Luận án Mô hình quản lý hồ điều hòa giảm thiểu úng ngập - Chu Mạnh Hà, ĐH Kiến Trúc Hà Nội

Luận án nghiên cứu mô hình và giải pháp quản lý hồ điều hòa nhằm điều tiết nước mưa, giảm thiểu úng ngập tại khu vực trung tâm thành phố Hà Nội.

• Tác giả: Chu Mạnh Hà
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Lâm Quảng
• Trường học: Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội
• Chuyên ngành: Quản lý đô thị và công trình
• Đề tài: Mô hình và giải pháp quản lý hồ điều hòa nhằm điều tiết nước mưa, giảm thiểu úng ngập đô thị trung tâm thành phố Hà Nội
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về quản lý hồ điều hòa trong hệ thống thoát nước đô thị

Hồ điều hòa đóng vai trò quan trọng trong hệ thống thoát nước đô thị. Hồ hoạt động như bộ đệm lưu trữ nước mưa tạm thời trong các trận mưa lớn. Nước được trữ lại rồi xả dần ra hệ thống thoát nước chung, giảm áp lực lên cống. Quá trình đô thị hóa nhanh chóng ở các thành phố lớn làm tăng diện tích bề mặt không thấm nước. Bê tông hóa khiến nước mưa không thấm xuống đất như trước. Dòng chảy mặt tăng đột biến gây ngập úng cục bộ. Quản lý hồ điều hòa vì thế trở thành giải pháp then chốt. Nhiều quốc gia đã phát triển các mô hình quản lý tiên tiến. Việt Nam cũng đang từng bước áp dụng các giải pháp này. Hà Nội với đặc thù đô thị trung tâm cần mô hình quản lý phù hợp. Hồ điều hòa không chỉ chống ngập mà còn cải thiện cảnh quan đô thị.

1.1. Vai trò của hồ điều hòa trong thoát nước đô thị

Hồ điều hòa có chức năng chính là điều tiết lưu lượng nước mưa. Khi mưa lớn, hồ chứa nước tạm thời rồi xả dần. Cơ chế này giúp giảm đỉnh lũ trong hệ thống cống. Hồ còn lọc bớt chất ô nhiễm trước khi nước thải ra môi trường tự nhiên. Ngoài ra, hồ tạo không gian xanh, cải thiện vi khí hậu đô thị. Các hồ này thường được bố trí tại các điểm trũng tự nhiên hoặc vị trí chiến lược trong lưu vực thoát nước.

1.2. Kinh nghiệm quốc tế về mô hình quản lý hồ điều hòa

Nhiều quốc gia đã triển khai mô hình quản lý hồ điều hòa hiệu quả. Kuala Lumpur xây dựng đường hầm SMART chứa được 3 triệu mét khối nước. Hầm vừa phục vụ giao thông vừa điều tiết lũ. Nhật Bản xây dựng các hầm ngầm khổng lồ dưới lòng đất. Singapore áp dụng giải pháp ao hồ sinh học kết hợp công viên. Các nước châu Âu sử dụng hệ thống hồ cảnh quan đa chức năng. Kinh nghiệm này gợi mở hướng đi cho Hà Nội trong quản lý nước mưa đô thị.

II. Phân tích thực trạng hệ thống hồ điều hòa đô thị trung tâm Hà Nội

Đô thị trung tâm thành phố Hà Nội đang đối mặt nhiều thách thức trong thoát nước mưa. Hệ thống hồ điều hòa hiện có chưa phát huy hết vai trò. Diện tích hồ bị thu hẹp do quá trình đô thị hóa và lấn chiếm. Dung tích trữ nước giảm đáng kể so với thiết kế ban đầu. Tình trạng ngập úng xảy ra thường xuyên tại nhiều khu vực trung tâm. Quận Hoàn Kiếm, Hai Bà Trưng, Đống Đa chịu ảnh hưởng nặng nề. Nước mưa không thoát kịp gây ngập đường phố sau mỗi trận mưa lớn. Hệ thống cống cũ kỹ, công suất thấp không đáp ứng nhu cầu. Công tác quản lý hồ còn phân tán giữa nhiều cơ quan. Thiếu cơ chế phối hợp đồng bộ giữa các đơn vị. Dữ liệu giám sát mực nước hồ chưa được số hóa đầy đủ.

2.1. Hiện trạng các hồ điều hòa trong đô thị trung tâm

Đô thị trung tâm Hà Nội có nhiều hồ lớn như Hoàn Kiếm, Thiền Quang, Bảy Mẫu, Giảng Võ. Phần lớn hồ có nguồn gốc tự nhiên hoặc được cải tạo từ ao làng cổ. Diện tích hồ bị thu hẹp qua các thời kỳ quy hoạch. Nhiều hồ bị san lấp một phần hoặc xây dựng quanh bờ. Dung tích trữ nước thực tế thấp hơn thiết kế. Chất lượng nước trong hồ bị ô nhiễm do nước thải sinh hoạt xả trực tiếp. Bờ kè xuống cấp ảnh hưởng đến khả năng thoát nước.

2.2. Tình hình ngập úng và nguyên nhân tại khu vực trung tâm

Ngập úng tại trung tâm Hà Nội xảy ra với tần suất ngày càng cao. Các điểm ngập主要集中 tại phố cổ, khu vực ven đê, vùng trũng thấp. Nguyên nhân chính là đô thị hóa tăng diện tích không thấm nước. Hệ thống thoát nước cũ không đáp ứng cường độ mưa thiết kế mới. Nước sông Hồng dâng cao mùa mưa cản trở thoát nước tự chảy. Diện tích hồ chứa bị thu hẹp làm giảm khả năng điều tiết. Thiếu hệ thống giám sát cảnh báo ngập úng thời gian thực.

III. Mô hình và giải pháp quản lý hồ điều hòa giảm thiểu ngập úng

Nghiên cứu đề xuất mô hình quản lý tổng hợp các hồ điều hòa. Mô hình tích hợp ba trụ cột chính là hạ tầng kỹ thuật, quản lý vận hành và cơ chế chính sách. Về hạ tầng, áp dụng hệ thống giám sát mực nước tự động. Cảm biến đặt tại các hồ trọng yếu kết nối trung tâm điều khiển. Dữ liệu được xử lý theo thời gian thực để cảnh báo ngập. Giải pháp kỹ thuật bao gồm nạo vét hồ, cải tạo cống dẫn nước. Xây dựng hồ điều hòa mới tại các vị trí chiến lược trong lưu vực. Giải pháp quản lý thành lập Ban quản lý hồ điều hòa tập trung. Cơ chế vận hành linh hoạt theo mùa mưa và mùa khô. Mùa mưa tăng dung tích trữ, mùa khô duy trì mực nước tối thiểu. Giải pháp chính sách xây dựng quy chế bảo vệ hồ điều hòa. Cấm lấn chiếm, san lấp hồ trái phép.

