BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

LÊ VĂN TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC
ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TIÊU NƯỚC VÀ QUY MÔ CÔNG
TRÌNH TIÊU TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HÀ NỘI

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, 2017
i


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

LÊ VĂN TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC
ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TIÊU NƯỚC VÀ QUY MÔ CÔNG
TRÌNH TIÊU TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HÀ NỘI

Chuyên ngành : Quy hoạch quản lý tài nguyên nước
Mã số : 62-62-30-01

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA
HỌC

1. GS. TS. Dương Thanh Lượng
2. GS. TS. Nguyễn Quang Kim

HÀ NỘI, 2017

ii


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu và kết quả tính toán và các kết luận trong luận án là trung thực
và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Việc tham
khảo các nguồn tài liệu đã thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham
khảo đúng quy định.
Tác giả luận án

Lê Văn Trường

i


LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian miệt mài nghiên cứu dưới sự giúp đỡ của các nhà khoa
học, các nhà chuyên môn và các cơ quan, đơn vị với những ý kiến góp ý sâu
sắc và cung cấp nhiều tài liệu quý báu, đến nay công việc nghiên cứu đã đạt
được những kết quả nhất định để có thể viết lên luận án này.
Từ đáy lòng mình, tác giả luận án xin chân thành cảm ơn GS. TS. Dương

Thanh Lượng và GS. TS. Nguyễn Quang Kim, những người hướng dẫn
khoa học đã tận tình dìu dắt, giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập và
nghiên cứu.
Chân thành cảm ơn Bộ môn Cấp thoát nước, Khoa Kỹ thuật tài nguyên
nước, Phòng Đào tạo đại học và sau đại học, Trường Đại học Thuỷ lợi với
vai trò là cơ quan đào tạo đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả học tập và
nghiên cứu khoa học trong những năm tháng là nghiên cứu sinh của Nhà
trường.
Chân thành cảm ơn Phòng Quản lý xây dựng công trình, lãnh đạo Sở Nông
nghiệp và phát triển nông thôn Hà Nội đã tạo điều kiện và thời gian cho tác
giả đi học tập và làm luận án.
Xin cảm tạ tấm lòng những người thân yêu và gia đình đã động viên, giúp
đỡ
và gửi gắm nơi tôi.

Hà Nội, tháng 8 năm 2017
Tác giả luận án

Lê Văn Trường

ii


MỤC LỤC
Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt ........................................................................... v
Danh mục các bảng ...................................................................................................... vi
Danh mục các hình vẽ ................................................................................................ viii
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 1
I. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu ...................................................................... 1
II. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................. 1

III. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu .................................................... 2
IV. Nội dung và phương pháp nghiên cứu ................................................................ 2
V. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của nghiên cứu .................................................... 3
TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU .......................................................4
1.1. Giới thiệu vùng nghiên cứu ...............................................................................4
1.1.1. Vị trí địa lý.....................................................................................................4
1.1.2. Điều kiện tự nhiên .........................................................................................4
1.1.3. Tình hình và nguyên nhân úng ngập ở vùng nghiên cứu ..............................9
1.1.4. Hiện trạng các công trình tiêu chủ yếu........................................................12
1.1.5. Hướng phát triển chung không gian của đô thị ...........................................16
1.1.6. Hướng phát triển mạng lưới giao thông ......................................................16
1.1.7. Định hướng khống chế cao độ san nền .......................................................18
1.1.8. Sơ lược về quá trình hình thành và phát triển hệ thống tiêu thoát nước đô
thị Hà Nội ..............................................................................................................19
1.2. Tổng quan các nghiên cứu về thoát nước cho khu vực.................................20
1.2.1. Nghiên cứu thoát nước của JICA ................................................................20
1.2.2. Nghiên cứu trong QH937 ............................................................................20
1.2.3. Nghiên cứu trong QH1259 ..........................................................................23
1.2.4. Nghiên cứu trong QH4673 ..........................................................................25
1.2.5. Nghiên cứu trong QH725 ............................................................................25
1.2.6. Nhận xét thông số công trình tiêu nước theo các quy hoạch ......................26
1.3. Tổng quan về phương pháp tính toán tiêu thoát nước và tối ưu hóa hệ
thống tiêu thoát nước ..............................................................................................33
1.3.1. Các phương pháp tính toán tiêu thoát nước ở trong nước...........................33
1.3.2. Các nghiên cứu về tối ưu hóa hệ thống tiêu thoát nước ở trong nước ........47
1.3.3. Các phương pháp và công cụ tính toán tiêu thoát nước ở nước ngoài ........49
1.3.4. Các nghiên cứu về tối ưu hóa hệ thống tiêu thoát nước ở nước ngoài........50
1.4. Kết luận chương 1 ............................................................................................54
XÂY DỰNG CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH GIẢI PHÁP TIÊU
THOÁT NƯỚC VÀ QUY MÔ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI.....................................57

2.1. Xây dựng bài toán tối ưu hóa hệ thống tiêu thoát nước ...............................57
2.1.1. Khái quát về bài toán tối ưu hóa..................................................................57
2.1.2. Bài toán tối ưu hóa thông số cơ bản của hệ thống tiêu thoát nước .............62
2.2. Lựa chọn mô hình tính toán tiêu thoát nước .................................................66
3


