0

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

_______________________

PHẠM MẠNH CỔN

NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC MÔ PHỎNG

HỆ THỐNG CÂN BẰNG NƢỚC KHU VỰC

NỘI THÀNH HÀ NỘI

Chuyên ngành: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Mã số: 62440303

(DỰ THẢO) TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Hà Nội - 2014

1

Công trình được hoàn thành tại: Khoa môi trường, Đại học khoa học tự nhiên

Người hướng dẫn khoa học:

1. PGS TS PHẠM QUANG HÀ

2. PGS TS NGUYỄN MẠNH KHẢI

Phản biện: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Phản biện: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Phản biện: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Quốc gia chấm luận án

tiến sĩ họp tại . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

vào hồi giờ ngày tháng năm 20...

Có thể tìm hiểu luận án tại:

- Thư viện Quốc gia Việt Nam

- Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội

2

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”.

Nằm ở vị trí từ 20°53' đến 21°23' độ vĩ Bắc và 105°44' đến 106°02' độ kinh Đông, được che

chắn ở phía Bắc-Đông Bắc bởi dãy Tam Đảo và ở phía Tây bằng dãy núi Ba Vì - Tản Viên, Hà Nội ở

trọn trong vùng tam giác châu thổ sông Hồng, là một trong những vựa lúa của nước Việt từ hàng ngàn

năm nay và là trung tâm địa chính trị của nước Việt Nam.

1. Tính cấp thiết của nghiên cứu

Cùng với bề dày lịch sử phát triển giữ nước và dựng nước nghìn năm văn hiến, Hà Nội đã thay

đổi diện mạo một cách cơ bản trong những năm đầu của thế kỷ 21 với số dân của thành phố lên hơn

6 triệu người, trong đó có hơn 1,5 triệu dân và công nhân viên chức đang sống và làm việc trong khu

vực nội thành của Hà Nội với mật độ có thể nói rất cao. Trong khi trung bình của Hà Nội là 1.979

người/km², thì mật độ dân số của quận Đống Đa lên tới 35.341 người/km².

Trong bối cảnh hội nhập và mở cửa, cùng với mật độ dân số tập trung cao và xu hướng tăng

nhanh về mặt cơ học, sự phát triển của Hà Nội nói chung trong việc mở rộng các đô thị ngoại vi và

quá trình bê tông hóa của nội đô Hà Nội nói riêng đã tự thân gây nên tình trạng mất cân bằng trầm

trọng về môi trường nước cho Thủ Đô.

Chỉ từ đẩu năm 2008 đến giữa năm 2010, đã có 223 dự án nhà cao tầng (từ 9 tầng trở lên) được

UBND thành phố Hà Nội phê duyệt cho đầu tư. Điều này giải thích một phần lý do tăng dân số bốn

quận nội thành Hà Nội cũ trước năm 1995, từ khoảng 80 vạn người lên tới 1,2 triệu tại nội thành hiện

nay. Trong khi đó, hầu như không có quy hoạch cải tạo, nâng cấp hệ thống hạ tầng kỹ thuật và hệ

thống hạ tầng xã hội v.v. . Điều này được coi là một trong những nguyên nhân cơ bản làm cho môi

trường nội thành xuống cấp, bị ô nhiễm nặng nề.

Thực tế đã chỉ ra rằng, dù đã có rất nhiều tiến bộ với các kế hoạch cải tạo mạng lưới tiêu thoát

nước ngắn, trung và dài hạn, cho đến thời điểm này, khu vực nội đô của Hà Nội vẫn luôn bị đe dọa

hàng năm bởi úng ngập mỗi khi có bão và mưa. Sau dự án thoát nước giai đoạn I với các công trình

đầu mối được cải tạo nhằm mục đích thoát nước mưa với lượng mưa 172mm/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.

Bên cạnh việc úng ngập chưa được kiểm soát, tình trạng ô nhiễm môi trường nước của nội đô

Hà Nội cũng đang là vấn đề nan giải: “Hệ thống thoát nước ở Hà Nội cũ cũng như ở nhiều đô thị

khác trong thủ đô Hà Nội, đều là hệ thống chắp vá giữa khu cũ và khu mới, giữa lạc hậu và hiện đại.

Chưa có hệ thống thoát nước thải riêng với thoát nước mưa. Hiện nay, Hà Nội cũ mới xử lý được

khoảng 5% nước thải sinh hoạt, còn lại 95% nước thải sinh hoạt đô thị chỉ xử lý sơ bộ rồi đổ thẳng

vào sông, hồ, gây ra ô nhiễm trầm trọng môi trường nước mặt”.

Thực chất, môi trường nước của nội đô Hà Nội đang bị mất cân bằng trầm trọng cả về lượng

(úng ngập) và chất (ô nhiễm). Cho đến nay, chưa có một nghiên cứu nào đủ sức thuyết phục, xác định

được mối liên hệ mật thiết giữa mất cân bằng với tình trạng úng ngập và ô nhiễm của môi trường

nước nội đô Hà Nội.

Bên cạnh đó, còn thiếu những bộ cơ sở dữ liệu đầy đủ và đồng bộ, cùng với những công cụ

ứng dụng phù hợp để có thể chỉ ra được nguyên nhân và lượng hóa tình trạng mất cân bằng của môi

trường nước nội đô Hà Nội.

3

Trong bối cảnh đó, trên quan điểm hệ thống, tác giả thực hiện đề tài “NGHIÊN CỨU CƠ SỞ

KHOA HỌC MÔ PHỎNG HỆ THỐNG CÂN BẰNG NƢỚC KHU VỰC NỘI THÀNH HÀ

NỘI”.

2. Mục tiêu của nghiên cứu:

a. Cung cấp cơ sở khoa học, thiết lập bộ cơ sở dữ liệu phục vụ nghiên cứu hệ thống cân bằng

nước khu vực nội đô Hà nội.

b. Xác định các yếu tố quyết định trong hệ thống cân bằng nước của khu vực nghiên cứu; chỉ

ra những nguyên nhân làm mất cân bằng cho hệ thống về chất và lượng (ngập úng, ô

nhiễm);

c. Đề xuất giải pháp khắc phục tình trạng mất cân bằng cục bộ và tổng thể của nội đô Hà

Nội; từng bước cải thiện tình trạng ngập úng và ô nhiễm của môi trường nước Hà Nội.

3. Phạm vi và nội dung nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu:

Lưu vực Tô Lịch, với hệ thống tiêu thoát nước bao gồm toàn bộ các yếu tố cấu thành, nằm

trong phạm vi không gian của nghiên cứu. Cụ thể, nghiên cứu tập trung tại các quận nội thành như Ba

Đình, Hoàn Kiếm, Hai Bà Trưng, Đống Đa.

Nghiên cứu tiến hành trên cả hai phương diện của hệ thống cân bằng nước; cân bằng về lượng-

tức nghiên cứu về úng ngập trong mùa mưa bão và quan hệ cân bằng chất- tức nghiên cứu về ô nhiễm

nước mặt tại một số thủy vực đặc trưng.

Nội dung nghiên cứu:

Các nội dung của nghiên cứu được xác định như sau:

1. Nghiên cứu tổng quan về hệ thống cân bằng nước; những vấn đề úng ngập và ô nhiễm

nước mặt vùng nội đô Hà Nội và tương tự theo luận điểm hệ thống cân bằng nước

2. Xây dựng bộ cơ sở dữ liệu (CSDL) phục vụ nghiên cứu hệ thống cân bằng nước nội đô Hà

Nội.

3. Nghiên cứu mất cân bằng (MCB) về lượng của hệ thống với ứng dụng của công cụ mô

phỏng. Nghiên cứu điểm về ô nhiễm nước mặt tại một số thủy vực đặc trưng trong quan

hệ lượng và chất trên quan điểm hệ thống cân bằng nước.

4. Nghiên cứu mối liên quan giữa MCB hệ thống và úng ngập; trên cơ sở đó, đề xuất các bộ

giải pháp.

4. Những đóng góp mới của nghiên cứu:

- Luận án làm sáng tỏ luận điểm về hệ thống cân bằng nước và hệ thống cân bằng nước nội đô Hà

Nội. Việc đưa ra khái niệm về hệ thống cân bằng nước cho hệ thống tiêu thoát nước nội đô trong

mối liên quan hữu cơ giữa hiện tượng úng ngập và ô nhiễm là một tính mới về lý luận.

- Nghiên cứu tập hợp và xây dựng được bộ cơ sở dữ liệu (CSDL) trong các giai đoạn phát triển của

nội đô; bộ CSDL này được tổ chức có hệ thống và số hóa mang tính ứng dụng cao, có thể phục vụ

cho công tác quản lý, xử lý và dự báo úng ngập cho thủ đô Hà Nội hiện tại và tương lai, là một

đóng góp mới.

- Từ bộ CSDL chuẩn, áp dụng nghiên cứu mô hình mô phỏng động trong thời gian thực tế theo

hướng hệ thống cân bằng động; luận án cũng chỉ ra được các mối liên hệ mang tính qui luật liên

quan đến tình trạng úng ngập, các điểm phát úng, mất cân bằng cục bộ và hệ thống.

4

- Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp kỹ thuật trên quan điểm xử lý tính chất mất cân bằng của hệ

thống cấn bằng nước nội đô để cải thiện tình trạng úng ngập và góp phần quản lý môi trường

nước cho Hà Nội.

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của nghiên cứu

Ngoài những đóng góp mới có ý nghĩa khoa học đã nêu ở phần trên, nghiên cứu này lần đầu tiên

làm sáng tỏ luận điểm nghiên cứu hệ thông cân bằng nước áp dụng cho việc xác định nguyên nhân

mất cân úng ngập là việc mất cân bằng trong hệ thống cân bằng nước của đô thị có thể kiểm soát được

thông qua công cụ mô phỏng, từ đó đưa ra một bộ giải pháp lượng hóa trong không gian và theo thời

gian mang tính chủ động và ứng dụng cho các hệ thống cân bằng nước khu vực đô thị.

