Luận án tiến sĩ hus nghiên cứu cơ sở khoa học mô phỏng hệ thống cân bằng nước mặt trong úng ngập khu vực nội thành hà nội

Luận án tiến sĩ nghiên cứu hus nghiên cứu cơ sở khoa học mô phỏng hệ thống cân bằng nước mặt trong úng ngập khu vực nội thành, phân tích chuyên sâu, xây dựng mô hình lý thuyết, đề

• Tác giả: Phạm Mạnh Cổn
• Người hướng dẫn: PGS. Phạm Quang Hà
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• university: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Khoa học Môi trường
• Đề tài: Nghiên cứu cơ sở khoa học mô phỏng hệ thống cân bằng nước mặt trong úng ngập khu vực nội thành Hà Nội
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA NGHIÊN CỨU
• 1.2. MỤC TIÊU CỦA NGHIÊN CỨU
• 1.3. PHẠM VI VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
• 1.5. Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA NGHIÊN CỨU
• 1.6. CẤU TRÚC CỦA LUẬN ÁN
• 1.7. LUẬN ĐIỂM BẢO VỆ CỦA NGHIÊN CỨU
• 1.8. CÂN BẰNG HỆ THỐNG NƯỚC, HỆ THỐNG CÂN BẰNG NƯỚC MẶT NỘI ĐÔ
• 1.8.1. Cân bằng hệ thống nước khu vực đồi Buda Castle Hill
• 1.8.2. Cân bằng hệ thống nước lưu vực Chao Phraya (Bangkok, Thái Lan)
• 1.8.3. Cân bằng hệ thống nước mặt của nội đô Thành phố Hồ Chí Minh
• 1.9. HỆ THỐNG CÂN BẰNG NƯỚC THỦ ĐÔ HÀ NỘI
• 1.9.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên khu vực Hà Nội
• 1.9.2. Tình hình ngập lụt của Thủ Đô Hà Nội
• 1.9.3. Hệ thống cân bằng nước mặt lưu vực Nhuệ-Đáy
• 1.9.4. Hệ thống cân bằng nước mặt nội đô Hà Nội qua các giai đoạn phát triển
• 1.9.5. Mạng lưới tiêu thoát úng ngập của hệ thống cân bằng nước mặt nội đô Hà Nội
• 1.10. TÌNH TRẠNG Ô NHIỄM CỦA LƯU VỰC NHUỆ-ĐÁY VÀ KHU VỰC NỘI ĐÔ - MẤT CÂN BẰNG CHẤT
• 1.10.1. Hiện trạng ô nhiễm nguồn nước sông
• 1.10.2. Hiện trạng ô nhiễm nguồn nước hồ
• 1.10.3. Các thông số ô nhiễm
• 1.11. TỔNG QUAN VỀ CÔNG CỤ MÔ PHỎNG
• 1.11.1. Một số mô hình thông dụng trong tính toán tiêu thoát nước đô thị
• 1.11.2. Lựa chọn mô hình mô phỏng
• 2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, XÂY DỰNG BỘ CƠ SỞ DỮ LIỆU, HIỆU CHỈNH VÀ KIỂM ĐỊNH MÔ HÌNH MÔ PHỎNG
• 2.1. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1.1. Phương pháp nghiên cứu kế thừa từ các tài liệu thứ cấp
• 2.1.2. Phương pháp quan trắc, lấy mẫu phân tích ô nhiễm tại một số thủy vực của nội đô
• 2.1.3. Phương pháp phân tích, kiểm chứng và phân tích chuyên gia
• 2.1.4. Phương pháp khảo sát thực địa
• 2.2. XÂY DỰNG BỘ CƠ SỞ DỮ LIỆU MÔ PHỎNG CỦA HỆ THỐNG CÂN BẰNG NƯỚC MẶT NỘI ĐÔ HÀ NỘI
• 2.2.1. XÂY DỰNG MẠNG LƯỚI THỦY LỰC CHO MÔ HÌNH MIKE MOUSE
• 2.2.1.1. Mạng tính toán
• 2.2.1.2. Điều kiện biên tính toán
• 2.2.2. XÂY DỰNG MÔ HÌNH 2 CHIỀU TRONG MIKE 21
• 2.2.3. KẾT NỐI MIKE MOUSE VÀ MIKE 21
• 2.3. HIỆU CHỈNH VÀ KIỂM ĐỊNH MÔ HÌNH
• 2.3.1. Hiệu chỉnh mô hình sử dụng các số liệu trận ngập úng năm 2008
• 2.3.2. Kiểm định với trận ngập lụt năm 2013
• 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Kết quả đánh giá ô nhiễm môi trường nước mặt nội đô trong úng ngập, mất cân bằng chất, quan hệ giữa MCB lượng và chất
• 3.1.1. Các kết quả phân tích ô nhiễm nước mặt
• 3.1.2. Tác động của nước mưa và nước thải đô thị đến chất lượng nước sông, hồ khu vực nội thành Hà Nội, đánh giá độ tương đồng
• 3.1.3. Quan hệ giữa MCB chất và MCB lượng của hệ thống cân bằng nước mặt nội đô Hà Nội
• 3.2. KẾT QUẢ XÂY DỰNG BỘ CƠ SỞ DỮ LIỆU
• 3.3. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG CÂN BẰNG NƯỚC MẶT NỘI ĐÔ HÀ NỘI TRONG ÚNG NGẬP
• 3.3.1. Kết quả mô hình mô phỏng trận ngập úng 31/10/2008-1/11/2008
• 3.3.2. Kết quả mô hình mô phỏng trận ngập úng ngày 8/8-9/8/2013
• 3.3.3. Các thảo luận về mất cân bằng của hệ thống cân bằng nước mặt nội đô Hà Nội. Nguyên nhân úng ngập vùng nội đô Hà Nội
• 3.4. GIẢI PHÁP CẢI THIỆN TÌNH TRẠNG NGẬP ÚNG TẠI HỆ THỐNG CÂN BẰNG NƯỚC MẶT NỘI ĐÔ HÀ NỘI
• 3.4.1. Kịch bản 29 nút MCB
• 3.4.2. Kịch bản 11 nút MCB
• 3.5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 3.5.1. Kiến nghị
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC LUẬN ÁN

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu mô phỏng hệ thống cân bằng nước mặt tại Hà Nội

Nghiên cứu mô phỏng hệ thống cân bằng nước mặt tại Hà Nội là một chủ đề quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu và sự gia tăng dân số. Hệ thống này không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống mà còn liên quan đến việc quản lý tài nguyên nước. Mô phỏng hệ thống giúp hiểu rõ hơn về các yếu tố tác động đến cân bằng nước mặt, từ đó đưa ra các giải pháp hiệu quả.

