”Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình đô thị hóa đến công suất thiết kế của trạm bơm Đông Mỹ”

1 LỜI CẢM ƠN Luận văn”Nghiên cứu ảnh hưởng q trình thị hóa đến cơng suất thiết kế trạm bơm Đơng Mỹ”được hồn thành Trường Đại học Thuỷ lợi Sau thời gian miệt mài nghiên cứu hướng dẫn tận tình thầy giáo GS TS Dương Thanh Lượng, giúp đỡ nhiều cá nhân quan ban ngành Luận án tơi hồn thành Từ đáy lòng mình, tác giả chân thành cám ơn Giáo sư - Tiến sĩ Dương Thanh Lượng người hướng dẫn khoa học giúp hồn thành luận án Xin cảm tạ lòng người thân yêu gia đình động viên, giúp đỡ gửi gắm tơi Cảm ơn Phòng đào tạo, Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước, Trường Đại học Thuỷ lợi Hà Nội, Viện Thủy Công - Viện khoa học thuỷ lợi Việt Nam bè bạn, đồng nghiệp chia sẻ khó khăn, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi học tập hồn thành Luận án Hà Nội, ngày 08 tháng năm 2011 TÁC GIẢ Đào Văn Ánh MỤC LỤC L ỜI CẢM ƠN T T MỤC LỤC T T MỤC LỤC HÌNH VẼ T T MỤC LỤC BẢNG BIỂU T T MỞ ĐẦU T T CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ THOÁT NƯỚC CHO VÙNG NƠNG NGHIỆP ĐANG DIỄN RA Q TRÌNH ĐƠ THỊ HỐ 1.1 Khái quát tình hình thị hố Hà Nội 1.1.1 Tổng quan tình hình thị hố 1.1.2 Hà Nội đô thị hóa 11 1.2 Tình hình chuyển đổi đất nơng nghiệp sang đất chun dùng cho đô thị 13 1.2.1 Thực trạng chuyển đổi mục đích sử dụng đất nơng nghiệp nước ta 13 1.2.2 Tình hình chuyển đổi đất nơng nghiệp sang đất đô thị Hà Nội 14 1.3 Những ảnh hưởng thị hố tới hệ thống tiêu 14 1.3.1 Ảnh hưởng việc cứng hoá mặt tiêu nước tự nhiên 14 1.3.2 Ảnh hưởng từ nguồn thải đô thị 16 1.3.3 Ảnh hưởng từ quy hoạch không đồng khu đô thị khác 17 1.4 Vấn đề tiêu nước cho vùng thị 17 T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T CHƯƠNG MỘT SỐ MÔ HÌNH TIÊU NƯỚC MẶT .19 2.1 Mơ hình Horton 20 2.1.1 Cơ sở thiết lập mô hình, phương trình cách giải 20 2.1.2 Nhận xét mơ hình 22 2.2 Mơ hình thủy lực 22 2.2.1 Phân tích hệ phương trình vi phân sở 22 2.2.2 Áp dụng hệ phương trình vi phân sở cách giải toán 25 2.2.3 Nhận xét mơ hình 27 2.3 Mơ hình Transfert 28 2.3.1 Cơ sở thiết lập mơ hình phương trình 28 2.3.2 Cách giải toán 28 2.3.3 Nhận xét mơ hình 31 2.3.3.1 Ưu điểm 31 2.3.3.2 Nhược điểm 31 2.4 Mô hình hồ chứa mặt ruộng 31 2.4.1 Cơ sở mơ hình 31 2.4.1.1 Cấu trúc cánh đồng lúa 32 2.4.1.2 Dạng đường trình mưa 33 T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T 2.4.2 Lập toán giả thiết 33 2.4.3 Cách giải toán 36 2.4.4 Các điều kiện khống chế 37 2.4.5 Nhận xét mơ hình 38 2.5 Mơ hình EPA SWMM 38 2.5.1 Đặc điểm mơ hình SWMM 39 2.5.2 Những đặc điểm mô hình chất lượng nước 41 2.5.3 Ứng dụng điển hình SWMM 41 2.5.4 Các bước để sử dụng SWMM 42 2.5.5 Nhận xét mơ hình 42 2.6 Lựa chọn mơ hình tính hệ số tiêu nước mặt cho khu vực nghiên cứu 43 T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T CHƯƠNG ỨNG DỤNG MƠ HÌNH SWMM VÀ CƠNG NGHỆ GIS TRONG QUY HOẠCH VÀ QUẢN LÝ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC ĐỂ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA ĐƠ THỊ HỐ TỚI CÔNG SUẤT THIẾT KẾ TRẠM BƠM ĐÔNG MỸ 44 3.1 Chọn mô tả đối tượng áp dụng nghiên cứu 44 3.1.1 Điều kiện tự nhiên hệ thống 44 3.1.1.1 Địa lý, địa hình địa mạo 44 3.1.1.2 Địa chất cơng trình, địa chất, địa chất thuỷ văn 44 3.1.1.3 Khí tượng 44 3.1.1.4 Thuỷ văn, sơng ngòi 50 3.1.3 Tình hình dân sinh, kinh tế, xã hội 54 3.1.3.1 Dân cư 54 3.1.3.2 Tình hình sử dụng đất 55 3.1.3.3 Tình hình sản xuất nơng nghiệp 56 3.1.3.4 Hướng phát triển đô thị 57 3.2 Mô tả đối tượng nghiên cứu - Hệ thống tiêu Đông Mỹ 58 3.2.1 Trạm bơm tiêu Đông Mỹ (cũ) 58 3.2.2 Các tuyến kênh 59 3.2.3 Các cơng trình kênh 59 3.3 Tình hình tiêu nước hệ thống tiêu Đông Mỹ 61 3.4 Dùng mơ hình SWMM cơng nghệ GIS để mơ hệ thống 62 3.4.1 Lập sơ đồ biểu diễn hệ thống tiêu 62 3.4.2 Tạo thuộc tính cho phần tử 63 4.3.3 Mô tả làm việc hệ thống 72 4.3.4 Chạy chương trình lấy kết 73 4.3.5 Phân tích kết tính tốn 80 4.3.5.1 Kiểm định mơ hình theo tài liệu thực tế 80 4.3.5.2 Nguyên nhân tình trạng úng ngập phân tích kết tính tốn 88 3.5 Phương án quản lý vận hành hệ thống ứng với quy hoạch đô thị trạng 90 T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T 3.6 Phương án quy hoạch hệ thống nước ứng với quy hoạch thị 2015 91 3.6.1 Xây dựng hệ thống đường dẫn đồng 91 3.6.2 Quản lý vận hành khu đầu mối kết hợp với hệ thống hồ điều hòa xây dựng 92 3.7 Phương án quy hoạch hệ thống thoát nước ứng với quy hoạch đô thị 2020 93 3.7.1 Tăng số lượng hồ điều hòa 93 3.7.2 Cải tạo mở rộng đầu mối 94 3.7.3 Kiên cố hóa hệ thống đường dẫn 95 3.8 Ảnh hưởng q trình thị hố đến công suất thiết kế trạm bơm Đông Mỹ 96 3.8.1 Quan hệ phần trăm đất thị với diện tích hồ điều hòa 98 3.8.2 Quan hệ phần trăm đất đô thị với dung tích hồ điều hòa 100 3.8.3 Quan hệ phần trăm diện tích hồ điều hồ với tổng diện tích lưu vực 102 T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 103 4.1 Kết luận 103 4.2 Kiến nghị 104 T T T T T T T ÀI LIỆU THAM KHẢO 105 T T MỤC LỤC HÌNH VẼ Hình 1-1: Dân số thị mức độ thị hóa Việt Nam từ 1950 dự kiến đến năm 2050 15 T T Hình 1-2: Hà Nội bị ngập nhanh mưa lớn 17 T T Hình 3-1: Sơ đồ hệ thống tiêu lập SWMM 63 T T Hình 3-2: Nhập số liệu vào nút 63 T T Hình 3-3: Nhập số liệu vào kênh hình thang .64 T T Hình 3-4: Nhập số liệu vào đường ống .64 T T Hình 3-5: Nhập số liệu vào tiểu lưu lực 66 T T Hình 3-6: Tạo thuộc tính cho mơ hình mưa 68 T T Hình 3-7: Nhập số liệu cho mơ hình mưa 68 T T Hình 3-8: Tạo thuộc tính cho cống (Orifice) 70 T T Hình 3-9: Tạo thuộc tính cho máy bơm (Pump) 71 T T Hình 3-10: Nhập số liệu khí tượng .72 T T 5 Hình 3-11: Lựa chọn thơng số cho tính tốn 74 T T Hình 3-12: Quá trình chạy chương trình .74 T T Hình 3-13: Kết thể sơ đồ tính tốn số màu .76 T T Hình 3-14: Các hình thức lấy kết đường mặt nước 77 T T Hình 3-15 Đường trình mực nước bể hút trạm bơm 78 T T Hình 3-16 Đường trình mực nước hồ Đông Mỹ 79 T T Hình 3-17 Đường trình mực nước hồ Vẹt 79 T T Hình 3-18 Đường trình mực nước hồ Đơng Trạch 79 T T Hình 3-19 Q trình lưu lượng trạm bơm Đơng Mỹ 80 T T Hình 3-20: Đồ thị quan hệ tỷ lệ đất thị với diện tích hữu ích hồ điều hòa100 T T Hình 3-21: Đồ thị quan hệ tỷ lệ đất đô thị với dung tích hữu ích hồ điều hòa101 T T MỤC LỤC BẢNG BIỂU Biểu đồ 1.1: Tỷ lệ dân số đô thị Việt Nam T 1970-2010 T Bảng 1.1: Dân số đô thị mức độ thị hóa Việt Nam (1950 - 1995) 10 T T Biểu đồ 1.2: Dân số thị mức độ thị hóa Việt Nam từ 1950 dự kiến đến năm 2050 11 T T Bảng 1-2: Ảnh hưởng loại tầng phủ tới hệ số dòng chảy .16 T T Bảng 3.1 Nhiệt độ trung bình tháng Hà Nội Hà Đông (0 C) .45 T P P T Bảng 3.2 Độ ẩm tương đối trung bình tháng Hà Nội Hà Đông (%) 45 T T Bảng 3.3 Lượng mưa năm số trạm hệ thống 45 T T Bảng 3.4 Kết tính tốn lượng mưa 1, 3, 5, ngày max ứng với tần suất P = 5% 10% (đơn vị: mm) 46 T T Bảng 3.5 Phân phối trận mưa ngày max (P=10%) 46 T T Bảng 3.6 Lượng mưa 72 trạm Láng (mm) .47 T T Bảng 3.7 Lượng mưa 72 trạm Hà Đông (mm) 48 T T Bảng 3.8 Lượng mưa ngày trận mưa đặc biệt lớn năm 2008 (mm) 49 T T Bảng 3.9 Lượng bốc trung bình tháng Hà Nội Hà Đông (mm) 49 T T Bảng 