Các cơ quan quản lý và thực thi các dự án phòng và chống ngập lụt cho nội đô của Hà Nội cũng

như các đơn vị nghiên cứu chuyên ngành có thể sử dụng bộ CSDL của luận án, cũng như có thể ứng

dụng các bộ giải pháp được nghiên cứu.

Chủ thuyết nghiên cứu hệ thống cân bằng nước với các kết quả là các bộ giải pháp úng ngập cho

môi trường nước nội đô của Hà Nội có thể được áp dụng cho các thành phố với điều kiện tương tự của

Việt Nam.

6. Cấu trúc của luận án

Luận án được trình bày trong 148 trang, 200 bảng và hình vẽ, được bố cục theo 3 chương bao

gồm phần mở đầu, chương 1: Nghiên cứu tổng quan; chương 2: Vật liệu và phương pháp; chương 3:

Kết quả và thảo luận; tiếp theo là kết luận và kiến nghị. Ở phần cuối là danh mục các 7 công trình

nghiên cứu của tác giả đã công bố và tài liệu tham khảo.

Chƣơng 1 của luận án trình bày những vấn đề tổng quan về hệ thống cân nước, điều kiện tự

nhiên và các yếu tố đặc thù tác động đến tình trạng mất cân bằng về lượng và chất của khu vực nội đô

thuộc lưu vực sông Tô Lịch trong quá trình phát triển và xây dựng Hà Nội, các nghiên cứu về mô

phỏng.

Luận điểm nghiên cứu của luận văn được trình bày tại phần cuối của chương 1.

Chƣơng 2 của luận văn đề cập đến các vấn đề cụ thể của phương pháp nghiên cứu, vật liệu

nghiên cứu, các qui trình xây dựng bộ cơ sở số liệu (CSDL) cũng như vật liệu phục vụ cho luận án.

Chƣơng 3 của luận án trình bày các kết quả và thảo luận về các kết quả xây dựng CSDL; mô

phỏng của hệ thống cân bằng nước khu vực nội đô Hà Nội tại hai trận ngập úng đặc trưng, 31/10-

1/11/2008 và 6-8/8/2013 tại nội đô; tiếp đó, những phân tích mất cân bằng động (MCB) trong hệ

thống cân bằng nước của một số tuyến phố đặc trưng được nghiên cứu chi tiết. Thông qua các kết quả

này, nghiên cứu đưa ra được bản đồ các điểm phát úng ngập của khu vực nội đô và tiếp đó chỉ ra được

nguyên nhân trực tiếp gây ra tình trạng úng ngập lâu nay của nội đô Hà Nội là mất cân bằng trong hệ

thống cân bằng nước. Một số kết quả phân tích một tính chất môi trường nước trong mùa lũ ở một số

thủy vực điển hình đã làm rõ hơn về tính đồng nhất tương đối phổ biến chất lượng nước mùa lũ tại các

điểm lấy mẫu cho thấy quan hệ giữ chất và lượng trong hệ thống cân bằng môi trường nước. Tiếp theo

luận án phân tích các kịch bản và đề xuất giải pháp xử lý úng ngập cho nội đô.

Cuối cùng là phần kết luận và kiến nghị của luận án.

5

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CÂN BẰNG NƢỚC;

HỆ THỐNG CÂN BẰNG NƢỚC THỦ ĐÔ HÀ NỘI VÀ KHU VỰC NỘI ĐÔ;

CƠ SỞ KHOA HỌC MÔ PHỎNG

1.1. Tổng quan về các hệ thống cân bằng nƣớc.

Sự tồn tại của một hệ thống nước luôn phục vụ cho một mục đích cụ thể; đó có thể là một hệ

thống nước tự nhiên, hình thành và tự cân bằng vận hành trong những điều kiện tự nhiên, thí dụ như

các hệ thống sông, hồ tự nhiên trong các hoạt động phục vụ giao thông thủy và tưới tiêu phục vụ nông

nghiệp; nhiều hệ thống nước khác được nghiên cứu có thể là các hệ thống cung cấp nước sinh hoạt

cho một thành phố, một khu dân cư v.v...

Cân bằng của các hệ thống nước đó chính là các quá trình từ nghiên cứu lý thuyết đến các

phương pháp tác động vào hệ thống để tìm ra được qui luật chi phối, nhằm làm cho các hệ thống đó

đạt được một (hay nhiều) mục đích tối ưu trong mục đích tồn tại và vận hành.

Có nhiều cách để diễn đạt về cân bằng của các hệ thống nước mà một trong số đó là biểu

thức dưới đây:

= +∑

Trong đó: : Lượng nước cuối cùng tồn đọng lại trên mặt đất sau các quá trình thủy văn (đơn vị đo mm

H20)

: Lượng nước chảy thoát trên bề mặt (runoff) tại ngày i

: Lượng nước thoát bốc hơi tại ngày i : Lượng nước thấm vào từ vùng biên

: Lượng nước chảy ngược tại ngày i

Các nghiên cứu tổng quan về cân bằng hệ thống nước được trình bày trong các mục nhỏ sau đây:

1.1.1 Cân bằng nước hệ thống lưu vực sông Kiến Giang, tỉnh Quảng Bình

1.1.2 Cân bằng nước hệ thống nước khu vực đồi Buda Castle Hill (Budapet-Hungary)

1.1.3 Yếu tố cân bằng của hệ thống đối với lưu vực Chao Phraya (Bangkok, Thái Lan)

1.2 Cân bằng nƣớc thủ đô Hà Nội

Nghiên cứu tổng quan đã xem xét vấn đề cân bằng của lưu vực Chao Phraya của Bangkok. Tại

đây, thủ đô Bangkok đã phải hứng chịu trận lụt lớn nhất trong hàng trăm năm qua, gây nhiều thiệt hại

về người (657 người chết) và thiệt hại hàng tỷ đô la (1,440 tỷ Bat, tương đương 3,5 tỷ USD).

Tại phần tổng quan này, việc ứng dụng công cụ mô phỏng để giải quyết bài toán cân bằng tổng

thể về lũ lụt cho lưu vực Chao Phraya đã được đề cập với việc áp dụng công nghệ mô phỏng của Viện

Thủy lực Đan Mạch (DHI) nhằm giải quyết tận gốc rễ nguyên nhân úng ngập cho thủ đô Bangkok.

Nghiên cứu tổng quan cũng nghiên cứu về cân bằng nước của thủ đô Hà Nội trên quan điểm

thủ đô Hà Nội là một hệ thống độc lập và khép kín một khi được xem xét trong tổng thể một hệ

thống mà ở đó, sự chi phối của đập thủy điện Hòa Bình là một yếu tố để đảm bảo yếu tố cân bằng cho

hệ thống trên quan điểm lũ lụt do nước từ sông Hồng gây nên (phần 1.2.2 của tổng quan).

Tiếp đó, hệ thống nước lưu vực Nhuệ-Đáy đã được nghiên cứu xem xét; các yếu tố cân bằng

liên quan đến nguyên nhân úng ngập và đe dọa úng ngập đối với nội đô Hà Nội đã được đề cập.

6

Những nghiên cứu trong phần tổng quan về cân bằng các hệ thống nước dẫn đến việc nghiên

cứu xem xét hệ thống nước nội đô Hà Nội là một hệ thống đặc thù, hội đủ các điều kiện cần và đủ để

có thể nghiên cứu tổng thể lưu vực nội đô Hà Nội là một hệ thống cân bằng nước.

1.2.1. Hiện trạng hệ thống tiêu thoát nước của nội đô Hà Nội

Hình 1-18: Hệ thống cân bằng nước nội đô nằm trong lưu vực Tô Lịch

Hình 1-19: Sơ đồ hệ thống thoát nước của nội đô Hà Nội

Lưu vực sông Tô Lịch có 4 con sông có cùng chức năng thoát nước thải và nước mưa chính

cho toàn bộ khu vực nội đô:

+ Lưu vực sông Tô Lịch, lấy sông Tô Lịch có chiều dài 7.036m làm chủ thể, diện tích

khoảng 7759 ha được chia thành 7 tiểu lưu vực nhỏ là Tô Lịch, Lừ, Sét, Kim Ngưu, Hoàng Liệt, Yên

Sở và hồ Tây gồm toàn bộ các quận Hoàn Kiếm, Ba Đình, Hai Bà Trưng, Đống Đa, một phần các

quận Thanh Xuân, Hoàng Mai, Cầu Giấy.

Các tiểu lưu vực thoát nước trong lưu vực sông Tô Lịch được hình thành theo điều kiện tự

nhiên và theo các trục sông nhỏ trong nội thành gồm các sông Tô Lịch, Lừ, Sét và Kim Ngưu. Nước

thải và nước úng được thoát ra đập Thanh Liệt là chính, song tùy thuộc vào mực nước tại sông Nhuệ

mà nước thoát úng (kể cả nước úng tại sông Nhuệ) được thoát qua hướng trạm bơm Yên Sở.

7

Hình 1-20: Vị trí một số hồ trong nội đô Hà Nội

Chỉ tính riêng trên địa bàn nội thành Hà Nội từ năm 1986 đến năm 1996, diện tích mặt nước

đã giảm 64,49% (không kể hồ Tây. Nguồn: đề tài cấp nhà nước KHCN 07.11, 1998).

Tổng diện tích ao hồ là 21,8 km2, trong đó lớn nhất là nhóm hồ Yên Sở (830,4 ha), hồ Tây

(567 ha).

