Luận văn thạc sĩ " Nghiên cứu xây dựng bản đồ tính dễ bị tổn thương cho lưu vực sông Nhuệ Đáy trên địa bàn thành phố Hà Nội "

Chia sẻ: Phạm Huy | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:84

Thêm vào BST

Báo xấu

141
lượt xem 25
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ngập lụt là một trong những tai biến tự nhiên, thường xuyên đe dọa cuộc sống của người dân và sự phát triển kinh tế xã hội ở nước ta. Lũ lụt đã để lại hậu quả hết sức nặng nề, hàng ngàn hộ dân bị ngập lụt, các công trình bị tàn phá, các hoạt động kinh tế - xã hội bị gián đoạn. Quá trình đô thị hoá mạnh cùng với sự tác động của Biến đổi Khí hậu và tình hình mưa lớn gây ra ngập úng trên các khu đô thị diễn ra với tần suất lớn dần....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn thạc sĩ " Nghiên cứu xây dựng bản đồ tính dễ bị tổn thương cho lưu vực sông Nhuệ Đáy trên địa bàn thành phố Hà Nội "

LUẬN VĂN THẠC SỸ Nghiên cứu xây dựng bản đồ tính dễ bị tổn thương cho lưu vực sông Nhuệ Đáy trên địa bàn thành phố Hà Nội
MỤC LỤC MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 7 CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI LƯU VỰC SÔNG NHUỆ ĐÁY, PHẦN THUỘC ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HÀ NỘI ......................................................................................................................... 9 1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên .................................................................................. 9 1.1.1. Vị trí địa lý ................................................................................................ 9 1.1.2. Địa hình địa mạo..................................................................................... 10 1.1.3. Đặc điểm thổ nhưỡng .............................................................................. 13 1.1.4. Đặc điểm khí hậu .................................................................................... 13 1.1.5. Đặc điểm thủy văn................................................................................... 17 1.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội ............................................................................... 22 1.2.1. Dân cư ..................................................................................................... 22 1.2.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội ........................................................................ 23 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU TỔN THƯƠNG VÀ CÁC BƯỚC ĐÁNH GIÁ TÍNH DỄ BỊ TỔN THƯƠNG DO LŨ, NGẬP LỤT ..... 25 2.1. Các khái niệm về tính dễ bị tổn thương ......................................................... 25 2.2. Sự cần thiết đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ .......................................... 27 2.3. Tổng quan các nghiên cứu trong và ngoài nước ............................................ 29 2.4. Các bước đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ, ngập lụt ............................... 31 2.5. Giới thiệu mô hình MIKE FLOOD ................................................................ 33 2.5.1. Cơ sở lý thuyết mô hình MIKE 11 ........................................................... 34 2.5.2. Cơ sở lý thuyết mô hình MIKE 21 ........................................................... 38 2.5.3. Các nguyên tắc coupling trong MIKE FLOOD ...................................... 39 1
