ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN _ PHẠM MẠNH CỔN NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC MÔ PHỎNG HỆ THỐNG CÂN BẰNG NƢỚC KHU VỰC NỘI THÀNH HÀ NỘI Chuyên ngành: KHOA HỌC MƠI TRƯỜNG Mã số: 62440303 (DỰ THẢO) TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Hà Nội - 2014 Cơng trình hồn thành tại: Khoa môi trường, Đại học khoa học tự nhiên Người hướng dẫn khoa học: PGS TS PHẠM QUANG HÀ PGS TS NGUYỄN MẠNH KHẢI Phản biện: Phản biện: Phản biện: Luận án bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Quốc gia chấm luận án tiến sĩ họp vào hồi ngày tháng năm 20 Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội MỞ ĐẦU Hà Nội “ Ở khu vực trời đất, rồng chầu hổ phục, nam bắc đơng tây, tiện nghi núi sông sau trước …Mặt đất rộng mà phẳng, đất cao mà sáng sủa, dân cư không khổ, thấp tối tăm, muôn vật tươi tốt phồn thịnh Xem khắp nước Việt, nơi thắng địa, thực chỗ tụ hội quan yếu bốn phương, nơi thượng đô kinh sư muôn đời” Nằm vị trí từ 20°53' đến 21°23' độ vĩ Bắc 105°44' đến 106°02' độ kinh Đông, che chắn phía Bắc-Đơng Bắc dãy Tam Đảo phía Tây dãy núi Ba Vì - Tản Viên, Hà Nội trọn vùng tam giác châu thổ sông Hồng, vựa lúa nước Việt từ hàng ngàn năm trung tâm địa trị nước Việt Nam Tính cấp thiết nghiên cứu Cùng với bề dày lịch sử phát triển giữ nước dựng nước nghìn năm văn hiến, Hà Nội thay đổi diện mạo cách năm đầu kỷ 21 với số dân thành phố lên triệu người, có 1,5 triệu dân công nhân viên chức sống làm việc khu vực nội thành Hà Nội với mật độ nói cao Trong trung bình Hà Nội 1.979 người/km², mật độ dân số quận Đống Đa lên tới 35.341 người/km² Trong bối cảnh hội nhập mở cửa, với mật độ dân số tập trung cao xu hướng tăng nhanh mặt học, phát triển Hà Nội nói chung việc mở rộng thị ngoại vi q trình bê tơng hóa nội Hà Nội nói riêng tự thân gây nên tình trạng cân trầm trọng mơi trường nước cho Thủ Đô Chỉ từ đẩu năm 2008 đến năm 2010, có 223 dự án nhà cao tầng (từ tầng trở lên) UBND thành phố Hà Nội phê duyệt cho đầu tư Điều giải thích phần lý tăng dân số bốn quận nội thành Hà Nội cũ trước năm 1995, từ khoảng 80 vạn người lên tới 1,2 triệu nội thành Trong đó, khơng có quy hoạch cải tạo, nâng cấp hệ thống hạ tầng kỹ thuật hệ thống hạ tầng xã hội v.v Điều coi nguyên nhân làm cho môi trường nội thành xuống cấp, bị ô nhiễm nặng nề Thực tế rằng, dù có nhiều tiến với kế hoạch cải tạo mạng lưới tiêu thoát nước ngắn, trung dài hạn, thời điểm này, khu vực nội đô Hà Nội bị đe dọa hàng năm úng ngập có bão mưa Sau dự án thoát nước giai đoạn I với cơng trình đầu mối cải tạo nhằm mục đích nước mưa với lượng mưa 172mm/2ngày, tình trạng úng ngập nội Hà Nội có nhiều diễn tiến phức tạp, khó kiểm sốt diễn nhiều lần hàng năm Bên cạnh việc úng ngập chưa kiểm sốt, tình trạng nhiễm mơi trường nước nội đô Hà Nội vấn đề nan giải: “Hệ thống thoát nước Hà Nội cũ nhiều đô thị khác thủ đô Hà Nội, hệ thống chắp vá khu cũ khu mới, lạc hậu đại Chưa có hệ thống nước thải riêng với thoát nước mưa Hiện nay, Hà Nội cũ xử lý khoảng 5% nước thải sinh hoạt, lại 95% nước thải sinh hoạt đô thị xử lý sơ đổ thẳng vào sông, hồ, gây ô nhiễm trầm trọng môi trường nước mặt” Thực chất, môi trường nước nội đô Hà Nội bị cân trầm trọng lượng (úng ngập) chất (ơ nhiễm) Cho đến nay, chưa có nghiên cứu đủ sức thuyết phục, xác định mối liên hệ mật thiết cân với tình trạng úng ngập nhiễm mơi trường nước nội Hà Nội Bên cạnh đó, cịn thiếu sở liệu đầy đủ đồng bộ, với công cụ ứng dụng phù hợp để nguyên nhân lượng hóa tình trạng cân mơi trường nước nội Hà Nội Trong bối cảnh đó, quan điểm hệ thống, tác giả thực đề tài “NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC MÔ PHỎNG HỆ THỐNG CÂN BẰNG NƢỚC KHU VỰC NỘI THÀNH HÀ NỘI” Mục tiêu nghiên cứu: a Cung cấp sở khoa học, thiết lập sở liệu phục vụ nghiên cứu hệ thống cân nước khu vực nội đô Hà nội b Xác định yếu tố định hệ thống cân nước khu vực nghiên cứu; nguyên nhân làm cân cho hệ thống chất lượng (ngập úng, ô nhiễm); c Đề xuất giải pháp khắc phục tình trạng cân cục tổng thể nội Hà Nội; bước cải thiện tình trạng ngập úng ô nhiễm môi trường nước Hà Nội Phạm vi nội dung nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu: Lưu vực Tô Lịch, với hệ thống tiêu nước bao gồm tồn yếu tố cấu thành, nằm phạm vi không gian nghiên cứu Cụ thể, nghiên cứu tập trung quận nội thành Ba Đình, Hồn Kiếm, Hai Bà Trưng, Đống Đa Nghiên cứu tiến hành hai phương diện hệ thống cân nước; cân lượngtức nghiên cứu úng ngập mùa mưa bão quan hệ cân chất- tức nghiên cứu ô nhiễm nước mặt số thủy vực đặc trưng Nội dung nghiên cứu: Các nội dung nghiên cứu xác định sau: Nghiên cứu tổng quan hệ thống cân nước; vấn đề úng ngập ô nhiễm nước mặt vùng nội đô Hà Nội tương tự theo luận điểm hệ thống cân nước Xây dựng sở liệu (CSDL) phục vụ nghiên cứu hệ thống cân nước nội đô Hà Nội Nghiên cứu cân (MCB) lượng hệ thống với ứng dụng công cụ mô Nghiên cứu điểm ô nhiễm nước mặt số thủy vực đặc trưng quan hệ lượng chất quan điểm hệ thống cân nước Nghiên cứu mối liên quan MCB hệ thống úng ngập; sở đó, đề xuất giải pháp Những đóng góp nghiên cứu: - - - Luận án