Nghiên cứu giải pháp tiêu nước và quy hoạch tài nguyên nước cho thành phố Hà Nội

Luận án tiến sĩ phân tích quy hoạch và quản lý tài nguyên nước nghiên cứu cơ sở khoa học đề xuất giải pháp tiêu nước và quy, xây dựng cơ sở lý luận, kiểm chứng thực nghiệm, đóng

• Tác giả: Lê Văn Trường
• Người hướng dẫn: GS, TS. Dương Thanh Lượng
• Trường học: Trường Đại học Thủy lợi
• Chuyên ngành: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước
• Đề tài: Giải pháp tiêu nước và quy hoạch tài nguyên nước tại Hà Nội
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ kỹ thuật
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt
• Danh mục các bảng
• Danh mục các hình vẽ
• MỞ ĐẦU
• 1. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu
• II. Mục tiêu nghiên cứu
• III. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
• IV. Nội dung và phương pháp nghiên cứu
• V. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của nghiên cứu
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Giới thiệu vùng nghiên cứu
• 1.2. Vị trí địa lý
• 1.3. Điều kiện tự nhiên
• 1.4. Tình hình và nguyên nhân úng ngập ở vùng nghiên cứu
• 1.5. Hiện trạng các công trình tiêu chủ yếu
• 1.6. Hướng phát triển chung không gian của đô thị
• 1.7. Hướng phát triển mạng lưới giao thông
• 1.8. Sơ lược về quá trình hình thành và phát triển hệ thống tiêu thoát nước đô thị Hà Nội
• 1.9. Tổng quan các nghiên cứu về thoát nước cho khu vực
• 1.9.1. Nghiên cứu thoát nước của ICA
• 1.9.2. Nghiên cứu trong QH937
• 1.9.3. Nghiên cứu trong QH1259
• 1.9.4. Nghiên cứu trong QH4673
• 1.9.5. Nghiên cứu trong QH725
• 1.10. Nhận xét thông số công trình tiêu nước theo các quy hoạch
• 1.11. Tổng quan về phương pháp tính toán tiêu thoát nước và tối ưu hóa hệ thống tiêu thoát nước
• 1.11.1. Các phương pháp tính toán tiêu thoát nước ở trong nước
• 1.11.2. Các nghiên cứu về tối ưu hóa hệ thống tiêu thoát nước ở trong nước
• 1.11.3. Các phương pháp và công cụ tính toán tiêu thoát nước ở nước ngoài
• 1.11.4. Các nghiên cứu về tối ưu hóa hệ thống tiêu thoát nước ở nước ngoài
• 1.12. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH GIẢI PHÁP THOÁT NƯỚC VÀ QUY MÔ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI
• 2.1. Xây dựng bài toán tối ưu hóa hệ thống tiêu thoát nước
• 2.1.1. Khái quát về bài toán tối ưu
• 2.1.2. Bài toán tối ưu hóa thông số
• 2.2. Chọn phương pháp và mô hình tính toán tiêu thoát nước
• 2.2.1. Khái quát về chọn phương pháp và mô hình tính toán tiêu nước mặt
• 2.2.2. Chọn phương pháp và mô hình tính toán tiêu thoát nước
• 2.3. Mô tả mô hình SWMM
• 2.4. Mô hình hóa hệ thống tiêu thoát nước nghiên cứu
• 2.4.1. Các loại đối tượng cần mô phỏng
• 2.4.2. Các số liệu đầu vào cơ bản của mô hình
• 2.4.3. Sơ đồ hóa hệ thống tiêu thoát nước
• 2.4.4. Thiết lập mô hình hệ thống tiêu thoát nước trên SWMM
• 2.5. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình
• 2.6. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TIÊU NƯỚC VÀ QUY MÔ CÔNG TRÌNH TIÊU TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HÀ NỘI
• 3.1. Dự kiến giải pháp tiêu thoát nước ở lưu vực nghiên cứu
• 3.1.1. Dự kiến giải pháp chung
• 3.1.2. Bố trí các trạm bơm tiêu đầu mối
• 3.1.3. Bố trí hệ thống hồ điều hòa
• 3.1.4. Phân tích thủy lực
• 3.1.5. Xác định quan hệ ràng buộc giữa quy mô trạm bơm và hồ điều hòa
• 3.1.6. Xác định các giá trị lưu lượng và diện tích hỗ tối ưu
• 3.2. Đề xuất giải pháp tiêu thoát nước và quy mô của các công trình tiêu chủ yếu ở lưu vực nghiên cứu
• 3.2.1. Các hồ điều hòa
• 3.2.2. Hệ thống kênh trục M41
• 3.2.3. Các công trình điều tiết chính
• 3.2.4. Hình thức tiêu nước của hệ thống kênh trục và trạm bơm đầu mối
• 3.3. Kết luận chương 3
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• Về kết quả nghiên cứu
• Về những đóng góp mới của luận án
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CÓ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI LUẬN ÁN
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Tóm tắt

