Luận án Nghiên cứu đề xuất giải pháp quản lý mạng lưới thoát nước đô thị trung tâm Thành phố Hải Phòng

i \ BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI PHẠM VĂN VƯỢNG NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC ĐÔ THỊ TRUNG TÂM THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ QUẢN LÝ ĐÔ THỊ VÀ CÔNG TRÌNH Hà Nội, 2022 ii BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI PHẠM VĂN VƯỢNG NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC ĐÔ THỊ TRUNG TÂM THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG Chuyên ngành: Quản lý Đô thị và Công trình Mã số: 9580106 Người hướng dẫn khoa học: 1. GS.TSKH. Trần Hữu Uyển 2. PGS.TS. Vũ Văn Hiểu Hà Nội, 2022 i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tác giả xin tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến GS.TSKH. Trần Hữu Uyển, PGS.TS. Vũ Văn Hiểu đã truyền thụ những kinh nghiệm, tận tình hướng dẫn, động viên và khích lệ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án này. Xin chân thành cảm ơn các nhà khoa học, các chuyên gia đầu ngành đã tận tình góp ý, chỉ bảo trong thời gian nghiên cứu. Xin chân thành cảm ơn Quý thầy cô trong Khoa Sau đại học, Bộ môn Quản lý đô thị và công trình cũng như các Khoa, Phòng, Ban và các bộ môn khác của Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội đã tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập tại trường. Cuối cùng, tôi xin gửi lời chân thành cảm ơn sâu sắc đến Viện KHCN xây dựng, gia đình, người thân, đồng nghiệp đã luôn hỗ trợ, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận án này. Tác giả luận án ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, luận án Tiến sĩ với đề tài: “Nghiên cứu đề xuất giải pháp quản lý mạng lưới thoát nước đô thị trung tâm thành phố Hải Phòng” là công trình khoa học do tôi nghiên cứu và đề xuất. Các kết quả nghiên cứu nêu trong luận án chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu khoa học nào khác. Tác giả luận án Phạm Văn Vượng iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................ i LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................... ii MỤC LỤC ................................................................................................................... iii DANH MỤC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ...................................................... vii DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ............................................................................... ix DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ................................................................................ x MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC ĐÔ THỊ TRÊN THẾ GIỚI, VIỆT NAM VÀ ĐÔ THỊ TRUNG TÂM THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG .......................................................................................................... 8 1.1 Tổng quan về quản lý MLTN trên thế giới và Việt Nam .............................. 8 1.1.1 Tổng quan về quản lý MLTN trên thế giới ................................................. 8 1.1.2 Tổng quan về quản lý MLTN tại Việt Nam ............................................. 14 1.1.3 Tổng quan QLNN MLTN tại Việt Nam ................................................... 20 1.2 Hiện trạng MLTN khu vực đô thị trung tâm thành phố Hải Phòng ............. 24 1.2.1 Giới thiệu chung về khu vực nghiên cứu .................................................. 24 1.2.2 Hiện trạng MLTN đô thị thành phố Hải Phòng ........................................ 29 1.2.3 Hiện trạng MLTN khu vực đô thị trung tâm thành phố Hải Phòng ......... 30 1.2.4 Hiện trạng quản lý MLTN Tp Hải Phòng bằng công nghệ thông tin ....... 34 1.2.5 Nhận xét, đánh giá về hiện trạng quản lý MLTN thành phố Hải Phòng .. 37 1.3 Thực trạng QLNN MLTN đô thị trung tâm thành phố Hải Phòng .............. 