làm sáng tỏ luận điểm hệ thống cân nước hệ thống cân nước nội đô Hà Nội Việc đưa khái niệm hệ thống cân nước cho hệ thống tiêu thoát nước nội đô mối liên quan hữu tượng úng ngập nhiễm tính lý luận Nghiên cứu tập hợp xây dựng sở liệu (CSDL) giai đoạn phát triển nội đô; CSDL tổ chức có hệ thống số hóa mang tính ứng dụng cao, phục vụ cho cơng tác quản lý, xử lý dự báo úng ngập cho thủ đô Hà Nội tương lai, đóng góp Từ CSDL chuẩn, áp dụng nghiên cứu mơ hình mơ động thời gian thực tế theo hướng hệ thống cân động; luận án mối liên hệ mang tính qui luật liên quan đến tình trạng úng ngập, điểm phát úng, cân cục hệ thống - Nghiên cứu đề xuất số giải pháp kỹ thuật quan điểm xử lý tính chất cân hệ thống cấn nước nội để cải thiện tình trạng úng ngập góp phần quản lý môi trường nước cho Hà Nội Ý nghĩa khoa học thực tiễn nghiên cứu Ngồi đóng góp có ý nghĩa khoa học nêu phần trên, nghiên cứu lần làm sáng tỏ luận điểm nghiên cứu hệ thông cân nước áp dụng cho việc xác định nguyên nhân cân úng ngập việc cân hệ thống cân nước thị kiểm sốt thơng qua cơng cụ mơ phỏng, từ đưa giải pháp lượng hóa khơng gian theo thời gian mang tính chủ động ứng dụng cho hệ thống cân nước khu vực đô thị Các quan quản lý thực thi dự án phòng chống ngập lụt cho nội đô Hà Nội đơn vị nghiên cứu chuyên ngành sử dụng CSDL luận án, ứng dụng giải pháp nghiên cứu Chủ thuyết nghiên cứu hệ thống cân nước với kết giải pháp úng ngập cho môi trường nước nội Hà Nội áp dụng cho thành phố với điều kiện tương tự Việt Nam Cấu trúc luận án Luận án trình bày 148 trang, 200 bảng hình vẽ, bố cục theo chương bao gồm phần mở đầu, chương 1: Nghiên cứu tổng quan; chương 2: Vật liệu phương pháp; chương 3: Kết thảo luận; kết luận kiến nghị Ở phần cuối danh mục cơng trình nghiên cứu tác giả cơng bố tài liệu tham khảo Chƣơng luận án trình bày vấn đề tổng quan hệ thống cân nước, điều kiện tự nhiên yếu tố đặc thù tác động đến tình trạng cân lượng chất khu vực nội đô thuộc lưu vực sơng Tơ Lịch q trình phát triển xây dựng Hà Nội, nghiên cứu mô Luận điểm nghiên cứu luận văn trình bày phần cuối chương Chƣơng luận văn đề cập đến vấn đề cụ thể phương pháp nghiên cứu, vật liệu nghiên cứu, qui trình xây dựng sở số liệu (CSDL) vật liệu phục vụ cho luận án Chƣơng luận án trình bày kết thảo luận kết xây dựng CSDL; mô hệ thống cân nước khu vực nội đô Hà Nội hai trận ngập úng đặc trưng, 31/101/11/2008 6-8/8/2013 nội đơ; tiếp đó, phân tích cân động (MCB) hệ thống cân nước số tuyến phố đặc trưng nghiên cứu chi tiết Thông qua kết này, nghiên cứu đưa đồ điểm phát úng ngập khu vực nội tiếp nguyên nhân trực tiếp gây tình trạng úng ngập lâu nội đô Hà Nội cân hệ thống cân nước Một số kết phân tích tính chất mơi trường nước mùa lũ số thủy vực điển hình làm rõ tính đồng tương đối phổ biến chất lượng nước mùa lũ điểm lấy mẫu cho thấy quan hệ giữ chất lượng hệ thống cân môi trường nước Tiếp theo luận án phân tích kịch đề xuất giải pháp xử lý úng ngập cho nội đô Cuối phần kết luận kiến nghị luận án CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CÂN BẰNG NƢỚC; HỆ THỐNG CÂN BẰNG NƢỚC THỦ ĐÔ HÀ NỘI VÀ KHU VỰC NỘI ĐÔ; CƠ SỞ KHOA HỌC MÔ PHỎNG 1.1 Tổng quan hệ thống cân nƣớc Sự tồn hệ thống nước ln phục vụ cho mục đích cụ thể; hệ thống nước tự nhiên, hình thành tự cân vận hành điều kiện tự nhiên, thí dụ hệ thống sông, hồ tự nhiên hoạt động phục vụ giao thông thủy tưới tiêu phục vụ nông nghiệp; nhiều hệ thống nước khác nghiên cứu hệ thống cung cấp nước sinh hoạt cho thành phố, khu dân cư v.v Cân hệ thống nước trình từ nghiên cứu lý thuyết đến phương pháp tác động vào hệ thống để tìm qui luật chi phối, nhằm làm cho hệ thống đạt (hay nhiều) mục đích tối ưu mục đích tồn vận hành Có nhiều cách để diễn đạt cân hệ thống nước mà số biểu thức đây: = +∑ Trong đó: : Lượng nước cuối tồn đọng lại mặt đất sau trình thủy văn (đơn vị đo mm H20) : Lượng nước chảy thoát bề mặt (runoff) ngày i : Lượng nước thoát bốc ngày i : Lượng nước thấm vào từ vùng biên : Lượng nước chảy ngược ngày i Các nghiên cứu tổng quan cân hệ thống nước trình bày mục nhỏ sau đây: 1.1.1 Cân nước hệ thống lưu vực sơng Kiến Giang, tỉnh Quảng Bình 1.1.2 Cân nước hệ thống nước khu vực đồi Buda Castle Hill (Budapet-Hungary) 1.1.3 Yếu tố cân hệ thống lưu vực Chao Phraya (Bangkok, Thái Lan) Cân nƣớc thủ đô Hà Nội Nghiên cứu tổng quan xem xét vấn đề cân lưu vực Chao Phraya Bangkok Tại đây, thủ đô Bangkok phải hứng chịu trận lụt lớn hàng trăm năm qua, gây nhiều thiệt hại người (657 người chết) thiệt hại hàng tỷ đô la (1,440 tỷ Bat, tương đương 3,5 tỷ USD) Tại phần tổng quan này, việc ứng dụng công cụ mô để giải toán cân tổng thể lũ lụt cho lưu vực Chao Phraya đề cập với việc áp dụng công nghệ mô Viện Thủy lực Đan Mạch (DHI) nhằm giải tận gốc rễ nguyên nhân úng ngập cho thủ đô Bangkok 1.2 Nghiên cứu tổng quan nghiên cứu cân nước thủ đô Hà Nội quan điểm thủ đô Hà Nội hệ thống độc lập khép kín xem xét tổng thể hệ thống mà đó, chi phối đập thủy điện Hịa Bình yếu tố để đảm bảo yếu tố cân cho hệ thống quan điểm lũ lụt nước từ sông Hồng gây nên (phần 1.2.2 tổng quan) Tiếp đó, hệ thống nước lưu