BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI NGUYỄN TRỌNG NHẤT NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH HỆ SỐ TIÊU THIẾT KẾ CHO KHU VỰC THÀNH PHỐ HÀ NỘI NẰM TRONG LƯU VỰC TỪ PHÍA ĐƠNG SƠNG NHUỆ VÀ PHÍA BẮC QUỐC LỘ 70A ĐẾN SÔNG HỒNG LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội - 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI NGUYỄN TRỌNG NHẤT NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH HỆ SỐ TIÊU THIẾT KẾ CHO KHU VỰC THÀNH PHỐ HÀ NỘI NẰM TRONG LƯU VỰC TỪ PHÍA ĐƠNG SƠNG NHUỆ VÀ PHÍA BẮC QUỐC LỘ 70A ĐẾN SÔNG HỒNG Chuyên ngành: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước Mã số: 60 - 62 - 30 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: GVCC, PGS.TS Lê Quang Vinh Hà Nội - 2014 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU MỞ ĐẦU 4 Cơ sở đề xuất đề tài nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu ứng dụng Nội dung kết nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Địa điểm nghiên cứu CHƯƠNG TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan điều kiện tự nhiên 1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.2 Đặc điểm địa hình 1.1.3 Đặc điểm cấu tạo địa chất 1.1.4 Đặc điểm thổ nhưỡng 1.1.5 Đặc điểm khí tượng, khí hậu 1.1.6 Đặc điển sơng ngịi 14 1.2 Tổng quan dân sinh, kinh tế, xã hội 19 1.2.1 Vấn đề dân số 19 1.2.2 Các vấn đề an sinh xã hội 19 1.2.3 Tình hình phát triển kinh tế 20 1.2.4 Các vấn đề xã hội cần quan tâm 20 1.3 Hiện trạng cấu sử dụng đất định hướng phát triển không gian 21 1.3.1 Hiện trạng cấu sử dụng đất 21 1.3.2 Định hướng phát triển không gian khu vực nghiên cứu 23 1.4 Hiện trạng tiêu nước 27 1.4.1 Hiện trạng tiêu nước khu vực nghiên cứu 27 1.4.2 Hướng tiêu nước trạng khu vực nghiên cứu 29 1.5 Các vấn đề cần quan tâm nghiên cứu đề xuất giải pháp tiêu nước cho khu vực nghiên cứu 29 1.6 Nhận xét kết luận chương 30 CHƯƠNG PHÂN TÍCH CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HỆ SỐ TIÊU VÀ GIẢI PHÁP TIÊU CHO KHU VỰC NGHIÊN CỨU 31 2.1 Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến hệ số tiêu 31 2.1.1 Quá trình biến động hệ số tiêu biện pháp tiêu nước áp dụng cho khu vực nghiên cứu 31 2.1.2 Các yếu tố gây biến đổi hệ số tiêu thiết kế làm thay đổi biện pháp tiêu nước 33 2.2 Đề xuất giải pháp tiêu nước áp dụng cho khu vực nghiên cứu 35 2.2.1 Cơ sở khoa học đề xuất giải pháp tiêu nước 35 2.2.2 Đề xuất giải pháp tiêu nước áp dụng cho khu vực nghiên cứu 36 2.3 Nhận xét kết luận chương 38 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN HỆ SỐ TIÊU THIẾT KẾ VÀ KIẾN NGHỊ HỆ SỐ TIÊU THIẾT KẾ CHO KHU VỰC NGHIÊN CỨU 40 3.1 Nghiên cứu phương pháp tính tốn hệ số tiêu dự án trước 40 3.1.1 Dự án thoát nước thành phố Hà Nội 40 3.1.2 Dự án Bổ sung Quy hoạch thủy lợi hệ thống thủy nông sông Nhuệ năm 1997 41 3.1.3 Dự án Rà soát bổ sung Quy hoạch thủy lợi hệ thống sông Nhuệ năm 2007 42 3.2 Phương pháp tính tốn hệ số tiêu cho khu vực nghiên cứu 42 3.2.1 Cơ sở đề xuất phương pháp tính tốn hệ số tiêu 42 3.2.2 Các đối tượng tiêu nước tỷ lệ diện tích đối tượng tiêu nước có mặt khu vực nghiên cứu 45 3.2.3 Phương pháp tính toán 52 3.3 Kết tính tốn hệ số tiêu thiết kế cho khu vực nghiên cứu 55 3.3.1 Kết tính tốn hệ số tiêu thiết kế cho lưu vực sông Tô Lịch 55 3.3.2 Kết tính tốn hệ số tiêu thiết kế cho lưu vực sơng Nhuệ 57 3.4 Kiến nghị hệ số tiêu thiết kế cho khu vực nghiên cứu 58 3.4.1 Lưu vực sông Tô Lịch 58 3.4.2 Lưu vực sông Nhuệ 59 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Nhiệt độ không khí trung bình (Trạm Láng) Bảng 1.2 Độ ẩm trung bình tháng năm (Trạm Láng) 10 Bảng 1.3 Lượng mưa tháng năm (Trạm Láng) 11 Bảng 1.4 Lượng bốc trung bình tháng 12 Bảng 1.5 Số nắng tháng năm (Trạm Láng) .13 Bảng 1.6 Mực nước trung bình sơng Hồng tháng năm Hà Nội 17 Bảng 1.7 Mực nước báo động mùa lũ sông Hồng Hà Nội 18 Bảng 1.8 Diện tích khu cơng nghiệp, cụm cơng nghiệp có xây dựng khu