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 và quản lý tài nguyên nước
Mã số
: 62-62-30-01
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
HÀ NỘI, 2017
i
Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Thủy lợi Người hướng dẫn khoa học:
1. GS. TS. Dương Thanh Lượng
2. GS. TS. Nguyễn Quang Kim
Phản biện 1: GS. TSKH. Trần Hữu Uyển Phản biện 2: PGS. TS. Trần Chí Trung Phản biện 3: PGS. TS. Phạm Việt Hòa
Luận án sẽ được tổ chức bảo vệ tại Hội đồng chấm luận án cấp trường tại: Trường Đai học Thủy lợi, 175 Tây Sơn, Đống Đa, Hà Nội, Vào hồi 8 giờ 30, ngày 05 tháng 8 năm 2017. Có thể tìm hiểu luận án tại Phòng Đào tạo đại học và sau đại học, Thư viện Trường Đại học Thủy lợi và Thư viện Quốc gia.
ii
MỞ ĐẦU
I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
Trong những năm gần đây, Hà Nội là một điểm rất nóng về tình trạng úng ngập. Hàng năm vào mùa mưa, cả khu vực nội và ngoại thành thường bị úng ngập, tác động tiêu cực đến mọi mặt của đời sống kinh tế - xã hội.
Trong nhiều năm qua trên địa bàn Hà Nội đã có khá nhiều dự án quy hoạch (QH) 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 các nhiều lý do 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. Vì vậy, việc tìm giải pháp tiêu nước hợp lý và có hiệu quả cho thành phố (TP) Hà Nội nói chung và 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; và đó cũng là lý do 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 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
1. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của đề tài là hệ thống tiêu thoát nước (HTTTN) mưa đô thị và các giải
pháp tiêu nước của hệ thống (HT) đó.
2. Phạm vi nghiên cứu - Về phạm vi đối tượng, nghiên cứu của đề tài giới hạn vào các công trình tiêu nước chủ yếu (các TB đầu mối, các hồ điều hòa (HĐH), các trục tiêu chính, các công trình điều tiết chính) trong HTTTN. Các đối tượng khác (mạng lưới thoát nước tiểu khu, mạng lưới thoát nước đường phố hoặc khu vực, các hồ nhỏ...) được đưa vào HT như là các thông số đầu vào đã biết.
- Về phạm vi không gian, nghiên cứu được giới hạn ở vùng tiêu đô thị trung tâm của TP Hà Nội.
IV. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1. Nội dung nghiên cứu 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 HTTTN đô thị trung tâm của TP Hà Nội và tiến hành các phân tích thủy văn -
thủy lực của HT 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 Đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu sau: 1) Phương pháp kế thừa; 2) Phương pháp điều tra thu thập và phân tích tổng hợp; 3) Phương pháp thống kê xác suất; 4) Phương pháp phân tích hệ thống; 5) Phương pháp phân tích tối ưu; 6) Phương pháp mô hình toán thủy văn - thủy lực.
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.
1
- Ý nghĩa thực tiễn: Qua nghiên cứu này, đã đề xuất được giải pháp tiêu nước, bố trí các công trình tiêu chính chính của HTTTN 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 HTTTN đô thị trung tâm TP Hà Nội và các khu vực khác có điều kiện tương tự.
VI. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
1) Xây dựng và giải thành công bài toán tối ưu hóa quy mô của công trình tiêu nước trong HTTTN,
trong đó có các trạm bơm (TB) đầu mối và các HĐH nước mưa, với sự trợ giúp của mô hình SWMM.
2) Mô hình hóa toàn bộ HTTTN của đô thị trung tâm mới của TP Hà Nội một cách đồng bộ từ các tiểu lưu vực (TLV) (các khu phố, các ô đất nông nghiệp) đến toàn bộ vùng nghiên cứu rộng lớn, từ mạng lưới thoát nước đường phố hoặc mạng kênh cấp dưới đến công trình đầu mối, bao gồm hầu hết các loại đối tượng của HT cùng các thuộc tính của chúng một cách khá đầy đủ và chi tiết. Từ đó, mô hình có khả năng biểu diễn gần sát với bản chất vật lý của các quá trình hoạt động của HT. Mô hình này có thể được áp dụng cho các công việc khác như công tác điều hành, vận hành và duy tu HTTTN.
3) Đề xuất bố trí các công trình chính của HTTTN của đô thị trung tâm TP Hà Nội, bao gồm: các trạm bơm, các hồ điều hoà, các kênh trục, các cống điều tiết chính... và các thông số cơ bản của các công trình đó. Đặc biệt, đề xuất bố trí trạm bơm tiêu đầu mối Hiền Giang tại vị trí cuối lưu vực (LV) nơi Sông Nhuệ cắt đường Vành Đai 4 (VĐ4) để hoàn thiện việc tạo thành một vùng tiêu độc lập, chủ động tiêu nước cho một vùng có mức ưu tiên chống ngập cao của Thủ đô. Đồng thời, đưa ra biện pháp phối hợp làm việc giữa các trạm bơm đầu mối nhằm tăng hiệu quả chống úng cũng như giảm thiểu quy mô thiết kế công trình.
VII. CẤU TRÚC CỦA LUẬN ÁN
Luận án gồm các chương, phần chính: Mở đầu Chương 1: Tổng quan về nghiên cứu Chương 2: Xây dựng cơ sở khoa học xác định giải pháp tiêu thoát nước và quy mô công trình đầu mối Chương 3: Đề xuất giải pháp tiêu nước và quy mô công trình tiêu trên địa bàn TP Hà Nội Kết luận và kiến nghị Phụ lục Luận án dài 153 trang chính và 15 trang phụ lục; có 59 bảng và 69 hình vẽ; danh mục tài liệu
tham khảo gồm 58 tài liệu.
−−−−−−−−−−−−−−−
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU
1.1. GIỚI THIỆU VÙNG NGHIÊN CỨU 1.1.1. Vị trí địa lý
Lưu vực của HTTTN ở nghiên cứu này được giới hạn trong phạm vi đường VĐ4 và đê hữu sông Hồng. Tổng diện tích LV tiêu là 37.050 ha, hoàn toàn nằm trong ranh giới Đô thị trung tâm TP Hà Nội phần phía nam sông Hồng.
1.1.2. Điều kiện tự nhiên 1. 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.
2. Thuỷ văn, sông ngòi Sông Hồng, sông Đáy và sông Nhuệ là nơi nhận nước tiêu chính của khu vực.
2
Hình 1.1. Vị trí lưu vực nghiên cứu trên bản đồ TP Hà Nội
1.1.3. Tình hình úng ngập ở vùng nghiên cứu
1. Nguyên nhân úng ngập - Thủy thế bất lợi, khi có mưa lớn thì mực nước (MN) nơi nhận nước thường cao. - Mưa lớn, cường độ mưa cao. - Công trình tiêu thoát nước chưa đồng bộ. - Do tốc độ đô thị hóa nhanh mà HTTTN chưa phát triển kịp. 2. Tình hình úng ngập ở một số trận mưa lớn điển hình Năm 2008, từ 31/10÷02/11 xảy ra trận mưa cực lớn (P≈1%), gập úng nghiêm trọng kéo dài nhiều ngày trên diện rộng ở TP Hà Nội và các vùng lân cận. Ngày mưa lớn nhất vào 31/10 đạt 530 mm tại trạm Hà Đông, 405 mm tại Láng. Thiệt hại về hạ tầng và SX nông nghiệp: 3.312 tỷ.
Năm 2016, từ đêm 24/5 đến sáng 25/5 xảy ra trận mưa lớn với lượng mưa khoảng 220 mm
(P≈10%), làm cho nhiều nơi bị ngập 0,2÷0,5m, chủ yếu nằm ở khu vực phía tây sông Tô Lịch.
Hiện trạng
7.753 2.200 1.520 1.360 1.470
1.1.4. Hiện trạng các công trình tiêu chủ yếu 1. Các trạm bơm tiêu: Gồm 15 trạm: Trạm bơm TT 1 Yên Sở 2 Đào Nguyên 3 Cổ Nhuế 4 Đồng Bông 1 5 Đồng Bông 2 6 Cầu Biêu 7 Hữu Hòa
3
Bơm ra sông DT phụ trách (ha) CS (m3/s) Năm XD 2010 1986 2016 2016 2016 2001 2004 Hồng Đáy Nhuệ Nhuệ Nhuệ Nhuệ Nhuệ 90 17,3 12 20 9 5,6 2,8
Hiện trạng Bơm ra sông DT phụ trách (ha) CS (m3/s) Năm XD 2005
2005 1992 2014
2. Các trục tiêu chính trong LV: Sông Nhuệ, kênh La Khê, sông Đăm, sông Cầu Ngà, Tô Lịch... 3. Các cống trên các trục tiêu: Cống Liên Mạc, cống cống Liên Mạc 2, cống Hà Đông, cống La
Khê (cống Yên Nghĩa), cống Thanh Liệt, cống Ngân Hàng, cống Giải Đò...
TT Trạm bơm 8 Khê Tang 2 9 Sái 10 Siêu Quần 11 Hòa Bình 12 Thạch Nham 13 Đại Áng 14 Đan Thần 15 Đan Nhiễm 16 Đông Mỹ Nhuệ Nhuệ Nhuệ Nhuệ Nhuệ Nhuệ Nhuệ Nhuệ Hồng 22,2 5,6 2,8 9,7 11,1 2,8 1,1 2,8 6,7 Đã xuống cấp, dự kiến bỏ Đã xuống cấp Đã xuống cấp Đã xuống cấp, dự kiến bỏ Đã xuống cấp, dự kiến bỏ Đã xuống cấp 1.995 1994
1.1.5. Hướng phát triển chung không gian của đô thị
Theo QH1259, Hà Nội có đô thị trung tâm từ đường VĐ4 trở vào. Các phân khu đô thị được
phân cách với nhau bằng hành lang xanh.
