có mặtthành phố ở Vươngtrên phố khắp quốc ở Vương Anh các và riêngthành quốc tại Scotlandphố Anh ở vàVương riêng quốc Anh và riêng 
 tính tới năm 2002 đã có 1.3002.1. Nguyên dự án SuDs lý thoát được nước thực bền hiện vững (CIRIA, 2002). Tuy nhiên, tại Việt Nam
tại Scotland tính tớitại nămScotland 2002vấn đề tính nàyđã còncó tới khá 1.300 năm mới mẻ, 2002dự các án tàiHệ liệuđãthống SuDs hướngcó SuDs 1.300 dẫnđượcvận thiếtdụng dựthực kế triệt và án để thi hiệcác côngSuDs nguyênn vẫn(CIRIA, chưađượclý và có.chức Bàithực 2002).năng báo của nàyhiệ hệ giớinTuy sinh (CIRIA, thái nhiên, tự nhiên, 2002). thay vì Tuy nhiên, 
 thiệu về các giải pháp thiết kếđẩy/thoát thoát nước thật trênnhanh đường nước phố, mưa các ra k phươnghỏi đường pháp phố tính bằng toán các thấm, hệ thống và áp kên dụngh hở hoặc cống ngầm thì 
tại Việt Nam vấn đềtại nàyViệt còn Namđề xuấtkhá vấn giải mới pháp đề thiết mẻ,này kế, cáccòn tínhSuDs toántài làmkhá cho liệuchậm mới tuyến lạihướng đườngquámẻ, trình trục cácdẫn nêu chính trêntài thiết của thôngliệu khu kế qua đôhướng và thịkhảKỳ năngthi Đồng, dẫn lưucông Hàgiữ thiết Tĩnh. tạmvẫn thời kế chưa và và thấm thi có.. ngấm công bổ cập vẫn chưa có.. 
Bài báo này giới thiệuBài báo về cácnày giảigiới phápthiệu thiếtvề nướccác kế ngầm. giảithoát Nhờ pháp đó,nước thay thiết vìtrên coi kếnước đường thoát mưa là phố,nguồnnước nướccác trên thải phương cầnđường đầu tư pháphệphố, thống cáctínhthoát quy phương mô, pháp tính 
 2. Cơ sở lý thuyết thoát nướcSuDs theo cố gắn hướngg đưa bền nước vững mưa phục vụ lại tự nhiên, cộng đồng: bổ cập nguồn nước ngầm, nuôi dưỡng 
toán thấm, và áp dụngtoán thấm,đề xuất và giải áp dụngpháp đềthiết hệxuất thựckế, vật,giải tính hài pháphòa toán cảnh thiết choquan thiên tuyếnkế, nhiên, tính đường góp toán phần xửtchorục lý ô nhiễmchínhtuyến nguồn đườngcủa thải khu phân trục tánđô và chính chống của khu đô 
 2.1. Nguyên lý thoát nước bền vững
 ngập úng [2]. 
thị Kỳ Đồng, Hà Tĩnh.thị Kỳ Đồng,Hệ Hà thống Tĩnh. SuDs vận dụng triệt để các nguyên
 lý và chức năng của hệ sinh thái tự nhiên, thay vì
2. Cơ sở lý thuyết2. thoát Cơ sở nước đẩy/thoátlý thuyết theo thật nhanhhướng thoát nước nướcbền mưa ra vững khỏitheo đường hướng phố bền vững 
 bằng các hệ thống kênh hở hoặc cống ngầm thì
2.1. NguyênSuDs lý làm thoát chậm lại nước quá trình bền nêu vững trên thông qua
2.1. Nguyên lý thoát nước bềnkhả năngvững lưu giữ tạm thời và thấm ngấm bổ cập
 nước ngầm (Hình 2). Nhờ đó, thay vì coi nước mưa
Hệ thống SuDs vậnHệ dụng làthống nguồn triệt nước SuDs để thải các cầnvận đầu nguyên dụng tư hệ thống triệt lý thoát và để quychức các nguyên năng của lý hệvà sinhchức thái năng tự của nhiên, hệ sinhthay thái vì tự nhiên, thay vì 