vực Nhuệ-Đáy nghiên cứu xem xét; yếu tố cân liên quan đến nguyên nhân úng ngập đe dọa úng ngập nội đô Hà Nội đề cập Những nghiên cứu phần tổng quan cân hệ thống nước dẫn đến việc nghiên cứu xem xét hệ thống nước nội đô Hà Nội hệ thống đặc thù, hội đủ điều kiện cần đủ để nghiên cứu tổng thể lưu vực nội đô Hà Nội hệ thống cân nước 1.2.1 Hiện trạng hệ thống tiêu thoát nước nội Hà Nội Hình 1-18: Hệ thống cân nước nội nằm lưu vực Tơ Lịch Hình 1-19: Sơ đồ hệ thống nước nội Hà Nội Lưu vực sơng Tơ Lịch có sơng có chức nước thải nước mưa cho tồn khu vực nội đơ: + Lưu vực sơng Tơ Lịch, lấy sơng Tơ Lịch có chiều dài 7.036m làm chủ thể, diện tích khoảng 7759 chia thành tiểu lưu vực nhỏ Tơ Lịch, Lừ, Sét, Kim Ngưu, Hồng Liệt, n Sở hồ Tây gồm toàn quận Hoàn Kiếm, Ba Đình, Hai Bà Trưng, Đống Đa, phần quận Thanh Xuân, Hoàng Mai, Cầu Giấy Các tiểu lưu vực nước lưu vực sơng Tơ Lịch hình thành theo điều kiện tự nhiên theo trục sông nhỏ nội thành gồm sông Tô Lịch, Lừ, Sét Kim Ngưu Nước thải nước úng đập Thanh Liệt chính, song tùy thuộc vào mực nước sông Nhuệ mà nước úng (kể nước úng sơng Nhuệ) qua hướng trạm bơm n Sở Hình 1-20: Vị trí số hồ nội Hà Nội Chỉ tính riêng địa bàn nội thành Hà Nội từ năm 1986 đến năm 1996, diện tích mặt nước giảm 64,49% (không kể hồ Tây Nguồn: đề tài cấp nhà nước KHCN 07.11, 1998) Tổng diện tích ao hồ 21,8 km2, lớn nhóm hồ Yên Sở (830,4 ha), hồ Tây (567 ha) Dự án thoát nước Hà Nội giai đoạn xây dựng cụm hồ điều hoà đầu mối Yên Sở phục vụ trạm bơm nước mưa Yên Sở công suất 90m3/s Cụm hồ điều hòa gồm hồ nối thơng với nhau, tổng thể tích hồ 4.083m3 Đến thời điểm kết thúc dự án giai đoạn I, hồ sau cải tạo đồng nạo vét đến cao độ thiết kế, kè bờ, nạo vét, làm đường dạo, xanh, chiếu sáng: Trúc Bạch, Thủ Lệ, Giảng Võ, Ngọc Khánh, Thành Công, Ba Mẫu, Kim Liên, Thiền Quang, Hoàn Kiếm, Hai Bà, Nghĩa Đô 1, Xã Đàn, Phương Liên 2, Bảy Mẫu, Thanh Nhàn Thanh Nhàn 2), 21 hồ khác cải tạo dự án thực dự án giai đoạn II Hình 1-24: Sơ đồ nước nội sau giai đoạn II 1.2.2 Mất cân lượng hệ thống cân nước nội Hà Nội sau dự án nước nhằm cải tạo môi trường Hà Nội Trên thực tế, dự án nước nhằm cải tạo mơi trường Hà Nội, bao gồm dự án giai đoạn I giai đoạn II bị thi công chậm Nếu kế hoạch đặt phải hoàn thành dự án I vào năm 2000 cho dự án II vào năm 2005, chậm trễ qui trình thủ tục xây dựng qui định nhà tài trợ, cộng thêm khó khăn việc giải phóng mặt bằng, v.v đó, dự án I thi cơng vào năm 1998 hồn thành vào năm 2005 Cịn dự án II, gói thầu thi công vào ngày 13/11/2008 - Một thực tế sau Dự án II triển khai, tình trạng ngập úng nội Hà Nội chưa cải thiện cách rõ rệt Không kể tới trận ngập lụt 10/2008 lịch sử với vũ lượng 574mm/3 ngày nằm ngồi tính tốn biên độ tới hạn dự án, song năm tiếp theo, nội đô Hà Nội liên tục chịu cảnh ngập lụt hàng năm - Sau mưa rào sáng 13/7/2010, nhiều nơi nội đô Hà Nội bị ngập nặng Nhiều người dân đánh giá trận ngập mưa rào nghiêm trọng trận ngập 31/10/2008 Ảnh 1-5a: Xe ôtô bị chết máy ngập nước đường Trần Quốc Toản ngày 13/7/2010 (trái), có nơi ngập gần 1m (phố Quang Trung-phải)-(Nguồn VTC- Ảnh Hồng Hà) 1.3 1.3.1 Ơ nhiễm Lƣu vực Nhuệ Đáy khu vực nội đô-Mất cân chất Hiện trạng ô nhiễm nguồn nước sông Chất lượng nước sông Nhuệ - Đáy cảnh báo mức độ từ nhiễm trung bình đến ô nhiễm nặng, nặng đoạn từ Cống Thần, Đồng Quan chảy phía Hà Đơng Theo dự báo Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, tải lượng ô nhiễm vào lưu vực sông Nhuệ từ đập Thanh Liệt tăng lên gần 16% khoảng thời gian từ 2005 đến 2010 Hệ thống sông thuộc khu vực nội thành sông Tô Lịch, sông Lừ , sơng Sét, sơng Kim Ngưu có mức độ nhiễm ngày tăng đặc biệt ô nhiễm chất hữu Hàm lượng BOD, COD, coliform cao tiêu chuẩn cho phép nhiều lần: hàm lượng BOD vượt Quy chuẩn từ 2,67 ÷ lần, hàm lượng COD vượt Quy chuẩn từ 1,79 ÷ 4,99 lần; hàm lượng coliform vượt Quy chuẩn từ 1.867 ÷ 9.067 lần 1.3.2 Hiện trạng ô nhiễm nguồn nước hồ Tại nội đô Hà Nội, tình trạng nước thải xả trực tiếp vào hồ không qua xử lý làm giảm chất lượng nước hồ Tại hồ khu vực trung tâm thành phố Hà Nội, hàm lượng BOD, COD vượt tiêu chuẩn cho phép (TCVN 5942:1995-Cột B) Hàm lượng BOD đo dao động từ 29 ÷ 136 mg/l, vượt tiêu chuẩn cho phép 1,16 ÷ 5,44 lần, hồ có hàm lượng BOD cao gồm hồ Đống Đa (113,2 ÷ 121,4 mg/l), Ba Mẫu (112 ÷ 136 mg/l), hồ Phương Liệt (107,4 ÷ 113,2 mg/l), hồ Thành Cơng (89 ÷ 95 mg/l) Tất hồ có tiêu coliform vượt tiêu chuẩn cho phép lớn (từ 11 ÷ 240 lần so với TCVN) Trong đó, hồ Giảng Võ, hồ Đống Đa, hồ Định Cơng, hồ Ba Mẫu có hàm lượng coliform lớn 1.4 Tổng quan công cụ mô 1.4.1 Lựa chọn công cụ mô Khoa học đại giới thiệu nhiều ứng dụng để giải vấn đề có tính “động” vấn đề hệ thống nước nội Hà Nội Tuy nhiên, phải thấy tính phức tạp độ khó toán phải giải cho hệ thống cân nước nội Hà Nội phức tạp địi hỏi phân tích sở việc tính tốn với thời gian thực đo-đó điểm mạnh phương pháp mô mà nghiên cứu tập trung 1.4.2 Bộ mơ hình MIKE lý chọn MIKE Bộ mơ hình MIKE Viện Thuỷ lực DHI (Danmark Hydrological Institute), Đan Mạch, mơ hình chiều tiên tiến giới Mike sử dụng hầu hết trường đại học, viện nghiên