2.2.1. Khái quát về chọn phương pháp và mô hình tính toán tiêu nước mặt ........66
2.2.2. Chọn phương pháp và mô hình tính toán tiêu thoát nước ...........................67
2.2.3. Mô tả mô hình SWMM ...............................................................................68
2.3. Mô hình hóa hệ thống tiêu thoát nước nghiên cứu .......................................76
2.3.1. Các loại đối tượng cần mô phỏng................................................................76
2.3.2. Các số liệu đầu vào cơ bản của mô hình .....................................................82
2.3.3. Sơ đồ hoá hệ thống tiêu thoát nước .............................................................87
2.3.4. Thiết lập mô hình hệ thống tiêu thoát nước trên SWMM ...........................89
2.3.5. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình ...............................................................93
2.4. Kết luận chương 2 ............................................................................................97
LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TIÊU NƯỚC VÀ QUY MÔ CÔNG
TRÌNH TIÊU TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HÀ NỘI ........................................99
3.1. Dự kiến giải pháp tiêu thoát nước ở lưu vực nghiên cứu .............................99
3.1.1. Dự kiến giải pháp chung..............................................................................99
3.1.2. Bố trí các trạm bơm tiêu đầu mối ..............................................................101
3.1.3. Bố trí hệ thống hồ điều hòa .......................................................................104
3.1.4. Phân tích thủy lực......................................................................................112
3.1.5. Xác định quan hệ ràng buộc giữa quy mô trạm bơm và hồ điều hòa........122
3.1.6. Xác định các giá trị lưu lượng và diện tích hồ tối ưu................................127
3.2. Đề xuất giải pháp tiêu thoát nước và quy mô của các công trình tiêu chủ
yếu ở lưu vực nghiên cứu ......................................................................................135
3.2.1. Các trạm bơm ............................................................................................135
3.2.2. Các hồ điều hoà .........................................................................................139

3.2.3. Hệ thống kênh trục ....................................................................................141
3.2.4. Các cống điều tiết chính ............................................................................143
3.2.5. Hình thức tiêu nước của hệ thống kênh trục và trạm bơm đầu mối ..........143
3.2.6. Phối hợp vận hành các trạm bơm đầu mối nhằm tăng hiệu quả tiêu nước144
3.3. Kết luận chương 3 ..........................................................................................146
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................147
I. Kết luận...............................................................................................................147
1. Về kết quả nghiên cứu.....................................................................................147
2. Về những đóng góp mới của luận án...............................................................148
II. Kiến nghị ...........................................................................................................148
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ CÔNG BỐ
LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI LUẬN ÁN ...................................................................149
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................150
PHỤ LỤC ...................................................................................................................155

4


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
C C
P
C hC
S
D ôD
A
D ự
D
T
Đ iĐ
T

H ầH
L
H ạH
T
L ệL
L
L ư
L
V
M ư
M
N
Q ự
Q
H
Q uQ
H u
1Q yQ
H u
1 y
2Q Q
H u
4 y
6Q Q
H u
7 y
2Q Q
H u
9S yS
W

T tT
B
T rT
L
T hT
L
T iT
P
U hỦ
B
V yV
Đ
V àV
Đ V
à
V
Đ à

v


DANH MỤC CÁC BẢNG
B
ản
B
ản
B
ản
B
ản

B
ản
B
ản
B
ản
B
ản
B
ản
B
ản
B
ản
B
ản
B
ản
B
ản
B
ản
B
ản
B
ản
B
ản
B
ản

B
ản
B
ản
B
ản
B
ản
B
ản
B
ản
B
ản
B
ản
B
ản
B
ản
B
ản
B
ản
B
ản
B
ản
B
ản

B
ản
B
ản
B
ản
B
ản
B
ản

4
5
6
6
7
7
7
7
7
8
9
9
1
32
62
28
59
18
48

84
86
79
4
10
4
10
7
11
111
511
5
11
6
11
611
711
7
11
8
11
811
911
912
0
12
0
12
112
1

vi


B
ản
B
ản
B
ản
B
ản
B
ản
B
ản
B
ản
B
26. ản
G
27. iá
C
áB
ản
B
ản
B
ản
B
ản

B
ản
g
B
ản
g
B
PL1.4.ản
D
ự
B
ản
g
B
ản

12
412
512
6
12
8
12
913
113
2
13
3
13
4

13
4
13
613
914
0
14
1
15
6
15
7
15
8
15
8
15
9
16
0

vii


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hì 5
nh 1
Hì
nh 27
Hì

nh 31
Hì
nh 34
Hì
nh 34
Hì
nh 49
Hì
nh 2
Hì
nh 4
1.
Hì 59
nh
Hì 95
nh
Hì 95
nh
Hì 96
nh
Hì 16
nh
Hì 2
nh 6
2. 65
Hì
nh 79
Hì
nh 70
Hì

nh 71
Hì
nh 71
Hì
nh 86
Hì
nh 83
Hì
nh 85
Hì
nh 85
Hì
nh 87
Hì
nh 87
Hì
nh 8
Hì
nh 9
Hì
nh 91
Hì
nh 92
Hì
nh 4
Hì
nh 9
2.
Hì 94
nh