đẩy/thoát thật nhanhđẩy/thoát nước mô,mưa thật SuDs ranhanh cố k gắnghỏi nước đưađường nước mưa mưa phố phục ra bằng vụkhỏi lại tựcác đường hệ thống phố bằng kênh các hở hệhoặc thống cống kên ngầmh hở thìhoặc cống ngầm thì 
 nhiên, cộng đồng: bổ cập nguồn nước ngầm,Hình nuôi 1. Triết lý của hệ thống tiêu thoát nước đô thị bền vững - SuDs [2] 
 dưỡng hệ thực vật, hài hòa cảnh quan thiên nhiên, Hình 2. Triết lý của hệ thống tiêu thoát nước đô
SuDs làm chậm lạiSuDs quá làmtrình chậm nêu trênlại quáthông trình qua nêu khả trên năng thông lưu quagiữ khảtạmthị bền năngthời vững - và SuDslưu thấm [2giữ] tạmngấm thời bổ vàcập thấm ngấm bổ cập 
 góp phần xử lý ô nhiễm nguồn thải phân tán và 2 
nước ngầm. Nhờ đó,nước thay ngầm. vìchống coi Nhờ ngập nước úng đó, [2 ]. mưathay làvì nguồncoi nước nước mưa thải là cầnnguồn đầu nước tư hệ thải thống cần thoát đầu tưquy hệ mô, thống thoát quy mô, 
 Hình 3 cho thấy trước khi đô thị hóa hoặc đất chưa xây dựng tốc độ dòng chảy (đường nét mờ)
SuDs cố gắng đưa SuDsnước cốmưa thấpgắn phục hơng đưa so vụ với nước việclại khôngtự mưa nhiên, kiểm phục soát cộng được vụ tốcđồnglại độ tự dòng: nhiên,bổ chảy cập sau cộng nguồn khi đô đồng thị nước hóa: (đườngbổ ngầm, cập nét đậm).nguồn nuôi dưỡngnước ngầm, nuôi dưỡng 
hệ thực vật, hài hòahệ cảnhthực quanvật,Đỉnh biểuhài thiên đồ hòa dòng nhiên, cảnh chảy sau quangóp khi đô phần thịthiên hóa làxử caonhiên, lý hơn ô nhiều gópnhiễm và đếnphần sớmnguồn hơnxử nhiều lýthải ô so vớinhiễmphân trước khitán nguồn đô và chống thải phân tán và chống 
ngập úng [2]. ngập úng [2]. 74
Hình 1. Triết lý củaHình hệ thống 1. Triết tiêu lý thcủaoát h nướcệ thống đô tthịiêu bềnthoát vững nước - SuDsđô thị [2] bền vững - SuDs [2] 
 2 2 
 Hình 2 cho thấy trước khi đô thị hóa hoặc đất chưa xây dựng tốc độ dòng chảy (đường nét mờ) 
thấp hơn so với việc không kiểm soát được tốc độ dòng chảy sau khi đô thị hóa (đường nét 
 Phương, N. V. và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
đậm). Đỉnh biểu đồ dòng chảy sau khi đô thị hóa là cao hơn nhiều và đến sớm hơn nhiều so với 
trướcthị hóa. khi SuDs đô thị có hóa. thể kiểmSuDs soátcó thể tốc kiểm độ dòng soát chảytốc độ (đường dòng nétchảy đứt) (đường sau khi nét đô đứt thị) sau hóa khi về mứcđô thị trước hóa đôvề 
mứcthị hóa. trước đô thị hóa. 
 HìnhHình 3. 2 Biều. Biều đồ dòngđồ dòng chảy chảy [3] [3] 
2.2. Các giải pháp thiết kế thoát nước bền vững 
2.2.1. Các giải pháp tổng thể thoát nước bền vững 
2.2. CácCác giảigiải pháppháp thiếtkỹ thuật kế thoát thoát nước nước bền bền vững vững rất đa dạng, tùy thuộc vào quy mô, mức độ phức 
tạpa. Cáccủa giảivùng pháp thoát tổng nước thể mưa thoát chúng nước ta bền sẽ vữnglựa chọn các giải pháp phù hợp. Bảng 1 dưới đây tổng hợp 
về tính thích hợp và hiệu quả của các giải pháp SuDs. 
