Nghiên cứu áp dụng mô hình MIKE FLOOD khoanh vùng ngập lụt tại Hà Nội - Đại học Quốc gia Hà Nội

Nghiên cứu áp dụng mô hình Mike Flood để xác định vùng nguy cơ ngập lụt tại thành phố Hà Nội, góp phần nâng cao hiệu quả quản lý nước.

• Tác giả: Phùng Đức Chính
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Tiền Giang
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Thủy văn học
• Đề tài: Nghiên Cứu Áp Dụng Mô Hình MIKE FLOOD Để Khoanh Vùng Nguy Cơ Ngập Lụt Cho Địa Bàn Thành Phố Hà Nội
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỒNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.1. Đặc điểm tự nhiên
• 1.1.1. Vị trí địa lý
• 1.1.2. Đặc điểm địa hình
• 1.1.3. Đặc điểm địa chất, thổ nhưỡng
• 1.1.4. Đặc điểm khí tượng, thủy văn
• 1.1.5. Đặc điểm kinh tế - xã hội trên khu vực
• 1.2. Mạng lưới sông ngòi và các công trình thủy lợi có liên quan đến tiêu thoát nước trên địa bàn Hà Nội
• 1.2.1. Mạng lưới sông ngòi
• 1.2.2. Hiện trạng các công trình thủy lợi liên quan đến tiêu thoát nước trên địa bàn thành phố Hà Nội
• 1.3. Khái quát tình hình ngập lụt trên địa bàn Hà Nội
• 1.3.1. Ngập lụt do vỡ đê
• 1.3.2. Ngập lụt do mưa lớn nội đồng
• 1.3.3. Ngập lụt do úng nội đồng kết hợp lũ lớn trên sông gây vỡ đê bối
• 2. LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP KHOANH VÙNG NGUY CƠ NGẬP LỤT
• 2.1. Cơ sở lý thuyết một số phương pháp khoanh vùng nguy cơ ngập lụt
• 2.2. Một số khái niệm và định nghĩa
• 2.3. Một số phương pháp khoanh vùng nguy cơ ngập lụt
• 2.4. Lựa chọn phương pháp khoanh vùng nguy cơ ngập lụt địa bàn thành phố Hà Nội
• 3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÔ HÌNH MIKE FLOOD
• 3.1. Giới thiệu chung
• 3.2. Các nguyên tắc kết nối trong mô hình MIKE FLOOD
• 3.3. Cơ sở lý thuyết mô hình MIKE 11
• 3.4. Cơ sở lý thuyết mô hình MIKE 21
• 3.5. Cơ sở lý thuyết mô hình NAM
• 4. ÁP DỤNG MÔ HÌNH MIKE FLOOD ĐỂ KHOANH VÙNG NGUY CƠ NGẬP LỤT CHO ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HÀ NỘI
• 4.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu
• 4.2. Thiết lập mô hình một chiều MIKE 11
• 4.3. Thiết lập mô hình thủy lực mạng sông
• 4.4. Tính toán các biên đầu vào cho mô hình MIKE 11 bằng mô hình NAM
• 4.5. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình MIKE 11
• 4.6. Thiết lập mô hình hai chiều MIKE 21
• 4.7. Thiết lập miền tính, lưới tính
• 4.8. Thiết lập địa hình miền tính
• 4.9. Tính toán các biên đầu vào cho mô hình MIKE 21 bằng mô hình NAM
• 4.10. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình MIKE FLOOD
• 4.10.1. Hiệu chỉnh mô hình
• 4.10.2. Kiểm định mô hình
• 4.11. Khoanh vùng nguy cơ ngập lụt khu vực Hà Nội
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nguy cơ ngập lụt Hà Nội và MIKE FLOOD

Hà Nội, với vị trí địa lý và đặc điểm khí hậu đặc thù, thường xuyên phải đối mặt với tình trạng ngập lụt. Việc áp dụng mô hình MIKE FLOOD giúp xác định và khoanh vùng các khu vực có nguy cơ cao, từ đó đưa ra các giải pháp quản lý hiệu quả. Mô hình này không chỉ giúp phân tích tình hình ngập lụt mà còn hỗ trợ trong việc quy hoạch đô thị và quản lý nước.

1.1. Đặc điểm tự nhiên ảnh hưởng đến ngập lụt

Hà Nội nằm trong vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng, với địa hình thấp và trũng. Đặc điểm này khiến cho thành phố dễ bị ngập lụt trong mùa mưa. Các yếu tố như lượng mưa lớn, sự gia tăng dân số và phát triển đô thị cũng góp phần làm tăng nguy cơ ngập lụt.

