Nghiên cứu cơ sở khoa học xác định quy mô hợp lý của trạm bơm tiêu yên nghĩa và trạm bơm tiêu liên mạc trong lưu vực sông nhuệ nằm phía thượng lưu cống điều tiết hà đông

TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU Lưu vực sông Nhuệ nằm ở phía thượng lưu cống Hà Đông lưu vực phía Tây sông Tô Lịch thuộc hệ thống thủy lợi Sông Nhuệ có tổng diện tích cần tiêu là 1

LỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là: Nguyễn Ngọc Tuân

Học viên lớp: CH20Q11

Đề tài luận văn cao học: “Nghiên cứu cơ sở khoa học xác định quy mô hợp

lý của trạm bơm tiêu Yên Nghĩa và trạm bơm tiêu Liên Mạc trong lưu vực sông Nhuệ nằm phía thượng lưu cống điều tiết Hà Đông” của tôi được trường Đại học Thuỷ lợi Hà Nội giao

Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu này là công trình của cá nhân tôi./

Hà Nội, ngày tháng năm 2014

Tác giả luận văn

Nguyễn Ngọc Tuân

LỜI CẢM ƠN

Được sự quan tâm giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của tập thể các Giáo sư, Phó Giáo sư, Tiến sỹ, giảng viên trường Đại học Thuỷ Lợi, sự tham gia góp ý của các nhà khoa học, các nhà quản lý, bạn bè, đồng nghiệp cùng sự nỗ lực của bản thân tác giả, luận văn này được hoàn thành vào tháng 02 năm 2014 tại trường Đại học Thuỷ lợi Hà Nội

Tự đáy lòng mình tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc tới Nhà giáo PGS.TS Lê Quang Vinh người thầy hướng dẫn khoa học trực tiếp đã tận tâm, tận tình không kể thời gian chỉ bảo hướng đi cũng như cung cấp các thông tin

và căn cứ khoa học cần thiết cho luận văn

Xin trân trọng cảm ơn ban lãnh đạo, tập thể giảng viên trường Đại học Thuỷ Lợi Hà Nội, Trung tâm Mạng lưới khí tượng thủy văn và môi trường, gia đình cùng bạn bè và đồng nghiệp đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả học tập và hoàn thành luận văn này

Cuối cùng xin chân thành cảm ơn Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi được trình bày luận văn này

Hà Nội, ngày tháng năm 2014

Tác giả

Nguyễn Ngọc Tuân

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN LƯU VỰC SÔNG NHUỆ NẰM PHÍA THƯỢNG LƯU CỐNG ĐIỀU TIẾT HÀ ĐÔNG 4

1.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THỦY LỢI SÔNG NHUỆ 4

1.1.1 Thời kỳ phong kiến 4

1.1.2 Thời kỳ thuộc Pháp 4

1.1.3 Thời kỳ 1954 – 1973 5

1.1.4 Thời kỳ 1973 – 1997 6

1.1.5 Thời kỳ 1997 – 2007 7

1.1.6 Thời kỳ từ năm 2007 đến nay 8

1.2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CỦA LƯU VỰC SÔNG NHUỆ NẰM PHÍA THƯỢNG LƯU CỐNG ĐIỀU TIẾT HÀ ĐÔNG 10

1.2.1 Vị trí địa lý 10

1.2.2 Đặc điểm địa hình 11

1.2.3 Đặc điểm cấu tạo địa chất 11

1.2.4 Đặc điểm thổ nhưỡng 12

1.2.5 Đặc điểm khí tượng, khí hậu 12

1.2.6 Đặc điểm sông ngòi 15

1.3 HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT VÀ QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT 16

1.3.1 Hiện trạng sử dụng đất 16

1.3.2 Định hướng và dự báo sử dụng đất đến năm 2020 18

1.4 HIỆN TRẠNG TIÊU NƯỚC VÀ QUY HOẠCH TIÊU NƯỚC 19

1.4.1 Hướng tiêu và biện pháp tiêu 19

1.4.2 Các quy hoạch tiêu nước đã đề xuất 19

1.4.3 Các vấn đề cần quan tâm khi nghiên cứu đề xuất giải pháp tiêu nước cho lưu vực nghiên cứu 20

1.5 NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 22

1.5.1 Thuận lợi 22

1.5.2 Khó khăn 23

Chương 2: TÍNH TOÁN HỆ SỐ TIÊU THIẾT KẾ CHO LƯU VỰC SÔNG NHUỆ NẰM PHÍA THƯỢNG LƯU CỐNG ĐIỀU TIẾT HÀ ĐÔNG 24

2.1 CÁC SỐ LIỆU ĐẦU VÀO DÙNG ĐỂ TÍNH TOÁN 24

2.1.1 Mô hình mưa tiêu 24

2.1.2 Cơ cấu sử dụng đất 30

2.1.3 Hệ số dòng chảy C 30

2.1.4 Khả năng chịu ngập của lúa 30

2.1.5 Tổn thất nước 31

2.1.6 Các tài liệu đầu vào khác 31

2.2 TÍNH TOÁN HỆ SỐ TIÊU 31

2.2.1 Tính toán hệ số tiêu cho lúa 31

2.2.2 Tính toán hệ số tiêu cho các đối tượng tiêu nước khác 35

2.2.3 Tính toán hệ số tiêu cho hệ thống 38

2.3 NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 43

CHƯƠNG 3 : CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH QUY MÔ HỢP LÝ CỦA TRẠM BƠM YÊN NGHĨA VÀ TRẠM BƠM LIÊN MẠC 45

3.1 PHƯƠNG ÁN TIÊU NƯỚC CHO LƯU VỰC SÔNG NHUỆ NẰM PHÍA THƯỢNG LƯU CỐNG ĐIỀU TIẾT HÀ ĐÔNG 45

3.1.1 Nguyên tắc chung đề xuất phương án 45

3.1.2 Lựa chọn vị trí xây dựng trạm bơm tiêu nước ra sông Hồng và sông Đáy 46

3.1.3 Cơ sở khoa học lựa chọn vị trí xây dựng các trạm bơm tiêu nước ra sông ngoài 46

3.1.4 Xác định mực nước yêu cầu tiêu và cơ sở khoa học xác định mực nước yêu cầu tiêu 488

3.1.5 Nghiên cứu phân vùng tiêu cho các trạm bơm 49

3.2 NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH QUY MÔ HỢP LÝ CỦA TRẠM BƠM TIÊU YÊN NGHĨA 52

3.2.1 Cơ sở khoa học 52

3.2.2 Tính toán thủy lực để xác định lưu lượng thiết kế hợ lý và quy mô hợp lý của

trạm bơm Yên Nghĩa 53

3.2.3 Xác định nhiệm vụ trạm bơm Yên Nghĩa 58

3.2.4 Các hạng mục công trình chính của trạm bơm Yên Nghĩa 58

3.3 NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH QUY MÔ HỢP LÝ CỦA TRẠM BƠM TIÊU LIÊN MẠC 59

3.3.1 Cơ sở khoa học 59

3.3.2 Xác định lưu lượng thiết kế và quy mô hợp lý của trạm bơm tiêu Liên Mạc 59 3.3.3 Nghiên cứu phân chia tạm thời lưu vực tiêu của hai trạm bơm Yên Nghĩa và Liên Mạc 60

3.3.4 Xác định mực nước thiết kế tại bể hút của trạm bơm Liên Mạc 60

3.3.5 Xác định nhiệm vụ của trạm bơm Liên Mạc 61

3.3.6 Các hạng mục công trình chính của trạm bơm Liên Mạc 61

3.4 YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI CÁC TRẠM BƠM TIÊU YÊN NGHĨA VÀ LIÊN MẠC 62

3.5 NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 62

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64

1 KẾT LUẬN 64

2 KIẾN NGHỊ 65

NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO 68

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Đường tần suất lý luận 3 ngày max – Trạm Láng (Hà Nội) 28

Hình 2.2 Sơ đồ tính toán tiêu nước mặt ruộng bằng đập tràn, chế độ chảy tự do 33

Hình 2.3 Sơ đồ mực nước trong hồ điều hoà 42

Hình 3.1 Sơ đồ thủy lực sông La Khê 54

Hình 3.2 Mặt cắt sông La Khê sau khi cải tạo thành mặt cắt hình chữ nhật 55

Hình 3.3 Đường quan hệ giữa lưu lượng và mực nước sông La Khê 57

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Hệ số tiêu thiết kế cho hệ thống Sông Nhuệ theo quy hoạch 1997 7

