giải pháp thoát úng ngập cho vùng nội đô hà nội trên cơ sở nghiên

Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 31, Số 3S (2015) 44-55

44

Giải pháp thoát úng ngập cho vùng nội đô Hà Nội

trên cơ sở nghiên cứu nút mất cân bằng,

một số giải pháp kỹ thuật nhằm thoát úng ngập cục bộ

Phạm Mạnh Cổn1,*, Trần Ngọc Anh2,3, Đặng Đình Khá2,3

Đặng Đình Đức3, Nguyễn Mạnh Khải1, Phạm Quang Hà4

1Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN, 334 Nguyễn Trãi, Hà Nội, Việt Nam

2Khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN,

334 Nguyễn Trãi, Hà Nội, Việt Nam 3Trung tâm Động lực học Thủy khí Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN,

334 Nguyễn Trãi, Hà Nội, Việt Nam 4Viện Môi trường Nông nghiệp, Phú Đô, Mễ Trì, Từ Liêm, Hà Nội, Việt Nam

Nhận ngày 26 tháng 6 năm 2015

Chỉnh sửa ngày 28 tháng 7 năm 2015; Chấp nhận đăng ngày 6 tháng 8 năm 2015

Tóm tắt: Bài báo trình bày việc nghiên cứu các kết quả mô phỏng của các trận ngập lụt tại nội đô

Hà Nội trong các ngày 31/10-2/11 năm 2008 và 8/8-9/8 năm 2013, từ đó rút ra kết luận: nguyên

nhân gây úng ngập cho vùng nội đô là sự mất cân bằng.Tình trạng mất cân bằng trong tiêu thoát

úng ngập tại một nút tiêu thoát gây úng ngập cục bộ được xác định là nút mất cân bằng. Nghiên

cứu cũng trình bày về sự tồn tại của các điểm phát úng cũng như mối liên quan giữa các điểm phát

úng và nút mất cân bằng gây úng ngập cục bộ. Tiếp theo, nghiên cứu đưa ra giải pháp thoát úng

ngập cho vùng nội đô bằng việc xác định hệ thống các nút mất cân bằng chủ đạo và tiêu biểu, sau

đó là các xử lý kỹ thuật nhằm hóa giải tình trạng mất cân bằng tại các nút mất cân bằng. Đây có

thể là hướng giải quyết có triển vọng để khắc phục tình trạng ngập úng cục bộ và tổng thể cho một

số khu vực quan trọng của nội đô Hà Nội và những vùng tương tự. Các kết quả nghiên cứu sử

dụng mô hình mô phỏng MIKE FLOOD, kết nối các mô đun Mike Urban và Mike 21 tính toán

tích hợp dòng chảy trong các mương hở, dòng chảy trong cống ngầm và dòng chảy tràn trên bề

mặt, đạt được độ tin cậy cao sau khi được kiểm nghiệm và hiệu chỉnh trên cơ sở bộ số liệu thực đo.

Từ khóa: Mô phỏng, ngập lụt đô thị, nút mất cân bằng, Mike Flood, Hà Nội

1. Mở đầu

Thủ đô Hà Nội nằm ngay bên dòng sông

lớn thứ hai trên cả nước, nhưng do được bảo vệ

_______ Tác giả liên hệ. ĐT.: 84-983376268.

Email: [email protected]

bởi một hệ thống đê kiên cố và các biện pháp

bảo vệ khác (hồ chứa phòng lũ ở thượng nguồn,

khu phân chậm lũ, v.v..) nên ít bị đe dọa bởi các

khả năng ngập lụt lớn do lũ sông. Mặt khác,

cũng chính hệ thống đê bảo vệ này đã ngăn

cách thành phố với dòng chảy sông, cùng sự

giới hạn của mặt cắt ngang sông đã dẫn đến

mailto:[email protected]

P.M Cổn và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 31, Số 3S (2015) 44-55

45

hiện trạng khi có mưa lớn trong khu vực nội đô

thì hệ thống thoát nước đô thị không thể tiêu

thoát hay tự chảy trực tiếp ra sông Hồng [1].

