Đánh giá khả năng thoát nước quận Cầu Giấy và giải pháp cải tạo lưu vực sông Tô Lịch

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu khả năng thoát nước quận Cầu Giấy, lưu vực sông Tô Lịch và đề xuất giải pháp cải tạo nâng cấp hiệu quả.

• Tác giả: Nguyễn Quang Tuyến
• Người hướng dẫn: GS. Dương Thanh Lượng
• Trường học: Trường Đại học Thủy lợi
• Đề tài: Nghiên cứu mô hình toán nâng cao khả năng thoát nước quận Cầu Giấy, Hà Nội
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Sơ lược về các phương pháp tiếp cận nghiên cứu thoát nước đô thị
• 1.1.1. Trên thế giới
• 1.1.2. Ở Việt Nam
• 1.2. Giới thiệu một số mô hình mô phỏng thoát nước đô thị
• 1.2.1. Mô hình SWMM
• 1.2.2. Mô hình Sobek
• 1.2.3. Mô hình Mike Urban
• 1.2.4. Mô hình StormNet
• 2. CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHO MÔ HÌNH TOÁN THỦY LỰC THOÁT NƯỚC ĐÔ THỊ
• 2.1. Cơ sở lý thuyết cho mô hình toán thủy lực
• 2.2. Mô hình thủy lực Mike Urban
• 2.3. Lựa chọn mô hình toán mô phỏng mưa dòng chảy
• 2.3.1. Dữ liệu đầu vào mô hình mưa SWMM
• 2.3.1.1. Dữ liệu đầu vào
• 2.3.2. Hiện trạng tuyến cống
• 2.3.3. Cao độ san nền
• 2.3.4. Lượng mưa
• 3. CHƯƠNG III: MÔ PHỎNG HIỆN TRẠNG LƯU VỰC SÔNG TÔ LỊCH TRÊN ĐỊA BÀN QUẬN CẦU GIẤY
• 3.1. Giới thiệu về lưu vực nghiên cứu thoát nước Quận Cầu Giấy
• 3.2. Hiện trạng thoát nước Quận Cầu Giấy (lưu vực sông Tô Lịch)
• 3.2.1. Hiện trạng hệ thống thoát nước, hiện trạng hồ trong khu vực
• 3.2.2. Tình trạng ngập úng trong vùng
• 3.3. Thiết lập mô phỏng tính toán thoát nước
• 3.3.1. Tính toán, lựa chọn mô hình mưa thiết kế
• 3.3.2. Mô phỏng hiện trạng hệ thống bằng SWMM
• 3.3.3. Kế hoạch mô phỏng
• 3.3.4. Đánh giá khả năng làm việc của hệ thống
• 4. CHƯƠNG IV: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN CẢI TẠO, NÂNG CẤP HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC QUẬN CẦU GIẤY
• 4.1. Đề xuất các phương án cải tạo, nâng cấp hệ thống thoát nước
• 4.1.1. Theo phương pháp cường độ giới hạn
• 4.1.2. Theo mô hình SWMM
• 4.2. Mô phỏng các phương án đề xuất
• 4.2.1. Phương án không có hồ điều hòa
• 4.2.2. Phương án có hồ điều hòa
• 4.3. Nhận xét chung
• 4.4. Đề xuất giải pháp quản lý điều hành hệ thống thoát nước
• 4.4.1. Dự báo ngập úng
• 4.4.2. Xây dựng kế hoạch thoát nước
• 4.4.3. Quan trắc và quản lý thông tin dữ liệu
• PHỤ LỤC
• Phụ lục 1: Thống kê diện tích các tuyến cống
• Phụ lục 2: Toán thủy lực các tuyến cống
• Phụ lục 3: Kết quả tính toán theo phương pháp cường độ giới hạn
• Phụ lục 4: Kết quả mô phỏng bằng mô hình SWMM
• Phụ lục 5: Trắc dọc một số tuyến cống

Tóm tắt

I. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

Nghiên cứu mô hình toán nhằm nâng cao khả năng thoát nước quận Cầu Giấy, Hà Nội là một phần quan trọng trong hệ thống thoát nước đô thị. Khu vực này đang phải đối mặt với nhiều thách thức do sự phát triển đô thị nhanh chóng và những biến đổi khí hậu. Theo các chuyên gia, việc ứng dụng các mô hình toán học trong quản lý nước là cần thiết để đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp cải tạo hệ thống thoát nước. Mô hình toán giúp phân tích khả năng thoát nước, từ đó đưa ra các phương án tối ưu nhằm giảm thiểu tình trạng ngập úng trong khu vực. "Việc nghiên cứu này không chỉ mang lại lợi ích cho quận Cầu Giấy mà còn có thể áp dụng cho các quận khác tại Hà Nội và các thành phố lớn khác trên toàn quốc."