3.1. Giải pháp kỹ thuật nâng cao hiệu quả điều tiết nước mưa

Giải pháp kỹ thuật tập trung vào ba nhóm hoạt động chính. Thứ nhất là nạo vét, cải tạo hồ hiện có để tăng dung tích trữ nước. Thứ hai là xây dựng hồ điều hòa mới tại các điểm trũng trong lưu vực thoát nước. Thứ ba là lắp đặt hệ thống giám sát mực nước tự động với cảm biến siêu âm. Hệ thống cảnh báo ngập kết nối trực tiếp với trung tâm quản lý đô thị. Dữ liệu mưa, mực nước hồ, lưu lượng cống được thu thập liên tục. Từ đó tính toán khả năng điều tiết và cảnh báo sớm ngập úng.

3.2. Mô hình quản lý vận hành hồ điều hòa tích hợp

Mô hình quản lý vận hành tích hợp bao gồm nhiều chế độ hoạt động khác nhau. Chế độ bình thường: duy trì mực nước hồ ở mức tối thiểu, đảm bảo cảnh quan. Chế độ mưa vừa: tăng cường trữ nước, giảm lưu lượng xả ra cống. Chế độ mưa bão: hồ hoạt động hết công suất chứa, phối hợp đóng mở cống hợp lý. Ban quản lý hồ điều hòa đóng vai trò điều phối giữa các đơn vị thoát nước. Ứng dụng công nghệ thông tin trong giám sát và ra quyết định vận hành. Phần mềm mô phỏng hỗ trợ dự báo diễn biến ngập theo thời gian thực.

IV. Kết luận và khuyến nghị ứng dụng mô hình quản lý hồ điều hòa

Luận án đã xây dựng mô hình quản lý tổng hợp hồ điều hòa cho đô thị trung tâm Hà Nội. Mô hình đáp ứng yêu cầu điều tiết nước mưa và giảm thiểu ngập úng. Kết quả nghiên cứu cho thấy hồ điều hòa có vai trò then chốt trong thoát nước đô thị. Việc quản lý tập trung, thống nhất giúp nâng cao hiệu quả vận hành. Hệ thống giám sát tự động hỗ trợ ra quyết định chính xác và kịp thời. Giải pháp kỹ thuật kết hợp cơ chế quản lý tạo nên hệ thống hoàn chỉnh. Mô hình có thể áp dụng cho các đô thị khác trong cả nước. Hà Nội cần triển khai thí điểm tại một số lưu vực trọng điểm trước. Đánh giá hiệu quả thực tế để điều chỉnh mô hình cho phù hợp. Chính sách hỗ trợ đầu tư hạ tầng hồ điều hòa cần được ưu tiên ngân sách.

4.1. Đóng góp khoa học và ý nghĩa thực tiễn của nghiên cứu

Nghiên cứu đóng góp ba nội dung mới về mặt khoa học. Thứ nhất là mô hình quản lý tổng hợp hồ điều hòa tích hợp đa chức năng. Thứ hai là hệ thống giám sát mực nước hồ tự động theo thời gian thực. Thứ ba là cơ chế vận hành linh hoạt theo mùa và theo kịch bản mưa. Về thực tiễn, mô hình giúp giảm ngập úng tại khu vực trung tâm Hà Nội. Cải thiện chất lượng cuộc sống người dân và bảo vệ hạ tầng đô thị. Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học cho quy hoạch thoát nước Thủ đô.

4.2. Khuyến nghị triển khai và hướng nghiên cứu tiếp theo

Khuyến nghị thành phố Hà Nội thành lập Ban quản lý hồ điều hòa tập trung. Ưu tiên đầu tư hệ thống giám sát tự động tại các hồ trọng yếu. Xây dựng quy chế bảo vệ hồ điều hòa, cấm lấn chiếm trái phép. Đào tạo nhân lực vận hành hệ thống giám sát và mô phỏng ngập. Hướng nghiên cứu tiếp theo bao gồm ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong dự báo ngập. Mở rộng phạm vi nghiên cứu ra toàn bộ lưu vực sông Tô Lịch và sông Nhuệ. Đánh giá tác động biến đổi khí hậu đến hiệu quả hồ điều hòa dài hạn.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Công trình “Mô hình và giải pháp quản lý hồ điều hòa nhằm điều tiết nước mưa, giảm thiểu úng ngập Đô thị Trung tâm thành phố Hà Nội” được NCS. Chu Mạnh Hà thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Nguyễn Lâm Quảng, bảo vệ tại Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội năm 2021, thuộc chuyên ngành Quản lý đô thị và công trình (Mã số: 62.06).

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Hồ điều hòa đô thị là bộ phận cấu thành của mạng lưới thoát nước, giữ vai trò kiểm soát lưu lượng dòng chảy mặt, cắt đỉnh lũ và hạn chế ngập úng khi xảy ra mưa lớn. Ngoài chức năng kỹ thuật, hồ còn tham gia điều hòa vi khí hậu, tạo lập cảnh quan, phục vụ nhu cầu sinh hoạt văn hóa và đời sống tinh thần của cộng đồng cư dân.

Theo các số liệu khảo sát được tổng hợp trong luận án:

• Năm 1995, Hà Nội có khoảng 2.100 ha diện tích mặt nước hồ và sông; đến năm 2017 diện tích mặt nước sụt giảm đáng kể.
• Theo điều tra năm 2016, khu vực Đô thị Trung tâm thành phố Hà Nội có 122 hồ với tổng diện tích khoảng 1.165 ha (trong đó riêng Hồ Tây chiếm 525 ha).
• Tỷ lệ diện tích hồ tại Hà Nội hiện chỉ chiếm khoảng 2% diện tích đất đô thị, trong khi chỉ tiêu đề ra tại Quy hoạch chung xây dựng Thủ đô Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050 là 5% – 7% diện tích đất tự nhiên trên từng lưu vực.
• Lượng mưa trung bình năm của Hà Nội đạt khoảng 1.800 mm. Khi xuất hiện các trận mưa từ 50 mm – 100 mm trong vòng 2 giờ, thành phố phát sinh khoảng 18 đến 25 điểm ngập úng cục bộ; khi lượng mưa vượt 100 mm/2 giờ hoặc mưa dồn dập dưới 40 phút, hệ thống thoát nước bị quá tải diện rộng.