Hì 5
nh 9
2.
Hì 95
nh
Hì 6
nh 9
2. 11
6
Hì
nh 211
Hì
nh 12
4
Hì
nh 4
viii


Hì 12
nh 12
4
Hì
nh 12
5
Hì
nh 12
5
Hì
nh 12

6
Hì
nh 12
6
Hì
nh 13
8
Hì
nh 13
1
Hì
nh 13
2
Hì
nh 14
3
Hì
nh 5
Hì
nh 14
3.
5
Hì 16
nh 16
0
Hì
nh 16
1
Hì
nh 16

1
Hì
nh 16
1
Hì
nh 16
2
Hì
nh
Hì 216
nh
Hì 216
nh
Hì 316
nh
Hì 316
nh
Hì 316
nh
Hì 416
nh
Hì 416
nh
Hì 416
nh
Hì 516
nh
Hì 516
nh
Hì 516

nh
Hì 616
nh 6
PL3.19.
M 16
6
P 16
L 7
P 16
L 7
PL3.22.
M 16
7

ix


MỞ ĐẦU
I. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu
Với tổng diện tích tự nhiên 3.344,6 km2, dân số trên 6,5 triệu người, không chỉ là Thủ
đô có quy mô lớn thứ 17 trên thế giới mà còn là địa phương đứng đầu cả nước về diện
tích tự nhiên, đứng thứ hai về diện tích đô thị và thứ hai về dân số sau TP Hồ Chí
Minh. Hà Nội còn là một trung tâm chính trị, kinh tế và văn hoá lớn của cả nước.
Trong những năm gần đây cùng với TP Hồ Chí Minh, Hà Nội là một điểm rất nóng
của cả nước về tình trạng úng ngập. Hàng năm cứ vào mùa mưa, không chỉ khu vực
nội thành mà rất nhiều khu vực ngoại thành đều bị úng ngập với mức độ lớn mà điển
hình nhất là trận mưa úng xảy ra vào những ngày cuối tháng 10 đầu tháng 11 năm
2008 đã làm hầu hết các khu vực của TP Hà Nội và các vùng lân cận bị ngập sâu nhiều
ngày liền.
Úng ngập ở Hà Nội không chỉ có tác động tiêu cực đến mọi mặt của đời sống kinh tế xã hội mà còn ảnh hưởng xấu đến hình ảnh của một thủ đô đang trong quá trình phát

triển để hướng tới một đô thị văn minh, hiện đại. Trong nhiều năm qua trên địa bàn Hà
Nội đã có nhiều dự án quy hoạch tiêu nước được nghiên cứu, nhiều công trình tiêu
được đầu tư xây dựng nhưng tình trạng úng ngập vẫn chưa cải thiện nhiều. Trong rất
nhiều nguyên nhân dẫn đến tình trạng nói trên, có nguyên nhân quan trọng là chưa có
những cơ sở khoa học thực sự xác đáng để đề xuất giải pháp tiêu nước và quy mô công
trình tiêu phù hợp với các điều kiện tự nhiên, kinh tế và xã hội của khu vực.
Vì những lý do trên, việc tìm giải pháp tiêu nước hợp lý và có hiệu quả cho thành phố
Hà Nội nói chung và của đô thị trung tâm Hà Nội nói riêng đang là mối quan tâm lớn
của các cấp, các ngành, các nhà chuyên môn và toàn thể nhân dân Thủ đô, và đó cũng
là lý do để hình thành đề tài: “Nghiên cứu cơ sở khoa học đề xuất giải pháp tiêu nước
và quy mô công trình tiêu trên địa bàn thành phố Hà Nội” trong đề tài nghiên cứu ở
Luận án này.
II. Mục tiêu nghiên cứu
Xây dựng được cơ sở khoa học về đề xuất giải pháp tiêu nước, xác định quy mô công
trình tiêu nước chủ yếu phù hợp với điều kiện tự nhiên và quá trình phát triển kinh tế xã hội của TP Hà Nội trong tình hình đang mở rộng đất đô thị.
III. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu của đề tài là hệ thống tiêu thoát nước mưa đô thị và các giải
pháp tiêu nước của hệ thống đó.
- Về phạm vi đối tượng, các nghiên cứu của đề tài được giới hạn tập trung vào các
công trình tiêu nước chủ yếu (trạm bơm đầu mối, hồ điều hòa, các trục tiêu chính, các
công trình điều tiết chính) trong hệ thống tiêu thoát nước. Các đối tượng khác (mạng
lưới
1


thoát nước tiểu khu, mạng lưới thoát nước đường phố hoặc khu vực, các hồ nhỏ...)
được
đưa vào hệ thống như là các thông số đầu vào đã biết.
- Về phạm vi không gian, các nghiên cứu được giới hạn ở vùng tiêu đô thị trung tâm
của thành phố Hà Nội.

