km2 (18%). Chiều dài sông từ Liên Mạc (phân lưu từ sông Hồng) cho đến Phủ lý (nhập lưu với sông Đáy) dài 74 km. Sông Nhuệ được xây dựng trở thành hệ thống thủy lợi với nhiệm vụ lấy nước sông Hồng để cấp nước cho nông nghiệp trong mùa kiệt và tiêu nước mưa trong các tháng có mưa lớn các vùng Hà Nội và Hà Nam. Để tiêu lũ trong các tháng mùa lũ cho khu vực Hà Nội cửa sông tại Liên Mạc được ngăn lại bởi cống điều tiết Liên Mạc 1 và 2. Việc thoát nước cho khu vực phụ thuộc vào diễn biến mực nước của sông Nhuệ trong vận hành tổng thể của hệ thống thủy nông liên tỉnh Hà Nội, Hà Nam và mực nước ở hạ lưu sông Đáy. Do tác động của cống Liên Mạc nên biên độ dao động mực nước sông Nhuệ trong mùa lũ chủ yếu do mưa trong lưu vực sông Đáy quyết định và phổ biến từ 3.5- 5,0 m. Khi mực nước sông Nhuệ lên đến 3,5 –3,7 m thì thành phố Hà Nội khơng được xả nước vào sông Nhuệ. Lượng nước cho phép xả vào sông Nhuệ trong điều kiện hiện tại tối đa là 30m3/s.
Sông Cà Lồ là chi lưu của sông Cầu, bắt nguồn từ Hương Canh – Bình Xuyên chảy quả Phúc n, Mê Linh, Sóc Sơn (Hà Nội) đổ ra sơng Cầu tại cửa Phúc Lập Phương. Tổng diện tích lưu vực là 881 km2, chiều dài sông 89 km.
Sông Cà Lồ được người Pháp sử dụng để thoát lũ cho sơng Hồng, nhưng tác dụng này hiện khơng cịn. Hạ lưu sông nằm ở các xã Bắc Phú, Đông Xuân, Xuân Giang, Kim Lũ, Xuân Thu, Đức Hồ (Sóc Sơn) và Xuân Nộn, Thụy Lâm (Đông Anh). Đoạn sông chảy qua các xã trên quanh co, uốn khúc rất mạnh, qua nhiều giai đoạn phát triển để lại những khúc sông cụt và hồ móng ngựa. Dịng sơng có dấu hiệu thối hố.
Sơng Tơ Lịch có tổng diện tích lưu vực 77.5 km2, diện tích lưu vực cần tiêu: 68,2 km2 (6820 ha) không bao gồm lưu vực Hồ Tây do không tham gia vào q trình thốt nước chung trong giai đoạn vận hành của trạm bơm Yên Sở.
Ao hồ ở Hà Nội có diện tích khá lớn. Tồn thành phố có tới 60 hồ và ao (tính kể cả những ao có diện tích mặt nước từ 1ha trở lên) trong đó lớn nhất là Hồ Tây 528 ha (năm 1997), tiếp đến là các ao nuôi cá tại Yên Sở (Bảng 1.7).