3.10 Mực nước thấp sông Hồng Hà Nội (cm) .51 T T Bảng 3.11 Các mực nước sông Hồng trạm Hà Nội ứng với tần suất tính tốn (liệt số liệu 1970-2008) 52 T T Bảng 3.12 Các mực nước Sông Hồng n Sở ứng với tần suất tính tốn 52 T T Bảng 3.13 Các mực nước Sông Hồng Đông Mỹ ứng với tần suất tính tốn52 T T Bảng 3.14 Mực nước báo động mùa lũ số vị trí sơng Hồng .53 T T Bảng 3.15 Mực nước lớn sơng Nhuệ qua số năm điển hình 53 T T Bảng 3.16 Mực nước báo động số vị trí sông Nhuệ sông Hồng 53 T T Bảng 3.17 Mực nước tiêu sông Nhuệ, sông Đáy 54 T T Bảng 3.18 Tình hình dân cư vùng nghiên cứu so với khu vực khác năm 200855 T T Bảng 3.19 Diện tích đất nơng nghiệp huyện Thanh Trì so với khu vực khác 56 T T Bảng 3.20 Diện tích, suất số trồng chủ yếu địa phương thuộc Hà Nội 57 T T Bảng 3.21 Hiện trạng công trình kênh thuộc lưu vực dự án .61 T T Bảng 3-22: Giá trị kết tính tốn nút kênh .75 T T Bảng 3-23: Giá trị kết tính tốn tiểu lưu vực .75 T T Bảng 3-24: Mơ hình tiêu thực đo 80 T T Bảng 3-25: Kết tính tốn trường hợp phương án trạng 82 T T Bảng 3-26: Kết tính tốn trường hợp phương án năm 2015 82 T T Bảng 3-27: Kết tính tốn trường hợp phương án năm 2020 83 T T Bảng 3-28: Kết tính lưu lượng úng độ sâu ngập úng nút A22 84 T T Bảng 3-29: Tổng hợp kết ngập úng ứng với phương án mô 86 T T Bảng 3-30: Kết chuyển đổi mục đích sử dụng đất từ tới năm 2020 99 T T Bảng 3-31: Thống kê diện tích hồ điều hòa qua phương án mô 99 T T Bảng 3-32: Thống kê diện tích mặt thống mực nước trữ tối đa hồ điều hòa qua phương án mô 101 T T Bảng 3-33: Thống kê dung tích hữu ích hồ điều hòa qua phương án mơ 101 T T Bảng 3-34: Tỷ lệ phần trăm diện tích hồ điều hồ so với tổng diện tích lưu vực qua phương án mô 102 T T MỞ ĐẦU Tính cấp thiết vấn đề nghiên cứu Việt Nam thời kỳ đẩy mạnh công nghiệp hoá, đại hoá; đặc biệt thành phố Hà Nội q trình thị hố diễn với tốc độ cao Q trình thị hố q trình thay vùng sản xuất nơng nghiệp, dân cư nông thôn trước khu đô thị, khu công nghiệp, trung tâm thương mại, trung tâm giải trí, cơng trình cơng cộng, Q trình thị hố tạo bước phát triển đột phá kinh tế xã hội gây tác động tiêu cực việc thoát nước vệ sinh môi trường Lưu vực tiêu trạm bơm Đơng Mỹ nước cho vùng Đơng Nam Hà Nội khoảng chừng 2000 Trước hệ thống tiêu thuỷ lợi thiết kế để đảm bảo tiêu nước cho nơng nghiệp, thổ cư đường xá, ao hồ Nhưng q trình thị hố diễn đặc trưng sinh dòng chảy thay đổi gia tăng bề mặt không thấm nước làm giảm nhỏ lượng thấm mái nhà, mặt đường, quảng trường, sân bãi ô tô Đồng thời hệ thống nước khu thị xây dựng nên làm tăng vận tốc dòng chảy tăng lưu lượng đỉnh lũ Vì hệ thống tiêu phải làm việc vượt khả thiết kế Mặt khác nước thải từ khu công nghiệp,các làng nghề không qua xử lý xử lý chưa đạt mức cho phép xả vào kênh tiêu làm ô nhiễm nguồn nước tưới (vì nước kênh tiêu thường giữ lại để tưới vào mùa khô) Những vấn đề lí đời đề tài ”Nghiên cứu ảnh hưởng q trình thị hóa đến công suất thiết kế trạm bơm Đông Mỹ” Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu sở khoa học để đánh giá khả làm việc hệ thống tiêu từ đưa phương án quy hoạch, quản lý vận hành hệ thống thoát nước tương ứng với quy hoạch đô thị tại, quy hoạch đô thị năm 2015 quy hoạch đô thị năm 2020 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu hệ thống thuỷ lợi tiêu thoát nước cho lưu vực trạm bơm Đơng Mỹ, vùng diễn q trình thị hoá mạnh mẽ Phạm vi nghiên cứu nghiên cứu kịch quy hoạch, quản lý vận hành hệ thống thoát nước tương ứng với giai đoạn quy hoạch đô thị khác Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan q trình thị hoá diễn vùng ngoại thành Hà Nội Đánh giá ảnh hưởng q trình thị hố vùng sản xuất nơng nghiệp đến hệ thống tiêu nước - Nghiên cứu phương pháp tính tốn tiêu nước cho vùng nơng nghiệp thị phía Tây Nam thành phố Hà Nội - Nghiên cứu biện pháp thoát nước cho vùng hỗn hợp nông nghiệp đô thị - Nghiên cứu diễn biến chất lượng nước vị trí lấy nước tưới kênh tiêu Phương pháp nghiên cứu - Thu thập phân tích số liệu liên quan đến vấn đề nghiên cứu, như: phương pháp tính toán tiêu nước cho khu vực, điều kiện tự nhiên, xã hội đối tượng nghiên cứu, - Ứng dụng GIS quy hoạch quản lý hệ thống thoát nước - Sử dụng phần mềm tiên tiến việc giải tốn phân tích thuỷ lực, thuỷ văn, chất lượng nước - Sử dụng lý thuyết mơn khoa học về: tốn, thuỷ lực, thuỷ nơng, máy bơm trạm bơm, cấp nước,… phần nghiên cứu liên quan CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ THOÁT NƯỚC CHO VÙNG NƠNG NGHIỆP ĐANG DIỄN RA Q TRÌNH ĐƠ THỊ HỐ 1.1 Khái qt tình hình thị hố Hà Nội 1.1.1 Tổng quan tình hình thị hố Từ đất nước vào cơng cơng nghiệp hóa , đại hóa , thị Việt Nam bừng dậy sau ngủ dài chậm phát triể n Từng thị có phát triển phát triển ban đầu vào năm 90 kỷ XX đến đầu kỷ XXI đường phát triển khẳng định mạnh mẽ, khơng sách Nhà nước mà sức tác động lên mặt xã hội Nguồn: World Urbanization Prospects: The 2007 Revision Population Database T T Biểu đồ 1.1: Tỷ lệ dân số đô thị Việt Nam 1970-2010 Đường biểu diễn tỷ lệ dân số đô thị nước dựa vào số liệu Chương trình UNDP (United Nations Development Programme) thuộc Liên Hiệp quốc , thể sức bật lên đáng kể thị hóa Việt Nam từ năm 1990 Vào năm 1990, tỷ lệ dân số đô thị l 22.2% từ tỷ lệ năm tăng 2% năm 2010, lên đến 28.8% Trong mức độ thị hóa giai đoạn 20 năm trước Đổi Mới tăng 2% (từ 18.3% đến 20.3%), không đến 1% năm 10 Khắp nước diễn đô thị hóa tốc độ tượng ngày tăng Trong tương lai, theo dự đốn Chương trình UNDP số thị Việt Nam đạt đến 50% vào khoảng năm 2040, đạt đến 57% vào năm 2000 Nguồn: World Urbanization Prospects: The 2007 Revision Population Database T Bảng 1.1: Dân số đô thị mức độ thị hóa Việt Nam (1950 - 1995) Biểu đồ 1.2 thiết lập từ số liệu bảng 1.1 cho thấy đường đô thị hóa ngày xa trục hoành Thay tốc độ tăng 2% năm giai đoạn 1990-2010 giai đoạn sau 2010, tốc độ thị hóa có bước nhảy vọt ngày mạnh mẽ Từ mức độ năm sau năm 2010 2.8%, số sau cao 3%, chí gần 4% (2015-2020: 3.1%; 2020-2025: 34%; 2025-2030: 37%; 2030-2035: 37%; 2035-2040: 39%; 2040-2045: 38%; 2045-2050: 38%) 96 Đánh giá chung U Mỗi giải pháp có mặt tốt mặt tồn tại, để áp dụng cụ thể vào hệ thống tiêu cụ thể hệ thống tiêu trạm bơm Đông Mỹ cần hội tụ đủ yếu tố sau: - Nguồn vốn đầu tư: Đây hệ thống lớn lên việc cải tạo dù nhỏ tổng mức đầu tư lớn Với điều kiện kinh tế Việt Nam nhiều khó khăn vấn đề đặt vốn mà hiệu hoạt động cao Đề xuất lộ trình đầu tư hợp lý mang lại hiệu thiết thực mức cao - Điều kiện tự nhiên: Đối với trường hợp chuyển sang nuôi trồng thuỷ sản yêu cầu chất lượng nước chất lượng đất cao Việc xây dựng đập phụ thuộc vào địa hình, địa chất, mặt lòng hồ Riêng với hệ thống Đơng Mỹ có địa hình thay đổi không nhiều nên xây dựng hồ chứa mà đào ao - Con người: Đối với nhân dân cần bàn bạc có trí cao, giải tốt vấn đề cơng xã hội, quyền lợi nghĩa vụ, thay đổi theo chiều hướng gia tăng lợi ích cho người Đối với người quản lý vận hành cần phải bồi dưỡng chuyên môn nghiệp vụ thường xuyên, tăng lương cho công nhân nằm đảm bảo sống nhân dân Đối với quan quản lý, sở ban ngành có liên quan cần phối hợp cơng tác, cần có nhìn tổng thể