vực nghiên cứu 23 Bảng 1.9 Một số tiêu thiết kế hồ điều hịa lưu vực sông Tô Lịch đầu tư xây dựng giai đoạn 28 Bảng 3.1 Diện tích mặt nước hồ bảo tồn đo phần mềm 47 Bảng 3.2 Diện tích mặt nước hồ nạo vét, cải tạo 47 theo dự án thoát nước thành phố Hà Nội 47 Bảng 3.3 Thông số sơng nội thị theo dự án nước thành phố Hà Nội 48 Bảng 3.4 Diện tích mặt trồng xanh cơng viên 49 Bảng 3.5 Tổng hợp diện tích tỷ lệ diện tích đối tượng tiêu nước có mặt tiểu vùng Yên Sở 50 Bảng 3.6 Các hồ điều hịa dự kiến bố trí tiểu vùng sơng Nhuệ theo Quyết định Thủ tướng Chính phủ 50 Bảng 3.8 Diện tích mặt nước hồ thơng thường có đo phần mềm 51 Bảng 3.8 Diện tích mặt trồng xanh công viên 52 Bảng 3.9 Tổng hợp diện tích tỷ lệ diện tích đối tượng tiêu nước có mặt tiểu vùng sơng Nhuệ năm 2020 52 Bảng 3.10 Hệ số dòng chảy C số loại đối tượng tiêu nước có mặt khu vực nghiên cứu 53 Bảng 3.11 Mơ hình mưa 24 lớn trạm Láng trạm Hà Đông nằm trận mưa ngày lớn tương ứng với tần suất 10% .55 Bảng 3.12 Kết tính tốn hệ số tiêu tồn lưu vực sơng Tơ Lịch tương ứng với thời đoạn tiêu nước căng thẳng 56 Bảng 3.13 Kết tính tốn hệ số tiêu tồn lưu vực sơng Nhuệ tương ứng với thời đoạn tiêu nước căng thẳng 58 MỞ ĐẦU Cơ sở đề xuất đề tài nghiên cứu Khu vực Hà Nội nằm phần lưu vực từ phía đơng sơng Nhuệ phía bắc Quốc lộ 70A đến sơng Hồng có diện tích tự nhiên 13.540 giới hạn đê sông Hồng phía đơng phía bắc, đê sơng Nhuệ phía tây, quốc lộ 70A (đường Văn Điển Hà Đơng) phía nam Theo Dự án tiêu nước cho Thủ Hà Nội Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Quyết định số 430/TTg ngày 07/8/1995, tổng số 13.540 thành phố Hà Nội (cũ) chia thành hai tiểu vùng sau đây: - Tiểu vùng phía đơng sơng Tơ Lịch có diện tích lưu vực 7.750 phải bơm sơng Hồng trạm bơm Yên Sở (gọi tiểu vùng Yên Sở) Trạm bơm Yên Sở có lưu lượng bơm thiết kế 90 m3/s (tương đương với hệ số tiêu 11,6 l/s/ha) - Tiểu vùng phía tây sơng Tơ Lịch có 5.790 tiêu vào sông Nhuệ trạm bơm phân tán có tổng lưu lượng 35 m3/s (tương đương với hệ số tiêu 6,04 l/s/ha) Theo dự án rà soát quy hoạch tiêu nước cho hệ thống thủy lợi Sông Nhuệ Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn phê duyệt năm 2007, hệ số tiêu thiết kế áp dụng cho lưu vực Sông Nhuệ nằm phía bắc quốc lộ 70A huyện Thanh Trì lấy theo hệ số tiêu thiết kế áp dụng cho Hà Nội xây dựng trạm bơm tiêu Yên Sở: q = 11,6 l/s/ha, hệ số tiêu kiểm tra qkt= 15,0 l/s/ha Ngày 01/7/2009, Thủ tướng Chính phủ ký duyệt Quyết định số 937/QĐ-TTg việc phê duyệt Quy hoạch tiêu nước hệ thống sông Nhuệ nhằm xác định giải pháp cơng trình tiêu nước, chống ngập úng khu vực nội thành thành phố Hà Nội thuộc hệ thống sông Nhuệ, với diện tích 29.153 Theo Quyết định trên, hệ số tiêu thiết kế áp dụng cho khu vực nội thành Hà Nội phía đơng sơng Tơ Lịch 17,9 l/s/ha phía tây sơng Tơ Lịch 19,70 l/s/ha Như vậy, thời gian ngắn giá trị tuyệt đối hệ số tiêu thiết kế áp dụng cho khu vực có biến động lớn Thay đổi hệ số tiêu dẫn đến thay đổi biện pháp tiêu kinh phí đầu tư xây dựng cơng trình tiêu Vậy lại có biến động lớn dựa sở khoa học để xác định hệ số tiêu thiết kế nói trên? Câu hỏi cứ, sở để đề xuất đề tài Luận văn cao học: Nghiên cứu sở khoa học xác định hệ số tiêu thiết kế cho khu vực thành phố Hà Nội nằm lưu vực từ phía đơng sơng Nhuệ phía bắc Quốc lộ 70A đến sơng Hồng Vì vậy, việc nghiên cứu giải vấn đề đặt đề tài cần thiết Mục tiêu nghiên cứu Xác định sở khoa học phương pháp tính tốn hệ số tiêu thiết kế áp dụng cho khu vực nội thành Hà Nội nằm phần diện tích lưu vực từ phía đơng đê sơng Nhuệ phía bắc Quốc lộ 70A đến sông Hồng Căn vào kết tính tốn, Luận văn đưa số nhận xét phù hợp hệ số tiêu thiết kế Chính phủ phê duyệt kiến nghị lựa chọn hệ số tiêu tính tốn thiết kế xây dựng cơng trình tiêu cục đưa nước từ tiểu lưu vực vào mạng lưới tiêu chung thành phố để đưa sông Đối tượng phạm vi nghiên cứu ứng dụng Đối tượng nghiên cứu hệ số tiêu biện pháp tiêu nước mặt Phạm