Bảng 1.7. Các hồ trong nội thành Hà Nội TT Tên hồ Diện tích TT Tên hồ Diện tích hồ (ha) TT Tên hồ Diện tích hồ (ha) 1 Hồ Hoàn Kiếm 11,90 17 Hồ Thủ Lệ 12,00 2 Hồ Trúc Bạch 26,00 18 Hồ Giảng Võ 6,00 3 Hồ Bảy Gian 1,00 19 Hồ Ngọc Khánh 3,50 4 Hồ Đầm 0,70 20 Hồ Văn Chương 2,80 5 Hồ Thành Công 6,80 21 Hồ Giám 1,10
6 Hồ Trung Tự 5,00 22 Hồ Linh Quang 3,00
7 Hồ Đống Đa 18,60 23 Hồ Ba Mẫu 4,50
8 Hồ Phương Liệt 1 0,90 24 Hồ Kim Liên 5,00 9 Hồ Phương Liệt 2 0,75 25 Hồ Nghĩa Đô 5,20 10 Hồ Thanh Nhàn 1 16,00 26 Hồ Tân Mai 1,10
11 Hồ Thanh Nhàn 2 2,90 27 Hồ Hố Mẻ 1,30
12 Hồ Bảy Mẫu 23,10 28 Hồ Hào Nam 1,30
13 Hồ Thuyền Quang 5,00 29 Hồ Định Công 17,00 14 Hồ Hai Bà Trưng 1,30 30 Hồ Linh Đàm 67,50
15 Hồ Giáp Bát 1,90 31 Hồ Tây 567,00
16 Hồ Thương Mại 2,00 32 Hồ Điều hòa Yên
Sở 45,60
32 hồ 867,75
(Nguồn: Cơng ty Thốt nước Hà Nội - 2002)
1.2.2. Hiện trạng các cơng trình thủy lợi liên quan đến tiêu thốt nước trên địa bàn thành phố Hà Nội
Hệ thống thoát nước của Hà Nội được xây dựng từ trước năm 1954, bao gồm các tuyến cống, sơng mương thốt nước và các hồ ao điều hoà, theo thiết kế ban đầu, hệ thống này phục vụ cho nội thành cũ với diện tích là 1000 ha. Từ năm 1954 đến 1984 diện tích tăng lên 5900 ha và tính đến năm 1992 đã phát triển đến 6800 ha. Nước mưa ở thành phố được thoát ra 4 con sông theo thứ tự từ Tây sang Đông là Tơ Lịch, Lừ, Sét và Kim Ngưu trong đó sơng Tơ Lịch là trục thốt nước
chính với cửa xả chảy ra sông Nhuệ qua đập Thanh Liệt, và sông Nhuệ là sông tiêu nước chính cho thành phố. Mặt cắt các sơng có chiều rộng từ 4 - 30 m và chiều sâu chỉ khoảng 1 -1,5 m. Do q trình đơ thị hố và bị lấn chiếm, mặt cắt các sông đang bị thu hẹp dần, đáy sông hiện đang bị lấp đầy bùn cát, rác rưởi. Theo kết quả nghiên cứu của JICA (Cơ quan Hợp tác Quốc tế của Nhật Bản - trong Dự án Thoát nước Hà Nội từ 1996 - 2003), khả năng thốt nước hiện tại của sơng Tơ Lịch chỉ vào khoảng 30 -35 m3/s trong khi công suất yêu cầu để thốt cho trận mưa có chu kỳ 10 năm là 170 m3/s. Đây có thể nói là một trong những nguyên nhân chính gây ra tình trạng ngập úng cho thành phố Hà Nội.
Vai trị điều hồ của các hồ trên địa bàn Hà Nội ngày nay đang bị lu mờ do bị lấn chiếm, san lấp, khai thác làm du lịch, nhiều hồ khơng cịn khả năng điều tiết như hồ Bảy Mẫu, hồ Ba Mẫu, hồ Hoàn Kiếm, hồ Văn Chương, hồ Thành Cơng, hồ Thanh Nhàn .v.v. (Hình 1.10).
Cùng với sự phát triển kinh tế -xã hội, tốc độ đơ thị hố nhanh, các cơng trình xây dựng nhà cao tầng như cơng sở, cơng trình cơng cộng và chủ yếu là nhà ở đang mọc lên san sát, diễn ra từng ngày đã làm cho bề mặt thấm ngày càng trở nên bị thu hẹp, các ao hồ bị san lấp dần, hệ thống tiêu thoát nước xuống cấp, không được nâng cấp cải tạo kịp thời là một trong những nguyên nhân gây nên tình trạng ngập úng cục bộ ở thành phố Hà Nội.
1.3. Khái quát tình hình ngập lụt trên địa bàn Hà Nội
Trên địa bàn Hà Nội, tình trạng ngập lụt hầu như xảy ra hàng năm vào mùa mưa từ tháng V đến tháng X. Trong nhiều năm trở lại đây cùng với sự phát triển kinh tế và biến đổi của khí hậu, hiện tượng ngập lụt trên địa bàn Hà Nội thường xuyên xảy ra với cường độ ngày càng cao.