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE FLOOD MÔ PHỎNG NGẬP LỤT LƯU VỰC SÔNG NHUỆ ĐÁY TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HÀ NỘI ....................................................................................................................... 42 3.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu mạng lưới thủy lực một chiều cho MIKE 11........... 42 3.1.1. Áp dụng mô hình NAM để tính toán dòng chảy từ mưa .......................... 42 3.1.2. Xây dự cơ sở dữ liệu cho mạng thủy lực một chiều MIKE 11 (1D) ........ 48 3.2. Xây dựng cơ sở dữ liệu mạng lưới hai chiều cho MIKE 21 .......................... 51 3.2.1. Cơ sở dữ liệu ........................................................................................... 51 3.2.2. Thực hiện kết nối trong mô hình MIKE FLOOD .................................... 52 3.3. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình .................................................................. 53 3.4. Xây dựng bản đồ họa lũ, ngập lụt với tần suất 1% ........................................ 62 CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG BẢN ĐỒ TÍNH DỄ BỊ TỔN THƯƠNG DO NGẬP LỤT LƯU VỰC SÔNG NHUỆ ĐÁY, TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HÀ NỘI ...................................................................................................... 65 4.1. Xây dựng bản đồ độ lộ diện trước hiểm họa lũ, ngập lụt lưu vực sông Nhuệ Đáy, trên địa bàn thành phố Hà Nội ...................................................................... 65 4.2. Xây dựng bản đồ khả năng chống chịu của người dân .................................. 70 4.3. Thành lập bản đồ tính dễ bị tổn thương do ngập lụt trên lưu vực sông Nhuệ Đáy, phần thuộc thành phố Hà Nội ....................................................................... 73 KẾT LUẬN VÀ GIẢI PHÁP ............................................................................. 76 KIẾN NGHỊ VỀ NGHIÊN CỨU TIẾP THEO ................................................ 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................. 80 2
DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Bản đồ lưu vực hệ thống sông Nhuệ Đáy ............................................... 11 Hình 2.1 Các bước xác định tính tổn thương lũ .................................................... 32 Hình 3.1. Hộp thoại khai báo các thông số lưu vực ............................................. 45 Hình 3.2. So sánh giữa kết quả tính toán hiệu chỉnh mô hình mưa dòng chảy với số liệu lưu lượng thực đo, trạm Ba Thá .......................................................... 47 Hình 3.3. So sánh giữa kết quả tính toán hiệu chỉnh mô hình mưa dòng chảy với số liệu lưu lượng thực đo, trạm Hưng Thi ...................................................... 47 Hình 3.4. So sánh giữa kết quả tính toán kiểm định mô hình mưa dòng chảy với số liệu lưu lượng thực đo, trạm Ba Thá .......................................................... 48 Hình 3.5. So sánh giữa kết quả tính toán kiểm định mô hình mưa dòng chảy với số liệu lưu lượng thực đo, trạm Hưng Thi ..................................................... 49 Hình 3.6. Sơ đồ mạng sông trong MIKE 11 ....................................................................... 50 Hình 3.7. Sơ đồ mạng lưới thủy lực 1D .................................................................... 51 Hình 3.8. Giới hạn miền tính toán 2D ................................................................... 53 Hình 3.9. Lưới tính khu vực nghiên cứu ............................................................... 53 Hình 3.10. Kết nối trong mô hình MIKE FLOOD .............................................. 54 Hình 3.11. Đường quá trình mực nước thực đo và tính toán tại trạm Phủ Lý (Trận lũ 10/2007) .................................................................................................... 54 Hình 3.12. Đường quá trình mực nước thực đo và tính toán tại trạm Phủ Lý (Trận lũ 11/2008) ..................................................................................................... 55 Hình 3.13. Đường quá trình mực nước thực đo và tính toán tại trạm Ba Thá (Trận lũ 11/2008) ..................................................................................................... 56 Hình 3.14. Đường quá trình mực nước thực đo và tính toán tại trạm Hà Đông (Trận lũ 11/2008) ..................................................................................................... 56 Hình 3.15. Quá trình mưa giờ thực đo trận mưa thiết kế 1% ............................. 58 Hình 3.16a. Bản đồ ngập lụt lưu vực sông Nhuệ- Đáy (phần thuộc thành phố Hà Nội) ứng với mưa tần suất 1% tại trạm Láng ...................................................... 59 Hình 3.16b. Bản đồ ngập lụt lưu vực sông Nhuệ- Đáy (phần thuộc thành phố 3