vi nghiên cứu ứng dụng sở khoa học thực tiễn phương pháp tính tốn hệ số tiêu đề xuất áp dụng cho khu vực thành phố Hà Nội nằm phần diện tích lưu vực từ phía đơng đê sơng Nhuệ phía bắc Quốc lộ 70 A đến sông Hồng Nội dung kết nghiên cứu - Đánh giá trạng cấu sử dụng đất mức độ biến động cấu sử dụng đất lưu vực nghiên cứu đến năm 2020; - Phân tích yếu tố gây biến đổi hệ số tiêu thiết kế làm thay đổi biện pháp tiêu nước; - Tính tốn hệ số tiêu thiết kế cho khu vực nghiên cứu; - Các khuyến nghị việc sử dụng kết tính tốn Luận văn vào thực tiễn thủ đô Hà Nội Phương pháp nghiên cứu a Phương pháp kế thừa Nghiên cứu tiếp thu sử dụng có chọn lọc kết nghiên cứu tác giả nghiên cứu liên quan đến đề tài b Phương pháp điều tra thu thập đánh giá Điều tra thu thập tài liệu, khảo sát, nghiên cứu thực tế, phân tích đánh giá tổng hợp tài liệu để rút sở khoa học khả ứng dụng vào thực tiễn Địa điểm nghiên cứu Các quận, huyện thành phố Hà Nội nằm lưu vực từ phía đơng đê sơng Nhuệ phía bắc Quốc lộ 70A đến sông Hồng CHƯƠNG TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan điều kiện tự nhiên 1.1.1 Vị trí địa lý Khu vực nghiên cứu nằm phạm vi từ phía đơng đê sơng Nhuệ phía bắc Quốc lộ 70A đến sơng Hồng, thuộc địa phận Thành phố Hà Nội, trung tâm trị, kinh tế, văn hóa, xã hội nước: - Phía bắc phía đơng giáp đê sơng Hồng; - Phía tây giáp đê sơng Nhuệ; - Phía nam giáp Quốc lộ 70A Khu vực nghiên cứu thuộc đơn vị hành quận, huyện sau: - Tồn phần diện tích quận: Đống Đa, Thanh Xuân Cầu Giấy; - Toàn phần diện tích nằm đê sơng Hồng quận: Hồn Kiếm, Ba Đình, Tây Hồ, Hồng Mai Hai Bà Trưng; - Một phần quận, huyện: Hà Đơng, Thanh Trì, Từ Liêm (nay quận Bắc Từ Liêm quận Nam Từ Liêm) 1.1.2 Đặc điểm địa hình Nhờ phù sa châu thổ sơng Hồng bồi đắp, nên diện tích tự nhiên khu vực nghiên cứu đồng với độ cao trung bình khoảng từ 5m đến 8m so với mực nước biển Địa hình khu vực nghiên cứu thấp dần theo hướng từ Bắc xuống Nam Tuy nhiên, khu vực nghiên cứu trung tâm trị, kinh tế, văn hóa, xã hội nước, nơi có mật độ cơng trình xây dựng lớn, có tấc độ thị hóa, cơng nghiệp hóa, đại hóa nhanh, địa hình khu vực nghiên cứu bị chia cắt mạnh 1.1.3 Đặc điểm cấu tạo địa chất Nằm vùng đồng châu thổ sơng Hồng thành tạo q trình bồi tụ lắng đọng trầm tích điều kiện biển nơng với dịng chảy sơng biển Do trình chuyển động kiến tạo trải qua với kỷ Permier, Trias, Đệ Tam, Đệ Tứ với tác động mạnh điều kiện tự nhiên (nhiệt độ, nóng, ẩm, mưa v.v ) làm cho đất đá bị phong hoá mạnh tạo nên địa chất nham thạch, đất đai không đồng Với lớp bồi tích, trầm tích, phù sa dầy thể bồn địa hình thành Trải qua thời kỳ biển lấn lần 1, lần thời kỳ phát triển kế thừa, biển lùi, miền trũng võng chuyển sang thời kỳ bình ổn lấp đầy tạo vùng đồng rộng lớn ngập nước Nhìn chung cấu trúc địa chất vùng nghiên cứu có dạng sau: Trầm tích Pleixtoxen: nằm đáy địa tầng cát thạch anh hạt nhỏ đến hạt trung thuộc bồi tích cổ alQIII, có bề dầy từ 20 đến 30 m lớn hơn, nằm sâu mặt đất từ 20 đến 30 m Trầm tích tholoxen: nằm tầng trầm tích Pleixtoxen, dạng phổ biến bùn sét kiểu đầm lầy ven biển (bmQIV) Trên tầng bùn sét trầm tích sét biển (mQIV), tầng sét có chứa vỏ sị, chất hữu thực vật Trên tầng bồi tích sơng (alQIV) Đánh giá cách tổng qt địa chất hầu hết khu vực vùng nghiên cứu yếu, khảo sát thiết kế thi cơng cơng trình xây dựng cần có biện pháp xử lý chống lún, chống cát đùn cát chảy 1.1.4 Đặc điểm thổ nhưỡng Lớp phủ thổ vốn liên quan đến đặc tính phù sa, đến q trình phong hóa, đến chế độ bồi tích hoạt động sản xuất nông nghiệp Dưới tác động yếu tố khu vực nghiên cứu có hai loại đất đất phù sa đê (đất phù sa cổ) đất bạc màu Phần lớn đất đai khu vực nghiên cứu hình thành phù sa sông Hồng bồi đắp Đây loại đất tốt cho trồng trọt, có độ pH từ đến 7, có hàm lượng mùn chất dinh dưỡng phong phú, thành phần giới thích hợp với nhiều loại trồng Ngoài ra, số khu vực, tập quán sản xuất, canh tác không khoa học (lạm dụng phân bón hóa học, sử dụng nước thài ô nhiễm từ sông để tưới, đất bị phong hóa, rửa trơi bỏ hoang khu đô thi quy hoạch treo) dẫn đến phận đất phù sa cổ thối hóa, bạc màu, nghèo dinh dưỡng, không kết cấu, thành phần giới nhẹ, cho suất trồng thấp 48 c Đất sông tiêu nội thị Theo số liệu thiết kế dự án tiêu nước thành phố Hà Nội, không kể sơng nội thị cống hóa diện tích đất hai bờ sơng nằm hai đê, tổng diện tích mặt thống sơng tiêu nội thị tiểu vùng Yên Sở 80,8 ha, chiếm tỷ lệ 1,04 % diện tích tiểu vùng Thơng số sông nội thị thống kê bảng 3.3 Bảng 3.3 Thông số sông nội thị theo dự án thoát nước thành phố Hà Nội TT 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 2.1 2.2 3.1 3.2 3.3 3.4 4.1 4.2 4.3 4.4 Tên sông đoạn sông Sông Tô Lịch: Võng Thị - Bưởi Bưởi - Thủ Lệ Thủ Lệ - Mọc Mọc - Định Công Định Công - Văn Điển Văn Điển - Yên Sở Tổng Hạ lưu sông Lừ: Giáp Bát - Định Công Định Công - Kim Văn Tổng Sông Sét thượng lưu sông Lừ: Xã Đàn - Phương Liệt Phương Liệt - Giáp Bát Đại Cồ Việt - Giáp Bát Giáp Bát - n Sở Tổng Sơng Kim Ngưu: Lị Đúc - Thanh Nhàn Thanh Nhàn - Lạc Trung Lạc Trung - Đền Lừ Đền Lừ - Yên Sở Tổng Chiều Chiều Bề rộng cao mái dài (m) đáy (m) dốc (m) Bề rộng Diện tích mặt mặt thống thống (m) (m2) 1.500 900 4.200 4.900 6.100 300 17.900 6,0 10,0 18,0 21,0 21,0 21,0 2,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 8,8 24,0 32,0 35,0 35,0 35,0 13.200 21.600 134.400 171.500 213.500 10.500 564.700 2.200 1.000 3.200 5,0 9,0 2,5 2,5 15,0 19,0 33.000 19.000 52.000 900 2.200 2.200 2.200 7.500 3,0 11,0 7,0 8,0 2,5 2,5 2,5 3,0 5,8 21,0 16,5 20,0 5.175 46.200 36.300 44.000 131.675 200 500 1.500 1.200 5,0 5,0 7,0 11,0 2,5 2,5 2,5 2,5 6,5 15,0 17,0 21,0 1.300 7.500 25.500 25.200 3.400 59.500 49 d Khu công nghiệp Hiện tiểu vùng n Sở có 06 khu cơng nghiệp tiểu thủ cơng nghiệp vận hành ổn định với diện tích 288 ha, chiếm tỷ lệ 3,72% diện tích tiểu vùng Diện tích khu cơng nghiệp thống kê bảng 1.8 e Đất xanh công viên Tổng diện tích đất xanh cơng viên (khơng tính diện tích hồ nằm cơng viên) đo đồ phần mềm Google Earth Pro 245,2 ha, chiếm tỷ lệ 3,16 % diện tích tiểu vùng, thống kê bảng đây: Bảng 3.4 Diện tích mặt trồng xanh cơng viên TT Cơng viên Diện tích (ha) Cơng viên Thống Nhất 20.2 Công viên Thủ Lệ 11.3 Công viên Tuổi Trẻ (công viên Thanh Nhàn) 6.1 Công viên văn hóa Đống Đa (gị Đống Đa) 2.1 Cơng viên Pasteur 3.8 Công viên INDIRA - GANDHI (công viên Hồ Thành Công) 3,0 Công viên Bách Thảo 17.5 Công viên Lê Nin 2.2 Công viên Yên Sở 179 245.2 Tổng f Đất đô thị loại đất khác Ngoài 05 loại đối tượng tiêu nước nêu trên, tiểu vùng Yên Sở nhiều loại đối tượng tiêu nước khác đất ở, đất quan công sở, loại đất dịch vụ v.v Do yêu cầu tiêu nước đối tượng tiêu nước tương tự nằm thành phố, sau gọi chung đất đô thị Tổng diện tích đất thị tiểu vùng 6.244,0 ha, chiếm tỷ lệ 80,57 % diện tích tiểu vùng 50 Bảng 3.5 Tổng hợp diện tích tỷ lệ diện tích đối tượng tiêu nước có mặt tiểu vùng Yên Sở TT Đối tượng tiêu nước F tiêu (ha) Tỷ lệ diện tích (%) 6.244,0 80,57 Khu cơng nghiệp 288,0 3,72 Hồ điều hịa 262,0 3,38 Hồ thông thường 630,0 8,13 Công viên xanh 245,2 3,16 Đất sông tiêu nội thị 80,8 1,04 Tổng 7.750 100,00 Đô thị 3.2.2.2 Tiểu vùng sơng Nhuệ Tiểu vùng sơng Nhuệ có diện tích 5.790 tiêu trực tiếp sơng Nhuệ Các đối tượng tiêu nước tỷ lệ diện tích loại đối tượng tiêu nước tiểu vùng sau: a Hồ điều hòa Theo dự án thoát nước thành phố Hà Nội Thủ tướng Chính phủ phê duyệt, lưu vực tiêu sông tiêu nước vào sông Nhuệ Cổ Nhuế, Mỹ Đình, Mễ Trì Ba Xã xây dựng hồ điều hịa, có tổng diện tích mặt nước 183 ha, chiếm tỷ lệ 3,16 % diện tích tiểu vùng Tổng dung tích trữ 7,28 triêu m3 nước Độ sâu trữ mực nước xuống thấp để đảm bảo yêu cầu nuôi trồng thủy sản du lịch 1,0 m, độ sâu lớn hồ 4,0 m, độ sâu điều tiết Htrữ = m Bảng 3.6 Các hồ điều hòa dự kiến bố trí tiểu vùng sơng Nhuệ theo Quyết định Thủ tướng Chính phủ Hồ điều hịa TT