38 1.3.1 Thực trạng về cơ cấu tổ chức quản lý thoát nước đô thị trung tâm thành phố Hải Phòng ..................................................................................................... 38 iv 1.3.2 Thực trạng cơ cấu tổ chức, hoạt động kinh doanh của Công ty TNHH MTV thoát nước Hải Phòng ................................................................................ 41 1.3.3 Thực trạng cơ chế chính sách quản lý thoát nước đô thị trung tâm thành phố Hải Phòng ..................................................................................................... 43 1.3.4 Nhận xét, đánh giá về thực trạng QLNN MLTN đô thị trung tâm thành phố Hải Phòng ..................................................................................................... 44 1.4 Các công trình nghiên cứu có nội dung liên quan đã và đang thực hiện ..... 44 1.4.1 Các công trình đã và đang nghiên cứu trên thế giới ................................. 44 1.4.2 Các công trình đã và đang nghiên cứu tại Việt Nam ................................ 46 1.5 Những vấn đề cần đặt ra và nghiên cứu trong luận án ................................. 48 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ KHOA HỌC ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC ĐÔ THỊ ................................................................................. 50 2.1. Cơ sở pháp lý quản lý nhà nước MLTN đô thị ............................................ 50 2.1.1. Các luật, nghị định, thông tư và các quyết định có liên quan ...................... 50 2.1.2. Các Quy chuẩn, tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành ......................................... 51 2.1.3. Định hướng quản lý thoát nước thành phố Hải Phòng đến năm 2030 và tầm nhìn đến năm 2050 .................................................................................................. 52 2.2. Cơ sở lý luận quản lý MLTN đô thị ............................................................. 58 2.2.1. Các loại hình dạng cấu trúc MLTN đô thị ................................................... 58 2.2.2. Các yêu cầu đối với công trình và thiết bị trên MLTN đô thị ...................... 65 2.2.3. Cơ sở lý luận xây dựng mô hình HTTT quản lý sự cố MLTN đô thị .......... 68 2.2.4. Phương pháp đánh giá mô hình quản lý MLTN .......................................... 79 2.2.5. Các mô hình cơ cấu tổ chức quản lý và các nhân tố quyết định cơ cấu tổ chức QLNN MLTN ................................................................................................ 80 2.2.6. Các yếu tố ảnh hưởng tới quản lý MLTN đô thị trung tâm TP. Hải Phòng. 81 2.3. Những bài học kinh nghiệm về quản lý mạng lưới thoát nước .................... 82 2.3.1. Kinh nghiệm quản lý MLTN trên thế giới ................................................... 82 2.3.2. Kinh nghiệm tại Việt Nam về quản lý MLTN đô thị ................................... 86 v CHƯƠNG 3. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC ĐÔ THỊ TRUNG TÂM THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG ............................................... 98 3.1. Quan điểm và nguyên tắc trong quản lý MLTN đô thị trung tâm thành phố Hải Phòng ................................................................................................................ 98 3.1.1. Quan điểm quản lý MLTN đô thị trung tâm thành phố Hải Phòng ............. 98 3.1.2. Các nguyên tắc quản lý MLTN đô thị trung tâm thành phố Hải Phòng ...... 99 3.2. Đề xuất giải pháp quản lý kỹ thuật MLTN đô thị trung tâm thành phố Hải Phòng ...................................................................................................................... 99 3.2.1. Đề xuất giải pháp quản lý thông tin các sự cố ........................................... 100 3.2.2. Đề xuất giải pháp quản lý MLTN bằng mô hình HTTT quản lý ............... 105 3.3. Đề xuất giải pháp cải tạo, nâng cấp MLTN đô thị trung tâm thành phố Hải Phòng .................................................................................................................... 