1.1. Đặc điểm địa lý và khí hậu của Hà Nội

Hà Nội có địa hình đa dạng với nhiều sông ngòi và hồ nước. Khí hậu nhiệt đới gió mùa tạo ra lượng mưa lớn, đặc biệt trong mùa hè. Điều này dẫn đến tình trạng ngập lụt thường xuyên, ảnh hưởng đến đời sống và kinh tế của người dân.

1.2. Tình hình ngập lụt tại Hà Nội

Ngập lụt tại Hà Nội đã trở thành một vấn đề nghiêm trọng, đặc biệt trong các trận mưa lớn. Các khu vực nội thành thường xuyên bị ngập, gây khó khăn cho giao thông và sinh hoạt. Việc nghiên cứu mô phỏng giúp xác định nguyên nhân và mức độ ngập lụt.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu hệ thống cân bằng nước mặt

Hệ thống cân bằng nước mặt tại Hà Nội đang đối mặt với nhiều thách thức, bao gồm ô nhiễm nguồn nước, sự phát triển đô thị không bền vững và biến đổi khí hậu. Những vấn đề này không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng nước mà còn đến sức khỏe cộng đồng.

2.1. Ô nhiễm nguồn nước và tác động đến sức khỏe

Ô nhiễm nguồn nước tại Hà Nội chủ yếu do nước thải sinh hoạt và công nghiệp. Nghiên cứu cho thấy rằng chất lượng nước sông Tô Lịch và các hồ nội thành đang ở mức báo động, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe người dân.

2.2. Biến đổi khí hậu và tác động đến hệ thống nước

Biến đổi khí hậu đã làm gia tăng tần suất và cường độ mưa, dẫn đến tình trạng ngập lụt nghiêm trọng hơn. Việc mô phỏng hệ thống nước mặt giúp dự đoán các kịch bản tương lai và đưa ra các biện pháp ứng phó kịp thời.

III. Phương pháp nghiên cứu mô phỏng hệ thống cân bằng nước mặt

Để nghiên cứu mô phỏng hệ thống cân bằng nước mặt, nhiều phương pháp đã được áp dụng, bao gồm mô hình hóa thủy văn và phân tích dữ liệu. Các công cụ như MIKE FLOOD được sử dụng để mô phỏng các kịch bản ngập lụt khác nhau.

3.1. Mô hình hóa thủy văn trong nghiên cứu

Mô hình hóa thủy văn giúp phân tích dòng chảy và sự phân bố nước trong hệ thống. Các thông số như lượng mưa, độ ẩm đất và lưu lượng nước được sử dụng để xây dựng mô hình chính xác.

3.2. Sử dụng công cụ MIKE FLOOD trong mô phỏng

MIKE FLOOD là một công cụ mạnh mẽ cho phép mô phỏng các tình huống ngập lụt phức tạp. Công cụ này giúp đánh giá tác động của các biện pháp quản lý nước và đưa ra các giải pháp cải thiện tình trạng ngập lụt.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu mô phỏng hệ thống cân bằng nước mặt đã chỉ ra những điểm yếu trong hệ thống thoát nước của Hà Nội. Các kịch bản mô phỏng cho thấy rằng việc cải thiện hệ thống thoát nước có thể giảm thiểu tình trạng ngập lụt.

4.1. Đánh giá hiệu quả của các giải pháp

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc cải thiện mạng lưới thoát nước và tăng cường khả năng chứa nước có thể giảm thiểu ngập lụt. Các giải pháp như xây dựng hồ chứa và cải tạo hệ thống cống rãnh đã được đề xuất.

4.2. Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào quy hoạch đô thị

Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng vào quy hoạch đô thị, giúp các nhà quản lý đưa ra quyết định hợp lý trong việc phát triển hạ tầng và quản lý tài nguyên nước.

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

Nghiên cứu mô phỏng hệ thống cân bằng nước mặt tại Hà Nội đã cung cấp những thông tin quý giá về tình trạng ngập lụt và ô nhiễm nước. Tương lai của nghiên cứu này sẽ tập trung vào việc phát triển các giải pháp bền vững và ứng phó với biến đổi khí hậu.

5.1. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc phát triển các mô hình dự đoán chính xác hơn về tình trạng ngập lụt và ô nhiễm nước. Việc áp dụng công nghệ mới sẽ giúp cải thiện chất lượng mô phỏng.

5.2. Tầm quan trọng của việc quản lý tài nguyên nước

Quản lý tài nguyên nước hiệu quả là rất quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Các giải pháp bền vững cần được triển khai để bảo vệ nguồn nước và đảm bảo an toàn cho cộng đồng.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ của Phạm Mạnh Cổn, bảo vệ tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội năm 2015, thuộc chuyên ngành Môi trường Đất và Nước (mã số 62440303), được thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS. Phạm Quang Hà và PGS. Nguyễn Mạnh Khải. Hướng tiếp cận là hỗn hợp: kết hợp phương pháp mô phỏng số (định lượng) với phân tích mẫu nước và khảo sát thực địa (định tính/bán định lượng).

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Khu vực nội thành Hà Nội, với hơn 1,5 triệu dân và mật độ tại quận Đống Đa lên tới 35.341 người/km², liên tục đối mặt với tình trạng úng ngập mỗi mùa mưa bão. Chỉ riêng giai đoạn 2008–2010, UBND thành phố phê duyệt 223 dự án nhà cao tầng từ 9 tầng trở lên, làm gia tăng áp lực lên hệ thống thoát nước vốn đã lạc hậu. Sau khi hoàn thành Dự án Cải thiện môi trường nước thành phố Hà Nội giai đoạn I (1995–2005) với tổng vốn 200 triệu USD, hệ thống đầu mối Yên Sở được thiết kế tiêu thoát lượng mưa 172 mm/2 ngày, nhưng thực tế chỉ với khoảng 150 mm/2 ngày, nội đô vẫn ngập ở nhiều điểm. Bên cạnh đó, Hà Nội chỉ xử lý được khoảng 5% nước thải sinh hoạt, phần còn lại đổ thẳng ra sông hồ, gây ô nhiễm nghiêm trọng môi trường nước mặt.