I. Giới thiệu chung về tình hình tiêu nước tại Hà Nội

Hà Nội, với tổng diện tích tự nhiên 3.344,6 km² và dân số trên 6,5 triệu người, đang phải đối mặt với tình trạng ngập úng nghiêm trọng. Mỗi mùa mưa, không chỉ khu vực nội thành mà nhiều khu vực ngoại thành cũng bị ngập. Trận mưa lớn vào cuối tháng 10 năm 2008 đã gây ngập sâu nhiều khu vực, ảnh hưởng tiêu cực đến đời sống kinh tế - xã hội và hình ảnh của thủ đô. Mặc dù đã có nhiều dự án quy hoạch tiêu nước được thực hiện, tình trạng ngập úng vẫn chưa được cải thiện. Nguyên nhân chính là do thiếu cơ sở khoa học vững chắc để đề xuất các giải pháp tiêu nước hiệu quả. Do đó, việc tìm kiếm giải pháp tiêu nước hợp lý cho Hà Nội là một vấn đề cấp thiết.

1.1. Tình hình ngập úng và nguyên nhân

Ngập úng tại Hà Nội không chỉ do lượng mưa lớn mà còn do sự phát triển đô thị không đồng bộ, làm giảm khả năng thoát nước tự nhiên. Các công trình tiêu nước hiện có chưa đáp ứng được nhu cầu thực tế. Việc quy hoạch và quản lý tài nguyên nước chưa được thực hiện một cách đồng bộ, dẫn đến tình trạng ngập úng kéo dài. Đánh giá các nguyên nhân này là cần thiết để đưa ra các giải pháp hiệu quả.

II. Quy hoạch tài nguyên nước tại Hà Nội

Quy hoạch tài nguyên nước tại Hà Nội cần được thực hiện một cách đồng bộ và khoa học. Các quy hoạch hiện tại chưa đáp ứng được yêu cầu thực tiễn, dẫn đến tình trạng lãng phí và thiếu hiệu quả trong việc sử dụng tài nguyên nước. Cần có sự phối hợp giữa các cơ quan chức năng trong việc xây dựng và thực hiện quy hoạch. Việc bảo vệ nguồn nước và phát triển bền vững là mục tiêu hàng đầu trong quy hoạch tài nguyên nước.

2.1. Các quy hoạch hiện có

Các quy hoạch hiện có như Quy hoạch chung xây dựng Thủ đô Hà Nội đến năm 2030 và tầm nhìn đến năm 2050 đã đề cập đến vấn đề tiêu nước. Tuy nhiên, việc thực hiện các quy hoạch này còn nhiều hạn chế. Cần có sự điều chỉnh và cập nhật để phù hợp với tình hình thực tế và nhu cầu phát triển của thành phố.