119 3.3.1. Đề xuất giải pháp cải tạo MLTN đô thị trung tâm thành phố Hải Phòng .. 119 3.3.2. Đề xuất giải pháp cải tạo, nâng cấp, mở rộng MLTN khu phố cũ ............. 121 3.3.3. Đề xuất giải pháp cải tạo các sông, hồ điều hòa khu vực đô thị trung tâm thành phố Hải Phòng ............................................................................................. 124 3.3.4. Đề xuất giải pháp ngăn triều xâm nhập vào MLTN khu vực đô thị trung tâm thành phố Hải Phòng ............................................................................................. 128 3.4. Đề xuất giải pháp QLNN MLTN đô thị trung tâm TP. Hải Phòng............ 129 3.4.1. Đề xuất đối với cơ quan quản lý nhà nước................................................. 129 3.4.2. Đề xuất giải pháp bổ sung một số chính sách quản lý MLTN cho đô thị trung tâm thành phố Hải Phòng ............................................................................ 134 3.5. Đề xuất giải pháp bổ sung, sửa đổi, tái cấu trúc cơ cấu tổ chức QLNN cho đô thị trung tâm thành phố Hải Phòng .................................................................. 136 3.5.1. Đề xuất giải pháp bổ sung, sửa đổi sơ đồ tổ chức ứng dụng mô hình HTTT quản lý MLTN Tp Hải Phòng ............................................................................... 136 3.5.2. Đề xuất giải pháp tái cấu trúc cơ cấu tổ chức quản lý MLTN cho khu vực đô thị trung tâm thành phố Hải Phòng ....................................................................... 137 3.6. Đề xuất ứng dụng mô hình HTTT quản lý MLTN tại khu đô thị trung tâm vi thành phố Hải Phòng ............................................................................................. 140 3.6.1. Giới thiệu khu vực áp dụng mô hình HTTT quản lý MLTN ..................... 140 3.6.2. Những ứng dụng đề xuất áp dụng mô hình HTTT quản lý MLTN ........... 140 3.6.3. Những vấn đề được khắc phục và giải quyết khi ứng dụng mô hình HTTT quản lý MLTN ...................................................................................................... 142 3.6.4. Đánh giá kết quả ứng dựng mô hình HTTT quản lý MLTN đô thị ........... 142 3.7. Bàn luận ...................................................................................................... 143 3.7.1. Bàn luận về các giải pháp quản lý kỹ thuật MLTN đô thị trung tâm thành phố Hải Phòng ....................................................................................................... 143 3.7.2. Bàn luận về các giải pháp cải tạo, nâng cấp MLTN đô thị trung tâm thành phố Hải Phòng ....................................................................................................... 146 3.7.3. Bàn luận về các giải pháp QLNN MLTN đô thị trung tâm TP Hải Phòng 146 3.7.4. Bàn luận về các giải pháp bổ sung, sửa đổi, tái cấu trúc cơ cấu tổ chức QLNN cho đô thị trung tâm thành phố Hải Phòng ............................................... 147 3.7.5. Bàn luận về sự tham gia của cộng đồng trong hoạt động thoát nước ........ 148 3.7.6. Bàn luận về tính hiệu quả của quá trình đầu tư .......................................... 148 KẾT LUẬN VÀ KIỀN NGHỊ .................................................................................. 149 1. Kết luận ...................................................................................................... 149 2. Kiến nghị .................................................................................................... 