Tác giả xác định khoảng trống chính: các nghiên cứu trước chưa kết hợp được giải pháp úng ngập với giảm thiểu ô nhiễm nước mặt; bộ cơ sở dữ liệu còn phân tán, chưa đồng bộ; và chưa có công cụ mô phỏng được hiệu chỉnh, kiểm định đầy đủ để chỉ ra nguyên nhân và lượng hóa tình trạng mất cân bằng của môi trường nước nội đô.

Mục tiêu nghiên cứu

Luận án đặt ra ba mục tiêu:

a. Thiết lập bộ cơ sở dữ liệu phục vụ nghiên cứu hệ thống cân bằng nước mặt khu vực nội đô Hà Nội. b. Xác định các yếu tố quyết định trong hệ thống cân bằng nước mặt, chỉ ra nguyên nhân mất cân bằng về chất và lượng (ô nhiễm, ngập úng). c. Đề xuất giải pháp khắc phục tình trạng mất cân bằng, từng bước giảm thiểu ngập úng và cải thiện ô nhiễm từ cục bộ đến tổng thể.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Không gian: Lưu vực sông Tô Lịch, bao gồm các quận Ba Đình, Hoàn Kiếm, Hai Bà Trưng, Đống Đa và một phần Tây Hồ, Cầu Giấy, Thanh Xuân, Hoàng Mai — toàn bộ hệ thống sông tiêu hở, cống ngầm và hồ điều hòa thuộc lưu vực kín này với hai điều kiện biên là đập Thanh Liệt và trạm bơm Yên Sở.
• Thời gian: Số liệu lịch sử từ 1972 đến 2013; trận ngập úng hiệu chỉnh mô hình: 31/10–1/11/2008; trận kiểm định: 8–9/8/2013 (bão số 6).
• Nội dung: Cân bằng về lượng (úng ngập mùa mưa bão) và cân bằng về chất (ô nhiễm nước mặt tại các thủy vực đặc trưng).

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Tác giả điểm qua các hướng nghiên cứu về cân bằng hệ thống nước mặt ở cả trong và ngoài nước:

Nghiên cứu quốc tế

• Khu vực đồi Buda Castle Hill, Budapest, Hungary [61]: Phương trình cân bằng nước được áp dụng đầy đủ các thành phần (giáng thủy, bốc hơi, thẩm thấu, dòng chảy mặt, dòng chảy ngầm) để đánh giá hệ thống tiêu thoát đan xen giữa cống cổ và cống hiện đại. Phương pháp chủ yếu là tính toán giải tích, có hạn chế trong việc mô tả tính động theo thời gian và liên kết mạng lưới.
• Lưu vực Chao Phraya, Bangkok, Thái Lan [62, 67]: Trận lũ lịch sử tháng 10–11/2011 ảnh hưởng 4.039.459 hộ dân, 13.425.869 người, làm chết 657 người; World Bank ước tính thiệt hại 1.440 tỷ Bạt (tương đương 3,5 tỷ USD). Trường hợp này minh họa sự mất cân bằng tổng thể khi hai hồ chứa Bhumibol và Sirikit xả tối đa 77 triệu m³/ngày trong lúc hạ du đã ngập. Sau trận lũ, chính phủ Thái Lan mời Viện Thủy lực Đan Mạch (DHI) xây dựng bộ cơ sở dữ liệu số hóa kết hợp mô hình mô phỏng thủy động lực.
• Thành phố Hồ Chí Minh [12, 25]: Nghiên cứu của Hồ Long Phi tại Trung tâm Chống ngập UBND Tp.HCM chỉ ra mực nước tại Phú An và Nhà Bè tăng lần lượt 1,45 cm/năm và 1,17 cm/năm trong giai đoạn 1990–2007, nhưng mực nước tại Vũng Tàu không tăng — dẫn đến kết luận ngập lụt gia tăng có thể do nguyên nhân cục bộ hơn là biến đổi khí hậu toàn cầu.

Trong nước

Tác giả tham chiếu các nghiên cứu về lưu vực sông Thạch Hãn [36] (cân bằng cung-cầu nước), các số liệu quy hoạch và vận hành hệ thống thoát nước Hà Nội qua các giai đoạn [40, 41, 42, 43] và số liệu trận mưa lớn tại Hà Nội 1972–2013 [7].

Khoảng trống luận án lựa chọn

Các nghiên cứu trước hoặc áp dụng phương pháp giải tích trung bình theo mùa (chưa phản ánh tính động của hệ thống), hoặc xử lý riêng lẻ từng vấn đề (úng ngập hoặc ô nhiễm), hoặc chưa xây dựng bộ cơ sở dữ liệu tích hợp đủ để mô phỏng. Luận án lựa chọn tiếp cận hệ thống cân bằng nước mặt nội đô như một hệ thống cân bằng động, xác định các nút mất cân bằng cục bộ bằng mô hình thủy động lực học, đồng thời xem xét mối quan hệ giữa mất cân bằng về lượng và mất cân bằng về chất.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và khái niệm

Luận án xây dựng trên nền tảng lý thuyết cân bằng hệ thống nước (water system balance), dựa trên quy luật bảo toàn vật chất (conservation of mass). Phương trình cân bằng nước cơ bản được sử dụng là [67, 70]:

$$SW_{fin} = SW_0 + \sum_{i=1}^{t}(R_{day} - Q_{surf} - E_a - w_{seep} - Q_{gw})$$

Trong đó: $SW_{fin}$ là lượng nước tồn đọng cuối cùng, $R_{day}$ là lượng mưa ngày, $Q_{surf}$ là dòng chảy tràn bề mặt, $E_a$ là lượng bốc hơi, $w_{seep}$ là lượng nước thấm, $Q_{gw}$ là dòng chảy ngầm.

Tác giả phân biệt ba thành phần dòng chảy trong hệ thống nước mặt nội đô: Q1 (dòng chảy tràn bề mặt), Q2 (dòng chảy cận bề mặt, tức hệ thống cống ngầm khu vực), và Q3 (dòng chảy ngầm). Với đặc thù bê tông hóa cao, Q2 và Q3 được coi là một, đồng thời $w_{seep}$ không ảnh hưởng đến vận hành hệ thống.

Khái niệm trung tâm là nút mất cân bằng (nút MCB) — điểm trong mạng lưới thoát nước mà tại đó trạng thái cân bằng động bị phá vỡ giữa các tuyến dọc (longitudinal) và tuyến ngang (transversal), giữa cống và hồ điều hòa, hoặc giữa cống và sông tiêu.

