Nghiên cứu cơ sở khoa học và thực tiễn đề xuất các giải pháp tăng khả năng tiêu nước của sông hồng và sông đuống đoạn qua thành phố hà nội

LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sỹ kỹ thuật “Nghiên cứu sở khoa học thực tiễn đề xuất giải pháp tăng khả tiêu nước sông Hồng sông Đuống đoạn qua thành phố Hà Nội” hoàn thành khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước trường Đại học Thủy lợi tháng 09 năm 2012 Trong q trình học tập, nghiên cứu hồn thành luận văn, tác giả nhận nhiều giúp đỡ thầy cơ, bạn bè gia đình Trước hết tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo PGS.TS Phạm Việt Hòa người trực tiếp hướng dẫn tận tình giúp đỡ tác giả q trình nghiên cứu hồn thành Luận văn Tác giả chân thành cảm ơn đồng nghiệp, bạn bè nhiệt tình giúp đỡ, hỗ trợ mặt chuyên môn việc thu thập tài liệu liên quan để Luận văn hoàn thành Xin gửi lời cảm ơn đến phòng Đào tạo Đại học sau Đại học, khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước trường Đại học Thủy lợi toàn thể thầy cô giảng dạy, tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả thời gian học tập thực Luận văn Trong khuôn khổ luận văn, thời gian điều kiện hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót Vì tác giả mong nhận ý kiến đóng góp quý báu thầy cô đồng nghiệp Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2012 Tác giả Phạm Thùy Linh Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước MỤC LỤC MỞ ĐẦU .2 Tính cấp thiết đề tài 2 Mục đích đề tài Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu 4 Kết dự kiến đạt CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặc điểm tự nhiên vùng nghiên cứu 1.1.1 Vị trí giới hạn 1.1.2 Địa hình, địa chất 1.1.3 Tài nguyên đất 1.1.4 Tài nguyên rừng 1.1.5 Đặc điểm khí tượng thủy văn 1.2 Hiện trạng phát triển kinh tế xã hội 11 1.3 Hiện trạng hệ thống cơng trình phịng chống lũ đoạn sông nghiên cứu 18 1.4 Các vấn đề tồn cần nghiên cứu giải 21 CHƯƠNG .22 NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ĐỂ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG TIÊU THỐT NƯỚC CỦA SƠNG HỒNG VÀ SƠNG ĐUỐNG ĐOẠN QUA THÀNH PHỐ HÀ NỘI .22 2.1 Phân tích, đánh giá ảnh hưởng địa hình, địa mạo đến giải pháp tiêu nước đoạn sơng nghiên cứu 22 2.2 Phân tích yếu tố tác động tới lũ sông Hồng ảnh hưởng đến giải pháp tăng cường khả tiêu thoát nước 22 2.2.1 Đặc điểm dịng chảy lũ sơng Hồng - sông Đuống 22 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước 2.2.2 Đặc điểm lòng dẫn sông Hồng 23 2.2.3 Phân tích, đánh giá trạng hệ thống đê đoạn sông nghiên cứu ảnh hưởng đến phương án tiêu thoát nước 28 2.3 Phân tích, đánh giá ảnh hưởng phương hướng phát triển kinh tế xã hội đến giải pháp tiêu cho đoạn sông nghiên cứu 29 2.4 Phân tích, đánh giá ảnh hưởng tình hình thị hóa đến giải pháp tiêu đoạn sông nghiên cứu 29 2.5 Phân tích, đánh giá ảnh hưởng mức đảm bảo phịng chống lũ cho tuyến sơng có đê đến giải pháp tiêu cho đoạn sông nghiên cứu 30 2.6 Phân tích ảnh hưởng lũ thiết kế tuyến đê sông Hồng, sông Đuống thuộc phạm vi thành phố Hà Nội ảnh hưởng đến khả tăng cường khả tiêu đoạn sông nghiên cứu 31 2.7 Phân tích ảnh hưởng phân vùng bảo vệ đê thành phố Hà Nội đến giải pháp tiêu cho đoạn sông nghiên cứu 33 2.8 Các giải pháp tăng