III. Giải pháp tiêu nước hiệu quả

Để giải quyết tình trạng ngập úng tại Hà Nội, cần đề xuất các giải pháp tiêu nước hiệu quả. Các giải pháp này bao gồm việc xây dựng hệ thống thoát nước hiện đại, cải tạo các công trình tiêu nước cũ, và áp dụng công nghệ mới trong quản lý nước. Việc đầu tư vào các công trình tiêu nước như trạm bơm, hồ điều hòa là cần thiết để giảm thiểu tình trạng ngập úng. Đồng thời, cần có các biện pháp bảo vệ môi trường và tài nguyên nước.

3.1. Xây dựng hệ thống thoát nước hiện đại

Hệ thống thoát nước hiện đại cần được thiết kế để đáp ứng nhu cầu thực tế của thành phố. Việc áp dụng công nghệ mới trong thiết kế và xây dựng sẽ giúp tăng cường khả năng thoát nước. Các trạm bơm và hồ điều hòa cần được đầu tư xây dựng đồng bộ để đảm bảo hiệu quả trong việc tiêu nước.

IV. Đánh giá tác động môi trường

Đánh giá tác động môi trường là một phần quan trọng trong quy hoạch và quản lý tài nguyên nước. Cần thực hiện các nghiên cứu để đánh giá tác động của các công trình tiêu nước đến môi trường xung quanh. Việc bảo vệ môi trường và tài nguyên nước cần được đặt lên hàng đầu trong mọi quyết định quy hoạch. Các biện pháp bảo vệ môi trường cần được thực hiện song song với việc phát triển hạ tầng tiêu nước.

4.1. Các biện pháp bảo vệ môi trường

Các biện pháp bảo vệ môi trường cần bao gồm việc kiểm soát ô nhiễm nguồn nước, bảo vệ các hệ sinh thái nước và đảm bảo sự bền vững của tài nguyên nước. Cần có sự phối hợp giữa các cơ quan chức năng và cộng đồng trong việc thực hiện các biện pháp này.

Trích đoạn nội dung tài liệu

chương 1. XÂY DỰNG CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH GIẢI PHÁP. THOÁT NƯỚC VÀ QUY MÔ CONG TRINH DAU MỐI 2. Xây dựng bài toán tối ưu hóa hệ thống tiêu thoát nước 2.

Khái quất v bài toán tỗi aah 2.2, Bài toántôi ưu hóa thông 2.1, Khái quit về chọn phương pháp và mô hình inh toán tiêu nước mặt. Chọn phương pháp và mô hình tinh toán tiêu thoát nước 67 3. Mô ta mô hình SWMM 68 2. Mô hình hóa hệ thống tiêu thoát nước nghiên eu 2.

Các loại đối tượng cần mô phỏng.32, Các số liệu đầu vào cơ bản của mô 2.33, Sơ đồ hoá hệ hông tiêu thoát nước. Thiết lập mô hình hệ thống tiêu thoát nước trên SWMM 89 2. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình 9 24, Kết luận chương 2. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TIEU NƯỚC VÀ QUY MÔ CONG “TRÌNH TIEU TREN DJA BAN THÀNH PHO HÀ NỘI.

Dự kiến giải pháp tiêu thoát nước ở lưu vực nghiên cứu. Dự kiến giải pháp chung 3 3. BS tr các trạm bơm tiêu đầu mi lôi 3.13, Bồ tr hg thong hồ điều hoa 104 3.14, Phân tích thủy lực H2 3.15, Xác định quan hệ rùng buộc giữa guy mô tram bom và hồ điều hòa.6, Xác định cá á trị how lượng và điện tích hỗ tối ưu 127 "Đề xuất giải tiêu thoát nước và quy mô của các công trình tiêu chủ su ở lưu vực nghiên cứu. Các hỗ điều hoà 139 3.3, Hệ thống kênh trục M41 3.4, Các công điều tiết chính 143 3.