Phương pháp nghiên cứu

Luận án sử dụng bốn nhóm phương pháp:

1. Kế thừa tài liệu thứ cấp: Thu thập bản đồ, số liệu thủy văn, quy hoạch, số liệu cống — tổng hợp trong Bảng 2.1 (các bản đồ phục vụ tính toán tiêu thoát nước mưa).
2. Quan trắc, lấy mẫu phân tích ô nhiễm: Lấy mẫu tại sông Tô Lịch, sông Kim Ngưu, sông Lừ, sông Sét và các hồ trong điều kiện mực nước cao (trong mưa lũ, bão số 6 ngày 8–9/8/2013) và mực nước cạn (09/9/2013). Phân tích các chỉ số BOD, COD, DO.
3. Khảo sát thực địa: Đo đạc cao độ mặt đường (khu Đội Cấn–Giang Văn Minh, tuyến Văn Cao), đo chiều rộng mương ngầm bê tông Phan Kế Bính, đo cao độ cửa phai Nguyễn Đình Chiều (hồ Bảy Mẫu).
4. Phân tích, kiểm chứng chuyên gia: Phân tích độ tương đồng bằng phần mềm MINITAB phiên bản 14.

Công cụ mô phỏng

Bộ công cụ MIKE FLOOD (do DHI cung cấp bản quyền), kết hợp ba mô-đun:

• MIKE MOUSE (hay MIKE URBAN): mô hình 1 chiều cho mạng lưới cống ngầm và kênh hở.
• MIKE 21: mô hình 2 chiều cho bề mặt tràn.
• Kết nối MIKE MOUSE–MIKE 21 theo phương án được trình bày trong Bảng 2.6.

Nguồn dữ liệu

Bộ cơ sở dữ liệu gồm: số liệu 2.704 tiểu vùng thoát nước được phân chia trong khu vực tính toán; thông số các hố ga (Bảng 2.4), các đoạn cống (Bảng 2.5); mặt cắt thủy lực sông Tô Lịch, sông Lừ (Hình 2.8, 2.9); biểu đồ mưa trạm Láng (30/10–5/11/2008); số liệu mực nước sông Tô Lịch, Kim Ngưu, Lừ, Sét và các hồ tại thời điểm lấy mẫu bão số 6 (Bảng 2.2); số liệu một số trận mưa lớn tại Hà Nội 1972–2013 (Bảng 1.5).

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Cân bằng hệ thống nước, hệ thống cân bằng nước mặt nội đô; hệ thống cân bằng nước Thủ đô Hà Nội

Chương này thiết lập nền tảng lý luận và mô tả đặc điểm đối tượng nghiên cứu. Tác giả giới thiệu phương trình cân bằng nước tổng quát và phân tích ba trường hợp quốc tế (Buda Castle Hill, Chao Phraya, Tp.HCM) để làm rõ luận điểm rằng úng ngập nội đô gắn liền với mất cân bằng nội tại của hệ thống.

Về hệ thống Hà Nội, chương trình bày:

• Đặc điểm địa lý: địa hình dốc Tây–Đông và Bắc–Nam, cao độ nội đô khoảng 6,0–6,8 m, sông Tô Lịch ở mức thấp nhất khoảng 5,7 m, lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 1.655 mm với hơn 80% tập trung mùa mưa (tháng 5–10).
• Lịch sử úng ngập: từ "Đại Việt sử ký toàn thư" ghi lũ tháng 7 âm lịch năm 1270, đến trận lũ tháng 8/1971 mực nước ngoài đê lên 14,13 m, phải phá vỡ đê Cống Thôn Gia Lâm.
• Lưu vực Nhuệ–Đáy (diện tích khoảng 7.600 km²) và mối liên hệ với nội đô qua đập Thanh Liệt (đóng khi mực nước sông Nhuệ > 4,5 m) và trạm bơm Yên Sở (công suất 90 m³/s).
• Hệ thống hồ điều hòa: tổng diện tích khoảng 21,8 km², lớn nhất là nhóm hồ Yên Sở (830,4 ha) và hồ Tây (567 ha). Từ 1986 đến 1996, diện tích mặt nước nội thành giảm 64,49% (không kể hồ Tây).
• Mạng lưới cống: 1.317 km cống, 117,9 km mương và 36,3 km sông (số liệu đến 1/2009, Bảng 1.3), trong đó gần 300 km từ thời Pháp.
• Tình trạng úng ngập sau dự án giai đoạn I (Bảng 1.4): từ 2003 đến 2010, số tuyến đường bị ngập dao động từ 27 (2003) đến 61 (2010), thời gian ngập tối đa từ 4 giờ đến 68 giờ.

Chương 1 kết thúc với tổng quan các mô hình thông dụng trong tính toán tiêu thoát nước đô thị và căn cứ lựa chọn MIKE FLOOD, trong đó SWMM (Storm Water Management Model) của EPA Hoa Kỳ cũng được đề cập so sánh.

Chương 2: Phương pháp nghiên cứu, xây dựng bộ cơ sở dữ liệu, hiệu chỉnh và kiểm định mô hình mô phỏng

Chương này trình bày chi tiết quy trình kỹ thuật. Mạng lưới thủy lực 1 chiều trong MIKE MOUSE được xây dựng từ đặc trưng các kênh hở (Bảng 2.3), thông số từng hố ga (Bảng 2.4) và từng đoạn cống (Bảng 2.5). Khu vực tính toán được chia thành 2.704 tiểu vùng để thiết lập quan hệ mưa–dòng chảy cho từng đơn vị. Mô hình 2 chiều MIKE 21 được xây dựng trên lưới tính toán phủ toàn bộ bề mặt nội đô. Hai mô hình được kết nối theo phương án trong Bảng 2.6.

Hiệu chỉnh mô hình (trận ngập 31/10–1/11/2008)

Trận mưa với tổng lượng 574 mm/3 ngày (Bảng 1.5), mực nước Thanh Liệt 5,6 m. Bảng 2.7 so sánh giá trị thực đo và tính toán — kết quả cho thấy mô hình tái hiện được diện ngập lụt lớn nhất nội thành. Biểu đồ cột và đồ thị so sánh vết lũ thực đo và tính toán (Hình 2.20, 2.21) thể hiện mức độ tương quan giữa hai bộ số liệu.

Kiểm định mô hình (trận ngập 8–9/8/2013)

Trận mưa 274 mm/2 ngày (bão số 6), mực nước Thanh Liệt 5,55 m. Bảng 2.8 so sánh độ ngập sâu tính toán và thực tế. Hình 2.22 thể hiện mức độ tương quan giữa giá trị tính toán và thực đo; mô hình được xác nhận đạt yêu cầu kiểm định.