1.2. Vai trò của MIKE FLOOD trong quản lý ngập lụt

Mô hình MIKE FLOOD cung cấp một công cụ mạnh mẽ để mô phỏng và phân tích dòng chảy, từ đó giúp xác định các khu vực có nguy cơ ngập lụt cao. Việc sử dụng mô hình này cho phép các nhà quản lý đưa ra các quyết định kịp thời và hiệu quả hơn trong việc ứng phó với tình trạng ngập lụt.

II. Vấn đề ngập lụt tại Hà Nội Thách thức và nguyên nhân

Ngập lụt tại Hà Nội không chỉ gây thiệt hại về kinh tế mà còn ảnh hưởng đến đời sống của người dân. Các trận mưa lớn, đặc biệt là trong mùa mưa bão, thường dẫn đến tình trạng ngập lụt nghiêm trọng. Nguyên nhân chính bao gồm sự phát triển đô thị không đồng bộ, hệ thống thoát nước chưa hoàn thiện và biến đổi khí hậu.

2.1. Nguyên nhân chính gây ngập lụt

Sự gia tăng dân số và phát triển đô thị nhanh chóng đã làm tăng áp lực lên hệ thống thoát nước. Hệ thống này thường không đủ khả năng xử lý lượng nước mưa lớn, dẫn đến tình trạng ngập lụt. Ngoài ra, việc xây dựng không tuân thủ quy hoạch cũng làm giảm khả năng thoát nước tự nhiên.

2.2. Hệ thống thoát nước và những hạn chế

Hệ thống thoát nước của Hà Nội còn nhiều hạn chế, không đáp ứng được nhu cầu trong mùa mưa lớn. Nhiều khu vực vẫn chưa có hệ thống thoát nước hoàn chỉnh, dẫn đến tình trạng ngập lụt kéo dài sau mỗi trận mưa lớn.

III. Phương pháp khoanh vùng nguy cơ ngập lụt bằng MIKE FLOOD

Việc khoanh vùng nguy cơ ngập lụt bằng mô hình MIKE FLOOD bao gồm nhiều bước quan trọng. Mô hình này cho phép mô phỏng dòng chảy và phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến tình trạng ngập lụt. Các bước thực hiện bao gồm xây dựng cơ sở dữ liệu, thiết lập mô hình và hiệu chỉnh kết quả.

3.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu cho mô hình

Cơ sở dữ liệu là yếu tố quan trọng trong việc áp dụng mô hình MIKE FLOOD. Dữ liệu về lượng mưa, địa hình và các thông số thủy văn cần được thu thập và xử lý để đảm bảo tính chính xác của mô hình.

3.2. Thiết lập mô hình MIKE FLOOD

Mô hình MIKE FLOOD được thiết lập thông qua việc kết nối các mô hình một chiều và hai chiều. Việc này giúp mô phỏng chính xác hơn về dòng chảy và tình trạng ngập lụt trong khu vực nghiên cứu.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả từ việc áp dụng mô hình MIKE FLOOD cho thấy khả năng khoanh vùng các khu vực có nguy cơ ngập lụt cao. Những bản đồ khoanh vùng này sẽ là công cụ hữu ích cho các nhà quản lý trong việc lập kế hoạch và ứng phó với tình trạng ngập lụt.

4.1. Kết quả mô phỏng ngập lụt

Mô hình đã chỉ ra các khu vực dễ bị ngập lụt trong các trận mưa lớn. Kết quả này giúp các nhà quản lý có cái nhìn rõ hơn về tình hình ngập lụt và đưa ra các biện pháp ứng phó kịp thời.

4.2. Ứng dụng trong quy hoạch đô thị

Thông qua việc khoanh vùng nguy cơ ngập lụt, các nhà quy hoạch có thể đưa ra các quyết định hợp lý hơn trong việc phát triển đô thị, từ đó giảm thiểu thiệt hại do ngập lụt gây ra.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu áp dụng mô hình MIKE FLOOD để khoanh vùng nguy cơ ngập lụt tại Hà Nội đã chỉ ra những tiềm năng lớn trong việc quản lý nước và ứng phó với thiên tai. Tương lai, việc cải tiến mô hình và cập nhật dữ liệu sẽ giúp nâng cao độ chính xác và hiệu quả trong công tác quản lý ngập lụt.

5.1. Tương lai của mô hình MIKE FLOOD

Mô hình MIKE FLOOD có thể được cải tiến và mở rộng để áp dụng cho nhiều khu vực khác nhau, không chỉ riêng Hà Nội. Việc này sẽ giúp nâng cao khả năng dự đoán và ứng phó với tình trạng ngập lụt.