Hình thức tiêu nước của hệ thông kênh trục và trạm bơm đầu mối, 143 33. Kết luận chương 3. KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ. VỀ kết quả nghiên cứu 2.

Vé những đồng gp mới của luận án. ĐANH MỤC CÁC CÔNG TRINH KHOA HỌC C IEN QUAN DEN ĐỀ TÀI LUẬN ẢN. DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIET TAT co phí cs Cong suit DA Duan pr Diện tích ĐTXD Đầu tư xây dung HL Hạ lưu H Hệ thống L Lưu lượng Lv Lưu vực MN Mực nước Quy hoạch Quy hoạch chung Thủ đô Hà Nội đến năm 2020 (kèm theo Quyết định số 108/1998/QĐ-TTạ ngày 20/6/2008 của Thủ tướng Chính phủ) Quy hoạch chung xây dựng Thủ đô Ha Nội đến năm 2030 và tim nhìn dén năm 2050 (kèm theo Quyết định số 1259/QD-TTg ngày 26/7/2011 của Thủ tướng Chính phủ) Quy hoạch phát triển thủy lợi Hà Nội đến năm 2020, định hướng đến năm 2030 (kèm theo Quyết định số 4673/2012/QĐ-UBND ngày 03/7/2012 của UBND TP Hà Nội) Quy hoạch thoát nu thủ đô Hà Nội đến năm 2030, tim nhìn đến năm. 2050 (kèm theo Qui định số 725/QĐ-TTg ngày 10/5/2013 của Thủ tướng Chính phi) Quy hoạch tiêu nước hệ thống sông Nhuệ (kèm theo Quyết định 937/QĐ-TTg ngày 01/7/2009 của Thủ tướng Chính phủ) ‘Storm Water Management Model - Mô hình quản If ngập úng do mưa Tram bom Thượng lưu “Tiểu lưu vực.

“Thành phd Ủy bạn nhân dân 'Vành Đại2 'Vành Đại3 'Vành Đai 4 DANH MỤC CÁC BANG Bảng 1.1, Nhiệt độ trung bình tháng tại Hà Nội và Hà Đông (°C) ‘Bang 1. Độ âm tương đối trung bình tháng tại Hà Nội và Hi Đông (%). Lượng bốc hơi trung bình tháng tại Hà Nội và Ha Đồng (mm) Bảng 14. Lượng mưa L,3,5, 7 ngày lớn ait (đơn vi mm) Bang L5 Các mục nước lữ hắt ông Hồng titan H Nim) Bảng L6, Các mực nước lớn nhất Sông Hồng i Liên Mec (n) Bang L7, Các mực nuớc lớn nhất Sông Hồng gi Nam Thăng Lang (n) Bảng L& Các mục nước lớn nhất Sông Hằng ti Yen Sm) Bảng 19.

Cá mực nước lớ hắt Sông Hằng ti Đông Mỹ (m) Bảng 1. Me nước lớn nh tit kế sing Dây (m) Bảng 1. Mue nước lớn nhít(n) tên sông NhuỆ qua mts tăm dn hình Bảng 1. Mục nước báo động (nt một vịt rên sông Nhuệ và sông Hằng Bảng 1.

Mies thông s vd sông Nhu gua cc tồi kỳ 1B Bảng 1. Bản so sính nghiên cứu vẻ công tình tạm bơm Bảng 1.15 Bản so sính nghiên cứu về công tình hồ Bảng 1.16 Bản so sính nghiên cứu về các kênh tục lớn Bảng 1. Thôn kế ổm tte mộ nh công cụ in án êu hot nước Bảng 21. Lượng mưa 72 gi tram Hà Đăng phân phối theo mưa in đình (mm) Bảng 22.

Lượng mưa 72 gi Bảng 23. Lượng mưa 72 gi Bảng 24. Mục nước thon (mt cửa gỉ ram Hà Nội phân hối theo mun ind (mm) TS 10% phân hổi theo mưa tam giác (mm) các tạm bơm RE Bảng25. Mức độ mô phông của mô hình tương ống vớ ch số Neh-Sudlf Bảng 31.