1.2. SƠ LƯỢC VỀ QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN HTTTN NƯỚC ĐÔ THỊ HÀ NỘI
Hệ thống thoát nước đô thị Hà Nội ban đầu do Pháp xây dựng vào năm 1938−1939 ở phần đất nội đô lịch sử. Hệ thống cống ngầm dài tổng cộng 66 km, đảm bảo tiêu nước cho 1.008 ha nội thành hồi đó với Qmax=36,36 m3/s. Đây là HTTTN chung, đổ vào 4 trục sông chính: Tô Lịch, Lừ, Sét, Kim Ngưu.
Sau khi Dự án (DA) thoát nước Hà Nội, gồm DA giai đoạn I và DA giai đoạn II, hoàn thành vào
năm 2015, về cơ bản LV sông Tô Lịch đã được xây dựng và cải tạo tương đối hoàn chỉnh.
Hiện nay, Hà Nội đang trong quá trình đô thị hóa nhanh với việc chuyển đất nông nghiệp sang
đất đô thị. HTTTN phát triển từ HT tiêu cho đất nông nghiệp sang HTTTN đô thị.
1.3. TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ THOÁT NƯỚC CHO KHU VỰC 1.3.1. Nghiên cứu thoát nước của JICA
1. Phạm vi quy hoạch Dự án thoát nước Hà Nội được tổ chức JICA lập, hoàn thành nghiên cứu năm 1994 và cơ bản xây dựng
xong vào năm 2015. Phạm vi là khu vực nội đô lịch sử và vùng lân cận với tổng diện tích 135,4 km2.
2. Nội dung quy hoạch thoát nước QH là một nghiên cứu tổng thể về thoát nước đô thị và xử lý nước thải, phù hợp với QH phát triển TP đến năm 2010, bao gồm các QH về: 1) Thoát nước, 2) Bảo tồn hồ, và 3) Xử lý nước thải. Nội dung đề xuất của phần QH thoát nước mưa ở bảng PL1.1 và bảng PL1.2 của LA.
1.3.2. Nghiên cứu trong QH937
Vùng nghiên cứu của QH937(1) nằm trong HT thủy lợi Sông Nhuệ: 1. Phân vùng tiêu: Tổng diện tích LV tiêu toàn HT Sông Nhuệ là 107.530 ha, được phân thành các vùng: 1) vùng tiêu ra sông Hồng (28.175 ha, 2) vùng tiêu ra sông Đáy (36.820 ha), 3) vùng tiêu ra sông Nhuệ, 4) vùng ra sông Châu (41.535 ha).
2. Hệ số tiêu: Phía đông sông Tô Lịch: q = 17,9 l/s/ha; Phía tây sông Tô Lịch: q = 19,7 l/s/ha. 3. Các công trình tiêu nước chủ yếu: Quy mô các trạm bơm (TB) tiêu đối với LV nghiên cứu
được liệt kê ở các bảng 1.14, 1.15 và 1.16.
1.3.3. Nghiên cứu trong QH1259
- Theo QH1259(2), giải pháp chung là đảm bảo thông thoáng các trục tiêu chính, đặc biệt là sông Nhuệ.
(1) Quy hoạch tiêu nước hệ thống sông Nhuệ (theo Quyết định 937/QĐ-TTg ngày 01/7/2009 của Thủ tướng Chính phủ). (2) Quy hoạch chung xây dựng Thủ đô Hà Nội đến năm 2030 và tầm nhìn đến năm 2050 (theo Quyết định số 1259/QĐ-
TTg ngày 26/7/2011 của Thủ tướng Chính phủ).
4
Hoàn chỉnh HTTTN đô thị. Tạo ra những hệ thống tiêu liên hoàn, đặc biệt là trong đô thị trung tâm.
- Giải pháp cho từng LV: Tô Lịch, Tả Nhuệ, Hữu Nhuệ và các LV tiêu nước ra sông Đáy được
thống kế ở các bảng các bảng 1.14, 1.15, 1.16 và bảng PL1.3.
- Đề nghị bố trí tỷ lệ hồ 5÷7%. Khu vực mở rộng (phía tây sông Nhuệ) sẽ xây dựng các cụm
HĐH Liên Mạc, Yên Thái, Yên Nghĩa...
1.3.4. Nghiên cứu trong QH4673
Nói chung, các công trình tiêu nước ở QH4673(1) vẫn được giữ như trong QH937 nhưng có cập
nhật QH1259 (liệt kê ở các bảng 1.14, 1.15 và 1.16).
1.3.5. Nghiên cứu trong QH725
QH725(2) dự kiến xây dựng công trình chính tiêu thoát nước mưa cho đô thị Hà Nội được liệt
kê ở các bảng 1.14, 1.15, 1.16 và bảng PL1.5.
1.3.6. Các nghiên cứu khác
1. Nhóm kết quả nghiên cứu trong luận văn cao học và luận án tiến sĩ LATS của Nguyễn Song Dũng (2004) “Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp quản lý điều hành
HT thoát nước sông Tô Lịch - TP Hà Nội”.
LATS của Lưu Văn Quân (2015) “Nghiên cứu bố trí hợp lý HT hồ điều hoà nhằm giảm tổng mức đầu tư HT tiêu cho vùng hỗn hợp đất nông nghiệp - đô thị”. Đối với LV Tây Hà Nội: f=2,91%, Q=622,85m3/s. v.v...
2. Nhóm các bài báo Dương Thanh Lượng (2009) “Mô phỏng HTTTN TP Hà Nội và xác định giải pháp tiêu nước tổng thể”. Dương Thanh Lượng (2010) “Xác định quan hệ giữa lưu lượng (LL) thiết kế TB Yên Sở và mức
đảm bảo tiêu úng của HT thoát nước nội thành Hà Nội”. v.v...
3. Nhóm các đề tài nghiên cứu khoa học 1) Rà soát bổ sung QH tiêu nước HT thủy lợi Sông Nhuệ (ĐT cấp Bộ - 2007). 2) Nghiên cứu ảnh hưởng của công nghiệp hoá và đô thị hoá đến hệ số tiêu vùng đồng bằng Bắc
Bộ (ĐT cấp Bộ - 2011). v.v...
1.3.7. So sánh thông số công trình tiêu nước theo các nghiên cứu quy hoạch
Trong các bảng 1.14, 1.15 và 1.16 sẽ tiến hành so sánh thông số các công trình chủ yếu:
TT Công trình Bảng 1.14. So sánh nghiên cứu về công trình trạm bơm QH 937 Hiện trạng QH 1259 QH 4673 QH 725 Nhận xét vể sự thống nhất quy hoạch
Q (m3/s) Diện tích phụ trách F (ha) (Đã ấn định, đang x/dựng) 120 Thống nhất 5.011 Khoanh LV chưa c/xác
Thống nhất Q (m3/s) F (cả TB Đào Nguyên) (ha) 54 3.878 Khá thống nhất
25
(Đã ấn định, đang lập DA) Khá thống nhất Cùng với TB Yên Thái (Đã ấn định, đã lập DA)
1 TB Yên Nghĩa 2 TB Yên Thái 3 TB Đào Nguyên Q (m3/s) F (ha) 4 TB Liên Mạc Q (m3/s) F (ha) 5 TB Liên Trung Q (m3/s) F (ha) 120 6.300 54 3.500 15 170 9.200 120 6.300 54 3.500 25 170 9.200 120 6.300 54 3.770 25 170 - 175 Khá thống nhất 2.050 Không thống nhất Không thống nhất 30 Không thống nhất 2.267 Không thống nhất
(1) Quy hoạch phát triển thủy lợi Hà Nội đến năm 2020, định hướng đến năm 2030 (theo Quyết định số 4673/2012/QĐ-
UBND ngày 03/7/2012 của UBND TP Hà Nội).