5.2. Đề xuất giải pháp quản lý ngập lụt

Cần có các giải pháp đồng bộ từ quy hoạch đô thị đến cải thiện hệ thống thoát nước. Việc áp dụng công nghệ mới và mô hình như MIKE FLOOD sẽ là chìa khóa để giảm thiểu thiệt hại do ngập lụt.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Thành phố Hà Nội, với diện tích tự nhiên khoảng 3.344,7 km² và dân số trung bình năm 2009 đạt khoảng 6,2 triệu người, là trung tâm kinh tế, văn hóa và chính trị trọng điểm của Việt Nam. Tuy nhiên, địa hình thấp, trũng đặc biệt là khu vực phía Nam thành phố cùng với mạng lưới sông ngòi phức tạp khiến Hà Nội thường xuyên chịu ảnh hưởng nghiêm trọng của ngập lụt trong mùa mưa. Điển hình là trận mưa lịch sử từ ngày 30/10 đến 7/11/2008 với tổng lượng mưa tại các khu vực như Hà Đông lên tới 812,9 mm, Thanh Oai 914 mm, đã gây ngập úng nghiêm trọng, làm tê liệt giao thông, ảnh hưởng đến sinh hoạt và gây thiệt hại khoảng 3 tỷ đồng cùng 20 người chết.

Luận văn thạc sĩ này nhằm mục tiêu ứng dụng mô hình MIKE FLOOD để khoanh vùng nguy cơ ngập lụt trên địa bàn Hà Nội, giúp các cơ quan quản lý và hoạch định chính sách có cơ sở khoa học để chủ động ứng phó, giảm thiểu thiệt hại do ngập lụt gây ra. Nghiên cứu tập trung phân tích dữ liệu khí tượng thủy văn từ các trạm quan trắc trong giai đoạn 1961-2010, đồng thời xây dựng mô hình thủy lực chi tiết cho hệ thống sông ngòi và công trình thủy lợi trên địa bàn. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả quản lý rủi ro thiên tai, góp phần phát triển bền vững đô thị Hà Nội trong bối cảnh biến đổi khí hậu và gia tăng đô thị hóa.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình thủy văn, thủy lực hiện đại, trong đó trọng tâm là mô hình MIKE FLOOD – một công cụ mô phỏng kết hợp mô hình dòng chảy một chiều MIKE 11 và mô hình dòng chảy hai chiều MIKE 21.

• Mô hình MIKE 11: Giải hệ phương trình Saint-Venant một chiều, mô phỏng dòng chảy trong mạng lưới sông phức tạp, tính toán lưu lượng và mực nước dọc theo các nhánh sông. Phương pháp giải sử dụng sai phân hữu hạn 6 điểm ẩn Abbott, đảm bảo độ ổn định và chính xác trong tính toán.
• Mô hình MIKE 21: Giải hệ phương trình thủy lực hai chiều, mô phỏng dòng chảy tràn trên bề mặt đồng ruộng, khu vực trũng thấp, giúp xác định vùng ngập lụt chi tiết theo không gian.
• Mô hình MIKE FLOOD: Kết nối hai mô hình trên để mô phỏng toàn diện quá trình ngập lụt, bao gồm dòng chảy trong lòng sông và dòng chảy tràn trên mặt đất, khắc phục hạn chế của từng mô hình riêng lẻ.

Các khái niệm chính bao gồm: lũ (riverine flood), ngập lụt (inundation), ngập lụt cục bộ (local flood), vùng nguy cơ ngập lụt (flood-prone area), và các phương pháp khoanh vùng nguy cơ ngập lụt dựa trên dữ liệu thực địa, bản đồ địa hình, ảnh vệ tinh và mô hình thủy lực.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm số liệu khí tượng thủy văn từ các trạm quan trắc Láng, Sơn Tây, Hà Đông, Sóc Sơn, và các trạm thủy văn trên hệ thống sông Hồng, sông Đáy, sông Nhuệ giai đoạn 1961-2010. Dữ liệu bao gồm lượng mưa, mực nước, lưu lượng dòng chảy, địa hình số (DEM), bản đồ địa chất, thổ nhưỡng và mạng lưới sông ngòi.

Phương pháp phân tích gồm:

• Xây dựng cơ sở dữ liệu địa hình, thủy văn và công trình thủy lợi.
• Thiết lập mô hình một chiều MIKE 11 cho mạng lưới sông chính, hiệu chỉnh và kiểm định mô hình dựa trên số liệu mực nước và lưu lượng thực đo.
• Thiết lập mô hình hai chiều MIKE 21 cho khu vực đồng bằng trũng thấp, xây dựng lưới tính và miền tính phù hợp.
• Kết nối mô hình MIKE 11 và MIKE 21 bằng MIKE FLOOD để mô phỏng toàn diện quá trình ngập lụt.
• Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình MIKE FLOOD bằng dữ liệu trận mưa lũ tháng 11/2008.
• Khoanh vùng nguy cơ ngập lụt dựa trên kết quả mô phỏng với mưa thiết kế có chu kỳ 1%.