Bảng 1.2: Bảng mực nước tiêu trên sông Nhuệ, sông Đáy 7

Bảng 1.3: Tổng hợp diện tích tiêu theo hướng tiêu ra các sông 9

Bảng 1.4: Nhiệt độ trung bình tháng tại Hà Nội (oC) 13

Bảng 1.5: Độ ẩm tương đối trung bình tháng tại Hà Nội (%) 13

Bảng 1.6: Lượng mưa năm tại một số trạm trên lưu vực (mm) 13

Bảng 1.7: Lượng bốc hơi trung bình tháng tại Hà Nội (mm) 14

Bảng 1.8: Cơ cấu sử dụng đất năm 2010 nằm trong vùng tiêu của các huyện nằm phía tây sông Tô Lịch 17

Bảng 1.9: Dự báo cơ cấu sử dụng đất năm 2020 của vùng Yên Nghĩa – Liên Mạc 18 Bảng 2.1: Tổng hợp trận mưa gây úng thời đoạn ngắn tại trạm Láng (Hà Nội) 24

Bảng 2.2: Bảng thống kê số lượng các trận mưa các thời đoạn khác nhau 26

Bảng 2.3: Kết quả tính toán xác định mô hình mưa tiêu thiết kế 29

Bảng 2.4: Hệ số dòng chảy C của một số loại đối tượng tiêu nước 30

có mặt trong các hệ thống thủy lợi 30

Bảng 2.5: Tổng hợp kết quả tính toán hệ số tiêu trên ruộng lúa với bo = 0,4 m/ha 34 Bảng 2.6: Tổng hợp kết quả tính toán hệ số tiêu trên ruộng lúa với bo = 0,5 m/ha 34 Bảng 2.7: Hệ số tiêu sơ bộ của lúa 35

Bảng 2.8: Kết quả tính toán hệ số tiêu cho các đối tượng tiêu nước không phải lúa 38 Bảng 2.9: Tỷ lệ diện tích của các đối tượng tiêu nước so với diện tích của vùng tiêu ở thời điểm hiện tại và tại năm 2020 (%) 39

Bảng 2.10 Hệ số tiêu sơ bộ của hệ thống ở thời điểm hiện tại 39

Bảng 2.11 Hệ số tiêu sơ bộ của hệ thống năm 2020 40

Bảng 2.12: Dự báo cơ cấu sử dụng đất đến năm 2020 khi có hồ điều hòa 41

Bảng 2.13: Kết quả tính toán hệ số tiêu dự kiến đến năm 2020 với 2,27% diện tích hồ điều hoà 43

MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

Lưu vực sông Nhuệ nằm ở phía thượng lưu cống Hà Đông (lưu vực phía Tây sông Tô Lịch) thuộc hệ thống thủy lợi Sông Nhuệ có tổng diện tích cần tiêu là 19.438 ha bao gồm đất đai của các huyện Đan Phượng, Hoài Đức, một phần huyện

Từ Liêm và quận Hà Đông nằm ở phía bắc đường 70 Theo các quy hoạch tiêu nước

hệ thống thủy lợi Sông Nhuệ đã được cấp có thẩm quyền phê duyệt, biện pháp tiêu nước và quy mô công trình tiêu nước cho lưu vực này như sau:

a) Theo Quyết định số 2048/QĐ-BNN-TL ngày 18/7/2007 của Bộ Nông nghiệp và PTNT phê duyệt điều chỉnh, bổ sung quy hoạch tiêu nước Hệ thống Thủy lợi Sông Nhuệ:

- Xây dựng trạm bơm Yên Nghĩa tiêu nước ra sông Đáy cho lưu vực 16.348

ha ở phía tây sông Tô Lịch, thượng lưu cống điều tiết Hà Đông, kết hợp tưới cho diện tích canh tác hiện nay đang do trạm bơm La Khê đảm nhận

Quy mô, phương thức vận hành, phân đợt xây dựng trạm bơm sẽ được xác định cụ thể trong giai đoạn nghiên cứu khả thi, phù hợp với quy hoạch phát triển Thủ đô Hà Nội, thành phố Hà Đông và cơ cấu sử dụng đất trên phạm vi lưu vực

b) Theo Quyết định số 937/QĐ-TTg ngày 01/7/2009 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt quy hoạch tiêu nước Hệ thống Sông Nhuệ:

- Tiêu chuẩn tính toán mưa tiêu: Khu vực nội thành Hà Nội tính với mưa 24h lớn nhất, tần suất thiết kế 10%, mưa giờ nào tiêu hết giờ ấy

- Hệ số tiêu thiết kế ở nội thành Hà Nội là: q = 17,9 l/s.ha áp dụng cho khu vực phía đông sông Tô Lịch và q = 19,7 l/s.ha áp dụng cho khu vực phía tây sông

Tô Lịch

- Công trình tiêu nước: Xây mới trạm bơm Yên Nghĩa công suất 120 m3/s tiêu nước cho 6.300 ha ra sông Đáy

Ngoài việc xây dựng mới trạm bơm Yên Nghĩa, Quyết định số 937/QĐ-TTg nói trên cũng quy định: trên lưu vực phía Tây sông Tô Lịch xây dựng mới các trạm bơm Liên Mạc I, Liên Mạc II, Liên Mạc III lấy sông Nhuệ làm trục tiêu chính có tổng công suất 170 m3/s, tiêu cho 9.200 ha ra sông Hồng (ngoài ra kết hợp nhiệm vụ tiếp nguồn đưa nước từ sông Hồng vào sông Nhuệ khi cần thiết); trạm bơm Nam Thăng Long công suất 9,0 m3/s tiêu cho 450 ha ra sông Hồng; trạm bơm Yên Thái công suất 54 m3/s kết hợp nâng cấp trạm bơm Đào Nguyên công suất 15,0 m3/s, tiêu cho 3.500 ha ra sông Đáy

Như vậy, chỉ sau hai năm (từ 2007 đến 2009), biện pháp tiêu nước và quy

mô công trình tiêu nước cho khu vực này đã có sự thay đổi rất lớn Vì sao lại có sự thay đổi đó và dựa trên cơ sở khoa học nào để xác định quy mô trạm bơm Yên Nghĩa, trạm bơm Liên Mạc cũng như các trạm bơm tiêu khác theo Quyết định số 937/QĐ-TTg? Câu hỏi này chính là căn cứ, là cơ sở để đề xuất đề tài luận văn cao

học: Nghiên cứu cơ sở khoa học xác định quy mô hợp lý của trạm bơm tiêu

Yên Nghĩa và trạm bơm tiêu Liên Mạc trong lưu vực sông Nhuệ nằm phía thượng lưu cống điều tiết Hà Đông Do vậy việc nghiên cứu giải quyết những vấn

đề đã đặt ra của đề tài này là rất cần thiết

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Làm rõ cơ sở khoa học xác định lưu lượng tiêu trạm bơm Yên Nghĩa và trạm bơm Liên Mạc trong mối quan hệ chung với các công trình tiêu khác dự kiến xây dựng trên lưu vực sông Nhuệ nằm phía Tây sông Tô Lịch Căn cứ vào kết quả tính toán hệ số tiêu thiết kế của các trạm bơm này, luận văn sẽ đưa ra một số nhận xét về

sự phù hợp của hệ số tiêu đã tính toán với hệ số tiêu đã được Chính phủ phê duyệt cho khu vực nội thành Hà Nội ở phía Tây sông Tô Lịch cũng như điều kiện áp dụng

hệ số tiêu nói trên

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG

Đối tượng nghiên cứu là hệ số tiêu thiết kế và lưu lượng tiêu thiết kế của trạm bơm Phạm vi nghiên cứu ứng dụng là cơ sở khoa học và thực tiễn của phương

pháp tính toán hệ số tiêu và phương pháp xác định lưu lượng thiết kế của trạm bơm Yên Nghĩa tiêu nước ra sông Đáy và trạm bơm Liên Mạc tiêu nước ra sông Hồng

4 NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

- Đánh giá hiện trạng cơ cấu sử dụng đất và dự báo về cơ cấu sử dụng đất trên lưu vực nghiên cứu