1.1. Tình hình thoát nước hiện tại tại quận Cầu Giấy

Quận Cầu Giấy hiện đang gặp nhiều vấn đề trong hệ thống thoát nước, đặc biệt là trong mùa mưa. Các công trình thoát nước đã xuống cấp, không đáp ứng được nhu cầu thực tế. Hệ thống thoát nước không còn khả năng tiêu thoát nước hiệu quả, dẫn đến tình trạng ngập úng thường xuyên. Theo thống kê, nhiều khu vực trong quận đã bị ngập lụt trong những trận mưa lớn. "Hệ thống thoát nước hiện tại không chỉ thiếu đồng bộ mà còn không được bảo trì đúng mức, gây khó khăn trong việc quản lý và vận hành." Việc nghiên cứu và mô phỏng khả năng thoát nước là cần thiết để đưa ra các giải pháp cải tạo hiệu quả.

1.2. Các phương pháp nghiên cứu và mô hình toán

Nghiên cứu này áp dụng nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm phương pháp khảo sát thực địa, phân tích thống kê và mô hình hóa thủy lực. Các mô hình như SWMM, Mike Urban, và Sobek được sử dụng để mô phỏng dòng chảy và đánh giá khả năng thoát nước. Các mô hình này cho phép phân tích chi tiết về lượng nước mưa, lưu lượng dòng chảy và khả năng tiếp nhận của hệ thống thoát nước. "Mô hình toán không chỉ giúp dự đoán tình trạng ngập lụt mà còn hỗ trợ trong việc quy hoạch và cải tạo hệ thống thoát nước trong tương lai." Sự kết hợp giữa lý thuyết và thực tiễn sẽ mang lại hiệu quả cao trong công tác quản lý nước.

II. Phân tích mô hình thoát nước

Phân tích mô hình thoát nước là bước quan trọng trong việc đánh giá khả năng thoát nước của quận Cầu Giấy. Mô hình được thiết lập dựa trên dữ liệu thực tế về lượng mưa, địa hình và hệ thống thoát nước hiện tại. Việc mô phỏng giúp xác định các khu vực dễ bị ngập lụt và đề xuất các phương án cải tạo. "Mô hình hóa cho phép các nhà quản lý nước đưa ra quyết định dựa trên dữ liệu cụ thể, từ đó cải thiện hiệu quả của hệ thống thoát nước." Điều này không chỉ giúp giảm thiểu tình trạng ngập lụt mà còn nâng cao chất lượng cuộc sống cho người dân trong khu vực.

2.1. Đánh giá khả năng thoát nước

Đánh giá khả năng thoát nước dựa trên các chỉ số như lưu lượng nước, thời gian thoát nước và độ sâu ngập. Các số liệu thu thập từ mô hình cho thấy rằng nhiều khu vực trong quận Cầu Giấy có khả năng thoát nước kém, đặc biệt trong các trận mưa lớn. "Việc đánh giá này giúp xác định rõ ràng các điểm yếu trong hệ thống thoát nước, từ đó đưa ra các giải pháp cụ thể để cải thiện tình hình." Sự kết hợp giữa phân tích mô hình và thực địa sẽ mang lại cái nhìn tổng quan về hiệu quả của hệ thống thoát nước.

2.2. Đề xuất giải pháp cải tạo

Dựa trên kết quả phân tích, nghiên cứu đề xuất nhiều giải pháp cải tạo hệ thống thoát nước như nâng cấp các cống thoát, xây dựng thêm hồ điều hòa và cải thiện hệ thống quản lý nước. "Các giải pháp này không chỉ giúp tăng cường khả năng thoát nước mà còn góp phần bảo vệ môi trường và nâng cao chất lượng sống cho người dân." Việc áp dụng các công nghệ mới trong quản lý nước cũng là một phần quan trọng trong chiến lược cải tạo hệ thống thoát nước tại quận Cầu Giấy.

III. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu mô hình toán nâng cao khả năng thoát nước quận Cầu Giấy đã chỉ ra những vấn đề nghiêm trọng trong hệ thống thoát nước hiện tại. Việc áp dụng các mô hình toán học không chỉ giúp phân tích hiệu quả mà còn đưa ra các giải pháp cải tạo thiết thực. "Kết quả nghiên cứu này có thể áp dụng cho nhiều khu vực khác tại Hà Nội, góp phần vào công tác quy hoạch và phát triển đô thị bền vững." Kiến nghị cần có sự đầu tư mạnh mẽ vào cơ sở hạ tầng thoát nước và áp dụng các công nghệ hiện đại để đảm bảo an toàn cho cộng đồng.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh đô thị hóa nhanh chóng tại Hà Nội, đặc biệt là quận Cầu Giấy với diện tích khoảng 1.204 ha và dân số trên 127.000 người, hệ thống thoát nước hiện tại đang đối mặt với nhiều thách thức nghiêm trọng. Theo thống kê, lượng mưa trung bình hàng năm tại khu vực này dao động từ 1.000 đến 2.000 mm, tập trung chủ yếu vào các tháng mùa mưa với cường độ lớn, gây ra tình trạng ngập úng cục bộ và kéo dài trên nhiều tuyến phố như Xuân Thủy, Phạm Hùng, và Tô Hiệu. Mục tiêu nghiên cứu là mô phỏng, đánh giá khả năng thoát nước của hệ thống thoát nước quận Cầu Giấy (lưu vực sông Tô Lịch) có xét đến hồ điều hòa, từ đó đề xuất các giải pháp cải tạo, nâng cấp nhằm đáp ứng yêu cầu thoát nước đô thị trong tương lai. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào lưu vực sông Tô Lịch trên địa bàn quận Cầu Giấy, với dữ liệu thu thập từ trạm khí tượng Láng và các khảo sát thực địa trong giai đoạn gần đây. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc giảm thiểu thiệt hại do ngập úng, cải thiện môi trường sống và hỗ trợ quy hoạch phát triển bền vững đô thị.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình toán thủy lực trong thoát nước đô thị, trong đó nổi bật là:

• Mô hình SWMM (Storm Water Management Model): Mô hình động lực học đồng thời mô phỏng lượng và chất lượng dòng chảy do mưa, bao gồm các khối xử lý như khối đồng chảy, truyền tải, lưu trữ/xử lý và môi trường tiếp nhận. SWMM cho phép mô phỏng linh hoạt các quá trình thủy văn và thủy lực trong hệ thống thoát nước đô thị.

• Mô hình Mike Urban: Công cụ mạnh mẽ tích hợp với GIS, mô phỏng chi tiết dòng chảy trong hệ thống thoát nước, bao gồm các module quản lý, mô phỏng dòng chảy và phân phối nước. Mike Urban sử dụng hệ phương trình Saint-Venant để tính toán biến thiên lưu lượng và mực nước theo không gian và thời gian.

• Các khái niệm chính: lưu vực thoát nước, hồ điều hòa, cường độ mưa thiết kế, dòng chảy mặt, hệ số thấm, ngập úng cục bộ, mô phỏng thủy lực.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm số liệu lượng mưa từ trạm khí tượng Láng, dữ liệu địa hình, cao độ san nền, hiện trạng hệ thống thoát nước và hồ điều hòa trên địa bàn quận Cầu Giấy. Cỡ mẫu nghiên cứu là toàn bộ lưu vực sông Tô Lịch với diện tích khoảng 400 ha, được khảo sát thực địa và thu thập dữ liệu chi tiết về kích thước, chiều dài các tuyến cống thoát nước.

Phương pháp phân tích sử dụng mô hình toán thủy lực SWMM để mô phỏng dòng chảy và đánh giá khả năng thoát nước hiện trạng, đồng thời so sánh các phương án cải tạo, nâng cấp hệ thống. Việc lựa chọn SWMM dựa trên ưu điểm miễn phí, khả năng mô phỏng đa dạng các quá trình thủy văn và thủy lực, phù hợp với quy mô nghiên cứu. Quá trình nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ năm 2014 đến 2015, bao gồm khảo sát hiện trường, thu thập số liệu, xây dựng mô hình, chạy mô phỏng và phân tích kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiện trạng hệ thống thoát nước chưa đáp ứng yêu cầu: Hệ thống thoát nước quận Cầu Giấy chủ yếu được xây dựng từ lâu, kích thước cống nhỏ, không đồng bộ, dẫn đến tình trạng ngập úng cục bộ khi mưa lớn trên 50-70 mm. Ví dụ, trận mưa ngày 17/07/2014 với lượng mưa trên 70 mm đã gây ngập sâu từ 0,1 đến 0,4 m trên nhiều tuyến phố chính.