cứu thủy lực mô giới Tại Việt Nam [6], Mike sử dụng phổ biến đơn vị tư vấn nước với lợi thế:  Cơ sở toán học chặt chẽ, chạy ổn định, thời gian tính tốn nhanh  Có khả tích hợp với số phần mềm chuyên dụng khác, giao diện thân thiện, dễ sử dụng dễ tiếp cận  MIKE dùng 130 nước giới thiết lập mơ hình chuẩn cho tài ngun nước người dùng MIKE hỗ trợ đội ngũ chuyên gia khu vực online hhtp://forum.mikebydhi.com  Mike sử dụng gồm: Mike 11, Mike 21, Mike Urbain Mike Flood o MIKE 21 (2D): Lập mơ hình chiều (hiện ứng dụng cho bờ biển biển) o MIKE 11 (1D): Lập mơ hình sơng, kênh tiêu bao gồm cống ngầm o MIKE FLOOD: Lập mô hình lũ thị, đồng ven biển o MIKE URBAN: Mô tài nguyên nước đô thị  MIKE (DHI) có văn phịng Việt Nam Thái Lan Đặc biệt, DHI phủ Thái Lan lựa chọn nhà cung cấp giải pháp cho dự án hỗ trợ định cho dự báo định (DSS) cho toàn 160 000 km2 lưu vực song Chao Phraya (lưu vực Băngkok-ký năm 2012, nhằm tránh cho Băng cốc thảm họa ngập lụt trận lụt 10/2011 Hiện tại, MIKE sử dụng đơn vị nghiên cứu Đại học Thủy Lợi, Trug tâm TV KT TW, hay tư vấn Viwase Dự án Sở TN MT Hà Nội dùng MIKE 21 để xây dựng đồ ngập úng cho thủ đô Hà Nội diện rộng từ nội đô tới ngoại thành Kết phục vụ tốt cho cơng tác quản lý Bên cạnh đó, số dự án triển khai dự án đánh giá dự báo úng ngập Hà Nội phạm vi quận nội thành MIKE sử dụng phổ biến số cơng trình nghiên cứu Thí dụ: "Nghiên ứu áp dụng mơ hình tốn MIKE 11 tính tốn chất Hình 2-17; 2-19 Kết nối MIKE 1D với MIKE 2D tương tác trường CSDL Xây dựng CSDL cho khu vực nghiên cứu Bộ CSDL xây dựng nhằm mục đích xây dựng mơ hình ngập lụt cho khu vực nội thành Hà Nội nên yêu cầu Bộ CSDL phải phù hợp (chuẩn hóa) với file đầu vào mơ hình MIKE URBAN Nguồn Bộ CSDL thu thập, có xem xét kiểm chứng chỉnh lý từ nhiều nguồn liệu khác nhau, thí dụ cc loại đồ số thu thập từ ngành kế thừa đề tài nghiên cứu trước với nhiều định dạng khác như; Autocad, Mapinfo, ArcGis, Microstation 2.3 2.4 Hiệu chỉnh, kiểm chứng, phân tích chuyên gia đánh giá kết mơ Hình 2-21; 2-22 diễn tả độ xác cơng cụ mơ với CSDL xây dựng 12 2.5 Phương pháp dã ngoại, quan trắc, lấy mẫu phân tích nhiễm số thủy vực nội đô mùa lũ Bảng 2-11: Điểm lấy mẫu phân tích nhiễm nước mặt số thủy vực Mực nước thời điểm lấy mẫu phân tích mưa, bão số 6, 8-9/8/2013 (mực nước cao thấp Hồ Tây, hồ Hồng cầu (L1, L2), sơng Tơ Lịch (R1, R8) Các mẫu nước vị trí lấy vào chai nhựa (PE) rửa sử dụng để đựng mẫu, tiền xử lý mẫu theo quy định tiêu phân tích Mẫu bảo quản tủ lạnh phịng thí nghiệm; Nơi phân tích mẫu: Viện Hàn lâm Khoa học Việt Nam-Viện Cơng nghệ Mơi trường-Phịng Phân tích Độc chất mơi trường (VILAS 386) Phần mềm thống kê MINITAB phiên 14.0 ứng dụng, khác biệt có ý nghĩa thống kê mức 0,05 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Kết xây dựng sở liệu (CSDL) Kết xây dựng sở liệu bao gồm liệu nguồn (ở phần vật liệu phương pháp) số hóa, lưu trữ mềm bao gồm hệ thống tiêu nước nội Hà Nội; kết chạy mơ hình kiện ngập lụt nội đô 31/10-1-2/11/2008 trận ngập lụt 8-9/8/2013 Các kết thể phụ lục gồm: (1) Cơ sở liệu hệ thống cân nước nội đô; (2) Kết mô hình mơ trận úng ngập nội Hà Nội ngày 31/10-1/11/2008; (3) Kết mơ hình mơ trận úng ngập nội đô Hà Nội ngày 8-9/8/2013 3.2 Kết mơ mơ hình ngập lụt khu vực nội đô Hà Nội 3.1 13 3.2.1 Kết mơ mơ hình hệ thống cân nước nội trận lụt 31/10/20081/11/2008 Hình 3-2 : Tình trạng úng ngập, thời điểm 7:00, 31/10/2008 tồn bắc nội (Ba Đình, Đống Đa, Hồn Kiếm, Hai Bà Trưng) Tại thời điểm 7h00 sáng, nước úng ngập sâu tất tuyến phố nội đơ, phần lớn đạt từ 0,3-0,5m, cá biệt có nơi ngập tới 0,6m khu vực hồ Ngọc Khánh, Đội Cấn đoạn tiếp giáp Giang Văn Minh, Giảng Võ, Cát Linh, Nguyễn Khuyến khu vực Trần Hưng Đạo khu vực trước ga Hà Nội… Tại khu vực phía Nam nội đơ, đến 10h sáng ngày 30/8/2008, phần lớn phố Tôn Đức Thắng, Tây Sơn, Chùa Bộc, toàn tuyến phố Lê Duẩn dọc hồ Bảy Mẫu, Trần Khát Chân, Bạch Mai Minh Khai bị ngập sâu Nghiên cứu đồ độ ngập sâu tuyến phố, biết cách định tính việc tuyến phố nội đô bị ngập với độ sâu thời điểm Tuy nhiên, biết việc úng ngập diễn nào? Nghiên cứu xác định rằng, xác định cách định lượng trình úng ngập tuyến phố điều kiện định để tiến xa việc xác định nguyên nhân gây úng ngập, để từ đưa giải pháp hữu hiệu cho tình trạng úng ngập 3.2.2 Tính cân (MCB) hệ thống cân nước nội đô số tuyến phố trận úng ngập 31/10/2008 Lúc 4h 00 ngày 31/8, trạng thái liên kết giao cắt mương hở Phan Kế Bính-Đội Cấn chưa bị cân Do mương Phan Kế Bính hở, lực tiêu nước lớn, nên thời điểm bắt đầu mưa to, nước mương hở ngang với mực nước tuyến liên kết tới Đội Cấn Hình 3-11: Thời điểm 4:00, 31/10/2008, tồn tuyến Đội Cấn chưa bị úng ngập chưa xuất MCB 14 Tại thời điểm 4h, mưa chưa đủ lớn nước bắt đầu làm ngập cống ngầm, song chưa tràn lên mặt phố Tuy đến 5h xuất nước tràn (hình dưới) Hình 3-12: Mất cân xảy thời điểm 5:00am giao cắt mương hở Phan Kế Bính-Đội Cấn MCB xảy thời điểm 5:00AM khu vực bao gồm mương hở Phan Kế Bính, Đội Cấn khu vực lân cận Trạng thái MCB: Nước úng mương Phan Kế Bính, lan truyền gây úng ngập dọc phố Đội Cấn Hình 3-14 : Tại thời điểm 6:00am, toàn