Khoảng trống nghiên cứu và thực tiễn được tác giả chỉ ra gồm:

1. Cơ cấu tổ chức và phân cấp quản lý hồ điều hòa còn phân tán, chồng chéo giữa nhiều cơ quan chuyên ngành (thoát nước, cây xanh, môi trường, chính quyền địa phương), dẫn đến việc thiếu cơ chế quy trách nhiệm rõ ràng.
2. Cơ chế chính sách quản lý, định mức duy tu chưa hoàn thiện; kinh phí bảo dưỡng còn hạn chế; việc kiểm soát nguồn thải vào hồ chưa triệt để, dẫn đến tình trạng bồi lắng và suy giảm dung tích điều tiết.
3. Công tác xã hội hóa và sự tham gia giám sát của cộng đồng dân cư trong quản lý, vận hành và bảo vệ hồ chưa được thể chế hóa đồng bộ.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

Mục tiêu chính của luận án là: Đề xuất mô hình tổ chức và các nhóm giải pháp quản lý kỹ thuật, cơ chế chính sách, huy động cộng đồng nhằm nâng cao khả năng điều tiết nước mưa, giảm thiểu úng ngập cho khu vực Đô thị Trung tâm thành phố Hà Nội, đồng thời hài hòa các mục tiêu về môi trường và cảnh quan đô thị.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu: Công tác quản lý hồ điều hòa nhằm điều tiết nước mưa, giảm thiểu ngập úng đô thị.
• Phạm vi không gian: Hệ thống các hồ điều hòa nằm trong phạm vi Đô thị Trung tâm thành phố Hà Nội theo ranh giới xác định tại Quyết định số 1259/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ.
• Phạm vi thời gian: Số liệu khảo sát thực trạng giai đoạn 2010 – 2019, các kịch bản dự báo phát triển đô thị và biến đổi khí hậu đến năm 2030, tầm nhìn 2050.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trong nước

Luận án kế thừa và tổng hợp các công trình khoa học trong nước về thoát nước và quản lý hồ đô thị:

• Nghiên cứu về diễn biến mặt nước và ô nhiễm: Báo cáo của Trung tâm Nghiên cứu Môi trường và Cộng đồng (CECR, 2015) chỉ ra sự biến động diện tích, số lượng hồ giai đoạn 2010 – 2015 và thực trạng chỉ có khoảng 2% trong số 120 hồ/ao khảo sát đạt tiêu chuẩn chất lượng nước theo quy định.
• Nghiên cứu về tỷ lệ mặt nước lưu vực: Nghiên cứu của tác giả Lê Văn Trường (2017) tính toán tỷ lệ diện tích mặt nước hồ điều hòa so với diện tích lưu vực thoát nước tại các phân vùng Hà Nội đều thấp hơn tiêu chuẩn quy hoạch 5% – 7%.
• Các báo cáo chuyên ngành: Dữ liệu kỹ thuật, quy trình duy tu và thống kê điểm ngập úng của Công ty TNHH MTV Thoát nước Hà Nội; các quy hoạch ngành theo Quyết định 725/QĐ-TTg và Quyết định 589/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ.

Kinh nghiệm và các công trình quốc tế

• Nhật Bản: Hệ thống cống và hồ ngầm Metropolitan Area Outer Underground Discharge Channel (MAOUDC / Dự án G) tại Tokyo hoàn thành sau 13 năm với kinh phí 3 tỷ USD, bao gồm 5 trụ chứa sâu (cao 75 m, đường kính 32 m), kết nối bằng đường ống ngầm 6,3 km sâu 50 m dẫn về bồn chứa khổng lồ có 59 cột bê tông nặng 500 tấn, trang bị 4 trạm bơm công suất 200 m³/s đẩy nước ra sông Edo; hồ điều tiết ngầm sông Furukawa (dài 3,3 km, dung tích 135.000 m³); hệ thống hồ chứa tại thành phố Fukuoka.
• Malaysia: Dự án hầm đa năng SMART (Stormwater Management and Road Tunnel) tại Kuala Lumpur (dài 9,7 km, dung tích chứa lũ 3 triệu m³) vận hành theo 3 chế độ linh hoạt, kết hợp tiêu thoát lũ lớn từ sông Sungai Klang và giải quyết ách tắc giao thông xa lộ cho 30.000 xe/ngày.
• Singapore: Chiến lược tích hợp hồ chứa và tái sử dụng nước mưa tại 17 hồ; tiêu biểu là công trình đập – hồ chứa Marina (xây dựng 2005 – 2008, chiều dài đập 350 m với 10 cửa xả kiểm soát triều và ngăn mặn, cung cấp 10% nhu cầu nước ngọt).
• Kinh nghiệm các đô thị Việt Nam:
  • Thành phố Hồ Chí Minh: Thành lập Trung tâm Quản lý Hạ tầng kỹ thuật trực thuộc Sở Xây dựng (theo Quyết định 1201/QĐ-UBND năm 2019); triển khai 6 dự án hồ điều tiết ngầm bằng vật liệu cross-wave (Làng Hoa 20.000 m³, Hoàng Văn Thụ 10.000 m³, Trần Thiện Chánh 5.000 m³, Phan Xích Long 2.000 m³, Điện Biên Phủ 4.000 m³).
  • Thành phố Hải Phòng: Quản lý hệ thống hồ An Biên (22 ha), Phương Lưu (24 ha), Tiên Nga (2,5 ha) theo Quyết định số 47/2017/QĐ-UBND gắn với quản lý phân cấp và cải tạo cống ngăn nước thải.

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết

Luận án tập trung giải quyết vấn đề phân tán trong cơ cấu tổ chức quản lý hồ tại Hà Nội bằng việc thiết lập mô hình cơ quan đầu mối thống nhất, tích hợp giải pháp kỹ thuật thoát nước bền vững (WSUD), vật liệu thấm, hồ điều hòa thông minh, bể ngầm và hoàn thiện quy trình có sự tham gia, giám sát của cộng đồng.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và khái niệm sử dụng

• Khái niệm quản lý và hồ điều hòa: Quản lý là sự tác động có chủ đích của chủ thể lên đối tượng quản lý nhằm đạt mục tiêu đề ra trong môi trường biến động; hồ điều hòa là công trình thủy công tự nhiên hoặc nhân tạo giữ nhiệm vụ tích trữ tạm thời, cắt đỉnh dòng chảy mặt của mạng lưới thoát nước.
• Khung phân tích Nguồn – Đường dẫn – Điểm tiếp nhận (Source – Pathway – Receptor / S-P-R): Kiểm soát lượng nước mưa từ nguồn phát sinh (lượng mưa, độ che phủ), kiểm soát tốc độ truyền dẫn trong hệ thống cống/mương và nâng cao năng lực lưu trữ tại điểm tiếp nhận (hồ chứa, bể ngầm).
• Thoát nước mưa bền vững (Water Sensitive Urban Design - WSUD): Định hướng duy trì dòng chảy tự nhiên, tăng cường thấm tại chỗ, giảm tải lưu lượng cực đại xả vào hệ thống chung.
• Cơ sở phân loại hồ: Hồ đơn, chùm hồ, chuỗi hồ (kết nối nối tiếp), hồ kết hợp kênh tiêu thoát nước.

