Đang tải... (xem toàn văn)
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI LƯU VĂN QUÂN NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH QUY MÔ VÀ HÌNH THỨC BỐ TRÍ HỢP LÝ HỒ ĐIỀU HOÀ CHO VÙNG HỖN HỢP NÔNG NGHIỆP ĐÔ THỊ LUẬN ÁN TIẾN SĨ[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI LƯU VĂN QUÂN NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH QUY MƠ VÀ HÌNH THỨC BỐ TRÍ HỢP LÝ HỒ ĐIỀU HỒ CHO VÙNG HỖN HỢP NƠNG NGHIỆP - ĐÔ THỊ LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, NĂM 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI LƯU VĂN QUÂN NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH QUY MÔ VÀ HÌNH THỨC BỐ TRÍ HỢP LÝ HỒ ĐIỀU HỒ CHO VÙNG HỖN HỢP NÔNG NGHIỆP - ĐÔ THỊ Chuyên ngành: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước Mã số : 62-62-30-01 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS TRẦN VIẾT ỔN HÀ NỘI, NĂM 2015 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian miệt mài nghiên cứu hướng dẫn tận tình thầy giáo PGS TS Trần Viết Ổn, giúp đỡ gia đình, nhiều cá nhân đơn vị cung cấp số liệu, góp ý kiến để tơi hồn thành luận án Từ đáy lịng mình, tác giả chân thành cám ơn PGS TS Trần Viết Ổn người hướng dẫn khoa học giúp tơi Xin cảm tạ lịng người thân yêu gia đình động viên, giúp đỡ gửi gắm Cảm ơn Bộ môn Kỹ thuật hạ tầng phát triển nông thôn, Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước, Phòng Đào tạo đại học sau đại học, Trường Đại học Thuỷ lợi,Viện kỹ thuật tài nguyên nước, Công ty trách nhiệm hữu hạn thành viên khai thác cơng trình thuỷ lợi Sơng Nhuệ, Ban quản lý trung ương dự án thủy lợi (CPO), bè bạn, đồng nghiệp chia sẻ khó khăn, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi học tập hoàn thành luận án Hà Nội, tháng 12 năm 2015 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết tính tốn luận án trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận án Lưu Văn Quân ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài luận án Mục tiêu nội dung nghiên cứu Phạm vi đối tượng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu cách tiếp cận 4.1 Cách tiếp cận 4.2 Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng Ý nghĩa khoa học thực tiễn nghiên cứu Những đóng góp luận án Bố cục luận án CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỒ ĐIỀU HÒA, ẢNH HƯỞNG CỦA HỒ ĐIỀU HÒA ĐẾN HỆ THỐNG TIÊU CHO VÙNG HỖN HỢP NÔNG NGHIỆP - ĐÔ THỊ 1.1 Chức hồ điều hòa 1.1.1 Các khái niệm 1.1.2 Chức hồ điều hòa 1.2 Tổng quan sử dụng hồ điều hòa 1.2.1 Trên giới 1.2.2 Trong nước 10 1.2.3 Nhận xét 21 1.3 Tổng quan nghiên cứu hồ điều hòa 22 1.3.1 Trên giới 22 1.3.2 Trong nước 27 1.4 Nhận xét chương 30 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ CÔNG CỤ NGHIÊN CỨU 32 2.1 Hồ điều hòa hệ thống tiêu 32 2.1.1 Hồ điều hịa hệ thống nước mưa đô thị 32 2.1.2 Hồ điều hịa hệ thống tiêu nơng nghiệp 33 2.1.3 Hồ điều hòa hệ thống tiêu cho vùng hỗn hợp nông nghiệp – thị 34 2.1.4 Các hình thức kết nối hồ điều hòa với hệ thống kênh 35 2.2 Xây dựng toán xác định quy mơ hình thức bố trí hợp lý hồ điều hòa 37 iii 2.3 Phương pháp giải 37 2.3.1 Đề xuất trình tự giải toán 37 2.3.2 Cơ cở xác