(2) Quy hoạch thoát nước thủ đô Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050 (theo Quyết định số 725/QĐ-TTg ngày
10/5/2013 của Thủ tướng Chính phủ)
5
TT Công trình
QH 1259 9 450 Nhận xét vể sự thống QH nhất quy hoạch 725 (Đã ấn định, mới xây) 9 Thống nhất 450 Thống nhất
(Đã ấn định, mới xây) Chưa thống nhất 90 7.750 Thống nhất
Q (m3/s) F (ha) (Đã ấn định, đã lập DA) 35 Chưa thống nhất 2010 Khá thống nhất
QH 937 9 450 145 35 1.950 145 7.753 35÷90 1.950 6,3 Hiện trạng 9 450 90 7450 6,7 1.950 Q (m3/s) F (ha) QH 4673 9 450 90 7.753 35 1.950 - 6,3 (Đã ấn định, đã lập DA) Chưa thống nhất Cùng với TB Đông Mỹ
12 1520 1360 9 1470 12 1520 20 1360 9 1470 (Đã ấn định, mới xây) (Đã ấn định, mới xây) (Đã ấn định, mới xây)
Q (m3/s) F (ha)
Q (m3/s) F (ha)
6 TB Nam Thăng Long Q (m3/s) F (ha) 7 TB Yên Sở Q (m3/s) F (ha) 8 TB Đông Mỹ 9 TB Vạn Phúc * Các trạm bơm bơm vào Sông Nhuệ (trên cống Hà Đông) 10 TB Cổ Nhuế Q (m3/s) F (ha) 11 TB Đồng Bông 1 Q (m3/s) F (ha) 12 TB Đồng Bông 2 Q (m3/s) F (ha) * Các trạm bơm bơm vào Sông Nhuệ (dưới cống Hà Đông) 13 TB Ba Xã Q (m3/s) F (ha) 14 TB Siêu Quần 15 TB Hoà Bình 16 TB Đại Áng Q (m3/s) F (ha) 17 TB Khê Tang Q (m3/s) F (ha) 18 TB Thạch Nham Q (m3/s) F (ha) 2,8 9,7 5,8 22 11 20 990 20 990 20 990 10 25 10 16 20 990 10 25 10 Khá thống nhất Khá thống nhất Khá thống nhất Khá thống nhất Chưa thống nhất Chưa thống nhất
Bảng 1.15. So sánh nghiên cứu về một số công trình hồ điều hoà
` TT Công trình QH1259 QH725 QH 937 Nhận xét về sự thống nhất ở các quy hoạch
7,0 3,0 6,0 3,0 1 Hồ Yên Thái F (ha) Zđáy (m) Zmax (m) Zmin (m) 2 Hồ Đào Nguyên
6,0 3,0 12,0 4,8 3,2 QH 4673 30 0,0 3,9 1,5
6
YT1 YT2 YT3 8,4 15,8 24,5 1,0 1,0 1,0 6,0 6,0 6,0 - - - ĐN1 ĐN2 ĐN3 8,8 5 12 1,0 1,0 1,0 6,5 6,5 5,5 4,2 4,2 3,2 YN1 YN2 YN3 YN4 7,5 28 1,0 1,0 35,0 1,0 7,4 1,0 YT1 YT2 YT3 Không thống nhất 34,5 23,5 12,0 Không thống nhất Không thống nhất Không thống nhất YN1 YN2 YN3 Không thống nhất 30,0 39,0 20,0 7,5 Không thống nhất 0,0 F (ha) Zđáy (m) Zmax (m) Zmin (m) 3 Hồ Yên Nghĩa F (ha) Zđáy (m)
` TT Công trình QH1259 QH725 QH 937
5,5 3,2 5,5 3,2 QH 4673 3,9 1,4 Nhận xét về sự thống nhất ở các quy hoạch 4,5 2,5 LM1 LM2 LM3 Không thống nhất 5,8 12,6 Không thống nhất
5,5 5,5 3,2 3,2 LM1 LM2 17,5 50,0 1,0 1,0 6,0 6,0 3,5 3,5 5,5 3,2 5,5 3,2 6,0 3,5 5,5 3,5 Zmax (m) Zmin (m) 4 Hồ Liên Mạc F (ha) Zđáy (m) Zmax (m) Zmin (m)
6,0 3,5 136 0,5 4,5 1,5 78 4,5 2,5 25,0 4,75 2,50
F (ha) Zđáy (m) Zmax (m) Zmin (m)
5 Hồ Yên Sở F (ha) Zđáy (m) Zmax (m) Zmin (m) 6 Hồ Linh Đàm F (ha) Zđáy (m) Zmax (m) Zmin (m) 7 Hồ Định Công F (ha) Zđáy (m) Zmax (m) Zmin (m) 8 Hồ Tây 9 Hồ Đông Mỹ F (ha) Zđáy (m) Zmax (m) Zmin (m) 10 Hồ Thanh Oai F (ha) Zđáy (m) Zmax (m) Zmin (m) 11 Hồ Thượng Phúc 1 12 Hồ Thượng Phúc 2 130 0,5 4,5 1,5 80 4,7 19,2 4,95 19,2 4,95 65,0 40,0 0,5 4,0 1,5 ≥30 45,0 4,1 1,5 32,0 5,5 3,2 105,0 5,5 3,2 98,2 5,5 3,2 (Đã ấn định, mới xây) Khá thống nhất (Đã ấn định, mới xây) Thống nhất (Đã ấn định, mới xây) Khá thống nhất (Đã ấn định) Chưa thống nhất Không thống nhất Không thống nhất Không thống nhất F (ha) Zđáy (m) Zmax (m) Zmin (m)
Bảng 1.16. So sánh nghiên cứu về kênh trục lớn
TT Công trình Nhận xét QH 937 QH 1259 QH 4673 QH 725 Đã chọn
12,31 7,0 22,0 4,8 2,00 0,66 Chiều dài kênh L (km) Bề rộng đáy đầu kênh Bđầu (m) Bề rộng đáy cuối kênh Bcuối (m) Ch/cao tr/bình lòng kênh H (m) Cao độ đáy đầu kênh Zđầu (m) Cao độ đáy đầu kênh Zcuối (m)
7
1 Sông Tô Lịch 2 Sông Lừ L (km) Bđầu (m) Bcuối (m) H (m) 5,22 8,0 13,2 4,3 Đã đầu tư hoàn thiện ở DA JICA Đã đầu tư hoàn thiện ở DA JICA
TT Công trình Nhận xét QH 725
Đã chọn 2.96 0,97 QH 937 QH 1259 QH 4673 Zđầu (m) Zcuối (m)
3,22 12,0 14,5 2,8÷4,6 2,49 0,53
17,75 40,0 40,0 7,5 0,00 -1,77 L (km) Bđầu (m) Bcuối (m) H (m) Zđầu (m) Zcuối (m)
12,70 30,0 7,5 -2,0 -2,0 L (km) Bđầu (m) Bcuối (m) H (m) Zđầu (m) Zcuối (m)
6,25 24,0 40,0 7,5 -1,00 -1,00 L (km) Bđầu (m) Bcuối (m) H (m) Zđầu (m) Zcuối (m) 3 Sông Sét L (km) Bđầu (m) Bcuối (m) H (m) Zđầu (m) Zcuối (m) 5 Sông Nhuệ đoạn Liên Mạc - Hà Đông 6 Sông Nhuệ đoạn Hà Đông - VĐ4 7 Kênh La Khê 8 Các kênh khác: Sông Đăm, Sông Cầu Ngà, Kênh TB Yên Thái, Kênh TB Đào Nguyên, (từ Đại La ÷ cuối kênh) Đã đầu tư hoàn thiện ở DA JICA Đang được xác định ở DA Cải tạo sông Nhuệ. (Liên Mạc - Hà Đông) Cần nghiên cứu tiếp. Đang được xác định ở DA Cải tạo sông Nhuệ (Hà Đông - VĐ4). Cần nghiên cứu tiếp. Đang được xác định ở DA Trạm bơm tiêu Yên Nghĩa. Cần nghiên cứu tiếp Chưa hoặc đang nghiên cứu Kênh Phú Đô, Kênh DN , Kênh Đông La, Kênh Om, Kênh Đồng Trì - Đông Mỹ...
1.3.8. Nhận xét tổng hợp các kết quả nghiên cứu tiêu thoát nước đô thị Hà Nội
1. Về quy mô trạm bơm Một số TB đã có sự thống nhất cao ở các QH: TB Yên Nghĩa có QTK=120 m3/s, TB Liên Mạc
có QTK=170 m3/s, TB Nam Thăng Long có QTK=9 m3/s.
Tuy nhiên nhiều TB còn có sự khác giữa các QH; ví dụ: - TB Yên Sở có QTK=145 m3/s (QH937, QH1259), QTK=90 m3/s (QH4673, QH725). - TB Đào Nguyên có QTK=15 m3/s (QH937), QTK=25 m3/s (QH1259, QH4673, QH725). - TB Đông Mỹ có QTK=35÷90 m3/s (QH1259), QTK=35 m3/s (QH937, QH4673, QH725). - TB Liên Trung có QTK=30 m3/s (QH725), nhưng không có (QH1259, QH4673, QH725). - TB Vạn Phúc có QTK=6,3 m3/s (QH1259, QH725), nhưng không có (QH937, QH4673). - Chưa rõ loại nhiệm vụ các TB đổ trực tiếp vào sông Nhuệ (Cổ Nhuế, Đồng Bông 1&2, Ba Xã,
Siêu Quần, Hoà Bình, Đại Áng, Khê Tang 2, Thạch Nham...).
2. Về hồ điều hoà Số lượng, quy mô chưa có sự thống nhất giữa các QH và các nghiên cứu. 3. Về các trục tiêu chính Các trục tiêu chính cho LV Yên Sở đã ổn định. Thông số của các trục tiêu lớn khác vẫn đang
trong quá trình nghiên cứu. 4. Về các cống điều tiết Các cống điều tiết thuộc LV Tô Lịch đã được đầu tư xây dựng. Các cống điều tiết giữa các LV
8
cần được nghiên cứu bổ sung để điều hành giữa các LV một cách hiệu quả nhất.
5. Về các tuyến đê Cần xem xét quy mô tuyến đê sông Nhuệ cho phù hợp. Cần nghiên cứu về đường VĐ4, vừa đảm
bảo giao thông vừa kết hợp làm tuyến đê bảo vệ đô thị trung tâm.
6. Về giải pháp tiêu nước - Chưa xác định một số trục tiêu (sông Nhuệ, kênh La Khê...) là trục tiêu cạn hay trục tiêu vợi. - Cần rõ tính chất của các TB tiêu đầu mối là tiêu cạn hay tiêu vợi. - Cần xem xét sự phối hợp giữa các TB đầu mối để tăng hiệu qủa chống úng.
1.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
1. Những thành tựu nghiên cứu về thoát nước Ứng với mỗi giai đoạn phát triển của TP Hà Nội đều có các nghiên cứu và QH về tiêu thoát nước,
cơ bản đáp ứng tốt cho sự phát triển HTTTN của TP. 2. Những hạn chế của các nghiên cứu đến nay - Chưa xem xét kỹ mối liên hệ ở quy mô toàn đô thị. - Tính hoàn chỉnh trong mô phỏng HT chưa cao, ít thấy NC mô xét đồng bộ quá trình dòng chảy (mưa,
bề mặt, thấm, ngấm, đường cống, kênh, HĐH, máy bơm...).