Hà Nội) ứng với mưa tần suất 2% tại trạm Láng ................................................ 60 Hình 3.16c. Bản đồ ngập lụt lưu vực sông Nhuệ Đáy (phần thuộc thành phố Hà Nội) ứng với mưa tần suất 5% tại trạm Láng ...................................................... 61 Hình 3.16d. Bản đồ ngập lụt lưu vực sông Nhuệ- Đáy (phần thuộc thành phố Hà Nội) ứng với mưa tần suất 10% tại trạm Láng .............................................. 62 Hình 3.18. Bản đồ thời gian ngập lụt lưu vực sông Nhuệ- Đáy (phần thuộc thành phố Hà Nội) ứng với mưa tần suất 1% tại trạm Láng .............................. 63 Hình 3.19. Bản đồ hiểm họa lũ, ngập lụt lưu vực sông Nhuệ- Đáy (phần thuộc thành phố Hà Nội) ứng với mưa tần suất 1% tại trạm Láng ............................. 65 Hình 4.1. Nhóm sử dụng đất vùng nghiên cứu ...................................................... 67 Hình 4.2. Bản đồ độ lộ diện trước nguy cơ lũ, ngập lụt của các đối tượng trên lưu vực sông Nhuệ Đáy (phần thuộc thành phố Hà Nội) .................................... 70 Hình 4.3. Bảng câu hỏi điều tra khả năng chống chịu lũ, ngập lụt ..................... 72 Hình 4.4. Bản đồ thể hiện khả năng chống chịu của cộng đồng .......................... 73 Hình 4.5. Bản đồ tính dễ bị tổn thương do lũ, ngập lụt của các đối tượng trên lưu vực sông Nhuệ Đáy (phần thuộc thành phố Hà Nội) .................................... 76 4
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Khí hậu tại Hà Nội (1898-2011) ............................................................ 17 Bảng 1.2. Một số các yếu tố khí tượng khác tại trạm Láng (1961-2010) ........... 17 Bảng 1.3. Một số đặc trưng hình thái sông ngòi, kênh mương lưu vực sông Nhuệ Đáy (phần thuộc thành phố Hà Nội) ..................................................................... 20 Bảng 1.4. Các hồ chính trên địa bàn Thành phố Hà Nội ................................... 21 Bảng 3.1: Các trạm mưa được sử dụng để tính toán dự báo thuỷ văn cho các trạm thượng nguồn hệ thống sông Đáy, sông Hoàng Long ................................ 44 Bảng 3.2: Các trạm mưa được sử dụng để tính toán dự báo thuỷ văn cho các trạm thượng nguồn hệ thống sông Đáy, sông Hoàng Long ................................ 44 Bảng 3.3. Giá trị các thông số mô hình mưa- dòng chảy (NAM) cho các lưu vực sông ................................................................................................................... 46 Bảng 3.4. Kết quả hiệu chỉnh mô hình mưa - dòng chảy .................................... 47 Bảng 3.5. Kết quả kiểm nghiệm mô hình mưa - dòng chảy ................................ 48 Bảng 3.6. Các biên sử dụng trong mô hình ........................................................... 51 Bảng 3.7. Các kết nối đã thực hiện trong MIKE FLOOD ................................... 53 Bảng 3.8. Diện tích ngập lớn nhất tính toán và thực tế trong trận mưa 2008 (lưu vực sông Nhuệ Đáy, phần thuộc thành phố Hà Nội) ................................... 57 Bảng 3.9: Giá trị mưa 2 ngày lớn nhất ứng với các tần suất thiết kế .................... 58 Bảng 3.10: Trọng số của các yếu tố tạo lên nguy cơ lũ ........................................ 63 Bảng 4.1: Tính dễ bị tác động của nhóm sử dụng đất .......................................... 68 Bảng 4.2: Ma trận tính toán sự lộ diện của các đối tượng trước lũ, ngập lụt .... 69 Bảng 4.3. Ma trận tính toán mức độ tổn thương do lũ, ngập lụt ........................ 75 Bảng 4.4: Thống kê diện tích tổn thương theo các cấp độ ................................... 75 5
BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT HD: Hydraulic Dynamic (Thủy động lực) IPCC: Intergovermental Panel on Climate Change (Ban Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu) ISDR: International Strategy for Disaster Reduction (Chiến lược giảm nhẹ thiên tai quốc tế) KTTV: Khí tượng thủy văn NAM: NedbØr – AfstrØmning – Model (Mô hình mưa – dòng chảy) RR: Rainfall - Runoff (mưa – dòng chảy) SAR: Second Assessment Report (Báo cáo đánh giá lần II) TAR: Third Assessment Report (Báo cáo đánh giá lần III) UNDP: United Nations Depvelopment Programme (Chương trình Phát triển Liên hợp quốc) UNESCO: United Nations Emducation, Scientific and Cultural Organization (Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa Liên Hiệp Quốc) 6
MỞ ĐẦU Ngập lụt là một trong những tai biến tự nhiên, thường xuyên đe dọa cuộc sống của người dân và sự phát triển kinh tế xã hội ở nước ta. Lũ lụt đã để lại hậu quả hết sức nặng nề, hàng ngàn hộ dân bị ngập lụt, các công trình bị tàn phá, các hoạt động kinh tế - xã hội bị gián đoạn. Quá trình đô thị hoá mạnh cùng với sự tác động của Biến đổi Khí hậu và tình hình mưa lớn gây ra ngập úng trên các khu đô thị diễn ra với tần suất lớn dần. Lưu vực sông Nhuệ Đáy là một tiểu lưu vực thuộc hệ thống sông Hồng – Thái Bình, phần lớn diện tích thủ đô Hà Nội nằm trên lưu vực này. Đây là một lưu vực sông có ý nghĩa hết sức quan trọng cả về kinh tế, xã hội và an ninh quốc phòng, tuy nhiên đây cũng là một khu vực dễ chịu tác động của ngập lụt mỗi khi mưa lớn. Khác với nguyên nhân gây lũ lụt miền Trung chủ yếu là do nước tràn bờ, các địa phương đồng bằng Bắc bộ, đặc biệt thành phố Hà Nội thường xuyên bị úng ngập gây ra bởi mưa nội đồng, nguyên nhân do đã có hệ thống đê kiên cố vừa ngăn không cho nước dâng từ sông vào nhưng lại khiến việc tiêu úng nội đồng gặp nhiều khó khăn. Để tăng cường ứng phó với ngập úng ngoài các biện pháp công trình (đê kè, hồ chứa thượng lưu, các trạm bơm tiêu...) thì các biện pháp phi công trình đóng vai trò rất quan trọng, mà phần lớn trong số đó có tính dài hạn và bền vững như các biện pháp quy hoạch sử dụng đất và bố trí dân cư, nâng cao nhận thức của người dân. Mặt khác, ứng phó nhanh với lũ lụt bằng các biện pháp tức thời như cảnh báo, dự báo vùng ngập, di dời và sơ tán dân cư đến khu vực an toàn,... đã tỏ ra rất hiệu quả trong việc hạn chế những thiệt hại về người và tài sản. Việc nghiên cứu về tính dễ bị tổn thương gây ra do ngập lụt trên khu vực nghiên cứu là rất cần thiết. Để đánh giá được tính dễ bị tổn thương do lũ lụt tác động tới kinh tế - xã hội thì hướng tiếp cận đa ngành trong công tác quản lý tổng hợp rủi ro thiên tai là cần thiết để xây dựng các giải pháp nhằm giảm nhẹ tác hại của lũ gây ra. Đây cũng là lý do dẫn đến sự hình thành luận văn “ Nghiên cứu xây dựng bản đồ tính dễ bị tổn thương cho lưu vực sông Nhuệ Đáy trên địa bàn thành phố Hà Nội”. Kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở khoa học, thực tiễn cho các nhà 7
quản lý, các nhà hoạch định chính sách xác định chiến lược phát triển bền vững và đảm bảo an ninh xã hội. Cấu trúc luận văn gồm có: Mở đầu Chương 1. Đặc điểm địa lý tự nhiên và kinh tế xã hội lưu vực sông Nhuệ Đáy, phần thuộc địa bàn thành phố Hà Nội Chương 2. Tổng quan về các nghiên cứu tổn thương và các bước đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ, ngập lụt Chương 3. Ứng dụng mô hình MIKE FLOOD mô phỏng ngập lụt lưu vực sông Nhuệ Đáy trên địa bàn thành phố Hà Nội Chương 4. Xây dựng bản đồ tính dễ bị tổn thương do ngập lụt lưu vực sông Nhuệ Đáy, trên địa bàn thành phố Hà Nội Kết luận và giải pháp Kiến nghị về hướng nghiên cứu tiếp theo 8
CHƯƠNG 1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI LƯU VỰC SÔNG NHUỆ ĐÁY, PHẦN THUỘC ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HÀ NỘI 1.1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN 1.1.1. Vị trí địa lý Lưu vực sông Nhuệ- Đáy nằm ở hữu ngạn sông Hồng trong phạm vi từ 200 đến 21020' vĩ độ Bắc và từ 1050 đến 106030' kinh độ Đông, với tổng diện tích tự nhiên là 7665 km2. Giới hạn của lưu vực như sau: - Phía Bắc và Đông Bắc được bao bởi đê sông Hồng từ ngã ba Trung Hà tới cửa Ba Lạt với tổng chiều dài khoảng 242 km. - Phía Tây Bắc giáp sông Đà từ Ngòi Lát tới Trung Hà với chiều dài khoảng 33 km. - Phía Tây và Tây Nam là đường phân lưu giữa lưu vực sông Hồng và lưu vực sông Mã bởi dãy núi Ba Vì, Cúc Phương - Tam Điệp, kết thúc tại núi Mai An Tiêm (nơi có sông Tống gặp sông Cầu Hội) và tiếp theo là sông Càn dài 10 km rồi đổ ra biển tại cửa Càn. - Phía Đông và Đông Nam là biển Đông có chiều dài khoảng 95 km từ cửa Ba Lạt tới cửa Càn. Trong đó sông Đáy là dòng sông chính của lưu vực, bắt nguồn từ sông Hồng thông qua hệ thống phân chứa lũ Vân Cốc thuộc huyện Phúc Thọ chảy qua các tỉnh Hà Nội, Hà Nam, Ninh Bình và Nam Định trước khi đổ ra biển Đông tại cửa Đáy. Sông Đáy có chiều dài khoảng 250 km.