định quy mơ hình thức bố trí hồ điều hịa 40 2.3.3 Xác định quy mơ cơng trình phương án 41 2.3.4 Xây dựng hàm mục tiêu, điều kiện ràng buộc 52 2.3.5 Xác định hàm mục tiêu cụ thể cho vùng nghiên cứu 55 2.3.6 Ứng dụng hàm mục tiêu cho việc chọn kịch hợp lý 60 2.4 Nhận xét chương 62 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH QUY MƠ VÀ HÌNH THỨC BỐ TRÍ HỢP LÝ HỒ ĐIỀU HỊA CHO LƯU VỰC THỐT NƯỚC PHÍA TÂY THÀNH PHỐ HÀ NỘI 64 3.1 Chọn mô tả vùng nghiên cứu 64 3.1.1 Chọn vùng nghiên cứu 64 3.1.2 Tóm lược số nét vùng nghiên cứu 64 3.1.3 Tóm lược quy hoạch thoát nước mưa vùng nghiên cứu 66 3.1.4 Các nhận xét vùng nghiên cứu 67 3.2 Ứng dụng mơ hình SWMM 5.0 để xác định lưu lượng thiết kế hệ thống tiêu 68 3.2.1 Sơ lược mơ hình SWMM 5.0 68 3.2.2 Kết kiểm định mơ hình SWMM 5.0 68 3.2.3 Ứng dụng mơ hình SWMM 5.0 để xác định lưu lượng thiết kế hệ thống tiêu lưu vực phía tây thành phố Hà Nội 72 3.2.3.1 Xây dựng kịch bố trí vị trí kết nối hồ điều hịa với hệ thống kênh quy mơ hồ điều hịa 72 3.2.3.2 Kết tính tốn 75 3.3 Xây dựng hàm mục tiêu cụ thể áp dụng cho khu vực tây thành phố Hà Nội 86 3.3.1 Hàm mục tiêu tổng quát 86 3.3.2 Xác định thành phần hàm mục tiêu 86 3.3.3 Hàm mục tiêu cụ thể khu vực phía Tây thành phố Hà Nội 94 3.3.4 Ứng dụng hàm mục tiêu để xác định phương án hợp lý hồ điều hòa cho khu vực phía tây thành phố Hà Nội 97 3.4 Nhận xét chương 108 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 110 I Kết đạt luận án 110 iv II Kiến nghị 111 III Những hạn chế luận án 111 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ 113 TÀI LIỆU THAM KHẢO 114 CÁC PHỤ LỤC 121 PHỤ LỤC 1: CÁC HÌNH THỨC KẾT CẤU THÔNG THƯỜNG CỦA KÊNH CẤP 121 PHỤ LỤC 02 KIỂM ĐỊNH MƠ HÌNH SWMM 5.0 122 PHỤ LỤC 03 CÁC BẢNG BIỂU ỨNG DỤNG TÍNH TỐN ÁP DỤNG CHO PHÍA TÂY THÀNH PHỐ HÀ NỘI 139 v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT STT Viết tắt Ý nghĩa HĐH TT Hồ bố trí tập trung cơng trình đầu mối PT1 Hồ bố trí dọc kênh PT2 Hồ bố trí dọc kênh nhánh BĐKH TLV KĐTM Khu đô thị ĐTXD Đầu tư xây dựng PL Hồ điều hịa Biến đổi khí hậu Tiểu lưu vực Phụ lục vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Bảng thống kê diện tích hồ, tỷ lệ hồ diện tích thị số thị lớn 11 Bảng 3.1: Bảng đánh giá sai số q trình tính tốn thực đo 68 Bảng 3.2: Bảng đánh giá sai số q trình tính tốn thực đo, 02 trận mưa kiểm định 69 Bảng 3.3 Kết tính tốn lưu lượng với trường hợp hồ tập trung đầu mối 76 Bảng 3.4 Tổ hợp kết tính tốn lưu lượng nhóm kịch hồ bố trí tập trung 80 Bảng 3.5 Bảng kết tính tốn cho nhóm kịch hồ bố trí dọc kênh (PT1) 81 Bảng 3.6 Kết tính tốn nhóm kịch hồ phân tán dọc kênh kênh nhánh (PT2) 81 Bảng 3.7 Kết tính kích thước kênh 02 đoạn kênh đại diện 85 Bảng 3.8 Bảng thống kê kết kiểm định phần mềm Eview 6.0 cho đầu mối 89 Bảng 3.9 Bảng thống kê kết kiểm định phần mềm Eview 6.0 cho kênh cấp 90 Bảng 3.10 Bảng thống kê kết kiểm định phần mềm Eview 6.0 kênh cấp 91 Bảng 3.11 Bảng thống kê kết kiểm định phần mềm Eview 6.0 cho kênh cấp 1, 93 Bảng 3.12 Bảng thống kê kết kiểm định phần mềm Eview 6.0 cho hồ điều hòa 94 Bảng 1.PL2 Số liệu trận mưa 24/8/2010-28/8/2010 trạm Hà Đông 126 Bảng 2.PL2 Số liệu trận mưa 