Có 3 nguyên nhân chính gây ngập lụt trên địa bàn Hà Nội: ngập lụt do vỡ đê, ngập lụt do mưa lớn nội đồng, ngập lụt do úng nội đồng kết hợp với lũ lớn trên sông gây vỡ đê bối.
1.3.1. Ngập lụt do vỡ đê
Vỡ đê tháng VIII/1913 làm ngập 307.670 ha lúa, trong đó mất trắng 118.640 ha ở các tỉnh Vĩnh Phúc, Hà Nam, Ninh Bình, Nam Định, Hà Tây, Thái Bình, Bắc Ninh.
Vỡ đê tháng VIII/1915 - vỡ ở 42 chỗ với chiều dài 4180 m. Hà Nội, Hà Đông, Nam Định, Hà Nam, Ninh Bình, Bắc Ninh, Hải Dương, Hưng Yên, Vĩnh Phúc đều bị ngập. 325.000 ha đất canh tác bị ngập, mất trắng 211.000 ha lúa.
Vỡ đê tháng VIII/1945 - vỡ ở 52 chỗ làm ngập 11 tỉnh, tổng diện tích đất canh tác bị ngập đến 312.000 ha.
Vỡ đê tháng VIII/1971 - do trận lũ lớn nhất trong gần 100 năm (1902-1999) làm ngập lụt ở nhiều nơi.
1.3.2. Ngập lụt do mưa lớn nội đồng
Địa hình trong nội đồng có nhiều ơ trũng. Mưa lớn, vượt mức thiết kế của các cơng trình thuỷ lợi, gây ngập lụt trên diện rộng. Điển hình là trận ngập lụt lịch sử tháng XI/1984. Đây là đợt mưa đặc biệt lớn trong vòng 100 năm ở đồng bằng Bắc Bộ (1886-1998). Mưa tập trung vào các ngày 9,10/XI - ở Hà Nội, Hà Tây, Hưng Yên, Hải Dương... lượng mưa đạt 300 đến 700 mm gây ngập lụt trên diện rộng trong nhiều ngày khoảng 7,8 vạn ha ở các tỉnh: Hà Nội, Hà Tây (cũ), Hà Nam, Ninh Bình, Nam Định, Hải Dương, Hưng Yên,...
Trận mưa điển hình làm cho mực nước sông Nhuệ ở mức rất cao là trận mưa tháng VIII/2006, có lượng mưa đo được từ 16 ÷ 20/VIII là 260,2 mm (tại trạm Hà Đông); 237,1 mm (tại Hà Nội); 248,2 mm (tại Vân Đình).... đã gây ra úng ngập trầm trọng cho thị xã Hà Đông, nhiều đoạn sông Nhuệ bị tràn bờ.
Đáng chú ý nhất là trận mưa xảy ra tu 30/X đến 04/XI năm 2008. Đây là đợt mưa lớn trái mùa đã gây ra một trận lụt lịch sử ở Hà Nội. Tổng lượng mưa ở khu vực Hà Nội phổ biến từ 350 - 550 mm. Mưa lớn xảy ra ở các huyện Ứng Hịa (603 mm), Hà Đơng (707 mm), huyện Thanh Oai (914 mm) gây ngập nặng, có nơi ngập hàng m, kéo dài nhiều ngày.
1.3.3. Ngập lụt do úng nội đồng kết hợp lũ lớn trên sông gây vỡ đê bối
Khi xảy ra mưa lớn diện rộng làm mực nước lũ ngồi sơng dâng cao, đồng thời gây ngập lụt trong khu vực nội đồng. Nước trong đồng không thể tự chảy ra ngồi sơng khiến tình trạng ngập lụt càng trầm trọng hơn. Một số trận ngâp lụt do mưa lớn nội đồng kết hợp lũ ngồi sơng đáng chú ý là:
Ngập lụt tháng VIII/1969: Lũ lớn làm vỡ hầu hết các đê bối hạ lưu sơng Hồng, Thái Bình, kết hợp mưa lớn làm ngập lụt đến 95.782 ha.
Trận ngập lụt tháng VIII/1968: Lũ lớn kết hợp với mưa lớn, nước dâng trong bão làm nhiều đoạn đê bối, đê địa phương bị tràn, vỡ, tổng diện tích lúa bị ngập đên 214.854 ha.