Quá trình nghiên cứu kéo dài trong khoảng thời gian từ năm 2010 đến 2012, với cỡ mẫu dữ liệu quan trắc trên 50 năm, đảm bảo tính đại diện và độ tin cậy cao.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình MIKE 11 và MIKE 21: Mô hình MIKE 11 đạt độ chính xác cao với sai số trung bình mực nước tại trạm Hà Nội dưới 5%, lưu lượng dòng chảy được mô phỏng sát với số liệu thực đo (lưu lượng trung bình năm tại trạm Hà Nội là 2590 m³/s). Mô hình MIKE 21 hiệu chỉnh thành công với lưới tính chi tiết, thể hiện rõ vùng ngập trũng.

2. Mô phỏng ngập lụt trận mưa tháng 11/2008: Kết quả mô phỏng cho thấy diện tích ngập lụt tại Hà Nội lên tới khoảng 63 điểm ngập nặng, tương ứng với các khu vực có lượng mưa từ 500 đến 900 mm. Diện tích ngập lớn nhất tập trung ở các huyện Thanh Oai, Hà Đông, Ứng Hòa với độ sâu ngập trung bình từ 0,5 đến 1,2 m.

3. Khoanh vùng nguy cơ ngập lụt với mưa thiết kế 1%: Bản đồ khoanh vùng cho thấy các khu vực có nguy cơ ngập cao chiếm khoảng 15-20% diện tích thành phố, tập trung chủ yếu ở vùng trũng thấp phía Nam và Tây Nam Hà Nội. Mức độ ngập sâu nhất có thể lên tới 1,5 m trong các vùng trũng.

4. Ảnh hưởng của hệ thống hồ chứa thượng nguồn: Hệ thống hồ chứa như Hòa Bình, Sơn La có dung tích hiệu dụng lớn (Hồ Hòa Bình khoảng 9,45 tỷ m³) giúp điều tiết lũ, giảm lưu lượng đỉnh tại Hà Nội khoảng 13% trong mùa cạn và tăng mực nước trung bình từ 12-45 cm tùy thời điểm, góp phần giảm thiểu ngập lụt.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính gây ngập lụt tại Hà Nội là do địa hình thấp, trũng, hệ thống thoát nước nội thành bị thu hẹp do đô thị hóa nhanh, cùng với lượng mưa lớn vượt thiết kế công trình thoát nước. Kết quả mô phỏng phù hợp với các số liệu thực tế và các nghiên cứu trước đây, khẳng định tính hiệu quả của mô hình MIKE FLOOD trong việc mô phỏng ngập lụt đô thị phức tạp.

Biểu đồ so sánh lưu lượng dòng chảy thực đo và mô phỏng tại trạm Hà Nội thể hiện sự tương đồng cao, trong khi bản đồ ngập lụt chi tiết giúp nhận diện các điểm ngập trọng yếu, hỗ trợ công tác quy hoạch và phòng chống ngập. So với phương pháp khoanh vùng dựa trên bản đồ địa hình hay ảnh vệ tinh, mô hình thủy lực cho phép dự báo chính xác hơn về mức độ và phạm vi ngập lụt trong các kịch bản khác nhau.

Kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra vai trò quan trọng của các công trình thủy lợi và hồ chứa trong điều tiết lũ, đồng thời nhấn mạnh sự cần thiết nâng cấp hệ thống thoát nước nội thành để thích ứng với biến đổi khí hậu và gia tăng dân số.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Nâng cấp hệ thống thoát nước đô thị: Tăng công suất thoát nước của các sông Tô Lịch, sông Nhuệ và các kênh mương chính từ hiện tại 30-35 m³/s lên tối thiểu 170 m³/s để đáp ứng các trận mưa có chu kỳ 10 năm. Chủ thể thực hiện: Sở Xây dựng, Sở Giao thông Vận tải; thời gian: 5 năm.

2. Bảo vệ và phục hồi các hồ điều hòa: Ngăn chặn san lấp, lấn chiếm các hồ như Hồ Tây, Hồ Hoàn Kiếm, Hồ Thanh Nhàn để duy trì vai trò điều hòa nước mưa, giảm ngập úng. Chủ thể: UBND Thành phố, các quận huyện; thời gian: liên tục, ưu tiên trong 3 năm tới.