Thơng số Dung tích hồ (106 m3) Diện tích hồ điều hịa (ha) Diện tích lưu vực (ha)  (%) Cổ Nhuế Mỹ Đình Mễ Trì 3,02 76 1.970 3,86 1,59 40 1.360 2,94 1,6 40 1.470 2,72 Ba Xã Tổng số 1,07 27 990 2,73 7,28 183 5.790 3,16 51 b Hồ thông thường Theo số liệu đo đồ phần mềm Google Earth Pro, diện tích hồ thơng thường có tiểu vùng 40,3 ha, chiếm tỷ lệ 0,7 % diện tích tiểu vùng Bảng 3.8 Diện tích mặt nước hồ thơng thường có đo phần mềm TT Tên hồ Diện tích (ha) Hồ Nghĩa Đô (Hồ Nghĩa Tân) 4,3 Hồ Cầu Giấy (trong công viên Cầu Giấy) 1,5 Hồ Bộ Công an (trong khuôn viên Bộ Công an) 9,6 Hồ Văn Quán (Hồ Than Thở) 6,1 Hồ Mễ Trì 12,2 Hồ Trung Văn 1,8 Hồ Hạ Đình 4,8 Tổng 40,3 c Đất sông tiêu nội thị Theo số liệu thiết kế dự án tiêu nước thành phố Hà Nội, tổng chiều dài sông nội thị tiểu vùng 54,8 km, sơng Cổ Nhuế 19.200 m, sơng Mỹ Đình 13.400 m, sơng Mễ Trì 13.500 m sông Ba Xã 8.700 m, tổng diện tích mặt thống 04 sơng khoảng 82,2 ha, chiếm tỷ lệ 1,42 % diện tích tiểu vùng d Khu cơng nghiệp Hiện tiểu vùng có 06 khu công nghiệp, cụm công nghiệp làng nghề với tổng diện tích mặt 378 ha, dự kiến đến năm 2020 xây dựng thêm 03 khu công nghiệp mở rộng quy mô số khu công nghiệp có, đưa số khu cơng nghiệp, tiểu cơng nghiệp làng nghề lên tới 09 khu với tổng diện tích mặt 690 ha, chiếm tỷ lệ 11,92 % diện tích tiểu vùng Diện tích khu công nghiệp thống kê bảng 1.8 e Đất xanh cơng viên Tổng diện tích đất xanh cơng viên (khơng tính diện tích hồ nằm công viên) đo đồ phần mềm Google Earth Pro 45,8 ha, chiếm tỷ lệ 0,79 % diện tích tiểu vùng, thống kê bảng đây: 52 Bảng 3.8 Diện tích mặt trồng xanh công viên TT Công viên Diện tích (ha) Cơng viên Hịa Bình 18,5 Công viên Nghĩa Đô 6,1 Công viên Cầu Giấy (Cơng viên Duy Tân) 6,5 Cơng viên Nhân Chính 13,2 Công viên Thanh Xuân Bắc 1,5 Tổng 45.8 f Đất đô thị loại đất khác Theo quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội đến năm 2020 toàn khu vực thành khu đô thị thực tế tồn tiểu vùng khu thị tập trung, đất nơng thơn khơng cịn Cũng tiểu vùng n Sở, ngồi 04 đối tượng tiêu nước nói trên, phần diện tích cịn lại tiểu vùng xếp vào đất thị Tổng diện tích đất thị tiểu vùng 4.748,7 ha, chiếm tỷ lệ 82,01 % diện tích tiểu vùng Bảng 3.9 Tổng hợp diện tích tỷ lệ diện tích đối tượng tiêu nước có mặt tiểu vùng sơng Nhuệ năm 2020 TT Đối tượng tiêu nước F tiêu (ha) Tỷ lệ diện tích (%) 4.748,7 82,01 Đơ thị Khu cơng nghiệp 690,0 11,92 Hồ điều hịa 183,0 3,16 Hồ thông thường 40,3 0,70 Công viên xanh 45,8 0,79 Đất sông tiêu nội thị 82,2 1,42 Tổng 5.790 100,00 3.2.3 Phương pháp tính tốn Khu vực nghiên cứu có 06 loại đối tượng tiêu nước nêu phần trên, đối tượng tiêu nước đất nơng nghiệp khơng cịn Do đó, để tính tốn hệ số tiêu cho lưu vực nghiên cứu, Luận văn tính tốn theo phương pháp nêu dự thảo TCVN tính tốn hệ số tiêu thiết kế Trường Đại học Thủy lợi biên soạn (sắp ban hành) sau: 53 a Tính tốn hệ số tiêu cho loại đối tượng tiêu nước riêng lẻ, cơng thức chung để tính tốn sau: q ji  C j Pi 0,36.h (3.4) Trong đó: qji: hệ số tiêu đối tượng tiêu thứ j thời đoạn tính tốn thứ i, (l/s/ha); Pi: tổng lượng mưa rơi xuống thời đoạn tính toán thứ i, (mm); h: số tiêu thời đoạn tính tốn thứ i; Cj: hệ số dòng chảy đối tượng tiêu nước thứ j, phụ thuộc vào tính chất mặt đệm đối tượng tiêu nước cụ thể Hệ số Cj lấy theo kết nghiên cứu đề tài khoa học cấp Bộ “Nghiên cứu ảnh hưởng cơng nghiệp hóa thị hóa đến hệ số tiêu vùng đồng bắc bộ” Trường Đại học Thủy lợi thực dự thảo TCVN tính tốn hệ số tiêu thiết kế Trường Đại học Thủy lợi biên soạn Cụ thể sau: Bảng 3.10 Hệ số dòng chảy C số loại đối tượng tiêu nước có mặt khu vực nghiên cứu TT Đối tượng tiêu nước Hệ số dòng chảy C Hồ điều hòa 0,00 Đất sông suối nội thị loại hồ không điều tiết 0,20 Khu công nghiệp làng nghề 0,95 Đất xanh công viên 0,50 Đất đô thị, đất chuyên dùng khu đô thị cứng hóa phần lớn bề mặt 0,95 b Hệ số tiêu khu vực nghiên cứu tổng hợp hệ số tiêu loại đối tượng