- Cơ sở khoa học tính toán hệ số tiêu và kết quả tính toán hệ số tiêu thiết kế

- Cơ sở khoa học tính toán xác định lưu lượng tiêu hợp lý và quy mô hợp lý của các trạm bơm Yên Nghĩa, Liên Mạc và kết quả tính toán

- Các khuyến nghị về việc sử dụng kết quả tính toán trong luận văn vào thực tiễn của lưu vực tiêu nội thành Hà Nội nằm phía Tây sông Tô Lịch

5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

5.1 Phương pháp kế thừa

Nghiên cứu tiếp thu và sử dụng có chọn lọc kết quả nghiên cứu và thành tựu khoa học công nghệ của các tác giả đã nghiên cứu liên quan đến đề tài

5.2 Phương pháp điều tra thu thập và đánh giá

Điều tra thu thập tài liệu, khảo sát và nghiên cứu thực tế, phân tích đánh giá

và tổng hợp tài liệu để từ đó rút ra các cơ sở khoa học và khả năng ứng dụng vào thực tiễn

5.3 Phương pháp nghiên cứu nội nghiệp

Căn cứ vào kết quả nghiên cứu của phương pháp kế thừa, phương pháp điều tra thu thập và đánh giá, nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của Thầy hướng dẫn để đạt được các mục tiêu nghiên cứu nêu trên

6 Địa điểm nghiên cứu

Địa điểm nghiên cứu của đề tài là khu vực nằm phía Tây sông Tô Lịch và phía trên cống Hà Đông thuộc Hệ thống thủy lợi Sông Nhuệ

Chương 1 TỔNG QUAN LƯU VỰC SÔNG NHUỆ NẰM PHÍA THƯỢNG LƯU CỐNG ĐIỀU TIẾT HÀ ĐÔNG

1.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THỦY LỢI SÔNG NHUỆ [5]

1.1.1 Thời kỳ phong kiến

Nằm ở cửa ngõ phía tây và nam Hà Nội, hệ thống thủy lợi Sông Nhuệ có vị trí đặc biệt quan trọng trong lịch sử xây dựng và phát triển cả nước nói chung và của Thủ đô Hà Nội nói riêng Cũng như nhiều địa phương khác ở Bắc Bộ, hệ thống Sông Nhuệ chịu tác động rất mạnh của chế độ dòng chảy trong hệ thống sông Hồng

Để đấu tranh với thiên tai, phòng chống lũ lụt, từ ngàn xưa người dân Hà Nội, Hà Tây (cũ) và Hà Nam đã bỏ nhiều sức người và sức của tôn tạo nên các tuyến đê dọc theo sông Hồng, sông Đáy Lịch sử còn ghi rõ: năm 1248 vua Trần Thái Tông đã ra sắc chỉ đắp đê từ đầu nguồn tới tận hạ du các triền sông trong vùng đồng bằng sông Hồng để chống lũ lụt, năm 1255 đặt chức Hà Sứ trông coi về đê Đê sông Hồng bao bọc phía bắc và phía đông hệ thống là tuyến đê được xây dựng lâu đời nhất Việt Nam Năm 1664 vua Lê Huyền Tông ra sắc lệnh định kỳ sửa đắp đê điều Tiếp theo các năm 1708, 1711, 1755, 1767 dưới triều Lê - Trịnh cũng ra nhiều sắc lệnh nghiêm ngặt về việc sửa chữa, bảo vệ và đắp đê phòng chống lụt

1.1.2 Thời kỳ thuộc Pháp

Năm 1932 người Pháp lập quy hoạch xây dựng hệ thống công trình thủy lợi cho một vùng lớn bao bọc bởi sông Hồng, sông Đáy và sông Châu Giang với diện tích tự nhiên 107.530 ha (tại thời điểm đó có 94.000 ha đất canh tác) đã chính thức hình thành hệ thống thủy nông Liên Mạc - Phủ Lý (hệ thống thủy lợi Sông Nhuệ ngày nay) Theo quy hoạch này, sông Hồng là nguồn cung cấp nước tưới, sông Đáy

là nơi nhận nước tiêu và sông Nhuệ là trục chính tưới tiêu kết hợp của hệ thống Hàng loạt công trình thủy lợi lớn được đề xuất xây dựng để đáp ứng yêu cầu tiêu và phòng chống lũ cho khu vực như sau:

a) Xây dựng đập Đáy và đập Nam Định với nhiệm vụ chắn lũ sông Hồng, hạ thấp mực nước sông Đáy tại Phủ Lý xuống cao trình + 1,20 m để tiêu tự chảy cho toàn hệ thống với hệ số tiêu trung bình 1,50 l/s/ha Lưu lượng thiết kế tiêu tự chảy tổng cộng cả hệ thống là 165 m3/s chia cho các sông như sau:

- Sông La Khê : 20 m3/s;

- Sông Vân Đình : 20 m3/s;

- Sông Duy Tiên : 41 m3/s;

- Sông Nhuệ : 81 m3/s;

- Ngòi Phương Khê : 3 m3/s;

b) Xây dựng các cống và đập điều tiết trên sông Nhuệ và sông Duy tiên để vừa đáp ứng yêu cầu tiêu nước vừa đáp ứng yêu cầu cấp nước tưới;

c) Xây dựng các cống tiêu tự chảy ra sông Đáy và chắn lũ sông Đáy khi có phân lũ từ sông Hồng vào sông Đáy như Lương Cổ, La Khê, Vân Đình

Đến trước năm 1954, trên hệ thống Sông Nhuệ mới xây dựng được Đập Đáy (1934-1937), các cống tiêu ra sông Đáy gồm Lương Cổ (1936-1938), La Khê, Vân Đình (1938-1940) và 50 cống tiêu nằm dưới bờ các trục tiêu chính

1.1.3 Thời kỳ 1954 – 1973

Đầu năm 1955, ngay sau ngày hoà bình lập lại nhân dân Hà Tây (cũ) đã ra quân rầm rộ đào khai thông cửa cống Liên Mạc (bị thực dân Pháp lấp năm 1947), nạo vét trục chính sông Nhuệ, đào mới hàng loạt các tuyến kênh cấp 2 Bởi vậy ngay sau ngày hoà bình hệ thống đã được phục hồi nguồn nước đảm bảo tưới tự chảy cho 30.000 ha Từ năm 1955 đến trước năm 1973 đã có 3 lần nghiên cứu bổ sung quy hoạch xây dựng thêm các công trình trên hệ thống (thực hiện vào các năm

1960, 1965 và 1969)

Thời kỳ này vẫn tiếp tục nghiên cứu mở rộng khả năng tiêu tự chảy của hệ thống ra sông Đáy bằng việc xây dựng thêm một số cống tiêu qua đê sông Đáy như

Quế, Bược, Lạc Tràng, Ngoại Độ Do thực tế của tình hình úng ngập trong hệ thống ngày một gia tăng, khả năng tiêu tự chảy ngày một khó khăn nên từ đầu những năm 60 của thế kỷ trước, ý định xây dựng trạm bơm để tiêu cho các vùng trũng đã hình thành và mau chóng được triển khai

Đến trước năm 1973 toàn hệ thống Sông Nhuệ đã xây dựng được 41 trạm bơm tiêu có tổng lưu lượng thiết kế lên tới 234,47 m3/s phụ trách lưu vực rộng trên 58.000 ha

1.1.4 Thời kỳ 1973 – 1997

Kể từ ngày xây dựng xong (1937), ngày 20-8-1971 đập Đáy đã mở cửa lần thứ

tư để phân lũ từ sông Hồng vào sông Đáy với lưu lượng phân lớn nhất từ 2.000 - 2.200

m3/s Sau trận lũ đó, việc nghiên cứu quy hoạch cải tạo và sử dụng sông Đáy để vừa đáp ứng yêu cầu phân chậm lũ, vừa hạn chế đến mức thấp nhất các thiệt hại do phân chậm lũ gây ra mới chính thức được đặt ra Năm 1973-1974, cùng với phong trào chung của cả miền Bắc bước vào giai đoạn lập quy hoạch hoàn chỉnh thủy nông, Hệ thống thủy lợi Sông Nhuệ chính thức được nghiên cứu lập quy hoạch hoàn chỉnh Khác với các lần nghiên cứu trước đây, nghiên cứu lần này là hoàn chỉnh nhất không chỉ vì

nó đã gắn với quy hoạch thủy lợi lưu vực sông Đáy mà còn đưa ra được các mục tiêu toàn diện hơn, nghiên cứu kỹ hơn