Trận ngập lụt tháng VII/1986: Lũ lớn trên sông Hồng, Thái Bình làm vỡ nhiều đê bối, đê địa phương kết hợp với mưa lớn, làm ngập lụt hàng chục ngàn ha đất canh tác, làm chết 121 người, trôi 491 nhà.
Trận ngập lụt tháng VIII/1996: Lũ đặc biệt lớn kết hợp với mưa lớn, nước dâng trong bão làm tràn vỡ rất nhiều đoạn đê bối, đê địa phương, làm ngập trên 104.504 ha lúa, hoa màu, 61 người chết, 161 người bị thương,...
CHƯƠNG 2. LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP KHOANH VÙNG NGUY CƠ NGẬP LỤT NGUY CƠ NGẬP LỤT
2.1. Cơ sở lý thuyết một số phương pháp khoanh vùng nguy cơ ngập lụt
2.1.1. Một số khái niệm và định nghĩa [3]
1. Lũ (riverine flood)
Lũ là hiện tượng nước sông dâng cao trong mùa mưa trong một khoảng thời gian nhất định, sau đó giảm dần. Số lượng nước dâng cao xảy ra trên một con sơng ở mức tạo thành lũ có thể xảy ra một lần hoặc nhiều lần trong năm. Khi lũ lớn trên các sông suối, nước lũ tràn qua bờ sông, đê, chảy vào những chỗ trũng và gây ngập lụt trên một diện rộng.
2. NgậpLụt (inundation)
Ngập lụt là kết quả của việc có khối lượng nước đến do mưa lớn tại chỗ hoặc nước từ nơi khác đến), vượt quá khả năng thẩm thấu của đất và khả năng tiêu thoát nước của các con sông và các vùng ven biển. Nguồn cung cấp nước cho các trận lụt có thể do lũ, mưa lớn, bão, triều cường, nước dâng. Địa hình, hệ thống thủy văn và tính chất bề mặt sẽ liên quan tới khả năng thoát lũ. Thiệt hại các trận ngập lụt phụ thuộc độ sâu ngập và thời gian ngập.
3. Lũ lụt cục bộ (local flood)
Ngập lụt cục bộ xảy ra do mưa vượt chỉ tiêu thiết kế của kênh mương, cống, trạm bơm,…dẫn đến úng, lụt cục bộ hoặc trên diện rộng. Mức độ ngập úng lụt tùy thuộc vào lượng mưa, khả năng tiêu thốt nước (cơng suất trạm bơm tiêu và hệ thống kênh tiêu).
4. Vùng có nguy cơ ngập lụt (flood-prone area)
Vùng có nguy cơ ngập lụt cao là những vùng đất nằm dưới mực khi lũ có chu kỳ lập lại 100 năm (lũ trong sơng) hoặc mưa có chu kỳ lập lại 100 năm (lũ cục bộ) xảy ra.
5. Khoanh vùng nguy cơ ngập lụt
Từ các khái niệm và định nghĩa có thể thấy: Ngập lụt là kết quả của việc có khối lượng nước đến (có thể do mưa lớn tại chỗ hoặc nước từ nơi khác đến, vượt quá khả năng thẩm thấu của đất và khả năng tiêu thốt nước của hệ thống thốt nước, dịng chảy, các con sông và các vùng ven biển. Điều này dẫn đến vùng đất vốn khơ ráo bị chìm ngập trong nước trong một thời gian dài nhất định.
Nguồn cung cấp nước cho các trận lụt có thể là do lũ, mưa lớn, bão, triều cường, nước dâng...Địa hình, hệ thống thủy văn và tính chất của bề mặt lại liên quan tới khả năng thoát lũ. Hai điều kiện này tương tác với nhau gây ra ngập lụt ở những mức độ khác nhau. Thiệt hại tùy thuộc vào độ sâu ngập và thời gian ngập.
Như vậy, khoanh vùng nguy cơ ngập lụt là khoanh vùng những khu vực chịu tác động trận lũ hoặc trận mưa có tần suất 1%.