 Các giải pháp kỹ thuậtBảng thoát 1 nước. Các bền giải vững pháp rất SuDs đa dạng, và khả tùy năng thuộc áp vàodụng quy [2] mô, mức độ phức tạp
của vùng thoát nước mưa chúng ta sẽ lựa chọn các giải phápKhả phù năng hợp. áp Bảng dụng1 dưới đây tổng hợp về
tínhSTT thích hợpGiải và hiệupháp quả SuDs của các giảiMật pháp độ SuDs.xây Đường phố và Mật độ xây 
 Khu dân cư 
 dựng thấp xa lộ dựng cao 
 Bảng 1. Các giải pháp SuDs và khả năng áp dụng [2]
 1 Mương thấm lọc thực vật 
 2 Trũng lưu giữ nước 
 Khả năng áp dụng
 STT3 Lớp Giảilọc cát pháp bề SuDsmặt 
 4 Lớp lọc cát ngầm Mật độ xây dựng Đườngphố Mật độ xây 
 Khu dân cư
 5 Kênh thực vật thấp và xa lộ dựng cao 
 6 Chắn lọc sinh vật 
 1 Mương thấm lọc thực vật ⊗
 7 Đất ngập nước 
 2 Trũng lưu giữ nước ⊗ ###⊗ ⊗
 8 Bể lọc sinh học 
 3 Lớp lọc cát bề mặt #⊗
 9 Kho chứa nước mưa 
 4 Lớp lọc cát ngầm ##⊗
 10 Bề mặt thấm 
 5 Kênh thực vật ⊗ ⊗
Ghi chú: #
 6 Chắn lọc sinh vật # #
 Rất thích hợp 
 7 Đất ngập nước ####⊗ ⊗
 Tùy thuộc vào điều kiện mặt bằng cụ thể 
 8 Bể lọc sinh học ##⊗ ⊗ ⊗
 Rất ít sử dụng 
 9 Kho chứa nước mưa #
2.2.2. Một số giải pháp thiết kế thoát nước đô thị bền vững trên đường phố 
 10 Bề mặt thấm ####⊗
 Rất thích hợp; ⊗ Tùy thuộc vào điều kiện mặt bằng cụ thể; Rất### ít sử dụng. 3 
 #
 75
a. Giải pháp thiết kế tầng mặt thấm nước 
 Phương, N. V. và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
Tổ hợp kết cấu thông thường gồm có các bộ phận chính là tầng mặt bằng vật liệu thấm, tầng 
 b. Một số giải pháp thiết kế thoát nước đô thị bền vững trên đường phố
móng bằng vật liệu ổn định và acó. Giải độ rỗng pháp cao thiết để kế lưu tầng trữ mặtnước. thấm Ngoài nước ra, để tăng cường khả năng 
thoát nước của đường, đồng thời giữ- Giải cho phápbề mặt thiết không kế tầng bị úng mặt thấmnước, nước: tổ hợp kết cấu kết hợp với hệ 
 Tổ hợp kết cấu thông thường gồm có các bộ phận chính là tầng mặt bằng vật liệu thấm, tầng 
thống cống ngầm thoát tràn. Ống thoátTổ nước hợp kếtchảy cấu tràn thông được thường đục gồmlỗ để có dẫn các nước bộ phận về các chính kho là tầngchứa mặt bằng vật liệu thấm, tầng móng
 móng bằng vật liệu ổn định và có độ rỗng cao để lưu trữ nước. Ngoài ra, để tăng cường khả năng 
nước kế tiếp hoặc vị trí thoát nước bằngmưa vậttruyền liệu thống ổn định qua và cócác độ cống rỗng thoát cao đểnước lưu trong trữ nước. điều Ngoài kiện ra,kho để tăng cường khả năng thoát nước
 thoátcủa nước đường, của đồng đường, thời đồng giữ cho thời bề giữ mặt cho không bề mặt bị úng không nước, bị tổ úng hợp nước, kết cấu tổ kết hợp hợp kết với cấu hệ kết thống hợp cống với hệ 
chứa nước đầu tiên bị quá tải do mưa lớn tránh trường hợp lớp mặt bị ngập nước (xem hình 4) 
 thốngngầm cống thoát ngầm tràn. thoát Ốngthoát tràn. nước Ống chảy thoát tràn nước được chảy đục lỗtràn để dẫnđược nước đục về lỗ các để kho dẫn chứa nước nước về kế các tiếp kho hoặc chứa 
 nướcvị tríkế thoáttiếp hoặc nước mưavị trí truyền thoát thốngnước quamưa các truyền cống thoátthống nước qua trongcác cống điều kiệnthoát kho nước chứa trong nước điều đầu tiênkiện bị kho 
 quá tải do mưa lớn tránh trường hợp lớp mặt bị ngập nước (Hình 4).
 chứa nước đầu tiên bị quá tải do mưa lớn tránh trường hợp lớp mặt bị ngập nước (xem hình 4) 
1- Mặt đường thoát nước; 2- Lớp móng trên chứa nước; 3- Vải địa kỹ thuật; 
4- Lớp móng dưới chứa nước; 5- Vải địa kỹ thuật hoặc Vật liệu cách nước (nếu cần thiết); 6- Nền 
 đất;1 7 -- Mặt Ống đường thoát thoát nướ nước;c chả 2y -tràn. Lớp  ... ưa thiết kế 1:10 năm hoặc 1:30 năm, thông thường định rõ rằng việc tháo cạn 1/2 lượng nước lưu trữ
trong hệ thống xảy ra trong vòng 24 giờ. Nếu các tổ hợp được thiết kế để thâm nhập vào các trận mưa
thiết kế lớn hơn 1:30 năm, nếu việc tháo cạn 1/2 lượng nước lưu trữ trong hệ thống xảy ra trong vòng
24 giờ có thể dẫn đến yêu cầu kích thước hệ thống rất lớn và với sự đồng ý của cơ quan phê duyệt hệ
thống thoát nước, có thể cho phép thời gian thích hợp trong vòng 12 giờ.