Dự án thoát nước Hà Nội giai đoạn 1 đã xây dựng cụm hồ điều hoà đầu mối Yên Sở phục vụ

trạm bơm nước mưa Yên Sở công suất là 90m3/s. Cụm hồ điều hòa này gồm 5 hồ được nối thông với

nhau, tổng thể tích các hồ là 4.083m3.

Đến thời điểm kết thúc dự án giai đoạn I, các hồ sau đây đã được cải tạo đồng bộ như nạo vét

đến cao độ thiết kế, kè bờ, nạo vét, làm đường dạo, cây xanh, chiếu sáng: Trúc Bạch, Thủ Lệ, Giảng

Võ, Ngọc Khánh, Thành Công, Ba Mẫu, Kim Liên, Thiền Quang, Hoàn Kiếm, Hai Bà, Nghĩa Đô 1,

Xã Đàn, Phương Liên 2, Bảy Mẫu, Thanh Nhàn 1 và Thanh Nhàn 2), 21 hồ khác sẽ được cải tạo

trong các dự án đang thực hiện trong dự án giai đoạn II.

Hình 1-24: Sơ đồ thoát nước nội đô sau giai đoạn II

8

1.2.2 Mất cân bằng lượng trong hệ thống cân bằng nước nội đô Hà Nội sau dự án thoát nước

nhằm cải tạo môi trường Hà Nội

Trên thực tế, dự án thoát nước nhằm cải tạo môi trường Hà Nội, bao gồm dự án giai đoạn I và

giai đoạn II đều bị thi công chậm. Nếu như kế hoạch đặt ra phải hoàn thành dự án I vào năm 2000 và

cho dự án II là vào năm 2005, thì do chậm trễ của qui trình thủ tục xây dựng cơ bản cũng như qui

định của nhà tài trợ, cộng thêm những khó khăn trong việc giải phóng mặt bằng, v.v. do đó, dự án I

chỉ được thi công vào năm 1998 và hoàn thành vào năm 2005. Còn đối với dự án II, gói thầu đầu tiên

chỉ được thi công vào ngày 13/11/2008.

- Một thực tế là sau khi Dự án II được triển khai, tình trạng ngập úng của nội đô Hà Nội chưa

được cải thiện một cách rõ rệt. Không kể tới trận ngập lụt 10/2008 lịch sử với vũ lượng

574mm/3 ngày có thể nằm ngoài những tính toán về biên độ tới hạn của dự án, song trong

những năm tiếp theo, nội đô Hà Nội liên tục chịu cảnh ngập lụt hàng năm.

- Sau cơn mưa rào sáng 13/7/2010, rất nhiều nơi tại nội đô Hà Nội đã bị ngập nặng. Nhiều

người dân đánh giá rằng trận ngập do mưa rào có thể nghiêm trọng hơn cả trận ngập

31/10/2008.

Ảnh 1-5a: Xe ôtô bị chết máy do ngập nước trên đường Trần Quốc Toản ngày 13/7/2010

(trái), có nơi ngập gần 1m (phố Quang Trung-phải)-(Nguồn VTC- Ảnh Hoàng Hà).

1.3 Ô nhiễm của Lƣu vực Nhuệ Đáy và khu vực nội đô-Mất cân bằng chất

1.3.1 Hiện trạng ô nhiễm nguồn nước sông

Chất lượng nước của 2 sông Nhuệ - Đáy đã được cảnh báo ở mức độ từ ô nhiễm trung bình đến

ô nhiễm nặng, nặng nhất là đoạn từ Cống Thần, Đồng Quan chảy về phía Hà Đông. Theo dự báo của

Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, tải lượng ô nhiễm vào lưu vực sông Nhuệ từ đập Thanh Liệt đã

tăng lên gần 16% trong khoảng thời gian từ 2005 đến 2010.

Hệ thống sông thuộc khu vực nội thành như sông Tô Lịch, sông Lừ , sông Sét, sông Kim Ngưu

có mức độ ô nhiễm ngày càng tăng. đặc biệt là ô nhiễm các chất hữu cơ. Hàm lượng BOD, COD,

coliform đều cao hơn tiêu chuẩn cho phép nhiều lần: hàm lượng BOD vượt Quy chuẩn từ 2,67 ÷ 6

lần, hàm lượng COD vượt Quy chuẩn từ 1,79 ÷ 4,99 lần; hàm lượng coliform vượt Quy chuẩn từ

1.867 ÷ 9.067 lần.

1.3.2 Hiện trạng ô nhiễm nguồn nước hồ

Tại nội đô Hà Nội, tình trạng nước thải được xả trực tiếp vào hồ không qua xử lý đã làm giảm

chất lượng nước hồ.

9

Tại các hồ khu vực trung tâm thành phố Hà Nội, hàm lượng BOD, COD đều vượt tiêu chuẩn

cho phép (TCVN 5942:1995-Cột B). Hàm lượng BOD đo được dao động từ 29 ÷ 136 mg/l, vượt tiêu

chuẩn cho phép 1,16 ÷ 5,44 lần, trong đó các hồ có hàm lượng BOD cao gồm hồ Đống Đa (113,2 ÷

121,4 mg/l), Ba Mẫu (112 ÷ 136 mg/l), hồ Phương Liệt (107,4 ÷ 113,2 mg/l), hồ Thành Công (89 ÷ 95

mg/l).

Tất cả các hồ đều có chỉ tiêu coliform vượt tiêu chuẩn cho phép rất lớn (từ 11 ÷ 240 lần so với

TCVN). Trong đó, hồ Giảng Võ, hồ Đống Đa, hồ Định Công, hồ Ba Mẫu có hàm lượng coliform rất

lớn.

1.4 Tổng quan về công cụ mô phỏng

1.4.1 Lựa chọn công cụ mô phỏng

Khoa học hiện đại đang giới thiệu nhiều ứng dụng để giải quyết các vấn đề có tính “động” như

vấn đề của hệ thống thoát nước của nội đô Hà Nội. Tuy nhiên, phải thấy rằng tính phức tạp và độ khó

của bài toán phải giải quyết cho hệ thống cân bằng nước nội đô Hà Nội là phức tạp và đòi hỏi những

phân tích trên cơ sở của việc tính toán với thời gian thực đo-đó là một trong những điểm mạnh của

phương pháp mô phỏng mà nghiên cứu sẽ tập trung.

1.4.2 Bộ mô hình MIKE và lý do chọn MIKE

Bộ mô hình MIKE của Viện Thuỷ lực DHI (Danmark Hydrological Institute), Đan Mạch, là một

trong những bộ mô hình 1 và 2 chiều tiên tiến nhất thế giới hiện nay. Mike được sử dụng trong hầu

hết các trường đại học, viện nghiên cứu về thủy lực và mô phỏng trên thế giới. Tại Việt Nam [6], Mike

được sử dụng khá phổ biến tại các đơn vị tư vấn ở trong và ngoài nước với các lợi thế:

Cơ sở toán học chặt chẽ, chạy ổn định, thời gian tính toán nhanh

Có khả năng tích hợp với một số phần mềm chuyên dụng khác, giao diện thân thiện, dễ sử

dụng và dễ tiếp cận

MIKE được dùng tại hơn 130 nước trên thế giới và đã thiết lập được một mô hình chuẩn cho

tài nguyên nước. người dùng MIKE được hỗ trợ bằng một đội ngũ chuyên gia tại các khu vực

hoặc online hhtp://forum.mikebydhi.com.

Mike đã được sử dụng gồm: Mike 11, Mike 21, Mike Urbain và Mike Flood

o MIKE 21 (2D): Lập mô hình 2 chiều (hiện ứng dụng cho cả bờ

biển và biển)

o MIKE 11 (1D): Lập mô hình sông, kênh tiêu bao gồm cả cống ngầm

o MIKE FLOOD: Lập mô hình lũ đô thị, đồng bằng và ven biển

o MIKE URBAN: Mô phỏng tài nguyên nước đô thị

MIKE (DHI) có văn phòng tại Việt Nam và Thái Lan. Đặc biệt, DHI đã được chính phủ Thái

Lan lựa chọn là nhà cung cấp giải pháp cho dự án hỗ trợ ra quyết định cho dự báo và ra quyết

định (DSS) cho toàn bộ 160 000 km2 của lưu vực song Chao Phraya (lưu vực Băngkok-ký

năm 2012, nhằm tránh cho Băng cốc thảm họa ngập lụt như trận lụt 10/2011.

Hiện tại, MIKE được sử dụng tại các đơn vị nghiên cứu như Đại học Thủy Lợi, Trug

tâm TV và KT TW, hay tư vấn như Viwase. Dự án của Sở TN MT Hà Nội đã dùng MIKE 21 để xây

dựng bản đồ ngập úng cho thủ đô Hà Nội trên diện rộng từ nội đô ra tới ngoại thành. Kết quả phục vụ

tốt cho công tác quản lý. Bên cạnh đó, một số dự án đang được triển khai như dự án đánh giá và dự

báo úng ngập Hà Nội trên phạm vi một quận nội thành. MIKE còn được sử dụng khá phổ biến trong

một số công trình nghiên cứu. Thí dụ: "Nghiên ứu áp dụng mô hình toán MIKE 11 tính toán chất

10

lượng nước sông Nhuệ-sông Đáy" của Trần Hồng Thái Lê Vũ Việt Phong, Phạm Văn Hải, Tuyển tập

báo cáo Hội thảo khoa học lần thứ 10 (Viện KH KTTV&MT).

1.5 Luận điểm nghiên cứu

Hệ thống thoát nước của nội đô Hà Nội chạy từ trung tâm nội đô ra ngoại vi theo hình nan

quạt. Tại đây, những đường tiêu thoát chủ đạo được hình thành như những chiếc nan mà ta có thể

định nghĩa đó là các mối liên kết theo chiều dọc của hệ thống (longitudinal). Trong khi đó, hệ thống

cống từ các tiểu lưu vực của nội đô được kết nối vào hệ thống chủ đạo nan quạt này như những vòng

cung, nhiều lớp từ trong ra ngoài mà ta có thể gọi là các mối liên kết theo phƣơng ngang (tranversal).