150 CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN............................................................................................... 1 vii DANH MỤC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT BXD Bộ Xây dựng (Ministry of Construction) BĐKH Biến đổi khí hậu (Climate change) BIM Mô hình thông tin công trình (Building Information Modeling) BVMT Bảo vệ môi trường (Environmental Protection) CP Chính phủ (Government) DCU Thiết bị tập trung dữ liệu (Data Concentrator Unit) ĐDCNT Điểm dân cư nông thôn (Rural residential area) ĐTBV Đô thị bền vững (Sustainable city) ĐTTT Đô thị trung tâm (Central city) GPRS Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp (General Packet Radio Service) GTNU Giảm thiểu ngập úng (Minimize flooding) TP.HCM Thành phố Hồ Chí Minh (Ho Chi minh City) HP Hải Phòng (Hai phong) HTKTĐT Hạ tầng kỹ thuật đô thị (Urban technical infrastructure) HTTN Hệ thống thoát nước (Drainage system) HTTT Hệ thống thông tin (Information system) IWMS Hệ thống quản lý nước thông minh (Smart water management system) LDS Hệ thống phát hiện rò rỉ (Leak Detection System) MLTN Mạng lưới thoát nước (Drainage network) NĐ Nghị định (Decree) NM XLNT Nhà máy xử lý nước thải (Water treatment factory) PCLB Phòng chống lụt bão (Flood prevention) QCVN Quy chuẩn Việt Nam (Vietnamese cods) viii QĐ Quyết định (Decision) QHTN Quy hoạch thoát nước (Drainage planning) QHXD Quy hoạch xây dựng (Construction planning) QL Quản lý (Management) QLĐT Quản lý đô thị (Urban management) QLNN Quản lý nhà nước (State management) QLQH Quản lý quy hoạch (Planning manager) QLTT Quản lý thông tin (Information manage) QLXD Quản lý xây dựng (Construction management.) RMS Module quản lý phản ứng (Response Management Module) SCADA Hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu (Supervisory Control and Data Acquisition) Sewer-GEMS Phần mềm mô phỏng thủy lực (Hydraulic simulation software) SXD Sở xây dựng (Department of Construction) TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam (Vietnam standard) TKCN Tìm kiếm cứu nạn (Search and Rescue) TNHH MTV Trách nhiệm hữu hạn một thành viên (Single member limited liability) TP Thành phố (City) TP.HP Thành phố Hải Phòng (Hai phong City) TT Thông tư (Circulars) UBND Ủy ban nhân dân (People's Committee) VDHBB Vùng duyên hải Bắc Bộ (Northern coastal region) VĐBSCL Vùng đồng bằng sông Cửu Long (Mekong Delta). ix DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU Bảng 1-1 Quy trình nắm chuyển dữ liệu CAD sang GIS .......................................... 19 Bảng 2-1 Độ dài mạng lưới đường ống thoát nước đô thị [26] ................................. 73 Bảng 2-2 Giá thành các công trình trong MLTN đô thị ............................................ 73 Bảng 2-3 Biên chế công nhân trong quản lý MLTN ................................................. 74 Bảng 2-4 Bảng tiêu chí so sánh các loại van ngăn triều ............................................ 87 Bảng 2-5 Tiêu chí đánh giá theo phương pháp phân tích tiêu chí MCA (Multi - Criteria Analysis) ................................................................................................. 88 x DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1-1 Phía bờ đường Hoàng Sa [28] ..................................................................... 15 Hình 1-2 Tuyến cống Ø600 qua kênh [28] ................................................................. 15 Hình 1-3. Quản lý mạng thoát nước bằng phần mềm City-work [27] ....................... 18 Hình 1-4. Quy trình nắn chỉnh dữ liệu GIS tuyến thoát nước về dự liệu nền GIS-Hue [33] ....................................................................................................................... 20 Hình 1-5. Mối quan hệ cấp cao QLNN về thoát nước [Nguồn: Tác giả] ................... 21 Hình 1-6. Sơ đồ tổ chức Công ty thoát nước Hà Nội [9] ........................................... 22 Hình 1-7. Sơ đồ tổ chức Công ty thoát nước TP Hồ Chí Minh [20] .......................... 23 Hình 1-8. Sơ đồ tổ chức Công ty thoát nước và XLNT Đà Nẵng [8] ........................ 24 Hình 1-9. Bản đồ hành chính thành phố Hải Phòng [21] ........................................... 25 Hình 1-10. Sơ đồ hệ thống thủy lợi thành phố Hải Phòng [45] ................................. 26 Hình 1-11. Nhiều đường phố Hải Phòng ngập lụt (Nguồn: Báo TP) ......................... 26 Hình 1-12. Bờ biển khu vực đền Bà Đế ..................................................................... 