Gi “ns” thông s lơ lượng tiết kế Q của các tạm bom tig đầu mỗi Bing 32. Bồ hg thống hồđiu hòa ứng vig digiF ban du tường hợp "nến" Bang 3. Các trường hợp điện tích ho điều hòa (ha) theo các tỷ lệ điện tích Bang 3.4, Lưu lượng các trạm bơm đầu mỗi - Mức Q=Q.5, Kết quả kiểm tra các ràng buộc tại các điểm quét - Múc Q=Qu.6, Lưu lượng các trạm bơm đầu mỗi - Mức Q=Q, 061 ,0mŸs Bang 3.7, Kết qua kiểm tra các ring buộc tại các điểm quát- Múc Q=Q.-=61 1,0mÖ5 Bảng 1% Lưu lượng cic trạm bom đầu mỗi - Mức Q-Q, y=558,0m' Bing 39. Kết qua kiểm tra các ring buộc tai các điểm quét- Múc Q=Q.

Lưu lượng các tram bom đầumỗi - Mức Q~Q. Kế quả kgm e cc ring bude tcc điểm quét- Mức Q=Q. Lưu lượng các tram bơm đầu mỗi - Mức Q=Ọ, ›=448,Imjs Bảng 3.13 Kế quả kgm tcc rng buộc ce điểm quế Mức Q-Q 5741 ms Bảng 314. Lam hong cic tạm bơm dẫu mỗi- Mic Q-Q, Bảng3 l5 Kế quả km tcc rng buộc cc điểm quế Mức QQ, 47393 ms Bảng 3.

a uợng cc tạm bơm đầu mỗi- Mức Q-Q-9-338,m% Bảng 3. Kế quả kgm tr các ring buộc các điểm quế Mức QQ, s7Q.7338,1nl Bảng 318 Quin Za theo cc mức ign ehh Hực ha Le vục Ta Hà Nội. Tà Bảng 319 Quan hệ Za tho cc mức ign th hồ Rh a LÝ Hiển Gig bs Bảng 320 Quin Zt cc mức ign ehh Re nha LÝ Đồng Mỹ 126 Bing 321. Chi ph iy dmg ce tam bom 1s Bảng 12, Xic inh mc ch phi iy dmg hồ đi hy I9 Bang 3.

Chỉ phí đầu twcho tram bơm, hỗ điều hòa và tổng cộng-LV Tây Hà Nội 131 Bang 3. Chi phi đầu tự cho tram bơm, hi điều hòa và tổng cộng - LV Hien Giang. Chỉ phí đầu tư cho trạm bơm, hồ điều hòa và tổng cộng - LV Đông Mỹ.26 Git ưu của tổng lưu lượng thất kế rạm bơm và điệ eh bỗ điều aF độ với từng lưu vực thành phần iM Bảng 327. Các gi ti wu vi ee gi ty Kn cận của tổng lưu lượn tide k trạm bơm và diện hađộ với từng lưu vụ thin phận tt Bảng 328.

Dé mut dg chỉnh vie bổ tí va quy mô các tạm bơn 136 Bảng 329. Các thôn tit k hh của tạm bơm đầu nổi 139 Bảng 330. BE xut dig chính bb tr cc đi hòa cn xy đựng mới 0 Bảng 331, Đề xuất thông số hệ thông tục Hi Bảng PL!. Nội dung đề xuất của quy hoạch thoát nước mưa đồ thị Hà Nội theo Quy hoạch SICA - Lưu vực Tô Lịch 156 Bảng PL1.