Luận điểm nghiên cứu của luận án được xác định như sau:

Luận điểm

Hệ thống thoát nước nội đô Hà Nội với các yếu tố cấu thành, gồm toàn bộ sông, hồ, mương hở

và kín, cống ngầm tiêu thoát chính theo chiều dọc từ trung tâm nội đô ra các sông tiêu, cùng với các

tuyến cống ngang, v.v., iên kết động với nhau, tạo ra một hệ thống cân bằng nước chung. Liên kết

giữa hệ thống cân bằng nước nội đô với hệ thống bên ngoài được thực hiện bởi các quá trình vận

hành của hệ thống cống Thịnh Liệt và trạm bơm Yên Sở; bên trong hệ thống cân bằng nước nội đô, do

hậu quả của lịch sử xây dựng đã có thể hình thành các hệ thống cục bộ bị khống chế bởi các điểm nút

cân bằng.

Tình trạng úng ngập khu vực nội đô có thể là kết quả của hai nguyên nhân:

a. Mất cân bằng giữa hệ thống thoát nước nội đô với hệ thống nước bên ngoài

b. Mất cân bằng cục bộ xảy ra trong nội tại của hệ thống; tình trạng MCB này mang tính động,

là kết quả của những hiện tượng MCB dọc, MCB liên kết giữa các tuyến dọc và các tuyến

ngang, MCB liên kết giữa cống và hồ điều hòa, giữa cống và sông tiêu từ nội đô ra bên

ngoài, v.v.. Đã tồn tại những điểm nút MCB mà tại đó, sự liên kết khu vực trong trạng thái

MCB động bị phá vỡ, trực tiếp gây nên tình trạng MCB cục bộ, dẫn đến MCB mamg tính hệ

thống.

c. Mô hình hóa hệ thống cân bằng nước là giải pháp hiệu quả để phát hiện các yếu tố chủ đạo,

quyết định đến tính cân bằng động của hệ thống thông qua các qui trình vận hành động tại

các điểm nút mất cân bằng cục bộ giữa các phụ hệ, là cơ sở khoa học cho việc giải quyết bài

toán úng ngập của nội đô Hà Nội.

d. Mất cân bằng của hệ thống cân bằng nước nội đô trực tiếp gây nên những hậu quả xấu khác

cho môi trường. Đó là tình trạng ô nhiễm cho toàn bộ hệ thống, tức mất cân bằng động về

chất do thiếu lượng nước sạch để pha loãng lượng chất thải, hoặc tự làm sạch các thủy vực

chứa .

CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, SỐ LIỆU,

VẬT LIỆU SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN

2.1 Phƣơng pháp nghiên cứu tổng quan thông qua các tài liệu thứ cấp

Nghiên cứu đã tổng hợp nhiều tài liệu, qua đó chọn lọc được những số liệu liên quan để phục

vụ cho việc mô phỏng; sau đây là một phần của những tài liệu này:

- Bản đồ hiện trạng san nền thoát nước thải, nước mưa, chất thải rắn-Bộ Xây dựng

- Bản đồ nền khu vực nội thành Hà Nội 1:2 000 (2005)- Bộ Xây Dựng

- Bản đồ sử dụng đất thành phố Hà Nội 1:10000 (2005)-Bộ Xây dựng

- Bản đồ hành chính (1:50 000), (1:10 000); Bản đồ địa hình thành phố Hà Nội (1:25 000) -Bộ

TNMT

11

- Bản đồ hiện trạng cống thoát nước khu vực nội thành Hà Nội-Cty CP nước và môi trường Việt

Nam

- Số liệu về hệ thống thoát nước cho nội đô và Hà Nội nói chung; Bộ số liệu này giúp cho NCS

có một cách nhìn mang tính kế thừa đối với các dự án đã và đang thực hiện, gồm:

- Qui hoạch thoát nước Thủ đô Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn 2050 (2012)-Bộ Xây dựng

- Khảo sát hiện trạng và hồ sơ các hồ chứa nước Hà Nội, 2012-Cty TNHH MTV thoát nước Hà

Nội

- Mặt cắt sông Tô Lịch, sông Lừ, sông Sét, sông Kim Ngưu-Cty TNHH MTV thoát nước Hà

Nội

- Bản vẽ mạng lưới các hố ga, cống ngầm trên các tuyến phố-Cty TNHH MTV thoát nước Hà

Nội

- Số liệu khí tượng thủy văn, số liệu tình trạng ngập lụt của các cơ quan quản lý như Khí tượng

thủy văn...; Bộ số liệu này là cơ sở để NCS đưa vào tính toán, hiệu chỉnh và đối chiếu trong

quá trình mô phỏng và phân tích:

- Số liệu mưa trạm Láng 1961-2013-Trung Tâm KT TV Quốc Gia

- Số liệu các điểm ngập úng, 2008, 2012, 2013-Cty TNHH MTV thoát nước Hà Nội

- Ảnh chụp vê tinh khu vực ngập lụt thành phố Hà Nội (7/11/2008)

- Số liệu vết lũ trận lụt Hà Nội 31/10/2008-05/1/2008-PGS TS Nguyễn Tiền Giang, ĐH KHTN,

ĐHQGHN

- Các cơ sở số liệu ảnh

- Các nghiên cứu đã công bố về chất lượng nước mặt của lưu vực nội đô Hà Nội

2.2 Công cụ nghiên cứu mô phỏng hệ thống cân bằng nƣớc

1. Mô hình MIKE 11: Mô phỏng dòng chảy một chiều trong hệ thống mạng song, kênh hở,

trong đó có thể tích hợp các mô đun riêng của mô hình mưa dòng chảy, mô đun chất

lượng nước, mô đun dự báo lũ,…

2. Mô đun MIKE 21: Mô phỏng dòng chảy 2 chiều tràn trên bề mặt lưu vực hoặc trong các

thủy vực (hồ, cửa sông, biển) và tính toán trường thủy động lực (sóng, thủy triều, dòng

chảy, mực nước v.v )

3. Mô đun MIKE URBAN trong đó có bao gồm MIKE MOUSE, SWMM, CS chủ yếu mô

phòng dòng chảy trong hệ thống tiêu thoát nước đô thị

4. Mô đun MIKE FLOOD kết nối các mô đun về dòng chảy 1D với 2D, nối dòng chảy trong

kênh và cống ngầm với dòng chảy tràn bề mặt,…

Hình 2-1: Liên kết các module của MIKE

12

Hình 2-17; 2-19. Kết nối MIKE 1D với MIKE 2D và tương tác trường CSDL

2.3 Xây dựng bộ CSDL cho khu vực nghiên cứu

Bộ CSDL được xây dựng nhằm mục đích xây dựng mô hình ngập lụt cho khu vực nội thành

Hà Nội nên một trong các yêu cầu đầu tiên của Bộ CSDL này là phải phù hợp (chuẩn hóa) với file đầu

vào của mô hình MIKE URBAN.

Nguồn của Bộ CSDL được thu thập, có xem xét kiểm chứng và chỉnh lý từ nhiều nguồn dữ

liệu khác nhau, thí dụ cc loại bản đồ số được thu thập từ các bộ ngành cũng như được kế thừa các đề

tài nghiên cứu trước đó với nhiều các định dạng khác nhau như; Autocad, Mapinfo, ArcGis,

Microstation.

2.4 Hiệu chỉnh, kiểm chứng, phân tích chuyên gia đánh giá kết quả mô phỏng

Hình 2-21; 2-22 diễn tả độ chính xác của bộ công cụ mô phỏng với bộ CSDL được xây dựng

13

2.5 Phương pháp dã ngoại, quan trắc, lấy mẫu phân tích ô nhiễm tại một số thủy vực của nội đô trong

mùa lũ

Bảng 2-11: Điểm lấy mẫu phân tích ô nhiễm nước mặt ở một số thủy vực

Mực nước tại thời điểm lấy mẫu phân tích trong mưa, cơn bão số 6, 8-9/8/2013 (mực nước cao

và thấp tại Hồ Tây, hồ Hoàng cầu (L1, L2), sông Tô Lịch (R1, R8). Các mẫu nước tại các vị trí trên

được lấy vào chai nhựa (PE) đã được rửa sạch được sử dụng để đựng mẫu, tiền xử lý mẫu theo quy

định của từng chỉ tiêu phân tích. Mẫu được bảo quản trong tủ lạnh tại trong phòng thí nghiệm; Nơi

phân tích mẫu: Viện Hàn lâm Khoa học Việt Nam-Viện Công nghệ Môi trường-Phòng Phân tích Độc

chất môi trường (VILAS 386). Phần mềm thống kê MINITAB phiên bản 14.0 được ứng dụng, sự khác

biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 0,05.

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 Kết quả xây dựng bộ cơ sở dữ liệu (CSDL)

Kết quả về xây dựng bộ cơ sở dữ liệu bao gồm các dữ liệu nguồn (ở phần vật liệu và phương

pháp) được số hóa, lưu trữ trên bản mềm bao gồm hệ thống tiêu thoát nước nội đô Hà Nội; các kết quả

chạy mô hình của sự kiện ngập lụt nội đô 31/10-1-2/11/2008 và trận ngập lụt 8-9/8/2013. Các kết quả

này được thể hiện tại 3 quyển phụ lục gồm: (1) Cơ sở dữ liệu hệ thống cân bằng nước nội đô; (2) Kết

quả mô hình mô phỏng trận úng ngập nội đô Hà Nội trong các ngày 31/10-1/11/2008; (3) Kết quả mô

hình mô phỏng trận úng ngập nội đô Hà Nội trong các ngày 8-9/8/2013.

