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
Phương, N. V. và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
 2 
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. 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 
đáng ghi nhận trong lĩnh vực này; SuDS có mặt trên khắp các thành phố ở Vương quốc Anh và riêng 
tại Scotland tính tới năm 2002 đã có 1.300 dự án SuDs được thực hiện (CIRIA, 2002). Tuy nhiên, 
tại Việt Nam vấn đề này còn khá mới mẻ, các tài liệu hướng dẫn thiết kế và thi công vẫn chưa có.. 
Bài báo này giới thiệu về các giải pháp thiết kế thoát nước trên đường phố, các phương pháp tính 
toán thấm, và áp dụng đề xuất giải pháp thiết kế, tính toán cho tuyến đường trục chính của khu đô 
thị Kỳ Đồng, Hà Tĩnh. 
2. Cơ sở lý thuyết thoát nước theo hướng bền vững 
2.1. Nguyên lý thoát nước bền vững 
Hệ thống SuDs vận dụng triệt để các nguyên lý và chức năng của hệ sinh thái tự nhiên, thay vì 
đẩy/thoát thật nhanh nước mưa ra khỏi đường phố bằng các hệ thống kênh hở hoặc cống ngầm thì 
SuDs làm chậm lại quá trình nêu trên thông qua khả năng lưu giữ tạm thời và thấm ngấm bổ cập 
nước ngầm. Nhờ đó, thay vì coi nước mưa là nguồn nước thải cần đầu tư hệ thống thoát quy mô, 
SuDs cố gắng đưa nước mưa phục vụ lại tự nhiên, cộng đồng: bổ cập nguồn nước ngầm, nuôi dưỡng 
hệ thực vật, hài hòa cảnh quan thiên nhiên, góp phần xử lý ô nhiễm nguồn thải phân tán và chống 
ngập úng [2]. 
Hình 1. Triết lý của hệ thống tiêu thoát nước đô thị bền vững - SuDs [2] 
(a)
 2 
Số liệu thống kê cho thấy [1], nhiều đô thị của nước ta có ệ thống thoát nước ường xuyê 
bị quá tải mặc dù đã được quan tâm ầu 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 n iều 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 trọ g 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
đáng ghi nhận trong lĩnh vực này; SuDS có mặt trên khắp các thành phố ở Vương quốc Anh và riêng 
tại Scotland tính tới năm 2002 đã có 1.300 dự án SuDs được thực hiện (CIRIA, 2002). Tuy nhiên, 
tại Việt Nam vấn đề này còn khá mới mẻ, các tài liệu hướng dẫn thiết kế và thi công vẫn chưa có.. 
Bài báo này giới thiệu về các giải p áp thiết kế thoát nước trên đường phố, các ph ơ áp tính 
toán thấm, và áp dụng đề xuất giải pháp thiết kế, tính toán cho tuyến đường trục chính của khu đô 
thị Kỳ Đồng, Hà Tĩnh. 
2. Cơ sở lý thuyết thoát nước theo hướng bền vững 
2.1. Nguyên lý thoát nước bề vững 
Hệ thống SuDs vận dụng triệt để các nguyên lý và chức năng của hệ sinh thái tự nhiên, thay vì 
đẩy/thoát thật nhanh nước mưa ra khỏi đường phố bằng các hệ thống kênh hở hoặc cống gầm t ì 
SuDs làm chậm lại quá trình nêu trên thông qua khả năng lưu giữ tạm thời và thấm ngấm bổ cập 
nước ngầm. Nhờ đó, thay vì coi nước mưa là nguồn nước thải cần đầu t hệ thống thoát quy mô, 
SuDs cố gắng đưa nước mưa phục vụ lại tự nhiên, cộng đồng: bổ cập nguồn ước ngầm, n ôi dưỡng 
hệ thực vật, hài hòa cảnh quan thiên nhiên, góp phần xử lý ô nhiễm nguồn thải phân tán và chống 
ngập úng [2]. 