Nguồn phát sinh (Source)      -->   Đường truyền dẫn (Pathway)   -->   Điểm tiếp nhận (Receptor)
(Lượng mưa, bề mặt phủ đô thị)     (Cống, rãnh, kênh, mương)          (Hồ điều hòa, bể ngầm, sông trục)

Phương pháp nghiên cứu

Luận án áp dụng 5 phương pháp nghiên cứu chuyên ngành:

1. Phương pháp điều tra khảo sát, thu thập số liệu: Khảo sát hiện trạng 122 hồ nội thành, đo đạc mực nước, phỏng vấn cán bộ quản lý Công ty TNHH MTV Thoát nước Hà Nội, thu thập số liệu các trận mưa ngập thực tế.
2. Phương pháp phân tích tổng hợp số liệu: Phân tích dữ liệu khí tượng thủy văn, tương quan mực nước – dung tích trữ hồ, biến động diện tích mặt phủ đô thị.
3. Phương pháp kế thừa: Kế thừa số liệu từ các Đồ án Quy hoạch chung (Quyết định 1259/QĐ-TTg), Quy hoạch thoát nước Thủ đô (Quyết định 725/QĐ-TTg), Dự án thoát nước Hà Nội giai đoạn 1 và giai đoạn 2 sử dụng vốn ODA Nhật Bản (JICA).
4. Phương pháp chuyên gia: Tổ chức phỏng vấn, xin ý kiến các chuyên gia thuộc cơ quan quản lý nhà nước (Sở Quy hoạch – Kiến trúc, Sở Xây dựng, Sở Tài nguyên & Môi trường) và các hội nghề nghiệp.
5. Phương pháp dự báo: Phân tích kịch bản biến đổi khí hậu năm 2016 của Bộ Tài nguyên và Môi trường, dự báo mức độ gia tăng lượng mưa, nhiệt độ và mức độ đô thị hóa đến năm 2030.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Tổng quan về quản lý hồ điều hòa nhằm điều tiết nước mưa, giảm thiểu úng ngập Đô thị Trung tâm TP Hà Nội

Chương 1 hệ thống hóa điều kiện tự nhiên, kinh tế – xã hội và thực trạng hạ tầng thoát nước của Đô thị Trung tâm Hà Nội:

• Hiện trạng mạng lưới hồ: Theo Quyết định số 1629/QĐ-UBND (09/03/2017), toàn thành phố Hà Nội có 2.625 hồ tự nhiên và nhân tạo (122 hồ thuộc 12 quận nội thành, 2.503 hồ phân bố ở các huyện và thị xã Sơn Tây).
• Phân vùng lưu vực điều tiết nước mưa: Khu vực nội thành chia làm 3 nhóm lưu vực chính:
  • Nhóm thượng lưu: Gồm Hồ Tây (525 ha) và hồ Trúc Bạch (22 ha), diện tích lưu vực điều tiết trực tiếp 930 ha. Địa hình cao nhưng tác dụng thực tế bị hạn chế do diện tích phụ trách nhỏ so với dung tích hồ.
  • Nhóm trung lưu sông Tô Lịch: Gồm 20 hồ vừa và nhỏ (Giảng Võ, Ngọc Khánh, Thành Công, Đống Đa...) với tổng diện tích 131,7 ha; nhiều hồ bị bồi lắng, thiếu cống điều tiết chủ động.
  • Nhóm hạ lưu: Gồm các hồ lớn như Yên Sở (137 ha), Linh Đàm (76 ha), Định Công (19,2 ha), giữ nhiệm vụ giảm tải trực tiếp cho các trạm bơm đầu mối.
• Thực trạng ngập úng và các dự án thoát nước:
  • Thành phố xác định 16 "điểm đen" úng ngập (11 điểm thuộc lưu vực sông Tô Lịch như ngã tư Phan Bội Châu – Lý Thường Kiệt, Cao Bá Quát, Thụy Khuê, Minh Khai, Giải Phóng, Nguyễn Khuyến...).
  • Dự án thoát nước Hà Nội giai đoạn 1 giải quyết cho diện tích 77,5 km² lưu vực sông Tô Lịch với công suất thiết kế ứng với lượng mưa 172 mm/2 ngày (36 mm/h). Giai đoạn 2 nâng công suất bảo vệ sông/mương đạt chu kỳ 10 năm (lượng mưa 310 mm/2 ngày) và hệ thống cống đạt chu kỳ 5 năm (70 mm/h).

Lưu vực thoát nước	Tổng diện tích hồ (ha)	Tỷ lệ diện tích hồ / diện tích lưu vực (%)
Lưu vực Yên Sở	354,42	4,70%
Lưu vực Tây Hà Nội	651,47	3,38%
Lưu vực Đông Mỹ	26,20	2,47%
Lưu vực Ba Xã	14,10	1,33%
Lưu vực Khê Tang	19,10	1,20%
Lưu vực Tả Thanh Oai	4,50	1,18%
Lưu vực Thạch Nhan	8,20	1,25%

• Thực trạng quản lý 4 nhóm chức năng:
  1. Kiến trúc cảnh quan: Quản lý cây xanh, kè hồ, đường dạo do Phòng Quản lý đô thị quận và Công ty TNHH MTV Công viên cây xanh đảm nhận.
  2. Hạ tầng kỹ thuật: Quản lý kè ta-luy, hệ thống cống bao tách nước thải, chiếu sáng, vệ sinh môi trường.
  3. Văn hóa, thể thao, dịch vụ: Quản lý các hoạt động đạp vịt, bơi thuyền, thể thao, kinh doanh dịch vụ ăn uống quanh bờ hồ do chính quyền phường và ngành Văn hóa quản lý.
  4. Mực nước và dung tích điều tiết: Giao cho Công ty TNHH MTV Thoát nước Hà Nội quản lý vận hành (theo Quyết định 5038/UBND-XDGT quản lý mực nước 85 hồ; theo Quyết định 41/2016/QĐ-UBND nâng lên quản lý mực nước 113 hồ và chất lượng nước 122 hồ). Áp dụng các quy trình kỹ thuật theo Quyết định 6842/QĐ-UBND (Quy trình 12/QTTN cho Cụm Yên Sở; 14/QTTN cho trạm bơm hồ; 20/QTTN cho duy trì hồ điều hòa).

---

Chương II: Cơ sở khoa học quản lý hồ điều hòa nhằm điều tiết nước mưa, giảm thiểu úng ngập cho Đô thị Trung tâm thành phố Hà Nội

Chương 2 luận giải các nguyên lý thủy lực, cơ cấu tổ chức và các yếu tố tác động:

• Cơ chế thủy lực của hồ điều hòa: Thiết lập mối quan hệ giữa lưu lượng nước đến hồ $Q_{vào}(t)$, lưu lượng tháo $Q_{ra}(t)$ và dung tích điều tiết hữu ích của hồ qua các trường hợp: dòng chảy xuyên tâm qua hồ và dòng chảy có cống xả bên hỗ trợ.