24/8/2010-28/8/2010 trạm Phủ Lý 127 Bảng 3.PL2: Bảng đánh giá sai số q trình tính tốn thực đo 131 Bảng 4.PL2: Bảng so sánh số liệu thực đo tính tốn trận mưa ngày 24-28/8/2010 132 Bảng 5.PL2: Bảng đánh giá sai số q trình tính tốn thực đo, 02 trận mưa kiểm định 134 Bảng 6.PL2: Bảng so sánh số liệu thực đo tính tốn trận mưa ngày 22-26/5/2012 135 Bảng 7.PL2 Bảng so sánh số liệu thực đo tính tốn trận mưa ngày 17-19/8/2012 136 Bảng 01.PL3 Bảng thống kê chi phí đầu tư số trạm bơm 139 Bảng 2.PL3 Bảng tính kênh cấp – trường hợp sử dụng cống tròn 140 Bảng 3.PL3 Bảng tính kênh cấp – trường hợp sử dụng cống hộp 140 Bảng 4.PL3 Bảng tính kênh cấp 141 Bảng 5.PL3- Bảng tính kích thước HĐH, chi phí đầu tư xây dựng 142 Bảng 6.PL3 Các kịch bố trí hồ điều hịa tập trung đầu mối (TT) 142 vii Bảng 7.PL3 Bố trí HĐH phân tán dọc kênh (PT1) 144 Bảng 8a.PL3 Bố trí HĐH phân tán dọc kênh kênh nhánh (PT2) 147 Bảng 8b.PL3 Bố trí HĐH phân tán dọc kênh kênh nhánh (PT2) 149 Bảng 9.PL3 Tổng hợp chi phí đầu tư xây dựng cho nhóm kịch hồ tập trung đầu mối (TH1) 150 Bảng 10.PL3 Tổng hợp chi phí đầu tư xây dựng cho kịch bố trí hồ đầu mối khác tỷ lệ diện tích với hình thức kết cấu (TH1) 152 Bảng 11.PL3 Tổng hợp chi phí đầu tư xây dựng cho kịch tập trung đầu mối (TH2) 154 Bảng 12.PL3 Tổng hợp chi phí đầu tư xây dựng cho kịch tập trung đầu mối (TH3) 156 Bảng 13.PL3 Tổng hợp chi phí đầu tư xây dựng cho kịch bố trí hồ đầu mối khác tỷ lệ diện tích với hình thức kết cấu (TH2 TH3) 157 Bảng 14.PL3 Tổng hợp giá trị đầu tư xây dựng cho kịch PT1 (TH1) 160 Bảng 15.PL3 Tổng hợp giá trị đầu tư xây dựng cho kịch PT2 (TH1) 161 Bảng 16.PL3 Tổng hợp chi phí đầu tư xây dựng cho kịch PT1 với (TH2 TH3) 162 Bảng 17.PL3 Tổng hợp chi phí đầu tư xây dựng cho kịch PT2 với (TH2 TH3) 163 viii TH1: TH2: TH3: Cc1-2 = 0,000003*(Qc1-2)2 + 0,0032*Qc1-2 – 0,0558; (3.17) (3.18) (3.19) Cc1-2 = 0,000003*(Qc1-2) + 0,0041*Qc1-2 - 0,1296; Cc1-2 = 0,000002*(Qc1-2) + 0,0051*Qc1-2 - 0,2034; Trong đó: Cc1-2 Chi phí đầu tư kênh cấp 1, cấp (tỷ đồng/100m); Qc1-2 Lưu lượng thiết kế kênh cấp 1, cấp (m3/s); c Hồ điều hòa Giả thiết hồ xây dựng mới, gia cố mái đá xây Phương trình hàm hồi quy: TH1: Chdh = 4,8997*(Fho) + 9,7424; (3.20) TH2: Chdh = 6,2804*(Fho) + 9,7424; (3.21) TH3: Chdh = 7,6611*(Fho) + 9,7424; (3.22) Trong Chdh chi phí đầu tư xây dựng giải phóng mặt tính tỷ đồng, Fho diện tích hồ điều hịa tính Kiểm định phương trình hồi quy (phần mềm Eview 6.0) xác xuất sai số tính ổn định 3.3.3 Hàm mục tiêu cụ thể khu vực phía Tây thành phố Hà Nội Từ hàm mục tiêu tổng quát hàm hồi quy lập được, hàm mục tiêu cụ thể cho lưu vực phía Tây TP Hà Nội có dạng: C = f1(Qđm) + f2(Qc1-2) + f3(Qkc3) + f4(Fh) => 3.4 Xây dựng kịch bố trí hồ điều hịa Dựa vào tài liệu quy hoạch thoát nước cho vùng phía Tây Hà Nội, lưu vực tiêu chia thành 03 đầu mối tiêu Diện tích hồ điều hịa chọn theo phần trăm diện tích lưu vực tiêu có tỷ lệ dao động từ 0% đến 6% Về hình thức bố trí, nghiên cứu xem xét 03 nhóm kịch bản: (1) hồ tập trung cơng trình đầu mối tiêu, (2) hồ bố trí phân tán dọc kênh (PT1), (3) hồ bố trí phân tán dọc kênh kênh nhánh (PT2) a Nhóm kịch hồ điều hòa tập trung đầu