Chương 3: Kết quả và thảo luận

Chương này là nội dung trung tâm, chia thành ba phần lớn:

Phần 3.1: Đánh giá ô nhiễm môi trường nước mặt nội đô

Kết quả phân tích chất lượng nước hồ và sông nội thành Hà Nội trong hai điều kiện được trình bày tại Bảng 3.1 (mực nước cao, trong lũ 09/8/2013) và Bảng 3.2 (mực nước cạn, 09/9/2013). Phân tích cho thấy chỉ số COD tại cùng một điểm lấy mẫu thay đổi rõ rệt theo ba mức nước khác nhau (Hình 3.3, 3.4, 3.5), khẳng định luận điểm 3 của luận án: hệ thống bị mất cân bằng về chất khi thiếu lượng nước pha loãng nước thải. Độ tương đồng giữa các kết quả được kiểm chứng bằng MINITAB phiên bản 14 (Hình 3.1). Hình 3.6 thể hiện biểu đồ quan hệ giữa độ ô nhiễm và thời gian tích ô nhiễm.

Phần 3.2–3.3: Kết quả mô phỏng hai trận ngập tiêu biểu

Trận ngập 31/10–1/11/2008: Bảng 3.3 liệt kê các điểm phát úng. Diễn tiến ngập được tái hiện từ 4:00 am đến 12:55 pm ngày 31/10 (Hình 3.1–3.12). Tại nút Phan Kế Bính–Đội Cấn, mất cân bằng cục bộ xuất hiện lúc 5:00 am, dẫn đến úng ngập toàn tuyến Đội Cấn lúc 6:00 am và lan sang Cát Linh–Hào Nam lúc 7:00 am.

Trận ngập 8–9/8/2013: Bảng 3.4 liệt kê các điểm phát úng. Các điểm phát úng xuất hiện theo trình tự: Láng Hạ (11:00 am), Chùa Bộc–Tây Sơn–Tô Lịch (11:00 am), Bạch Mai–Thanh Nhàn (11:15 am), Trần Quốc Toản (11:30 am). Phân tích cửa phai Trần Bình Trọng chỉ ra ngưỡng tràn xảy ra lúc 7:30 pm ngày 8/8/2013.

Phần 3.4–3.5: Nguyên nhân úng ngập và giải pháp

Thông qua phân tích mô hình, luận án xác định được 29 nút mất cân bằng trong mạng lưới tiêu thoát nước nội đô hiện tại (Bảng 3.5 phân loại nút MCB, Hình 3.30 thể hiện phân bổ). Các nút MCB này được chia thành hai kịch bản giải pháp:

Kịch bản	Số nút MCB	Phạm vi tác động
Kịch bản 29 nút MCB	29	Toàn bộ hệ thống nội đô
Kịch bản 11 nút MCB	11	Các nút chủ đạo, ưu tiên can thiệp

Bảng 3.6 so sánh số liệu về thời gian ngập và độ ngập sâu giữa phương án 11 nút MCB và 29 nút MCB ứng với lượng mưa tương đương trận 31/10/2008. Kết quả mô phỏng áp dụng kịch bản 29 nút MCB cho thấy tuyến Đội Cấn hết úng ngập hoàn toàn lúc 10:00 am (31/10/2008), trong khi kịch bản 11 nút MCB cải thiện đáng kể nhưng không xử lý hết toàn tuyến.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Luận án tự nêu các đóng góp mới như sau:

Đóng góp 1 — Bộ cơ sở dữ liệu tích hợp

Lần đầu tiên thiết lập bộ cơ sở dữ liệu số hóa, có hệ thống về toàn bộ mạng lưới tiêu thoát nước nội đô Hà Nội (bao gồm hệ thống mương hở, cống ngầm chính), tương ứng với các giai đoạn phát triển lịch sử. Bộ cơ sở dữ liệu đã được đăng ký bản quyền.

Đóng góp 2 — Bộ mô hình thủy động lực học

Xây dựng và hiệu chỉnh bộ mô hình mô phỏng thủy động lực học ứng dụng MIKE FLOOD (kết hợp MIKE URBAN, MIKE 11 và MIKE 21) cho hệ thống nước mặt nội đô Hà Nội, được hiệu chỉnh và kiểm định trên số liệu thực đo của hai trận ngập 2008 và 2013.

Đóng góp 3 — Xác định 29 nút mất cân bằng cục bộ

Thông qua phân tích kịch bản mô phỏng, luận án chỉ ra rằng sự hình thành các điểm phát úng là kết quả của tình trạng mất cân bằng cục bộ tại 29 nút trong hệ thống hiện tại, không phải chỉ do lượng mưa vượt ngưỡng thiết kế tổng thể.

Đóng góp 4 — Giải pháp kỹ thuật theo nút MCB

Từ 29 nút MCB, luận án đề xuất bộ giải pháp kỹ thuật tác động vào các nút mất cân bằng chủ đạo. Kết quả mô phỏng xác nhận tính khả thi của cả hai kịch bản (29 nút và 11 nút).

Kiến nghị

• Áp dụng ngay kịch bản xử lý 11 nút MCB chủ đạo như giải pháp thực tiễn ngắn hạn.
• Sử dụng bộ cơ sở dữ liệu đã được đăng ký bản quyền cho các tính toán và dự báo ngập lụt.
• Cách tiếp cận hệ thống cân bằng nước mặt có thể được áp dụng cho các thành phố khác tại Việt Nam và trên thế giới trong điều kiện tương tự.
• Cập nhật bộ cơ sở dữ liệu theo quy hoạch phát triển Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn 2050.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Luận án không trình bày một mục riêng về hạn chế, song từ phạm vi và nội dung được xác định, có thể nhận thấy một số giới hạn:

• Nghiên cứu tập trung vào lưu vực Tô Lịch và chưa mô phỏng đầy đủ tương tác với hệ thống Nhuệ–Đáy trong các kịch bản mực nước sông Nhuệ dâng cao bất thường.
• Phân tích ô nhiễm nước mặt (mất cân bằng về chất) mang tính nghiên cứu điểm tại một số thủy vực đặc trưng, chưa bao phủ toàn bộ mạng lưới.
• Mô hình chưa tích hợp kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng, vốn được xác định là yếu tố tiềm tàng cho giai đoạn sau năm 2050.
• Việc áp dụng giải pháp 11 nút và 29 nút MCB cần nghiên cứu chi tiết thêm về thiết kế kỹ thuật cụ thể trước khi triển khai thực tế.