                      +-----------------------------+
                      |   Lưu lượng vào: Q_vào(t)   |
                      +--------------+--------------+
                                     |
                                     v
                      +-----------------------------+
                      |     HỒ ĐIỀU HÒA ĐÔ THỊ      |
                      |   Dung tích điều tiết: W    |
                      +--------------+--------------+
                                     |
                                     v
                      +-----------------------------+
                      |    Lưu lượng ra: Q_ra(t)    |
                      +-----------------------------+

• Tác động của đô thị hóa và mặt phủ: Đô thị hóa làm thay đổi tính chất mặt phủ qua các mốc thời gian (2007, 2016 và dự báo đến 2030), làm gia tăng hệ số dòng chảy mặt, rút ngắn thời gian tập trung dòng chảy lũ về hồ.
• Tác động của biến đổi khí hậu: Dẫn xuất số liệu từ kịch bản biến đổi khí hậu năm 2016 dự báo nhiệt độ trung bình năm tại Hà Nội tăng từ 0,6°C đến 2,4°C và lượng mưa năm tăng với biên độ biến động cực đoan cao, đòi hỏi gia tăng dung tích trữ phòng ngập.
• Cơ sở pháp lý: Phân tích hệ thống văn bản Trung ương và Hà Nội: Quyết định 589/QĐ-TTg, Quyết định 1259/QĐ-TTg, Quyết định 725/QĐ-TTg, Quyết định 41/2016/QĐ-UBND, các quy chuẩn xây dựng QCVN 07-2:2016/BXD về hạ tầng kỹ thuật thoát nước.

---

Chương III: Đề xuất mô hình và giải pháp quản lý hồ điều hòa nhằm điều tiết nước mưa, giảm thiểu úng ngập Đô thị Trung tâm thành phố Hà Nội

Chương 3 xây dựng hệ thống giải pháp toàn diện bao gồm quy hoạch, kỹ thuật, tổ chức bộ máy và chính sách:

                            HỆ THỐNG GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT
                                         |
     +-------------------+---------------+-------------------+-------------------+
     |                   |                                   |                   |
     v                   v                                   v                   v
[Giải pháp Quy hoạch] [Giải pháp Kỹ thuật WSUD]    [Mô hình Tổ chức]   [Cơ chế Chính sách & XHH]
- Bố trí phân tán     - Bề mặt tự thấm, vỉa hè thấm - Thành lập Trung   - Đa dạng hóa nguồn vốn
- Tiêu chí kết nối    - Gạch block lỗ rỗng           tâm Quản lý hồ TP  - Phân cấp thẩm quyền
  cống, kênh điều tiết- Hồ thông minh, bể ngầm ngập   thuộc UBND TP HN  - Giám sát cộng đồng

• Giải pháp điều chỉnh quy hoạch phân tán: Đề xuất nguyên tắc phân tán hồ điều hòa cho từng tiểu lưu vực, tránh tập trung dồn nước về hạ lưu; xác định tiêu chí kết nối kỹ thuật giữa hồ với kênh cống xung quanh.
• Giải pháp kỹ thuật công trình và thoát nước bền vững (WSUD):
  • Gia tăng bề mặt thấm: Ứng dụng vật liệu phủ tự thấm, vỉa hè thấm nước, gạch block bê tông có lỗ rỗng lát đường dạo, bãi đỗ xe và xây dựng hệ thống mương thấm xung quanh phạm vi ranh giới quản lý hồ.
  • Hồ điều hòa thông minh: Lắp đặt hệ thống cảm biến đo mực nước tự động kết nối với trung tâm điều khiển, đóng mở cửa phai chủ động trước khi mưa bão xảy ra để tạo dung tích đón lũ.
  • Bể ngầm trữ nước mưa: Xây dựng các bể ngầm nhân tạo dưới công viên, quảng trường, sân vận động để lưu giữ nước mưa đỉnh triều và tái sử dụng cho tưới cây, rửa đường, cứu hỏa.
• Đề xuất mô hình tổ chức bộ máy:
  • Thành lập "Trung tâm Quản lý hồ thành phố" là đơn vị sự nghiệp công lập trực thuộc trực tiếp UBND thành phố Hà Nội.
  • Trung tâm giữ vai trò cơ quan đầu mối quản lý thống nhất toàn diện (mặt nước, lòng hồ, bờ kè, hạ tầng xung quanh, điều tiết mực nước).
  • Cơ cấu tổ chức gồm Ban Giám đốc, các phòng chức năng nghiệp vụ (Kế hoạch - Tài chính, Kỹ thuật - Vận hành, Quản lý quy hoạch & Đầu tư) và các Phòng Địa bàn quản lý hồ phụ trách trực tiếp các cụm hồ theo khu vực địa giới hành chính.

                    +------------------------------------------+
                    |        UBND THÀNH PHỐ HÀ NỘI             |
                    +--------------------+---------------------+
                                         |
                                         v
                    +------------------------------------------+
                    |      TRUNG TÂM QUẢN LÝ HỒ THÀNH PHỐ      |
                    +--------------------+---------------------+
                                         |
         +-------------------------------+-------------------------------+
         |                               |                               |
         v                               v                               v
+------------------+           +-------------------+           +-------------------+
|  Các Phòng Ban   |           |  Các Phòng Quản   |           | Phối hợp liên ngành
|  chức năng       |           |  lý Hồ Địa bàn    |           | (Sở Xây dựng,     |
| (Kỹ thuật, KH-TC)|           | (Cụm quận/huyện)  |           |  Sở TN&MT, UBND Q)|
+------------------+           +-------------------+           +-------------------+

• Cơ chế chính sách và xã hội hóa:
  • Xây dựng quy chế phối hợp đa ngành; ban hành chính sách ưu đãi kêu gọi đầu tư theo hình thức đối tác công tư (PPP, BOT, BT) trong xây dựng công viên hồ điều hòa mới.
  • Thiết lập quy trình huy động Mặt trận Tổ quốc và cộng đồng dân cư tham gia giám sát các dự án cải tạo, bảo vệ mặt nước và quản lý vệ sinh môi trường hồ.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới của luận án

Luận án công bố 4 đóng góp mới về mặt khoa học và thực tiễn:

1. Về giải pháp kỹ thuật: Đề xuất ứng dụng các giải pháp kỹ thuật thoát nước bền vững (WSUD) để gia tăng khả năng điều tiết nước mưa của hồ điều hòa (vật liệu tự thấm, vỉa hè rỗng, mương thấm, hồ điều hòa thông minh, bể ngầm lưu trữ nước mưa) nhằm chủ động ứng phó với biến đổi khí hậu tại Đô thị Trung tâm Hà Nội.
2. Về giải pháp quy hoạch: Đề xuất phương án điều chỉnh quy hoạch thoát nước theo hướng bố trí phân tán hồ điều hòa cho từng lưu vực thoát nước cục bộ, thiết lập các tiêu chí cụ thể về lựa chọn vị trí và phương thức kết nối hồ vào mạng lưới cống chuyển tải.
3. Về mô hình tổ chức: Đề xuất thành lập Trung tâm Quản lý hồ thành phố trực thuộc UBND thành phố Hà Nội – cơ quan đầu mối duy nhất chịu trách nhiệm thống nhất quản lý toàn diện các chức năng của hồ điều hòa trên địa bàn đô thị.
4. Về cơ chế chính sách: Đề xuất khung cơ chế quản lý tích hợp, quy chế phối hợp liên ngành và chính sách khuyến khích xã hội hóa các nguồn lực đầu tư xây dựng mới, duy tu, bảo tồn hệ thống hồ điều hòa.