[3] Sông Nhuệ là một phụ lưu lớn của sông Đáy, cũng lấy nước từ sông Hồng qua cống Liên Mạc ở Từ Liêm, Hà Nội chảy qua các các quận: Cầu Giấy, Hà Đông, huyện Từ Liêm, Thanh Trì, Hoài Đức, Thường Tín, Thanh Oai, Phú Xuyên rồi đổ vào sông Đáy tại Phủ Lý (Hình 1.1). Ngoài ra, trên lưu vực còn có nhiều các sông nhỏ, là phụ lưu của sông Đáy hoặc sông Nhuệ, một số phụ lưu chính như: Sông Bùi (Hòa Bình, Hà Nội); sông 9
Thanh Hà (Mỹ Đức); sông Hoàng Long (Ninh Bình); sông Vân, sông Sắt, sông Đào (Nam Định)... Phần lớn diện tích thành phố Hà Nội thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy, trừ Quận Gia Lâm, một phần Quận Long Biên, huyện Mê Linh và Sóc Sơn. Khu vực nghiên cứu nằm chếch về phía Tây Bắc của trung tâm vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng, có vị trí từ 20034’ đến 21017’ độ vĩ Bắc và 105017’ đến 106000’ kinh độ Đông (Hình 1.1). Có ranh giới tự nhiên là sông Hồng ở phía Bắc và Tây. Tổng diện tích thủ đô Hà Nội sau khi mở rộng là: 3344.7 km2, trong đó, diện tích thuộc lưu vực Nhuệ Đáy: 2361 km2. Bao gồm: 10 quận, 15 huyện, với một vị trí chiến lược về an ninh quốc phòng, là trung tâm văn hóa - xã hội, kinh tế, chính trị, giáo dục - khoa học của cả nước, vấn đề ngập lụt và tổn thương do ngập lụt cần phải được chú trọng nghiên cứu. 1.1.2. Địa hình địa mạo Nằm trên vùng châu thổ sông Hồng, lưu vực Nhuệ Đáy nằm trải dài theo phương vĩ tuyến từ Hà Nội đến Nam Định lại chịu ảnh hưởng của nhiều đới cấu trúc địa chất khác nhau khiến cho địa hình khu vực nghiên cứu có sự phân hoá tương phản thể hiện rõ nét theo hướng Tây - Đông và hướng Bắc - Nam. Xét về mặt cấu trúc ngang đi từ Tây sang Đông có thể chia địa hình khu vực nghiên cứu thành vùng chính như sau: Vùng đồi núi Địa hình núi phân bố ở phía Tây và Tây Nam và chiếm khoảng 30% diện tích, có hướng thấp dần từ Đông Bắc xuống Tây Nam ra biển và thấp dần từ Tây sang Đông. Phần lớn là các dãy núi thấp có độ cao trung bình 400 - 600m được cấu tạo bởi các đá trầm tích lục nguyên, cacbonat; chỉ một vài khối núi có độ cao trên 1000m được cấu tạo bởi đá trầm tích phun trào như khối núi Ba Vì có đỉnh cao 1296m, khối núi Viên Nam có đỉnh cao 1031m và cấu tạo bởi đá xâm nhập granit như khối núi Đồi Thơi (Kim Bôi - Hoà Bình) có đỉnh cao 1198m. Địa hình núi trong khu vực cũng có sự phân dị và mang những đặc trưng hình thái khác nhau. [3] 10
Hình 1.1. Bản đồ lưu vực hệ thống sông Nhuệ Đáy 11
Địa hình đồi được tách ra với địa hình núi và đồng bằng bởi độ chênh cao
Chuyển tiếp dưới chân dãy núi cao là những dải đồi có độ cao 200-250m, rồi thấp dần với độ cao 25 - 150m ở ven rìa đồng bằng. [3] 1.1.3. Đặc điểm thổ nhưỡng Do nằm trong vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng nên đất trong khu vực chủ yếu là đất phù sa của hệ thống sông Hồng và sông Đáy bồi đắp nên. Mặc dù được bao bọc bởi các đê sông Hồng, sông Đáy song hầu như hàng năm phần lớn diện tích đất canh tác ít nhiều đều được tưới bằng nước phù sa lấy từ các cống tự chảy hoặc các trạm bơm. Quá trình bồi tụ, hình thành và phát triển của các nhóm đất ở từng khu vực khác nhau đã tạo nên sự đa dạng về loại hình đất trong hệ thống. Song nhìn chung chúng đều là loại đất ít chua và chua có hàm lượng mùn và các chất dinh dưỡng ở mức độ trung bình đến nghèo. Những khu vực cao ven sông Hồng, sông Đáy đất có thành phần cơ giới nhẹ chủ yếu là đất cát hoặc pha cát khá chua và nghèo chất dinh dưỡng. Các vũng trũng ven sông Nhuệ, đất có thành phần cơ giới nặng hơn chủ yếu là loại đất thịt nặng và sét nhẹ ít chua và giàu các chất dinh dưỡng hơn.