---

Giá trị tham khảo

Đối với nghiên cứu sinh và nhà khoa học trong các lĩnh vực môi trường đất và nước, kỹ thuật tài nguyên nước, thủy văn học đô thị: phần xây dựng bộ cơ sở dữ liệu (Chương 2), quy trình hiệu chỉnh và kiểm định MIKE FLOOD, và phương pháp phân tích nút MCB cung cấp một ví dụ ứng dụng có thể tham chiếu cho các nghiên cứu tương tự tại các lưu vực đô thị khác.

Đối với cán bộ quản lý và người làm quy hoạch đô thị: Bảng 1.4 (diễn tiến úng ngập 2003–2010), bộ số liệu trận mưa lớn 1972–2013 (Bảng 1.5), và phân tích nguyên nhân úng ngập qua hai trận 2008 và 2013 cung cấp cơ sở số liệu phục vụ đánh giá hiệu quả các dự án thoát nước giai đoạn I và II.

Đối với đơn vị vận hành hệ thống thoát nước (Công ty TNHH MTV Thoát nước Hà Nội và các đơn vị tương tự): bản đồ 29 nút MCB và kịch bản 11 nút MCB có thể được sử dụng như tài liệu tham chiếu trong việc ưu tiên các hạng mục cải tạo cục bộ.

Đối với nhà làm chính sách trong lĩnh vực quản lý môi trường nước đô thị: mối quan hệ giữa mất cân bằng về lượng (ngập úng) và mất cân bằng về chất (ô nhiễm) được trình bày trong Chương 3 cho thấy hai vấn đề này có cơ sở liên kết, cần được giải quyết đồng thời thay vì tách biệt.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Lưu vực Tô Lịch tiêu thoát nước ra ngoài bằng cơ chế nào?

Lưu vực Tô Lịch là lưu vực kín với hai điều kiện biên: đập Thanh Liệt (mở để thoát nước ra sông Nhuệ khi mực nước sông Nhuệ dưới 4,5 m, đóng lại khi mực nước sông Nhuệ vượt 4,5 m) và trạm bơm Yên Sở (bơm cưỡng bức ra sông Hồng, công suất 90 m³/s, giai đoạn I lắp đặt 45 m³/s). Trong trận bão số 6 ngày 8–9/8/2013, do mực nước sông Nhuệ cao hơn sông Tô Lịch hơn một mét, đập Thanh Liệt được mở theo hướng ngược lại để xả nước sông Nhuệ vào Tô Lịch nhằm tiêu sang sông Hồng qua Yên Sở, tránh vỡ đê.

2. Luận án xác định bao nhiêu nút mất cân bằng cục bộ và phân loại như thế nào?

Thông qua phân tích kết quả mô hình MIKE FLOOD trên hai trận ngập 2008 và 2013, luận án xác định được 29 nút mất cân bằng (nút MCB) trong mạng lưới tiêu thoát nước nội đô hiện tại (Bảng 3.5 phân loại nút MCB, Hình 3.30 phân bổ trên mạng lưới). Từ 29 nút này, 11 nút được xác định là nút MCB chủ đạo, được ưu tiên trong kịch bản giải pháp rút gọn.

3. Mô hình MIKE FLOOD được hiệu chỉnh và kiểm định trên những trận ngập nào, với kết quả như thế nào?

Mô hình được hiệu chỉnh trên trận ngập 31/10–1/11/2008 (tổng lượng mưa 574 mm/3 ngày, Bảng 1.5). So sánh giá trị thực đo và tính toán trình bày tại Bảng 2.7 và Hình 2.20–2.21. Kiểm định được thực hiện với trận ngập 8–9/8/2013 (274 mm/2 ngày, bão số 6, mực nước Thanh Liệt 5,55 m); Bảng 2.8 so sánh độ ngập sâu tính toán và thực tế; Hình 2.22 biểu diễn mức độ tương quan, xác nhận mô hình đạt yêu cầu kiểm định.

4. Mối quan hệ giữa mất cân bằng về lượng (ngập úng) và mất cân bằng về chất (ô nhiễm) được thể hiện như thế nào?

Phân tích mẫu nước tại cùng một thủy vực ở mực nước cao (09/8/2013, trong lũ, Bảng 3.1) và mực nước cạn (09/9/2013, Bảng 3.2) cho thấy chỉ số COD tại cùng một điểm lấy mẫu thay đổi theo ba mức nước khác nhau (Hình 3.3–3.5). Luận án kết luận rằng hệ thống bị mất cân bằng về chất khi không có đủ lượng nước để pha loãng nước thải bị ô nhiễm; ngược lại, khi ngập úng (lượng nước dâng cao), mức độ ô nhiễm ở các thủy vực được giảm thiểu tạm thời do hiệu ứng pha loãng.

5. Kịch bản 11 nút MCB và 29 nút MCB khác nhau về hiệu quả như thế nào khi áp dụng cho trận mưa 31/10/2008?

Bảng 3.6 so sánh số liệu về thời gian ngập và độ ngập sâu giữa hai phương án ứng với lượng mưa tương đương trận 31/10/2008. Kết quả mô phỏng cho thấy kịch bản 29 nút MCB xử lý hoàn toàn úng ngập trên toàn tuyến Đội Cấn lúc 10:00 am (Hình 3.136); kịch bản 11 nút MCB cải thiện đáng kể tình trạng úng ngập tại các nút chủ đạo (Hình 3.135) nhưng không đạt mức xử lý hoàn toàn như kịch bản 29 nút.