IV. Nội dung và phương pháp nghiên cứu
1. Nội dung nghiên cứu
Luận án sẽ đi sâu nghiên cứu cơ sở khoa học các vấn đề chính sau đây:
1) Đánh giá các nghiên cứu về thoát nước đô thị TP Hà Nội.
2) Xây dựng bài toán tối ưu hóa các thông số kỹ thuật cơ bản của các công trình tiêu
nước chủ yếu.
3) Mô hình hóa hệ thống tiêu thoát nước đô thị trung tâm của TP Hà Nội và tiến hành
các phân tích thủy lực - thủy văn của hệ thống đã được mô phỏng với các lời giải khác
nhau của toán tối ưu hóa được lập.
4) Đề xuất giải pháp kỹ thuật, cải tiến bố trí một số công trình tiêu nước chủ yếu.
2. Phương pháp nghiên cứu
Để thực hiện mục tiêu và nội dung nghiên cứu đề ra, đề tài sử dụng phương pháp
nghiên
cứu sau:
1) Phương pháp kế thừa
Tiếp thu và sử dụng có chọn lọc kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học trong và
ngoài
nước về những vấn đề liên quan đến đề tài vào trường hợp cụ thể của TP Hà Nội.
2) Phương pháp điều tra thu thập và phân tích tổng hợp
Điều tra, thu thập, phân tích, đánh giá và tổng hợp các tài liệu để từ đó xây dựng cơ sở
dữ liệu phục vụ cho công việc nghiên cứu.
3) Phương pháp thống kê xác suất
Dùng để tính toán xác định các đặc trưng khí tượng, thủy văn thiết kế phục vụ nghiên
cứu đề tài.
4) Phương pháp phân tích hệ thống
Phân tích hệ thống tiêu thoát nước một cách đồng bộ nhất tới mức có thể. Hệ thống sẽ
bao gồm các phần tử thủy lực và mối liên hệ chúng, đồng thời xét mối liên hệ của hệ
thống với môi trường bên ngoài thông qua các điều kiện biên.
5) Phương pháp phân tích tối ưu
2



Phương pháp này được sử dụng để xác định quy mô và thông số cơ bản của các công

3


trình tiêu nước trong vùng nghiên cứu với việc xây dựng bài toán tối ưu, bao gồm các
công việc: lập hàm mục tiêu, xác định các thông số điều khiển, lựa chọn phương pháp
giải và tìm lời giải tối ưu.
6) Phương pháp mô hình toán thủy văn - thủy lực
Phương pháp này được sử dụng để phục vụ tính toán xác định các công trình tiêu nước
phù hợp, kiểm tra các ràng buộc của các thông số cơ bản của hệ thống tiêu thoát nước
về đảm bảo khống chế úng ngập. Trong nghiên cứu sẽ phân tích một số mô hình toán
thủy văn - thủy lực chuyên dụng và lựa chọn mô hình phù hợp để áp dụng.
V. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của nghiên cứu
Ý nghĩa khoa học: Luận án cung cấp phương pháp luận khoa học đáng tin cậy về việc
áp dụng bài toán tối ưu hóa với sự trợ giúp của mô hình SWMM trong tính toán tiêu
thoát nước cho các khu đô thị trong quá trình phát triển.
Ý nghĩa thực tiễn: Qua nghiên cứu này, đã đề xuất được giải pháp tiêu nước, bố trí các
công trình tiêu chính của hệ thống tiêu thoát nước trên địa bàn thành phố Hà Nội cùng
với quy mô và các thông số cơ bản của các công trình đó. Kết quả nghiên cứu có thể
được tham khảo trong các công tác: lập quy hoạch chi tiết, thiết kế, xây dựng và vận
hành hệ thống tiêu thoát nước đô thị trung tâm TP Hà Nội và các khu vực khác có điều
kiện tương tự.

4


TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Giới thiệu vùng nghiên cứu
1.1.1. Vị trí địa lý
Hà Nội nằm về phía Tây Bắc của trung tâm vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng, có vị
trí từ 20°53' đến 21°23' vĩ độ Bắc và 105°44' đến 106°02' kinh độ Đông, tiếp giáp với
các tỉnh Thái Nguyên, Vĩnh Phúc ở phía Bắc, Hà Nam, Hòa Bình phía Nam, Bắc
Giang, Bắc Ninh và Hưng Yên ở phía Đông, Hòa Bình và Phú Thọ ở phía Tây. Sau khi
mở rộng địa giới hành chính vào tháng 8 năm 2008, thành phố có diện tích 3.325 km2,
nằm ở cả hai bên bờ sông Hồng, nhưng tập trung chủ yếu bên hữu ngạn.
Lưu vực của hệ thống tiêu thoát nước đô thị trung tâm TP Hà Nội ở nghiên cứu này
được giới hạn trong phạm vi đường VĐ4 và đê hữu sông Hồng (Hình 1.1. ) với các giới
hạn:
- Phía bắc, đông bắc và đông được giới hạn bởi đê hữu sông Hồng;
- Phía tây được giới hạn bởi đê tả sông Đáy;
- Phía nam và tây nam được giới hạn bởi đường Vành Đai 4.
Tổng diện tích lưu vực tiêu này là 37.050 ha, hoàn toàn nằm trong ranh giới đô thị
trung tâm TP Hà Nội phần phía nam sông Hồng theo Quy hoạch chung xây dựng Thủ
đô Hà Nội đến năm 2030 và tầm nhìn đến năm 2050 (Hình 1.2. ).
1.1.2. Điều kiện tự nhiên
a. Khí hậu, khí tượng
Khu vực nghiên cứu nằm giữa vùng đồng bằng Bắc Bộ nên mang các đặc điểm điển
hình của khí hậu vùng đồng bằng. Đó là kiểu khí hậu nhiệt đới gió mùa có mùa đông
lạnh, cuối mùa ẩm ướt với hiện tượng mưa phùn, mùa hạ nóng và nhiều mưa.
* Nhiệt độ
Khu vực Hà Nội có nhiệt độ trung bình năm khoảng 23oC÷24oC. Hàng năm có 3 tháng
(XII÷II) nhiệt độ trung bình giảm xuống dưới 20oC. Tháng I lạnh nhất, có nhiệt độ
trung bình khoảng 16oC. Mùa hè gồm 5 tháng (V÷IX) nhiệt độ trung bình trên 25oC.
Tháng VII nóng nhất, có nhiệt độ trung bình trên dưới 29oC.
Bảng 1.1. Nhiệt độ trung bình tháng tại Hà Nội và Hà Đông (0C)
Th I
án