Phương pháp xác định các thông số của các công trình chính chưa thực sự xác thực. - Thường sử dụng mưa thời đoạn ngắn mà bước thời gian tính toán lại dài. 3. Tầm quan trọng của việc tiếp tục nghiên cứu hệ thống thoát nước Hà Nội - Cần NC giải pháp tiêu nước tổng thể cho toàn bộ HTTTN Đô thị trung tâm Hà Nội. - Cần đề ra những cơ sở khoa học để bố trí và xác định quy mô của các công trình tiêu nước hợp lý. - Cần xem xét thấu đáo mối liên hệ: “Trạm bơm - Hồ điều hòa - Kênh mương - Công trình điều tiết”.
−−−−−−−−−−−−−−−
CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH GIẢI PHÁP TIÊU THOÁT NƯỚC VÀ QUY MÔ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI
2.1. XÂY DỰNG BÀI TOÁN TỐI ƯU HÓA HỆ THỐNG TIÊU THOÁT NƯỚC 2.1.1. Bài toán tối ưu hóa thông số cơ bản của hệ thống tiêu thoát nước
C = C(Q, F) → min
(2.15)
Tìm cực trị của hàm mục tiêu: Với ràng buộc:
(2.16)
Zmaxk(Q, F) = [Zmaxk]
Trong đó: C - Tổng chi phí xây dựng công trình tiêu thoát cho các TB và các HĐH, đ; Q - Tổng LL thiết kế của các trạm bơm đầu mối trong HT, m3/s; F - Tổng diện tích tính toán của HĐH trong HT tiêu, ha; Zmaxk - Cao trình MN lớn nhất tại điểm k, m; [Zmaxk] - Cao trình MN lớn nhất cho phép tại điểm k đó để HT được coi như không bị ngập. Đây là bài toán tối ưu loại đa chiều, phi tuyến, có các ràng buộc dạng phương trình. Nghiệm của
bài toán là điểm tối ưu (Q*, F*) thỏa mãn:
(2.17)
C* = C(Q*, F*) = Cmin C(Q, F)
đồng thời thỏa mãn phương trình ràng buộc:
9
(2.18)
Zmaxk(Q*, F*) = Z0
Thuật toán giải bài toán tối ưu hóa theo PP quét được thể hiện bằng sơ đồ khối như hình 2.6.
10
Hình 2.6. Sơ đồ thuật toán tối ưu hóa với hai thông số điều khiển (Q, F)
2.2. LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN TIÊU NƯỚC 2.2.1. Phương pháp thuỷ nông và mô hình hồ chứa mặt ruộng
Ưu điểm của PP là có thuật toán tương đối đơn giản, được áp dụng nhiều trong tính toán tiêu nước cho các vùng đất nông nghiệp, nhưng hiện nay cũng vận dụng để tính cho tất cả các loại đất, kể cả đất đô thị. Phương pháp này khá phù hợp để xác định được quá trình tiêu nước trên ruộng lúa, tuy nhiên việc tính toán trên các diện tích khác lại không chính xác.
Xét về tính toán cho cả HT thì nhược điểm lớn nhất của phương pháp này là độ chính xác không cao
do bỏ qua thời gian chậm tới của dòng chảy.
Đối với đô thị Hà Nội, phương pháp này áp dụng để tính toán hệ số tiêu thiết kế và LL thiết kế
các trạm bơm trong QH937 và QH4673.
2.2.2. Phương pháp cường độ giới hạn
Phương pháp này thích hợp cho việc thiết kế đường cống mạng lưới thoát nước đô thị, quy định
áp dụng trong TCVN 7957:2008. Tuy nhiên, phương pháp này có những nhược điểm:
- Chủ yếu dựa vào kinh nghiệm để tìm ra các thông số khí hậu trong công thức tính cường độ
mưa mà không mô phỏng thực quá trình vật lý của sự hình thành dòng chảy.
- Chỉ tính được một trường hợp thiết kế, không dùng được trong vận hành HT với các trận mưa thực tế. Phương pháp này áp dụng để thiết kế cho mạng lưới đường cống thoát nước trong QH1259 và QH725.
2.2.3. Phương pháp mô hình Transfert 2.2.4. Phương pháp mô hình Mike
Bộ chương trình Mike bao gồm: Mike 11, Mike 21, Mike Urban, Mike Mouse được đánh giá là công nghệ cao, được áp dụng được cho nhiều khu vực có đặc điểm khác nhau về địa hình, điều kiện khí tượng thủy văn. Tuy nhiên, chi phí mua phần mềm khá lớn nên đã hạn chế tính phổ biến của nó; mặt khác, việc mô phỏng trạm bơm và máy bơm của bộ phần mềm này chưa chi tiết bằng SWMM.
2.2.5. Phương pháp mô hình SWMM
Phương pháp SWMM có các ưu điểm: - Xét được hầu hết các bộ phận và các đối tượng của HT tiêu; mô phỏng thời gian liên tiếp. - Khi cần thiết, có thể mô phỏng chất lượng nước và sự lan truyền chất ô nhiễm. - Phần mềm SWMM là công cụ tính toán thủy văn - thủy lực mạnh. - SWMM mô phỏng máy bơm rất chi tiết, có xét đến đường đặc tính máy bơm. Hạn chế của SWMM là việc mô phỏng ngập tràn khi mạng lưới thoát nước quá tải còn đơn giản.
2.2.6. Chọn phương pháp và mô hình tính toán tiêu thoát nước
Qua phân tích trên đây, thấy rằng phương pháp SWMM phù hợp với đối tượng nghiên cứu, đáp ứng đầy đủ các tiêu chí chọn mô hình, được miễn phí và khi cần thiết có thể tích hợp vào các phần mềm có các tính năng mở rộng khác. Vì vậy được chọn trong để nghiên cứu ở đề tài này.
2.3. MÔ HÌNH HÓA HỆ THỐNG TIÊU THOÁT NƯỚC NGHIÊN CỨU 2.3.1. Các loại đối tượng cần mô phỏng
Các đối tượng gồm: biểu mưa, TLV, nút nối, cửa xả, công trình trữ nước, đường dẫn, máy bơm,
cống, tràn, cửa xả, tầng ngậm nước, các lệnh điều khiển, đường cong, dãy số theo thời gian...
2.3.2. Các số liệu đầu vào cơ bản của mô hình
1. Sơ đồ chung của hệ thống: HTTTN có diện tích là 37.050 ha. Tham khảo các nghiên cứu ở 4
QH gần đây, phân lại LV nghiên cứu thành các LV thành phần như ở hình 2.16.
2. Số liệu mưa: (bảng 2.1 và 2.2). 3. Số liệu mực nước: (bảng 2.4).
11
Hình 2.16. Sơ đồ hệ thống tiêu nghiên cứu và bố trí các công trình tiêu chủ yếu
Giờ
Hà Nội (Láng) Ngày 2 0,18 0,18 0,71 1,15 0,27 2,84 0,44 55,83 11,63 9,68 3,73 4,79 3,55 2,04 4,53 2,75 0,89 0,00 0,00 0,00 0,00 0,80 0,00 0,89
Ngày 3 10,11 0,46 2,60 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
Ngày 1 12,62 19,39 22,25 22,77 28,37 0,26 1,17 1,04 1,95 9,63 23,68 16,79 18,61 3,90 10,02 1,56 0,26 6,90 0,78 2,34 5,73 6,90 0,39 0,78
Ngày 1 15,65 18,88 17,75 20,57 12,82 3,80 2,54 1,27 2,82 2,82 37,75 40,57 19,16 4,93 5,35 0,14 0,14 1,27 1,41 2,11 2,39 3,80 1,55 0,99 220,48
Ngày 3 4,84 3,60 0,00 0,00 0,24 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 8,68
106,88
218,09
13,17
0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24 Tổng ngày: Tổng trận:
Bảng 2.1&2.2. Lượng mưa 72 giờ tần suất 10%, phân phối theo mưa điển hình (mm)
Hà Đông Ngày 2 0,59 1,13 1,66 0,95 5,88 22,52 42,71 12,89 3,80 1,66 2,79 3,56 2,79 0,95 2,26 1,60 0,36 0,00 0,00 0,00 0,00 0,12 0,00 0,00 108,22 337,38
338,14
12
Trạm bơm
Bảng 2.4. Mực nước tính toán tại cửa xả các trạm bơm Sông Hồng Hồng Hồng Hồng Đáy Đáy Đáy Mực nước (m) 12,62 12,47 11,04 10,89 6,82 6,72 6,62 Liên Mạc Nam Thăng Long Yên Sở Đông Mỹ Yên Thái Đào Nguyên Yên Nghĩa
2.3.3. Sơ đồ hoá hệ thống tiêu thoát nước
Gồm các bước: từ bản đồ QH; tiến hành giản lược hoá bản đồ, sơ đồ hoá HTTTN; thể hiện vị trí
và thông tin chính của các đối tượng; chuyển sang dạng file ảnh.
2.3.4. Lập mô hình hóa hệ thống tiêu thoát nước trên SWMM
- Tạo các đối tượng nhìn thấy trên bản đồ mô hình: mô hình mưa; các TLV, các nút nối, các
đường dẫn, các HĐH, các tràn, các cống, máy bơm, cửa xả...
- Tạo các đối tượng không nhìn thấy trên bản đồ mô hình: đặc tính máy bơm, mô hình thấm, các
quy tắc điều khiển, các đường cong, các dãy số theo thời gian...