mối tiêu (TT) 16 Tác giả đề xuất 12 kịch hồ tập trung cơng trình đầu mối tiêu có tỷ lệ diện tích 03 đầu mối tiêu, tỷ lệ diện tích hồ điều hịa dao động từ 0% (khơng có hồ) đến 6% Ngoài tác giả đề xuất 24 kịch tỷ lệ hồ điều hòa khác đầu mối tiêu b Nhóm kịch bố trí hồ điều hịa phân tán * Nhóm kịch hồ phân bố dọc kênh (PT1): Nhóm gồm 11 kịch bản, kịch có 11 vị trí hồ điều hịa * Nhóm kịch hồ phân bố dọc kênh kênh nhánh (PT2): Nhóm gồm 11 kịch bản, kịch có 38 vị trí hồ điều hịa 3.5 Kết tính tốn 3.5.1.Kết mô lưu lượng ứng với kịch Lưu lượng tính tốn, mơ giá trị trung bình theo Theo tiêu chuẩn thiết kế, giá trị giá trị dùng để thiết kế 3.5.1.1 Nhóm trường hợp hồ điều hịa tập trung đầu mối (TT) Tại đầu mối, lưu lượng giảm tỷ lệ hồ tăng Mức độ giảm nhỏ dần (hình 3.10 3.11) Tổng lưu lượng đỉnh đầu mối đạt nhỏ TT666 (tỷ lệ hồ 6%) Khi đầu mối có tỷ lệ diện tích hồ khác nhau, tổng lưu lượng đầu mối 500 100 450 90 400 80 350 70 300 60 250 50 200 40 150 30 100 20 50 10 - 11 m ua Hình 3.10 Đồ thị quan hệ lưu lượng đầu mối tỷ lệ hồ điều hòa 16 21 0% 26 2% 31 3% 36 41 4% 46 5% 51 56 6% 61 66 71 Thời gian (giờ) Hình 3.11 Quá trình lưu lượng đầu mối Liên Mạc tỷ lệ HĐH thay đổi 3.5.1.2 Nhóm kịch hồ điều hòa phân tán 17 Lượng m ưa (m m) Lưu lượng m 3/s có giá trị nhỏ ứng với tỷ lệ hồ có giá trị 5,3% (kịch TT664) Kết tính tốn cho nhóm kịch (PT1) (PT2) cho thấy tổng lưu lượng đỉnh đầu mối tổng lưu lượng đỉnh cấp kênh nhỏ hồ có tỷ lệ 4,35% (kịch PT1-6) tỷ lệ hồ 4,58% (kịch PT2-6) tương ứng với nhóm kịch PT1 PT2 3.5.1.3 So sánh hai nhóm kịch hồ điều hòa tập trung phân tán So sánh kịch bố trí tập trung phân tán đồ thị hình 3.15; 3.16; Hình 3.15 Đồ thị quan hệ lưu lượng đỉnh đầu mối tỷ lệ diện tích hồ Hình 3.16 Đồ thị quan hệ tổng lưu lượng đỉnh hệ thống kênh tỷ lệ diện tích điều hòa Lưu lượng đỉnh đầu mối giảm 03 nhóm kịch bố trí hồ (TT, PT1 PT2) Trong đó, nhóm kịch hồ phân tán dọc kênh kênh nhánh (PT2) cho giá trị nhỏ (hình 3.15) Đồ thị 3.16 cho thấy, tổng lưu lượng đỉnh hệ thống kênh ứng với nhóm kịch tập trung (TT) không thay đổi (đường nằm ngang) Trái lại, hai nhóm kịch phân tán dọc kênh (PT1) phân tán dọc kênh kênh nhánh (PT1, PT2) giảm mạnh Đặc biệt nhóm kịch phân tán kênh kênh nhánh (PT2) giảm mạnh (dưới dốc nhất) Tóm lại: Hiệu điều hịa hồ khơng phụ thuộc vào quy mơ mà cịn phụ thuộc vào hình thức bố trí (tập trung hay phân tán) Xét tồn hệ thống, hồ bố trí phân tán, hiệu giảm lưu lượng đỉnh lớn 3.5.2 Ứng dụng hàm hồi quy để xác định kịch hợp lý hồ điều hịa cho khu vực phía Tây Hà Nội 18 Ứng dụng hàm hồi quy xác lập phần trước cho kịch bố trí hồ, gồm: 3.5.2.1 Nhóm kịch hồ điều hòa tập trung a Trường hợp 100% đất nơng nghiệp (TH1) Hình 3.24 Đồ thị quan hệ tỷ lệ diện tích hồ chi phí đầu tư xây dựng hạng mục hệ thống ứng với phương án kết cấu (GTT1) Hình 3.25 Đồ thị quan hệ tỷ lệ diện tích hồ chi phí đầu tư xây dựng toàn hệ thống Ghi chú: GTT1: Kênh cấp hộp, kênh gia cố, đầu mối hồ điều hòa xây dựng mới; GTT2: Kênh cấp ống trịn, kênh gia cố, đầu mối hồ điều hòa xây dựng mới; GTT3: Kênh cấp hộp, kênh cấp 1, nạo vét, đầu mối hồ điều hòa xây dựng Xu diễn biến chi phí đầu tư xây dựng hạng mục