3.2. Kết quả mô phỏng mô hình ngập lụt khu vực nội đô Hà Nội

14

3.2.1 Kết quả mô phỏng mô hình của hệ thống cân bằng nước nội đô tại trận lụt 31/10/2008-

1/11/2008.

Hình 3-2 : Tình trạng úng ngập, thời điểm 7:00, 31/10/2008 toàn bộ bắc nội đô (Ba Đình, Đống Đa,

Hoàn Kiếm, Hai Bà Trưng).

Tại thời điểm 7h00 sáng, nước úng ngập sâu tại tất cả các tuyến phố của nội đô, phần lớn đạt

từ 0,3-0,5m, cá biệt có nơi ngập tới 0,6m như tại các khu vực hồ Ngọc Khánh, Đội Cấn đoạn tiếp giáp

Giang Văn Minh, Giảng Võ, Cát Linh, Nguyễn Khuyến và khu vực Trần Hưng Đạo và khu vực

trước ga Hà Nội…

Tại khu vực phía Nam của nội đô, đến 10h sáng ngày 30/8/2008, phần lớn các phố Tôn Đức

Thắng, Tây Sơn, Chùa Bộc, toàn tuyến phố Lê Duẩn dọc hồ Bảy Mẫu, Trần Khát Chân, Bạch Mai và

Minh Khai cũng bị ngập sâu.

Nghiên cứu trên bản đồ độ ngập sâu của các tuyến phố, chúng ta sẽ chỉ biết được một cách

định tính về việc các tuyến phố nội đô bị ngập với độ sâu bao nhiêu tại thời điểm nào. Tuy nhiên,

chúng ta không thể biết được việc úng ngập ấy đã diễn ra như thế nào? Nghiên cứu đã xác định rằng,

xác định được một cách định lượng quá trình úng ngập tại các tuyến phố là điều kiện quyết định để có

thể tiến xa hơn trong việc xác định được nguyên nhân gây úng ngập, để từ đó có thể đưa ra các giải

pháp hữu hiệu cho tình trạng úng ngập này.

3.2.2 Tính mất cân bằng (MCB) của hệ thống cân bằng nước nội đô ở một số tuyến phố trận úng

ngập 31/10/2008

Lúc 4h 00 ngày 31/8, trạng thái tại liên kết giao cắt mương hở Phan Kế Bính-Đội Cấn chưa bị

mất cân bằng. Do mương Phan Kế Bính hở, năng lực tiêu thoát nước lớn, nên tại thời điểm bắt đầu

mưa to, nước trong mương hở ngang với mực nước trong tuyến liên kết tới Đội Cấn.

Hình 3-11: Thời điểm 4:00, 31/10/2008, toàn tuyến Đội Cấn chưa bị úng ngập do chưa xuất hiện

MCB

15

Tại thời điểm 4h, mưa chưa đủ lớn và tuy rằng nước đã bắt đầu làm ngập cống ngầm, song

chưa tràn lên mặt phố. Tuy vậy đến 5h thì đã xuất hiện nước tràn (hình dưới)

Hình 3-12: Mất cân bằng xảy ra tại thời điểm 5:00am tại giao cắt mương hở Phan Kế Bính-Đội

Cấn

MCB đã xảy ra tại thời điểm 5:00AM tại khu vực bao gồm mương hở Phan Kế Bính, Đội Cấn

và khu vực lân cận. Trạng thái MCB: Nước úng không thể thoát ra mương Phan Kế Bính, đã lan

truyền gây úng ngập dọc phố Đội Cấn.

Hình 3-14 : Tại thời điểm 6:00am, toàn bộ tuyến Cát Linh nối với tuyến mương hở Hào Nam

thông qua cống kết nối (nút 730-747) đã gần đạt tới hạn.

Tại đó, dù rằng năng lực chứa và thoát tại mương hở Hào Nam còn lớn (ngập ½ mương), song

đã xuất hiện điểm phát úng tại phố Cát Linh (Điểm phát úng là vị trí trên mặt phố, do nước úng dâng

từ cống ngầm lên và bắt đầu tràn ra mặt phố). Ta phân biệt điểm phát úng với các điểm ngập bề mặt

do nước không thể chảy xuống cống ngầm (dù rằng nước chưa đầy cống ngầm)

Hình 3-14a: Tại thời điểm 7:00am, dù mực nước tại mương Hào Nam vẫn đủ cho nước úng

đổ vào, song do MCB tại tuyến cống nối nên toàn bộ tuyến phố Cát Linh đã chuyển từ điểm

phát úng sang trạng thái úng ngập trầm trọng

Điểm phát úng Thời điểm phát úng

(31/10/2008)

Độ ngập sâu

nhất (m)

Đội Cấn 4h00 AM 0,3-0,4

Lý Thường Kiệt 9h45 AM 0,2-0,3

Nguyễn Khuyến 6h15 AM 0,3-0,4

Hai Bà Trưng 9h00 AM 0,2-0,3

Điện Biên Phủ 2h00 AM 0,3-0,4

Triệu Việt Vương 9h45 AM 0,2-0,3

16

Bạch Mai 4h00 AM 0,4-0,45

Giải Phóng 6h15 AM 0,4-0,5

Huỳnh Thúc Kháng-Thái

Hà

5h15 AM 0,5-0,6

Thái Hà-Tây Sơn 4h15 AM 0,6-0,8

Chùa Bộc 6h00 AM 0,4-0,5

Tây Sơn (cây xăng Nam

Đồng)

6h45 AM 0,4-0,5

Đường Trường Chinh 6h15 AM 0,3-0,45

Lê Trọng Tấn 4h15 AM 0,4-0,5

Minh Khai 6h30 AM 0,3-0,4

Thái Thịnh 4h00 AM 0,4-0,5

Ngã Tư Sở 4h15 AM 0,2-0,3

Bảng 3-15: Các điểm phát úng, thời gian phát úng, độ sâu và thời gian ngập

3.2.3 Đánh giá mức độ MCB của hệ thống cân bằng nước nội đô thông qua kết quả mô phỏng trận

úng ngập 8-9/8/2013

Hình 3-19: Diễn tiến lượng mưa 8-9/8/2013, nguồn TTKT TVTW

Hình 3-20: Ở thời điểm 1:00 PM ngày 8/8/2013, tình trạng MCB tiếp tục xảy ra tại cống liên

kết mương Phan Kế Bính-Đội Cấn.

Lưu ý rằng tại thời điểm 8/8/2013, toàn tuyến mương Phan Kế Bính đã được bê tông hóa. Tuy

nhiên, nếu so sánh lượng mưa giữa hai đợt úng ngập 31/10/2008 (574mm/3ngày) và 172mm/ngày

trong ngày 8/8/2013 thì ta thấy rằng việc bê tông hóa làm cho lượng nước trong cống lên cao hơn so

với khi mương chưa bị bê tông hóa.

17

Hình 3-22: MCB tại liên kết Trần Bình Trọng-Nguyễn Du

3.2.3.1 Các điểm phát úng trong trận úng ngập sau bão số 6, 8/8/2013

Tổng hợp các điểm phát úng tại cơn bão số 6, trong ngày 8-9/8/2013 như sau: Đội Cấn (4);

Huỳnh Thúc Kháng (5); Thái Hà (1); Giang Văn Minh-Đội Cấn (1), Giảng Võ (3); Láng Hạ (3);

Nguyễn Lương Bằng (4); Tây Sơn (2); Chùa Bộc (4); Tôn Thất Tùng (phát úng sớm hơn); Nguyễn Du

(1); Trần Hưng Đạo (1); Trần Quốc Toản (2); Bạch Mai (4-phát úng sớm hơn và đã trở thành úng);

Minh Khai (4) v.v. Tổng cộng có tới khoảng 40 điểm phát úng; nếu mưa tiếp tục, các điểm này sẽ

tiềm tàng trở thành 40 úng ngập trong khu vực nội đô.

Tại thời điểm này, các điểm phát úng đã trở thành các điểm úng ngập. Nhiều điểm ngập úng đã

đạt độ sâu 0,2-0,3m.

3.3 Các thảo luận về MCB của hệ thống cân bằng nƣớc và giải pháp khắc phục

3.3.1 Thảo luận về mất cân bằng lƣợng

MCB xảy ra tại các tuyến phố mà ở đó do những nguyên nhân không đồng bộ trong kết nối

của hệ thống cống tiêu thoát nước, có thể do thiết kế, có thể là kết quả của công việc xây dựng,..làm

cho nước úng ngập không thể thoát được xuống những khu vực bên cạnh, dù ở khu vực đó vẫn đang

còn đủ năng lực chứa.

- Bê tông hóa-một trong những nguyên nhân dẫn đến mất cân bằng.

- Trường hợp của tuyến mương Hào Nam nối ra sông Tô Lịch.

Tại tuyến mương này, thời điểm sau bão số 6, 8/8/2013, do mương đã bị bê tông hóa như hình

3-29B dưới đây, dù tại thời điểm 10:00 AM, nước không bị đầy, song tới thời điểm 1:00 PM cùng

ngày, nước úng đã dâng đầy cống bê tông Hào Nam.

Đây là nguy cơ mất cân bằng cao, và với giả thiết rằng, nếu mưa như năm 2008 và với điều

kiện bê tông hóa như hiện nay, dù rằng đây là tuyến được nâng cấp lớn nhất hiện nay với Dự án 2 (từ

mương hở thành 2x(3x2) từ Hào Nam ra Tô Lịch thì toàn bộ khu vực Cát Linh, Lê Trực còn bị ngập

úng nặng hơn so với khu vực này ở thời điểm 31/10/2008.