13
Hình 2.21. Hệ thống tiêu của toàn bộ lưu vực nghiên cứu mô phỏng trên SWMM
2.3.5. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình
Dùng chỉ tiêu Nash-Sutcliffe để đánh giá kết quả tính toán của mô hình. 1. Hiệu chỉnh mô hình Đợt tiêu từ ngày 24÷28/5/2016 (lượng mưa 281,09 mm). Kết quả tính toán giữa đường mô hình
và thực tế theo chỉ tiêu Nash-Sutcliffe thu được kết quả NSE=0,85. Mô hình đạt loại khá.
2. Kiểm nghiệm mô hình * Đợt tiêu từ ngày 22÷26/5/2012 (mưa 185,4 mm). Kết quả NSE=0,87. Mô hình đạt loại khá. * Đợt tiêu từ ngày 17÷21/8/2012: Tương tự, tính được NSE=0,97. Mô hình đạt loại tốt.
Hình 2.26. Biểu đồ so sánh đường mực nước tính toán theo mô hình và theo thực đo trên kênh chính Yên Sở tại vị trí đập tràn C trong đợt tiêu từ ngày 24÷28/5/2016
4. Xác định bộ thông số mô hình đã chọn sau khi kiểm định - Hệ số độ nhám: bề mặt: không thấm: n=0,02; bề mặt thấm: n=0,15÷0,20. - Thông số về tính thấm của đất: f0=1,0 mm/h; fc=0,25 mm/h; k=4,0 1/h; φ=0,3; h=60 mm - Hệ số nhám đường dẫn: Kênh mái lát đá hoặc cừ: n=0,018; kênh đất: n=0,024; cống bê tông: n=0,015.
Hình 2.28. Biểu đồ so sánh đường mực nước tính toán theo mô hình và theo thực đo trên kênh chính Yên Sở tại vị trí đập tràn C trong đợt tiêu từ ngày 22÷26/5/2012
2.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2
Trong chương 2 đã xây cơ sở khoa học xác định giải pháp tiêu thoát nước và quy mô công trình tiêu: - Xây dựng bài toán tối ưu hóa thông số LL trạm bơm Q và diện tích hồ điều hòa F của HTTTN
và xác định phương pháp và thuật toán giải.
- Phân phân tích một số phương pháp tính toán tiêu và chọn SWMM. - Thiết lập mô hình HTTTN Đô thị trung tâm TP Hà Nội một cách đồng bộ. - Thực hiện hiệu chỉnh và kiểm mô hình. - Kết quả Chương 2 là cơ sở để phân tích và đề xuất giải pháp tiêu nước và quy mô công trình
tiêu trên địa bàn sẽ thực hiện ở Chương 3.
−−−−−−−−−−−−−−−
14
CHƯƠNG 3. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TIÊU NƯỚC VÀ QUY MÔ CÔNG TRÌNH TIÊU TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HÀ NỘI
3.1. DỰ KIẾN GIẢI PHÁP TIÊU THOÁT NƯỚC Ở LƯU VỰC NGHIÊN CỨU 3.1.1. Dự kiến giải pháp chung
1. Giải pháp tiêu nước tổng thể: Tiêu động lực ra sông ngoài; bố trí HĐH nhằm giảm LL đỉnh; các tuyến kênh trục để dẫn và điều hoà nước; hình thức tiêu úng của các TB đầu mối và kênh trục là tiêu cạn mà không phải là tiêu vợi.
2. Đối với LV Yên Sở: Đánh giá khả năng thoát nước của 4 con sông (Tô Lịch, Lừ, Sét, Kim Ngưu).
Xem xét có nên nâng công suất (CS) lên 145 m3/s (để đủ q=17,9 l/s/ha).
3. Đối với LV Tây Hà Nội - Tiêu ra sông ngoài bằng các TB: Yên Nghĩa, Đào Nguyên, Yên Thái; TB Liên Mạc, Nam Thăng Long. - Các trục tiêu chính: Sông Nhuệ, kênh La Khê, sông Đăm, sông Cầu Ngà, DN, Đông La... - Các HĐH (tham khảo QH725 về vị trí hồ, nhưng cần xác định hồ nào là cần thiết). 4. Đối với LV phía dưới cống Hà Đông: Xem xét bố trí một TB tổng ở cuối LV thay cho tất cả
các TB phân tán.
3.1.2. Bố trí các trạm bơm tiêu đầu mối
Bảng 3.1. Giá trị “nền” thông số lưu lượng thiết kế Q của các trạm bơm tiêu đầu mối
Đề xuất Lưu vực FLV (ha)
LV Yên Sở LV Tây Hà Nội TB Liên Mạc TB Yên Nghĩa TB Y. Thái + Đ. Nguyên TB Liên Trung TB Nam Thăng Long LV Đông Mỹ
TB Đông Mỹ TB Vạn Phúc
LV Hiền Giang LV TB Ba Xã LV Tả Thanh Oai TB Siêu Quần TB Hoà Bình TB Đại Áng LV TB Khê Tang LV TB Thạch Nham TB Hiền Giang 7.541 19.276 8.201 7.019 3.533 - 523 2.229 2.229 7.133 1.061 3.829 1.587 656 37.051 Hiện trạng q Q (m3/s) (l/s/ha) 11,93 90 1,25 24 - - - - 4,25 15 - 17,21 9 15,70 35 15,70 35 6,77 48 - - 4,00 15 3 10 3 13,86 22 16,77 11 5,33 197 Quy hoạch q (l/s/ha) 11,93 21,17 20,73 17,10 22,36 17,21 15,70 15,70 13,74 18,85 11,75 13,86 16,77 16,22 Q (m3/s) 90 408 170 120 79 - 9 35 35 98 20 45 10 25 10 22 11 601 Q (m3/s) 90 378 170 120 79 - 9 35 35 120 120 623 q (l/s/ha) 11,93 19,61 20,73 17,10 22,36 - 17,21 15,70 15,70 16,82 16,81 TỔNG CỘNG:
3.1.3. Bố trí hệ thống hồ điều hòa
Bảng 3.3. Các trường hợp diện tích hồ điều hòa (ha) theo các tỷ lệ diện tích
Trường hợp tỷ lệ diện tích hồ Tên hồ 0,6% 0,8% 1,0% 1,2% 1,4% 1,6% 1,8% 2,0% LV Tây Hà Nội 115,7 0,60% 154,3 0,80% 192,8 1,00% 231,4 1,20% 270,0 1,40% 308,5 1,60% 347,1 1,80% 385,7 2,00% Tỷ lệ: LV Yên Nghĩa
15
7,2 9,6 3,6 7,2 9,6 12,8 4,8 9,6 12,0 16,0 6,0 12,0 14,4 19,2 7,2 14,4 16,8 22,4 8,4 16,8 19,2 25,6 9,6 19,2 21,6 28,8 10,8 21,6 24,0 32,0 12,0 24,0 Hồ Yên Nghĩa 1 Hồ Yên Nghĩa 2 Hồ Yên Nghĩa 3 Hồ CV Hà Đông
Trường hợp tỷ lệ diện tích hồ Tên hồ 0,6% 0,8% 1,0% 1,2% 1,4% 1,6% 1,8% 2,0%
7,2 4,2 3,0 9,6 5,6 4,0 12,0 7,0 5,0 14,4 8,4 6,0 16,8 9,9 7,1 19,2 11,3 8,1 21,6 12,7 9,1 24,0 14,1 10,1 Hồ Phú Đô Hồ CV Mễ Trì Hồ Mễ Trì LV Liên Mạc
19,2 2,6 6,1 8,7 2,6 1,8 1,2 4,8 2,4 2,9 25,6 3,5 8,1 11,6 3,5 2,4 1,6 6,4 3,2 3,8 32,0 4,4 10,1 14,5 4,4 3,0 2,0 8,0 4,0 4,8 38,4 5,3 12,1 17,4 5,2 3,6 2,4 9,6 4,8 5,8 44,8 6,2 14,1 20,3 6,1 4,2 2,8 11,2 5,6 6,7 51,2 7,0 16,2 23,2 7,0 4,8 3,2 12,8 6,4 7,7 57,6 7,9 18,2 26,1 7,8 5,4 3,6 14,4 7,2 8,6 64,0 8,8 20,2 29,0 8,7 6,0 4,0 16,0 8,0 9,6 Hồ Liên Mạc 1 Hồ Liên Mạc 2 Hồ Liên Mạc 3 Hồ SP4 Hồ Ngọc Long Hồ CN4 Hồ CN6 Hồ Giao Lưu Hồ Cổ Nhuế 1 Hồ Cổ Nhuế 2 LV Yên Thái - Đào Nguyên
Hồ Yên Thái 1 Hồ Yên Thái 2 Hồ Yên Thái 3 Hồ Đào Nguyên Hồ ĐN11 LV Đông Mỹ Tỷ lệ:
Hồ Đông Mỹ LV Hiền Giang Tỷ lệ:
5,8 5,8 3,8 3,8 2,2 13,4 0,60% 13,4 42,8 0,60% 3,4 2,9 2,9 4,0 2,6 11,5 11,5 3,9 7,7 7,7 5,1 5,1 2,9 17,8 0,80% 17,8 57,0 0,80% 4,6 3,9 3,9 5,4 3,4 15,3 15,3 5,2 9,6 9,6 6,4 6,4 3,6 22,3 1,00% 22,3 71,3 1,00% 5,7 4,9 4,9 6,7 4,3 19,1 19,1 6,6 11,5 11,5 7,7 7,7 4,3 26,7 1,20% 26,7 85,5 1,20% 6,8 5,9 5,9 8,0 5,2 22,9 22,9 7,9 13,4 13,4 9,0 9,0 5,0 31,2 1,40% 31,2 99,8 1,40% 8,0 6,9 6,9 9,4 6,0 26,7 26,7 9,2 15,4 15,4 10,2 10,2 5,8 35,6 1,60% 35,6 114,0 1,60% 9,1 7,8 7,8 10,7 6,9 30,6 30,6 10,5 17,3 17,3 11,5 11,5 6,5 40,1 1,80% 40,1 128,3 1,80% 10,3 8,8 8,8 12,1 7,7 34,4 34,4 11,8 19,2 19,2 12,8 12,8 7,2 44,5 2,00% 44,5 142,5 2,00% 11,4 9,8 9,8 13,4 8,6 38,2 38,2 13,1 Hồ Thanh Liệt Hồ Văn Quán Hồ Khê Tang 1 Hồ Khê Tang 3 Hồ Khê Tang 5 Hồ Thượng Phúc 1 Hồ Thượng Phúc 2 Hồ Thạch Nham
3.1.4. Phân tích thủy lực
Từ thuật toán như hình 2.6, lập sơ đồ lưới quét theo 2 thông số Q và f được mô tả ở hình 3.1: 1) Lấy một mức giá trị Q=Qmax=637,8. 2) Lấy một mức giá trị F=Fmin=0,6F. 3) Chạy mô hình SWMM, xác định các thông số
thủy lực của HT và Zmax tại các điểm khống chế.