Kiến nghị

• Đối với UBND thành phố Hà Nội: Sớm xem xét kiện toàn tổ chức bộ máy quản lý mặt nước hồ, thành lập cơ quan đầu mối chuyên trách; phê duyệt điều chỉnh bổ sung quy hoạch quỹ đất dành cho hồ điều hòa phân tán đạt tỷ lệ 5% – 7% diện tích lưu vực.
• Đối với các Sở, Ban, Ngành: Sở Quy hoạch – Kiến trúc và Sở Xây dựng phối hợp rà soát cốt cao độ nền, cập nhật giải pháp thoát nước bền vững và vật liệu thấm vào quy chuẩn thiết kế đô thị; Công ty Thoát nước hoàn thiện kịch bản vận hành liên hồ thông minh.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu

• Phạm vi nghiên cứu giới hạn trong ranh giới Đô thị Trung tâm thành phố Hà Nội, chưa đánh giá chi tiết mạng lưới hơn 2.500 hồ, ao phân bố tại khu vực nông thôn và các huyện ngoại thành.
• Các mô phỏng tính toán thủy lực cho giải pháp hồ thông minh và bể ngầm lưu trữ mới dừng ở mức xác lập nguyên lý kỹ thuật và định hướng thông số, cần các số liệu quan trắc chuyên sâu theo thời gian thực để chuẩn hóa mô hình toán chi tiết.

Hướng nghiên cứu tiếp theo

• Ứng dụng công nghệ Internet vạn vật (IoT), mô hình trí tuệ nhân tạo và hệ thống điều khiển giám sát tự động (SCADA) trong việc điều tiết mực nước chuỗi hồ theo thời gian thực.
• Nghiên cứu mở rộng mô hình quản lý hồ điều tiết cho 5 đô thị vệ tinh của Hà Nội (Sóc Sơn, Sơn Tây, Hòa Lạc, Xuân Mai, Phú Xuyên).

---

Giá trị tham khảo

• Đối với cơ sở đào tạo và nghiên cứu: Luận án cung cấp cơ sở dữ liệu về mạng lưới hồ, phương pháp tiếp cận quản lý hạ tầng kỹ thuật đô thị tích hợp; là tài liệu tham khảo cho giảng viên, học viên cao học, nghiên cứu sinh chuyên ngành Quản lý đô thị, Kỹ thuật hạ tầng, Quy hoạch và Cấp thoát nước.
• Đối với cơ quan quản lý nhà nước: Cung cấp luận cứ khoa học để UBND thành phố Hà Nội, Sở Xây dựng, Sở Quy hoạch – Kiến trúc hoàn thiện quy chế quản lý hồ, định mức kinh tế kỹ thuật và phương án phân cấp hành chính.
• Đối với doanh nghiệp và đơn vị vận hành: Làm căn cứ xây dựng sổ tay vận hành hồ điều hòa kết hợp trạm bơm và áp dụng vật liệu mới trong xây dựng công trình ngầm chống ngập.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Hiện trạng tỷ lệ diện tích hồ điều hòa trên diện tích lưu vực tại Đô thị Trung tâm Hà Nội đạt mức nào?

Theo số liệu thống kê trong luận án, tỷ lệ diện tích hồ tại Đô thị Trung tâm Hà Nội hiện chỉ chiếm khoảng 2% diện tích đất đô thị, thấp hơn nhiều so với chỉ tiêu quy hoạch (5% – 7%). Tại các lưu vực cụ thể, tỷ lệ này dao động từ 1,18% (lưu vực Tả Thanh Oai) đến 4,70% (lưu vực Yên Sở).

2. Ba nhóm lưu vực hồ điều hòa nội thành Hà Nội có đặc điểm vận hành ra sao?

• Nhóm thượng lưu (Hồ Tây, Trúc Bạch): Tổng diện tích 547 ha, diện tích lưu vực 930 ha; địa hình cao, khả năng điều tiết lớn nhưng hiệu quả hỗ trợ thoát nước đô thị chung chưa cao do diện tích phụ trách nhỏ.
• Nhóm trung lưu sông Tô Lịch: Gồm 20 hồ vừa và nhỏ (131,7 ha); đóng vai trò điều tiết cục bộ nhưng dễ bị bồi lắng và thiếu cống đóng/mở chủ động.
• Nhóm hạ lưu (Yên Sở, Linh Đàm, Định Công): Nằm ở khu vực trũng thấp, giữ vai trò trữ nước tập trung và giảm tải áp lực cho cụm trạm bơm đầu mối Yên Sở xả ra sông Hồng.

3. Tại sao luận án đề xuất thành lập "Trung tâm Quản lý hồ thành phố" trực thuộc UBND TP Hà Nội?

Thực trạng quản lý hồ hiện nay bị chia cắt giữa Sở Xây dựng (thoát nước, cây xanh), Sở Tài nguyên và Môi trường (chất lượng nước, môi trường), Sở Quy hoạch – Kiến trúc (không gian cảnh quan) và UBND các quận/phường (trật tự đô thị, kinh doanh dịch vụ). Mô hình Trung tâm Quản lý hồ trực thuộc UBND Thành phố giúp tạo ra một cơ quan đầu mối duy nhất, xóa bỏ sự chồng chéo chức năng và thống nhất quản lý toàn diện từ quy hoạch, xây dựng đến vận hành hồ.

4. Những giải pháp kỹ thuật thoát nước bền vững (WSUD) nào được đề xuất?

Luận án đề xuất 3 nhóm giải pháp kỹ thuật:

1. Cải tạo bề mặt xung quanh hồ bằng kết cấu vật liệu tự thấm, vỉa hè thấm nước, gạch block có lỗ rỗng và mương thấm.
2. Xây dựng hồ điều hòa thông minh trang bị cảm biến mực nước và cửa điều tiết tự động.
3. Bố trí các bể ngầm chứa nước mưa dưới các công trình công cộng để giảm áp lực đỉnh lũ và tái sử dụng nguồn nước.

---

Kết luận

Luận án tiến sĩ của NCS. Chu Mạnh Hà đã giải quyết toàn diện bài toán quản lý hồ điều hòa tại Đô thị Trung tâm thành phố Hà Nội trên cả phương diện lý luận và thực tiễn. Tác giả đã chỉ rõ sự sụt giảm diện tích mặt nước, bất cập trong phân cấp tổ chức và tình trạng ngập úng đô thị dưới tác động kép của đô thị hóa và biến đổi khí hậu. Hệ thống giải pháp đề xuất mang tính đồng bộ, nổi bật là phương án phân tán hồ theo lưu vực, ứng dụng kỹ thuật thoát nước bền vững (WSUD) và mô hình Trung tâm Quản lý hồ thành phố trực thuộc UBND thành phố Hà Nội, đóng góp cơ sở khoa học quan trọng cho công tác quản lý hạ tầng kỹ thuật đô thị hiện đại.