Hà 1
Nộ
Hà 6,
1

I I
1I 2I
8,
1 0,
2

I V V V
2V 2 2I 2II
3,
2 7,
2 8,
2 8,
2

V I X
2II 2X 2
8,
2 7,
2 4,
2

X X
2I 1II
1,
2 8,

1

Đô 7, 9, 2, 5, 7, 7, 7, 7, 6, 4, 0, 9,

5

Nguồn: [1]


Vị trí lưu vực nghiên cứu trên bản đồ TP Hà Nội
* Độ ẩm
Độ ẩm tương đối trung bình năm khoảng 83÷85%. Ba tháng mùa xuân là thời kỳ ẩm
ướt nhất, độ ẩm trung bình tháng đạt 88÷90% hoặc cao hơn. Các tháng cuối mùa thu và
đầu mùa đông là thời kỳ khô hanh nhất. Độ ẩm trung bình tháng có thể xuống dưới
80%. Độ ẩm cao nhất có ngày đạt tới 98% và thấp nhất có thể xuống tới 64%.
Bảng 1.2. Độ ẩm tương đối trung bình tháng tại Hà Nội và Hà Đông (%)
T I I II
Hà h 8 I8 I8
Nộ
Hà 27 58 88

I V V
V
8 8 I8
88 48 74

V V I X
II
8 II8 X
8 8

5
7
8 8 86 83

Đô 8 3 2

3 5 9 1 2 0

X X
I8 II
8
1
8 28

1 0

1

6

Nguồn: [1]


* Bốc hơi
Lượng bốc hơi bình quân năm ở vùng này đạt khoảng 1.000 mm. Các tháng đầu mùa
mưa (V, VI, VII) lại là các tháng có lượng bốc hơi lớn nhất trong năm. Lượng bốc hơi
bình quân tháng V đạt trên 100 mm. Các tháng mùa Xuân (II÷IV) có lượng bốc hơi
nhỏ nhất là những tháng có nhiều mưa phùn và độ ẩm tương đối cao.
Bảng 1.3. Lượng bốc hơi trung bình tháng tại Hà Nội và Hà Đông (mm)
T I I II

I 57
I
Hàh 78 62
Nộ
Hà ,7
64 ,4
56 ,4
68

I V V V
V 10 99
I 99
II
66
,8
78 1,
6 ,4
63 ,9
91

V I X
III 81
X 96
84
,8
79 ,5
79 ,6
72

X X N

I 83
II 1.
ă
89
,4
66 ,2
56 08

Đô ,3 ,9 ,2 ,5 3, ,9 ,4 ,1 ,9 ,8 ,9 ,0 4

Nguồn: [1]

Thông qua phân tích tần suất, lượng mưa ngày đặc trưng (1, 3, 5, 7 ngày lớn nhất) được
trình bày như bảng dưới đây.
Bảng 1.4. Lượng mưa 1, 3, 5, 7 ngày lớn nhất (đơn vị:
mm)
T
r1 3 5
Lá ng2 ng3 ng4
ng
Hà 52 83 34
Đô
Liê 52 8 3
n
4

T
7ầ
ng4
74

74
8

1
ng2
12
22
1

Tầ
3 5 7n
ng3 ng3 ng4
33 73 14
33 73 14
3 8 2

Nguồn: [1]

b. Thuỷ văn, sông ngòi
* Sông Hồng
Sông Hồng có tổng diện tích lưu vực 155.000 km² với phần lưu vực trong lãnh thổ Việt
Nam là 72.800 km². Sông dài 1.126 km, trong đó đoạn qua Hà Nội dài xấp xỉ 90 km.
Lưu lượng trung bình nhiều năm thời đoạn 1956−1985 tại Sơn Tây đạt khoảng 3.560
m³/s và Hà Nội 2.710 m³/s. Sông này một nơi nhận nước tiêu lớn của vùng.
Mùa kiệt dài 7 tháng (XI÷V), lưu lượng sông giảm nhiều và mực nước xuống thấp,
nhất là trong các tháng II, III, IV. Tại trạm Hà Nội mực nước thấp nhất xảy ra trước khi
có hồ Hòa Bình là 1,73 m (1956), lưu lượng thấp ngày 09/5/1960 chỉ có 350 m³/s. Gần
đây, mực nước có lúc thấp tới 0,10 m (22/02/2010), 0,24 m (25/02/2015) do sự hạn chế
phát điện, có thể bao gồm cả nguyên nhân về biến đổi khí hậu và khai thác cát ở đáy
sông.