tiêu nước riêng lẻ thời đoạn tính tốn tiêu nước, tính tốn theo cơng thức sau: qi  Clv Pi 0,36.h Trong đó: qi: hệ số tiêu vùng thời đoạn tính tốn thứ i, (l/s/ha); h: số thời đoạn tính toán; (3.5) 54 Pi: tổng lượng mưa rơi xuống thời đoạn tính tốn thứ i, mm; Clv: hệ số dịng chảy bình qn tất loại đối tượng tiêu có mặt khu vực nghiên cứu n Clv    j C j (3.6) j 1  j : tỷ lệ diện tích đối tượng tiêu nước thứ j so với diện tích vùng tiêu (%); Cj: hệ số dịng chảy đối tượng tiêu nước thứ j c Mức độ giảm nhỏ hệ số tiêu vùng tiêu sau trữ bớt phần lượng nước cần tiêu vùng tiêu hồ điều hoà xác định theo công thức sau: n qtru=  i H tru  đh 8, 64 (3.7) Trong đó: qtru: tổng hệ số tiêu vùng tiêu giảm nhỏ, (l/s/ha); Htru: chiều sâu trữ nước thiết kế hồ điều hòa, (mm);  đh: tỷ lệ tổng diện tích mặt nước hồ điều hịa so với tổng diện tích vùng tiêu, (%):  đh   đh  (3.8) đh: tổng diện tích hồ điều hịa vùng tiêu, (ha); : tổng diện tích vùng tiêu, (ha) d Mơ hình mưa tiêu áp dụng cho khu vực nghiên cứu mơ hình mưa 48 lớn thiết kế (tương ứng với tần suất thiết kế P=10 %) Theo kết nghiên cứu đề tài khoa học cấp Bộ “Nghiên cứu ảnh hưởng cơng nghiệp hóa thị hóa đến hệ số tiêu vùng đồng bắc bộ” Trường Đại học Thủy lợi thực mô hình mưa thiết kế áp dụng cho khu vực nghiên cứu lấy theo bảng 3.11, sau: 55 - Lưu vực sông Tô Lịch (trạm bơm Yên Sở) lấy theo mơ hình mưa 24 lớn trạm Láng; - Lưu vực sơng Nhuệ lấy theo mơ hình mưa 24 lớn trạm Hà Đông Bảng 3.11 Mô hình mưa 24 lớn trạm Láng trạm Hà Đông nằm trận mưa ngày lớn tương ứng với tần suất 10 % Ngày Trạm Láng (mm) Trạm Hà Đông (mm) Giờ 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24 Tổng ngày 2 12,62 19,39 22,25 22,77 28,37 0,26 1,17 1,04 1,95 9,63 23,68 16,79 18,61 3,90 10,02 1,56 0,26 6,90 0,78 2,34 5,73 6,90 0,39 0,78 218,1 0,18 0,18 0,71 1,15 0,27 2,84 0,44 55,83 11,63 9,68 3,73 4,79 3,55 2,04 4,53 2,75 0,89 0,00 0,00 0,00 0,00 0,80 0,00 0,89 106,9 15,64 18,88 17,75 20,57 12,82 3,80 2,54 1,27 2,82 2,82 37,75 40,57 19,16 4,93 5,35 0,14 0,14 1,27 1,41 2,11 2,39 3,80 1,55 0,99 220,5 0,59 1,13 1,66 0,95 5,88 22,52 42,71 12,89 3,80 1,66 2,79 3,56 2,79 0,95 2,26 1,60 0,36 0,00 0,00 0,00 0,00 0,12 0,00 0,00 108,2 3.3 Kết tính toán hệ số tiêu thiết kế cho khu vực nghiên cứu 3.3.1 Kết tính tốn hệ số tiêu thiết kế cho lưu vực sơng Tơ Lịch Phân tích mơ hình trận mưa thiết kế Trạm Láng bảng 3.11 cho thấy cường độ mưa lớn số lưu vực tiêu sau: 56 01 h mưa lớn nhất: 55,83 mm (giờ thứ - ngày mưa thứ 2); 02 h mưa lớn nhất: 67,46 mm (giờ thứ - ngày mưa thứ 2); 03 h mưa lớn nhất: 77,14 mm (giờ thứ - 10 ngày mưa thứ 2); 04 h mưa lớn nhất: 92,78 mm (giờ thứ - ngày mưa thứ 1); 05 h mưa lớn nhất: 105,40 mm (giờ thứ - ngày mưa thứ 1); 06 h mưa lớn nhất: 105,66 mm (giờ thứ - ngày mưa thứ 1); 24 h mưa lớn nhất: 218,10 mm (ngày mưa thứ 1) Dựa vào số liệu hệ số dòng chảy C đối tượng tiêu nước bảng 3.10 cơng thức tính hệ số dịng chảy bình qn (cơng thức 3.6), hệ số dịng chảy trung bình đối tượng tiêu nước lưu vực sông Tô Lịch Clv = 0,835 Áp dụng cơng thức tính tốn hệ số tiêu khu vực nghiên cứu (cơng thức 3.5) để tính tốn hệ số tiêu cho thời đoạn tiêu nước căng thẳng (thời đoạn tiêu nước có cường độ mưa lớn nhất) Kết tính tốn thống kê bảng 3.12 Bảng 3.12 Kết tính tốn hệ số tiêu tồn lưu vực sơng Tơ Lịch tương ứng với thời đoạn tiêu nước căng thẳng Cường độ mưa lớn tương ứng với thời gian mưa (mm) Thời gian mưa tính tốn (giờ) Hệ số tiêu thiết kế tương ứng với thời gian mưa (l/s/ha) Chưa xét đến hồ Đã xét đến hồ điều hoà điều hoà 21,08 17,17 218,10 24 105,66 40,85 - 105,40 48,91 - 92,78 53,80 - 77,14 59,64 - 67,46 78,23 - 55,83 129,49 - Theo số liệu bảng 3.12, hệ số tiêu lớn trung bình ngày tồn lưu vực sơng Tơ Lịch 17,17 l/s/ha Hệ số tiêu dùng để tính tốn lưu lượng thiết kế cơng trình đầu mối trạm bơm tiêu tính tốn thiết kế kênh tiêu chuyển 57 nước hồ điều hoà đưa nước trạm bơm, không dùng để thiết kế cơng