cơng trình thể hình 3.24, xem xét 03 hình thức kết cấu cho đồ thị song song với hình 3.25 đường tồn điểm cực tiểu với tỷ lệ diện tích hồ 2,5% Từ kết tính tốn 36 kịch bản, đề nghị hệ thống tiêu phía tây Hà Nội diện tích giải phóng mặt 100% đất nơng nghiệp hình thức bố trí hồ điều hòa tập trung đầu mối đạt giá trị hợp lý 2,5% bố trí cho 03 đầu mối tiêu, 2,91% tính tổng lưu vực tiêu bố trí khơng (Liên Mạc 4%, n Thái 2%, Yên Nghĩa 2%) b Trường hợp 85% đất nông nghiệp ( TH2) 70% đất nông nghiệp (TH3) 19 Tính tốn với 36 kịch hình thức bố trí hồ với 03 hình thức kết cấu cho 02 trường hợp 216 trường hợp tính tốn, so sánh kết tính tốn, kết luận sau: Đối với hệ thống tiêu phía tây Hà Nội đơn giá giải phóng mặt khác (TH2, TH3) với hình thức bố trí hồ điều hịa tập trung đầu mối, chi phí đầu tư xây dựng có giá trị nhỏ hồ có tỷ lệ diện tích 2% hồ bố trí cho 03 đầu mối tiêu, 2,91% bố trí khơng (Liên Mạc 4%, Yên Thái 2%, Yên Nghĩa 2%) Như trường hợp hồ tập trung đầu mối, quy mơ hợp lý hồ điều hịa 2% (khi hồ bố trí cho mối), 2,91% (khi hồ bố trí khơng đầu mối) 3.5.2.2 Nhóm kịch HĐH phân tán a Trường hợp 100% đất nông nghiệp ( TH1) Kết tính tốn cho 02 nhóm kịch hồ phân tán hình 3.25 Hình 3.26 3.27 cho thấy: đồ thị có 03 đường song song với tương ứng 03 hình thức kết cấu, đồ thị tồn điểm cực tiểu (mang giá trị nhỏ nhất) tổng chi phí đầu tư xây dựng tồn hệ thống Với nhóm kịch hồ phân tán kênh (PT1) giá trị cực tiểu tổng chi phí đầu tư xây dựng tương ứng với tỷ lệ diện tích hồ 3,62%, nhóm kịch hồ phân tán kênh kênh nhánh (PT2) tương ứng 3,82% a/ Hồ phân tán PT1 b/ Hồ phân tán PT2 Hình 3.26 3.27 Đồ thị quan hệ tỷ lệ diện tích hồ chi phí đầu tư xây dựng tồn hệ thống 20 b Trường hợp 85% đất nông nghiệp( TH2) 70% đất nơng nghiệp ( TH3) Kết tính tốn trường hợp TH2 TH3 tương tự TH1 Xu điểm cực tiểu tổng chi phí đầu tư xây dựng toàn hệ thống dịch chuyển dần gốc tọa độ giá đền bù giải phóng mặt tăng lên Tóm lại: Đối với khu vực phía tây Hà Nội bố trí hồ điều phân tán kênh điểm cực tiểu chi phí đầu tư xây dựng (ĐTXD) tồn hệ thống vị trí có quy mơ hồ điều hịa 3,62% (ứng với TH1), 3,26% (ứng với TH2) 2,90% (ứng với TH3) Khi bố trí hồ phân tán kênh kênh nhánh (PT2) điểm cực tiểu chi phí ĐTXD tồn hệ thống vị trí có quy mơ hồ điều hịa 3,82% (ứng với TH1); 3,05% (ứng với TH2); 2,67% (ứng với TH3) 3.5.2.3 So sánh kịch bố trí hồ điều hịa Chọn hình thức kết cấu để so sánh, sau GTT1 Đối với khu đầu mối: Chi phí đầu tư xây dựng khu đầu mối 03 nhóm kịch bố trí hồ tách biệt chứng tỏ hình thức bố trí hồ điều hịa (tập trung hay phân tán) ảnh hưởng lớn đến chi phí ĐTXD đầu mối Đối với chi phí giải phóng mặt bằng, mức độ ảnh hưởng khơng đáng kể (hình 3.28) Hình 3.28 Đồ thị quan hệ tỷ lệ diện tích hồ chi phí đầu tư xây dựng đầu mối 21 Hình 3.29 Đồ thị quan hệ tỷ lệ diện tích hồ chi phí xây dựng kênh Đối với hệ thống kênh: Hình 3.29 cho thấy có tách biệt đồ thị diễn tả chi phí ĐTXD 03 nhóm (tương ứng 100%, 85%, 70% diện tích đền bù đất nông nghiệp) riêng biệt Đồ thị cho thấy chi phí đền bù tăng, chi phí ĐTXD kênh tăng Hồ phân tán, chi phí ĐTXD giảm Tổ hợp chi phí đầu tư xây dựng tồn hạng mục cơng trình ứng với hình