18

Với cùng lượng mưa như tại 8/8/2013, tuy nhiên, nếu thay đổi khung thời gian mưa, toàn

tuyến Lê Trực-Cát Linh-Hào Nam sẽ bị MCB và gây úng ngập trên cả khu vực.

Hình 3-36: Úng ngập xảy ra tại Cát Linh do MCB tại tuyến dọc Hào Nam-Tô Lịch

Tại thời điểm 12.00 pm ngày 31/10/2008, nước trong tuyến cống dọc Lê Trực-Trịnh Hoài

Đức-Hào Nam dâng lên mặt phố Lê Trực thì tại thời điểm đó, phố Cát Linh đã bị ngập từ 0,3-0,5m.

Mất cân bằng xảy ra tại các tuyến dọc (nước úng đầy cống, ngăn cản khả năng thoát của toàn

tuyến). Đó là trường hợp của tuyến Lê Duẩn, Giải Phóng, Nguyễn Lương Bằng và Tây Sơn…Tuyến

Bạch Mai thậm chí được thiết kế để đưa nước chảy ngược thoát lên hướng Thanh Nhàn..

Tại các tuyến này, do cống bé và tuyến cống quá dài nên đều đã xảy ra MCB. Tùy thuộc vào

lượng mưa, không kể lượng mưa ngày 31/10/2008, ngay cả với lượng mưa tại 8/8/2013, MCB đều đã

gây nên úng ngập tại các khu vực phố trực tiếp của cống và các tuyến phố lân cận.

Mất cân bằng chủ yếu do liên kết giữa các tuyến ngang, liên kết cống ngang-cống chủ đạo:

- Tuyến cống tại Đội Cấn, do kích thước quá bé, với chiều dài lớn hơn 1km và độ dốc từ trung

tâm ra ngoại vi kém hơn so với tuyến Hào Nam, dù rằng được hỗ trợ bằng tuyến mương Phan

Kế Bính bê tông hóa 2x(2x1,5), song do MCB liên kết nên úng ngập đã xảy ra trên nhiều đoạn

của phố Đội Cấn

- Tại Nguyễn Thái Học, tình trạng úng ngập đã được cải thiện sau Dự án II, song do thiếu liên

kết giữa đầu phố Thanh Bảo, nên tình trạng MCB do thiếu liên kết đã gây úng ngập tại khu

vực trước cửa hiệu sách-nhà in báo.

- Tình trạng MCB do liên kết kém cũng xảy ra tại các tuyến Trần Quốc Toản, Trần Hưng Đạo,

Lý Thường Kiệt….là những tuyến ngang nối vào một tuyến dọc Quán Sứ-Trần Bình Trọng đã

liên tục gây ra úng ngập tại khu vực này.

- Nghiên cứu đã xác định được các điểm nhạy cảm có thể gây nên úng ngập cho các khu phố

một cách cục bộ và dẫn đến úng ngập cho cả khu vực nhiều tuyến phố. Nghiên cứu về hệ

thống cân bằng nước nội đô đã chỉ ra đƣợc 30 điểm mất cân bằng của hệ thống nước nội đô

Hà Nội.

Từ đó, một kết luận quan trọng là: Việc xác định được các điểm mất cân bằng một cách chính

xác sẽ là chìa khóa để tiến đến giải pháp thoát úng ngập của hệ thống thoát nước nội đô Hà Nội.

Thảo luận về mất cân bằng liên kết giữa cống và hồ

Đây là tình trạng MCB khá phổ biến do có khá nhiều hồ nằm trong nội thành. Tuy nhiên, do

chủ đích xây các ngưỡng tràn tránh đổ mọi nước ô nhiễm ra hồ nên vô hình chung, chủ thuyết này đã

gây ra hiện tượng MCB cống-hồ.

Đó chính là nguyên nhân gây ra úng ngập cục bộ tại các lưu vực xung quanh hồ, mặc dù các

hồ còn đủ lớn, thậm chí dư thừa khả năng chứa nước úng cho các tiểu lưu vực xung quanh.

Khu vực Hồ Thuyền Quang, Hồ 7 Mẫu nằm ở vị trí trọng yếu tiêu nước ra sông Sét từ Hồ Bảy

Mẫu với cửa phai Nam Khang. Tại khu vực này, do có hồ rộng, diện tích bề mặt thông thoáng nên

19

tình trạng úng ngập có thể được giải quyết có kế hoạch hoặc được “lập trình”. Tuy nhiên, tình trạng

ngập úng vẫn thường xuyên xảy ra tại chính các phố cũ như Trần Hưng Đạo, Dã Tượng, khu Ga Hà

Nội, Hai Bà Trưng v.v. Câu hỏi đặt ra là: Vai trò điều tiết tại chỗ của hồ Bẩy Mẫu đóng vai trò nnư

thế nào đối với nhu cầu thoát úng ngập cho toàn bộ khu vực phía thượng lưu vừa nêu trên? Phân tích

kết quả mô phỏng tuyến phố Trần Bình Trọng ta thấy, tại mức 3,85 thì ở mức này, tuyến cống Trần

Bình Trọng đã ngập gần 1/2 lưu lượng của toàn tuyến. Như thế trạng thái MCB giữa cống đối với hồ

đã xảy ra, trước hết từ chủ thuyết xây những ngưỡng tràn tại các cửa phai để ngăn nước cống xả ô

nhiễm ra hồ.

Điều này cũng đã xảy ra một cách tương tự tại các liên kết Minh Khai và Trần Khát Chân ra

sông Kim Ngưu. Kết quả tình trạng úng ngập đã xảy ra do liên kết giữa cống/hồ điều hòa; cống/sông

tiêu làm cho vận hành động của hệ thống bị mất cân bằng.

3.3.2 Kết quả và thảo luận về MCB chất, mối liên quan giữa MCB chất và MCB lƣợng.

3.3.2.1 Kết quả phân tích ô nhiễm

Kết quả phân tích chất lượng nước sông, hồ khu vực nội thành Hà Nội 10 điểm nghiên cứu

trong 2 đợt với 2 mực nước cao và cạn được thể hiện trong các bảng biểu dưới đây:

Bảng 3-3: Kết quả phân tích chất lượng nước hồ và nước sông nội thành Hà Nội ở mức nước

cao, trong lũ (09/8/2013

Hình 3-39: Thí dụ về ngưỡng tràn

tại cửa phai Trần Bình Trọng tại

7:30 PM 8/8/2013

Bảng 3-4: Kết quả phân tích

chất lượng nước hồ và nước

sông nội thành Hà Nội ở mức

nước cạn (09/9/2013)

20

Như vậy, trước khi đề cập đến vấn đề xử lý trong quan hệ cân bằng lượng và chất, ta thấy rằng

chất lượng nước sông, hồ khu vực nội thành Hà Nội chịu tác động mạnh bởi hoạt động sinh hoạt và

nước mưa, cũng như chịu tác động mạnh bởi hoạt động phát triển đô thị, kinh tế xã hội trong lưu vực.

Cụ thể, kết quả phân tích cho thấy nước sông đang trong trạng thái ô nhiễm về các chất hữu

cơ, N, P có nguồn gốc nhân sinh. N-tot dao động trong khoảng từ 2,7 đến 15,6 mg L-1

, P-tot dao động

trong khoảng từ 0,13 đến 0,71 mg L-1

. Thông số COD quan trắc được dao động trong khoảng 7 đến

60 mg L-1

. Sự khác biệt có ý nghĩa thông kê về chất lượng nước trong lũ và sau lũ cho thấy sự ánh

hưởng rõ nét của nước mưa đến chất lượng nước sông, hồ khu vực nội đô đã được nghiên cứu.

Phân tích tiêu chuẩn χ2 đối với 2 kết quả phân tích trong lũ (mực nước cao) và sau lũ (mực

nước thấp) cho thấy chất lượng nước sông, hồ được cải thiện bởi sự hòa trộn với nước mưa. Sự khác

biệt này có ý nghĩa thống kê ở mức độ tin cậy >95%. Tính cấu trúc nhóm tương đồng của các điểm

quan trắc dọc theo sông cũng có sự thay đổi giữa 2 đợt (hai biểu đồ dưới đây):

Bảng 3-43: So sánh mức độ tương đồng, theo chuẩn thống kê MINITAB phiên bản 14.0,

nguồn và tư liệu của nghiên cứu

Theo đó, tính tương đồng về chất lượng nước ở các vị trí quan trắc có sự khác biệt đáng kể và

liên quan đến hoạt động tiếp nhận nguồn thải, hoạt động dân sinh khi nước cạn (hình trên-trái). Trong

trường do sự ảnh hưởng của nước lũ (hình trên-phải), mực nước sông dâng gây úng cục bộ tạo sự pha

loãng nước trong sông nên tính tương đồng về chất lượng giữa các điểm quan trắc cao và ít phụ thuộc

vào vị trí lấy mẫu trên các sông/hồ.

3.3.2.2 Quan hệ giữa MCB chất và MCB lượng của hệ thống cân bằng nước nội đô Hà Nội

Những đánh giá về sự ô nhiễm nước mặt của khu vực nội đô kể trên sẽ chỉ là những đánh giá

mang tính thống kê thuần túy nếu nó không gắn liền với quá trình đánh giá về tính cân bằng động của

hệ thống thoát nước của nội đô hiện nay. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, hệ thống hồ, cống và sông tiêu

nước là những yếu tố để liên kết giữa các phần tử cấu thành của hệ thống thoát nước. Khi không có

úng ngập, hệ thống gần như hoạt động ở trạng thái “tĩnh” trên quan điểm về lượng, đó cũng là lúc quá

trình mất cân bằng về chất xảy ra từ từ và sự mất cân bằng về lượng này được tích tụ và kết quả là làm

cho hệ thống thoát nước bị ô nhiễm dần trở nên ô nhiễm nghiêm trọng.