Theo cơ cấu tổ chức quản lý điều hành hệ thống, quy hoạch 1973-1974 đã chia

hệ thống thành 9 tiểu vùng với tổng diện tích tiêu ra các sông như sau:

- Tiêu ra sông Hồng cho 13.718 ha do 4 trạm bơm lớn phụ trách là: Vĩnh Tuy tiêu 3.500 ha vùng nội thành Hà Nội; Đông Mỹ tiêu 2.700 ha vùng nam Hà Nội và bắc Thanh Trì; Khai Thái tiêu 5.257 ha vùng nam Thường Tín (1.116 ha) và đông bắc Phú Xuyên (4.141 ha); Yên Lệnh tiêu 2.261 ha vùng bắc Duy Tiên;

- Tiêu ra sông Đáy 44.247 ha bằng các trạm bơm trong đó Vân Đình tiêu 13.666

ha, Ngoại Độ tiêu 15.214 ha, Quế tiêu 7.288 ha và Lạc Tràng tiêu 8.079 ha;

- Tiêu ra sông Nhuệ 46.300 ha và sông Châu Giang 3.265 ha trong đó có 10.326

ha tiêu tự chảy, 39.239 ha còn lại được tiêu bằng động lực do 28 trạm bơm phụ trách

1.1.5 Thời kỳ 1997 – 2007

Từ năm 1980 trở đi tình trạng úng trên hệ thống Sông Nhuệ đã diễn ra thường xuyên với mức độ ngày một nghiêm trọng hơn mà đỉnh điểm là năm 1994 có tới 35.000 ha đất canh tác bị úng ngập nặng nề nhưng tất cả các trạm bơm buộc phải ngừng bơm do mực nước trên sông Nhuệ và các sông nội đồng khác đã bị dâng lên quá cao khiến nhiều đoạn đê sông Nhuệ đã bị tràn bờ, nhiều đoạn xuất hiện các cung trượt cực kỳ nguy hiểm, có nơi cung trượt dài hàng trăm mét lấn sâu quá 1/3 mặt đê Trong bối cảnh đó, năm 1995 việc rà soát bổ sung quy hoạch được tiến hành với nội dung được ưu tiên số 1 là giải quyết vấn đề tiêu thoát nước cho hệ thống

Dưới đây là một số nội dung chính của quy hoạch đã được Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn phê duyệt năm 1997:

Bảng 1.1: Hệ số tiêu thiết kế cho hệ thống Sông Nhuệ theo quy hoạch 1997

Vị trí

Văn bản

Liên Mạc

Hà Đông

Đồng Quan

Nhật Tựu

Lương

Cổ

La Khê

Ba Thá

Vân Đình

Tân Lang

Phủ

Lý

QĐ 281 6,20 6,00 5,60 5,35 5,27 6,98 6,90 6,15 5,50 5,24

TB 875 10% - 6,06 5,78 5,21 4,97 - - - - 4,80 5% - 6,35 6,12 5,63 5,40 - - - - 5,30 Quy hoạch 1995-1997 kế thừa các nguyên tắc phân vùng và xác định ranh giới vùng tiêu trong quy hoạch 1973-1976 Theo Thông báo số 875/NN-QLN-TB

ngày 05-12-1997 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, hệ thống thủy lợi Sông Nhuệ được chia thành 4 vùng tiêu lớn theo hướng tiêu ra các sông với quy mô như sau:

- Vùng tiêu ra sông Hồng có 18.432 ha bao gồm lưu vực tiêu của các trạm bơm Nam Hà Nội (Yên Sở), Đông Mỹ, Bộ Đầu, Khai Thái, Yên Lệnh

- Vùng tiêu ra sông Đáy bao gồm lưu vực tiêu của các trạm bơm đã xây dựng như Song Phương, Vân Đình, Ngoại Độ, Quế và một số trạm bơm nhỏ khác có tổng diện tích tiêu 29.974 ha

- Vùng tiêu ra sông Nhuệ bao gồm toàn bộ vùng Đan Hoài ở phía tây sông Nhuệ, lưu vực của các trạm bơm đã xây dựng tiêu vào sông Nhuệ Diện tích tiêu của vùng là 47.423 ha (có 6.080 ha tiêu tự chảy)

- Vùng tiêu vào sông Duy Tiên và sông Châu Giang được giới hạn bởi sông Duy Tiên ở phía đông, sông Mai Trang ở phía đông bắc, sông Châu Giang ở phía nam và quốc lộ 1A ở phía tây Diện tích tiêu của vùng là 11.701 ha

1.1.6 Thời kỳ từ năm 2007 đến nay

Theo quy hoạch tiêu nước Hệ thống thủy lợi Sông Nhuệ do Trung tâm Khoa học và Triển khai kỹ thuật thủy lợi lập năm 2007 đã được Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn phê duyệt tại Quyết định số 2048/QĐ-BNN-TL ngày 18/7/2007:

- Tiêu ra sông Hồng có: 18.432 ha;

- Tiêu ra sông Đáy có: 42.531 ha;

- Tiêu vào sông Nhuệ có: 35.374 ha;

- Tiêu vào sông Duy tiên có: 11.193 ha

Theo lưu vực tiêu của các công trình thủy lợi và mô hình tổ chức quản lý, hệ thống được chia thành 9 tiểu vùng sau đây:

Bảng 1.3: Tổng hợp diện tích tiêu theo hướng tiêu ra các sông

TT

Tiểu vùng

F cần tiêu

(ha)

Tiêu vào các sông (ha)

- Vùng bơm tiêu trực tiếp ra sông Đáy là 36.820 ha, bao gồm các huyện: Đan Phượng, Hoài Đức, một phần diện tích huyện Từ Liêm, quận Đống Đa, các huyện: Thanh Oai, Ứng Hòa, Thường Tín, Phú Xuyên của thành phố Hà Nội và một phần diện tích huyện Duy Tiên tỉnh Hà Nam

- Vùng tiêu nước vào Sông Nhuệ, sông Châu là 41.535 ha, bao gồm một phần của các huyện Thường Tín, Phú Xuyên, Thanh Oai của thành phố Hà Nội và một phần huyện Duy Tiên, Kim Bảng và thành phố Phủ Lý của tỉnh Hà Nam

- Tổng diện tích tiêu toàn hệ thống là 107.530 ha

 Tiêu chuẩn tính toán tiêu:

- Khu vực nội thành Hà Nội: tính với mưa 24 giờ max, tần suất thiết kế P= 10%, tiêu chí tiêu là mưa giờ nào tiêu hết giờ ấy;

- Khu vực ngoại thành Hà Nội và các khu vực khác: tính với mưa 3 ngày max, tần suất P= 10%, tiêu chí tiêu là lượng mưa 3 ngày, tiêu 5 ngày

 Hệ số tiêu thiết kế:

Khu vực nội thành Hà Nội:

- Phía Đông sông Tô Lịch: q = 17,91 l/s/ha

- Phía Tây sông Tô Lịch: q= 19,7 l/s/ha

Khu vực ngoại thành Hà Nội và các khu vực khác: q= 6 – 8 l/s/ha

1.2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CỦA LƯU VỰC SÔNG NHUỆ NẰM PHÍA THƯỢNG LƯU CỐNG ĐIỀU TIẾT HÀ ĐÔNG

1.2.1 Vị trí địa lý

Lưu vực Sông Nhuệ nằm phía thượng lưu cống điều tiết Hà Đông nằm ở đồng bằng Bắc Bộ, bao gồm đất đai của các huyện Đan Phượng, Hoài Đức, một phần huyện Từ Liêm và quận Hà Đông nằm ở phía bắc đường 70 Lưu vực được bao bọc bởi sông Hồng ở phía Đông và Bắc, sông Đáy ở phía Tây và sông La Khê ở phía Nam

Lưu vực nghiên cứu có tổng diện tích tự nhiên là 20.814 ha, trong đó diện tích cần tiêu là 19.438 ha

1.2.2 Đặc điểm địa hình

Nhìn tổng thể địa hình của lưu vực nghiên cứu tương đối bằng phẳng, chủ yếu là đất phù sa, chiều cao trung bình từ 6-8m