trình tiêu cục nằm khu vực nội thành So với hệ số tiêu phê duyệt theo Quyết định số 937/QĐ-TTg ngày 01/7/2009 Thủ tướng Chính phủ, hệ số tiêu trung bình ngày lớn Luận văn nghiên cứu tính tốn cho lưu vực sông Tô Lịch nhỏ 0,73 l/s/ha (nhỏ 4,07% so với quy hoạch duyệt) Như kết nghiên cứu tính tốn luận văn phù hợp 3.3.2 Kết tính tốn hệ số tiêu thiết kế cho lưu vực sơng Nhuệ Phân tích mơ hình trận mưa thiết kế Trạm Hà Đông bảng 3.11 cho thấy cường độ mưa lớn số lưu vực tiêu sau: 01 h mưa lớn nhất: 42,71 mm (giờ thứ - ngày mưa thứ 2); 02 h mưa lớn nhất: 78,32 mm (giờ thứ 10 - 12 ngày mưa thứ 1); 03 h mưa lớn nhất: 97,48 mm (giờ thứ 10 - 13 ngày mưa thứ 1); 04 h mưa lớn nhất: 102,41 mm (giờ thứ 10 - 14 ngày mưa thứ 1); 05 h mưa lớn nhất: 107,76 mm (giờ thứ 10 - 15 ngày mưa thứ 1); 06 h mưa lớn nhất: 110,58 mm (giờ thứ - 15 ngày mưa thứ 1); 24 h mưa lớn nhất: 220,50 mm (ngày mưa thứ 1) Dựa vào số liệu hệ số dòng chảy C đối tượng tiêu nước bảng 3.10 cơng thức tính hệ số dịng chảy bình qn (cơng thức 3.6), hệ số dịng chảy trung bình đối tượng tiêu nước lưu vực sông Nhuệ Clv = 0,900 Áp dụng công thức tính tốn hệ số tiêu khu vực nghiên cứu (cơng thức 3.5) để tính tốn hệ số tiêu cho thời đoạn tiêu nước căng thẳng (thời đoạn tiêu nước có cường độ mưa lớn nhất) Kết tính tốn thống kê bảng 3.13 58 Bảng 3.13 Kết tính tốn hệ số tiêu tồn lưu vực sơng Nhuệ tương ứng với thời đoạn tiêu nước căng thẳng Cường độ mưa lớn tương ứng với thời gian mưa (mm) Thời gian mưa tính tốn (giờ) Hệ số tiêu thiết kế tương ứng với thời gian mưa (l/s/ha) Chưa xét đến hồ Đã xét đến hồ điều hoà điều hoà 220,50 24 22,97 19,31 110,58 46,08 - 107,76 53,88 - 102,41 64,01 - 97,48 81,23 - 78,32 97,90 - 42,71 106,78 - Theo số liệu bảng 3.13, hệ số tiêu lớn trung bình ngày tồn lưu vực sơng Nhuệ 19,31 l/s/ha Hệ số tiêu dùng để tính tốn lưu lượng thiết kế cơng trình đầu mối trạm bơm tiêu tính tốn thiết kế kênh tiêu chuyển nước hồ điều hoà đưa nước trạm bơm, khơng dùng để thiết kế cơng trình tiêu cục nằm khu vực nội thành So với hệ số tiêu phê duyệt theo Quyết định số 937/QĐ-TTg ngày 01/7/2009 Thủ tướng Chính phủ, hệ số tiêu trung bình ngày lớn Luận văn nghiên cứu tính tốn cho lưu vực sơng Nhuệ nhỏ 0,39 l/s/ha (nhỏ 1,98 % so với quy hoạch duyệt) Như kết nghiên cứu tính toán Luận văn phù hợp 3.4 Kiến nghị hệ số tiêu thiết kế cho khu vực nghiên cứu 3.4.1 Lưu vực sông Tô Lịch Để đảm bảo lưu vực sông Tô Lịch không bị ngập khoảng thời gian cho phép từ 01 h đến 05 h chí 24 h xuất trận mưa thiết kế có cường độ mưa thiết kế nêu bảng 3.11, tính tốn thiết kế xây dựng cơng trình tiêu cục đưa nước từ tiểu lưu vực đổ vào sông Tô Lịch để tiêu sông Hồng qua trạm bơm Yên Sở phải dẫn hệ số tiêu lớn lưu vực hạng mục cơng 59 trình phụ trách (cịn gọi hệ số tiêu cục bộ) không thấp trị số quy định cho trường hợp tính tốn bảng 3.12 3.4.2 Lưu vực sông Nhuệ Để đảm bảo lưu vực sông Nhuệ không bị ngập khoảng thời gian cho phép từ 01 h đến 05 h chí 24 h xuất trận mưa thiết kế có cường độ mưa thiết kế nêu bảng 3.11, tính tốn thiết kế xây dựng cơng trình tiêu cục đưa nước từ tiểu lưu vực đổ vào sông Nhuệ tiêu trực tiếp sông Hồng, sông Đáy phải dẫn hệ số tiêu lớn lưu vực hạng mục cơng trình phụ trách (cịn gọi hệ số tiêu cục bộ) không thấp trị số quy định cho trường hợp tính tốn bảng 3.13 60 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ a Những kết đạt Qua trình nghiên cứu với đề tài “Nghiên cứu sở khoa học xác định hệ số tiêu thiết kế cho khu vực thành phố Hà Nội nằm lưu vực từ phía đơng sơng Nhuệ phía bắc Quốc lộ 70A đến sơng Hồng” Luận văn đạt số kết sau đây: - Đánh giá trạng cấu sử dụng đất mức độ biến động cấu sử dụng đất lưu vực nghiên cứu đến 2020; - Luận văn phân tích yếu tố gây biến đổi hệ số tiêu thiết kế làm thay đổi biện pháp tiêu nước; - Luận văn đề xuất giải pháp tiêu nước áp dụng cho lưu vực khu vực nghiên cứu; - Luận văn tính tốn hệ số tiêu thiết kế khu vực