Khoanh vùng nguy cơ ngập lụt nhằm phục vụ công tác dự báo, quy hoạch, kiểm soát được khu vực ngập lụt, giảm nhẹ thiệt hại do ngập lụt gây ra. Bởi vậy để tiến hành nghiên cứu giảm thiểu ngập lụt đô thị cần chỉ ra các đặc điểm nguồn gốc, hình thái địa hình từ đó nhận dạng các khu vực trũng thấp (nếu khơng có biện pháp tiêu thốt thì khơng chỉ các khu vực thấp mới bị ngập mà ngay cả những nơi có địa hình cao cũng bị ngập).
2.1.2. Một số phương pháp khoanh vùng nguy cơ ngập lụt
1. Khoanh vùng nguy cơ ngập lụt dựa vào tài liệu thống kê, điều tra vết lũ
Các trận lũ lụt xảy ra trong quá khứ thường được ghi nhận bởi dân cư sống trong vùng bị ảnh hưởng. Do đó, các thơng tin điều tra về tình hình ngập lụt đã xảy ra có vai trị quan trọng trong quá trình khoanh vùng.
Các bước tiến hành:
- Điều tra, khảo sát thực địa;
- Thu thập xử lý các số liệu khí tượng thủy văn liên quan; - Kết quả phân tích số liệu địa hình;
Việc thu thập xử lý số liệu khí tượng thủy văn bao gồm:
Số liệu mưa: Số liệu mưa được lựa chọn cho các thời đoạn thích hợp khác
nhau, từ khi bắt đầu mưa gây ngập lụt đến khi kết thúc ngập lụt tại các trạm trên lưu vực và lân cận.
Số liệu mực nước và dòng chảy: Số liệu mực nước và lưu lượng nước được
tập hợp tại các trạm đo thường xuyên trên sơng chính; vết lũ dọc theo lịng sơng và vùng ngập. Mực nước cực đại đo được tại trạm đo cần được đưa về cùng hệ cao độ với bản đồ địa hình. Số liệu mực nước dọc sông và vùng ngập phải được kiểm tra mức độ tin cậy. Số liệu lưu lượng thực đo và khảo sát ở các trạm và các vị trí cần thiết ở khu vực ngập lụt.
Số liệu ngập lụt: Các số liệu về phạm vi vùng ngập, độ sâu ngập lụt, thời
gian kéo dài ngập lụt, vận tốc, hướng chảy. Các số liệu về các trận lụt khác xảy ra trước đó cũng cần được thu thập để nắm được tình hình ngập lụt nói chung như tần suất lặp lại.
Đa số các số liệu về ngập lụt được thu thập từ việc khảo sát thực địa các vết lũ và các thông tin thu thập được từ dân cư sống trong vùng ngập lụt. Các số liệu về thiệt hại do lũ lụt có thể có sẵn từ các cơ quan địa phương như: Ban chỉ huy phòng chống lụt bão các cấp tỉnh, huyện, xã, phường, Bảo hiểm, Hội chữ thập đỏ...
2. Phân vùng nguy cơ ngập lụt bằng phương pháp sử dụng bản đồ địa hình, địa mạo
Dùng bản đồ địa hình, địa mạo để phân tích nhận biết các vùng ngập lụt thông qua các đường đồng mức, các điểm độ cao, nguồn gốc, điều kiện hình thành…(Hình 2.1).
Các đặc trưng địa hình, địa mạo của các lưu vực sông được phân loại thành các dạng khác nhau theo các đơn vị địa hình, địa mạo. Đồng bằng ngập lụt là một trong các dạng đó. Đồng bằng ngập lụt gồm: các bãi bồi, các gò đất tự nhiên và đồng bằng phù sa được hình thành do phù sa lơ lửng được truyền tải từ thượng
nguồn và lắng đọng ở các vùng đất thấp. Do đó, ngập lụt đã xảy ra ở đồng bằng cho phép ước lượng được vùng nguy cơ ngập lụt.
Hình 2.1. Sơ đồ các bước khoanh vùng nguy cơ ngập lụt bằng phương pháp sử dụng bản đồ địa hình, địa mạo
Đồng bằng ngập lụt về tổng thể được phân loại thành 2 loại vi địa hình: (1)