Với địa hình khá bằng phẳng, cao độ dao

động trong khoảng 6-7,5 m so với mực nước

biển, dốc thoải theo hướng Tây Bắc – Đông

Nam, hướng tiêu thoát nước chính của nội đô

thành phố Hà Nội trong điều kiện bình thường

thoát về phía Nam thông qua cống Thanh Liệt

trên sông Tô Lịch, đổ ra sông Nhuệ hoặc được

bơm cưỡng bức thông qua công trình trạm bơm

Yên Sở.

Trong trận mưa lịch sử từ ngày 31/10 đến

2/11/2008 với tổng lượng mưa trung bình trong

khu vực nội đô là 540mm [1, 2, 3,], do mực

nước trên sông Nhuệ dâng cao, cống Thanh Liệt

được đóng lại ngăn nước sông Nhuệ chảy vào

nội đô, toàn bộ lượng nước mưa được đẩy

xuống khu vực hồ Yên Sở và bơm thẳng ra

sông Hồng thông qua trạm bơm Yên Sở. Tại

thời điểm 2008, trạm bơm Yên Sở có công suất

cực đại thiết kế là 45m3/s [2,3] đã không đủ khả

năng tải lượng nước khổng lồ ra sông Hồng,

gây ra trận úng ngập lịch sử trên diện rộng

không chỉ ở khu vực nội đô mà còn cho các khu

vực ngoại thành và vùng lân cận, gây thiệt hại

hàng trăm tỷ đồng và ảnh hưởng lâu dài đến

môi trường và các hoạt động kinh tế xã hội của

cộng đồng [1,3].

Đã có nhiều nghiên cứu khoa học và thực

tiễn trong việc giải quyết tình trạng ngập úng và

ô nhiễm môi trường nước Hà Nội [3,4], song

chưa có những giải pháp thực sự hữu hiệu mang

tính hệ thống và bài bản. Đặc biệt, các giải pháp

và nghiên cứu chưa dựa trên những đánh giá

chính xác về nguyên nhân ngập lụt, do đó tính

ứng dụng trong thực tế của các nghiên cứu là

không cao. Trong điều kiện hệ thống thoát nước

nội đô Hà Nội đều là hệ thống chắp vá giữa các

khu cũ và khu mới, giữa các hệ thống thoát

nước theo qui hoạch từ cách đây hơn nửa thế kỷ

với qui hoạch cho các khu dân cư đông đúc có

mật độ rất cao như hiện nay. Bên cạnh đó, bộ

cơ sở dữ liệu đang được sử dụng tại các cơ sở

nghiên cứu và ứng dụng không có tính liên tục

và kế thừa, cũng như chưa được tổ chức đầy đủ

và đồng bộ càng làm cho vấn đề thoát úng ngập

của vùng nội đô Hà Nội thêm nan giải, từ nguyên

nhân cho đến giải pháp thực tiễn [1,3,4].

(a) (b)

Hình 1. Khu vực nghiên cứu (a); Hình 2. So sánh kết quả mô phỏng và thực đo trận lũ 2008 (b) [1]


46

2. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu này là sự phát triển các kết quả