tuyến Cát Linh nối với tuyến mương hở Hào Nam thông qua cống kết nối (nút 730-747) gần đạt tới hạn Tại đó, lực chứa thoát mương hở Hào Nam cịn lớn (ngập ½ mương), song xuất điểm phát úng phố Cát Linh (Điểm phát úng vị trí mặt phố, nước úng dâng từ cống ngầm lên bắt đầu tràn mặt phố) Ta phân biệt điểm phát úng với điểm ngập bề mặt nước chảy xuống cống ngầm (dù nước chưa đầy cống ngầm) Hình 3-14a: Tại thời điểm 7:00am, dù mực nước mương Hào Nam đủ cho nước úng đổ vào, song MCB tuyến cống nối nên toàn tuyến phố Cát Linh chuyển từ điểm phát úng sang trạng thái úng ngập trầm trọng Điểm phát úng Thời điểm phát úng Độ ngập sâu (31/10/2008) (m) Đội Cấn 4h00 AM 0,3-0,4 Lý Thường Kiệt 9h45 AM 0,2-0,3 Nguyễn Khuyến 6h15 AM 0,3-0,4 Hai Bà Trưng 9h00 AM 0,2-0,3 Điện Biên Phủ 2h00 AM 0,3-0,4 Triệu Việt Vương 9h45 AM 0,2-0,3 15 Bạch Mai 4h00 AM 0,4-0,45 Giải Phóng 6h15 AM 0,4-0,5 Huỳnh Thúc Kháng-Thái 5h15 AM 0,5-0,6 Hà Thái Hà-Tây Sơn 4h15 AM 0,6-0,8 Chùa Bộc 6h00 AM 0,4-0,5 Tây Sơn (cây xăng Nam 6h45 AM 0,4-0,5 Đồng) Đường Trường Chinh 6h15 AM 0,3-0,45 Lê Trọng Tấn 4h15 AM 0,4-0,5 Minh Khai 6h30 AM 0,3-0,4 Thái Thịnh 4h00 AM 0,4-0,5 Ngã Tư Sở 4h15 AM 0,2-0,3 Bảng 3-15: Các điểm phát úng, thời gian phát úng, độ sâu thời gian ngập 3.2.3 Đánh giá mức độ MCB hệ thống cân nước nội đô thông qua kết mơ trận úng ngập 8-9/8/2013 Hình 3-19: Diễn tiến lượng mưa 8-9/8/2013, nguồn TTKT TVTW Hình 3-20: Ở thời điểm 1:00 PM ngày 8/8/2013, tình trạng MCB tiếp tục xảy cống liên kết mương Phan Kế Bính-Đội Cấn Lưu ý thời điểm 8/8/2013, tồn tuyến mương Phan Kế Bính bê tơng hóa Tuy nhiên, so sánh lượng mưa hai đợt úng ngập 31/10/2008 (574mm/3ngày) 172mm/ngày ngày 8/8/2013 ta thấy việc bê tơng hóa làm cho lượng nước cống lên cao so với mương chưa bị bê tơng hóa 16 Hình 3-22: MCB liên kết Trần Bình Trọng-Nguyễn Du 3.2.3.1 Các điểm phát úng trận úng ngập sau bão số 6, 8/8/2013 Tổng hợp điểm phát úng bão số 6, ngày 8-9/8/2013 sau: Đội Cấn (4); Huỳnh Thúc Kháng (5); Thái Hà (1); Giang Văn Minh-Đội Cấn (1), Giảng Võ (3); Láng Hạ (3); Nguyễn Lương Bằng (4); Tây Sơn (2); Chùa Bộc (4); Tôn Thất Tùng (phát úng sớm hơn); Nguyễn Du (1); Trần Hưng Đạo (1); Trần Quốc Toản (2); Bạch Mai (4-phát úng sớm trở thành úng); Minh Khai (4) v.v Tổng cộng có tới khoảng 40 điểm phát úng; mưa tiếp tục, điểm tiềm tàng trở thành 40 úng ngập khu vực nội đô Tại thời điểm này, điểm phát úng trở thành điểm úng ngập Nhiều điểm ngập úng đạt độ sâu 0,2-0,3m 3.3 Các thảo luận MCB hệ thống cân nƣớc giải pháp khắc phục 3.3.1 Thảo luận cân lƣợng MCB xảy tuyến phố mà nguyên nhân không đồng kết nối hệ thống cống tiêu nước, thiết kế, kết cơng việc xây dựng, làm cho nước úng ngập khơng thể xuống khu vực bên cạnh, dù khu vực cịn đủ lực chứa - Bê tơng hóa-một ngun nhân dẫn đến cân - Trường hợp tuyến mương Hào Nam nối sông Tô Lịch Tại tuyến mương này, thời điểm sau bão số 6, 8/8/2013, mương bị bê tơng hóa hình 3-29B đây, dù thời điểm 10:00 AM, nước không bị đầy, song tới thời điểm 1:00 PM ngày, nước úng dâng đầy cống bê tông Hào Nam Đây nguy cân cao, với giả thiết rằng, mưa năm 2008 với điều kiện bê tông hóa nay, tuyến nâng cấp lớn với Dự án (từ mương hở thành 2x(3x2) từ Hào Nam Tô Lịch tồn khu vực Cát Linh, Lê Trực bị ngập úng nặng so với khu vực thời điểm 31/10/2008 17 Với lượng mưa 8/8/2013, nhiên, thay đổi khung thời gian mưa, toàn tuyến Lê Trực-Cát Linh-Hào Nam bị MCB gây úng ngập khu vực Hình 3-36: Úng ngập xảy Cát Linh MCB tuyến dọc Hào Nam-Tô Lịch Tại thời điểm 12.00 pm ngày 31/10/2008, nước tuyến cống dọc Lê Trực-Trịnh Hồi Đức-Hào Nam dâng lên mặt phố Lê Trực thời điểm đó, phố Cát Linh bị ngập từ 0,3-0,5m Mất cân xảy tuyến dọc (nước úng đầy cống, ngăn cản khả thoát tồn tuyến) Đó trường hợp tuyến Lê Duẩn, Giải Phóng, Nguyễn Lương Bằng Tây Sơn…Tuyến Bạch Mai chí thiết kế để đưa nước chảy ngược thoát lên hướng Thanh Nhàn Tại tuyến này, cống bé tuyến cống dài nên xảy MCB Tùy thuộc vào lượng mưa, không kể lượng mưa ngày 31/10/2008, với lượng mưa 8/8/2013, MCB gây nên úng ngập khu vực phố trực tiếp cống tuyến phố lân cận Mất cân chủ yếu liên kết tuyến ngang, liên kết cống ngang-cống chủ đạo: - Tuyến cống Đội Cấn, kích thước bé, với chiều dài lớn 1km độ dốc từ trung tâm ngoại vi so với tuyến Hào Nam, hỗ trợ tuyến mương Phan Kế Bính bê tơng hóa 2x(2x1,5), song MCB liên kết nên úng ngập xảy nhiều đoạn phố Đội Cấn - Tại Nguyễn Thái Học, tình trạng úng ngập cải thiện sau Dự án II, song thiếu liên kết đầu phố Thanh Bảo, nên tình trạng MCB thiếu liên kết gây úng ngập khu vực trước cửa hiệu sách-nhà in báo - Tình trạng MCB liên kết xảy tuyến Trần Quốc Toản, Trần Hưng Đạo, Lý Thường Kiệt….là tuyến ngang nối vào tuyến dọc Quán Sứ-Trần Bình Trọng liên tục gây úng ngập khu vực - Nghiên cứu xác định điểm nhạy cảm gây nên úng ngập cho khu phố cách cục dẫn đến úng ngập cho khu vực nhiều tuyến phố Nghiên cứu hệ thống cân nước nội đô đƣợc 30 điểm cân hệ thống nước nội Hà Nội Từ đó, kết luận quan trọng là: Việc xác định điểm cân cách xác chìa khóa để tiến đến giải pháp úng ngập hệ thống nước nội Hà Nội Thảo luận cân liên kết cống hồ Đây tình trạng MCB phổ biến có nhiều hồ nằm nội thành Tuy nhiên, chủ đích xây ngưỡng tràn tránh đổ nước ô nhiễm hồ nên vô hình chung, chủ thuyết gây tượng MCB cống-hồ Đó nguyên nhân gây úng ngập cục lưu vực xung quanh hồ, hồ cịn đủ lớn, chí dư thừa khả chứa nước úng cho tiểu lưu vực xung quanh Khu vực Hồ Thuyền Quang, Hồ Mẫu nằm vị trí trọng yếu tiêu nước sơng Sét từ Hồ Bảy Mẫu với cửa phai Nam Khang Tại khu vực này, có hồ rộng, diện tích bề mặt thơng thống nên 18 tình trạng úng ngập giải có kế hoạch “lập trình” Tuy nhiên, tình trạng ngập úng thường xuyên xảy phố cũ Trần Hưng Đạo, Dã Tượng, khu Ga Hà Nội, Hai Bà Trưng v.v Câu hỏi đặt là: Vai trò điều tiết chỗ hồ Bẩy Mẫu đóng vai trị nnư nhu cầu úng ngập cho tồn khu vực phía thượng lưu vừa nêu trên? Phân tích kết mơ tuyến phố Trần Bình Trọng ta thấy, mức 3,85 mức này, tuyến cống Trần Bình Trọng ngập gần 1/2 lưu lượng toàn tuyến Như trạng thái MCB cống hồ xảy ra, trước hết từ chủ thuyết xây ngưỡng tràn cửa phai để ngăn nước cống xả ô nhiễm hồ Điều xảy cách tương tự liên kết Minh Khai Trần Khát Chân sông Kim Ngưu Kết tình trạng úng ngập xảy liên kết cống/hồ điều hịa; cống/sơng tiêu làm cho vận hành động hệ thống bị cân Hình 3-39: Thí dụ ngưỡng tràn cửa phai Trần Bình Trọng 7:30 PM 8/8/2013 3.3.2 Kết thảo luận MCB chất, mối liên quan MCB chất MCB lƣợng 3.3.2.1 Kết phân tích nhiễm Kết phân tích chất lượng nước sông, hồ khu vực nội thành Hà Nội 10 điểm nghiên cứu đợt với mực nước cao cạn thể bảng biểu đây: Bảng 3-3: Kết phân tích chất lượng nước hồ nước sông nội thành Hà Nội mức nước cao, lũ (09/8/2013 Bảng 3-4: Kết phân tích chất lượng nước hồ nước sơng nội thành Hà Nội mức nước cạn (09/9/2013) 19 Như vậy, trước đề cập đến vấn đề xử lý quan hệ cân lượng chất, ta thấy chất lượng nước sông, hồ khu vực nội thành Hà Nội chịu tác động mạnh hoạt động sinh hoạt nước mưa, chịu tác động mạnh hoạt động phát triển đô thị, kinh tế xã hội lưu vực Cụ thể, kết phân tích cho thấy nước sông trạng thái ô nhiễm chất hữu cơ, N, P có nguồn gốc nhân sinh N-tot dao động khoảng từ 2,7 đến 15,6 mg L-1, P-tot dao động khoảng từ 0,13 đến 0,71 mg L-1 Thông số COD quan trắc dao động khoảng đến 60 mg L-1 Sự khác biệt có ý nghĩa thơng kê chất lượng nước lũ sau lũ cho thấy ánh hưởng rõ nét nước mưa đến chất lượng nước sông, hồ khu vực nội đô nghiên cứu Phân tích tiêu chuẩn χ2 kết phân tích lũ (mực nước cao) sau lũ (mực nước thấp) cho thấy chất lượng nước sông, hồ cải thiện hòa trộn với nước mưa Sự khác biệt có ý nghĩa thống kê mức độ tin cậy >95% Tính cấu trúc nhóm tương đồng điểm quan trắc dọc theo sơng có thay đổi đợt (hai biểu đồ đây): Bảng 3-43: So sánh mức độ tương đồng, theo chuẩn thống kê MINITAB phiên 14.0, nguồn tư liệu nghiên cứu Theo đó, tính tương đồng chất lượng nước vị trí quan trắc có khác biệt đáng kể liên quan đến hoạt động tiếp nhận nguồn thải, hoạt động dân sinh nước cạn (hình trên-trái) Trong trường ảnh hưởng nước lũ (hình trên-phải), mực nước sơng dâng gây úng cục tạo pha lỗng nước sơng nên tính tương đồng chất lượng điểm quan trắc cao phụ thuộc vào vị trí lấy mẫu sông/hồ 3.3.2.2 Quan hệ MCB chất MCB lượng hệ thống cân nước nội đô Hà Nội Những đánh giá ô nhiễm nước mặt khu vực nội đô kể đánh giá mang tính thống kê túy khơng gắn liền với q trình đánh giá tính cân động hệ thống nước nội Nghiên cứu rằng, hệ thống hồ, cống sông tiêu nước yếu tố để liên kết phần tử cấu thành hệ thống thoát nước Khi khơng có úng ngập, hệ thống gần hoạt động trạng thái “tĩnh” quan điểm lượng, lúc trình cân chất xảy từ từ cân lượng tích tụ kết làm cho hệ thống nước bị nhiễm dần trở nên ô nhiễm nghiêm trọng Như vậy, bên cạnh trình động cân động trình vận động tương tác thủy lực hệ thống nước nội Hà Nội có q trình tương tác động ô nhiễm hệ thống thoát nước nội đô Hà Nội mà ta gọi q trình cân chất hệ thống thoát nước Các số phân tích nhiễm (mục 3.2) hồ nội đô, đặc biệt nhiều vị trí khác dọc theo sơng Tơ Lịch từ Hồ Tây đến đập Thịnh Liệt cho thấy xu hướng độ ô nhiễm giảm thiểu mực nước dâng cao Đặc biệt, nước úng đạt tới vị trí cao tới hạn mức độ nhiễm gần đồng địa điểm nội đô Điều cho phép nhà quản lý môi trường nước mạnh dạn đưa giải pháp bơm thoát úng (vào hồ chứa) úng ngập 20 Như vậy, vấn đề đặt làm xác lập qui trình động-tức xác lập trạng thái cân động với ý nghĩa động dòng chảy, động tích tụ nhiễm động tổng thể trình? Mục tiêu là: Khai thác tối đa vị trí kích thước hồ điều hịa Liệu đưa giải pháp để vừa giải úng ngập sở khai thác yếu tố tự nhiên hồ điều hịa mà khơng làm nhiễm môi trường nội đô việc giảm thiểu nhiễm hồ điều hịa này? Ý tưởng việc tách nước thải thiết lập hệ thống nước thải độc lập với hệ thống thoát nước mưa giới khoa học nghiên cứu đề cập từ lâu, song phương án chứng tỏ tính khơng khả thi với thực tế thiết kế xây dựng sau ln mang tính kế thừa mạng lưới nước có từ trăm năm Ngay chủ trương xử lý ô nhiễm cho nước thải từ hộ gia đình, khu dân cư vấp phải khó khăn hệ thống nước cơng cộng gộp chung nước thải nước mưa Hình3-43 kết thu thập phân tích COD điểm lấy mẫu với mức nước khác (cao-trong úng, trung bình-sau úng