1.2.3 Đặc điểm cấu tạo địa chất

Nằm trong vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng được thành tạo do quá trình bồi tụ và lắng đọng trầm tích trong điều kiện biển nông cùng với các dòng chảy của sông ra biển Do quá trình chuyển động kiến tạo đã trải qua với các kỷ Permier, Trias, Đệ Tam, Đệ Tứ cùng với tác động mạnh của các điều kiện tự nhiên (nhiệt độ, nóng, ẩm, mưa ) làm cho đất đá bị phong hoá mạnh tạo nên nền địa chất nham thạch, đất đai không đồng nhất Với các lớp bồi tích, trầm tích, phù sa khá dầy thể hiện một bồn địa mới được hình thành Trải qua thời kỳ biển lấn lần 1, lần 2 và thời

kỳ phát triển kế thừa, biển lùi, miền trũng võng chuyển sang một thời kỳ bình ổn và lấp đầy tạo ra một vùng đồng bằng rộng lớn và ngập nước Nhìn chung cấu trúc địa chất lưu vực nghiên cứu có dạng sau:

+ Trầm tích Pleixtoxen: nằm dưới đáy địa tầng là cát thạch anh hạt nhỏ đến

hạt trung thuộc bồi tích cổ alQIII, có bề dầy từ 20 đến 30 m hoặc lớn hơn, nằm khá

sâu dưới mặt đất từ 20 đến trên 30 m

+ Trầm tích tholoxen: nằm trên tầng trầm tích Pleixtoxen, dạng phổ biến là

bùn sét kiểu đầm lầy ven biển (bmQIV) Trên tầng bùn sét là trầm tích sét biển (mQIV), trên nữa là tầng á sét có chứa vỏ sò, chất hữu cơ thực vật Trên cùng là tầng bồi tích sông (alQIV)

Đánh giá một cách tổng quát thì nền địa chất của hầu hết các khu vực trên lưu vực nghiên cứu đều rất yếu, khi khảo sát thiết kế và thi công các công trình thủy lợi cần có biện pháp xử lý chống lún, chống cát đùn và cát chảy

1.2.4 Đặc điểm thổ nhưỡng

Lưu vực nghiên cứu là vùng đồng bằng được tạo thành do quá trình bồi tụ phù sa của hệ thống sông Hồng và sông Đáy Mặc dù được bao bọc bởi các đê sông Hồng và sông Đáy được xây dựng lâu đời song hầu như hàng năm toàn bộ diện tích canh tác ít nhiều vẫn được tưới bằng nước phù sa lấy từ các cống tự chảy hoặc các trạm bơm Theo tài liệu cũ, trong khoảng thời gian từ cuối thế kỷ XIX đến năm

1945 trên lưu vực nghiên cứu đã xảy ra nhiều vụ vỡ đê, cứ mỗi lần vỡ đê, đất đai lại được bồi đắp một lượng phù sa rất lớn Vì thế đất trên lưu vực nghiên cứu rất đa dạng nhưng chủ yếu vẫn thuộc các nhóm phù sa sông Hồng được bồi hoặc không được bồi hàng năm, đất phù sa glây và đất đỏ vàng biến đổi do trồng lúa Nhìn chung trên toàn lưu vực nghiên cứu đều là loại đất ít chua và chua, có hàm lượng mùn và các chất dinh dưỡng ở mức trung bình đến nghèo Đất có thành phần cơ giới nhẹ, chủ yếu là loại đất cát hoặc cát pha, khá chua và nghèo chất dinh dưỡng

1.2.5 Đặc điểm khí tượng, khí hậu

Khí hậu lưu vực nghiên cứu khá tiêu biểu cho kiểu khí hậu Bắc bộ với đặc

điểm của khí hậu nhiệt đới gió mùa ấm, mùa hè nóng, mưa nhiều và mùa đông lạnh, mưa ít Nằm trong vùng nhiệt đới, lưu vực nghiên cứu quanh nǎm tiếp nhận được lượng bức xạ mặt trời rất dồi dào và có nhiệt độ cao Lượng bức xạ tổng cộng trung bình hàng nǎm ở Hà Nội là 122,8 kcal/cm2

và nhiệt độ không khí trung bình hàng nǎm là 23,6ºC Do chịu ảnh hưởng của biển, Hà Nội có độ ẩm và lượng mưa khá lớn Ðộ ẩm tương đối trung bình hàng nǎm là 79% Lượng mưa trung bình hàng nǎm là 1.800mm và mỗi nǎm có khoảng 114 ngày mưa Ðặc điểm khí hậu Hà Nội

rõ nét nhất là sự thay đổi và khác biệt của hai mùa nóng, lạnh Từ tháng 5 đến tháng

trung bình trên 16oC Nhiệt độ tối thấp tại Hà Nội ngày 31-12-1975 xuống tới 5,1oC Mùa hè nhiệt độ tương đối dịu hơn Có 5 tháng, từ tháng 5 đến tháng 9 nhiệt độ trung bình trên 25oC Tháng 7 là tháng nóng nhất có nhiệt độ trung bình trên dưới

29oC Nhiệt độ tối cao tại Hà Nội ngày 29-6-1997 lên tới 39,6oC

Bảng 1.4: Nhiệt độ trung bình tháng tại Hà Nội ( o C)

độ ẩm trung bình tháng có thể xuống dưới 80% Độ ẩm ngày cao nhất có thể đạt tới 98% và thấp nhất có thể xuống dưới 64%

Bảng 1.5: Độ ẩm tương đối trung bình tháng tại Hà Nội (%)

Độ ẩm % 82 85 88 88 84 84 85 87 86 83 81 82

1.2.5.3 Mưa

Đây là vùng có lượng mưa tương đối lớn Lượng mưa trung bình hàng năm

là 1800 mm với số ngày mưa khoảng 114 ÷ 120 ngày mỗi năm

Bảng 1.6: Lượng mưa năm tại một số trạm trên lưu vực (mm)

Trạm

Lượng mưa năm lớn nhất tại Hà Nội đo được 2.536 mm (1994) Các trận mưa lớn xảy ra trên lưu vực nghiên cứu tương đối đồng đều Lượng mưa lớn nhất năm ứng với các thời đoạn thường rơi vào các tháng 7, 8, 9 Theo số liệu quan trắc trên lưu vực nghiên cứu thì những trận mưa vừa và nhỏ có tổng lượng mưa nhỏ hơn

200 mm không có sự tương quan với mực nước sông Nhuệ Điều này đã phản ánh một thực tế là mùa mưa sông Nhuệ không chỉ làm nhiệm vụ tiêu úng trong đồng mà vẫn làm nhiệm vụ dẫn nước tưới

1.2.5.4 Bốc hơi

Lượng bốc hơi bình quân năm ở toàn toàn lưu vực khá cao, các tháng 5, 6, 7

có lượng bốc hơi lớn nhất trong năm Lượng bốc hơi bình quân tháng 7 đạt trên 100

mm Các tháng mùa xuân (từ tháng 2 đến tháng 4) có lượng bốc hơi nhỏ nhất là những tháng có nhiều mưa phùn và độ ẩm tương đối cao

Bảng 1.7: Lượng bốc hơi trung bình tháng tại Hà Nội (mm)

Bốc hơi (mm) 71,4 59,7 56,9 65,2 98,6 97,8 100,

6

84,1 84,4 95,6 89,8 85,0

1.2.5.5 Gió, dông, bão

Hướng gió thịnh hành trong mùa hè là gió nam và đông nam, mùa đông thường có gió bắc và đông bắc Tốc độ gió trung bình khoảng 2-3m/s Hàng năm có trên 80 ngày dông Tháng 7 và tháng 9 có nhiều bão nhất Các cơn bão đổ bộ vào vùng này thường gây ra mưa lớn trong ba ngày, ảnh hưởng lớn cho sản xuất và đời sống của nhân dân Tốc độ gió lớn nhất trong cơn bão có thể đạt 40 m/s

1.2.5.6 Mây

Lượng mây trung bình năm chiếm khoảng 75% bầu trời Tháng 3 u ám nhất

có lượng mây cực đại, chiếm trên 90% bầu trời còn tháng 9 trời quang đãng nhất, lượng mây trung bình chỉ chiếm khoảng trên 60% bầu trời

1.2.5.7 Nắng

Số giờ nắng hàng năm khoảng 1.600 ÷ 1.700 giờ Các tháng mùa hè từ tháng

5 đến tháng 10 có nhiều nắng nhất, trên dưới 200 giờ mỗi tháng Tháng 2, 3 trùng khớp với những tháng u ám là tháng rất ít nắng, chỉ đạt 30 ÷ 40 giờ mỗi tháng

1.2.5.9 Sương mù

Trung bình mỗi năm có khoảng từ 10 đến 20 ngày có sương mù Hiện tượng này xảy ra chủ yếu vào các tháng đầu mùa đông, nhiều nhất là vào tháng 11, 12

1.2.5.10 Các hiện tượng thời tiết bất thường khác

Vào nửa đầu mùa hạ thỉnh thoảng xuất hiện các đợt gió tây khô nóng Trung bình hàng năm có khoảng dưới 10 ngày khô nóng Lúc này độ ẩm trung bình có thể xuống dưới 60 ÷ 70%, độ ẩm tối thiểu có thể xuống dưới 30÷40%, ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp Những năm gần đây hiện tượng mưa đá cũng xuất hiện thường xuyên hơn với vài trậm mưa mỗi năm Ngày 22-8-2005 và ngày 20-11-2006

đã xảy ra mưa đá trên diện rộng khắp Hà Nội và các khu vực lân cận là những trận mưa điển hình nhất

1.2.6 Đặc điểm sông ngòi

1.2.6.1 Sông Hồng

Sông Hồng có diện tích lưu vực 155.000 km2 (phần trong nước 72.800 km2) Sông Hồng là biên giới phía Bắc của lưu vực nghiên cứu, đoạn chảy qua lưu vực nghiên cứu dài khoảng 19 km

Sông Hồng là nguồn chính cung cấp nước tưới, cũng là một trong những nơi nhận nước tiêu chính của lưu vực nghiên cứu

1.2.6.2 Sông Đáy

Sông Đáy nguyên là phân lưu tự nhiên của sông Hồng, bắt nguồn từ bãi Yên Trung huyện Đan Phượng, có diện tích lưu vực 5.800 km2 Sông Đáy là biên giới phía Tây của lưu vực nghiên cứu, đoạn chảy qua khu nghiên cứu dài khoảng 38 km

1.2.6.3 Sông Nhuệ

Sông Nhuệ dài 74 km nối liền sông Hồng qua cống Liên Mạc với sông Đáy qua cống Lương Cổ, là trục tưới tiêu kết hợp của hệ thống sông Nhuệ Sông Nhuệ chảy qua lưu vực nghiên cứu, là trục tiêu chính của hệ thống sông Nhuệ và lưu vực nghiên cứu Đoạn sông Nhuệ chảy qua lưu vực nghiên cứu (tính từ cống Liên Mạc đến cống Hà Đông) là 18,1 km

Nước sông Nhuệ đang bị ô nhiễm cực kỳ nghiêm trọng Nguồn gây ô nhiễm chủ yếu do nước thải của các nhà máy, các cơ sở sản xuất và dân cư trong nội thành chưa qua xử lý đổ trực tiếp vào sông Nhuệ qua cống Thanh Liệt Ngoài ra còn do các khu công nghiệp, các làng nghề của hai tỉnh Hà Tây, Hà Nam cũng gây nên ô nhiễm cho sông Nhuệ Những năm qua khi mực nước sông Hồng xuống thấp không chỉ gây ra thiếu nguồn nước tưới mà còn không đủ lượng nước pha loãng làm cho nước trong sông bị ô nhiễm càng trầm trọng hơn

1.2.6.4 Sông La Khê

Sông La Khê (khởi nguồn ở phía trên cống Hà Đông, tại Km 15+500) dài 6,8

km nối với sông Đáy qua cống La Khê

1.3 HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT VÀ QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT

1.3.1 Hiện trạng sử dụng đất

Lưu vực phía Tây sông Tô Lịch gồm các huyện Đan Phượng, Hoài Đức,

quận Hà Đông và một phần huyện Từ Liêm có tổng diện tích tự nhiên 20.814 ha

trong đó diện tích cần tiêu là 19.438 ha (quận Hà Đông 3.281 ha, các huyện Từ Liêm 930 ha, Đan Phượng 6.648 ha, Hoài Đức 8.679 ha)

Theo số liệu thống kê, năm 2008 trên toàn lưu vực nghiên cứu đã quy hoạch xây dựng được 31 khu công nghiệp và cụm công nghiệp với tổng diện tích mặt bằng lên tới 1.139 ha, trong đó một số khu công nghiệp có quy mô lớn được xây dựng

thành tổ hợp công nghiệp, đô thị và thương mại

Bảng 1.8: Cơ cấu sử dụng đất năm 2010 nằm trong vùng tiêu của các huyện

nằm phía tây sông Tô Lịch

Ghi chú: Đất chuyên dùng bao gồm:

- Đất trụ sở cơ quan, công trình sự nghiệp;

- Đất quốc phòng an ninh;

- Đất sản xuất kinh doanh phi nông nghiệp;

- Đất khu công nghiệp, cơ sở sản xuất kinh doanh;

- Đất cho hoạt động khoáng sản, cho sản xuất vật liệu xây dựng gốm sứ;

- Đất có mục đích công cộng;

- Đất giao thông - thủy lợi;

- Đất để truyền dẫn năng lƣợng truyền thông;

- Đất cơ sở văn hoá, y tế, giáo dục - đào tạo, thể dục – thể thao;

Ngoài 31 khu công nghiệp và tiểu công nghiệp đã có, dự kiến đến năm 2020

sẽ có thêm 3 khu công nghiệp mới đƣợc xây dựng đƣa số khu công nghiệp, cụm công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp lên thành 34 khu với tổng diện tích mặt bằng lên tới 1.475 ha, chiếm tỷ lệ 7,59 % diện tích tiêu của vùng Một số khu công nghiệp có quy mô lớn xây dựng thành tổ hợp công nghiệp và đô thị

Bảng 1.9: Dự báo cơ cấu sử dụng đất năm 2020 của vùng Yên Nghĩa – Liên Mạc

tích (%)

4 Đất đô thị, đất chuyên dùng và đất làm hồ điều hoà 15.047 77,41

1.4 HIỆN TRẠNG TIÊU NƯỚC VÀ QUY HOẠCH TIÊU NƯỚC

1.4.1 Hướng tiêu và biện pháp tiêu

Lưu vực nghiên cứu được bao bọc bởi hai con sông lớn là sông Hồng và sông Đáy, khả năng tiếp nhận nước và chuyển nước của hai sông này là rất lớn Ngoài ra, trong vùng nghiên cứu còn có sông Nhuệ chảy qua Sông Nhuệ không chỉ

là trục cấp nước tưới từ sông Hồng để cấp cho hệ thống mà còn là trục tiêu chính của hệ thống sông Nhuệ đưa nước cần tiêu ra sông Đáy qua cống Lương Cổ tại Phủ

Lý Căn cứ vào đặc điểm địa hình nêu trên, vùng nghiên cứu có các hướng tiêu chính sau đây:

- Tiêu ra sông ngoài (sông Hồng và sông Đáy)

- Tiêu vào sông nội vùng (sông Nhuệ)

1.4.2 Các quy hoạch tiêu nước đã đề xuất [5]

Các nghiên cứu quy hoạch lập cho hệ thống Sông Nhuệ từ năm 1932 đến năm 1974 đều quy định: toàn bộ lưu vực sông Nhuệ nằm phía thượng lưu cống điều tiết Hà Đông đều tiêu tự chảy ra sông Nhuệ

Quy hoạch hoàn chỉnh thủy nông giai đoạn 1974-1976 cũng quy định toàn bộ lưu vực sông Nhuệ nằm phía thượng lưu cống điều tiết Hà Đông đều phải tiêu vào sông Nhuệ Quy hoạch này cũng quy định mực nước thiết kế tiêu trên sông Nhuệ tại

Hà Đông là 5,44 m và cho biết: nếu mực nước tại Hà Đông ở mức dưới cao trình +4,5 m thì toàn bộ khu vực phía trên cống Hà Đông sẽ được tiêu tự chảy ra sông Nhuệ Trong quy hoạch này cũng đề xuất: các khu vực trũng không có khả năng tiêu tự chảy bắt buộc phải xây dựng thêm các trạm bơm cục bộ tiêu trực tiếp vào sông Nhuệ