4) Tăng F thêm một bước quét ΔF=0,2%F và
lặp lại bước 2 cho đến khi F= Fmax=2,0%F.
5) Giảm Q thêm một độ dài bước ΔQ (giảm 1 máy) và lặp lại từ bước 1 cho đến khi Q=Qmin=338,1. 6) Sau khi đến biên dưới Q=Qmin thì hoàn tất. Kết quả tính toán thủy văn - thủy lực bằng
SWMM cho mỗi điểm quét như các bảng sau:
1. Tại mức Q=Q(+1)=637,8m3/s
Hình 3.1. Lưới quét trong không gian hai chiều (f, Q)
Bảng 3.4. Lưu lượng các trạm bơm đầu mối - Mức Q=Q(+1)=Qmax=637,8m3/s Q (m3/s) Trạm bơm Tây Hà Nội
16
417,1 132,0 182,1 Số máy 11 15 Yên Nghĩa Liên Mạc
Trạm bơm Q (m3/s)
Nam Thăng Long Yên Thái Đào Nguyên
Đông Mỹ Hiền Giang Yên Sở Số máy 3 8 6 8 10 18 Cộng: 9,0 64,0 30,0 47,0 120,0 90,0 637,8
Bảng 3.5. Kết quả kiểm tra các ràng buộc tại các điểm quét - Mức Q=Q(+1)=637,8m3/s
Mực nước
Tương tự tiến hành tính toán:
2. Tại mức Q=Q(−0)=611,0m3/s 3. Tại mức Q=Q(−1)=558,0m3/s 4. Tại mức Q=Q(−2)=503,0m3/s
5. Tại mức Q=Q(−3)=448,1m3/s 6. Tại mức Q=Q(−4)=393,1m3/s 7. Tại mức Q=Q(−5)=338,1m3/s
0,60% 4,65 4,59 4,65 4,66 3,41 3,70 0,310% 0,80% 4,49 4,36 4,53 4,66 3,38 3,58 1,021% 1,00% 4,37 4,21 4,42 4,66 3,21 3,47 1,019% Tỷ lệ diện tích hồ 1,40% 1,20% 4,16 4,29 4,00 4,11 4,20 4,31 4,66 4,66 3,19 3,19 3,40 3,41 1,017% 1,018% 1,60% 4,11 3,88 4,11 4,66 3,16 3,39 1,016% 1,80% 4,07 3,78 4,03 4,66 3,17 3,37 1,016% 2,00% 4,03 3,78 3,97 4,66 3,16 3,35 1,015% ZHàĐông (m) ZLiênMạc (m) ZYênThái (m) ZYênSở (m) ZĐôngMỹ (m) ZHiềnGiang (m) Wngập (%)
3.1.5. Xác định quan hệ ràng buộc giữa quy mô trạm bơm và hồ điều hòa
Trong quá trình quét, thay đổi Q và f đến một điểm (Q, f) nào đó HT tiêu đạt điều kiện không úng ngập:
Zmax(Q, f) = [Zmax] Cụ thể đối với từng LV như sau: 1. Lưu vực Tây Hà Nội
Tỉ lệ diện tích hồ fhồ (%)
Q (m3/s) 194,3 231,4 268,6 305,7 342,9 378,0 591,8
0,6% 6,19 6,19 5,96 5,31 5,07 4,87 4,65
0,8% 6,19 6,16 5,68 5,06 4,87 4,68 4,49
1,0% 6,19 6,14 5,46 4,89 4,74 4,50 4,37
1,2% 6,19 6,04 5,30 4,77 4,61 4,36 4,29
1,4% 6,19 5,87 5,16 4,62 4,46 4,31 4,16
1,6% 6,15 5,69 5,01 4,46 4,33 4,20 4,11
1,8% 6,15 5,54 4,90 4,45 4,26 4,20 4,07
2,0% 6,04 5,42 4,80 4,44 4,22 4,13 4,03
Q (m3/s) 415 378 359 343 336 334 333
Fhồ (ha) 154,2 192,8 231,3 269,9 308,4 347,0 385,5
f 0,8% 1,0% 1,2% 1,4% 1,6% 1,8% 2,0%
Bảng 3.18. Quan hệ Zmax~Q theo các mức diện tích hồ khác nhau - Lưu vực Tây Hà Nội
2. Lưu vực Đông Mỹ và lưu vực Hiền Giang (tương tự)
17
Hình 3.3. Quan hệ QTB~Fhồ thỏa mãn ràng buộc ZmaxHĐ(Q, F)=4,5 - LV Tây Hà Nội
Hình 3.5. Quan hệ QTB~Fhồ thỏa mãn ràng buộc ZmaxHG(Q, F)=3,6 - LV Hiền Giang Hình 3.7.Quan hệ QTB~Fhồ thỏa mãn ràng buộc ZmaxĐM(Q, F)=3,9 - LV Đông Mỹ
3.1.6. Xác định các giá trị lưu lượng và diện tích hồ tối ưu
1. Xác định hàm mục tiêu Từ số liệu của một số dự án đầu tư xây dựng trên địa bàn TP Hà Nội và lân cận, tiến hành phân
tích hồi quy, tìm được chi phí xây dựng cho TB và HĐH, từ đó tìm ra hàm mục tiêu C:
C = 8,3194×Q1,1218 + 8,440×F, 109 đ
(3.8)
Đối với lưu vực có nhiều trạm bơm là LV Tây Hà Nội:
(3.9)
Trong đó: αYN, αLM, αYT, αDN, αNTL - Lần lượt là tỷ lệ LL của các TB: Yên Nghĩa, Liên Mạc, Yên
Thái, Đào Nguyên, Nam Thăng Long so với tổng LL chung Q của lưu vực này.