phát triển vùng - Trang thiết bị: Cần kiểm tra, sửa chữa, bảo dưỡng kỳ hạn, bước đại hoá trang thiết bị nhằm nâng cao hiệu giải phóng sức lao động 3.8 Ảnh hưởng q trình thị hố đến cơng suất thiết kế trạm bơm Đơng Mỹ Qua kết tính tốn khả ngập úng lưu vực từ việc mô hệ thống phần mềm SWMM với phương án khác (Hiện trạng, năm 2015 năm 2020) có thẻ thấy trạm bơm Đông Mỹ thiết kế 97 nhằm đảm bảo tiêu thóat nước cho phía Nam huyện Thanh Trì phụ thuộc yếu tố: - Diện tích lưu vực mà trạm bơm Đông Mỹ phụ trách trực tiếp tiêu diện tích tiêu hỗ trợ lưu vực xung quanh Theo định số 937QĐ-TTg ngày 01/07/2009 Thủ tướng phủ trạm bơm Đơng Mỹ phụ trách tiêu cho 1.995 với hệ số tiêu 17,9 l/s/ha, lưu lượng 35 m3/s Về mặt tự nhiên diện tích bao gồm đất nơng nghiệp đất thị; tốc độ thị hóa vùng phía Nam Hà Nội tăng mạnh tỷ lệ đất đô thị vùng ngày tăng lên Tổng diện tích đất tự nhiên khơng thay đổi diện tích đất nơng nghiệp giảm mạnh đất thị tăng nhanh làm cho bề mặt tiêu nước lưu vực giảm đi, lưu lượng tập trung thời gian ngắn làm cho lưu lượng dồm đàu mối tưng nhanh đòi hỏi cơng suất trạm bơm lớn đáp ứng yêu cầu tiêu Sự thay đổi diện tích thể rõ phụ lục P P - Dự báo tới năm 2015, tỷ lệ trồng nơng nghiệp cao, mật độ dân số kèm thị hóa có tăng lên chưa hoàn toàn Trong giai đoạn theo mơ hệ thống kênh đường dẫn nâng cấp dựa trạng Các kênh thang đất khả chuyển tải lưu lượng hạn chế khả thấm hút bề mặt lại tăng lên mức độ chậm tới dòng chẩy tăng lên; thời gian chuyển tải lưu lượng dài lên áp lực tiêu thoát nước đầu mối hạn chế công suất thiết kế trạm bơm lớn giai đoạn trước khả để cải tạo, nâng cấp giai đoạn sau - Khi chuyển sang giai đoạn 2020, thị hóa lúc phát triển mạnh, sở hạ tầng dự báo xây dựng xong; diện tích đất nơng nghiệp giai đọan giảm mạnh, mắc độ cứng hóa bề mặt nước tăng lên Nhằm đáp ứng yêu cầu tiêu thoát kịp thời cho lưu vực khả thấm giảm hệ thống đường dẫn tiêu thoát nước phải đáp ứng nhanh hạn chế tổn thất tối đa Trong giai đọan trước, đường dẫn phần lớn kênh đất giai đoạn cứng hóa Khi mức độ tập trung dòng chảy đầu mối tăng nhanh khả thấm hút bề mặt giảm; kéo theo tập trung dòng chảy lớn đầu mối dẫn tới công suất đầu mối phải tăng Khi công 98 suất trạm bơm tăng làm mức đầu tư dự án tăng cao làm tính khả thi thực giảm Trong giới hạn luận văn, với gia thiết ban đầu khống chế công suất trạm bơm không thay đổi, để trạm bơm vận hành bình thường vai trò hồ điều hòa quan trọng Từ phương án chạy SWMM, phương án kèm tỉ lệ sử dụng đất cho đô thị tương ứng với số lượng hồ điều hòa, dung tích diện tích hồ Trên sở ta thiết lấp quan hệ phần trăm đô thị vùng tương ứng đòi hỏi hồ điều hòa kèm cơng suất đầu mối khống chế Dựa vào Phụ lục tính tốn tỷ lệ phần trăm đất thị so với tổng diện tích tự nhiên vùng với điều kiện: - Diện tích thị bao gồm diện tích đất thổ cư, đất dự kiến phát triển khu dân mới, đất cơng trình cơng cộng loại đất chuyên dùng cho giao thông hạ tầng đô thị - Diện tích đất nơng nghiệp coi gồm đất trồng trọt loại cây, đất để dành cho công viên, xanh bề mặt thấm nước - Tổng diện tích đất tự nhiên vùng bao gồm tất loại đất cộng với khu công nghiệp, mặt nước, - Dự báo đến giai đoạn 2015 2020 diện tích đất nơng nghiệp giảm dần thay vào diện tích thị tăng dần lên Tổng diện tích đất tự nhiên vùng khơng có biến động lớn Thống kê loại diện tích đất thể phụ lục dựa đồ hệ thống thoát nước dự kiến ghi phụ lục 3.8.1 Quan hệ phần trăm đất đô thị với diện tích hồ điều hòa Từ phụ lục phụ lục ta có kết chuyển đổi diện tích đất ghi bảng 3-30 99 Diện tich đất Đất