Quy hoạch 1974-1976 không quy định tiêu ra sông Đáy nhưng do yêu cầu tiêu nước trên lưu vực nghiên cứu nói riêng và trên cả hệ thống sông Nhuệ nói chung ngày một cao trong khi khả năng tiêu thoát nước của sông Nhuệ bị hạn chế (do cao trình bờ đê còn thấp và mực nước tại cửa ra sông Nhuệ tại Phủ Lý luôn ở

mức cao) dẫn đến tình trậng úng ngập xảy ra thường xuyên trong suốt mùa mưa Để khắc phục tình trạng nói trên, năm 1985 trên lưu vực nghiên cứu đã xây dựng thêm trạm bơm Song Phương lắp 25 tổ máy loại 2.500 m3/h tiêu cho lưu vực 2.200 ha phía tây bắc của vùng

Quy hoạch năm 1997 phân lưu vực nghiên cứu thành hai tiểu vùng: tiểu vùng tiêu ra sông Đáy do trạm bơm Song Phương đảm nhận 2.200 ha; tiểu vùng tiêu vào sông Nhuệ bao gồm toàn bộ số diện tích còn lại là 17.238 ha, trong đó chỉ có khoảng 6.080 ha có khả năng tiêu tự chảy, còn lại phải tiêu bằng động lực

Quy hoạch năm 2007 cũng chia lưu vực nghiên cứu thành hai tiểu vùng: tiều vùng tiêu ra sông Đáy có 16.348 ha do trạm bơm Yên Nghĩa (xây dựng mới) và Song Phương (cải tạo nâng cấp); tiểu vùng tiêu vào sông Nhuệ có 3.090 ha Hệ số tiêu thiết kế trung bình toàn lưu vực nghiên cứu là 11,6 l/s.ha (lấy bằng hệ số tiêu của lưu vực nội thành Hà Nội sau khi trạm bơm Yên Sở 2 được xây dựng và đưa vào khai thác)

Quy hoạch năm 2009 quy định toàn bộ lưu vực nghiên cứu được tiêu ra sông Hồng và sông Đáy qua các trạm bơm: Liên Mạc (ba đơn nguyên) và Nam Thăng Long tiêu ra sông Hồng; các trạm bơm Yên Nghĩa, Đào Nguyên (Song Phương cũ)

và Yên Thái tiêu ra sông Đáy Hệ số tiêu trung bình toàn lưu vực là 19,7 l/s.ha

1.4.3 Các vấn đề cần quan tâm khi nghiên cứu đề xuất giải pháp tiêu nước cho lưu vực nghiên cứu

Nhu cầu về đất chuyên dụng và đất ở đều tăng rất mạnh do quá trình đô thị hóa đòi hỏi phải mở rộng thêm hai loại đất này, đặc biệt là đất ở vì sức ép dân số

của lưu vực nghiên cứu ngày càng tăng lên với tốc độ chóng mặt Tại thành phố Hà Nội chỉ trong vòng bốn năm dân số tăng lên gấp đôi từ 3.082,9 nghìn năm 2004 đến

năm 2008 đã là 6.116,2 nghìn người, còn đến năm 2009 là 6.472,2 nghìn người

Đặc biệt, các công trình giao thông trọng điểm, công trình giao thông công cộng đang được mở rộng ra nhiều quận vùng ven, huyện ngoại thành như triển khai 3 dự án đường vành đai 1, 2, 3 các dự án mở rộng đã làm cho đất nông nghiệp các huyện ngoại thành bị giảm khá nhanh

Do vậy tính toán tiêu nước cho khu vực này phải đáp ứng được yêu cầu tiêu nước cho các khu đô thị tập trung

1.4.3.2 Khả năng dẫn nước tiêu của sông Nhuệ là có hạn

Khả năng dẫn nước từ sông Nhuệ ra sông Đáy bị khống chế bởi hai bờ đê

và cao độ đỉnh đê Theo kết quả nghiên cứu của Trường Đại học Thủy Lợi, sông Nhuệ chỉ có khả năng chuyển tải lưu lượng tối đa không quá 250 m3/s, trong khi đó dọc theo hai bờ sông Nhuệ (từ Liên Mạc tới Lương Cổ) đã có trên 100 trạm bơm tiêu với gần 600 tổ máy bơm các loại bơm trực tiếp vào sông Nhuệ Tổng năng lực bơm của các trạm bơm này lên tới 284 m3/s, đã gây nên mâu thuẫn nghiêm trọng giữa năng lực bơm của các trạm bơm và nhu cầu tiêu nước của hệ thống với khả năng chuyển tải nước của sông Nhuệ

Do vậy khi nghiên cứu đề xuất giải pháp tiêu nước cho lưu vực nghiên cứu nói riêng và cho hệ thống sông Nhuệ nói chung cần giảm bớt các trạm bơm đã có đang tiêu nước vào sông Nhuệ, tăng cường xây dựng thêm các trạm bơm mới tiêu nước ra các sông lớn bao quanh hệ thống

1.4.3.3 Sự xuống cấp nghiêm trọng của các công trình tiêu nước trên lưu vực nghiên cứu

Hầu hết các công trình thủy lợi giữ vị trí then chốt trên trên vực nghiên cứu đều có thời gian phục vụ từ 30 năm, thậm chí đến 70 năm như cống Liên Mạc … nên đã bị xuống cấp nghiêm trọng, nhiều bộ phận công trình bị hư hỏng nhưng vẫn không được sửa chữa hoặc thay thế kịp thời Mặt khác các công trình này được tính toán thiết kế trong điều kiện nền kinh tế chưa phát triển , nhu cầu cấp và thoát nước

chưa cao và căng thẳng như bây giờ Bởi vậy các công trình này không thể đáp ứng được yêu cầu cao của thực tiễn

Ví dụ như: Cống Liên Mạc trên đê sông Hồng được xây dựng cách đây 70 năm khi mà yêu cầu về cấp nước và giao thông ở khu vực này chưa cao và chưa căng thẳng như bây giờ Hầu hết các hạng mục công trình đều đã bị xuống cấp rất nghiêm trọng, không đáp ứng được yêu cầu phòng chống lũ cho Thủ đô Hà Nội Khi mực nước ngoài sông lớn hơn báo động I (+10,5m) cống Liên Mạc không thể mở cống để lấy nước tưới cho dù trong đồng đang thiếu nước

Do vậy khi nghiên cứu, lập quy hoạch tiêu nước cho lưu vực nghiên cứu, bên cạnh việc xây mới các công trình tiêu nước phù hợp với điều kiện thực tế, cần phải chú trọng sửa chữa cải tạo các công trình hiện có trên hệ thống để tăng cường năng lực tiêu nước trên toàn lưu vực

1.5 NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

1.5.1 Thuận lợi

Lưu vực nghiên cứu có vị trí địa lý thuận lợi cho việc giao lưu kinh tế, nhiều

cơ hội hòa nhập và phát triển;

Dân trí trên toàn lưu vực ở mức khá cao, chất lượng giáo dục – đào tạo luôn được chú trọng và nâng cao;

Giao thông thuận lợi, trên lưu vực có hầu hết các loại hình giao thông quan trọng, phổ biển, rất thuận lợi cho việc thông thương, buôn bán, phát triển kinh tế -

Hệ thống các công trình thủy lợi được đầu tư, phát triển tương đối đồng bộ từ công trình đầu mối tới mặt ruộng

1.5.2 Khó khăn

Những năm gần đây tốc độ đô thị hoá tăng nhanh, các khu công nghiệp, làng nghề phát triển mạnh, cơ cấu cây trồng thay đổi gây khó khăn, căng thẳng cho việc tiêu thoát nước trong khi đó năng lực thiết kế các công trình đã có chưa đáp ứng yêu cầu tiêu cho hệ thống;

Mật độ dân số bình quân trên lưu vực ở mức cao, gây áp lực lớn lên việc khai thác và bảo vệ các tài nguyên: đất, nước …;

Sự biến động bất thường về thời tiết (các thiên tai xuất hiện nhiều hơn) đe doạ các khu vực có địa hình thấp và vùng chiêm trũng trên lưu vực;