 Trường hợp tháo cạn 1/2 lượng nước lưu trữ trong hệ thống được tìm thấy quá dài, có thể yêu cầu
thêm dung tích lưu trữ của hệ thống.
 - Thời gian tháo cạn 1/2 lượng nước lưu trữ trong hệ thống bề mặt thấm là:
 nh
 T = max (7)
 1/2 2q0
 Nếu thời gian để tháo cạn 1/2 lượng nước lưu trữ trong hệ thống được quy định là dưới 24 giờ và
q0 được tính bằng m/giờ thì hệ số thấm được chấp nhận khi:
 nh
 q0 ≥ max (8)
 48
 - Thời gian để tháo cạn 1/2 lượng nước lưu trữ trong hệ thống thấm 3 chiều.
  
 h Ab
 nAb  max + P 
 T1/2 = loge   (9)
 q0P  hmax Ab 
 2 + P
 Nếu thời gian tháo cạn 1/2 lượng nước lưu trữ trong hệ thống được quy định là ít hơn 24 giờ và q0
được tính bằng m/giờ, thì hệ số thấm được chấp nhận được khi:
  
 h Ab
 0 nAb  max + P 
 q > loge   (10)
 24P  hmax Ab 
 2 + P
3. Đề xuất một số giải pháp thoát nước theo hướng bền vững trên đường trục chính của khu đô
 thị mới Kỳ Đồng, huyện Kỳ Anh, tỉnh Hà Tĩnh
 Đô thị Kỳ Đồng được UBND tỉnh Hà Tĩnh phê duyệt Đồ án quy hoạch phân khu (tỷ lệ 1/2.000,
Hình 12) tại Quyết định số 4256/QĐ-UBND ngày 05/11/2015, với mục tiêu xây dựng đô thị mới Kỳ
Đồng thành đô thị đạt tiêu chuẩn loại III, có kết cấu hạ tầng kỹ thuật, hạ tầng xã hội đồng bộ để đáp
ứng chức năng đô thị trung tâm huyện Kỳ Anh.
 Hiện tại, Kỳ Đồng là một xã nằm ở phía Đông Bắc huyện Kỳ Anh, tỉnh Hà Tĩnh. Hà Tĩnh nằm
trong khu vực nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, mưa nhiều. Ngoài ra, Hà Tĩnh còn chịu ảnh hưởng của khí
hậu chuyển tiếp giữa miền Bắc và miền Nam, với đặc trưng khí hậu nhiệt đới điển hình của miền Nam
và có một mùa đông giá lạnh của miền Bắc; nên thời tiết, khí hậu rất khắc nghiệt. Hàng năm, Hà Tĩnh
có hai mùa rõ rệt:
 - Từ tháng 4 đến tháng 10, đây là mùa nắng gắt, khô hạn kéo dài kèm theo nhiều đợt gió phơn Tây
Nam (gió Lào) khô nóng, nhiệt độ có thể lên tới hơn 40◦C, khoảng cuối tháng 7 đến tháng 10 thường
 81
 nh
 q ' ³ max (8) 
 48
* Thời gian để tháo cạn 1/2 lượng nước lưu trữ trong hệ thống thấm 3 chiều. 
 éùA
 h b
 nA êúmax +
 T = b log P (9) 
 1/2 e êúhA
 qP' êúmax + b
 ëû2 P
Nếu thời gian tháo cạn 1/2 lượng nước lưu trữ trong hệ thống được quy định là ít hơn 24 giờ 
và q' được tính bằng m/giờ, thì hệ số thấm được chấp nhận được khi: 
 éùA
 h b
 nA êúmax +
 q '> b log P (10) 
 e êúhA
 24P êúmax + b
 ëû2 P
3. Đề xuất một số giải pháp thoát nước theo hướng bền vững trên đường trục chính của khu 
đô thị mới kỳ đồng, huyện Kỳ Anh, tỉnh Hà Tĩnh 
Đô thị Kỳ Đồng được UBND tỉnh Hà Tĩnh phê duyệt Đồ án quy hoạch phân khu (tỷ lệ 
1/2.000) tại Quyết định số 4256/QĐ-UBND ngày 05/11/2015, với mục tiêu xây dựng đô thị mới Kỳ 
Đồng thành đô thị đạt tiêu chuẩn loại III, có kết cấu hạ tầng kỹ thuật, hạ tầng xã hội đồng bộ để đáp 
ứng chức năng đô thị trung tâm huyệnPhương, Kỳ N. V. Anh. và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
 Hình 11Hình. Định 12. Địnhhướng hướng quy quy hoạchhoạch đô thịđô Kỳ thị Đồng Kỳ [7 ]Đồng [7] 
Hiện tại, Kỳ Đồng là một xã nằm ở phía Đông Bắc huyện Kỳ Anh, tỉnh Hà Tĩnh. Hà Tĩnh nằm 
trong khu vực cónhiệt nhiều đới đợt gió bão kèmmùa theo nóng mưa ẩm, lớn gây mưa ngập nhiều. úng nhiều Ngoài nơi, lượng ra, Hà mưa Tĩnh trung bìnhcòn làchịu 2800 ảnh - 3000 hưởng của 
 mm/năm, có năm lên tới 4400 mm, lượng mưa lớn nhất 500 mm/ngày đêm.