nghiên cứu, kết tính tốn hệ số tiêu Luận văn phù hợp với hệ số tiêu Thủ tướng Chính phủ phê duyệt theo Quyết định số 937/QĐ-TTg ngày 01/7/2009 Vì vậy, kết luận hệ số tiêu duyệt theo Quyết định số 937/QĐ-TTg ngày 01/7/2009 Thủ tướng Chính phủ phản ánh yêu cầu tiêu nước khu vực nghiên cứu Hệ số tiêu phê duyệt theo Quyết định 937/QĐ-TTg ngày 01/7/2009 Thủ tướng Chính phủ sử dụng để tính tốn thiết kế cơng trình tiêu đầu mối tính tốn thiết kế trục dẫn nước tiêu đến cơng trình đầu mối Hệ số tiêu phê duyệt theo Quyết định 937/QĐ-TTg ngày 01/7/2009 Thủ tướng Chính phủ khơng dùng để tính tốn cơng trình tiêu nước cục nội thành Đối với cơng trình tiêu nước cục nội thành, tùy thuộc vào vị trí tầm quan trọng tiểu khu vực mà lựa chọn hệ số tiêu thiết kế (đối với lưu vực sông Tô Lịch lựa chọn hệ số tiêu theo bảng 3.12, lưu vực sông Nhuệ lựa chọn hệ số tiêu theo bảng 3.13) cho cơng trình tiêu cục cho đảm bảo yêu cầu tiêu 61 b Những tồn trình thực luận văn Đối với lưu vực sơng Tơ Lịch, hệ số tiêu tính tốn có độ xác tương đối cao diện tích đối tượng tiêu nước lưu vực ổn định thời gian dài Tuy nhiên, lưu vực sơng Nhuệ kết tính tốn chưa thực xác lưu vực chưa có hồ điều hịa mà tính tốn theo số liệu quy hoạch, diện tích mặt thống sơng nội thị chưa xác định mà tạm tính c Những kiến nghị hướng nghiên cứu Tác giả đề xuất hướng nghiên cứu Luận văn bao gồm hai nội dung sau đây: - Nghiên cứu, đề xuất giải pháp cụ thể tiêu úng cục cho khu vực nội thành Hà Nội; - Nghiên cứu, đề xuất giải pháp quản lý vận hành nhằm nâng cao hiệu quả, phát huy tối đa cơng suất cơng trình tiêu nước đầu mối 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO Cục Thống kê Thành phố Hà Nội (2007), Niên gián Thống kê Hà Nội năm 2006, Hà Nội Cục Thống kê Thành phố Hà Nội (2010), Niên gián Thống kê Hà Nội năm 2009, Hà Nội Cục Thống kê Thành phố Hà Nội (2013), Niên gián Thống kê Hà Nội năm 2012, Hà Nội Nguyễn Tuấn Anh, Tống Đức Khang (2004), Các phương pháp tính tốn quy hoạch hệ thống thủy lợi, NXB Nông nghiệp, Hà Nội PGS TS Lê Quang Vinh (2007), Báo cáo rà soát bổ sung quy hoạch tiêu Hệ thống thủy lợi sông nhuệ, Lập quy hoạch tiêu cho Hệ thống thủy lợi sông Nhuệ, Trường Đại học Thủy lợi, Hà Nội Lê Quang Vinh, Lê Văn Trường, Lê Thị Thanh Thủy (2012), Cơ sở khoa học xác định hệ số tiêu thiết kế cho lưu vực trạm bơm Yên Sở - TP Hà Nội, Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển nông thôn số 19/2012 GS TS Dương Thanh Lượng (2010), Nghiên cứu ứng dụng kết nghiên cứu Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng công nghiệp hóa thị hóa đến hệ số tiêu vùng đồng bắc bộ” cho Hệ thống thủy lợi sông Nhuệ, Đề tài Khoa học công nghệ cấp Bộ, Trường Đại học Thủy lợi, Hà Nội Sở Giao thông vận tải Thành phố Hà Nội (Sở Giao thông Công Thành phố Hà Nội cũ) (1995), Dự án nghiên cứu khả thi thoát nước thành phố Hà Nội, Hà Nội Trịnh Quang Hòa, Dương Văn Tiển (2003), Giáo trình thủy văn cơng trình, NXB Nơng Nghiệp, Hà Nội 10 Thuyết minh tóm tắt (2011), Quy hoạch chung xây dựng Thủ Hà Nội đến năm 2030 tầm nhìn đến năm 2050, Ủy ban nhân dân thành phố Hà Nội, Hà Nội 11 14 TCN 60-88 (1990), Tiêu chuẩn thiết kế hệ số tiêu cho ruộng lúa, Bộ Thủy lợi (nay Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn), Hà Nội 12 Phần mềm mô địa cầu (Phần mềm Google Earth Pro) ... dài cho khu vực nội thành Hà Nội Vì vậy, việc xác định sở khoa học phương pháp tính tốn hệ số tiêu thiết kế áp dụng cho khu vực nội thành Hà Nội nằm phần diện tích lưu vực từ phía đơng đê sơng Nhuệ. .. định sở khoa học phương pháp tính tốn hệ số tiêu thiết kế áp dụng cho khu vực nội thành Hà Nội nằm phần diện tích lưu vực từ phía đơng đê sơng Nhuệ phía bắc Quốc lộ 70A đến sơng Hồng Căn vào kết... tiêu thiết kế cho khu vực thành phố Hà Nội nằm lưu vực từ phía đơng sơng Nhuệ phía bắc Quốc lộ 70A đến sơng Hồng Vì vậy, việc nghiên cứu giải vấn đề đặt đề tài cần thiết Mục tiêu nghiên cứu Xác định