2. Xác định thông số tối ưu của hệ thống tiêu thoát nước a) Lưu vực Tây Hà Nội
fhồ
0,8% 1,0% 1,2% 1,4% 1,6% 1,8% 2,0% Fhồ (ha) 154,2 192,8 231,3 269,9 308,4 347,0 385,5 Q (m3/s) 415,0 379,0 359,0 343,0 336,0 334,0 333,0 C (109đ) 7.546,49 7.288,86 7.300,15 7.378,94 7.605,58 7.913,83 8.238,37
18
Hình 3.9. Chi phí đầu tư cho trạm bơm, hồ điều hòa và tổng cộng - LV Tây Hà Nội
b) Lưu vực Hiền Giang
fhồ Q (m3/s)
0,6% 0,8% 1,0% 1,2% 1,4% 1,6% 1,8% 2,0% C Fhồ (109đ) (ha) 42,8 130,0 2.335,00 57,1 117,5 2.251,34 71,3 108,0 2.219,82 85,6 104,0 2.280,05 99,9 100,8 2.353,69 97,0 2.417,75 114,1 95,9 2.525,95 128,4 95,7 2.648,82 142,7
Hình 3.10. Chi phí đầu tư cho trạm bơm, hồ điều hòa và tổng cộng - LV Hiền Giang
fhồ
0,6% 0,8% 1,0% 1,2% 1,4% 1,6% 1,8% 2,0% Q (m3/s) 37,2 34,4 33,4 32,4 31,3 30,1 29,1 28,1 Fhồ (ha) 13,4 17,8 22,3 26,7 31,2 35,7 40,1 44,6 C (109đ) 598,99 598,00 623,07 648,20 671,96 694,38 719,69 745,06
3. Kết quả tìm kiểm tối ưu
Hình 3.11. Chi phí đầu tư cho trạm bơm, hồ điều hòa và tổng cộng - LV Đông Mỹ
Bảng 3.27. Các giá trị tối ưu và các giá trị lân cận của tổng lưu lượng thiết kế trạm bơm và diện tích hồ điều hòa đối với từng lưu vực thành phần
Lưu vực Tr/ hợp G (109đ) D/tích lưu vực FLV (ha)
19.276 Tây Hà Nội
2.229 Đông Mỹ
19
7.133 Hiền Giang 3 1 (*) 2 2 1 (*) 3 2 1 (*) 3 G/trị tuyệt đối tối ưu DT L/lượng hồ F* Q* (m3/s) (ha) 154,2 192,8 231,3 13,4 17,8 22,3 57,1 71,3 85,6 415,0 379,0 359,0 37,2 34,4 33,4 117,5 108,0 104,0 G/trị tương đối tối ưu Tỷ lệ HST DT đầu mối f* (%) q* (l/s/ha) 0,8% 21,53 1,0% 19,66 1,2% 18,62 0,6% 16,69 0,8% 15,43 1,0% 14,98 0,8% 16,47 1,0% 15,14 1,2% 14,58 7.546,49 7.288,86 7.300,15 598,99 598,00 623,07 2.251,34 2.219,82 2.280,05 Sai khác giá trị C so với Cmin 3,53% - 0,15% 0,17% - 4,19% 1,42% - 2,71%
3.2. MỘT SỐ ĐỀ XUẤT VỀ GIẢI PHÁP TIÊU THOÁT NƯỚC VÀ BỐ TRÍ CÔNG TRÌNH CHỦ YẾU 3.2.1. Đề xuất các trạm bơm
Bảng 3.28. Đề xuất điều chỉnh việc bố trí và quy mô các trạm bơm
TT Công trình Ghi chú, giải thích QH 937 QH 4673 QH 1259 QH 725 Đề xuất
120 120 6300 6300 Lưu lượng Q (m3/s) DT phụ trách F (ha) 120 Như tất cả 4 QH 7091 X/định rõ hơn biên LV
54 54 3500 3500 54 Như tất cả 4 QH 3533 X/định rõ hơn biên LV
25 Theo các QH có Q=25m3/s (cùng với TB Yên Thái)
25 15 170 170 9200 9200 170 Theo các QH có Q=170m3/s 8021 X/định rõ hơn biên LV
Không xây TB này, vì không thuận thủy thế và không có mặt bằng 0 0 9 Giữ nguyên QH 523 X/định rõ hơn biên LV
90 Theo các QH có Q=90m3/s 120 5011 54 3878 25 175 2050 30 2267 9 450 90 7750 7.541 X/định rõ hơn biên LV
120 6300 54 3770 25 170 - 9 450 90 7753 35 1950 9 9 9 450 450 450 90 145 145 7450 7753 35÷90 35 6,7 1950 1950 1950 35 Theo các QH có Q=35m3/s 2219 X/định rõ hơn biên LV 35 2010
Là TB cục bộ, không tính vào CS của LV chung
Là TB cục bộ, không tính vào CS của LV chung
Là TB cục bộ, không tính vào CS của LV chung 12 1520 1360 9 1470 - - - - - - 12 1520 20 1360 9 1470
bỏ
bỏ
bỏ
20
Sẽ coi là TB cục bộ, không tính vào CS của LV chung Hiện trạng A Các trạm bơm bơm ra sông ngoài 1 TB Yên Nghĩa 2 TB Yên Thái Q (m3/s) F (ha) 3 TB Đào Nguyên Q (m3/s) F (ha) 4 TB Liên Mạc Q (m3/s) F (ha) - TB Liên Trung Q (m3/s) F (ha) 5 TB Nam Thăng Long Q (m3/s) F (ha) 6 TB Yên Sở Q (m3/s) F (ha) 7 TB Đông Mỹ Q (m3/s) F (ha) B Các trạm bơm bơm vào Sông Nhuệ (trên cống Hà Đông) - TB Cổ Nhuế Q (m3/s) F (ha) - TB Đồng Bông 1 Q (m3/s) F (ha) - TB Đồng Bông 2 Q (m3/s) F (ha) C Các trạm bơm bơm vào Sông Nhuệ (dưới cống Hà Đông) - TB Ba Xã Q (m3/s) F (ha) - TB Siêu Quần Q (m3/s) F (ha) - TB Hoà Bình Q (m3/s) F (ha) - TB Đại Áng Q (m3/s) F (ha) - TB Khê Tang Q (m3/s) F (ha) 20 990 20 990 20 990 10 25 10 16 - 2,8 9,7 5,8 22 Không xây TB này - - Không xây lại TB này, tương lai sẽ Không xây lại TB này, tương lai sẽ - - Không xây lại TB này, tương lai sẽ - - - - 20 990 10 25 10
Sẽ coi là TB cục bộ, không tính vào CS của LV chung
- - Bổ sung QH, thay cho các TB: Ba
Xã, Siêu Quần, Hòa Bình, Đại Áng, Khê Tang, Thạch Nham - TB Thạch Nham Q (m3/s) F (ha) 8 TB Hiền Giang Q (m3/s) F (ha) 11 11 108 7133
3.2.2. Đề xuất các hồ điều hoà
Bảng 3.30. Đề xuất điều chỉnh bố trí các hồ điều hòa cần xây dựng mới
Tên hồ Ghi chú Theo QH Thông số diện tích F (ha) Theo đề xuất DT tổng DT mặt nước % Thông số cao độ đề xuất (m) H Zđỉnh Zđáy
LV Tây Hà Nội LV Yên Nghĩa
1. Hồ Yên Nghĩa 1 2. Hồ Yên Nghĩa 2 3. Hồ Yên Nghĩa 3 4. Hồ CV Hà Đông 5. Hồ Phú Đô (đầu mối) 6. Hồ CV Mễ Trì 7. Hồ Mễ Trì (đầu mối) 651,47 39,00 20,00 7,50 19,50 30,00 18,00 12,00 243,24 15,00 20,00 7,50 15,00 12,50 10,00 7,50 LV Liên Mạc
6,5 6,5 6,8 6,2 6,3 6,2 6,2 6,7 6,5 6,5 6,7 6,7 7,0 6,6 6,7 Đã có, cải tạo
40,00 5,80 12,60 18,10 9,50 5,02 3,17 10,00
8. Hồ Liên Mạc 1 9. Hồ Liên Mạc 2 10. Hồ Liên Mạc 3 11. Hồ SP4 12. Hồ Ngọc Long 13. Hồ CN4 14. Hồ CN6 15. Hồ Giao Lưu 16. Hồ Cổ Nhuế 1 17. Hồ Cổ Nhuế 2 LV Yên Thái - Đào Nguyên 18. Hồ Yên Thái 1 19. Hồ Yên Thái 2 20. Hồ Yên Thái 3 21. Hồ Đào Nguyên 22. Hồ ĐN11
LV Đông Mỹ 1. Hồ Đông Mỹ
1,0 2,0 2,2 2,0 1,0 1,0 1,0 1,5 1,5 1,0 3,3 3,3 1,0 2,5 2,5 1,5 1,0 1,5 2,0 1,5 0,5 5,5 4,5 4,6 4,2 5,3 5,2 5,2 5,2 5,0 5,5 3,4 3,4 6,0 4,1 4,2 5,5 6,0 5,5 5,0 5,5 4,5 34,50 23,50 12,00 12,00 8,50 45,00 45,00 335.30 40,00 5,80 12,60 18,10 5,45 5,02 3,17 10,00 12,00 12,00 8,00 8,00 4,50 26,20 16,50 86.40 192,8 12,0 16,0 6,0 12,0 10,0 8,0 6,0 32,0 4,4 10,1 14,5 4,36 3,0 2,0 8,0 9,6 9,6 6,4 6,4 3,6 14,0 14,00 71.3 80% 80% 80% 80% 80% 80% 80% 80% 75% 80% 80% 80% 75% 75% 80% 80% 80% 80% 80% 80% 85% LV Hiền Giang LV Ba Xã
1. Hồ Thanh Liệt 2. Hồ Văn Quán 75% 75% 1,5 2,8 4,7 3,7
LV Khê Tang
3. Hồ Khê Tang 1 4. Hồ Khê Tang 3 5. Hồ Khê Tang 5 85% 85% 80% 0,3 1,9 0,5 5,9 4,3 5,4
LV Tả Thanh Oai
6. Hồ Thượng Phúc 1 7. Hồ Thượng Phúc 2 85% 85% 0,5 0,5 4,5 4,5
LV Thạch Nham 8. Hồ Thạch Nham
21
Tổng cộng: Tỷ lệ diện tích: 32,00 6,50 24,90 5,80 7,90 5,40 263,70 105,00 98,20 8,20 8,20 1.031.8 (3,60%) 7,60 6,50 19,10 5,80 7,90 5,40 45,00 22,50 22,50 8,20 8,20 355.8 (1,21%) 5,7 4,9 15,9 4,9 6,7 4,3 38,2 19,1 19,1 6,6 6,6 286.4 (0,97%) 80% 0,5 4,5 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 5,0 6,2 6,5 Đã có 6,2 6,2 5,9 5,0 5,0 5,0
Như vậy về số lượng và quy mô các hồ là: a. Đối với LV Yên Sở: Giữ nguyên 22 hồ, F=354,22 ha (tỷ lệ f=4,70%) (không kể Hồ Tây). b. Đối với 3 LV Tây Hà Nội, Đông Mỹ, Hiền Giang: Đề xuất bố trí 31 hồ, giảm 61 so với 92 hồ dự kiến QH725. Tổng Fhồ cần thiết là 286,4 ha (tỉ lệ f≈1%),
nếu kể cả không gian xung quanh thì Fhồ là 355,8 ha, giảm 675,9 ha so với 1031,8 ha theo QH. 3.2.3. Hệ thống kênh trục
QH Đã chọn Ghi chú Kênh Sông Nhuệ đoạn Liên Mạc - Hà Đông
17,75 40,0 40,0 7,50 0,00 -1,77 Chiều dài kênh L (km) Bề rộng đáy đầu kênh Bđầu (m) Bề rộng đáy cuối kênh Bcuối (m) Ch/cao tr/bình lòng kênh H (m) Cao độ đáy đầu kênh Zđầu (m) Cao độ đáy đầu kênh Zcuối (m) Sông Nhuệ đoạn Hà Đông - VĐ4
13,89 30,0 30,0 8,50 -2,00 -2,00 L (km) Bđầu (m) Bcuối (m) H (m) Zđầu (m) Zcuối (m)
6,25 24,0 40,0 7,50 -1,00 -1,00
L (km) Bđầu (m) Bcuối (m) H (m) Zđầu (m) Zcuối (m)
Phù hợp với DA Cải tạo nâng cấp sông Nhuệ đoạn Liên Mạc - Hà Đông Phù hợp với DA Trạm bơm tiêu Yên Nghĩa Tương tự tìm được thông số cho các kênh này
TT 1 6 7 Kênh La Khê L (km) Bđầu (m) Bcuối (m) H (m) Zđầu (m) Zcuối (m) 8 Sông Đăm L (km) Bđầu (m) Bcuối (m) H (m) Zđầu (m) Zcuối (m) Sông Cầu Ngà 9 10 Kênh chính TB Yên Thái 11 Kênh chính TB Đào Nguyên 13 Kênh DN (Liên Hồng - Yên Thái) 14 Kênh Đông La (Đào Nguyên - Đông La) 15 Kênh Om 16 Kênh Đồng Trì - Đông Mỹ Bảng 3.31. Đề xuất thông số hệ thống kênh trục Đề xuất 17,79 40,0 40,0 7,75 -0,50 -1,77 13,89 40.0 40,0 7,20 -1,00 -2,12 6,25 24,0 40,0 7,50 -1,00 -1,00 10,82 10,0 30,0 5,90 1,70 -0,36 3,79 18,0 18,0 5,10 0,88 0,50
3.2.4. Các cống điều tiết chính
- Cần cải tạo kết cấu cống Hà Đông để có thể ngăn dòng chảy ngược từ hạ lưu lên.