cạn-khơng mưa) Hình 3-64 Biểu đồ quan hệ độ nhiễm thời gian tích nhiễm Trong chế đóng/mở cửa phai tay nay, yếu tố thời gian (t1, t2 hình 3-64) khơng tính đến Điều có nghĩa q trình mở cửa phai cho nước úng xả vào hồ điều hịa, lượng chất nhiễm tích tụ sau đơn vị thời gian định, tăng độ nhiễm hồ điều hịa Để giải vấn đề tích tụ nhiễm này, nghiên cứu đề xuất giải pháp hồ điều hịa (hay sơng phân tầng) Mục đích giải pháp giải vấn đề lan truyển ô nhiễm các hồ điều hịa (hay sơng tiêu) việc lập nhiễm vùng tách riêng hồ điều hịa (hay sơng), trước nước úng xả tự vào hồ Phần luận án diễn giải kết nghiên cứu CB lượng giải pháp cân cho hệ thống cân nước nội đô Hà Nội; phần hồ phân tầng trình bày phụ lục luận án 3.3 Các giải pháp cải thiện tình trạng ngập úng chất lƣợng nƣớc hệ thống cân nƣớc nội đô Hà Nội Nghiên cứu mối quan hệ MCB-úng ngập nhạy cảm tác động mang tính động thời gian thực tế nút MCB cục mà kết hình thành úng ngập địa bàn liên quan đến nút MCB Nghiên cứu đề xuất thay đổi cấu trúc mạng lưới tiêu thoát sau: 21 - Thay đổi nhằm nhằm đạt vận hành cân diễn tiến thủy động lực động liên kết cống ngầm khu vực bị úng ngập Thay đổi mối liên kết cống ngầm sông tiêu nhằm đạt vận hành cân mối quan hệ thủy động lực cống-sông tiêu Giảm thiểu yếu tố rủi ro gây cân tuyến cống trục Tổng hợp thay đổi cấu thành giải pháp cho hệ thống cân nước nội đô Hà Nội Kich đáp ứng tiêu chí: - Thay đổi trạng nhất; tiết kiệm cho đầu tư mới; đặc biệt,giảm thiểu khó khăn việc giải phóng mặt thi công cách chọn tác động nút MCB để tác động - Với kịch tác động lên 11 nút MCB, nghiên cứu tiến hành công đoạn cần thiết mơ hình mơ đạt kết tốt Sau chứng minh kịch tối giản 11 nút đạt hiệu cao, nghiên cứu hoàn chỉnh kịch 11 nút mở rộng, sau 29 nút MCB với tiêu chí: - Giúp hệ thống đạt cân (khơng có xuất phát úng xẩy ra) hoạt động thủy động lực với lượng mưa lớn từ 20-30% so với trận lụt 8-9/8/2013 Tối ưu hóa kịch tổng thể băng việc tối giản điểm tác động đạt cân trình thủy động lực diễn hệ thống - Tiến tới kịch tổng thể tối ưu, giúp cho hệ thống đạt cân trình thủy động lực với vũ lượng mưa lớn 20-30% so với trận lụt 31/10/2008 3.3.1 Kịch 11 nút MCB Nội dung kịch 11 nút MCB: Tuyến cống liên kết nút 747 (mương Hào Nam) với 731 (Cát Linh) phải nâng cấp nhằm giải thoát nguy cân hữu Dự kiến 2x1,65 Nút 731 747 Mở thông liên kết Nguyễn Thái Học (cuối đoạn ngã giáp Kim Mã) với tuyến Trịnh Hòai Đức Sự cân gây úng cục Nguyễn Thái Học thường xuyên có mưa to, dù 70mm/3 h (mưa năm 2012, 2014 bị úng) Giải thoát nguy hữu gây cân nghiêm trọng việc mở rộng tuyến liên kết Đội Cấn-Phan Kế Bính để thoát trước mắt cho Đội Cấn, đủ để thoát úng với trận mưa có lưu lượng 170mm/ngày (bão số 6) lên (2x1,5) BXH 2xD1,0m (như nay) Vị trí: Nút Đội Cấn 4311 tới mương Phan Kế Bính 684 Do khu vực Kim Mã-Daewoo thường xuyên bị ngập, lý chưa có tuyến cống để úng cho khu vực Giải pháp dự kiến: Đặt tuyến cống 2xD 1m nối Kim Mã mương Phan Kế Bính (dọc theo phố Nguyễn Văn Ngọc) Việc đạt tính cân động khu vực giải úng cho khu vực kể (KM-Daewoo) Vi tuyến cống Nguyễn Du chịu tải cho khu vực Trần Quôc Toản Nguyễn Gia Thiều cống Nguyễn Du MCB tồn khu vực kể bị úng ngập Giải pháp: Mở rộng liên kết Nguyễn Du Trần Bình Trọng việc nâng cấp Nguyễn Du lên 2xD1,0m sớm tốt Vị trí: Nút 4129-4105 Giao cắt Quán Sứ-Lý Thường Kiệt : Mở rộng lên hai lần so với nay, cụ thể đoạn nút sau đây: 4444-4288; 4442-4070;3774-4059 Để đạt tính cân liên kết cống/sơng Minh Khai-Kim Ngưu, nghiên cứu mặt cắt dọc tuyến Từ Giải Phóng -Minh Khai tới Kim Ngưu, cần phải tăng từ cống tròn 0,8 1,000 m lên tối thiểu 2x(2x1,25)-tức cống có kích thước 2x1,25m Vị trí: Mở từ nút 45384562 22 Mở rộng cống dọc Trường Chinh, đoạn từ giao cắt Tôn Thất Tùng từ 0,6m đoạn 1,m lên 3x1,m đến sông Lừ để giải tình trạng MCB cho lưu vực Tơn Thất Tùng, Chùa Bộc… Mở rộng tuyến cống dọc tuyến Hồ Đắc Di lên 1,5m 10 Mở rộng tuyến cống dọc tuyến Đặng Văn Ngữ lên 1,5m 11 Mở rộng liên kết tuyến Đặng Văn Ngữ đê La Thành lên 2x1,5m Cải thiện tình trạng úng ngập tổng thể nội đô với kịch 11 nút MCB Các so sánh độ ngập úng theo mô mưa trận lụt 2008 có kịch khơng có kịch bản: Hình 3-54; 3-55: Sự khác biệt lớn trái (trước can thiệp 2008) với phải ( kịch 11 điểm) 9:00 ngày “31/10/2008” Hình 3-56; 3-57 So sánh trái (nguyên thủy 2008) với phải (2008 có kịch bản), 10:00 ngày 31/10/2008 3.3.2 Kịch 11 nút MCB mở rộng Kịch bao gồm số cải thiện thoát úng hướng sau: - Tuyến nối Trần Bình Trọng hồ Bảy Mẫu; cao độ khơng cho phép nâng cấp cống to hơn, nghiên cứu đề xuất cải thiện thoát nước hồ Bảy Mẫu cách mở rộng thiết diện ngang, tăng từ cống tiêu lên cống có kích thước - Tuyến Nguyễn Chí Thanh Tơ Lịch: Hiện tuyến cống dọc theo phố Nguyễn Chí Thanh nước sông Tô Lịch nhỏ; thiết diện đường Nguyễn Chí Thanh rộng nên úng ngập dễ dàng tỏa sang khu dân cư quan hai bên đường, nhiên MCB liên kết ngang tuyến cống với Huỳnh Thúc Kháng nên thường xuyên gây úng ngập sâu cho tuyến phố Huỳnh Thúc Kháng 23 3.3.3 Kịch 29 nút MCB Đây kịch với tác động giải phóng đến hầu hết nút MCB hệ thống thoát nước nội đô Hà Nội Giải