nông nghiệp Đất đô thị Tổng diện tích ha(%) ha(%) ha(%) Hiện 1059,3 (53,10%) 863,27 (43,27%) 1.995 (100%) 2015 811,46 (40,67%) 973,42 (48,79%) 1.995 (100%) 2020 555,28 (27,83%) 1257,59 (63,04%) 1.995 (100%) Năm Bảng 3-30: Kết chuyển đổi mục đích sử dụng đất từ tới năm 2020 Từ bảng 3-30 cho thấy tốc độ chuyển đổi cấu sử dụng đất từ nông nghiệp sang đô thi ngày nhanh Trong phương án mơ ta có diện tích hồ điều hòa theo bảng 3-31 DT hồ Năm Hiện Đông Trạch Vẹt (ha – ∇ đáy ) (ha – ∇ đáy ) 25,00 (+1.56) 4,00 (+2.06) 23,4 (+2.15) 43,43 0,00 Đông Mỹ (ha – ∇ đáy ) R R R R R Tổng DT Tổng DT hồ (ha) hữu ích (ha) R 2015 25,00 (+1.56) 2,0 (0.00) 8,3 (0.00) 35,30 10,30 2020 7,50 (-1.00) 2,0 (0.00) 8,3 (0.00) 17,80 17,80 Bảng 3-31: Thống kê diện tích hồ điều hòa qua phương án mô Từ bảng 3-31 thấy diện tích hồ hữu ích tăng dần thị hóa tăng cao Kết thống kê cho thấy khống chế công suất thiết kế đầu mối không thay đổi diện tích hồ đóng vai trò tiên việc khống mực nước tiêu Mức độ ảnh hưởng diện phần trăm thi hóa với diện tích hữu ích hồ điều hòa biểu diễn qua thị hình 3-20 100 Diện tích hưu ích hồ điều hoà (ha) Quan hệ phần trăm diện tích đất thị với diện tích hồ điều hoà 20 18 16 14 12 10 0 10 20 30 40 50 60 70 Phần trăm đất thị (%) Hình 3-20: Đồ thị quan hệ tỷ lệ đất đô thị với diện tích hữu ích hồ điều hòa Đồ thị hình 3-20 mô tả tương đối mối quan hệ phần trăm đất sử dụng thị với diện tích hữu ích hồ điều hòa Ứng với thị trạng, khả trữ nước vùng mặt nước đáp ứng đủ nhu cầu tiêu nước; đô thị tăng lên diện tích hồ hữu ích phải lên để đảm bảo công suất đầu mối trạm bơm không thay đổi 3.8.2 Quan hệ phần trăm đất thị với dung tích hồ điều hòa Để thấy quan hệ dung tích hữu ích hồ điều hòa ta dựa vào mức nước trữ tối đa hồ điều hòa; vào đường q trình mực nước hồ mơ cao trình đáy hồ điều hòa ta xác định dung tích hồ Gia thiết mực nước tối thiểu hồ có chiều sâu 100cm Để tính tốn dung tích hồ điều hòa cần có diện tích mặt thống hồ cao trình mực nước trữ tối đa hồ Các thông số diện tích mặt thống mực nước trữ tối đa ghi bảng 3-32 101 Hồ Năm Đông Mỹ Đông Trạch Vẹt S mặt ∇ đáy ∇ MNC ∇ MNM S mặt ∇ đáy ∇ MNC ∇ MNM S mặt ∇ đáy ∇ MNC ∇ MNM HT 25 1.6 - 2.06 2.1 - 2.56 23.4 2.2 - 2.65 2015 25 1.6 - - 3.6 3.9 11.9 3.9 2020 7.5 -1 3.6 3.6 3.9 11.9 3.9 R R R R R R R R R R R R Bảng 3-32: Thống kê diện tích mặt thống mực nước trữ tối đa hồ điều hòa qua phương án mơ Từ bảng 3-32 tính tốn dung tích hữu ích hồ điều hồ ứng với phương án khác Kết dung tích hữu ích hồ điều hoà phương án ghi bảng 3-33 DT hồ Đông Mỹ (103m3) 0 270,0 Năm Hiện 2015 2020 P P P P Đông Trạch (103m3) 104,4 104,4 P P P Vẹt (103m3) 345,1 345,1 P P P P Tổng (103m3) 449,5 719,5 P P P P P Bảng 3-33: Thống kê dung tích hữu ích hồ điều hòa qua phương án mơ Dựa vào kết tính toán bảng 3-30 bảng 3-33 ta xây dựng quan hệ phần trăm diện tích đất thị với dung tích hữu ích cần thiết hồ điều hồ Quan hệ thể hình 3-21 Dung tích hữu ích hồ (m3) Quan hệ dung tích hồ phần trăm đất thị 800000 700000 600000 500000 400000 300000 200000 100000 0 10 20 30 40 50 Phần trăm diện tích đất thị (%) Hình 3-21: Đồ thị quan hệ tỷ lệ đất thị với dung tích hữu ích hồ điều hòa 60 70 102 Đồ thị quan hệ hình 3-20 cho thấy phần trăm diện tích đất thị 40% tổng diện tích lưu vực bắt đầu cần hồ điều hồ dung tích u cầu ngày tăng thị hố tăng cao 3.8.3 Quan hệ phần trăm diện tích hồ điều hồ với tổng diện tích lưu vực Ở ta thấy quan hệ phần trăm diện tích đất thị với diện tích dung tích hữu ích hồ điều hoà Từ bảng 3-30 bảng 3-31 tổng hợp lại tỷ lệ diện tích hồ điều hồ so với tổng diện tích lưu vực qua thời kỳ Kết qua thổng kê ghi bảng 3-34 Năm Diện tích hồ điều hồ (ha) Phần trăm chiếm đất (%) Hiện 0/1995 0,00 2015 15,5/1995 0,78 2020 23,0/1995 1,15 Bảng 3-34: Tỷ lệ phần trăm diện tích hồ điều hồ so với tổng diện tích lưu vực qua phương án mô Do luận văn chưa có đủ số liệu, thời gian nên tác giả đặt trường hợp mang tính tương đối xây dựng quan hệ phần trăm đất đô thị với hồ điều hồ từ cho biết mức độ ảnh hưởng thị tới tình hình ngập úng vai trò điều tiết hồ điều hồ nhằm giảm tải quy mô đầu mồi trạm bơm Tuy để xây dựng quan hệ xác phần trăm đất đô thị với công suất đầu mồi trạm bơm cần có thêm tài liệu, thời gian lập sơ đồ tính tốn chi tiết 103 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Vấn đề tiêu nước cho hệ thống tiêu động lực phát triển khu công nghiệp tập trung vấn đề lớn phức tạp mang tính thời Trong gần chục năm khu công nghiệp phát triển với tốc độ nhanh, số lượng khu cơng nghiệp tập trung diện tích khu cơng nghiệp ngày mở rộng Đồng thời diện tích sản xuất nông nghiệp dần thu hẹp, tác động khu công nghiệp tới hệ thống tiêu thể rõ Trong năm trước khu công nghiệp nằm rải rác, quy mô nhỏ lẻ, thời gian hoạt động ngắn nên chưa bộc lộ rõ tác động Ngày tác động khu công nghiệp đến hệ thống tiêu thuỷ lợi rõ số hệ thống, điển hình hệ thống tiêu trạm bơm Đông Mỹ Qua vấn đề lý thuyết thực hành tính tốn luận án, rút số kết luận, đồng thời đóng góp luận án sau: Trong nghiên cứu cho hệ thống tiêu nước việc xác định q trình tiêu nước quy mơ cơng trình đầu mối vấn đề trọng tâm cần đề cập đến trước tiên Khơng ngồi mục đích đó, luận án đưa phương pháp tính với mục đích góp phần làm rõ thêm vấn đề Luận án sử dụng mơ hình SWMM mơ hình áp dụng cho tiêu đô thị nông nghiệp Việt Nam dịp này, hy vọng phân tích kỹ xác định xác định trình tiêu lưu lượng tiêu thiết kế cho trạm bơm Đơng Mỹ Tính tiêu cho nông nghiệp công nghiệp, sử dụng khả điều tiết ruộng lúa xác định mức độ ngập úng lưu lượng trạm bơm Kết cho thấy quan hệ diện tích khu cơng nghiệp với diện tích úng ngập, với quy mô trạm bơm Các giải pháp đề thay đổi cấu trồng, cải tạo hệ thống kênh, cải tạo trạm bơm đầu mối Tính tốn làm sở cho việc lập luận chứng kinh tế - kỹ thuật quy mô hợp lý cho hệ thống tiêu động lực phát triển khu công nghiệp tập trung 104 Khối lượng tính tốn lớn, để vượt qua trở ngại đồng thời vấn đề lý thuyết có tính thực, luận án sử dụng chương trình SWMM mơ đồng thời cho ruộng lúa khu công nghiệp với số phần tử hạn chế Với tốn ứng dụng tính tốn tiêu cho hệ thống trạm bơm Đông Mỹ đề cập tới nước mưa Đây tốn cho cơng việc thiết kế sử dụng khâu quản lý vận hành trạm bơm sau Tuy nhiên cần bổ sung thêm phối hợp làm việc trạm bơm đặc tính làm việc máy 4.2 Kiến nghị Trên sở cộng việc thực thời gian làm luận án, tác giả mạnh dạn đưa số kiến nghị sau: Việc nghiên cứu hệ thống cần tiến hành thể thống Công tác thu thập tài liệu hệ thông cần tiến hành cách kỹ càng, đồng bộ, đạt mức độ xác cần thiết có sở vững cho việc phân tích kết tính tốn Trong q trình vận hành hệ thống tiêu sau xây dựng đề nghị đo đạc trình lưu lượng thực tế để kiểm chứng độ xác mơ hình sử dụng luận án cho số trận mưa thực tế hiệu chỉnh lại phương pháp lý thuyết Về sản phẩm chương trình, từ quan hệ phần trăm đất thị với hồ điều hồ áp dụng vào khu thị đã, xây dựng mở rộng Nên để phần diện tích đất tự nhiên làm hồ điều hoà nhằm giảm tải cho khả tiêu cho đầu mối tạo môi trường sinh thái Trong thời gian làm luận án, thời gian khả có hạn, khu vực nghiên cứu vùng