---

Kết luận

Luận án của Phạm Mạnh Cổn xây dựng và kiểm định bộ mô hình thủy động lực học MIKE FLOOD cho lưu vực Tô Lịch, trên nền bộ cơ sở dữ liệu số hóa có hệ thống được đăng ký bản quyền — đây là bộ dữ liệu tích hợp đầu tiên bao phủ toàn bộ mạng lưới tiêu thoát nước nội đô Hà Nội. Phân tích kịch bản mô phỏng xác định 29 nút mất cân bằng cục bộ là nguyên nhân trực tiếp gây nên úng ngập nội đô, thay vì quy nguyên nhân thuần túy về lượng mưa vượt ngưỡng thiết kế tổng thể. Luận án đề xuất hai kịch bản giải pháp kỹ thuật (11 và 29 nút MCB) và xác nhận tính khả thi qua mô phỏng, cung cấp cơ sở khoa học cho việc ưu tiên can thiệp từng bước. Mối quan hệ giữa mất cân bằng về lượng (ngập úng) và mất cân bằng về chất (ô nhiễm nước mặt) được làm rõ thông qua phân tích mẫu nước tại hai điều kiện mực nước đối lập, góp phần định hướng cách tiếp cận tích hợp trong quản lý môi trường nước đô thị.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Hà Nội “Ở giữa khu vực trời đất, được thế rồng chầu hổ phục, chính giữa nam bắc đông tây, tiện nghi núi sông sau trước. Mặt đất rộng mà bằng phẳng, thế đất cao mà sáng sủa, dân cư không khổ, thấp tối tăm, muôn vật hết sức tươi tốt phồn thịnh. Xem khắp nước Việt, đó là nơi thắng địa, thực là chỗ tụ hội quan yếu của bốn phương, đúng là nơi thượng đô kinh sư mãi muôn đời” [38]. Với lời lẽ súc tích của “Chiếu dời Đô”, Lý Công Uẩn đã xuất sắc lƣu lại cho con cháu muôn đời sau hiểu đƣợc những gì mà Ông đã lựa chọn cho một Thủ Đô muôn đời.

Những điều mộc mạc và tƣởng nhƣ đơn giản ấy: “rộng mà bằng phẳng”…“cao và sáng sủa”…“dân cƣ không khổ, thấp tối tăm, muôn vật hết sức tƣơi tốt phồn thịnh”, v. chính là sự tổng hợp một cách sinh động của những khảo sát và đánh giá về môi trƣờng Hà Nội tại thời điểm đó; hơn thế nữa, đó còn là tiêu chí cho môi trƣờng của Thủ Đô hơn một nghìn năm sau. Nằm ở vị trí từ 20°53' đến 21°23' độ vĩ Bắc và 105°44' đến 106°02' độ kinh Đông, đƣợc che chắn ở phía Bắc - Đông Bắc bởi dãy Tam Đảo và ở phía Tây bằng dãy núi Ba Vì - Tản Viên, Thủ Đô Hà Nội nằm trong vùng tam giác châu thổ sông Hồng, là một trong những vựa lúa quan trọng nhất trong suốt chiều dài lịch sử của nƣớc Việt từ hàng ngàn năm nay, là trung tâm địa chính trị quan trọng nhất của nƣớc cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam [11]. Đó là Hà Nội, địa linh nhân kiệt, Thủ Đô ngàn đời của non sông đất Việt, thành phố vì hòa bình (City of Peace) nhƣ tổ chức Khoa học Văn hóa và Giáo dục thế giới (UNESCO) đã vinh danh vào ngày 16/7/1999 [68].

Tính cấp thiết của nghiên cứu Xuyên suốt chiều dài lịch sử phát triển nghìn năm văn hiến, luôn đóng vài trò là trung tâm của các hoạt động giữ nƣớc và dựng nƣớc, Hà Nội đã không chỉ chứng kiến những thời kỳ phát triển thịnh vƣợng mà còn là chứng tích của nhiều giai đoạn thăng trầm của đất nƣớc. 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Vào những năm đầu của thế kỷ 21, Hà Nội đã có dân số hơn 6 triệu ngƣời, trong đó có hơn 1,5 triệu dân đang sống và làm việc trong khu vực nội thành với mật độ rất cao. Trong khi mật độ dân số trung bình của Hà Nội là 1.979 ngƣời/km², thì tại một số quận, thí dụ nhƣ quận Đống Đa, mật độ dân số lên tới 35.341 ngƣời/km² [10, 42]. Hơn thế nữa, trong bối cảnh hội nhập và mở cửa hiện nay, sự phát triển của Hà Nội nói chung và việc bùng nổ trong mở rộng nội đô ra các đô thị ngoại vi song hành với quá trình bê tông hóa nội đô Hà Nội nói riêng đã cho thấy những tiêu chuẩn về một môi trƣờng xanh, sạch đẹp nhƣ Lý Công Uẩn đặc tả trong Chiếu dời Đô đã bị vƣợt quá giới hạn, một trong những biểu hiện đó chính là tình trạng mất cân bằng trầm trọng về môi trƣờng nƣớc của Thủ Đô.

Chỉ từ đầu năm 2008 đến giữa năm 2010, UBND thành phố Hà Nội đã phê duyệt cho 223 dự án nhà cao tầng (từ 9 tầng trở lên) đƣợc phép đầu tƣ. Điều này giải thích một phần lý do tăng dân số tại bốn quận nội thành Hà Nội cũ trƣớc năm 1995, từ khoảng 80 vạn ngƣời lên tới hơn 1,5 triệu ngƣời tại nội thành hiện nay. Trong khi đó, các quy hoạch cải tạo, nâng cấp các hệ thống hạ tầng kỹ thuật trong các giai đoạn khác nhau đã không đạt tính kế thừa, do đó không phát huy đƣợc hiệu quả đầu tƣ và đây đƣợc coi là những nguyên nhân cơ bản làm cho môi trƣờng nƣớc mặt nội thành xuống cấp, bị ô nhiễm nặng nề [15]. Thực tế đã chỉ ra rằng, dù đã có rất nhiều tiến bộ với các kế hoạch cải tạo mạng lƣới tiêu thoát nƣớc ngắn, trung và dài hạn, cho đến thời điểm này, khu vực nội đô của Hà Nội vẫn luôn bị đe dọa bởi úng ngập mỗi khi có bão và mƣa về [15].

Ngay cả sau dự án thoát nƣớc giai đoạn I với các công trình đầu mối đƣợc cải tạo nhằm mục đích thoát úng với lƣợng mƣa 172 mm/2ngày, tình trạng úng ngập của nội đô Hà Nội vẫn có nhiều diễn tiến phức tạp, khó kiểm soát và diễn ra nhiều lần hàng năm [42]. Bên cạnh việc úng ngập chƣa đƣợc kiểm soát, tình trạng ô nhiễm môi trƣờng nƣớc của nội đô Hà Nội cũng đang là vấn đề nan giải: “Hệ thống thoát nƣớc ở Hà Nội cũ cũng nhƣ ở nhiều đô thị khác trong thủ đô Hà Nội, đều là hệ 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] thống chắp vá giữa khu cũ và khu mới, giữa lạc hậu và hiện đại, chƣa có hệ thống thoát nƣớc thải riêng với thoát nƣớc mƣa. Hiện nay, Hà Nội cũ mới xử lý đƣợc khoảng 5% nƣớc thải sinh hoạt, còn lại 95% nƣớc thải sinh hoạt đô thị chỉ đƣợc xử lý sơ bộ rồi đổ thẳng vào sông, hồ, gây ra ô nhiễm trầm trọng môi trƣờng nƣớc mặt” [15]. Đã có nhiều nghiên cứu khoa học và thực tiễn trong việc giải quyết tình trạng ngập úng và ô nhiễm môi trƣờng nƣớc Hà Nội, song chƣa có những giải pháp thực sự hữu hiệu, kết hợp đƣợc việc giải quyết tình trạng úng ngập và giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng nƣớc của nội đô [29].