3. Xây dựng hệ thống cảnh báo và quản lý rủi ro ngập lụt: Ứng dụng mô hình MIKE FLOOD để xây dựng hệ thống dự báo ngập lụt theo thời gian thực, hỗ trợ công tác ứng phó kịp thời. Chủ thể: Trung tâm Khí tượng Thủy văn, Ban chỉ huy phòng chống thiên tai; thời gian: 2 năm.

4. Quy hoạch đô thị thích ứng với ngập lụt: Hạn chế phát triển các khu dân cư, công trình tại vùng trũng thấp có nguy cơ ngập cao, đồng thời phát triển các khu vực xanh, mặt nước để tăng khả năng thấm và điều hòa nước. Chủ thể: Sở Quy hoạch Kiến trúc, UBND Thành phố; thời gian: kế hoạch 10 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Cơ quan quản lý đô thị và phòng chống thiên tai: Sử dụng kết quả khoanh vùng nguy cơ ngập lụt để xây dựng kế hoạch phòng chống, ứng phó thiên tai hiệu quả, giảm thiểu thiệt hại về người và tài sản.

2. Các nhà quy hoạch và phát triển đô thị: Áp dụng dữ liệu mô hình để thiết kế các khu đô thị mới, đảm bảo tính bền vững và thích ứng với biến đổi khí hậu.

3. Các nhà nghiên cứu và học viên chuyên ngành thủy văn, môi trường: Tham khảo phương pháp mô hình hóa kết hợp MIKE FLOOD, ứng dụng trong nghiên cứu ngập lụt đô thị và quản lý tài nguyên nước.

4. Doanh nghiệp xây dựng và tư vấn kỹ thuật: Áp dụng kết quả nghiên cứu trong thiết kế hệ thống thoát nước, công trình thủy lợi, nâng cao hiệu quả đầu tư và vận hành.

Câu hỏi thường gặp

1. Mô hình MIKE FLOOD có ưu điểm gì so với các phương pháp khác?
   Mô hình MIKE FLOOD kết hợp mô hình một chiều và hai chiều, cho phép mô phỏng chi tiết dòng chảy trong lòng sông và trên bề mặt đất, khắc phục hạn chế của các phương pháp đơn lẻ như bản đồ địa hình hay ảnh vệ tinh. Ví dụ, nó mô phỏng được dòng chảy tràn và xác định vùng ngập chính xác hơn.

2. Dữ liệu đầu vào cho mô hình được thu thập như thế nào?
   Dữ liệu bao gồm số liệu khí tượng thủy văn từ các trạm quan trắc trong hơn 50 năm, bản đồ địa hình số, thông tin công trình thủy lợi và khảo sát thực địa. Việc thu thập đảm bảo độ tin cậy và đại diện cho điều kiện thực tế.

3. Mô hình có thể dự báo ngập lụt trong tương lai không?
   Có, mô hình MIKE FLOOD cho phép mô phỏng các kịch bản mưa lũ khác nhau, hỗ trợ dự báo ngập lụt trong tương lai và đánh giá hiệu quả các giải pháp phòng chống.

4. Nguyên nhân chính gây ngập lụt tại Hà Nội là gì?
   Nguyên nhân gồm địa hình thấp trũng, hệ thống thoát nước nội thành bị thu hẹp do đô thị hóa, lượng mưa lớn vượt thiết kế công trình, và ảnh hưởng của lũ từ hệ thống sông chính.

5. Các giải pháp đề xuất có thể thực hiện trong thời gian bao lâu?
   Các giải pháp như nâng cấp hệ thống thoát nước và bảo vệ hồ điều hòa cần thực hiện trong vòng 3-5 năm, trong khi quy hoạch đô thị thích ứng là kế hoạch dài hạn khoảng 10 năm.

Kết luận

• Nghiên cứu đã thành công trong việc ứng dụng mô hình MIKE FLOOD để khoanh vùng nguy cơ ngập lụt chi tiết cho địa bàn Hà Nội, dựa trên dữ liệu khí tượng thủy văn và địa hình số trong hơn 50 năm.
• Mô hình cho phép mô phỏng chính xác các trận ngập lụt lịch sử, đặc biệt là trận mưa lớn tháng 11/2008, xác định các khu vực ngập sâu và diện tích ngập lớn.
• Kết quả khoanh vùng nguy cơ ngập lụt cung cấp cơ sở khoa học cho công tác quy hoạch, quản lý và phòng chống ngập lụt đô thị.
• Đề xuất các giải pháp nâng cấp hệ thống thoát nước, bảo vệ hồ điều hòa, xây dựng hệ thống cảnh báo và quy hoạch đô thị thích ứng nhằm giảm thiểu thiệt hại do ngập lụt.
• Khuyến nghị các cơ quan quản lý, nhà nghiên cứu và doanh nghiệp xây dựng tham khảo và ứng dụng kết quả nghiên cứu để phát triển bền vững thành phố Hà Nội trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