Trích đoạn nội dung tài liệu

phần Mở đầu và phần Kết luận, kiến nghị thì Luận án gồm 3 chƣơng: Chƣơng 1: Tổng quan về quản lý hồ điều hòa nhằm điều tiết nƣớc mƣa, giảm thiểu úng ngập Đô thị Trung tâm thành phố Hà Nội Chƣơng 2: Cơ sở khoa học quản lý hồ điều hòa nhằm điều tiết nƣớc mƣa và chống ngập úng đô thị. Chƣơng 3: Đề xuất mô hình và giải pháp quản lý hồ điều hòa nhằm điều tiết thoát nƣớc mƣa, giảm thiểu ngập úng Đô thị Trung tâm thành phố Hà Nội. 9 NỘI DUNG CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ HỒ ĐIỀU HÒA NHẰM ĐIỀU TIẾT NƢỚC MƢA, GIẢM THIỂU ÚNG NGẬP ĐÔ THỊ TRUNG TÂM THÀNH PHỐ HÀ NỘI 1. Tổng quan về quản lý hồ điều hòa nhằm điều tiết nƣớc mƣa, giảm thiểu úng ngập cho đô thị trên thế giới và Việt Nam 1.

Tổng quan về quản lý hồ điều hòa trên thế giới a. Hồ điều hòa tại Nhật Bản – Giải pháp chống ngập tại Tokyo Tokyo là thành phố ven biển với hệ thống đƣờng thủy dày đặc gồm nhiều kênh, rạch bên trong thành phố. Trong nhiều thế hệ, ba con sông Tone, Are và Edo luôn là nỗi khiếp sợ của ngƣời dân Tokyo mỗi khi mùa mƣa, bão tới. Khu vực này đƣợc gọi là châu thổ Nakagawa, nằm dƣới mực nƣớc sông Endo và nhiều con sông nhỏ khác.

Khu vực này vốn nổi danh là vùng ngập lụt của nƣớc Nhật bởi nó thƣờng xuyên bị tác động bởi lƣợng nƣớc do tuyết tan ở các nơi khác đổ về cũng nhƣ mƣa lớn của các trận cuồng phong gây ra. Từ năm 1960, quá trình đô thị hóa Tokyo bắt đầu mở rộng về hƣớng này và đến những năm 1980, toàn bộ diện tích nông nghiệp tại đây đƣợc thay thế bằng nhà kiên cố, nhà máy công nghiệp, tạo ra cơn sốt đất. Nhƣng Chính phủ đã không để ý đúng mức đến việc chống úng ngập tại đây. Năm 1991, cơn bão Mireilles mạnh nhất trong vòng 30 năm khiến 52.000 hộ dân trong diện tích 100km2 tại khu vực này chìm trong biển nƣớc.

52 ngƣời thiệt mạng.[63] Quá trình đô thị hóa diễn ra nhanh chóng vào những năm 1960 - 1970 làm tình hình trở nên tồi tệ hơn. Lƣợng mƣa hàng năm của Tokyo là 1530 mm và gần nhƣ giữ nguyên, nhƣng nhịp độ (cƣờng độ) mƣa thay đổi. Trong vài thập kỷ trở lại đây, mƣa lớn kéo dài đe dọa nhấn chìm nhiều ngôi nhà tại Tokyo. Hơn 80 năm trƣớc, một con sông đào ở phía đông Tokyo đƣợc xây dựng bằng bê tông và có cống kiểm soát dòng chảy.

Một số cống kiểm soát đƣợc xây dựng thêm, nhƣng Tokyo đƣa ra ý tƣởng xây dựng một công trình khổng lồ dƣới lòng đất (hồ ngầm) để trữ lƣợng nƣớc mƣa cực lớn do các cơn bão gây ra. 10 Năm 1993, Chính phủ Nhật quyết định xây kênh thoát nƣớc ngầm ngoại vi đô thị, hay còn gọi là dự án G. Mất 13 năm để Nhật Bản hoàn thành dự án này với kinh phí 3 tỉ USD. Thế giới gọi đây là “Điện Pantheon dƣới lòng đất” do hệ thống cột chống khiến công trình thoạt nhìn nhƣ một ngôi đền khổng lồ.

Hệ thống này có tên là Metropolitan Area Outer Underground Discharge Chanel (MAOUDC).Hệ thống công trình này bao gồm 5 trụ chứa, mỗi ống cao 75m, đƣờng kính 32m vừa kích cỡ để chứa một tàu vũ trụ, chôn dƣới lòng đất và đƣợc nối với nhau bởi một đƣờng ống dài 6,3km, đƣờng kính 10m, nằm sâu dƣới mặt đất 50m. Đƣờng ống này dẫn nƣớc đến một bồn chứa khổng lồ cao 25m, dài 177m, rộng 78m - rộng hơn một sân đá banh. Trần của bồn chứa đƣợc chống đỡ bởi 59 cột bêtông, mỗi cột nặng 500 tấn (hình 1. Bể điều chỉnh mực nƣớc áp lực Phòng Giám sát Trạm bơm Cánh quạt máy bơm Hình 1.

Sơ đồ mô phỏng các trụ bơm tiêu thoát nước mưa ra sông Ando của Thủ đô Tokyo, Nhật Bản [63] Mỗi khi mƣa lớn hay có cuồng phong, hệ thống kênh dẫn nƣớc vào 5 trụ chứa. Từ đây nƣớc đƣợc đƣa vào bồn chứa khổng lồ. Khi bồn này đầy, ngƣời ta dùng 4 động cơ của máy bay Boeing 737 đẩy nƣớc ra sông Endo, ở vị trí không bị lũ lụt, đi ra vịnh Tokyo. Công suất của bốn máy bơm là 200m3/giây, tức rút cạn một hồ bơi chuẩn Olympic trong vòng khoảng 10 giây.

Trong năm 2008, khu vực này hứng chịu một đợt mƣa rất lớn và dự án G đã hoạt động tốt, bơm thành công 12 triệu m3 nƣớc ra sông Endo, tránh ngập lụt trong khu vực. 11 Kể từ khi hoàn thành, hầm đã đƣợc sử dụng tổng cộng 70 lần, giảm đƣợc 2/3 số nhà cửa và diện tích bị ngập, hạn chế đƣợc 90% thiệt hại do úng ngập. Ngoài thời gian hoạt động chống lũ, thì “Điện Pantheon dƣới lòng đất” trở thành địa chỉ tham quan du lịch. Mỗi tuần chỉ có 9 tour tham quan, mỗi tour 25 khách do đó muốn có chỗ, khách phải đặt trƣớc hơn 1 tháng.

Ngoài “Điện Pantheon”, ngƣời Nhật còn rất nhiều công trình khác dƣới lòng đất để chống ngập. Trong năm 2016, hồ chứa điều tiết ngầm sông Furukawa đƣợc hoàn thành. Hồ dài 3,3km có đƣờng kính 7,5m, chứa đƣợc 135. Đoạn hồ chứa dài 3,3km này nằm bên dƣới sông Furukawa và uốn lƣợn theo đúng hình dáng của sông.