Bên cạnh đó, các bộ cơ sở dữ liệu đã có còn phân tán, chƣa đƣợc tổ chức đầy đủ và đồng bộ; dẫn đến tình trạng không hiệu quả trong hợp tác về ứng dụng mô phỏng để có thể chỉ ra đƣợc nguyên nhân và lƣợng hóa tình trạng mất cân bằng của môi trƣờng nƣớc nội đô Hà Nội. Trong bối cảnh đó, nhằm góp phần khắc phục các thiếu sót nêu trên, tác giả thực hiện đề tài “Nghiên cứu cơ sở khoa học mô phỏng hệ thống cân bằng nước mặt trong úng ngập khu vực nội thành Hà Nội”. Mục tiêu của nghiên cứu a. Thiết lập bộ cơ sở dữ liệu phục vụ nghiên cứu hệ thống cân bằng nƣớc mặt khu vực nội đô Hà Nội.

Xác định các yếu tố quyết định trong hệ thống cân bằng nƣớc mặt của khu vực nghiên cứu, chỉ ra những nguyên nhân làm mất cân bằng hệ thống về chất và lƣợng (ô nhiễm, ngập úng). Đề xuất giải pháp, góp phần khắc phục tình trạng mất cân bằng cho hệ thống tiêu thoát nƣớc nội đô, từng bƣớc giảm thiểu tình trạng ngập úng và cải thiện ô nhiễm cho môi trƣờng nƣớc của Thủ Đô, từ cục bộ đến tổng thể. 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Phạm vi và nội dung nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu: Lƣu vực sông Tô Lịch, bao gồm các quận nội thành nhƣ Ba Đình, Hoàn Kiếm, Hai Bà Trƣng, Đống Đa và một phần các quận Tây Hồ, Cầu Giấy, Thanh Xuân và Hoàng Mai, cùng với toàn bộ hệ thống tiêu thoát nƣớc từ hệ thống sông tiêu hở, hệ thống cống ngầm cho đến hệ thống hồ điều hòa cũng nhƣ các cơ sở hạ tầng là phạm vi không gian của nghiên cứu.

Nghiên cứu tiến hành trên cả hai phƣơng diện của hệ thống cân bằng nƣớc mặt; cân bằng về lƣợng - tức nghiên cứu về úng ngập trong mùa mƣa bão và cân bằng về chất - tức nghiên cứu về ô nhiễm nƣớc mặt tại một số thủy vực bị ảnh hƣởng thƣờng xuyên trong các thay đổi về ô nhiễm và úng ngập đan xen. Cho đến nay, tình trạng mất cân bằng của môi trƣờng nƣớc nội đô Hà Nội là kết quả của quá trình phát triển Thủ Đô trải qua nhiều giai đoạn lịch sử. Bộ cơ sở dữ liệu đƣợc tập hợp và phát triển trong nghiên cứu thể hiện tính kế thừa và phát triển, đƣợc cập nhật theo thời gian, chú trọng đến quy hoạch phát triển của Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn năm 2050. Nội dung của nghiên cứu được xác định như sau: d.

Nghiên cứu tổng quan về hệ thống cân bằng nƣớc, những vấn đề úng ngập và ô nhiễm nƣớc mặt vùng nội đô Hà Nội theo luận điểm hệ thống cân bằng nƣớc e. Xây dựng bộ cơ sở dữ liệu phục vụ nghiên cứu hệ thống cân bằng nƣớc mặt nội đô Hà Nội f. Ứng dụng công cụ mô phỏng để nghiên cứu mất cân bằng về lƣợng của hệ thống g. Nghiên cứu điểm về ô nhiễm nƣớc mặt tại một số thủy vực đặc trƣng trong quan hệ lƣợng và chất trên quan điểm hệ thống cân bằng nƣớc h.

Nghiên cứu và xác định nguyên nhân úng ngập, tìm ra quy luật giữa mất cân bằng hệ thống và úng ngập, trên cơ sở đó, đề xuất các bộ giải pháp. 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Đóng góp mới của luận án Trong quá trình nghiên cứu về hệ thống cân bằng nƣớc mặt đối với khu vực nội đô Hà Nội, luận án đã tập hợp và xây dựng đƣợc bộ cơ sở dữ liệu đầy đủ về hệ thống tiêu thoát nƣớc nội đô; bao gồm các hệ thống mƣơng hở, hệ thống cống ngầm chính của toàn bộ khu vực tƣơng ứng với các giai đoạn phát triển. Bộ cơ sở dữ liệu này đƣợc tổ chức có hệ thống, số hóa, đã thể hiện tính ứng dụng và hiệu quả cao trong việc mô phỏng cũng nhƣ sử dụng các kết quả này để xây dựng bộ mô hình mô phỏng úng ngập cho hệ thống nƣớc mặt nội đô Hà Nội.

Luận án đã có những đóng góp mới nhƣ sau: 1. Các kết quả thu đuợc từ bộ mô hình mô phỏng thủy động lực học (ứng dụng với MIKE FLOOD kết hợp từ các mô đun MIKE URBAN, MIKE 11 và MIKE 21) đƣợc thiết lập theo các quy trình mô phỏng đã hiệu chỉnh và kiểm nghiệm trên bộ cơ sở dữ liệu đo đạc của hệ thống cân bằng nƣớc mặt tƣơng ứng. Những phân tích từ kịch bản mô phỏng đã chỉ ra đƣợc các mối liên hệ trong hoạt động có tính động của hệ thống tiêu thoát nƣớc mặt nội đô. Việc hình thành các điểm phát úng và úng ngập là kết quả của tình trạng mất cân bằng cục bộ gây ra.

Luận án đã xác định đƣợc 29 nút mất cân bằng cục bộ trong hệ thống hiện tại của mạng tiêu thoát nƣớc nội đô; chính tình trạng mất cân bằng cục bộ từ các nút mất cân bằng này là nguyên nhân gây nên úng ngập cho khu vực nội đô Hà Nội.