22
- Bổ sung 2 cống điều tiết cuối các kênh nhánh lớn tại vị trí cống Đăm vị trí sông Cầu Ngà. - Cần bổ sung các cống điều tiết trên sông Cầu Ngà để tách LV Đào Nguyên khi cần thiết.
3.2.5. Hình thức tiêu nước của hệ thống kênh trục và trạm bơm đầu mối
- Đề xuất nhiệm vụ của các TB đầu mối tiêu và HT trục tiêu chính là tiêu cạn mà không là tiêu vợi. - Hạn chế xây dựng thêm các TB tiêu nội thuỷ bơm ra các sông trục của HT sông Nhuệ.
3.2.6. Phối hợp vận hành các trạm bơm đầu mối nhằm tăng hiệu quả tiêu nước
Có thể tạo ra chế độ vận hành phối hợp giữa các TB đầu mối theo một số nguyên tắc: - Vùng có mức ưu tiên cao hơn được tập trung tiêu trước. - Vùng mưa nhỏ hơn có thể hỗ trợ tiêu cho vùng mưa lớn hơn (ví dụ: TB Đông Mỹ có thể hỗ trợ
cho TB Yên Sở và ngược lại; TB Yên Nghĩa có thể hỗ hỗ trợ cho TB Yên Sở và ngược lại...).
Ví dụ, tại trận mưa thiết kế, cần xem xét 2 trường hợp: (a) cống Thanh Liệt đóng hoàn toàn; (b) cống Thanh Liệt đóng mở có điều khiển. Kết quả tính toán thủy lực (hình 3.12) cho thấy MN max tại Yên Sở giảm được 0,16 cm, từ 4,66m xuống 4,50m do TB Hiền Giang hỗ trợ chống úng cho TB Yên Sở.
Hình 3.12. Mực nước tại Yên Sở ZYS và tại Hiền Giang ZHG khi hai TB hỗ nhau: (a) Cống Thanh Liệt đóng hoàn toàn; (b) Cống Thanh Liệt đóng mở theo điều khiển
3.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3
- Đề xuất bố trí HT trạm bơm đầu mối gồm 8 trạm là: TB Yên Sở (CS 90m3/s), TB Yên Nghĩa (CS 120m3/s), TB Liên Mạc (CS 170m3/s), TB Yên Thái (CS 54m3/s), TB Đào Nguyên (CS 25m3/s), TB Nam Th Long (CS 9m3/s), TB Đông Mỹ (CS 35m3/s) và TB Hiền Giang (CS 108÷120m3/s); và các số thông số cơ bản của mối trạm bơm này.
- Đề xuất bố trí cụm đầu mối Hiền Giang (TB + cống) tại vị trí cuối LV, nơi Sông Nhuệ cắt đường VĐ4. - Đề xuất bố trí HT hồ điều hòa với f=1,0% (LV Tây Hà Nội, LV Hiền Giang), f=0,8% (LV
Đông Mỹ) và các thông số cơ bản của các hồ
- Đề xuất hình thức tiêu nước của các TB đầu mối và HT kênh là trục là tiêu cạn (không phải
tiêu vợi) và thông số cơ bản của các trục tiêu này
- Đề xuất giải pháp phối hợp là việc giữa các TB đầu mối nhằm tăng hiệu quả chống úng cũng
như giảm thiểu quy mô công trình.
−−−−−−−−−−−−−−−
23
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
I. KẾT LUẬN 1. Về kết quả nghiên cứu
Sau khi thực hiện nghiên cứu, có thể rút ra một số kết luận sau: - Trong NC, đã xác định giải pháp tiêu nước và bố trí công trình tiêu theo cách tiếp cận hệ thống
và đặt dưới bài toán tối ưu.
- Đề xuất hình thức tiêu của các TB đầu mối và HT kênh trục là tiêu cạn mà không là tiêu vợi. - Tìm ra quan hệ ràng buộc giữa tổng CS trạm bơm và DT hồ điều hòa: QTB~Fhồ, - Đã đề xuất bố trí hệ thống 8 TB đầu mối và các thông số cơ bản của từng trạm bơm. - Đã đề xuất bố trí hệ thống các điều hòa và các thông số cơ bản của mỗi hồ. - Đề xuất bố trí cụm công trình tiêu đầu mối Hiền Giang gồm trạm bơm và cống. - Xây dựng được một cơ sở dữ liệu khá lớn về HTTTN đô thị trung tâm TP Hà Nội. - Đề xuất biện pháp phối hợp làm việc giữa 8 trạm bơm đầu mối để hỗ trợ tiêu úng cho nhau.
2. Đóng góp mới của luận án
1) Xây dựng và giải thành công bài toán tối ưu hóa quy mô của công trình tiêu nước trong
HTTTN, trong đó có các TB đầu mối và các HĐH, với sự trợ giúp của mô hình SWMM.
2) Mô hình hóa toàn bộ HTTTN của đô thị trung tâm TP Hà Nội một cách đồng bộ từ các TLV (các khu phố, các ô đất nông nghiệp) đến toàn bộ vùng nghiên cứu rộng lớn, từ mạng lưới thoát nước đường phố hoặc mạng kênh cấp dưới đến công trình đầu mối, bao gồm hầu hết các loại đối tượng của HT cùng các thuộc tính của chúng một cách khá đầy đủ và chi tiết. Từ đó, mô hình có khả năng biểu diễn sát với bản chất vật lý của các quá trình hoạt động của HT. Mô hình này cũng có thể được áp dụng cho các công việc khác như công tác điều hành, vận hành và duy tu HTTTN.
3) Đề xuất bố trí các công trình chính của HTTTN của đô thị trung tâm TP Hà Nội, bao gồm: các TB, các hồ điều hoà, các kênh trục, các cống điều tiết chính... và các thông số cơ bản của các công trình đó. Đặc biệt, đề xuất bố trí TB đầu mối Hiền Giang tại vị trí cuối LV nơi Sông Nhuệ cắt đường VĐ4 để hoàn thiện việc tạo thành một vùng tiêu độc lập, chủ động tiêu nước cho một vùng có mức ưu tiên chống ngập cao của Thủ đô. Đồng thời, đưa ra biện pháp phối hợp làm việc giữa các trạm bơm đầu mối (Yên Sở, Yên Nghĩa, Liên Mạc, Yên Thái, Đào Nguyên, Nam Thăng Long, Đông Mỹ, Hiền Giang) nhằm tăng hiệu quả chống úng cũng như giảm thiểu quy mô thiết kế công trình.
II. KIẾN NGHỊ
- Với mô hình HTTTN đã được lập, đề nghị tiếp tục cập nhật bảo dưỡng mô hình một cách
thường xuyên để mô hình ngày càng hoàn chỉnh hơn.
- Kiến nghị có nghiên cứu tiếp về sự phối hợp làm việc giữa các công trình trong HT và để tăng
thêm hiệu quả tiêu nước.
- Kiến nghị có những nghiên cứu tiếp về sự hỗ trợ tiêu úng của HT này cho các vùng phía hạ lưu
của lưu vực sông Nhuệ.
24
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI LUẬN ÁN
1. Lê Quang Vinh, Lê Văn Trường. Cơ sở khoa học xác định hệ số tiêu thiết kế cho lưu vực trạm bơm Yên Sở - Thành phố Hà Nội. Tạp chí Nông nghiệp và phát triển nông thôn, số 19 - kỳ 1 - tháng 10 năm 2012. ISSN: 1859-4581.
2. Lê Viết Sơn, Lê Văn Trường. Nghiên cứu định hướng tiêu thoát nước quận Hà Đông - Thành phố Hà Nội. Tạp chí Tài nguyên nước, số 3 - tháng 10 năm 2013. ISSN: 1859-2771.
3. Lê Văn Trường. Đánh giá rủi ro ngập lụt khi chuyển lũ từ sông Hồng vào sông Đáy.
Tạp chí Tài nguyên nước, số 4 - tháng 10 năm 2016. ISSN: 1859-2771.
25