Mùa lũ dài 5 tháng (VI÷X); đỉnh lũ thường xuất hiện vào các tháng VII và VIII. Lưu
lượng trung bình các tháng mùa lũ đạt tới 8.000÷10.000 m³/s. Trận lũ lịch sử năm 1971
với giá trị thực đo chưa hoàn nguyên do vỡ đê, tràn đê và phân chậm lũ của đỉnh lũ đo
ngày 20/8/1971 là Hmax=14,43 m, Qmax=25.000 m³/s.
7


Các bảng dưới đây là những số liệu mực nước đặc trưng của sông Hồng.
Bảng 1.5. Các mực nước lớn nhất sông Hồng tại trạm Hà Nội (m)
T
Hầ
H
H
H

1 2
% 12,
% 12,
0 11,
0
13,
82 12,
89 12,
43 11,
91
12,
78
12, 33
12, 07
11,

11, 74
54
11
12, 11, 11, 54
11,
21 83 60 30

Nguồn: [1]

Bảng 1.6. Các mực nước lớn nhất Sông Hồng tại Liên Mạc (m)
T
Hầ
H
H
H

1%
14
31
31
2

1%
13
31
21
2

1
10

13
21
1
2

2
10
12
21
21
2

Nguồn: [1]

Bảng 1.7. Các mực nước lớn nhất Sông Hồng tại Nam Thăng Long (m)
Tầ
Hn
H
H
H

1%
41
31
31
2

5
1%
31

21
21
2

1
10
31
21
1
2

2
10
21
21
21
1

Nguồn: [1]

Bảng 1.8. Các mực nước lớn nhất Sông Hồng tại Yên Sở (m)
Tầ 1 5
H n 1% %
1
ma
21 21
H
1ng
H
11 11

3ng
11 11
H
5ng
1 1

1
10
11
11
1
0

2
10
11
01
01
0

Nguồn: [1]

Bảng 1.9. Các mực nước lớn nhất Sông Hồng tại Đông Mỹ (m)
Tầ
Hn
H
H
H

1

%
1
21
1
1
1

5
%
1
1
1
1
0

1
10
1
1
1
0

2
10
01
10
10
0

Nguồn: [1]



* Sông Đáy
Sông Đáy dài khoảng 240 km, bắt nguồn từ đập Đáy tại địa phận huyện Đan Phượng.
Trong trường hợp khẩn cấp sông Đáy được nối với sông Hồng qua đập Đáy để phân lũ.
Trước khi có đập Đáy nước lũ sông Hồng phân sang sông Đáy lớn nhất là trận lũ tháng
8/1932 với lưu lượng 2.850 m³/s, tương đương với mực nước tại Hà Nội 11,90 m. Kể
từ năm 1937, khi đập Đáy được xây dựng cho đến lúc hòa bình lập lại, đập Đáy mới
chỉ vận hành 3 lần (1940, 1945 và 1947). Nếu đập Đáy không làm việc thì mực nước
và lưu lượng trong sông Đáy đoạn từ Tân Lang trở lên chỉ phụ thuộc vào lượng mưa
nội bộ lưu vực. Hiện trạng sông Đáy như sau:
Đoạn từ Tân Lang đến Ninh Bình, chế độ thủy lực sông Đáy còn chịu ảnh hưởng của
thủy triều và sông Hồng qua sông Đào Nam Định.
Đoạn sông Đáy từ đập Đáy đến Mai Lĩnh dài 32 km, chiều rộng đoạn sông giữa 2 đê
trên dưới 3.000 m; lòng dẫn chủ yếu của sông là dòng chảy tràn giữa 2 đê.
Đoạn từ Mai Lĩnh đến Ba Thá dài 27 km, khoảng cách hai nơi rộng nhất là 4.000 m,
hẹp nhất là 700 m; lòng sông hẹp, tác dụng dẫn lũ trên bãi sông là chủ yếu.
Đoạn từ Ba Thá đến Tân Lang dài 51 km lòng sông rộng hơn nhưng ít bãi. Khoảng
cách giữa hai đê thay đổi từ 1.500 m (tại Phù Lưu) đến 300 m (ở Bột Xuyên); tác dụng
dẫn lũ chủ yếu là trong lòng sông, nhưng lòng sông tại đây hẹp, thoát lũ kém.
Đoạn từ Tân Lang đến Phủ Lý dài 13 km, lòng sông tuy rộng và sâu hơn, song khả
năng thoát lũ cũng bị hạn chế do ảnh hưởng của đoạn sông phía trên bị co hẹp.
Theo số liệu thống kê, trong nhiều năm gần đây mực nước tại các cửa tiêu chính của hệ
thống trên sông Đáy đều tăng cao đáng kể, hạn chế khả năng tiêu tự chảy.
Bảng 1.10. Mực nước lớn nhất thiết kế sông Đáy (m)
Tầ 1 5 1
Ln %
7 %
7 06
aY

,7 ,7 ,6
ên 7, 7, ,6
Đ
ào
,7 ,6 ,5
V
ân 5, 4, 4,
L
ư
, , ,

2
06
,6
6,
,5
,3
,

Nguồn: [1]

* Sông Nhuệ
Sông Nhuệ dài 74 km nối sông Hồng (qua cống Liên Mạc), với sông Đáy (qua cống
Lương Cổ), là trục chính tưới tiêu kết hợp. Về mùa lũ, cống Lương Cổ luôn luôn mở
và chỉ đóng lại khi có phân lũ qua đập Đáy. Như vậy, trong quá trình tiêu úng, mực
nước sông Nhuệ và các sông nhánh trong hệ thống chịu ảnh hưởng trực tiếp của lũ
sông Đáy.