[3] 1.1.4. Đặc điểm khí hậu Khí hậu Hà Nội tiêu biểu cho vùng Bắc Bộ với đặc điểm của khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm, có mùa hè nóng ẩm, mưa nhiều và mùa đông lạnh, mưa ít. Với một mạng lưới loại các trạm khí tượng dày đặc trải đều khắp địa bàn Hà Nội. Bức xạ mặt trời và số giờ nắng Bức xạ mặt trời là nguồn nhiệt chính tạo nên nhiệt độ không khí và nhiệt độ đất. Phân bố bức xạ trong năm liên quan đến tiến trình năm của độ cao mặt trời và thời gian chiếu sáng trong ngày. Tổng lượng bức xạ hàng năm ở khu vực nghiên cứu cỡ 122,8 kcal/cm2/năm. Bức xạ cực đại thường xảy ra vào tháng VII (15,2 kcal/cm2/tháng) và cực tiểu thường xảy ra vào tháng II (5,2 kcal/cm2/tháng). Số giờ nắng hàng năm dao động trong khoảng từ 1300 đến 1700 giờ. Theo tài liệu thống kê số liệu từ năm 2005 – 2009, tại hai trạm Láng thuộc nội thành và Sơn Tây của cục thống kê thành phố Hà Nội trong niên giám thống kê Hà Nội năm 2009 cho thấy: trung bình một năm tại trạm Láng có số giờ nắng 1338,6 giờ và tại trạm 13
Sơn Tây là 1341,9 giờ. Nhiều nhất là vào các tháng mùa hè đặc biệt là tháng VII tháng có nhiệt độ cao nhất trong năm trung bình 165,4 giờ đối với Láng và 175,6 giờ đối với Sơn Tây. Còn vào các tháng mùa đông (II - III) có nhiều ngày âm u mưa phùn nên số giờ nắng trung bình một năm là ít khoảng 42,7 giờ đối với Láng; 40,9 giờ đối với Sơn Tây. Nhiệt độ Nhiệt độ không khí cao nhất tuyệt đối tới 42,80C, thấp nhất tuyệt đối chỉ 2,70C, trung bình năm dao động trong khoảng 23  240C với cơ chế hoàn lưu gió đã tạo ra sự phân hóa rõ rệt theo hai mùa: - Mùa nóng từ tháng V-X, có nhiệt độ trung bình tháng từ 24,00C đến 29,30C. Tháng có nhiệt độ trung bình cao nhất là tháng VII. - Mùa lạnh từ tháng XI-IV, có nhiệt độ trung bình tháng từ 16,60C đến 21,60C Trong những năm gần đây, do ảnh hưởng chung của sự biến đổi khí hậu toàn cầu, nhiệt độ không khí có xu hướng tăng cao nên nền nhiệt độ không khí trung bình năm của những năm gần đây cũng tăng lên (như năm 1998 là 25,10C). Độ ẩm Độ ẩm không khí trong khu vực nghiên cứu khá lớn, trung bình năm dao động trong khoảng 84  86%. Mùa có mưa phùn (tháng III và IV hàng năm) là thời kỳ ẩm ướt nhất còn nửa đầu mùa đông (tháng XII và tháng I hàng năm), do ảnh hưởng gió mùa Đông Bắc khô hanh nên là thời kỳ khô nhất của năm. Diễn biến của lượng bốc hơi phụ thuộc vào diễn biến của nhiệt độ và độ ẩm không khí. Lượng bốc hơi tháng bình quân nhiều năm dao động trong khoảng 60  100 mm. Tháng có lượng bốc hơi lớn nhất trong năm là tháng VII, tới 98 mm. Thời kỳ khô hanh đầu mùa đông cũng là thời kỳ có lượng bốc hơi lớn, trung bình dao động trong khoảng 90  95 mm. Độ ẩm trung bình năm ở ngoại thành Hà Nội cao hơn ở nội thành (ngoại thành: 84%, nội thành: 79%). Thấp nhất vào tháng XI-XII là các tháng mùa khô (ngoại thành: 79,6% , nội thành 73,5%). Cao nhất vào tháng III các tháng mùa khô (ngoại thành 87%, nội thành: 84%). 14
Lượng mưa Khu vực nghiên cứu có lượng mưa khá lớn so với các vùng khác ở xung quanh, lượng mưa trung bình năm khoảng 1608,19 mm. Do ảnh hưởng của địa hình đô thị nên vùng nội thành có lượng mưa năm lớn hơn vùng ngoại thành. Lượng mưa năm lớn nhất tại Hà Nội là 2977,9 mm (2008, đo tại trạm Hà Đông). Lượng mưa năm nhỏ nhất tại Hà Nội là 917,84 mm (1976, đo tại trạm Sóc Sơn). Lượng mưa năm lớn nhất nhiều gấp 3,2 lần lượng mưa năm nhỏ nhất. Mỗi năm trung bình có khoảng trên dưới 114 ngày có mưa. Lượng mưa phân phối rất không đều theo thời gian trong năm. Một năm hình thành hai mùa mưa và khô rất rõ rệt. Mùa mưa thường kéo dài 5 tháng, từ tháng V đến tháng X với tổng lượng mưa chiếm tới xấp xỉ 85% tổng lượng mưa năm. Tháng mưa nhiều nhất thường là VII hoặc VIII với lượng mưa chiếm tới trên 34,8% tổng lượng mưa năm. Ba tháng liên tục có mưa lớn nhất trong năm là VII, VIII, IX. Tổng lượng mưa của ba tháng này chiếm tới trên 49% tổng lượng mưa năm. Mùa khô thường kéo dài 7 tháng, từ tháng XI đến tháng IV năm sau với tổng lượng mưa chỉ chiếm khoảng 14,7% lượng