khí hậu chuyển tiếp- Từ giữa tháng miền 11 đến Bắc tháng và 3 nămmiền sau, Nam, mùa này với chủ đặc yếu trưng có gió mùakhí Đônghậu nhiệt Bắc kéo đới theo điển gió lạnh hình và của miền 
 ◦
Nam và có mộtmưa mùa phùn, đông nhiệt giá độ có lạnh thể xuống của miền tới 7 C .Bắc; nên thời tiết, khí hậu rất khắc nghiệt. Hàng năm, 
Hà Tĩnh có hai 3.1.mùa Tính rõ toánrệt: và đề xuất giải pháp thoát nước bền vững cho đường trục chính
- Từ tháng 4Tuyến đến đườngtháng trục 10, chính đây đô là thị mùa của khunắng trung gắt, tâm khô đô thị hạn Kỳ Đồngkéo dài có chiều kèm dài theoL = 5000nhiềum, đợt quy gió phơn 
 mô mặt cắt ngang có Bnền = 70 m, cụ thể: Mặt đường: 15,0 × 2 = 30,0 m; Giải phân cách giữa: 16,0
Tây Nam (gió m;Lào) Hè đường:khô nóng, 12,0 × 2nhiệt = 24,0 độ m; có Tuyến thể đường lên trụctới chínhhơn của40°C, khu đôkhoảng thị thường cuối có lưutháng lượng 7 xe, đến tải tháng 10 
thường có nhiềutrọng đợt xe bão lớn, dokèm vậy theo khó áp mưa dụng lớn giải gây pháp ngập mặt đường úng thấm nhiều nước. nơi, Bài lượng báo sẽ đề mưa xuất trung các giải bình pháp là 2800 - 
 thoát nước bền vững tại vỉa hè, hố trồng cây, dải phân cách giữa của tuyến đường trục chính này. Theo
3000 mm/năm,[ 8có], cườngnăm độlên mưa tới theo 4400 thể tíchmm, trong lượng thời gian mưat (giờ) lớn tại nhất khu vực500 Hà mm/ngày Tĩnh là: đêm. 
- Từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau,A(1 mùa+ C lgnàyP) chủ3430 yếu có gió mùa Đông Bắc kéo theo gió lạnh 
 c = = (l/s.ha) (11)
và mưa phùn, nhiệt độ có thể xuống tới 7°C(t + b)n (t + 20)0,69
3.1. Tính toán vàtrong đề đó xuấtC là cườnggiải pháp độ mưa thoát (l/s.ha); nướcP là chubền kỳ vững lặp lại cho trận mưađường tính toán,trục chọn chínhP = 1 năm; t là thời
 gian mưa (phút); A, C, b, n là các hằng số khí hậu phụ thuộc vào điều kiện mưa của địa phương, nội
 suy theo phụ lục B của [8], có: A = 3430; C = 0,55; b = 20; n = 0,69. Cường độ mưa theo lớp nước:
 1,2348
 i = 0,00036 × c = (m/giờ). 10 
 (t + 20)0,69
 a. Vỉa hè
 Đề xuất kết cấu vỉa hè: 80 mm viên bê tông thấm (lớp kết cấu mặt thấm nước); 150 mm lớp đệm
 bằng đá dăm 0,5 × 1; 300 mm móng dưới cốt liệu thô bằng đá 4 × 6 có độ rỗng thường là n = 0,3
 (kho giữ nước). Do không có đủ các thử nghiệm để phân tích thống kê nên để an toàn lấy hệ số thấm
 thấp nhất q = 7,3 × 106 (m/s) [3] để sử dụng cho thiết kế. Vỉa hè được thiết kế bề mặt là các viên bê
 tông thấm, thoát nước, do vậy tỉ lệ diện tích bề mặt thoát nước trên bề mặt thấm R = 1. Việc tính toán
 và kiểm tra thời gian tháo cạn của vỉa hè sử dụng phương pháp thiết kế thấm cho hệ thống thấm mặt
 (Bảng4).