2. Ảnh hưởng của hồ điều hòa: Các hồ điều hòa trong khu vực như hồ Nghĩa Đô, hồ Dịch Vọng có vai trò điều tiết nước mưa nhưng do bị bồi lắng và thiếu hệ thống điều khiển dòng chảy nên chưa phát huy hiệu quả tối đa. Tổng diện tích mặt nước hồ điều hòa trong lưu vực khoảng 131,7 ha, chiếm tỷ lệ nhỏ so với diện tích đô thị.

3. Mô phỏng bằng SWMM cho thấy: Khả năng thoát nước hiện tại chỉ đáp ứng được các trận mưa thiết kế với tần suất thấp (khoảng 10-20%), vượt quá mức này sẽ gây ngập úng diện rộng. So sánh các phương án cải tạo cho thấy việc mở rộng cống và xây dựng hồ điều hòa kết hợp có thể giảm thiểu ngập úng từ 15% đến 25% tùy khu vực.

4. Nguyên nhân ngập úng: Do sự gia tăng diện tích không thấm nước, hệ số tiêu nước tăng, kết hợp với địa hình thấp, mực nước sông Tô Lịch cao hơn mặt đất khi triều cường, làm giảm khả năng thoát nước tự nhiên.

Thảo luận kết quả

Kết quả mô phỏng được trình bày qua các biểu đồ lưu lượng dòng chảy tại các nút quan trọng và bản đồ phân bố ngập úng, cho thấy rõ sự khác biệt giữa hiện trạng và các phương án cải tạo. Nguyên nhân chính của tình trạng ngập úng là sự xuống cấp và không đồng bộ của hệ thống thoát nước, cùng với tác động của biến đổi khí hậu làm gia tăng cường độ mưa.

So với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, kết quả phù hợp với xu hướng chung về thoát nước đô thị tại các thành phố lớn đang phát triển, nơi mà việc kết hợp các giải pháp cấu trúc (mở rộng cống, xây hồ điều hòa) và phi cấu trúc (quản lý sử dụng đất, đô thị xanh) là cần thiết. Việc áp dụng mô hình SWMM đã chứng minh tính hiệu quả trong việc đánh giá và dự báo khả năng thoát nước, hỗ trợ ra quyết định quy hoạch.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Mở rộng và nâng cấp hệ thống cống thoát nước: Tăng kích thước cống tại các tuyến chính, đặc biệt là các tuyến có lưu lượng dòng chảy cao, nhằm giảm thiểu ngập úng cục bộ. Thời gian thực hiện dự kiến 3-5 năm, do Sở Xây dựng và Công ty thoát nước Hà Nội chủ trì.

2. Xây dựng và cải tạo hồ điều hòa: Tăng diện tích và khả năng chứa nước của các hồ điều hòa hiện có, đồng thời lắp đặt hệ thống điều khiển dòng chảy để tối ưu hóa khả năng điều tiết nước mưa. Mục tiêu giảm ngập úng từ 15-20% trong vòng 5 năm.

3. Áp dụng quy hoạch đô thị xanh: Tăng cường diện tích thấm nước bằng cách phát triển các khu vực cây xanh, mặt nước tự nhiên, giảm diện tích bê tông hóa. Chủ yếu do UBND quận phối hợp với các đơn vị quy hoạch thực hiện trong 5-7 năm tới.

4. Xây dựng hệ thống cảnh báo và quản lý dữ liệu: Triển khai hệ thống quan trắc mưa, mực nước và ngập úng theo thời gian thực, hỗ trợ công tác vận hành và quản lý hệ thống thoát nước hiệu quả hơn. Thời gian triển khai 2-3 năm, do Sở Tài nguyên và Môi trường phối hợp với Viện nghiên cứu quản lý rủi ro quốc gia.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà quy hoạch đô thị và quản lý hạ tầng: Sử dụng kết quả mô phỏng và đề xuất để thiết kế hệ thống thoát nước phù hợp với điều kiện thực tế, nâng cao hiệu quả quản lý.