mưa của cả năm. Tháng ít mưa nhất thường là tháng XII hoặc tháng I với lượng mưa chỉ chiếm trên dưới 1,2% tổng lượng mưa năm. Ba tháng liên tục mưa ít nhất là các tháng XII, I và II. Tổng lượng mưa của ba tháng này chỉ chiếm khoảng 4,1% tổng lượng mưa năm. Nguyên nhân gây mưa lớn ở khu vực nghiên cứu có nhiều: bão, áp thấp nhiệt đới, rãnh áp thấp nóng phía Tây bị nén bởi cao áp phía Bắc kết hợp với sự xâm lấn của áp thấp vịnh Bắc Bộ và cao áp Thái Bình Dương, dải hội tụ nhiệt đới, bão kết hợp với không khí lạnh và xoáy thấp vịnh Bắc Bộ, đường đứt kết hợp với rãnh áp thấp nóng phía Tây bị nén và xoáy thuận tầng cao. Ngoài ra, hoạt động của gió mùa Tây Nam hoặc Đông Nam cũng gây ra những trận mưa rào, mưa dông có cường độ lớn. Hàng năm, khu vực nghiên cứu chịu ảnh hưởng của 8  10 cơn bão hoặc áp thấp nhiệt đới. 15
Bốc hơi Lượng bốc hơi phụ thuộc rất nhiều vào chế độ nắng vào gió và phụ thuộc vào lượng mưa trên địa bàn tỉnh. Lượng bốc hơi trung bình năm ở Hà Nội là 978,9 mm, lượng bốc hơi trung bình tháng ở Hà Nội từ 82,6 – 98,2 mm. Các tháng có lượng bốc hơi lớn nhất trong năm là các tháng trong mùa hè và đầu mùa đông (V-XII) do có lượng mưa lớn và số giờ nắng nhiều. - Các tháng có lượng bốc hơi ít nhất là tháng I-IV, lượng bốc hơi trung bình tháng từ 57,2 - 69,6 mm. - Các tháng có lượng bốc hơi lớn nhất là VI-VII, lượng bốc hơi trung bình tháng từ 98,2 - 110,1 mm. Sương mù Số ngày có sương mù ở Hà Nội tương đối ít, trung bình năm chỉ là 10 ngày. Tháng có số ngày có sương mù nhiều nhất là tháng XII và tháng I, trung bình tháng có 2,0 -2,8 ngày. Tháng VI-VIII không có sương mù. Các đặc trưng nhiều năm của nhiệt độ không khí tại Hà Nội và trạm khí tượng Láng theo số liệu của Cục thống kê Hà Nội được thể hiện trong bảng 1.1 và bảng 1.2. Tốc độ gió Tốc độ gió trung bình năm ở Hà Nội là 1,9 m/s. Tốc độ gió trung bình từng tháng biến đổi không nhiều (từ 1,6 m/s đến 2,2 m/s). - Các tháng từ I-V có tốc độ gió trung bình tháng từ 2,1-2,2m/s tại Hà Nội. - Các tháng VI-XII có tốc độ gió trung bình tháng là 1,6-1,9m/s tại Hà Nội Tốc độ gió lớn nhất trong các tháng từ 15 - 34m/s. Tốc độ gió lớn nhất đã quan trắc được là 34m/s, hướng Bắc (8/VII/1956). Hướng gió chủ yếu trong năm là hướng Đông Nam với tần suất chiếm 21,91%, rồi đến hướng Đông Bắc chiếm 11,76%. Các hướng Đông, Đông Đông Bắc, Bắc và Tây Bắc có tần suất từ 5,22 – 6,73. 16
Bảng 1.1. Khí hậu tại Hà Nội (1898-2011) [2] Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm N. độ Cao 33,2 33,9 36,8 39,1 42,8 39,9 40,3 36,8 37,8 36,4 36,3 36,5 42.8 kỷ lục TB tối 19.3 19.9 22.8 27.0 31.5 32.6 32.9 31.9 30.9 28.6 24.3 21.8 26.9 cao TB tối 13.6 15.0 18.1 21.4 24.3 25.8 26.1 25.7 24.7 21.9 18.5 15.3 20.8 thấp Thấp 2,7 6,1 7,2 9,9 15,6 21,1 21,9 20,7 16,6 14,1 7,3 5,4 2.7 kỷ lục Lượng 18.6 26.2 43.8 90.1 188.5 239.9 288.2 318.0 265.4 130.7 43.4 23.4 1676.2 mưa Bảng 1.2. Một số các yếu tố khí tượng khác tại trạm Láng (1961-2010) [2] Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm N. độ Độ ẩm 81 83 86 86 82 81 82 84 82 80 78 78 82 TB Độ ẩm 17 18 23 35 23 37 40 43 28 24 17 25 17 nhỏ nhất Số giờ 73 48.8 47.2 91 180 167.9 189.7 171 173 163,6 139 121,.5 1562 nắng Vận tốc 2,0 2,2 2,1 2,2 2,2 1,9 1,9 1,7 1,6 1,7 1,7 1,8 1,9 gió TB Vận tốc 18 15 15 20 30 28 34 31 28 19 22 18 34 gió max Hướng gió NE NE NNE W SW WNW N NE ENE NE NE NE N chính 1.1.5. Đặc điểm thủy văn Lưu vực sông Nhuệ Đáy nằm bên bờ hữu sông Hồng gồm có 2 sông chính là sông Đáy và sông Nhuệ. Ngoài ra, nối sông Đáy với sông Nhuệ còn có các sông nhỏ như sông La Khê (qua thành phố Hà Đông), sông Vân Đình, sông Duy Tiên, sông Ngoại Độ v.v. Sông Đáy phân lưu tự nhiên của sông Hồng, rút nước từ sông Hồng ra vịnh Bắc Bộ. Sông Đáy chảy gọn trong vùng đồng bằng Bắc Bộ với dòng sông chảy song song bên hữu ngạn hạ lưu sông Hồng. Sông Đáy có chiều dài khoảng 17