Nối sông Nhuệ với sông Đáy còn có các sông: Duy Tiên, Vân Đình, La Khê, Ngoại Độ

và một số sông nhỏ khác tạo thành một mạng lưới tưới tiêu cho hệ thống. Sông Duy
Tiên dài 21 km; sông Vân Đình dài 11,8 km nối sông Nhuệ với sông Đáy qua cống
Vân Đình; kênh La Khê dài 6,8 km nối sông Nhuệ với sông Đáy qua cống La Khê.
Bảng 1.11. Mực nước lớn nhất (m) trên sông Nhuệ qua một số năm điển hình
1
H 95
àĐ 4,
ồn 4,
N
hậ 4,
L
ư
P ,
hủ

1
95
,4
5,
3,
,

Mực nước
1xuất
1 hiện
1 2
95 94 95 06
,4 4, ,4 ,4
4, 4, 4, 4,
3, 4, 4, 4,

, 4, 4, 4,
, , ,

Nguồn: [1]

Bảng 1.12. Mực nước báo động (m) tại một số vị trí trên sông Nhuệ và sông Hồng
C
1. ấ
S-Li
-H
2. M
SĐ

III
1 1 1
09, 1 21
5, 06, 17,
4, 4, 4,
Nguồn: [1]

1.1.3. Tình hình và nguyên nhân úng ngập ở vùng nghiên cứu
a. Tình hình úng ngập trận mưa úng năm 2008
Do ảnh hưởng của đới gió đông kết hợp với không khí lạnh tăng cường từ ngày
30/10÷03/11/2008 đã xảy ra mưa đặc biệt lớn ở địa bàn TP Hà Nội và các vùng lân
cận. Lượng mưa 1 ngày lớn nhất rơi vào ngày 31/10, đạt từ 300÷550 mm ở thượng
lưu và trung lưu sông Nhuệ, từ 200÷250 mm tại hạ lưu sông Nhuệ. Lượng mưa ngày
31/10 đạt
530 mm tại trạm Hà Đông, 487 mm tại Vân Đình, 405 mm tại Láng. Lượng mưa 5
ngày lớn nhất đạt 835 mm tại Hà Đông, 577 mm tại Láng, 784,8 mm tại La Khê, 708,4
mm tại Vân Đình. Ở vùng LV sông Nhuệ lượng mưa 1 ngày max có tần suất từ

0,74÷1,19%, lượng mưa 5 ngày max có tần suất từ 0,77÷2,0%. Mưa lớn đã gây gập
úng nghiêm trọng trên diện rộng trong LV sông Nhuệ và vùng trung du sông Đáy:
- Mực nước cao nhất là 6,28 m tại hạ lưu cống Liên Mạc; 6,20 m tại đập Hà Đông,
6,31 m tại cống La Khê; 4,60 m tại đập Đồng Quan; 3,77 m tại Vân Đình; 4,47 m tại
cống Nhật Tựu và 4,64 m tại cống Lương Cổ (15h ngày 02/11/2008).
- Trên sông Đáy tại Ba Thá mực nước cao nhất đạt 6,14 m (3h ngày 03/11/2008), tại


Phủ Lý là 4,62 m (15h ngày 02/11/2008) cao hơn mực nước lũ tháng 9/1985 là 0,16 m,
tương ứng tần suất P=4%.
- Tính đến ngày 03/11/2008, Hà Nội có khoảng trên 56.500 ha rau màu, gần 2.400 ha
lúa mùa muộn chưa kịp thu hoạch, 2.700 ha hoa, 2.200 ha cây ăn quả và hơn 9.700 ha
nuôi thủy sản ở các huyện ngoại thành bị ngập và mất trắng.
- Theo thống kê chưa đầy đủ, tổng thiệt hại về cơ sở hạ tầng, nhà cửa và sản xuất nông
nghiệp của Hà Nội ước tính khoảng 3.132 tỷ đồng, chưa kể thiệt hại về sản xuất công
nghiệp, xây dựng và môi trường.
b. Tình hình úng ngập gần đây nhất năm 2016
Từ 23 giờ ngày 24/5 đến 5 giờ ngày 25/5, trên địa bàn Hà Nội xảy ra mưa lớn đã làm
cho nhiều tuyến phố bị úng ngập cục bộ. Trong vòng 7 giờ lượng mưa đo được tại Vân
Hồ là 187,1 mm; Cầu Giấy 277,8 mm; Mễ Trì 235,5mm; Ngã Tư Sở 228,7 mm; Xuân
Đỉnh 196,9 mm; Hồ Tây 168,5 mm; Lương Định Của 193,6 mm; Trúc Bạch 206,9 mm;
Nam Từ Liêm 214,1 mm; Thanh Liệt 252 mm; Hoàng Quốc Việt 249 mm và các nơi
khác xấp xỉ 200 mm. Mưa xảy ra trên diện rộng, tập trung tại khu vực phía Tây.
Tại nội thành, lúc 6 giờ sáng ngày 25/5, có 26 điểm úng ngập, gồm: Khu vực Mỹ Đình
- Mễ Trì; phố Trần Bình, Phan Văn Trường, Hoàng Quốc Việt (trước ĐH Điện lực),
đường Phạm Văn Đồng (trước Công ty Cầu 7, ngã tư Xuân Đỉnh - Tân Xuân); ngã ba
Dương Đình Nghệ - Nam Trung Yên, Hoa Bằng, Đội Cấn, Mạc Thị Bưởi, Minh Khai
(chân cầu Thanh Trì); Hoàng Mai, Nguyễn Chỉnh, Thanh Đàm, ngã tư Huỳnh Thúc
Kháng - Nguyên Hồng, Định Công, Thái Thịnh (viện Châm cứu); đường Trường
Chinh (Viện Y học hàng không - Tôn Thất Tùng); Quan Nhân, Vũ Trọng Phụng,