2. Các cơ quan quản lý môi trường và tài nguyên nước: Áp dụng các giải pháp hồ điều hòa và quy hoạch đô thị xanh nhằm giảm thiểu ô nhiễm và ngập úng.

3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành thủy lợi, môi trường: Tham khảo phương pháp mô hình hóa thủy lực SWMM và các phân tích chuyên sâu về thoát nước đô thị.

4. Các đơn vị thi công và tư vấn xây dựng: Áp dụng các kết quả đánh giá hiện trạng và phương án cải tạo để triển khai các dự án nâng cấp hệ thống thoát nước.

Câu hỏi thường gặp

1. Mô hình SWMM có ưu điểm gì trong nghiên cứu thoát nước đô thị?
   SWMM là phần mềm miễn phí, mô phỏng đồng thời lượng và chất lượng dòng chảy, có khả năng mô phỏng đa dạng các quá trình thủy văn và thủy lực, phù hợp với quy mô đô thị và dễ dàng hiệu chỉnh theo dữ liệu thực tế.

2. Nguyên nhân chính gây ngập úng tại quận Cầu Giấy là gì?
   Nguyên nhân chủ yếu là hệ thống thoát nước cũ kỹ, không đồng bộ, kích thước cống nhỏ, kết hợp với sự gia tăng diện tích không thấm nước do đô thị hóa và điều kiện địa hình thấp, mực nước sông Tô Lịch cao khi triều cường.

3. Hồ điều hòa có vai trò như thế nào trong hệ thống thoát nước?
   Hồ điều hòa giúp trữ nước mưa, điều tiết dòng chảy, giảm áp lực lên hệ thống cống thoát nước, từ đó giảm thiểu ngập úng. Tuy nhiên, hiệu quả phụ thuộc vào diện tích hồ, khả năng lưu trữ và hệ thống điều khiển dòng chảy.

4. Các giải pháp cải tạo hệ thống thoát nước nên ưu tiên thực hiện trước?
   Ưu tiên mở rộng và nâng cấp các tuyến cống chính, đồng thời cải tạo hồ điều hòa để tăng khả năng điều tiết nước, kết hợp với quy hoạch đô thị xanh nhằm tăng diện tích thấm nước.

5. Làm thế nào để quản lý và vận hành hệ thống thoát nước hiệu quả hơn?
   Triển khai hệ thống quan trắc mưa, mực nước và ngập úng theo thời gian thực, xây dựng cơ sở dữ liệu và hệ thống cảnh báo sớm, từ đó hỗ trợ công tác vận hành và bảo trì hệ thống kịp thời.

Kết luận

• Nghiên cứu đã mô phỏng và đánh giá khả năng thoát nước hiện trạng của hệ thống thoát nước quận Cầu Giấy, lưu vực sông Tô Lịch, cho thấy hệ thống hiện tại chưa đáp ứng được các trận mưa lớn trên 50 mm.
• Hồ điều hòa trong khu vực có vai trò quan trọng nhưng chưa được khai thác và vận hành hiệu quả do thiếu hệ thống điều khiển và bị bồi lắng.
• Các phương án cải tạo, nâng cấp hệ thống thoát nước, bao gồm mở rộng cống và xây dựng hồ điều hòa kết hợp, có thể giảm thiểu ngập úng từ 15-25%.
• Việc áp dụng mô hình SWMM đã chứng minh tính khả thi và hiệu quả trong việc hỗ trợ quy hoạch và quản lý hệ thống thoát nước đô thị.
• Đề xuất các giải pháp cải tạo cần được triển khai đồng bộ trong vòng 3-7 năm tới, kết hợp với quy hoạch đô thị xanh và hệ thống quản lý dữ liệu hiện đại để nâng cao hiệu quả thoát nước và giảm thiểu ngập úng đô thị.

Luận văn này là tài liệu tham khảo quý giá cho các nhà quản lý, quy hoạch và nghiên cứu trong lĩnh vực thoát nước đô thị, góp phần xây dựng đô thị Hà Nội phát triển bền vững, thích ứng với biến đổi khí hậu.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I: MÔ PHÒNG HIỆN TRẠNG1 LƯU VỰC SÔNG TÔ LICH TREN DIA BAN QUAN CAU GIAY. Giớithiệu vé lu vực nghiên cứu thoát nước Quận Cầu Giấy 31 3. Hiện trạng thoát nước Quận Cầu Giấy (lưu vực sông Tô Lịch) 37 4.1 Hiện trang hệ thẳng thoát nước. Hiện trang ho trong khu vực 38, 3.3 Tinh trạng ngập ting trong vùng.