Như vậy, bên cạnh những quá trình động về mất cân bằng động trong các quá trình vận động

và tương tác thủy lực trong hệ thống thoát nước của nội đô Hà Nội thì cũng có một quá trình tương tác

động về sự ô nhiễm của hệ thống thoát nước nội đô Hà Nội mà ta có thể gọi đó là quá trình cân bằng

về chất của hệ thống thoát nước này.

Các chỉ số phân tích ô nhiễm (mục 3.2) tại các hồ trong nội đô, đặc biệt tại nhiều vị trí khác

nhau dọc theo sông Tô Lịch từ Hồ Tây đến đập Thịnh Liệt đã cho chúng ta thấy xu hướng độ ô nhiễm

giảm thiểu khi mực nước dâng cao. Đặc biệt, khi nước úng đạt tới vị trí cao tới hạn thì mức độ ô

nhiễm gần như đồng nhất tại các địa điểm trong nội đô. Điều này cho phép những nhà quản lý môi

trường nước có thể mạnh dạn đưa ra những giải pháp bơm thoát úng (vào các hồ chứa) khi úng ngập.

21

Như vậy, vấn đề đặt ra ở đây là làm thế nào xác lập được một qui trình động-tức là xác lập

được một trạng thái cân bằng động với ý nghĩa động trong dòng chảy, động trong sự tích tụ ô nhiễm

và động trong tổng thể của quá trình? Mục tiêu tiếp theo là: Khai thác tối đa vị trí và kích thước của

các hồ điều hòa nếu có thể. Liệu chúng ta có thể đưa ra những giải pháp để vừa giải quyết được úng

ngập trên cơ sở khai thác các yếu tố tự nhiên của các hồ điều hòa mà không làm ô nhiễm môi trường

của nội đô bằng việc giảm thiểu được sự ô nhiễm tại các hồ điều hòa này?

Ý tưởng về việc tách nước thải và thiết lập một hệ thống nước thải độc lập với hệ thống thoát

nước mưa đã được giới khoa học và nghiên cứu đề cập từ lâu, song phương án này đã chứng tỏ tính

không khả thi với thực tế rằng các thiết kế và xây dựng sau luôn mang tính kế thừa của mạng lưới

thoát nước đã có từ hơn trăm năm nay. Ngay cả chủ trương xử lý ô nhiễm cho nước thải từ mỗi hộ gia

đình, khu dân cư cũng vấp phải một khó khăn là hệ thống thoát nước công cộng hiện đang gộp chung

nước thải và nước mưa.

Trong cơ chế đóng/mở các cửa phai bằng tay hiện nay, yếu tố thời gian (t1, t2 hình 3-64)

không được tính đến. Điều này có nghĩa rằng trong quá trình mở cửa phai cho nước úng xả vào hồ

điều hòa, một lượng chất ô nhiễm sẽ được tích tụ và sau một đơn vị thời gian nhất định, sẽ tăng độ ô

nhiễm trong hồ điều hòa. Để giải quyết vấn đề tích tụ ô nhiễm này, nghiên cứu đề xuất giải pháp hồ

điều hòa (hay sông phân tầng).

Mục đích của giải pháp này là giải quyết vấn đề lan truyển ô nhiễm tại các các hồ điều hòa

(hay sông tiêu) bằng việc cô lập ô nhiễm tại một vùng được tách riêng trong các hồ điều hòa (hay

sông), trước khi nước úng có thể xả tự do vào hồ.

Phần tiếp theo của luận án sẽ diễn giải về kết quả nghiên cứu về CB lượng và giải pháp cân

bằng cho hệ thống cân bằng nước nội đô Hà Nội; phần hồ phân tầng được trình bày tại phụ lục 4 của

luận án.

3.3 Các giải pháp cải thiện tình trạng ngập úng và chất lƣợng nƣớc của hệ thống cân bằng

nƣớc nội đô Hà Nội Nghiên cứu không những chỉ ra mối quan hệ về MCB-úng ngập và cũng còn chỉ ra sự nhạy

cảm và những tác động mang tính động trong thời gian thực tế tại các nút MCB cục bộ mà kết quả là

hình thành úng ngập trên địa bàn liên quan đến nút MCB. Nghiên cứu đề xuất những thay đổi trong

cấu trúc của mạng lưới tiêu thoát như sau:

Hình3-43. kết quả thu thập và phân

tích COD tại một điểm lấy mẫu với 3 mức

nước khác nhau (cao-trong úng, trung

bình-sau úng và cạn-không mưa)

Hình 3-64. Biểu đồ quan hệ giữa

độ ô nhiễm và thời gian tích ô nhiễm

22

- Thay đổi nhằm nhằm đạt được vận hành cân bằng của các diễn tiến thủy động lực động trong

các liên kết giữa các cống ngầm của khu vực bị úng ngập.

- Thay đổi mối liên kết giữa cống ngầm và sông tiêu nhằm đạt được vận hành cân bằng trong

mối quan hệ thủy động lực cống-sông tiêu.

- Giảm thiểu yếu tố rủi ro gây mất cân bằng tại những tuyến cống trục.

Tổng hợp những thay đổi đó là cấu thành của một bộ giải pháp cho hệ thống cân bằng nước

nội đô Hà Nội.

Kich bản này đáp ứng các tiêu chí:

- Thay đổi hiện trạng ít nhất; tiết kiệm nhất cho đầu tư mới; đặc biệt,giảm thiểu khó khăn trong

việc giải phóng mặt bằng và thi công bằng cách chọn tác động đúng nút MCB để tác động.

- Với kịch bản tác động lên 11 nút MCB, nghiên cứu đã tiến hành các công đoạn cần thiết trong

các mô hình mô phỏng và đã đạt được kết quả tốt. Sau khi chứng minh được kịch bản tối giản

11 nút có thể đạt được hiệu quả cao, nghiên cứu sẽ hoàn chỉnh kịch bản 11 nút mở rộng, sau đó

là 29 nút MCB với tiêu chí:

- Giúp hệ thống đạt được cân bằng (không có xuất phát úng xẩy ra) trong các hoạt động thủy

động lực với lượng mưa lớn hơn từ 20-30% so với trận lụt 8-9/8/2013.

Tối ưu hóa kịch bản tổng thể băng việc tối giản các điểm tác động trong khi vẫn đạt được sự

cân bằng của các quá trình thủy động lực diễn ra trong hệ thống.

- Tiến tới kịch bản tổng thể tối ưu, giúp cho hệ thống có thể đạt được sự cân bằng của các quá

trình thủy động lực với vũ lượng mưa lớn hơn 20-30% so với trận lụt 31/10/2008.

3.3.1 Kịch bản 11 nút MCB

Nội dung kịch bản 11 nút MCB:

1. Tuyến cống liên kết tại nút 747 (mương Hào Nam) với 731 (Cát Linh) phải được nâng cấp

ngay nhằm giải thoát nguy cơ mất cân bằng hiện hữu. Dự kiến 2x1,65. Nút 731 ra 747

2. Mở thông liên kết Nguyễn Thái Học (cuối đoạn ngã 3 giáp Kim Mã) với tuyến Trịnh Hòai

Đức. Sự mất cân bằng tại đây gây ra úng cục bộ tại Nguyễn Thái Học thường xuyên mỗi khi

có mưa to, dù chỉ 70mm/3 h (mưa năm 2012, hoặc 2014 đều bị úng).

3. Giải thoát nguy cơ hiện hữu gây mất cân bằng nghiêm trọng bằng việc mở rộng tuyến liên kết

Đội Cấn-Phan Kế Bính để thoát trước mắt cho Đội Cấn, đủ để thoát úng với các trận mưa có

lưu lượng 170mm/ngày (bão số 6) như hiện nay lên (2x1,5) BXH hoặc 2xD1,0m (như hiện

nay). Vị trí: Nút Đội Cấn 4311 tới mương Phan Kế Bính 684.

4. Do khu vực Kim Mã-Daewoo thường xuyên bị ngập, lý do là hiện tại chưa có tuyến cống để

thoát úng cho khu vực này. Giải pháp dự kiến: Đặt tuyến cống mới 2xD 1m nối Kim Mã ra

mương Phan Kế Bính (dọc theo phố Nguyễn Văn Ngọc). Việc này sẽ đạt được tính cân bằng

động của khu vực và giải thoát úng cho khu vực kể trên (KM-Daewoo)

5. Vi tuyến cống Nguyễn Du chịu tải cho khu vực Trần Quôc Toản và Nguyễn Gia Thiều.. và

một khi cống tại Nguyễn Du MCB thì toàn bộ khu vực kể trên bị úng ngập. Giải pháp: Mở

rộng liên kết Nguyễn Du ra Trần Bình Trọng bằng việc nâng cấp Nguyễn Du lên 2xD1,0m

càng sớm càng tốt. Vị trí: Nút 4129-4105

6. Giao cắt Quán Sứ-Lý Thường Kiệt : Mở rộng lên hai lần so với hiện nay, cụ thể là các đoạn

nút sau đây: 4444-4288; 4442-4070;3774-4059

7. Để đạt được tính cân bằng trong liên kết cống/sông tại Minh Khai-Kim Ngưu, nghiên cứu mặt

cắt dọc tuyến Từ Giải Phóng -Minh Khai ra tới Kim Ngưu, cần phải tăng từ cống tròn 0,8 -

1,000 m lên tối thiểu 2x(2x1,25)-tức 2 cống có kích thước 2x1,25m. Vị trí: Mở từ nút 4538-

4562

23

8. Mở rộng cống dọc Trường Chinh, đoạn từ giao cắt Tôn Thất Tùng từ 0,6m và đoạn 1,m lên

3x1,m ra đến sông Lừ để giải quyết tình trạng MCB cho lưu vực Tôn Thất Tùng, Chùa Bộc…