Nội dung đề xuất của quy hoạch thoát nước mưa đ thị Hà Nội theo Quy hoạch SICA - Lưu vực sông Nhuệ lấ Bảng PLL3. Thông s các bồđiễu hòa phía ty đ thi rung tâm (heo QHI259) 158 Bảng PLI 4, Dy kiến ng quy mô công tình đầu mỗi tiêu thoát nước mưa cho Thủ đô Hà Nội theo QH725 (riéng vùng tả Đây,. 138 Bảng PLLS, Công nh đầu nổi cínhdêu toát née mưa cho Thi dO Ha Nội dr kin theo QH725 139 Bảng PL3. Chỉ phí xây dựng một số tram bơm, lợi DANH MỤC CÁC HÌNH VE Hình 1.

Vị tí lưu vực nghiên cứu trên bản đồ TP Hà Nội 3 Tình L2. Các phân khu đô thị thuộc đô th trung tâm Hà Nội theo QH1259. Phin vùng tiêu lưu vực Sông Nhuệ a Hình 1. So đồ công trình tiêu nước mặt ruộng lúa M inh 15.

Biểu đồ hệ số tu của mật uộng 4 Hình 1. Sơ đồ tinh toán thời gian đồng chay By inh 17. Xác định cường độ gu theo phương pháp Transfert 2 inh 18. Quan bg gta iu tht kế q của tram bơm đầu mỗi và tý lệ điện ích được đồ thị 4 Hình 1.

Bà toán ối tu với ng buộc dang phương tình 9 inh 22. Bai ton ti uu với àng buộc dang bit phương inh 9 in 23. Bai toán ối uu vi hỗn họp ec ring buộc dạng phương tinh và bit phương tinh 9 Hình 24. Quá hàm mục êu 2 thing diều khiến với bước khôn di ou Hình 25.

Quế ừm gi uti wu ong không gian ai chu với bước thay đội @ 2.6, So đồ thật toán tối vu ộa vối ha thôngsb điều khiển hư lượng Q và điện ích hồ điều hòa F của hệ thông tiêu thoát nước 6 Hình 27. Quan niệm về đồng chây mặt @ Hình 28. Đồ thi thim Horton 70 Hình29. Sư đồ him Groen-Amp 1 Hình 210, Mô hin nước ngầm hai ving 1 Hình 2 11.

Via vé sy thé hign các di tượng vt ding để mô hình hóa một T6 Hình 2 12.Sơ đồ hệ thing tiêu nghiện cứu và bồ tí các công nh iê chủ yến 8 Hình2 13. Mo hình mưa gi thế kề dạng] - rạm Hà Đông $ Hình2 1. Mô hình mưa gi tht dạng Ï - rạm Hà Nội $ Hình 2 15. Mô hình mưa giờ tht kế dạng 2 (dang am giác) -tram Hà Đông 97 ih 216, Mô hình mưa giờ tht ké dạng2 (dang tam giác) - ram Hà Nội 4 Hình 2 17.

Về sơ đồ mạng lưới thoát nước và phân chia têu lưu vục rên bản CAD 8 inh 218. Minh hoa bệ thông iê thoát nage được sơ đồ hoá đưới dang ảnh $9 Hình 2 19. Hệ thôn iu của tần bộ lưu vực nhiên cứu mô phòng trên SWMM. 91 inh 220, Một phản bản đồ ầm việc SWMM wn nén nh thong Khu vue gin TB Liên Mac.

92 Hình 221, Đỗthi lượng mưa của tận mưa 3428/52016 đưa vo trong mô hình 94 inh 222. Biểu đồ so sn đường mục nước tính toán theo mô ình v theo thực do rê kênh chính Yên Sử tại vị tí đập tein C wong dot gu từ ngày 24:28//2016 94 inh 223. Dé ti lượng mua ci tận mua 2226/5201 đưa vào trong mô hỉnh % Hình 221. Biêu đồ so sinh đường mục nước inh toán theo mô hình và theo thực đo rên kênh chính Yên Sổ tị vir đập trần C rong dot iu từ 6/5212 % Hình 225.

Bé tị lượng mưa của tận mưa 1721/2012 đưa vào rong mô hỉnh % Hình 226.