 Vậy hmax đạt giá trị lớn nhất là 0,155 m trong thời gian cơn mưa thiết kế 2 giờ. Chiều sâu lớp
 móng dưới là 300 mm đảm bảo yêu cầu thiết kế. Thời gian tháo cạn 1/2 lượng nước lưu trữ trong hệ
 thống = 1,329 giờ < 24 giờ do đó chấp nhận được. Trên toàn tuyến đường dài 5000 m lượng nước tối
 82
 Phương, N. V. và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
 Bảng 4. Tính hmax cho D từ 15 phút đến 24 giờ
 0
 TT D (h) q (m/s) F q (m/h) n i (m/h) hmax (m) T1/2 (giờ)
 1 0,25 7,3E-06 1,5 0,018 0,3 0,10622 0,074 0,633
 2 0,50 7,3E-06 1,5 0,018 0,3 0,08304 0,109 0,935
 3 0,75 7,3E-06 1,5 0,018 0,3 0,06929 0,129 1,108
 4 1 7,3E-06 1,5 0,018 0,3 0,06004 0,142 1,214
 5 2 7,3E-06 1,5 0,018 0,3 0,04081 0,155 1,329
 6 6 7,3E-06 1,5 0,018 0,3 0,02049 0,059 0,509
 7 24 7,3E-06 1,5 0,018 0,3 0,00809 - -
 3
đa mà nó có thể lưu trữ trong vỉa hè là: V1 = b × L × h × n = 2 × 12 × 5000 × 0,3 × 0,3 = 10800 (m ),
trong đó b, L, h lần lượt là chiều rộng, chiều dài, chiều sâu của kho chứa nước; n là độ rỗng lấp đầy
của vật liệu sử dụng làm kho chứa nước.
b. Dải trồng cây
 Lựa chọn kích thước và đặc tính của dải trồng cây: Kích thước sơ bộ dải trồng cây là 2 m × 6 m ×
1,5 m. Kho chứa nước bên dưới có chiều dày 0,7 (m) bằng đá 4 × 6. Mỗi dải trồng cây được thiết kế
cho một khu vực 6 m × 6 m bề mặt. Dải trồng cây sẽ có một chỗ trũng trên bề mặt, nơi nước sẽ được
tạm thời lưu trữ trước khi chảy xuống kho chứa nước phía dưới. Lựa chọn chiều sâu của chỗ trũng là
0,3 m. Do kho chứa nước nằm cách mặt đất bởi lớp đất trồng cây, nên sẽ bố trí hệ thống thoát tràn để
nước mưa có thể chảy trực tiếp xuống kho chứa nước ở phía dưới. Việc tính toán và kiểm tra thời gian
tháo cạn của dải trồng cây sử dụng phương pháp thiết kế thấm cho hệ thống thấm 3 chiều (Bảng 5).
 Bảng 5. Tính hmax cho D từ 15 phút đến 24 giờ
 0 2 2
TT D (h) q (m/s) F q (m/h) n i (m/h) Ab (m ) P (m) AD (m ) a b hmax T1/2 (h)
 1 0,25 7,3E-06 1,5 0,018 0,3 0,106 12 16 36 −12,891 0,078 0,25 1,71
 2 0,50 7,3E-06 1,5 0,018 0,3 0,083 12 16 36 −9,915 0,078 0,38 2,36
 3 0,75 7,3E-06 1,5 0,018 0,3 0,069 12 16 36 −8,149 0,078 0,46 2,72
 4 1 7,3E-06 1,5 0,018 0,3 0,060 12 16 36 −6,961 0,078 0,52 2,95
 5 2 7,3E-06 1,5 0,018 0,3 0,041 12 16 36 −4,491 0,078 0,65 3,38
 6 6 7,3E-06 1,5 0,018 0,3 0,020 12 16 36 −1,881 0,078 0,70 3,55
 7 24 7,3E-06 1,5 0,018 0,3 0,008 12 16 36 −0,290 0,078 0,24 1,69
 Giá trị lớn nhất hmax là 0,7 m, xảy ra trong một trận mưa kéo dài 6 giờ. Vậy kích thước đề xuất
của kho chứa nước đảm bảo. T1/2 = 3,55 giờ < 24 giờ nên có thể chấp nhận được. Ta có toàn tuyến
đường có thể bố trí 690 dải trồng cây với kích thước như trên, do đó hệ thống này có thể lưu trữ được
 3
khối lượng nước tối đa là: V2 = 690 × (2 × 6 × 0,7 × 0,3) = 1739 (m ).
c. Dải phân cách
 Thay thế giải pháp thiết kế dải phân cách thông thường bằng giải pháp dải trồng cây thu nước
(Hình 13).