cường khả tiêu đoạn sông nghiên cứu 34 2.8.1 Giải pháp công trình 34 2.8.2 Giải pháp phi cơng trình 35 CHƯƠNG .36 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG TIÊU THỐT NƯỚC CỦA SƠNG HỒNG VÀ SÔNG ĐUỐNG ĐOẠN QUA THÀNH PHỐ HÀ NỘI 36 3.1 Mục tiêu nhiệm vụ 36 3.2 Mơ hình thủy lực hệ thống sơng 36 3.2.1 Phạm vi nghiên cứu mơ hình thủy lực 36 3.2.2 Phương pháp sơ đồ tính 44 3.2.3 Tài liệu sử dụng tính tốn thủy lực 49 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước 3.3 Xác định thơng số mơ hình 64 3.3.1 Tính tốn mơ trận lũ tháng 8/1996: 64 3.3.2 Kết tính tốn mô 64 3.4 Kiểm nghiệm mơ hình 66 3.5 Các trường hợp tính tốn thủy lực hệ thống sơng để xác định giới lũ 68 3.5.1 Tiêu chuẩn tính tốn để xác định tuyến lũ cho hệ thống sơng Hồng (sơng Đà, sơng Hồng, sông Đuống) 68 3.5.2 Các đoạn sông Hồng cần cải tạo: 69 3.5.3 Trường hợp tính tốn cho sơng Đà, sông Hồng sông Đuống đoạn qua Hà Nội 71 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 105 Kết luận: 105 Kiến nghị 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO .108 PHỤ LỤC TÍNH TỐN 109 Phụ lục 01: Kết tính tốn xác định thơng số mơ hình 109 Phụ lục 03: Kết tính tốn phục vụ cơng tác phịng chống lũ hạ du sông Hồng: 134 Phụ lục 04: Kết tính tốn quy hoạch phịng chống lũ chi tiết cho đoạn sông Hồng sông Đuống thuộc thành phố Hà Nội 139 Phụ lục 05: Các giới lũ tuyến sơng Hồng sơng Đuống thuộc phạm vi thành phố Hà Nội 154 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Thành phố Hà Nội nằm trung tâm vùng đồng sông Hồng, tiếp giáp với tỉnh bao gồm: Thái Nguyên, Bắc Ninh, Bắc Giang, Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Hịa Bình, Hưng Yên Hà Nam Tổng diện tích tự nhiên 334.470ha, dân số 6.232.940 người Thành phố Hà Nội bao gồm địa giới hành 29 quận, huyện, thị Hồn Kiếm, Đống Đa, Ba Đình, Hai Bà Trưng, Tây Hồ, Cầu Giấy, Hoàng Mai, Long Biên, Thanh Xuân, Hà Đơng, huyện Đơng Anh, Từ Liêm, Sóc Sơn, Gia Lâm, Thanh Trì, Ba Vì, Chương Mỹ, Đan Phượng, Hoài Đức, Mỹ Đức, Phú Xuyên, Phúc Thọ, Quốc Oai, Thạch Thất, Thanh Oai, Thường Tín, Ứng Hịa, Mê Linh thị xã Sơn Tây - Phía Bắc giáp tỉnh Thái Nguyên tỉnh Vĩnh Phúc; - Phía Nam giáp tỉnh Hà Nam tỉnh Hịa Bình; - Phía Đơng giáp tỉnh Bắc Giang, Bắc Ninh Hưng Yên; - Phía Tây giáp tỉnh Hịa Bình tỉnh Phú Thọ; Địa hình thành phố Hà Nội biến đổi phức tạp, bị chia cắt mạnh, cao độ biến đổi dần từ hướng Tây Bắc xuống Đông Nam, từ Tây sang Đơng, có đủ dạng địa hình gồm núi cao, đồi núi thấp đồng chia thành vùng địa hình chính: Vùng miền núi chiếm khoảng 22% diện tích tự nhiên tồn thành phố tập trung chủ yếu Ba Vì, Sóc Sơn có độ cao tuyệt đối từ 300m trở lên Vùng đồng chiếm 78% diện tích tự nhiên, nằm ven sơng Hồng, sơng Đáy vùng thấp ven sơng Tích Đây vùng đồng phì nhiêu, vùng sản xuất nông nghiệp quan trọng thành phố với trồng chủ yếu lúa nước Những khu vực cao trồng ăn quả, làm vườn trồng hoa màu Tuy vùng đồng cao độ có nhiều biến đổi Cao độ phổ biến từ 1,0 m đến 11,0 m Hà Nội có hệ thống sở hạ tầng hoàn chỉnh, tạo điều kiện thuận lợi cho kinh tế - xã hội phát triển Hệ thống giao thông thuận tiện đường bộ, đường thủy, Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước đường sắt đường hàng không, thuận lợi giao thương với tỉnh đồng sông Hồng