240 km2 và lưu vực có diện tích 7665 km2 chảy trên địa bàn các tỉnh thành Hà Nội, Hòa Bình, Hà Nam, Ninh Bình và Nam Định. Là một phân lưu của sông Hồng, sông Đáy nhận nước của sông Hồng ở địa phận Hà Nội giữa huyện Phúc Thọ và huyện Đan Phượng. Quãng sông này còn có tên là sông Hát hay Hát Giang. Chỗ sông Hồng tiếp nước là Hát Môn. Lưu lượng của sông bất thường, vào mùa mưa lũ thường rất lớn, với đặc điểm dòng sông quanh co uốn khúc do vậy dễ tạo ra những ghềnh nước lớn. Đến mùa khô thì lòng sông có chỗ cạn lội qua được nên thượng lưu sông Đáy thuyền bè không dùng được. Xuôi đến Vân Đình thì lòng sông rộng ra, lưu lượng chậm lại nên có thể đi thuyền được. Đến địa phận huyện Mỹ Đức, sông Đáy tiếp nhận dòng suối Yến (thủy lộ vào chùa Hương). Vượt đến tỉnh Hà Nam khi sông chảy vào thành phố Phủ Lý, sông Đáy nhận được sự góp nước của dòng sông Nhuệ từ phía tả ngạn. Sông Đáy tiếp tục hành trình xuôi Nam đón sông Bôi (sông Hoàng Long) bên hữu ngạn từ miền núi tỉnh Hòa Bình và Ninh Bình dồn về tại ngã ba Gián Khẩu, cách thành phố Ninh Bình khoảng 10 km về phía Bắc. Đoạn này sông được gọi sông Gián Khẩu. Qua khỏi Ninh Bình khoảng 20 km thì bên tả ngạn có phụ lưu là sông Đào (sông Nam Định) thêm nước. Gần đến biển, sông Đáy chuyển hướng từ Tây Bắc - Đông Nam sang Đông Bắc - Tây Nam rồi đổ ra vịnh Bắc Bộ ở Cửa Đáy, xưa gọi là cửa Đại An (hay Đại Ác) thuộc huyện Kim Sơn. Kể từ năm 1937, khi Đập Đáy xây dựng xong cho đến Hòa Bình, đập Đáy mới vận hành ba lần vào các năm 1940, 1945, 1947. Khi đập Đáy không làm việc thì mực nước và lưu lượng trong đoạn sông từ Tân Lang trở lên phụ thuộc hoàn toàn vào lượng nước mưa và nước tiêu trong lưu vực. Từ sau năm 1971 đến nay, mặc dù chưa phải phân lũ nhưng do có nhiều công trình tiêu úng trực tiếp vào sông nên mực nước về mùa lũ tăng lên rất cao. Hiện nay sông Đáy vẫn là nguồn chính cấp cho nhiều sản xuất tập trung hai bên bờ sông. Do khả năng tiếp nhận và chuyển tải nước lớn nên sông Đáy là nơi nhận nước tiêu chủ yếu của hệ thống sông Nhuệ. [3] 18
Sông Nhuệ tức Nhuệ Giang là một con sông nhỏ dài 74 km, diện tích lưu vực khoảng 1075 km2 (phần bị các đê bao bọc) chảy ngoằn ngoèo gần như theo hướng Bắc Tây Bắc - Nam Đông Nam qua địa phận thành phố Hà Nội và tỉnh Hà Nam. Điểm bắt đầu của nó là cống Liên Mạc, lấy nước từ sông Hồng trong địa phận huyện Từ Liêm (thành phố Hà Nội) và điểm kết thúc của nó là cống Phủ Lý khi hợp lưu với sông Đáy gần thành phố Phủ Lý (tỉnh Hà Nam). Sông chảy qua các quận, huyện, thị gồm quận Cầu Giấy, Hà Đông, huyện Từ Liêm, Thanh Trì, Hoài Đức, Thường Tín, Thanh Oai, Phú Xuyên và cuối cùng đổ vào sông Đáy qua cống Lương Cổ ở khu vực thành phố Phủ Lý. Về mùa kiệt cống Liên Mạc luôn mở để lấy nước sông Hồng vào sông Nhuệ, còn về mùa lũ chỉ mở khi mực nước sông Hồng dưới báo động cấp I và trong đồng có nhu cầu cấp nước. Cống Lương Cổ về mùa lũ luôn luôn mở để tiêu nước và chỉ đóng lại khi có phân lũ qua đập Đáy. Nối sông Đáy với sông Nhuệ còn có các sông nhỏ như sông La Khê (qua thành phố Hà Đông), sông Vân Đình, sông Duy Tiên, sông Ngoại Độ và một số sông nhỏ khác tạo thành một mạng lưới tưới tiêu tự chảy cho hệ thống khi điều kiện cho phép . Sông Duy Tiên dài 21 km, mặt cắt sông rất rộng có chỗ lên tới gần 100m nhưng lại rất nông do ít được nạo vét, cao độ đáy hiện nay cao hơn thiết kế từ 2,0m đến 3,0m. Sông Vân Đình dài 11,8 km nối sông Nhuệ với sông Đáy qua cống Vân Đình. Sông La Khê dài 6,8 km được nối với sông Đáy qua công La Khê. Mạng lưới sông, các kênh tiêu trong khu vực nghiên cứu khá phức tạp, lại có các hướng tiêu thoát khác nhau, vì thế để có thể mô phỏng được vấn đề ngập lụt một cách chính xác cần phải xây dựng một hệ thống mạng tính toán bao quát được hết các chế độ thủy văn, các điều kiện tiêu thoát của cả sông Đáy, sông Nhuệ, các sông nối sông Đáy với sông Nhuệ và toàn bộ các kênh tiêu nội đồng. Ngoài hai con sông lớn đó, khu vực nghiên cứu còn có nhiều dòng chảy khác, tuy nhỏ và ngắn, song gắn chặt với lịch sử lâu đời của Hà Nội. Đó là sông Tô Lịch, gắn với sự hình thành của Hà Nội từ hơn 1500 năm trước. Dòng chảy cũ liền với sông Hồng ở đầu phố chợ Gạo đã bị lấp từ đầu thế kỷ 20, nay chỉ còn đoạn chảy giữa phố Thuỵ Khuê - Hoàng Hoa Thám, lên đến chợ Bưởi, rồi chảy ngoặt về phía 19