Hình 1. Triết lý của hệ thống tiêu thoát nước đô thị bền vững - SuDs [2] 
(b)
Hình 1. Thực trạng ngập úng xảy ra tại nhiều đô thị khi mưa lớn
Các giải p áp thoát ước 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 đáng ghi nhận
trong lĩnh vực này; SuDS có mặt trên khắp các thành phố ở Vương quốc Anh và riêng tại Scotland
tính tới năm 2002 đã có 1.300 dự án SuDs được thực hiện (CIRIA, 2002). Tuy nhiên, tại Việt Nam
vấn đề này còn khá mới mẻ, các tài liệu hướng dẫn thiết kế và thi công vẫn ch a có. Bài báo này giới
thiệu về các giải pháp thiết kế thoát nước trên đường phố, các phương pháp tính toán thấm, và áp dụng
đề xuất giải pháp thiết kế, tính toán cho t yến đườ g trục chính của khu đô thị Kỳ Đồng, Hà Tĩnh.
2. Cơ sở lý thuyết thoát nước theo hướng bền vững
2.1. Nguyên lý thoát nước bền vững
 2 
Số liệu thống kê cho thấy [1], nhiều đô thị của nước ta có hệ thống thoát nước thường xuyên 
bị quá tải ặc dù đã được quan tâm đầu tư. Ngập úng cũng thường xuyên xảy ra tại các đô thị trong 
cả nước, ví dụ: P 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. 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 
đáng ghi nhận trong lĩnh vực này; SuDS có mặt trên khắp các thành phố ở Vương quốc Anh và riêng 
tại Scotland tính tới năm 2002 đã có 1.300 dự án SuDs được thực hiện (CIRIA, 2002). Tuy nhiên, 
tại Việt Nam vấn đề này còn khá mới mẻ, các tài liệu hướng dẫn thiết kế và thi công vẫn chưa có.. 
Bài báo này giới thiệu về các giải pháp thiết kế thoát nước trên đường phố, các phương pháp tính 
toán thấm, và áp dụng đề xuất giải pháp thiết kế, tính toán cho tuyến đường trục chính của khu đô 
thị Kỳ Đồng, Hà Tĩ h. 
2. Cơ sở lý thuyết thoát nước theo hướng bền vững 
2.1. Nguyên lý thoát nước bền vững 
Hệ thống SuDs vận dụng triệt để các nguyên lý và chức năng của hệ sinh thái tự nhiên, thay vì 
đẩy/thoát thật nhanh nước mưa ra khỏi đường phố bằng các hệ thống kênh hở hoặc cống ngầm thì 
SuDs làm chậm lại quá trình nêu trên thông qua khả năng lưu giữ tạm thời và thấm ngấm bổ cập 
nước ngầm. Nhờ đó, thay vì coi nước mưa là nguồn nước thải cần đầu tư hệ thống thoát quy mô, 
SuDs cố gắng đưa nước mưa phục vụ lại tự nhiên, cộng đồng: bổ cập nguồn nước ngầm, nuôi dưỡng 
hệ thực vật, hài hòa cả h quan thiên nhiên, góp phần xử lý ô nhiễm nguồn thải p ân tán và chống 
ngập úng [2]. 
Hình 1. Triết lý của hệ thống tiêu thoát nước đô thị bền vững - SuDs [2] 
Hình 2. Triết lý của hệ thống tiêu thoát nước đô
thị bền vững - SuDs [2]
Hệ thống SuDs vận dụng triệt để các nguyên
lý và chức năng của hệ sinh thái tự nhiên, thay vì
đẩy/thoát thật nhanh ước mưa ra khỏi đường phố
bằng các hệ thống kênh hở hoặc cống ngầm thì
SuDs làm chậm lại quá trình nêu trên thông qua
khả năng lưu giữ tạm thời và thấm ngấm bổ cập
nước ngầm (Hình 2). Nhờ đó, thay vì coi nước mưa
là n uồn nước thải cần đầu tư hệ thống thoát quy
mô, SuDs cố gắng đưa nước mưa phục vụ lại tự
nhiên, cộng đồng: bổ cập nguồn nước ngầm, nuôi
dưỡng hệ thực vật, hài hòa cảnh quan thiên nhiên,
góp phần xử lý ô nhiễm nguồn thải phân tán và
chống ngập úng [2].
Hình 3 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 đậm).
Đỉnh biểu đồ dòng chảy sau khi đô thị hóa là cao hơn nhiều và đến sớm hơn nhiều so với trước khi đô
74
Phương, N. V. và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
thị hóa. SuDs có thể kiểm soát tốc độ dòng chảy (đường nét đứt) sau khi đô thị hóa về mức trước đô
thị hóa.