Thiết lập mô phỏng tinh toán thoát nước. Tính toán, lựa chọn mé hình mưa thiét kể. Mô phỏng hiện rang hệ thẳng bằng SMM 50 3331 Kế qui môphòng 53 3. Đánh giá khả năng làm việc của hệ thống.

34 CHƯƠNG IV: DE XUẤT PHƯƠNG ÁN CẢI TẠO, NANG CAP HE THONG THOÁT NƯỚC QUAN CAU GIAY 4.1 Đề xuất các phương án ei tạo, nâng cắp hệ thống thoát nước.1 Theo phương pháp cường độ giới han 35 4.12 Theo mô hình SWMM.2 Mô phỏng các phương dn đề xuất “ 4. Phương ân không có hỗ điều hỏa 52 42.2 Phương ân có hồ điều hoa 63 4.3, Nhận xét chung.38 xuất giải phấp quan lý điều hành hệ thống thoát nước ot 43.1 Dự báo ing ngập 65 4.2 Nay dug ké hoạch thoát nước 65 4.3 Quan trắc và quản lý thông tin dữ liệu. 66 KET LUAN VA KIEN NGHI PHY LUC. “ Phụ lục I: Thing kề điện tích các tuyển cổng oo Phụ lục 2 toán thủy lực các tuyển cống 16 Phụ lục 3: Kết qu tinh toán theo phương pháp cường độ giới hạn 80 Phụ lục 4: Kết quả mô phỏng bing mô hình SWMM 8 Phụ lục 5: Trắc đọc một số tuyển cổng 120 DANH MỤC HÌNH VE Hình 2.1: Sơ đồ minh họa mực nước ở các bước thời gian tiếp theo.2: Cao độ hiện trạng của khu vực nghiên cứu.1: Bản đồ giới hạn khu vực nghiên cứu 32 Hình 3.2: Các phương tiện ùn ứ trên đường Xuân Thủy.3: Mưa lớn gây ùn tắc giờ cao điểm, ái Hinh 3.4: Mưa lớn gây ngập trong khuôn viên trường Đại học Quốc gia 4l Hình 3.5: Mưa lớn gây dn tắc trên đường vành dai 3 2 Hình 3.6: Các công nhân túc trực tại điểm ngập.7: Mô hình mưa thiết kế trận mưa 3h max, tn suất 2 năm 48 Hình 3.8: Mô hi h mưa thiết kế trận mưa 3h max, tần suất 10 năm.9: Mo hình mưa hit kế tận mưa 24h max, in suit 2 năm 49 Hình 3.10: Mô hình mưa thiết kể với trận mưa 24h max, tần suất 10% 49 Hình 3.11: Khai báo các thông số mặc định trong SWMM.12: Các thông số cơ bản rong SWMM 5 Hình 3.13: Sơ đồ mô phỏng khu vực nghiên cứu.14: Đường quan hệ rong nước của lưu vực ứng với trận mưa 24h max 54 Hình 4.1: Sơ họa chương trinh tín toán thủy lực 58 Hình 4.2: Dung quan bi lượng nướcphương án Ì Hình 4.3: Đường quan hệ lượng nướcphương án 2 Hình PL 4.1: Tương quan lượng nước đến tại nút DO và FO phương án 1 Hình PL 4.2: Quan hệ lượng nước đến và ngập tại nút BỊ phương ấn Ì Hình PL 4.3: Tương quan lượng nước đến tại nút DO và FO phương án 2 Hình PL 4.4: Quan hệ lượng nước đến và ngập tại nút B phương án 2 Hình PL 5.1: Trắc đọc tuyến cống đường Hoàng Quốc Việt (đoạn 1) Hình PL 5.2: Trắc dọc tuyến công đường Hoàng Quốc Việt (đoạn 2) Hình PL 5.3: Trắc đọc tuyến cổng đường Trin Quốc Hoàn - Tô Hiệu Hình PL 5.4: Trắc đọc tuyến cống đường Cầu Giấy.5: Trắc dọc tuyến công đường Nguyễn Khánh Toàn DANH MỤC BANG BIEU Bang 2.1: Bang thống kể cic tuyển cổng hiện trạng.2: Bảng tổng hop kích thước cổng hiện trang 28 Bang 2.3: Thống kể lượng mưa ti trạm Láng 29 Bảng 3.1: Lượng mưa tương ứng với tn suit tinh ton 46 Bang 3.2: Giá trị các tham số của đường DDF 46 Bảng 3.3: Thống kể điện tích các tiểu khu 50 Bảng 3.4: Thống kê các nit ngập với trận mưa 24h max, tin suất 2 năm s Bảng 4.1: Hệ số dong chảy 56 Bảng 4.2: Thông kê tuyển cổng theo phương pháp cường độ giới hạn 39 Bảng 43: Tổng hop chiễu dài các uyễn cổng làm lại theo phương pháp cường độ giới hạn 6L Bảng 44: Két quả tính toán phương ấn không có bồ điễu hòa o Bảng 4.5: Kết qua tính toán phương án hd điều hòa 6 Bảng PL3.1: Bang so sánh kết qua tinh theo phương pháp cường độ giới hạn.2: Bang tổng hợp khổi lượng cổng làm lại sa Bảng PL4.1: Kết quả mô phỏng lưu vực thoát nước hiện trang 83 Bang PL4.2: Kết quả mô phỏng lưu vực thoát nước phương án 1 100, Bing PL4.3: Kết quả mô phỏng lưu vực thoát nước phương án 2 109 MỞ DAU 1.TÍNH CAP THIẾT CUA ĐÈ TÀI HỆ thing thoát nước quận Cầu Giấy lưu vực sông Tô Lịch ~ Hà Nội là một phần quan trong trong toàn bộ hệ thống thoát nước chung thành phd Hà Nội “rong những năm gin đây do qu tỉnh phát rể kinh t xã hội, ốc độ đ thị hoá nhanh, nhiều dự án lớn đã đang triển khai và sắp trién khai.

Nhiều khu đô thi, khu dân cư hình thành nhanh chóng kéo theo sự thay đổi về nhu cầu thoát nước trong khu vực. Các khu đô thị, khu dân cư mới hình thành làm thu hep đất sản xuất nông nghiệp, san lấp nhiều ao hồ, đồng ruộng, làm giảm khả năng trừ nước, chon nước dẫn đến làm tăng hệ số tiêu nước. Mặt khác, tinh hình thời tiết cảng ngày cảng diễn biển phức tạp khó dự đoán. Hệ thống thoát nước chưng lầu năm đã xuống cấp, bị bai lắng làm thu hẹp ti điện thoát nước phải thường xuyên duy tử nạo vétgiy tốn kèm nhiễu kinh phí, do đồ không thé dap ứng được yêu cầu thoát nước hiện ti cũng như tương ai Vi vậy việc nghiên cửa đánh giá cũng như mô phòng, hệ théng thoát nước khi xét đến hồ điều hòa nhằm tạo các cơ sở khoa học để để xuất các giải pháp cải tạo, nâng cắp hệ thống thoát nước quận Cầu Giấy lưu vực sông Tô Lịch — Hà Nội là hết sức cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn.

UC DICH NGHIÊN CỨU CUA ĐÈ TÀI ~ ˆ Mô phỏng, đánh giá thực trang khả năng thoát nước của hệ thống thoát nước “quận Cầu Giấy(lưu vực sông Tô Lịch ~ Hà Nội) có xét đến hồ điều hòa = ĐỀ xuất ác giải phip cải tạo, nâng cấp hệ thống nhằm đáp ứng yêu cầu thoát nước đô thị trong tương lai 1. BOL TƯỢNG VA PHAM VI NGHIÊN CỨU 1. Đối tượng nghiên cứu. Khu vực quận Cầu Giấy (lưu vục sông Tô Lịch — Hà Nội).

Pham thiên cứu. Hi thống thoát nước quận Cổ iy(luu vực sông Tô Lịch - Hà Nội) TV. CÁCH TIẾP CAN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN COU 1. Cách tiếp cận = Tiếp cận thực té: i hảo sit, nghiên cứu, thu thập các s liệu của hệ thống thoát nước.

= Tiếp cận hệ thống: Tiếp cận. tìm higu, phân ích hệ thống tir tổng thể đến chỉ lầy đủ và hệ thống. ~ _ Tiếp cận các phương pháp nghiên cứu mới về thoát nước đô thị trên thé giới. Phuong pháp nghiên cứu.