 Lựa chọn kết cấu sơ bộ cho L (m) dải trồng cây:
 - 50 mm lớp đá dăm 0,5 × 1 (là lớp lọc, bỏ qua khả năng lưu trữ nước của lớp này).
 - Kho chứa nước bằng đá 4 × 6 có độ rỗng thường là n = 0,3, kích thước 8 (m) × 1,5 (m) × L (m).
 83
 Phương, N. V. và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
 HìnhHình 13.13. MặtMặt cắt cắt ngang ngang giải giải phân phân cách thiếtcách kế thiết kế 
 Lựa chọn kết cấu sơ bộ cho L (m) dải trồng cây: 
 - 50- Mỗi mm dải lớp phân đá dăm cách 0,5x1 sẽ có một(là lớp chỗ lọc, trũng bỏ trên qua bề khả mặt năng nơi nước lưu trữ sẽ được nước tạm của thời lớp lưu này). trữ trước khi
 chảy- Kho xuống chứa kho nước chứa bằng nước đá phía 4x6 dưới. có độ Lựa rỗng chọn thường chiều sâulà n=0,3, lớn nhất kích của thước chỗ trũng 8 (m) trên x dải1,5 phân(m) x cách L (m). 
 là- 0,3 Mỗi m. dải phân cách sẽ có một chỗ trũng trên bề mặt nơi nước sẽ được tạm thời lưu trữ trước 
khi chảyViệc xuống tính kho toán chứa và kiểm nước tra thờiphía gian dưới. tháo Lựa cạn chọn của dải chiều trồng sâu cây lớn sử dụngnhất phươngcủa chỗ pháp trũng thiết trên kế thấmdải phân 
 cho hệ thống thấm 3 chiều (Bảng 6).
cách là 0,3 (m). 
 Việc tính toán và kiểmBảng 6.tra Tính thờihmax giancho tháoL = 100 cạnm của cho dảiD từ trồng 15 phút cây đến sử 24 dụng giờ phương pháp thiết kế 
thấm cho hệ thống thấm 3 chiều0 (chi tiết xem bảng 6).2 2
 TT D (h) q (m/s) F q (m/h) n i (m/h) Ab (m ) P (m) AD (m ) a b hmax T1/2 (h)
 1 0,25 7,3E-06Bảng 1,5 6 0,018. Tính 0,3hmax 0,106cho L= 100 800 m cho 216 D từ 3100 15 phút−83 ,305đến 24 0,016 giờ. 0,33 2,63
 2 0,5 7,3E-06 1,5 0,018 0,3 0,083 800 216 3100 −64,323 0,016 0,51 3,92
 D q' A P AD T1/2 
TT i (m/h) b a b hmax 
 3(h) 0,75q (m/s) 7,3E-06 F 1,5(m/h) 0,018 0,3n 0,069 800(m2) 216(m) 3100(m2) −53,059 0,016 0,62 4,74 (h) 
 −
 1 0,254 17,3E- 7,3E-0606 1,5 1,5 0,018 0,018 0,30,3 0,0600,106 800800 216216 31003100 45-83,305,482 0,0160,016 0,71 0,33 5,33 2,63 
 5 2 7,3E-06 1,5 0,018 0,3 0,041 800 216 3100 −29,727 0,016 0,92 6,66
 2 0,56 67,3E- 7,3E-0606 1,5 1,5 0,018 0,018 0,30,3 0,0200,083 800800 216216 31003100 −13-64,323,081 0,0160,016 1,18 0,51 8,17 3,92 
 3 0,75724 7,3E- 7,3E-0606 1,5 1,5 0,018 0,018 0,30,3 0,0080,069 800800 216216 31003100 −-53,0592,927 0,0160,016 0,92 0,62 6,66 4,74 
 4 1 7,3E-06 1,5 0,018 0,3 0,060 800 216 3100 -45,482 0,016 0,71 5,33 
 5 2 Giá7,3E trị lớn-06 nhất 1,5hmax là0,018 1,18 m,0,3 xảy ra0,041 trong một800 trận 216 mưa kéo3100 dài 6- giờ.29,727 Tương 0,016 tự tính toán0,92 với 6,66 
 6 L =6 3007,3Em, 500-06 m, 7001,5 m0,018 và 1000 m,0,3 nhận 0,020 thấyrằng, 800hmax 216cógiá 3100 trị thay - đổi13,081 không đáng0,016 kể với1,18 chiều 8,17 
 dài dải phân cách L từ 100 đến 1000 m và giá trị lớn nhất là 1,18 m xảy ra trong một trận mưa kéo
 7 24 7,3E-06 1,5 0,018 0,3 0,008 800 216 3100 -2,927 0,016 0,92 6,66 
 dài 6 giờ. Vậy kích thước lựa chọn đảm bảo yêu cầu thiết kế. T1/2 = 8,17 giờ < 24 giờ nên có thể chấp
 nhậnGiá được. trị lớn Trên nhất toàn hmax tuyến là 1,1 đường8 m, dài xảy 5000 ra trong m lượng một nước trận tốimưa đa kéo mà nódài có 6 thểgiờ. lưu trữ trong dải phân
 3
 cáchTương là: V 3tự= tính5000 toán× 8 ×với1, 5L=× 0300m,,3 = 18000 500m, (m 700m). và 1000m, nhận thấy rằng, hmax có giá trị thay 
đổi không đáng kể với chiều dài dải phân cách L từ 100 đến 1000 (m) và giá trị lớn nhất là 1,18m 
xảy ra trong một trận mưa kéo dài 6 giờ. Vậy kích thước lựa chọn đảm bảo yêu cầu thiết kế. 