Nguyễn Huy Tưởng, Cự Lộc; Nguyễn Trãi (trước ĐH Khoa học xã hội và nhân văn và
trước số nhà
497); các đường Triều Khúc, Lê Trọng Tấn, Tô Hiệu, Văn Quán - Hà Đông... với mức
độ nước ngập từ 0,2 ÷ 0,5 m. Việc tiêu thoát nước ở khu Mỹ Đình - Mễ Trì gặp khó
khăn do mực nước sông Nhuệ tại thượng lưu ở cống Hà Đông có mức cao (lớn hơn
+5,0 m). Để khắc phục, thành phố cho mở cống Thanh Liệt để tiêu một phần nước
sông Nhuệ qua TB Yên Sở, nhằm tiêu rút nước cho khu vực Mỹ Đình.
Tại trận mưa này, hầu hết các điểm úng ngập trên không thuộc LV Yên Sở mà thuộc
vùng chưa có công trình tiêu đầu mối. Tuy nhiên, một số điểm thuộc lưu vực tiêu trạm
bơm Yên Sở vẫn còn bị ngập cục bộ mà nguyên nhân là do các tuyến cống đường phố
tại đó chưa hoàn chỉnh.
c. Nguyên nhân úng ngập
* Thủy thế bất lợi
Sông Hồng là sông lớn chảy qua địa phận, có khả năng nhận nước tiêu rất lớn; nhưng


mực nước ở sông này thường rất cao trong mùa mưa nên nước trong các lưu vực hai
bên


sông không tiêu tự chảy được mà phải dùng bơm. Các sông chính nội địa gồm có sông
Đáy và sông Nhuệ, trong đó sông Đáy cũng có khả năng nhận nước tiêu tương đối lớn,
nhưng khả năng tiêu tự chảy vào các sông này cũng hạn chế. Các sông nội địa khác
như sông Đăm, sông Cầu Ngà, sông Om... đều có độ dốc lòng sông nhỏ và độ uốn khúc
lớn, khả năng tiêu thoát nước kém.
Nước trong toàn bộ lưu vực đều đổ vào sông Nhuệ, rồi vào sông Đáy tại TP Phủ Lý
qua cống Lương Cổ, sau đó theo sông Đáy ra biển. Tuy nhiên, mực nước sông Nhuệ và
sông Đáy thường xuyên cao khi có mưa lớn; chỉ cần trận mưa khoảng 100 mm / ngày
là mực nước sông Nhuệ tại cống Hà Đông đã cao trên +4,5 m, làm cho nước ở các khu
vực không tiêu ra kịp thời được. Để tiêu hết lượng nước úng trong lưu vực cần một

thời gian khá lâu sau mưa để chờ mực nước sông Nhuệ và sông Đáy ở phía hạ lưu
giảm dần.
* Mưa lớn
Hàng năm trên lưu vực, trung bình có khoảng 4 ÷ 5 đợt mưa có lượng mưa ngày đạt từ
50 ÷ 100 mm và có khoảng 1 ÷ 2 trận mưa có lượng mưa ngày trên 150 mm. Lượng
mưa 1 ngày lớn nhất có thể đạt từ 300 ÷ 550 mm, 3 ngày lớn nhất có thể đạt 450 ÷ 770
mm, lượng mưa 5 ngày lớn nhất có thể từ 500 ÷ 830 mm.
Nhiều loại hình thời tiết có khả năng gây ra mưa lớn: hội tụ, bão, áp thấp nhiệt đới,
trong
đó có khoảng 80% các trận mưa lớn là do bão sinh ra. Các năm 1963, 1968, 1973,
1978,
1980, 1985, 1994, 1996, 2007, 2008, 2016, đặc biệt là năm 2008, mưa lớn gây ngập lụt
kéo dài trên diện rộng ở cả vùng nội thành và ngoại thành Hà Nội.
* Công trình tiêu thoát nước chưa đồng bộ
Hệ thống tiêu thoát nước đô thị Hà Nội chưa được xây dựng đồng bộ. Có nơi mạng
lưới kênh trục đã tương đối tốt, nhưng mạng lưới thoát nước đường phố lại chưa hoàn
chỉnh, chẳng hạn như ở khu vực nội đô lịch sử, vì vậy chưa thể giải quyết được hàng
chục điểm úng ngập thường xuyên hiện nay.
Ngược lại, ở một số khu đô thị mới tại khu vực nội đô mở rộng, hệ thống thoát nước
nội bộ được xây dựng khá hoàn chỉnh nhưng nước mưa thoát ra bên ngoài hết sức khó
khăn, ví dụ như ở các khu đô thị Mỹ Đình - Mễ Trì; Nam Trung Yên, Văn Quán, Định
Công, Đô Nghĩa, Bắc An Khánh, Nam An Khánh... trong khi nguồn nhận nước sông
Nhuệ có mực nước thường xuyên cao khi có mưa lớn như đã mô tả trên đây.
Theo các quy hoạch gần đây và sơ tính toán lại thì tổng công suất yêu cầu của các trạm
bơm tiêu đầu mối của toàn lưu vực (chưa kể phần lưu vực dưới cống Hà Đông) là
khoảng
503 m3/s, nhưng đến nay mới thực hiện được 114 m3/s (của 3 trạm bơm Yên Sở, Đào
Nguyên, Nam Thăng Long). Như vậy, một nguyên nhân chính của tình trạng úng ngập



là sự thiếu hụt công suất bơm đầu mối. Sau đây là sự mô tả sơ lược về tình hình úng
ngập ở một số trận mưa điển hình.