~_ Phương pháp đi tra, khảo sắt thực địa = Phương pháp kể thừa = Phuong pháp phâních, thống kế + Phương pháp mô hình toán = Phương pháp mô hình thủy văn, thủy lực. CHUONG I: TONG QUAN VE VAN ĐÈ NGHIÊN COU 1A Sơ lược về nghiên cứu thoát nước đô thị 1.11 Trên thé gió Hiện nay dân số thể giới sống trong các thành phố lớn ngày cảng tăng nhanh. ip ứng nhủ cầu đó, điện tích đất đồ thị cũng ngày cảng gia tăng, trung khí đó cơ sở hạ ting về cắp thoát nước cho đô thị không đáp ứng kịp thời. Hiện nay trên thể giới nhiều thành phố lớn vin đang bị ứng ngập và lũ lụt de dọa.

Các chuyên gia về quy hoạch và thoát nước đô thị trên thế giới đã từ hơn 30 năm nhận ra rằng cách tốt nhất để đương đầu với ngập lạt trong đô thị không phải là xây thêm tram bom, đắp thêm đề hay lắp đặt thêm cổng mà chúng ta cin thêm không gian cho nước. Đó là giải pháp bền vững hơn khi không làm biến đổi dòng chảy đột ngột như xây đập, 4p đề hay tôn nền công trình. Gia ting không gian cho mặt nước và cây xanh tự nhiên không chỉ làm giảm nguy cơ ngập lụt mà còn tạo cảnh quan cho đô thị, Gan đây Ngân hàng thế giới đã nghiên cứu và đưa ra cub sắm nang “Hướng dẫn quản lý tổng hợp rử ro ngập lụt đô thị wong thé kỹ 21”. Theo cắm nang này, giả pháp hiệu quả nhất để quan lý nguy cơ lũ ạt là áp dụng phương pháp tiếp cân tổng hợp, trong đó kết hợp cả hai biện pháp cấu trúc và phi cdu trúc, bao gdm xây dựng hệ thống kênh thoát nước và dẫnlù; kết hợp "đô thị xanh” như đất ngập nước và vùng đệm môi trường: xây dụng hệ thống cảnh báo lũ It; quy hoạch sử dụng đất dé chống ngập lụt Đại học Quốc gia Singapore (NUS) với ý tưởng nghiên cu: ấp đụng các bề mặt thẩm thấu cho những con đường nhỏ và via bè nhằm ngăn chặn tình trang lũ lụt cục bộ tại đồ thị bằng cách làm chậm lại dòng nước đỏ vào cổng rãnh sau mưa lớn.Những Š mặt thim thấu có một lớp bitông rỗ và một lớp sỏi.

Khoảng 30-40% khoảng trống giữa lớp bê tông và sỏi nảy được đùng đểtích nước, sau đó nước sẽ chảy qua một lớp vải thẩm thấu trước khi được xả qua những đường nhỏ đổ vào cổng. Toản bộ quá trình này có thể giúp trữ số nước mưa đồ xuống trong vài giờ "Ngoài việc áp dụng những ý tưởng nghiên cứu trên thé giới chúng ta cũng nên di sâu tìm hiểu kinh nghiệm đối phó với ngập lụt ở các thành ph lớn trên thé giới từ day đúc rút ra được ý tưởng nghiên cứu phủ hợp với đô thị ở Việt Nam như. © Nhật Bản để phòng chống lụt lội, Nhật Bản đã xây dựng hệ thống cống ngẫm dẫn nước fi lớn nhất thể giới ở thành phổ Saitama, gin Tokyo, vào năm 1992 ‘Theo Weird Asia News, công trình bao gdm 5 giếng đứng bê tông lớn, cao 65 m, rộng 32 m, nỗi iễn với nhau bằng hệ thống đường him đồi 64 km, nằm sâu 50 m tinh từ mat dit. Các kiến trúc sư cũng xây 59 cột bê tông cốt thép giúp chẳng đời trọng lượng trần nhà.

Nước lũ được hút vào các giếng và xả ra sông Eldo. G Anh thủ đô London rất dễ ngập lụt, đặc biệt khi những con bão mạnh khiển nước sông Thames ding cao. Tuy nhiên, người din London có thể yên tâm nhở. sông trình để chin nước rên sông Thames mang tên Thames Barrier, bit đầu đi vio hoạt động từ năm 1982.