pháp lấy giải pháp 11 nút làm trọng tâm, sau phát triển đến nút phát úng tồn hệ thống Kết mơ cho kết khả quan, song khơng khả thi địi hỏi đầu tư lớn phải “xới tung” nội đô-là vấn đề mà tất cấp liên quan không ủng hộ KẾT LUÂN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Nghiên cứu úng ngập nội đô Hà Nội luôn thách thức cho nhà khoa học quản lý Những nghiên cứu tổng quan luận án thực tế hàng năm, tồn nội đô HN bị đe dọa úng ngập Trên quan điểm nghiên cứu hệ thống cân nước, kết đạt nghiên cứu dẫn đến kết luận kiến nghị sau đây: Xây dựng CSDL phục vụ nghiên cứu hệ thống cân nƣớc: Luận án xây dựng CSDL hệ thống mạng lưới tiêu thoát nước nội đô Hà Nội với hệ thống thông số kỹ thuật cấu thành hệ thống cống ngầm, hệ thống hố ga, hệ thống hồ v.v… MCB hệ thống tiêu thoát nƣớc nội đô Luận án chứng minh luận điểm: MCB nguyên nhân gây nên úng ngập cục bộ, từ gây nên úng ngập tồn diện cho nội Hà Nội Các phân tích mơ hình mơ hệ thống cân nước trình MCB xẩy nào, đâu Luận án phát “ điểm phát úng” khác mạng lưới tiêu nước nội đơ, sở đó, nút (vị trí) tiềm gây ngập úng, gây nên úng ngập từ cục đến tổng thể cho nội Hà Nội Giải pháp úng ngập cho nội đô Hà Nội Trên sở nghiên cứu MCB, nghiên cứu bước đầu đề xuất hai giải pháp 11 29 nút MCB để xứ lý tình trạng úng ngập nội Hà Nội Tư tưởng chủ đạo để xây dựng giải pháp điểm việc xét nút MCB nhạy cảm quan trọng, tính khả thi giải pháp Với giải pháp 11 nút MCB, nội đô Hà Nội chịu trận mưa ngày 8/8-9/8/2013, song với vũ lượng > 350mm/2 ngày Bộ giải pháp 29 nút MCB giúp nội đô Hà Nội chịu trận mưa ngày 31/10-1/11/2008, song với vũ lượng > 600mm/3 ngày Kết luận học thuật Hệ thống cân nước (HTCBN) khái niệm cách tiếp cận nghiên cứu hệ thống nước với điều kiện cần đủ nhằm đưa hệ thống đạt trạng thái cân vận hành, qua làm cho hệ thống thỏa mãn mục đích thiết kế, hiệu KIẾN NGHỊ Lý luận khoa học Trong tương lai, nghiên cứu khác làm sáng tỏ hướng nghiên cứu HTCBN cho vùng nội đô tương tự với qui mô điều kiện khác Mô nghiên cứu cân chất Đề xuất mang tính thực tiễn 24 Nâng cấp CSDL để đưa kết giải pháp chi tiết hơn; áp dụng kết nghiên cứu việc giải úng ngập tốt cho nội đô Hà Nội - Xây dựng đồ dự báo úng ngập điều kiện khí hậu thủy văn khác nhau, đặc biệt số tới hạn mang tính rủi ro cao - Giải pháp tăng cường chức điều hịa hồ giàm nhiễm hồ (sơng) phân tầng (được trình bày phụ lục luận án) Bổ sung nghiên cứu CB chất cho lƣu vực Luận án tiến hành có số kết đánh giá chất lượng nước mặt số thủy vực đặc trưng cho đích tiếp úng úng vùng nội Hà Nội điều kiện: - Ở mực nước cạn (không úng ngập); - Ở mực nước cao (trong úng ngập); - Ở mực nước trung bình (sau úng ngập) Đồng thời, nghiên cứu luận án tính tốn kịch để phịng chống úng ngập với lượng mưa khác nhau; nhiên, nghiên cứu chưa có đủ điều kiện (thí dụ tài chính) để đánh giá tiến tới tính tốn mơ phân bố nhiễm hoạt động điều tiết úng ngập tiểu vùng liên quan đến nút CB Do vậy, cần thiết phải có nghiên cứu nội dung CB chất vừa nêu để có cách nhìn tổng quát lượng chất nhằm giải vấn đề MCB hệ thống cân nước nội đô Hà Nội cách chi tiết hơn./ - 25 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Chu Anh Dao, Pham Manh Con, Nguyen Manh Khai (2010), “Characteristic of urban wastewater in Hanoi City – nutritive value and potential risk in using for agriculture”, VNU Journal of science, Earth Sciences (26), pp.42-47 Trần Ngọc Anh, Nguyễn Thanh Sơn, Trần Thị Thu Hương, Trịnh Xuân Quảng, Phạm Mạnh Cổn, Đặng Đình Khá, Đặng Đình Đức (2012), “Đánh giá nguy ngập lụt khu vực trũng tỉnh Hưng Yên”, Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội - Khoa học Tự nhiên Công nghệ 28(3S), tr.1-8 Nguyễn Mạnh Khải, Nguyễn Thị Huyền Trang, Nguyễn Thùy Linh, Chu Anh Đào, Phạm Mạnh Cổn, Nguyễn Thị Nga (2012), “Nghiên cứu chất lượng nước sông Nhuệ khu vực Hà Nội”, Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội - Khoa học Tự nhiên Công nghệ 28(4S), tr.111-117 Phạm Mạnh Cổn, Phạm Quang Hà, Trần Ngọc Anh, Nguyễn Mạnh Khải (2013), “Nghiên cứu chất lượng nước mặt khu vực nội thành Hà Nội”, Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội - Khoa học Tự nhiên Công nghệ 29(3S), tr.24-30 Phạm Mạnh Cổn, Đặng Đình Khá, Đặng Đình Đức, Nguyễn Mạnh Khải, Phạm Quang Hà, Trần Ngọc Anh (2013), “Nghiên cứu mô trận ngập lụt 2008 nội thành Hà Nội đề xuất số giải pháp thoát úng cục bộ”, Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nộ - Khoa học Tự nhiên Công nghệ 29(2S), tr.8-16 26 ... nội đô Hà Nội Trong bối cảnh đó, quan điểm hệ thống, tác giả thực đề tài “NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC MÔ PHỎNG HỆ THỐNG CÂN BẰNG NƢỚC KHU VỰC NỘI THÀNH HÀ NỘI” Mục tiêu nghiên cứu: a Cung cấp sở. .. THỐNG CÂN BẰNG NƢỚC; HỆ THỐNG CÂN BẰNG NƢỚC THỦ ĐÔ HÀ NỘI VÀ KHU VỰC NỘI ĐÔ; CƠ SỞ KHOA HỌC MÔ PHỎNG 1.1 Tổng quan hệ thống cân nƣớc Sự tồn hệ thống nước phục vụ cho mục đích cụ thể; hệ thống nước... Cung cấp sở khoa học, thiết lập sở liệu phục vụ nghiên cứu hệ thống cân nước khu vực nội đô Hà nội b Xác định yếu tố định hệ thống cân nước khu vực nghiên cứu; nguyên nhân làm cân cho hệ thống chất