9. Mở rộng tuyến cống dọc tuyến Hồ Đắc Di lên 1,5m

10. Mở rộng tuyến cống dọc tuyến Đặng Văn Ngữ lên 1,5m

11. Mở rộng liên kết các tuyến Đặng Văn Ngữ ra đê La Thành lên 2x1,5m

Cải thiện tình trạng úng ngập tổng thể tại nội đô với kịch bản 11 nút MCB

Các so sánh độ ngập úng theo mô phỏng mưa như trận lụt 2008 giữa có kịch bản và không có

kịch bản:

Hình 3-54; 3-55: Sự khác biệt là rất lớn giữa trái (trước khi can thiệp 2008) với phải ( kịch bản

11 điểm) tại 9:00 ngày “31/10/2008”

Hình 3-56; 3-57. So sánh giữa trái (nguyên thủy 2008) với phải (2008 có kịch bản), tại 10:00

ngày 31/10/2008

3.3.2 Kịch bản 11 nút MCB mở rộng

Kịch bản này bao gồm một số cải thiện thoát úng tại các hướng sau:

- Tuyến nối Trần Bình Trọng ra hồ Bảy Mẫu; vì cao độ nền không cho phép nâng cấp cống to

hơn, do đó nghiên cứu đề xuất cải thiện thoát nước ra hồ Bảy Mẫu bằng cách mở rộng thiết

diện ngang, tăng từ 2 cống tiêu thoát lên 3 cống có cùng kích thước như hiện nay.

- Tuyến Nguyễn Chí Thanh ra Tô Lịch: Hiện tuyến cống dọc theo phố Nguyễn Chí Thanh

thoát nước ra sông Tô Lịch rất nhỏ; do thiết diện đường Nguyễn Chí Thanh rộng nên úng ngập

dễ dàng tỏa sang các khu dân cư và cơ quan hai bên đường, tuy nhiên do MCB trong liên kết

ngang giữa tuyến cống này với Huỳnh Thúc Kháng nên đã thường xuyên gây úng ngập sâu

cho tuyến phố Huỳnh Thúc Kháng.

24

3.3.3 Kịch bản 29 nút MCB

Đây là kịch bản với tác động giải phóng đến hầu hết các nút MCB của hệ thống thoát nước nội

đô Hà Nội. Giải pháp này lấy giải pháp 11 nút làm trọng tâm, sau đó phát triển đến các nút phát úng

trên toàn hệ thống.

Kết quả mô phỏng cho kết quả rất khả quan, song sẽ là không khả thi vì đòi hỏi đầu tư lớn và sẽ phải

“xới tung” nội đô-là vấn đề mà tất cả các cấp liên quan đều không ủng hộ.

KẾT LUÂN VÀ KIẾN NGHỊ

KẾT LUẬN

Nghiên cứu về úng ngập nội đô Hà Nội đã luôn luôn là một thách thức cho các nhà khoa học

và quản lý. Những nghiên cứu tổng quan của luận án đã chỉ ra một thực tế rằng hàng năm, vẫn tồn tại

một nội đô HN luôn bị đe dọa bởi úng ngập.

Trên quan điểm nghiên cứu hệ thống cân bằng nước, những kết quả đạt được trong nghiên cứu

này đã dẫn đến các kết luận và kiến nghị sau đây:

1. Xây dựng bộ CSDL phục vụ nghiên cứu hệ thống cân bằng nƣớc:

Luận án đã xây dựng được bộ CSDL về hệ thống mạng lưới tiêu thoát nước nội đô Hà Nội với

các hệ thống con cùng các thông số kỹ thuật cấu thành như hệ thống cống ngầm, hệ thống hố

ga, hệ thống hồ v.v…

2. MCB của hệ thống tiêu thoát nƣớc nội đô

Luận án đã chứng minh được luận điểm: MCB là nguyên nhân gây nên úng ngập cục bộ, từ đó

gây nên úng ngập toàn diện cho nội đô Hà Nội. Các phân tích về mô hình mô phỏng của hệ

thống cân bằng nước đã chỉ ra các quá trình MCB đã xẩy ra khi nào, ở đâu và như thế nào.

Luận án đã phát hiện được các “ điểm phát úng” khác nhau trong mạng lưới tiêu thoát nước

nội đô, trên cơ sở đó, chỉ ra các nút (vị trí) tiềm năng gây ngập úng, gây nên úng ngập từ cục

bộ đến tổng thể cho nội đô Hà Nội.

3. Giải pháp thoát úng ngập cho nội đô Hà Nội

Trên cơ sở nghiên cứu về MCB, nghiên cứu đã bước đầu đề xuất hai bộ giải pháp 11 và 29

nút MCB để xứ lý tình trạng úng ngập của nội đô Hà Nội.

Tư tưởng chủ đạo để xây dựng bộ giải pháp 9 điểm là việc xét các nút MCB nhạy cảm và quan

trọng, cũng như tính khả thi của giải pháp. Với giải pháp 11 nút MCB, nội đô Hà Nội có thể

chịu được các trận mưa như trong 2 ngày 8/8-9/8/2013, song với vũ lượng > 350mm/2 ngày.

Bộ giải pháp 29 nút MCB có thể giúp nội đô Hà Nội chịu được các trận mưa như trong 2 ngày

31/10-1/11/2008, song với vũ lượng > 600mm/3 ngày.

4. Kết luận về học thuật

Hệ thống cân bằng nước (HTCBN) là một khái niệm mới trong cách tiếp cận nghiên cứu về

một hệ thống nước với những điều kiện cần và đủ nhằm đưa hệ thống đó đạt được trạng thái

cân bằng trong vận hành, qua đó làm cho hệ thống đó thỏa mãn mục đích đã được thiết kế,

hiệu quả.

KIẾN NGHỊ

1. Lý luận khoa học

Trong tương lai, các nghiên cứu khác có thể làm sáng tỏ hơn nữa về hướng nghiên cứu

HTCBN cho các vùng nội đô và tương tự với các qui mô và điều kiện khác nhau. Mô phỏng

nghiên cứu về mất cân bằng chất.

2. Đề xuất mang tính thực tiễn

25

- Nâng cấp bộ CSDL để có thể đưa ra các bộ kết quả và giải pháp chi tiết hơn; áp dụng kết quả

nghiên cứu này trong việc giải quyết úng ngập bài bản và tốt hơn cho nội đô Hà Nội.

- Xây dựng bộ bản đồ dự báo úng ngập trong các điều kiện khí hậu và thủy văn khác nhau, đặc

biệt ở một số tới hạn mang tính rủi ro cao.

- Giải pháp tăng cường chức năng điều hòa của hồ và giàm ô nhiễm bằng hồ (sông) phân tầng

(được trình bày tại phụ lục 4 của luận án).

3. Bổ sung nghiên cứu về CB chất cho từng lƣu vực

Luận án đã tiến hành và có được một số kết quả về đánh giá chất lượng nước mặt tại một số

thủy vực đặc trưng cho đích tiếp úng và thoát úng vùng nội đô Hà Nội trong các điều kiện:

- Ở mực nước cạn (không úng ngập);

- Ở mực nước cao (trong úng ngập);

- Ở mực nước trung bình (sau úng ngập).

Đồng thời, các nghiên cứu của luận án đã tính toán các kịch bản để có thể phòng chống úng

ngập với các lượng mưa khác nhau; tuy nhiên, nghiên cứu chưa có đủ điều kiện (thí dụ như tài chính)

để có thể đánh giá và tiến tới tính toán mô phỏng sự phân bố ô nhiễm trong các hoạt động điều tiết

úng ngập tại các tiểu vùng liên quan đến các nút CB.

Do vậy, cần thiết phải có nghiên cứu tiếp theo về nội dung CB chất vừa nêu để có một cách

nhìn tổng quát về lượng và chất nhằm giải quyết vấn đề MCB của hệ thống cân bằng nước nội đô Hà

Nội một cách chi tiết hơn./.

26

DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ

ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

1. Chu Anh Dao, Pham Manh Con, Nguyen Manh Khai (2010), “Characteristic of urban

wastewater in Hanoi City – nutritive value and potential risk in using for agriculture”, VNU

Journal of science, Earth Sciences (26), pp.42-47.

2. Trần Ngọc Anh, Nguyễn Thanh Sơn, Trần Thị Thu Hương, Trịnh Xuân Quảng, Phạm

Mạnh Cổn, Đặng Đình Khá, Đặng Đình Đức (2012), “Đánh giá nguy cơ ngập lụt các khu

vực trũng tỉnh Hưng Yên”, Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội - Khoa học Tự

nhiên và Công nghệ 28(3S), tr.1-8.

3. Nguyễn Mạnh Khải, Nguyễn Thị Huyền Trang, Nguyễn Thùy Linh, Chu Anh Đào, Phạm

Mạnh Cổn, Nguyễn Thị Nga (2012), “Nghiên cứu chất lượng nước sông Nhuệ khu vực Hà

Nội”, Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội - Khoa học Tự nhiên và Công nghệ

28(4S), tr.111-117.

4. Phạm Mạnh Cổn, Phạm Quang Hà, Trần Ngọc Anh, Nguyễn Mạnh Khải (2013), “Nghiên

cứu chất lượng nước mặt khu vực nội thành Hà Nội”, Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia

Hà Nội - Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 29(3S), tr.24-30.

5. Phạm Mạnh Cổn, Đặng Đình Khá, Đặng Đình Đức, Nguyễn Mạnh Khải, Phạm Quang Hà,

Trần Ngọc Anh (2013), “Nghiên cứu mô phỏng trận ngập lụt 2008 nội thành Hà Nội và đề

xuất một số giải pháp thoát úng cục bộ”, Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nộ - Khoa

học Tự nhiên và Công nghệ 29(2S), tr.8-16.