Hãy tiếp tục nghiên cứu và ứng dụng mô hình MIKE FLOOD để nâng cao hiệu quả quản lý rủi ro thiên tai, bảo vệ cuộc sống và tài sản của người dân thủ đô.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. TỒNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1. Đặc điểm tự nhiên 1. Vị trí địa lý Thành phố Hà Nội nằm ở phía tây bắc của vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng có tọa độ từ 20°53' đến 21°23' vĩ độ Bắc và 105°44' đến 106°02' kinh độ Đông, phía Bắc giáp tỉnh Thái Nguyên, phía Đông giáp tỉnh Bắc Giang và Bắc Ninh, phía Đông Nam giáp tỉnh Hưng Yên, phía Nam và Tây Nam giáp tỉnh Hòa Bình, phía Tây Bắc giáp tỉnh Vĩnh Phúc.

Sau đợt mở rộng địa giới hành chính vào tháng 8 năm 2008, Hà Nội có diện tích tự nhiên khoảng 3.344,7 km² gồm: thị xã (thị xã Sơn Tây), 10 quận nội thành (Ba Đình, Cầu Giấy, Tây Hồ, Đống Đa, Hai Bà Trưng, Thanh Xuân, Long Biên, Hoàng Mai, Hoàn Kiếm, Hà Đông) và 18 huyện ngoại thành (Đông Anh, Sóc Sơn, Thanh Trì, Từ Liêm, Gia Lâm, Ba Vì, Đan Phượng, Hoài Đức, Phúc Thọ, Thạch Thất, Quốc Oai, Thanh Oai, Chương Mỹ, Thường Tín, Phú Xuyên, Ứng Hòa, Mỹ Đức và Mê Linh). Đặc điểm địa hình Địa hình Hà Nội thấp dần theo hướng từ Bắc xuống Nam và từ Tây sang Đông với ba phần tư diện tích tự nhiên là đồng bằng, nằm ở hữu ngạn sông Đà, hai bên sông Hồng và chi lưu các sông khác. Phần diện tích đồi núi chủ yếu nằm ở các huyện Sóc Sơn, Ba Vì, Quốc Oai, Mỹ Đức, với các đỉnh như Ba Vì cao 1.281 m, Da Dê (thuộc dãy núi Ba Vì) cao 707 m, núi Hàm Lợn hay còn gọi là núi Chân Chim (huyện Sóc Sơn) cao 462 m, Thiên Trù (huyện Mỹ Đức) cao 378 m. Tiếp giáp với vùng núi cao là một vùng đồi núi thấp chạy dài từ chân núi Ba Vì xuống đến Chương Mỹ.

Tính phân bậc của địa hình đồi gò không rõ ràng, gồm những bậc có độ cao 200-150m, 150-100m, 100-50m, 50-20m và nhỏ hơn 25m. Địa hình vùng đồng bằng không phức tạp, song cũng không hoàn toàn bằng phẳng. Các huyện phía Nam là một vùng đất trũng tiếp liền với cánh đồng chiêm trũng Hà Nam và Nam Định (Hình 1. 9 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.

Bản đồ địa hình Hà Nội 10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Đặc điểm địa chất, thổ nhưỡng 1) Địa chất Các thành tạo địa chất trên địa bàn Hà Nội gồm các đá biến chất, trầm tích, trầm tích phun trào và trầm tích bở rời có tuổi từ Protezozoi đến hiện đại. Theo các tài liệu địa chất từ trước đến nay, lịch sử phát triển địa chất Hà Nội được chia làm 3 giai đoạn lớn: giai đoạn Neoproterozoi – Cambri sớm, giai đoạn paleozoi giữa và giai đoạn Neogen. Trong giai đoạn Neoproterozoi – Cambri sớm, khu vực Hà Nội trải qua chế độ địa máng, hình thành các thành tạo phun trào và lục địa nguyên – cacbonat.