thức kết cấu tồn điểm cực tiểu Đây giá trị quy mơ HĐH hợp lý 3.6 Nhận xét chương Kết nghiên cứu chương cho thấy: rõ ràng có mối liên hệ chặt chẽ chi phí ĐTXD hạng mục (đầu mối, kênh, HĐH), chi phí ĐTXD tồn hệ thống với quy mơ HĐH hình thức bố trí (phân tán hay tập trung) HĐH Nhìn chung, với quy mơ, hồ phân tán, chi phí ĐTXD giảm ngược lại Tỷ lệ diện tích HĐH hợp lý (tương ứng với điểm có chi phí ĐTXD tồn hệ thống nhỏ nhất) cịn phụ thuộc vào đơn giá đền bù giải phóng mặt Khi đơn giá đền bù đất tăng, tỷ lệ diên tích HĐH hợp lý có xu hướng giảm ngược lại 22 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I Kết luận Luận án tổng quan tình trạng phân bố sử dụng HĐH nước, tổng quan nghiên cứu có liên quan HĐH nước nước Luận án tính cấp thiết, tính vấn đề nghiên cứu luận án, không trùng lặp với nghiên cứu cơng bố trước nước nước Luận án xây dựng phương pháp luận khoa học thiết lập toán xác định quy mơ hình thức bố trí hợp lý HĐH nhằm giảm chi phí đầu tư xây dựng hệ thống tiêu cho vùng hỗn hợp nông nghiệp – đô thị Phương pháp thiết lập gồm: Xác định bước thực tính tốn, xây dựng hàm mục tiêu, cách xác định thành phần hàm mục tiêu Luận án lựa chọn mơ hình tốn áp dụng cho vùng nghiên cứu mơ hình SWMM 5.0 cho diện tích thị, mơ hình hồ chứa mặt ruộng mơ cho phần diện tích đất nơng nghiệp Mơ hình SWMM 5.0 kiểm định tương ứng với vùng nghiên cứu dựa số liệu thu thập thực tế Kết kiểm định xác định thông số mơ hình ứng với vùng nghiên cứu Bộ thơng số phục vụ cho tính tốn phần luận án khẳng định tính tin cậy mơ hình SWMM 5.0 việc mơ thủy văn – thủy lực hệ thống tiêu phía Tây Hà Nội Tác giả xây dựng hàm mục tiêu cho lưu vực nghiên cứu – phía tây Hà Nội, thành phần hàm mục tiêu tính toán xác định với thời điểm quý IV năm 2013 Các đường hồi quy quan hệ chi phí đầu tư xây dựng lưu lượng, chi phí đầu tư xây dựng hồ diện tích hồ tính tốn cho 03 trường hợp giải phóng mặt bằng, hàm hồi quy đạt kiểm định xác xuất sai lầm phần mềm Eview 6.0 Đây phương pháp nghiên cứu xem xét tổng thể toàn hệ thống tiêu góc độ thủy lực, thủy văn kinh tế Với phương pháp trình bày 23 luận án áp dụng cho vùng khác có điều kiện tương tự, mở rộng cho việc lập quy trình vận hành hợp lý hay thiết kế cải tạo hệ thống tiêu bao gồm hệ thống kênh, đầu mối HĐH HĐH điều tiết lưu lượng đỉnh cho hạng mục cơng trình phía sau hồ, mức độ triết giảm lưu lượng đỉnh tỷ lệ thuận với tỷ lệ diện tích hồ, hình thức bố trí HĐH phân tán có hiệu điều tiết lưu lượng tốt hình thức hồ tập trung cơng trình đầu mối nhiều hạng mục cơng trình triết giảm lưu lượng đỉnh Kết tính tốn cho thấy phương án có tổng chi phí đầu tư xây dựng nhỏ phụ thuộc vào đơn giá xây dựng, đơn giá đền bù giải phóng mặt Khi đơn giá đền bù giải phóng mặt tăng cao xu hướng phương án hợp lý thiên quy mơ HĐH có diện tích nhỏ Chi phí đầu tư xây dựng phụ thuộc vào đơn giá xây dựng, đơn giá giải phóng mặt bằng, hình thức kết cấu nên quy mơ hình thức bố trí HĐH hợp lý khác địa phương II Kiến nghị HĐH đồng thời mang lại nhiều lợi ích khác việc điều tiết nước mưa giảm ngập úng, cải thiện mơi trường, tạo khu vui chơi, giải trí, thể dục thể thao cho cộng đồng Vì vậy, khu đô