26 Hình 1-13. Bản đồ nguy cơ ngập ứng với mực nước biển dâng 100cm, thành phố Hải Phòng [45] ........................................................................................................... 27 Hình 1-14. Bản đồ thủy văn thành phố Hải Phòng .................................................... 28 Hình 1-15. Khu vực nghiên cứu là đô thị trung tâm TP. Hải Phòng [44] .................. 31 Hình 1-16. Tổng mạng lưới cống thoát nước khu đô thị cũ [44] ............................... 31 Hình 1-17. Mạng lưới cống thoát nước đang đô thị hóa khu đô thị cũ [44] .............. 32 Hình 1-18. Sơ đồ ML sông chính TP Hải Phòng [45] ................................................ 33 Hình 1-19. Lưu đồ khoanh vùng ngập lụt địa hình, địa mạo [43] .............................. 36 Hình 1-20. Mô hình tổ chức hiện trạng quản lý thoát nước thành phố Hải Phòng .... 39 Hình 1-21. Sơ đồ tổ chức Công ty TNHH MTV thoát nước Hải Phòng [19] ............ 42 Hình 2-1 Bản đồ lưu vực 1 và 2 thuộc khu vực 1-ĐTTT [44] ................................... 55 Hình 2-2 Bản đồ lưu vực 3 và 4 thuộc khu vực 2-ĐTTT [44] ................................... 55 xi Hình 2-3 Bản đồ lưu vực 5, 6, 7, 8 thuộc khu vực 3-ĐTTT [44] ............................... 56 Hình 2-4 Bản đồ lưu vực 9 và 10 thuộc khu vực 4-ĐTTT [44] ................................. 56 Hình 2-5 Bản đồ lưu vực 11, 12, 13 thuộc khu vực 5-ĐTTT [44] ............................. 57 Hình 2-6 Bản đồ lưu vực 14 và 15 thuộc khu vực 6-ĐTTT [44] ............................... 57 Hình 2-7 Bản đồ lưu vực 16 thuộc khu vực 7-ĐTTT [44] ......................................... 57 Hình 2-8 Bản đồ lưu vực 17 thuộc khu vực 17-ĐTTT [44] ....................................... 57 Hình 2-9 Mô hình MLTN đô thị [74], [75] ................................................................ 59 Hình 2-10 Sơ đồ MLTN đường phố và tiểu khu [74] ................................................ 59 Hình 2-11 Mô hình HTTT quản lý [Nguồn: Tác giả tổng hợp] ................................. 72 Hình 2-12 Sơ đồ ăn mòn ống bê tông [87] ................................................................. 78 Hình 2-13 Giải pháp chống ngập lụt ở Hà Lan [69] ................................................... 84 Hình 2-14 Giải pháp cống chung, bể ngầm có trữ lượng nước lớn để chống ngập tại Tokyo ................................................................................................................... 85 Hình 2-15 Quy hoạch chung về thoát nước, thành phố Nha Trang [30] .................... 90 Hình 2-16 Thi công lắp đặt hệ thống ngăn mùi kiểu mới [Nguồn: Busadco] ............ 92 Hình 2-17 Khoan kích ngầm cự ly dài và cong [87] .................................................. 93 Hình 2-18 Mặt bằng thiết kế các đường kích thẳng ................................................... 94 Hình 2-19 Ống kích (2.2m) và ảnh thi công khoan kích thi công dự án .................... 94 Hình 3-1 Kiểm soát ăn mòn do sinh khí H2S tại dòng chảy sụt thủy lực ................ 104 Hình 3-2 Kiểm soát Giảm phát tán khí H2S qua cải thiện lưu lượng ...................... 104 Hình 3-3 Mô hình QLTT sự cố, sửa chữa (Bảo trì tiên đoán) .................................. 105 Hình 3-4 Các mô hình, nền tảng công nghệ xây dựng HTTT quản lý ..................... 107 Hình 3-5 Quy trình ứng phó sự cố và Bảo trì tiên đoán ........................................... 109 Hình 3-6 Mô hình nguồn thông tin bên ngoài cần thu thập ..................................... 112 Hình 3-7 Quy trình xử lý thông tin trong HTTT quản lý ......................................... 115 Hình 3-8 Mô hình phân tích SOWT đánh giá hiệu quả kịch bản dự báo ................. 118 Hình 3-9 Tổng hợp quy trình xử lý sự cố bằng HTTT quản lý ................................ 119 xii Hình 3-10 Bản vẽ mô hình thiết kế giếng tách đặt trên bờ kè .................................. 120 Hình 3-11 Mặt bằng đề xuất Thiết kế KKN thẳng, kích cong trên đường Bù