 3 
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 
đậm). Đỉnh biểu đồ dòng chảy sau khi đô thị hóa là cao hơn nhiều và đến sớm hơn nhiều so với 
trước khi đô thị hóa. SuDs có thể kiểm soát tốc độ dòng chảy (đường nét đứt) sau khi đô thị hóa về 
mức trước đô thị hóa. 
Hình 2. Biều đồ dòng chảy [3] 
2.2. Các giải pháp thiết kế thoát nước bền vững 
2.2.1. Các giải pháp tổng thể thoát nước bền vững 
Các giải pháp kỹ thuật thoát nước bền vững rất đa dạng, tùy thuộc vào quy mô, mức độ phức 
tạp của vùng thoát nước mưa chúng ta sẽ lựa chọn các giải pháp phù hợp. Bảng 1 dưới đây tổng hợp 
về tính thích hợp và hiệu quả của các giải pháp SuDs. 
Bảng 1. Các giải pháp SuDs và khả năng áp dụng [2] 
STT Giải pháp SuDs 
Khả năng áp dụng 
Mật độ xây 
dựng thấp Khu dân cư 
Đường phố và 
xa lộ 
Mật độ xây 
dựng cao 
1 Mương thấm lọc thực vật 
2 Trũng lưu giữ nước 
3 Lớp lọc cát bề mặt 
4 Lớp lọc cát ngầm 
5 Kênh thực vật 
6 Chắn lọc sinh vật 
7 Đất ngập nước 
8 Bể lọc sinh học 
9 Kho chứa nước mưa 
10 Bề mặt thấm 
Ghi chú: 
 Rất thích hợp 
 Tùy thuộc vào điều kiện mặt bằng cụ thể 
 Rất ít sử dụng 
2.2.2. Một số giải pháp thiết kế thoát nước đô thị bền vững trên đường phố 
Hình 3. Biều đồ dòng chảy [3]
2.2. Các giải pháp thiết kế thoát nước bền vững
a. Các giải pháp tổng thể thoát nước bền vững
Các giải pháp kỹ thuật thoát nước bền vững rất đa dạng, tùy thuộc vào quy mô, mức độ phức tạp
của vùng thoát nước mưa chúng ta sẽ lựa chọn các giải pháp phù hợp. Bảng 1 dưới đây tổng hợp về
tính thích hợp và hiệu quả của các giải pháp SuDs.
Bảng 1. Các giải pháp SuDs và khả năng áp dụng [2]
STT Giải pháp SuDs
Khả năng áp dụng
Mật độ xây dựng
thấp
Khu dân cư
Đường phố
và xa lộ
Mật độ xây
dựng cao
1 Mương thấm lọc thực vật ⊗ # # #
2 Trũng lưu giữ nước ⊗ # ⊗ ⊗
3 Lớp lọc cát bề mặt ⊗ # #
4 Lớp lọc cát ngầm ⊗ #
5 Kênh thực vật # ⊗ # ⊗
6 Chắn lọc sinh vật # # # #
7 Đất ngập nước # # ⊗ ⊗
8 Bể lọc sinh học # ⊗ ⊗ ⊗
9 Kho chứa nước mưa # # # #
10 Bề mặt thấm ⊗ # # #
 Rất thích hợp; ⊗ Tùy thuộc vào điều kiện mặt bằng cụ thể; # Rất ít sử dụng.
75
Phương, N. V. và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
b. Một số giải pháp thiết kế thoát nước đô thị bền vững trên đường phố
- Giải pháp thiết kế tầng mặt thấm nước:
Tổ hợp kết cấu thông thường gồm có các bộ phận chính là tầng mặt bằng vật liệu thấm, tầng móng
bằng vật liệu ổn định và có độ rỗng cao để lưu trữ nước. Ngoài ra, để tăng cường khả năng thoát nước
của đường, đồng thời giữ cho bề mặt không bị úng nước, tổ hợp kết cấu kết hợp với hệ thống cống
ngầm thoát tràn. Ống thoát nước chảy tràn được đục lỗ để dẫn nước về các kho chứa nước kế tiếp hoặc
vị trí thoát nước mưa truyền thống qua các cống thoát nước trong điều kiện kho chứa nước đầu tiên bị
quá tải do mưa lớn tránh trường hợp lớp mặt bị ngập nước (Hình 4).