nước Trên địa bàn thành phố Hà Nội có nhiều sơng lớn chảy qua, điển hình sơng Hồng sơng Đuống - Sơng Hồng: Là sông lớn chảy qua Hà Nội với chiều dài khoảng 118 km, lưu lượng bình quân hàng năm khoảng 2.640 m3/s với tổng lượng nước khoảng 83,5 triệu m3 Đây nguồn nước cung cấp cho TP Hà Nội Sông Hồng chịu tác động tồn sơng thượng lưu nên mùa lũ mực nước dâng cao, mùa kiệt mực nước lại xuống thấp Trong hệ thống sông Hồng đoạn Sơn Tây - Hà Nội đoạn sông trọng điểm lũ, ba nhánh sơng Đà, sơng Thao Lô tập trung lũ vào đoạn sông này, nên lượng lũ lớn nhất, mực nước cao so với đoạn sông khác, vỡ đê đoạn ảnh hưởng lớn đến đồng Bắc - Sông Đuống: Là phân lưu sông Hồng xã Ngọc Thụy, Xuân Canh chảy qua địa phận huyện Gia Lâm, Đông Anh chiều dài khoảng 22 km Sông Đuống chảy qua vùng phía Bắc thành phố vùng hướng phát triển mở rộng thành phố nên yêu cầu mức độ bảo vệ hệ thống đê ngày tăng lên Lịng sơng Đuống tương đối hẹp, đê sông Đuống tương đối yếu, cần giữ tỷ lệ phân lưu sông Hồng vào sơng Đuống mức thích hợp, khơng tăng thêm sức ép hệ thống đê sông Đuống hệ thống đê sơng Thái Bình Tiêu nước cho Hà Nội chương trình ảnh hưởng lớn đến phát triển kinh tế thủ nói riêng nước nói chung Qua q trình đầu tư phát triển, hệ thống cơng trình tiêu nước Hà Nội có nhiều cải tiến dần nâng cấp đại, bảo vệ an toàn cho thủ đô suốt thời gian dài Tuy nhiên, tốc độ phát triển kinh tế - xã hội, gia tăng dân số biến đổi khó lường khí hậu ảnh hưởng lớn đến vấn đề tiêu nước cho thủ đô, khu vực nội thành Hiện tượng thành phố ngập nước sau trận mưa không lớn trở nên quen thuộc Điều không ảnh hưởng đến đời sống, sinh hoạt người dân mà gây thiệt hại lớn người kinh tế trở thành vấn đề xúc Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước toàn xã hội Trên lý cần thiết nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu sở khoa học thực tiễn đề xuất giải pháp tăng khả tiêu nước sông Hồng sông Đuống đoạn qua thành phố Hà Nội” Mục đích đề tài Xây dựng sở khoa học thực tiễn, ứng dụng công nghệ tiên tiến để lựa chọn giải pháp tiêu lũ sơng Hồng sông Đuống lưu vực tiêu nghiên cứu thuộc thành phố Hà Nội Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu * Cách tiếp cận: Từ tình hình thực tế hệ thống, vị trí quan trọng kinh tế, trị thành phố điều kiện kinh tế, xã hội Hà Nội nói riêng Việt Nam nói chung với sở khoa học chung, tiến hành nghiên cứu, tham khảo, áp dụng đề xuất giải pháp tiêu nước sông Hồng sông Đuống đoạn qua thành phố Hà Nội cách hiệu quả, phù hợp mang tính chất đặc thù thủ đô, phù hợp với điều kiện thực tế Việt Nam hệ thống - Nghiên cứu tổng quan Thu thập tài liệu liên quan đến vùng nghiên cứu: + Tài liệu về đặc điểm tự nhiên có ảnh hưởng đến quá trình hình thành , vận động và biến đổi nước các lưu vực bao gồm : Tài liệu địa hình , địa mạo , thổ nhưỡng, thảm phủ thực vật , tài liệu khí tượng thủy văn của các trạm vùng và lân cận vùng nghiên cứu + Tài liệu hiện trạng dân sinh kinh tế, hiện trạng các công trình chống lũ + Tài liệu về diễn biến và thiệt hại của các trận lũ lớn đã xảy + Tài liệu tổng kết các biện pháp kiểm so át lũ đã thực hiện từ trước tới phòng chống bão, lũ lụt Nghiên cứu tổng quan kết nghiên cứu tác giả có liên quan đến đề tài để rút vấn đề chung áp dụng cho đề tài - Nghiên cứu khảo sát thực địa Điều tra, khảo sát thực địa để đánh giá trạng khai thác, vận hành công Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước trình, đặc điểm tự nhiên kinh tế xã hội có liên quan ảnh hưởng đến vùng nghiên cứu, đặc biệt khảo sát trạng cơng trình tiêu phịng chống lũ - Nghiên cứu nội nghiệp Tổng hợp, phân tích số liệu tài liệu điều tra, thu thập Nghiên cứu, tính tốn, tìm ngun nhân vấn đề, tượng để từ đề xuất lựa chọn giải pháp giải * Phương pháp nghiên cứu - Điều tra khảo sát thực địa, thu thập tài liệu (tài liệu trạng phương hướng phát triển dân sinh kinh tế - xã hội, trạng cơng trình tiêu úng chống lũ, tài liệu địa hình lịng dẫn sơng Hồng sơng Đuống…) - Phương pháp phân tích thống kê tài liệu dân sinh kinh tế, tài liệu khí tượng, thuỷ văn - Phương pháp tổng hợp địa lý xây dựng sơ đồ mạng thuỷ lực, đồ Mapinfo, phân tích đánh giá nguồn nước biến đổi chúng theo không gian thời gian phương pháp phân vùng hay tham số tổng hợp - Phương pháp phân tích hệ thống đánh giá tài liệu, đặc trưng vùng nghiên cứu - Phương pháp mơ hình tốn - Phương pháp chun gia (tham khảo ý kiến chuyên gia việc phân tích tính tốn) * Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu giải pháp tiêu lũ cho sơng Hồng sông Đuống lưu vực tiêu nước sông Hồng sông Đuống thuộc thành phố Hà Nội Kết dự kiến đạt - Đánh giá đầy đủ điều kiện tự nhiên, dân sinh kinh tế xã hội, tình hình thiên tai úng ngập ngun nhân, trạng cơng trình phịng chống lũ, úng khu vực nghiên cứu - Xây dựng sở khoa học thực tiễn để đề xuất giải pháp tiêu lũ cho sơng Hồng sông Đuống lưu vực tiêu nghiên cứu thuộc thành phố Hà Nội Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước - Lựa chọn giải pháp tiêu lũ cho sơng Hồng sông Đuống lưu vực tiêu nghiên cứu thuộc thành phố Hà Nội Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặc điểm tự nhiên vùng nghiên cứu 1.1.1 Vị trí giới hạn Hình 1.1: Bản đồ hành thành phố Hà Nội Thành phố Hà Nội nằm trung tâm vùng đồng sông Hồng, tiếp giáp với tỉnh gồm: Thái Nguyên, Bắc Ninh, Bắc Giang, Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Hịa Bình, Hưng Yên Hà Nam Tổng diện tích tự nhiên 334.470ha, dân số Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước 146 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước 147 Biểu đồ vận tốc phương án phương án mặt cắt ngang (tại thời điểm mực nước trạm thuỷ văn Hà nội đạt cực đại) sau: Phan bo van toc tai mat cat 81 Boi Tam Xa - Xuan Canh 2.00 1.75 1.50 1.25 1.00 0.75 Pa 4-2 Pa 0.50 0.25 0.00 500 1000 1500 Meters 2000 2500 3000 3500 Phan bo van toc tai mat cat 72 Boi Vong La - Dai Mach 2.00 1.75 1.50 1.25 1.00 Pa 4-2 Pa 0.75 0.50 0.25 0.00 -0 Luận văn thạc sĩ 500 1000 1500 Meters 2000 2500 3000 Chuyên ngành: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước 148 Phan bo van toc tai mat cat 88 Cau Long Bien 2.25 2.00 1.75 1.50 1.25 1.00 Pa 4-2 Pa 0.75 0.50 0.25 0.00 250 500 750 Meters 1000 1250 Phan bo van toc tai mat cat 83 Boi Tu Lien 2.00 1.75 1.50 1.25 1.00 0.75 Pa 4-2 Pa 0.50 0.25 0.00 Luận văn thạc sĩ 500 1000 Meters 1500 2000 2500 Chuyên ngành: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước 149 Phan bo van toc tai mat cat 91 Boi bai Bo De 2.00 1.75 1.50 1.25 1.00 0.75 0.50 Pa 4-2 Pa 