thị, khu công nghiệp, xem xét việc đầu tư xây dựng HĐH, cần xem xét lợi ích tổng hồ điều hịa cho khu vực nhằm khẳng định lợi ích thực mang lại dự án III Những hạn chế luận án Trong luận án nghiên cứu hồ bên kênh, nước mưa chảy vào hồ khỏi hồ theo hình thức tự chảy chưa xem xét hồ kênh, chưa nghiên cứu hồ có cơng trình điều tiết Cần nghiên cứu thêm trường hợp có tỷ lệ diện tích đất nơng nghiệp giải phóng mặt khác hạng mục cơng trình hệ thống, quản lý vận hành hệ thống 24 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ Lưu Văn Quân, Trần Viết Ổn (2015), ứng dụng phương pháp xác định vị trí kết nối với hệ thống kênh quy mơ hợp lý hồ điều hịa để tính tốn cho lưu vực điền hình: hệ thống tiêu phía tây Hà Nội, Tạp chí Nơng nghiệp phát triển nông thôn, số 18 năm 2015 Lưu Văn Quân, Trần Viết Ổn (2015), Phương pháp xác định diện tích (hay dung tích) hồ điều hịa điếu tiết nước mưa cho khu đô thị mới, dự kiến đăng Tạp chí khoa học kỹ thuật thủy lợi mơi trường, trường Đại học thủy lợi, số 51 quý IV/2015 Lưu Văn Quân, Trần Viết Ổn (2014), Nghiên cứu thiết lập tốn tối ưu chi phí đầu tư xây dựng hệ thống tiêu đô thị: Nghiên cứu điển hình cho lưu vực phía tây Hà Nội, trang 92 đến 98, Tạp chí khoa học kỹ thuật thủy lợi môi trường, trường Đại học thủy lợi, số 48 tháng 3-2015 Lưu Văn Quân, Trần Viết Ổn (2014), Mối quan hệ diện tích hồ điều hịa với tổng lưu lượng dòng chảy sau hồ hệ thống tiêu thị Áp dụng cho lưu vực điển hình – lưu vực sơng Đăm thuộc hệ thống nước Hà Nội, trang 03 đến 08, Tạp chí khoa học kỹ thuật thủy lợi môi trường, trường Đại học thủy lợi, số 47 tháng 12-2014 Lưu Văn Quân (2014), Nghiên cứu bố trí tối ưu hệ thống HĐH nhằm giảm quy mơ hệ thống nước thị (áp dụng cho hệ thống nước phía Tây Hà Nội), đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường Lưu Văn Quân, Nguyễn Tuấn Anh (2013), Thực trạng sử dụng hồ điều hịa hệ thống nước mưa số đô thị thuộc đồng Bắc Bộ Việt Nam, trang 16 đến 20, Tạp chí khoa học kỹ thuật thủy lợi môi trường, trường Đại học thủy lợi, số 41 tháng 6-2013 25 THÔNG TIN LUẬN ÁN ĐƯA LÊN MẠNG Tên luận án: Nghiên cứu xác định quy mơ hình thức bố trí hợp lý hồ điều hồ cho vùng hỗn hợp nơng nghiệp-đơ thị Chuyên ngành: Quy hoạch Quản lý tài nguyên nước, Mã số: 62 62 30 01 Họ tên NCS: Lưu Văn Quân Người hướng dẫn: PGS.TS.Trần Viết Ổn, Trường Đại học Thủy lợi, Việt Nam Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Thủy lợi Tóm tắt kết luận Luận án: 1) Luận án cung cấp phương pháp khoa học thiết lập giải toán xác định quy mơ hình thức bố trí hợp lý hồ điều hịa nhằm giảm chi phí đầu tư xây dựng hệ thống tiêu cho vùng hỗn hợp nông nghiệp – đô thị Phương pháp gồm: Thiết lập toán; Xây dựng hàm mục tiêu; Xác định thành phần hàm mục tiêu; Giải toán tối ưu; Đề xuất phương án chọn Phương pháp khắc phục nhược điểm phương pháp cũ hạn chế số lượng phương án tính tốn Do phương án đề xuất hợp lý nhiều 2) Luận án áp dụng thành công phương pháp cho lưu vực cụ thể - lưu vực phía Tây Hà Nội điều kiện lưu vực q trình thị hóa, cơng nghiệp hóa Trên sở ứng dụng mơ hình SWMM 5.0, luận án tiến hành phân tích đánh giá 500 trường hợp từ hồ tập trung cơng trình