 4 
a. Giải pháp thiết kế tầng mặt thấm nước 
Tổ hợp kết cấu thông thường gồm có các bộ phận chính là tầng mặt bằng vật liệu thấm, tầng 
móng bằng vật liệu ổn định và có độ rỗng cao để lưu trữ nước. Ngoài ra, để tăng cường khả năng 
thoát nước của đường, đồng thời giữ cho bề mặt không bị úng nướ , tổ hợp kết cấu kết hợp với hệ 
thố cống ngầm thoát tràn. Ống thoát ước chảy tràn được đục lỗ để dẫn nước về các k hứa 
nước kế tiếp hoặc vị trí thoát nước mưa truyền thống qua các cống thoát nước trong điều kiện kho 
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; 7- Ống thoát nước chảy tràn. 
Hình 3. Kết cấu mặt đường thấm nước có cống ngầm 
Một số loại vật liệu có thể được sử dụng để làm lớp mặt của kết cấu mặt đường thấm nước: 
+ Sử dụng bê tông rỗng thoát nước 
Theo Viện bê tông Mỹ (ACI), bê tông rỗng thoát nước là loại bê tông không có độ sụt, dùng 
cấp phối hạt gián đoạn gồm có xi măng Portland, cốt liệu lớn, một lượng nhỏ h ... c thiết kế để quản lý trận
mưa 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:
T1/2 =
nhmax
2q′
(7)
Nếu thời gian để tháo cạn 1/2 lượng nước lưu trữ trong hệ thống được quy định là dưới 24 giờ và
q′ được tính bằng m/giờ thì hệ số thấm được chấp nhận khi:
q′ ≥ nhmax
48
(8)
- Thời gian để tháo cạn 1/2 lượng nước lưu trữ trong hệ thống thấm 3 chiều.
T1/2 =
nAb
q′P
loge
 hmax+ AbPhmax
2 +
Ab
P
 (9)
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:
q′ >
nAb
24P
loge
 hmax+ AbPhmax
2 +
Ab
P
 (10)
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
Phương, N. V. và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
 10 
 (8) 
* Thời gian để tháo cạn 1/2 lượng nước lưu trữ trong hệ thống thấm 3 chiều. 
 (9) 
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: 
 (10) 
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 huyện Kỳ Anh. 
Hình 11. Định hướng quy hoạch đô thị Kỳ 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 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 có nhiều đợt bão kèm theo mưa lớn gây ngập úng nhiều nơi, lượng mưa trung bình là 2800 - 
3000 mm/năm, có năm lên tới 4400 mm, lượng mưa lớn nhất 500 mm/ngày đêm. 
- Từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, mùa này chủ yếu có gió mùa Đông Bắc kéo theo gió lạnh 
và mưa phùn, nhiệt độ có thể xuống tới 7°C 
3.1. Tính toán và đề xuất giải pháp thoát nước bền vững cho đường trục chính 
max'
48
nhq ³
max
1/2
max
log
'
2
b
b
e
b
AhnA PT h Aq P
P
+
é ù
ê ú
= ê ú
ê ú+
ë û
max
max
' log
24
2
b
b
e
b
AhnA Pq h AP
P
+
é ù
ê ú
> ê ú
ê ú+
ë û
Hình 12. Định hướng quy hoạch đô thị Kỳ Đồng [7]
có nhiều đợt bão kèm theo mưa lớn gây ngập úng nhiều nơi, lượng mưa trung bình là 2800 - 3000
mm/năm, có năm lên tới 4400 mm, lượng mưa lớn nhất 500 mm/ngày đêm.
- Từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, mùa này chủ yếu có gió mùa Đông Bắc kéo theo gió lạnh và
mưa phùn, nhiệt độ có thể xuống tới 7◦C.
3.1. Tính toán và đề xuất giải pháp thoát nước bền vững cho đường trục chính
Tuyến đường trục chính đô thị của khu trung tâm đô thị Kỳ Đồng có chiều dài L = 5000 m, quy
mô mặt cắt ngang có Bnền = 70 m, cụ thể: Mặt đường: 15,0 × 2 = 30,0 m; Giải phân cách giữa: 16,0
m; Hè đường: 12,0 × 2 = 24,0 m; Tuyến đường trục chính của khu đô thị thường có lưu lượng xe, tải
trọng xe lớn, do vậy khó áp dụng giải pháp mặt đường thấm nước. Bài báo sẽ đề xuất các giải pháp
thoát nước bền vững tại vỉa hè, hố trồng cây, dải phân cách giữa của tuyến đường trục chính này. Theo
[8], cường độ mưa theo thể tích trong thời gian t (giờ) tại khu vực Hà Tĩnh là:
c =
A(1 +C lg P)
(t + b)n
=
3430
(t + 20)0,69
(l/s.ha) (11)
trong đó C là cường độ mưa (l/s.ha); P là chu kỳ lặp lại trận mưa tính toán, chọn P = 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:
i = 0,00036 × c = 1,2348
(t + 20)0,69
(m/giờ).
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
(Bảng 4).
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
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 - -
đa mà nó có thể lưu trữ trong vỉa hè là: V1 = b× L× h× n = 2× 12× 5000× 0,3× 0,3 = 10800 (m3),
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
TT D (h) q (m/s) F q′ (m/h) n i (m/h) Ab (m2) P (m) AD (m2) 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
khối lượng nước tối đa là: V2 = 690 × (2 × 6 × 0,7 × 0,3) = 1739 (m3).
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
 13 
Hình 13. Mặt cắt ngang giải phân cách thiết kế 
Lựa chọn kết cấu sơ bộ cho L (m) dải trồng cây: 
- 50 mm lớp đá dăm 0,5x1 (là lớp lọc, bỏ qua khả năng lưu trữ nước của lớp này). 
- Kho chứa nước bằng đá 4x6 có độ rỗng thường là n=0,3, kích thước 8 (m) x 1,5 (m) x L (m). 
- Mỗi dải phân cách 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 lớn nhất của chỗ trũng trên dải phân 
cách là 0,3 (m). 
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 (chi tiết xem bảng 6). 
Bảng 6. Tính hmax cho L= 100 m cho D từ 15 phút đến 24 giờ. 
TT D 
(h) q (m/s) F 
q' 
(m/h) n i (m/h) 
Ab 
(m2) 
P 
(m) 
AD 
(m2) a b hmax 
T1/2 
(h) 
1 0,25 7,3E-06 1,5 0,018 0,3 0,106 800 216 3100 -83,305 0,016 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 
3 0,75 7,3E-06 1,5 0,018 0,3 0,069 800 216 3100 -53,059 0,016 0,62 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 7,3E-06 1,5 0,018 0,3 0,041 800 216 3100 -29,727 0,016 0,92 6,66 
6 6 7,3E-06 1,5 0,018 0,3 0,020 800 216 3100 -13,081 0,016 1,18 8,17 
7 24 7,3E-06 1,5 0,018 0,3 0,008 800 216 3100 -2,927 0,016 0,92 6,66 
Giá trị lớn nhất hmax là 1,18 m, xảy ra trong một trận mưa kéo dài 6 giờ. 
Tương tự tính toán với L= 300m, 500m, 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: 
V3= 5000x8x1,5x0,3= 18000 (m3) 
4. Kết luận 
Hình 13. Mặt cắt ngang giải phân cách thiết kế
- Mỗi dải phân cách 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 lớn nhất ủa chỗ trũng trên dải phân cách
là 0,3 m.
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 6).
Bảng 6. Tính hmax cho L = 100 m cho D từ 15 phút đến 24 giờ
TT D (h) q (m/s) F q′ (m/h) n i (m/h) Ab (m2) P (m) AD (m2) a b hmax T1/2 (h)
1 0,25 7,3E-06 1,5 0,018 0,3 0,106 800 216 3100 −83,305 0,016 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
3 0,75 7,3E-06 1,5 0,018 0,3 0,069 800 216 3100 −53,059 0,016 0,62 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 7,3E-06 1,5 0,018 0,3 0,041 800 216 3100 −29,727 0,016 0,92 6,66
6 6 7,3E-06 1,5 0,018 0,3 0,020 800 216 3100 −13,081 0,016 1,18 8,17
7 24 7,3E-06 1,5 0,018 0,3 0,0 8 800 216 310 −2,927 0,016 0,92 6, 6
Giá trị lớn nhất hmax là 1,18 m, xảy ra trong một trận mưa kéo dài 6 giờ. Tương tự tính toán với
L = 300m, 500 m, 700 m và 1000 m, 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 1,18 m 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 5000 m lượng nước tối đa mà nó có thể lưu trữ trong dải phân
cách là: V3 = 5000 × 8 × 1,5 × 0,3 = 18000 (m3).
84
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
(Bnền = 70 m) dài 5 km, chúng ta có thể lưu giữ (tối đa) được hơn 30.000 m
3 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