Các công trình đầu mối tiêu đã xuống cấp, hệ thống kênh mương bị bồi lấp gây cản trở việc tiêu thoát nước;

Nhận thức của cộng đồng về khai thác, sử dụng và bảo vệ tổng hợp tài nguyên nước, sự hiểu biết về luật khai thác, bảo vệ công trình thuỷ lợi còn có nhiều hạn chế Vì vậy, việc xây dựng một chiến lược phát triển thuỷ lợi để đáp ứng nhu cầu các ngành kinh tế, đối phó với tình trạng thiếu nước, ứng phó với thiên tai, nhằm phát triển kinh tế xã hội trên lưu vực một cách bền vững là rất cần thiết

Chương 2 TÍNH TOÁN HỆ SỐ TIÊU THIẾT KẾ CHO LƯU VỰC SÔNG NHUỆ NẰM

PHÍA THƯỢNG LƯU CỐNG ĐIỀU TIẾT HÀ ĐÔNG

2.1 CÁC SỐ LIỆU ĐẦU VÀO DÙNG ĐỂ TÍNH TOÁN

2.1.1 Mô hình mưa tiêu

2.1.1.1 Chọn Trạm Khí tượng Thủy văn để tính toán

Trạm Láng là trạm khí tượng thuỷ văn quốc gia, nằm ở trung tâm thủ đô Hà Nội, là trạm có liệt tài liệu thực đo liên tục trên 50 năm, chất lượng tốt, có điều kiện

tự nhiên tương tự khu vực nghiên cứu Do vậy luận văn sử dụng tài liệu mưa của trạm Láng để tính toán xác định mô hình mưa tiêu thiết kế

2.1.1.2 Phân tích tài liệu mưa

Theo Trung tâm khoa học và triển khai kỹ thuật thủy lợi, trận mưa gây úng là trận mưa có lượng mưa trung bình một ngày (24h) từ 51mm trở lên

Do đó trong mô hình mưa tiêu thiết kế chỉ xét tới các trận mưa thỏa mãn điều kiện trên

a Tính chất bao của các trận mưa lớn nhất năm

Bảng 2.1: Tổng hợp trận mưa gây úng thời đoạn ngắn tại trạm Láng (Hà Nội)

Năm Xmax (mm) Thời điểm xuất hiện ngày/tháng Xnăm

Năm Xmax (mm) Thời điểm xuất hiện ngày/tháng Xnăm

- Có 40 trận mƣa 3 ngày max, chiếm 78,43 % tổng số trận mƣa nghiên cứu;

- Có 19 trận mƣa 5 ngày max, chiếm 37,25 % tổng số trận mƣa nghiên cứu;

- Có 4 trận mƣa 7 ngày max, chiếm 7,84 % tổng số trận mƣa nghiên cứu;

Bảng 2.2: Bảng thống kê số lượng các trận mưa các thời đoạn khác nhau

Thời đoạn mưa max Tần số xuất hiện Tỷ lệ (%)

Mưa 1 ngày max trong trận mưa 3 ngày max 33/42 79 % Mưa 3 ngày max trong trận mưa 5 ngày max 17/19 89 % Mưa 3 ngày max trong trận mưa 7 ngày max 4/4 100 % Mưa 5 ngày max trong trận mưa 7 ngày max 4/4 100 % Như vậy mưa lớn nhất thời đoạn ngắn ở vùng nghiên cứu có tính chất bao, lượng mưa gây úng tập trung chủ yếu vào các thời đoạn 3 ngày và 5 ngày với số lần xuất hiện vào thời đoạn 3 ngày nhiều hơn

b Số ngày mưa hiệu quả của trận mưa lớn nhất năm

Qua phân tích bảng số liệu các trận mưa gây úng trên ta thấy:

- Lượng mưa chủ yếu của trận mưa gây úng 7 ngày lớn nhất nằm trong thời đoạn của trận mưa gây úng 5 ngày lớn nhất, lượng mưa 2 ngày mưa còn lại của trận mưa gây úng 7 ngày lớn nhất chỉ chiếm dưới 5% tổng lượng mưa gây úng;

- Lượng mưa chủ yếu của trận mưa gây úng 5 ngày lớn nhất nằm trong thời đoạn của trận mưa gây úng 3 ngày lớn nhất, lượng mưa 2 ngày còn lại của trận mưa gây úng 5 ngày lớn nhất chỉ chiếm dưới 7% tổng lượng mưa gây úng;

Như vậy, để đảm bảo an toàn cho việc tiêu úng, trong tính toán xác định mô hình mưa tiêu thiết kế áp dụng cho vùng dự án, luận văn chọn mô hình mưa 3 ngày lớn nhất

c Dạng phân phối lượng mưa trong một trận mưa

Dạng phân phối mưa của một trận mưa là đường quá trình phân phối lượng mưa rơi xuống theo thời gian trong một trận mưa

Kết quả nghiên cứu cho thấy đỉnh mưa của các trận mưa lớn nhất năm thời đoạn 3 ngày tại trạm Láng cũng như hầu hết các trạm đo mưa ở đồng bằng Bắc Bộ có thể xuất hiện vào bất cứ ngày nào trong một trận mưa và chúng không theo một quy luật nhất định Tuy nhiên, nếu xét về số lần xuất hiện với trận mưa 3 ngày lớn nhất thì

xu hướng đỉnh mưa rơi vào ngày thứ hai hoặc ngày thứ ba của trận mưa là nhiều hơn

cả Những trận mưa đặc biệt lớn ở khu vực nghiên cứu như trận mưa tháng 11 năm

1984 có đỉnh rơi vào ngày thứ ba Như vậy, với đặc điểm địa lý tự nhiên của lưu vực nghiên cứu, nên chọn dạng mô hình phân phối mưa tiêu thiết kế có đỉnh rơi vào ngày thứ

ba của trận mưa

2.2.1.3 Kết quả tính toán

Sử dụng phương pháp thích hợp – Person III để vẽ đường tần suất P = 10 %, sau đó chọn năm điển hình rồi tiến hành thu phóng mô hình mưa 3 ngày max năm điển hình thành mô hình mưa 3 ngày max năm thiết kế

Hình 2.1 Đường tần suất lý luận 3 ngày max – Trạm Láng (Hà Nội)

Ứng với tần suất P = 10% tra trên đường tần suất lý luận ta có: Xp = 330,31

Từ kết quả Xp = 330,31 ta thấy, trong các năm có tổng lượng mưa xấp xỉ thiết kế thì năm 1989 có 3 ngày mưa liên tiếp từ ngày 10/6 đến 12/6 có lượng mưa bằng 328,6 mm gần với lượng mưa thiết kế 330,31 mm, có đỉnh mưa rơi vào ngày thứ 3 của trận mưa nên trận mưa này rất bất lợi do vậy ta chọn trận mưa này làm trận mưa điển hình

Ghi chú: Trong những năm gần đây dưới tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu, tình hình

thời tiết của nước ta có diễn biến rất bất thường như đã nêu ở các phần trên Do vậy việc chọn mô hình trận mưa điển hình có dạng phân phối bất lợi không chỉ phù hợp với quy luật phân bố đỉnh mưa của các trận mưa lớn nhất năm ở vùng nghiên cứu mà còn đảm bảo điều kiện an toàn trước các tác động bất lợi của biến đổi khí hậu toàn cầu

Xác định hệ số thu phóng Kp theo công thức:

- Xp: Tổng lượng mưa của trận mưa thiết kế (mm)

- Xdh: Tổng lượng mưa của trận mưa điển hình (mm)

- XPi: Lượng mưa ngày của trận mưa thiết kế

- Xdhi: Lượng mưa ngày của trận mưa điển hình

- Kp: Hệ số thu phóng, Kp = 1,01

Ta có bảng kết quả tính toán dưới đây:

Bảng 2.3: Kết quả tính toán xác định mô hình mưa tiêu thiết kế

Bảng 2.4: Hệ số dòng chảy C của một số loại đối tượng tiêu nước

có mặt trong các hệ thống thủy lợi

1 Đất trồng hoa, màu, cây công nghiệp ngắn ngày 0,60

2 Đất vườn, đất trồng cây ăn quả, cây lâu năm 0,50

- Sông suối nội vùng và các loại đầm trũng, ao hồ tự nhiên 0,20

2.1.4 Khả năng chịu ngập của lúa CR 203