đầu mối đến hồ phân tán kênh phân tán kênh nhánh, kết cho thấy: i) Đối với lưu vực này, tỷ lệ diện tích hồ điều hịa hợp lý dao động từ 2% đến 3,82% tùy thuộc vào hai yếu tố: (1) hình thức bố trí hồ tập trung đầu mối hay hồ bố trí phân tán kênh (Hồ phân tán tỷ lệ lớn) (2) Chi phí đền bù giải phóng mặt (chi phí đền bù giải phóng mặt lớn tỷ lệ diện tích hồ điều hịa nhỏ ngược lại) ii) Trong tỷ lệ diện tích, hồ phân tán chi phí đầu tư xây dựng giảm ngược lại Kết (lần đầu tiên) chứng minh (bằng số liệu cụ thể) tính hiệu phương châm "rải nước, chôn nước" ngành thủy lợi đề Các kết tham khảo áp dụng cho lưu vực tương tự khác Hà Nội, ngày 18 tháng 11 năm 2015 Người hướng dẫn (Đã ký) PGS TS Trần Viết Ổn Nghiên cứu sinh (Đã ký) Lưu Văn Quân THESIS INFORMATION ON WEBSITE Name of Thesis: The research on determining optimal size and layout of detetion pond for the mixed urban and agricultural basins Specialization: Planning and management of water resources Code No: 62-62-30-01 Full Name of Candidate: Luu Van Quan Advisors: Assoc Prof Tran Viet On, Water Resources University, Vietnam Summary of new contributions of the Thesis: This thesis provided a scientific method to determine the capacity and layout form of detention ponds for the mixed urban and agricultural drainage to reduce the construction cost The new method includes: constructing objective functions, identifying components of the objective function, solving optimization problems, suggesting a decision alternative (i.e instead of proposing and calculating each of available alternatives in detail, these alternatives were compared, and then the best alternative was selected) The new method overcomes a limitation of the existing method which limits quantity of alternatives, hence the new method is considered more appropriate than the old one The thesis has applied the new method successfully for a case study- a basin in Western Hanoi This area is currently being urbanized, and industrialized with the combination of agricultural land and urban land The thesis used SWMM5.0 (Storm Water Managament Model of EPA, USA) to analyze and evaluate 500 options including centralized detention ponds at the headworks or decentralized ponds at major channels and at minor channels The results show that: i) For this study area: The appropriate ratio of detention pond area to total drainage basin area fluctuates from 2% to 3.82% depending on two factors: (1) layout form of detention ponds (i.e decentralization or centralization) The more dispersive the detention ponds are, the higher the ratio is; (2) land acquisition cost The more the land acquisition cost is, the smaller the ratio is and vice versa; ii) With the same ratio, the more dispersive the detention ponds are, the less the land acquisition is and vice versa This result (first time) proved (through specific data) the effectiveness of the motto "spraying water, burying water" proposed long time ago by water resources experts of Viet Nam The research results can be applied for other similar drainage areas Advisors Assoc Prof Tran Viet On HaNoi, 18 November, 2015 Candidate Luu Van Quan