vừa có thị vừa có đất nơng nghiệp, chưa có đủ tiêu chuẩn thiết kế cụ thể nên chắn có sai sót Mong muốn thân tác giả đóng góp phần nhỏ vào việc nghiên cứu sử dụng hệ thống trạm bơm tiêu thuỷ lợi phục vụ thoát nước cho vùng nông nghiệp phát triển khu công nghiệp tập trung 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bộ Thuỷ lợi (1990), Tiêu chuẩn thiết kế hệ số tưới tiêu ruộng lúa, tiêu chuẩn ngành 14TCN 60-88, Hà Nội Bộ môn Máy bơm trạm bơm (2006), Giáo trình Máy bơm trạm bơm NXB Từ điển bách khoa Hà Nội Bộ môn Thuỷ văn cơng trình Trường ĐHTL (1993), Giáo trình thuỷ văn cơng trình NXB Nơng nghiệp, Hà Nội Nguyễn Cảnh Cầm (1993), Thuỷ lực dòng chảy hở, Hà Nội Dự án: Cải tạo nâng cấp hệ thống trạm bơm tiêu Đơng Mỹ huyện Thanh Trì, TP Hà Nội Phạm Ngọc Hải nnk (2006), Giáo trình Quy hoạch thiết kế hệ thống thuỷ lợi, Tập & tập , NXB Xây dựng, Hà Nội Phạm Việt Hòa nnk (2007), Giáo trình Quản lý hệ thống thuỷ lợi, NXB Xây dựng, Hà Nội Thái Đình Hòe, Nhu cầu dùng nước tiêu nhu cầu dùng nước (Tập giảng cho lớp cao học ĐHTL) Hồng Văn Huệ (2001), Thốt nước, Tập 1, Mạng lưới thoát nước NXB KHKT, Hà Nội 10.Tống Đức Khang (1998), Chế độ kỹ thuật tiêu nâng cao (Bài giảng cho lớp cao học), Hà Nội 11.Tống Đức Khang (1995), Bài tập thuỷ nông Hà Nội, NXB Nơng nghiệp 12.Tống Đức Khang (1983), Phương pháp tính tốn kỹ thuật tưới tiêu cho vùng đất nơng nghiệp, Hà nội, NXB Nông nghiệp 106 13.Nguyễn Như Kh (1979), Mơ hình tốn dòng chảy lũ triều hệ thống sơng ngòi, hồ chứa đồng ruộng (Tuyển tập cơng trình khoa học Hội nghị khoa học lần thứ 6, Trường ĐHTL 1978 - 1979), Hà Nội 14.Nguyễn Văn Lai (1996), Thuỷ văn đô thị, Hà Nội 15.Nguyễn Văn Lệ, Tin học đại cương (Bài giảng cho lớp cao học) 16.Dương Thanh Lượng (2010), Giáo trình mơ mạng lưới nước SWMM, NXB Xây dựng 17.Lê Đình Thỉnh (1985), Phương pháp hợp lý để xác định hệ số tiêu nước mặt ruộng lúa vùng đồng Bắc Hà Nội, NXB Nông nghiệp 18 Ngơ Đình Tuấn, Phân tích thống kê thuỷ văn (Bài giảng lớp Cao học) 19 Đỗ Hữu Thành (1995), Một số phương pháp phân tích tính tốn tiêu nước vùng đồng Bắc Bộ Luận án PTS KHKT, Hà Nội 20 TCVN 7957:2008, Thoát nước - Mạng lưới bên ngồi cơng trình - Tiêu chuẩn thiết kế 21 UBND Thành phố Hà Nội (2009), Quy hoạch chung xây dựng huyện Thanh Trì, Hà Nội tỷ lệ 1/5.000 UBND Thành phố Hà Nội duyệt theo định số 49/2009/QĐ-UBND ngày 20/01/2009 22 Viện nghiên cứu KHTL Hà Nội (1985), Một số kết nghiên cứu thuỷ nông (Tập hợp nghiên cứu khoa học) Hà Nội, NXB Nông nghiệp Tiếng Anh 23 Lewis A R Storm Water Management Model (2008), User’s manual Version 5.0 EPA 24 McGhee, T J (1991), Water Supply and Sewerage McGraw Hill, ISBN: 1-07060938-1 PHẦN PHỤ LỤC PHỤ LỤC THỐNG KÊ KẾT QUẢ TÍNH TỐN NGẬP ÚNG CÁC PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN PHỤ LỤC BẢN ĐỒ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MƯA QUA CÁC THỜI KỲ PHỤ LỤC BẢN ĐỒ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MƯA QUA CÁC THỜI KỲ ... tưới vào mùa khơ) Những vấn đề lí đời đề tài ”Nghiên cứu ảnh hưởng q trình thị hóa đến cơng suất thiết kế trạm bơm Đông Mỹ” Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu sở khoa học để đánh giá khả làm việc hệ... 94 3.7.3 Kiên cố hóa hệ thống đường dẫn 95 3.8 Ảnh hưởng q trình thị hố đến cơng suất thiết kế trạm bơm Đông Mỹ 96 3.8.1 Quan hệ phần trăm đất đô thị với diện tích hồ... Đường trình mực nước hồ Vẹt 79 T T Hình 3-18 Đường trình mực nước hồ Đông Trạch 79 T T Hình 3-19 Quá trình lưu lượng trạm bơm Đông Mỹ 80 T T Hình 3-20: Đồ thị quan hệ tỷ lệ đất đô thị