Đến cuối năm 2013, tại Nhật Bản 11 hồ chứa điều tiết ngầm đã hoàn tất, với sức chứa 2 triệu m3. Ngoài ra, đang xây dựng thêm năm hồ chứa điều tiết ngầm ở năm con sông khác. Đồng thời, lập kế hoạch xây đƣờng ống nối hồ chứa điều tiết ngầm của sông Kandagawa với sông Shirakogawa. Hồ thoát lũ kết hợp giao thông tại Kuala Lumpur Malaysia Nằm ở nơi hội lƣu của hai con sông chính, Klang và Gombak, Kuala Lumpur chịu ảnh hƣởng của thời tiết xích đạo nên mùa mƣa thƣờng xuyên bị ngập nƣớc, khiến cho kinh phí thu dọn sau mỗi lần ngập rất tốn kém.

Sau trận mƣa lịch sử xảy ra vào năm 2004, cả Thủ đô Kuala Lumpur lâm vào tình trạng ngập lụt nặng, giao thông đình trệ, thiệt hại lớn. Chính phủ Malaysia càng quyết tâm tìm kiếm giải pháp đối phó với mối đe dọa lớn nhất với sự sống còn của thành phố. Là khu đô thị lớn, các phƣơng tiện giao thông cá nhân ngày càng gia tăng, tắc nghẽn giao thông cũng là một bài toán nan giải của Kuala Lumpur. Vì thế, khi một kế hoạch đƣa ra hứa hẹn giải quyết cả nạn lụt lội cũng nhƣ tắc nghẽn giao thông bằng đƣờng hầm có tên gọi là SMART (thông minh) đƣợc ngƣời dân đồng tình ủng hộ.

Đây sẽ là đƣờng hầm lớn dẫn nƣớc lụt từ sông Sungai Klang phía bắc tới dòng Sungai Kerayong, trong đó 4km gồm hai làn đƣờng xa lộ giải quyết vấn đề giao thông cho cửa ngõ phía nam thành phố. Dự án đƣợc giao cho Tập đoàn Gamuda cùng Công ty MMC đứng ra thực hiện 12 theo hình thức BOT, với tổng vốn đầu tƣ hơn 500 triệu USD, khai thác trong 40 năm, thông qua thu phí xe ôtô đi vào đƣờng hầm (hình 1. Hình ảnh lối vào hầm SMART tại Kuala Lumpur, Malaysia [63] Theo thiết kế, SMART có chiều dài 9,7 km (đƣờng hầm xa lộ dài 3km, đƣờng dẫn 1,6km), cao 13,2m (2 tầng cho giao thông, mỗi tầng lƣu thông một hƣớng và 1 tầng cho thoát nƣớc), rộng 6,5m (2 làn xe), 250m có 1 cửa thoát lũ và thông khí, lƣu lƣợng 30.000 xe/ngày, tốc độ xe tối đa 60km/h, đƣợc điều khiển từ trung tâm thông qua 220 camera và 72 màn hình. SMART hoạt động theo nguyên tắc ba chế độ dựa vào dung lƣợng nƣớc và trạng thái hoạt động của đƣờng hầm xa lộ.

Chế độ thứ nhất - trong điều kiện bình thƣờng: Khi mƣa ít hoặc không mƣa, đoạn xa lộ này mở cửa cho các phƣơng tiện giao thông. Chế độ thứ hai - mƣa ở mức trung bình: Nƣớc mƣa đƣợc dẫn vào đƣờng hầm phụ nằm dƣới đƣờng hầm xa lộ, đoạn xa lộ này vẫn mở cửa cho phƣơng tiện giao thông đi lại. Chế độ thứ ba - bão lũ: Các trạm giám sát sẽ theo dõi nhu cầu đóng cửa xa lộ (có tính đủ thời gian để xe cuối cùng ra khỏi xa lộ), các cổng hầm tự động mở để nƣớc mƣa tràn vào và thoát nƣớc ra hồ chứa. Khi đó, các phƣơng 13 tiện giao thông đi lại bình thƣờng bên trên hầm.

Khi hết bão lũ, SMART mở cửa lại trong vòng 48 giờ kể từ khi đóng cửa. Theo tính toán thì chế độ thứ ba này chỉ đƣợc kích hoạt khoảng 1-2 lần trong năm (hình 1. Sơ đồ mô tả chế độ làm việc của đường hầm SMART[63] Trong điều kiện thời tiết bình thƣờng, đƣờng hầm sẽ đƣợc sử dụng nhƣ hầm đƣờng bộ cho xe cộ qua lại. Khi có mƣa lớn, nó sẽ đƣợc chuyển thành một kênh thoát lũ ngay bên dƣới những con đƣờng, giúp cho đƣờng phía trên của đô thị không bị ngập.

Tính năng và dịch vụ hiện đại. Với dung tích tối đa có thể chứa 3 triệu m3 nƣớc, SMART còn có những tính năng an toàn của một đƣờng hầm thông thƣờng nhƣ: cổng kiểm soát nƣớc lũ tự động, hệ thống thông khí, lối thoát hiểm (cách nhau 1km). Kể từ khi đƣa vào sử dụng đƣờng hầm giao thông điều tiết lũ đến nay, ngƣời dân Kuala Lumpur chƣa bao giờ phải chứng kiến một trận đại hồng thủy lần thứ hai xảy ra ngay tại Thủ đô. Đƣờng hầm xa lộ SMART cung cấp một lộ trình thay thế cho ngƣời lái xe từ cửa ngõ phía nam, tức là Quốc lộ KL-Seremban, kết nhập đƣờng cao tốc liên bang Besraya và Đông Tây rồi thoát khỏi trung tâm thành phố.

Điều này sẽ làm giảm tắc nghẽn giao thông từ ngoại thành dẫn đến trung tâm thành phố, đồng thời giảm thời gian lộ trình đáng kể. Vé qua hầm đƣờng bộ SMART hiện vẫn đƣợc thu với giá 2 ringgit/lƣợt (1RM tƣơng đƣơng 5. Với hệ thống công nghệ và kỹ thuật hiện đại, 14 mọi thông tin liên lạc bằng di động và sóng radio đảm bảo tốt trong SMART. Dịch vụ của hệ thống đƣờng hầm xa lộ này đa dạng và nhanh chóng.

Quản lý, sử dụng hồ điều hòa tại Singapore Cách chống ngập của quốc gia diện tích nhỏ bé và thiếu nghiêm trọng nguồn nƣớc ngọt này rất thông minh: nƣớc ngập do mƣa và sông ngòi đƣợc chuyển vô đập - hồ chứa Marina cùng 17 hồ chứa để xài dần. Singapore chỉ rộng 700km2 với 6 triệu dân. Đất nƣớc này chống ngập bằng cách tái sử dụng nƣớc và chứa nƣớc mƣa. Thông qua hệ thống sông, cống và kênh, nƣớc mƣa ở 2/3 diện tích Singapore đƣợc đƣa vào 17 hồ chứa để xử lý trƣớc khi đƣa vào sử dụng.