 T1/2= 8.17 giờ < 24 giờ nên có thể chấp nhận được. 
Trên toàn tuyến đường dài 5000m lượng nước tối đa mà nó có thể lưu trữ trong dải phân cách là: 
 3
 V3= 5000x8x1,5x0,3=84 18000 (m ) 
4. Kết luận 
 13 
 Phương, N. V. và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
4. Kết luận
 Xuất phát từ thực trạng ngập úng đường phố trong đô thị trong khi mực nước ngầm ngày càng hạ
thấp cũng như sự đơn điệu cảnh quan, bức xạ nhiệt do bê tông hóa, giải pháp thoát nước bền vững
(SuDs) áp dụng cho đường phố được xem là hướng đi giải quyết được bài toán đó, phù hợp với định
hướng đô thị xanh, bền vững. Bài báo đã trình bày tổng quan các giải pháp SuDs có thể áp dụng cho
đường phố ở Việt Nam. Với thiết kế giả định ở khu đô thị Kỳ Đồng, tuy chỉ mới áp dụng các giải
pháp thoát nước bền vững cho vỉa hè, hố trồng cây và dải phân cách của một đoạn đường trục chính
 3
(Bnền = 70 m) dài 5 km, chúng ta có thể lưu giữ (tối đa) được hơn 30.000 m nước, với kích thước của
kho chứa này, tuyến đường có thể chịu được trận mưa kéo dài hơn 2 giờ với cường độ mưa 120 l/s.ha
mà không bị đọng nước trên đường. Như vậy từ kinh nghiệm quốc tế cũng như kết quả tính nêu trên
cho thấy việc áp dụng các giải pháp thoát nước bền vững cho đường phố là hoàn toàn khả thi và hết
sức cần thiết.
Tài liệu tham khảo
[1] Bộ Xây dựng (2009). Hiện trạng thoát nước tại các đô thị.
[2] Cảnh, Đ. (2007). Nghiên cứu ứng dụng Kỹ thuật sinh thái (ecological engineering) xây dựng hệ thống tiêu
 thoát nước đô thị bền vững (SuDs), góp phần phòng chống ngập úng, lún sụt và ô nhiễm ở Tp. Hồ Chí
 Minh. Đề tài NCKH cấp Thành phố.
[3] CIRIA (2015). The SuDs manual (C753).
[4] ACI Committee 522. ACI 552R-05: Pervious concrete.
[5] Minh, P. Q., cs. (2016-2020). Nghiên cứu chế tạo, ứng dụng bê tông rỗng thoát nước nhanh và kết cấu rỗng
 thu chứa nước trong công trình hạ tầng kỹ thuật nhằm giảm thiểu úng ngập khi mưa, điều tiết nước trong
 đô thị thích ứng với biến đổi khí hậu. Đề tài Nghiên cứu ứng dụng và phát triển công nghệ cấp Quốc gia.
 Mã số: BĐKH 07/16-20.
[6] www.pinterest.com.
[7] Hải, P. T. (2018). Nghiên cứu giải pháp thiết kế thoát nước mưa theo hướng bền vững trên đường phố, áp
 dụng cho khu đô thị mới Kỳ Đồng, huyện Kỳ Anh, Hà Tĩnh. Luận văn cao học, trường Đại học Xây dựng.
[8] TCVN 7957:2008. Thoát nước - Mạng lưới và công trình bên ngoài - Tiêu chuẩn thiết kế.
 85