Đến paleozoi giữa, chế độ địa máng này kết thúc, diễn ra các quá trình uốn nếp, granit hóa, các trầm tích bị biến chất thành các phiến đá thạch anh, quariz và đá hoa để hình thành vỏ lục địa cổ. Vào Neogen, do sự tái hoạt động mạnh mẽ của các đứt gãy sâu sông Lô toàn vùng đã hình thành cấu trúc dạng khối tảng. Dọc các đứt gãy diễn ra quá trình tách dãn tạo địa hình lún chìm, nước biển lấn sâu vào lục địa để lắng đọng hệ tầng Vĩnh Bảo. Đến Đệ Tứ các quá trình lún chìm và nâng cao diễn ra có tính chu kỳ dẫn đến biển tiến vào đầu Holocen muộn cùng với quá trình lắng đọng trầm tích với những kiểu nguồn gốc khác nhau để hình thành các hệ tầng Hà Nội, Vĩnh Phúc, Hải Dương, Hưng Yên, Thái Bình.

2) Thổ nhưỡng Trên địa bàn Hà Nội có bốn loại đất chính: đất phù sa trong đê, đất phù sa ngoài đê, đất bạc màu và đất đồi núi. Đất phù sa trong đê là loại đất màu mỡ do các hệ thống sông bồi đắp từ hàng nghìn năm trước có độ pH từ 6÷7, hàm lượng mùn và chất dinh dưỡng khá cao, thích hợp với nhiều loại cây trồng. Đất phù sa ngoài đê là loại đất rất màu mỡ, tập trung chủ yếu ở các bãi bồi ven sông và các bãi giữa sông. Hàng năm chúng được bồi đắp khi lũ về.

11 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Nhóm đất bạc màu phát triển chủ yếu trên đất phù sa cổ tập trung nhiều ở hai huyện Đông Anh và Sóc Sơn. Đây là loại đất chua, nghèo dinh dưỡng, thành phần cơ giới nhẹ, rời rạc khi khô cạn, kết dính khi gặp nước. Nhóm đất đồi núi tập trung chủ yếu ở các huyện Ba Vì, Sóc Sơn, Thạch Thất, Quốc Oai, Chương Mỹ, Mỹ Đức, và thị xã Sơn Tây. Trong đó khu vực đất đồi núi tập trung chủ yếu ở các huyện Ba Vì, Mỹ Đức, Sóc Sơn, phổ biến là đất feralit với tầng đất mỏng, thích hợp trồng rừng phòng hộ, cây công nghiệp dài ngày và cây dược liệu.

Khu vực đất gò đồi tập trung chủ yếu ở các huyện còn lại, phổ biến là đất feralit lẫn với nhóm bạc màu và feralit phát triển trên đá trầm tích. Đặc điểm khí tượng, thủy văn 1) Đặc điểm khí tượng Hà Nội nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa nóng ẩm có mùa Hè nóng ẩm, mưa nhiều với nền nhiệt độ không khí cao và mùa Đông lạnh, ít mưa với nền nhiệt độ không khí tương đối thấp. Theo chuỗi số liệu quan trắc các trạm khí tượng Hà Nội (trạm Láng) và Hà Đông từ năm 1971 đến 2009, đặc điểm chính của khí tượng Hà Nội như sau: Nhiệt độ Nhiệt độ trung bình năm ở trạm Láng là 23.70C và ở Hà Đông là 23. Nhiệt độ trung bình các tháng mùa hè (V-X) ở trạm Láng là 27.80C và ở Hà Đông là 27.

Nhiệt độ trung bình các tháng mùa đông (XI-XII,I-IV) ở Hà Nội là 19.6 0C và ở Hà Đông là 19. Nhiệt độ trung bình tháng tại các trạm (1961-2010) Đơn vị: 0C Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Láng 16.4 12 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Độ ẩm Độ ẩm không khí trung bình năm tại Láng là 82% và tại Hà Đông là 85%. Thời kỳ cuối mùa hè đến đầu mùa Đông (XI-XII) là thời kỳ tương đối khô, độ ẩm trung bình tháng tại Láng chỉ 78% và tại Hà Đông từ 82%. Thời kỳ từ tháng II-III là thời kỳ ẩm ướt do có mưa phùn nên đây là các tháng có độ ẩm trung bình cao nhất trong năm, tại Láng độ ẩm đạt 86%, tại Hà Đông độ ẩm đạt 89%.

Biên độ độ ẩm trong ngày chỉ từ 20-30%, các tháng giữa mùa mưa độ ẩm tương đối lớn, trung bình từ 82-84% tại Hà Nội và 87% tại Hà Đông (Bảng 1. Độ ẩm trung bình tháng tại các trạm (1961-2010) Đơn vị: % Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Láng 80.4 Nắng Số giờ nắng trung bình năm ở Hà Nội là 1562 giờ: Mùa Hè (V-X) có số giờ nắng trung bình tháng từ 163,6 – 189,7 giờ. Mùa Đông có số giờ nắng trung bình tháng từ 47,2 – 138,6 giờ. Tháng II-III có nhiều ngày trời âm u, mưa phùn đây là các tháng có số giờ nắng ít nhất trong năm, chỉ từ 47,2 - 54,2 giờ/tháng.

Mưa Ở khu vực Hà Nội mưa phân bố không đều, lượng mưa năm trung bình tại trạm Láng là 1767,6 mm; tại trạm Sơn Tây 1356,0 mm; tại trạm Sóc Sơn là 1356,0 mm. Số ngày mưa xuất hiện trong một năm vào khoảng 130-140 ngày. Mùa mưa kéo dài 6 tháng, từ tháng V đến tháng X. Lượng mưa trong mùa mưa tập trung, chiếm tới 85% lượng mưa cả năm.

Tháng VIII là tháng có lượng mưa lớn nhất dao động trong khoảng từ 300- 350mm với 16-18 ngày mưa. Các tháng VI, VII và IX lượng mưa trung bình tháng dao động trong khoảng từ 250-300mm, với 12-15 ngày mưa (Bảng 1. 13 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Lượng mưa trung bình tháng các trạm (1961 - 2010) Đơn vị: mm Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Láng 19.0 Lượng mưa năm lớn nhất quan trắc được tại Sơn Tây là 2876.4mm (năm 1980), tại Thạch Thất là 2496.6 mm (năm 1980), tại Hà Đông là 2977.9 (năm 2008), tại Gia Lâm là 2316.2mm (năm 2008), tại Sóc Sơn là 2015.

Từ tháng XI đến tháng IV năm sau là mùa ít mưa (mùa khô). Những tháng đầu mùa đông là thời kỳ ít mưa nhất, mỗi tháng trung bình chỉ có 6-8 ngày có mưa nhỏ. Tháng I là tháng có lượng mưa nhỏ nhất chỉ khoảng 15-20mm và 5-7 ngày mưa. Nửa cuối mùa khô là thời kỳ mưa phùn ẩm ướt.

Tuy lượng mưa không tăng nhiều so với đầu mùa (cũng chỉ khoảng 20-40mm/tháng) song số ngày mưa thì nhiều hơn rõ rệt mỗi tháng có10-15 ngày có mưa. Lượng mưa ở Hà Nội biến động khá mạnh theo mùa và từ năm này qua năm khác. Những năm nhiều mưa nhất, lượng mưa có thể vượt quá 2500mm, những năm ít mưa nhất không quá 1000mm. Chênh lệch lượng mưa giữa năm cực đại và cực tiểu lên tới 1500mm và có thể cao hơn.

Trong những tháng mùa mưa, lượng mưa trung bình đạt khoảng 250-350mm/tháng, nhưng lượng mưa tháng lớn nhất có thể vượt quá 500-800mm và lượng mưa tháng nhỏ nhất không tới 40-50mm. Trong những tháng mùa khô lượng mưa thay đổi từ 3-5mm (năm ít mưa) đến hơn 100mm (năm mưa nhiều), Hình 1. 14 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Phân bố lượng mưa trung Hình 1.

Phân bố lượng mưa trung bình bình tháng trạm Láng (1961-2010) tháng trạm Sơn Tây (1961-2010) Bốc hơi Lượng bốc hơi trung bình năm ở trạm Láng là 61,4 mm, trạm Hà Đông 44, 2 mm. Các tháng có lượng bốc hơi lớn nhất trong năm là các tháng mùa hè và đầu mùa đông (V-XII), lượng bốc hơi trung bình tháng từ 49,3 – 69,0 mm. Các tháng có lượng bốc hơi ít nhất là tháng I-IV, lượng bốc hơi trung bình tháng từ 34,5 – 46,1 mm (Bảng 1. Bốc hơi trung bình tháng tại các trạm (1961 - 2010) Đơn vị: mm Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII TB Láng 49.2 Gió Hướng gió thịnh hành ở khu vực Hà Nội là hướng Đông Nam (mùa hè), với tần suất khoảng 21.91%, tiếp đó là hướng Đông Bắc (mùa đông) chiếm 11.

Các hướng Đông, Đông Đông Bắc, Bắc và Tây Bắc có tần suất từ 5,22 – 6,73%. Tốc độ gió trung bình năm ở Hà Nội là 1. Tốc độ gió trung bình từng tháng biến đổi không nhiều (từ 1. Các tháng từ I-V có tốc độ gió 15 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] trung bình tháng từ 2.

Các tháng VI-XII có tốc độ gió trung bình tháng là 1. Tốc độ gió lớn nhất trong các tháng từ 15 - 34m/s. Tốc độ gió lớn nhất đã quan trắc được là 34m/s, hướng Bắc (8/VII/1956).