0.25 0.00 250 500 750 1000 Meters 1250 1500 1750 2000 Phan bo van toc tai mat cat 92 Boi bai Bo De 2.00 1.75 1.50 1.25 1.00 0.75 0.50 Pa 4-2 Pa 0.25 0.00 Luận văn thạc sĩ 250 500 750 1000 Meters 1250 1500 1750 2000 2250 Chuyên ngành: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước 150 Phan bo van toc tai mat cat 94 Boi bai Bo De 1.75 1.50 1.25 1.00 0.75 0.50 Pa 4-2 Pa 0.25 0.00 500 1000 Meters 2000 1500 2500 Phan bo van toc tai mat cat cau Vinh Tuy Boi bai Bo De 1.75 1.50 1.25 1.00 0.75 0.50 Pa 4-2 Pa 0.25 0.00 Luận văn thạc sĩ 500 1000 1500 Meters 2000 2500 3000 Chuyên ngành: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước 151 Phan bo van toc tai mat cat 95 Boi bai Bo De 2.25 2.00 1.75 1.50 1.25 1.00 0.75 Pa 4-2 Pa 0.50 0.25 0.00 500 1000 Meters 1500 2500 2000 Phan bo van toc tai mat cat cau Thanh Tri Boi bai Bo De - Gia Lam - Cu Khoi 2.25 2.00 1.75 1.50 1.25 1.00 0.75 0.50 Pa 4-2 Pa 0.25 0.00 -0 Luận văn thạc sĩ 250 500 750 1000 Meters 1250 1500 1750 2000 Chuyên ngành: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước 152 Phan bo van toc tai mat cat 102 Boi Thanh Tri va Kim Lan - Van Duc Pa 4-2 Pa 2.25 2.00 1.75 1.50 1.25 1.00 0.75 0.50 0.25 0.00 1000 500 1500 2000 Meters 2500 3000 Phan bo van toc tai mat cat 99 Boi Dong Du - Bat Trang 2.25 Pa 4-2 Pa 2.00 1.75 1.50 1.25 1.00 0.75 0.50 0.25 0.00 Luận văn thạc sĩ 500 1000 Meters 1500 2000 2500 Chuyên ngành: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước 153 Phan bo van toc tai mat cat Cau Khuyen Luong Boi Thanh Tri va Kim Lan - Van Duc 2.25 Pa 4-2 Pa 2.00 1.75 1.50 1.25 1.00 0.75 0.50 0.25 0.00 500 Luận văn thạc sĩ 1000 1500 2000 2500 3000 Meters 3500 4000 4500 5000 5500 Chuyên ngành: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước 154 Phụ lục 05: Các giới lũ tuyến sơng Hồng sông Đuống thuộc phạm vi thành phố Hà Nội Hình PL1 : Bản đồ giới lũ sơng Hồng thuộc phạm vi TP Hà Nội Bãi Phú Châu - Bạch Hạc (hữu Hồng) Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước 155 Khu vực : Bãi Thượng Cát - Liên Mạc, Phú Thượng (hữu Hồng) Bãi Đại Mạch - Võng La (tả Hồng) Khu vực : Bãi Phú Thượng, Nhật Tân, Yên Phụ, Phúc Xá (hữu Hồng) Bãi Hải Bối - Tầm Xá - Xuân Canh, Bắc Cầu 1,2,3, Ngọc Thụy (tả Hồng) Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước 156 Khu vực : Đồng Xuân - Phúc Tân - Chương Dương - Bạch Đằng - Thanh Lương - Vĩnh Tuy (hữu Hồng) Bãi Bồ Đề - Long Biên - Cự Khối (tả Hồng) Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước 157 Khu vực : Bãi Thanh Trì (Lĩnh Nam - Trần Phú - Yên Sở - Yên Mỹ), Vạn Phúc (hữu Hồng) Bãi Đông Dư - Bát Tràng, Kim Lan - Văn Đức (tả Hồng) Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước 158 Bãi Hồng Thái (hữu Hống) Bãi Tứ Dân (hữu Hồng) Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước 159 Hình PL2 : Chỉ giới lũ bối, bãi sông Đuống thuộc phạm vi Hà Nội Khu vực : Bãi Đơng Trù, Xóm Mới - Du Biên (hữu Đuống) Bãi Đức Giang - Đức Hoà (tả Đuống) Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước 160 Khu vực : Bãi Yên Viên, Dương Hà - Phụ Dực - Phù , Đồng Viên (hữu Đuống) Bãi Tịnh Quang - Hội Xá - Thượng Đồng - Nông Vụ Trung Bãi Đặng Xá - Kim Sơn, Chi Nam (tả Đuống) Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước