(Dự thảo) Tóm tắt Luận án Tiến sỹ ngành Khoa học môi trường:

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI<br /> TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN<br /> _______________________<br /> <br /> PHẠM MẠNH CỔN<br /> <br /> NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC MÔ PHỎNG<br /> HỆ THỐNG CÂN BẰNG NƢỚC KHU VỰC<br /> NỘI THÀNH HÀ NỘI<br /> <br /> Chuyên ngành:<br /> <br /> KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG<br /> <br /> Mã số:<br /> <br /> 62440303<br /> <br /> (DỰ THẢO) TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG<br /> <br /> Hà Nội - 2014<br /> 0<br /> <br /> Công trình được hoàn thành tại: Khoa môi trường, Đại học khoa học tự nhiên<br /> Người hướng dẫn khoa học:<br /> 1. PGS TS PHẠM QUANG HÀ<br /> 2. PGS TS NGUYỄN MẠNH KHẢI<br /> <br /> Phản biện: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> ..............................<br /> Phản biện: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> ..............................<br /> Phản biện: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> ..............................<br /> <br /> Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Quốc gia chấm luận án<br /> tiến sĩ họp tại . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> vào hồi<br /> <br /> giờ<br /> <br /> ngày<br /> <br /> tháng<br /> <br /> năm 20...<br /> <br /> Có thể tìm hiểu luận án tại:<br /> - Thư viện Quốc gia Việt Nam<br /> - Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội<br /> <br /> 1<br /> <br /> MỞ ĐẦU<br /> Hà Nội “ Ở giữa khu vực trời đất, được thế rồng chầu hổ phục, chính giữa nam bắc đông tây,<br /> tiện nghi núi sông sau trước. …Mặt đất rộng mà bằng phẳng, thế đất cao mà sáng sủa, dân cư<br /> không khổ, thấp tối tăm, muôn vật hết sức tươi tốt phồn thịnh... Xem khắp nước Việt, đó là nơi<br /> thắng địa, thực là chỗ tụ hội quan yếu của bốn phương, đúng là nơi thượng đô kinh sư mãi muôn<br /> đời”.<br /> Nằm ở vị trí từ 20°53' đến 21°23' độ vĩ Bắc và 105°44' đến 106°02' độ kinh Đông, được che<br /> chắn ở phía Bắc-Đông Bắc bởi dãy Tam Đảo và ở phía Tây bằng dãy núi Ba Vì - Tản Viên, Hà Nội ở<br /> trọn trong vùng tam giác châu thổ sông Hồng, là một trong những vựa lúa của nước Việt từ hàng ngàn<br /> năm nay và là trung tâm địa chính trị của nước Việt Nam.<br /> 1. Tính cấp thiết của nghiên cứu<br /> Cùng với bề dày lịch sử phát triển giữ nước và dựng nước nghìn năm văn hiến, Hà Nội đã thay<br /> đổi diện mạo một cách cơ bản trong những năm đầu của thế kỷ 21 với số dân của thành phố lên hơn<br /> 6 triệu người, trong đó có hơn 1,5 triệu dân và công nhân viên chức đang sống và làm việc trong khu<br /> vực nội thành của Hà Nội với mật độ có thể nói rất cao. Trong khi trung bình của Hà Nội là 1.979<br /> người/km², thì mật độ dân số của quận Đống Đa lên tới 35.341 người/km².<br /> Trong bối cảnh hội nhập và mở cửa, cùng với mật độ dân số tập trung cao và xu hướng tăng<br /> nhanh về mặt cơ học, sự phát triển của Hà Nội nói chung trong việc mở rộng các đô thị ngoại vi và<br /> quá trình bê tông hóa của nội đô Hà Nội nói riêng đã tự thân gây nên tình trạng mất cân bằng trầm<br /> trọng về môi trường nước cho Thủ Đô.<br /> Chỉ từ đẩu năm 2008 đến giữa năm 2010, đã có 223 dự án nhà cao tầng (từ 9 tầng trở lên) được<br /> UBND thành phố Hà Nội phê duyệt cho đầu tư. Điều này giải thích một phần lý do tăng dân số bốn<br /> quận nội thành Hà Nội cũ trước năm 1995, từ khoảng 80 vạn người lên tới 1,2 triệu tại nội thành hiện<br /> nay. Trong khi đó, hầu như không có quy hoạch cải tạo, nâng cấp hệ thống hạ tầng kỹ thuật và hệ<br /> thống hạ tầng xã hội v.v. . Điều này được coi là một trong những nguyên nhân cơ bản làm cho môi<br /> trường nội thành xuống cấp, bị ô nhiễm nặng nề.<br /> Thực tế đã chỉ ra rằng, dù đã có rất nhiều tiến bộ với các kế hoạch cải tạo mạng lưới tiêu thoát<br /> nước ngắn, trung và dài hạn, cho đến thời điểm này, khu vực nội đô của Hà Nội vẫn luôn bị đe dọa<br /> hàng năm bởi úng ngập mỗi khi có bão và mưa. Sau dự án thoát nước giai đoạn I với các công trình<br /> đầu mối được cải tạo nhằm mục đích thoát nước mưa với lượng mưa 172mm/2ngày, tình trạng úng<br /> ngập của nội đô Hà Nội vẫn có nhiều diễn tiến phức tạp, khó kiểm soát và diễn ra nhiều lần hàng<br /> năm.<br /> Bên cạnh việc úng ngập chưa được kiểm soát, tình trạng ô nhiễm môi trường nước của nội đô<br /> Hà Nội cũng đang là vấn đề nan giải: “Hệ thống thoát nước ở Hà Nội cũ cũng như ở nhiều đô thị<br /> khác trong thủ đô Hà Nội, đều là hệ thống chắp vá giữa khu cũ và khu mới, giữa lạc hậu và hiện đại.<br /> Chưa có hệ thống thoát nước thải riêng với thoát nước mưa. Hiện nay, Hà Nội cũ mới xử lý được<br /> khoảng 5% nước thải sinh hoạt, còn lại 95% nước thải sinh hoạt đô thị chỉ xử lý sơ bộ rồi đổ thẳng<br /> vào sông, hồ, gây ra ô nhiễm trầm trọng môi trường nước mặt”.<br /> Thực chất, môi trường nước của nội đô Hà Nội đang bị mất cân bằng trầm trọng cả về lượng<br /> (úng ngập) và chất (ô nhiễm). Cho đến nay, chưa có một nghiên cứu nào đủ sức thuyết phục, xác định<br /> được mối liên hệ mật thiết giữa mất cân bằng với tình trạng úng ngập và ô nhiễm của môi trường<br /> nước nội đô Hà Nội.<br /> Bên cạnh đó, còn thiếu những bộ cơ sở dữ liệu đầy đủ và đồng bộ, cùng với những công cụ<br /> ứng dụng phù hợp để có thể chỉ ra được nguyên nhân và lượng hóa tình trạng mất cân bằng của môi<br /> trường nước nội đô Hà Nội.<br /> <br /> 2<br /> <br /> Trong bối cảnh đó, trên quan điểm hệ thống, tác giả thực hiện đề tài “NGHIÊN CỨU CƠ SỞ<br /> KHOA HỌC MÔ PHỎNG HỆ THỐNG CÂN BẰNG NƢỚC KHU VỰC NỘI THÀNH HÀ<br /> NỘI”.<br /> 2. Mục tiêu của nghiên cứu:<br /> a. Cung cấp cơ sở khoa học, thiết lập bộ cơ sở dữ liệu phục vụ nghiên cứu hệ thống cân bằng<br /> nước khu vực nội đô Hà nội.<br /> b. Xác định các yếu tố quyết định trong hệ thống cân bằng nước của khu vực nghiên cứu; chỉ<br /> ra những nguyên nhân làm mất cân bằng cho hệ thống về chất và lượng (ngập úng, ô<br /> nhiễm);<br /> c. Đề xuất giải pháp khắc phục tình trạng mất cân bằng cục bộ và tổng thể của nội đô Hà<br /> Nội; từng bước cải thiện tình trạng ngập úng và ô nhiễm của môi trường nước Hà Nội.<br /> 3. Phạm vi và nội dung nghiên cứu<br /> Phạm vi nghiên cứu:<br /> Lưu vực Tô Lịch, với hệ thống tiêu thoát nước bao gồm toàn bộ các yếu tố cấu thành, nằm<br /> trong phạm vi không gian của nghiên cứu. Cụ thể, nghiên cứu tập trung tại các quận nội thành như Ba<br /> Đình, Hoàn Kiếm, Hai Bà Trưng, Đống Đa.<br /> Nghiên cứu tiến hành trên cả hai phương diện của hệ thống cân bằng nước; cân bằng về lượngtức nghiên cứu về úng ngập trong mùa mưa bão và quan hệ cân bằng chất- tức nghiên cứu về ô nhiễm<br /> nước mặt tại một số thủy vực đặc trưng.<br /> Nội dung nghiên cứu:<br /> Các nội dung của nghiên cứu được xác định như sau:<br /> 1. Nghiên cứu tổng quan về hệ thống cân bằng nước; những vấn đề úng ngập và ô nhiễm<br /> nước mặt vùng nội đô Hà Nội và tương tự theo luận điểm hệ thống cân bằng nước<br /> 2. Xây dựng bộ cơ sở dữ liệu (CSDL) phục vụ nghiên cứu hệ thống cân bằng nước nội đô Hà<br /> Nội.<br /> 3. Nghiên cứu mất cân bằng (MCB) về lượng của hệ thống với ứng dụng của công cụ mô<br /> phỏng. Nghiên cứu điểm về ô nhiễm nước mặt tại một số thủy vực đặc trưng trong quan<br /> hệ lượng và chất trên quan điểm hệ thống cân bằng nước.<br /> 4. Nghiên cứu mối liên quan giữa MCB hệ thống và úng ngập; trên cơ sở đó, đề xuất các bộ<br /> giải pháp.<br /> 4. Những đóng góp mới của nghiên cứu:<br /> -<br /> <br /> -<br /> <br /> -<br /> <br /> Luận án làm sáng tỏ luận điểm về hệ thống cân bằng nước và hệ thống cân bằng nước nội đô Hà<br /> Nội. Việc đưa ra khái niệm về hệ thống cân bằng nước cho hệ thống tiêu thoát nước nội đô trong<br /> mối liên quan hữu cơ giữa hiện tượng úng ngập và ô nhiễm là một tính mới về lý luận.<br /> Nghiên cứu tập hợp và xây dựng được bộ cơ sở dữ liệu (CSDL) trong các giai đoạn phát triển của<br /> nội đô; bộ CSDL này được tổ chức có hệ thống và số hóa mang tính ứng dụng cao, có thể phục vụ<br /> cho công tác quản lý, xử lý và dự báo úng ngập cho thủ đô Hà Nội hiện tại và tương lai, là một<br /> đóng góp mới.<br /> Từ bộ CSDL chuẩn, áp dụng nghiên cứu mô hình mô phỏng động trong thời gian thực tế theo<br /> hướng hệ thống cân bằng động; luận án cũng chỉ ra được các mối liên hệ mang tính qui luật liên<br /> quan đến tình trạng úng ngập, các điểm phát úng, mất cân bằng cục bộ và hệ thống.<br /> <br /> 3<br /> <br /> -<br /> <br /> Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp kỹ thuật trên quan điểm xử lý tính chất mất cân bằng của hệ<br /> thống cấn bằng nước nội đô để cải thiện tình trạng úng ngập và góp phần quản lý môi trường<br /> nước cho Hà Nội.<br /> <br /> 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của nghiên cứu<br /> Ngoài những đóng góp mới có ý nghĩa khoa học đã nêu ở phần trên, nghiên cứu này lần đầu tiên<br /> làm sáng tỏ luận điểm nghiên cứu hệ thông cân bằng nước áp dụng cho việc xác định nguyên nhân<br /> mất cân úng ngập là việc mất cân bằng trong hệ thống cân bằng nước của đô thị có thể kiểm soát được<br /> thông qua công cụ mô phỏng, từ đó đưa ra một bộ giải pháp lượng hóa trong không gian và theo thời<br /> gian mang tính chủ động và ứng dụng cho các hệ thống cân bằng nước khu vực đô thị.<br /> Các cơ quan quản lý và thực thi các dự án phòng và chống ngập lụt cho nội đô của Hà Nội cũng<br /> như các đơn vị nghiên cứu chuyên ngành có thể sử dụng bộ CSDL của luận án, cũng như có thể ứng<br /> dụng các bộ giải pháp được nghiên cứu.<br /> Chủ thuyết nghiên cứu hệ thống cân bằng nước với các kết quả là các bộ giải pháp úng ngập cho<br /> môi trường nước nội đô của Hà Nội có thể được áp dụng cho các thành phố với điều kiện tương tự của<br /> Việt Nam.<br /> 6. Cấu trúc của luận án<br /> Luận án được trình bày trong 148 trang, 200 bảng và hình vẽ, được bố cục theo 3 chương bao<br /> gồm phần mở đầu, chương 1: Nghiên cứu tổng quan; chương 2: Vật liệu và phương pháp; chương 3:<br /> Kết quả và thảo luận; tiếp theo là kết luận và kiến nghị. Ở phần cuối là danh mục các 7 công trình<br /> nghiên cứu của tác giả đã công bố và tài liệu tham khảo.<br /> Chƣơng 1 của luận án trình bày những vấn đề tổng quan về hệ thống cân nước, điều kiện tự<br /> nhiên và các yếu tố đặc thù tác động đến tình trạng mất cân bằng về lượng và chất của khu vực nội đô<br /> thuộc lưu vực sông Tô Lịch trong quá trình phát triển và xây dựng Hà Nội, các nghiên cứu về mô<br /> phỏng.<br /> Luận điểm nghiên cứu của luận văn được trình bày tại phần cuối của chương 1.<br /> Chƣơng 2 của luận văn đề cập đến các vấn đề cụ thể của phương pháp nghiên cứu, vật liệu<br /> nghiên cứu, các qui trình xây dựng bộ cơ sở số liệu (CSDL) cũng như vật liệu phục vụ cho luận án.<br /> Chƣơng 3 của luận án trình bày các kết quả và thảo luận về các kết quả xây dựng CSDL; mô<br /> phỏng của hệ thống cân bằng nước khu vực nội đô Hà Nội tại hai trận ngập úng đặc trưng, 31/101/11/2008 và 6-8/8/2013 tại nội đô; tiếp đó, những phân tích mất cân bằng động (MCB) trong hệ<br /> thống cân bằng nước của một số tuyến phố đặc trưng được nghiên cứu chi tiết. Thông qua các kết quả<br /> này, nghiên cứu đưa ra được bản đồ các điểm phát úng ngập của khu vực nội đô và tiếp đó chỉ ra được<br /> nguyên nhân trực tiếp gây ra tình trạng úng ngập lâu nay của nội đô Hà Nội là mất cân bằng trong hệ<br /> thống cân bằng nước. Một số kết quả phân tích một tính chất môi trường nước trong mùa lũ ở một số<br /> thủy vực điển hình đã làm rõ hơn về tính đồng nhất tương đối phổ biến chất lượng nước mùa lũ tại các<br /> điểm lấy mẫu cho thấy quan hệ giữ chất và lượng trong hệ thống cân bằng môi trường nước. Tiếp theo<br /> luận án phân tích các kịch bản và đề xuất giải pháp xử lý úng ngập cho nội đô.<br /> Cuối cùng là phần kết luận và kiến nghị của luận án.<br /> <br /> 4<br /> <br />