mà nhóm đã thực hiện trước đây tại công trình

“Nghiên cứu mô phỏng trận ngập lụt 2008 nội

thành Hà Nội và đề xuất một số giải pháp thoát

úng cục bộ” [10]. Tại công trình này, bộ cơ sở

dữ liệu (CSDL) đã được nhóm tác giả tập hợp,

số hóa trên nền ArcGis. Bộ CSDL này hiện

đang được nộp để Cục Bản quyền tác giả công

nhận quyền tác giả cho nhóm nghiên cứu. Đặc

biệt, bộ CSDL đã được ứng dụng thành công

trong việc sử dụng công cụ mô phỏng MIKE

FLOOD [4] để mô phỏng trận úng ngập lịch sử

trong các ngày 31/10 đến 1/11 năm 2008. Các

số liệu từ các cơ quan quản lý đã giúp hiệu

chỉnh với kết quả mô phỏng đạt được là +/- 10

cm (Hình 2). Để có thể tiến hành nghiên cứu

sâu hơn nhằm làm sáng tỏ nguyên nhân gây nên

úng ngập, nhóm nghiên cứu đã tiến hành mô

phỏng trận úng ngập sau bão số 6, trong các

ngày 8/8 đến 9/8 năm 2013. Việc tiến hành so

sánh và đối chứng kết quả mô phỏng trận úng

ngập tháng 10 năm 2008 với các số liệu úng

ngập khác là cần thiết vì mạng lưới tiêu thoát

nước của nội đô được cải tạo với Dự án cải tạo

và nâng cấp giai đoạn II, trong đó có việc bê

tông hóa nhiều đoạn mương tiêu thoát chính

như mương Hào Nam ra Tô Lịch, mương Phan

Kế Bính qua Cống Vị ra Tô Lịch. Các số liệu

thực đo do nhóm nghiên cứu tiến hành trên thực

địa ngập úng trong các ngày bị úng ngập 8/8

đến 9/8 năm 2013 đã chứng minh rằng kết quả

mô phỏng đã phản ánh được thực tế úng ngập

của vùng nghiên cứu, từ đó có thể tiếp tục phát

triển và hoàn thiện các kết quả và phân tích của

nghiên cứu đã nêu ở mức cao hơn.

Trong quá trình nghiên cứu các kết quả từ

các bộ mô hình mô phỏng, để phát hiện điểm

phát úng và loại bỏ các điểm gây úng ngập do

nguyên nhân ứ đọng trên bê mặt các tuyến phố,

nghiên cứu sử dụng các mặt cắt loại 1; đây là

các mặt cắt được thực hiện cho một tuyến tiêu

thoát úng (bao gồm cống, hồ, sông và mương,

v.v..) trong một thời gian xác định từ lúc chưa

xuất hiện úng ngập, xuyên suốt thời gian úng

ngập và sau úng ngập

Sau đó, nghiên cứu sử dụng các mặt cắt

loại 2; đây là các mặt cắt được thực hiện tại

một thời điểm cho nhiều tuyến tiêu thoát

nước (bao gồm cống, hồ, sông và mương,

v.v..). Việc nghiên cứu mặt cắt đa điểm này

giúp cho nghiên cứu phát hiện ra mối liên quan

giữa điểm phát úng, giữa tuyến phố bị úng cục

bộ với tình trạng úng cục bộ chung của khu

vực. Kết hợp cả hai loại mặt cắt loại 1 và loại 2

sẽ chỉ ra được tình trạng mất cân bằng xuất phát

từ tuyến nào mà nghiên cứu cần làm sáng tỏ, từ

đó có thể chỉ ra được nguyên nhân mất cân

bằng cục bộ trên mạng lưới tiêu thoát úng ngập

Một trong những điểm mới là nghiên cứu đã

đưa ra khái niệm điểm phát úng và chỉ ra được

mối liên quan giữa sự hình thành của các điểm

phát úng với hoạt động mất cân bằng trong tiêu

thoát úng ngập tại các nút trong mạng lưới tiêu

thoát nước. Từ đó, nghiên cứu xác định được

rằng sự tồn tại của các nút mất cân bằng trong

mạng lưới tiêu thoát nước là nguyên nhân chính

gây nên tình trạng úng ngập cục bộ và tổng thể

cho vùng nội đô. Sau khi xác định được mạng

lưới các nút mất cân bằng chính và chủ đạo,

nghiên cứu cũng đề xuất một số giải pháp kỹ

thuật nhằm tái thiết lập lại hoạt động tại các nút

cân bằng. Các kết quả mô phỏng đã chứng minh

tính hiệu quả của giải pháp thoát úng ngập cho

vùng nội đô Hà Nội trên cơ sở giải quyết các

nút mất cân bằng. Như vậy, việc xử lý úng ngập

cho vùng nội đô Hà Nội chính là vấn đề nghiên

cứu để thiết lâp được mạng lưới các nút mất cân

bằng. Việc xử lý để biến các nút mất cân bằng

trở thành cân bằng chỉ là các giải pháp mang

tính kỹ thuật và cụ thể cho chủ thuyết thoát úng

cho vùng nội đô Hà Nội cũng như các vùng

tương tự.


47

3. Kết quả phân tích và thảo luận

Tại thời điểm 10:00 am, ngày 31/10/2008,

ngập lụt đã trở nên trầm trọng trên toàn bộ khu

vực Bắc nội đô Hà Nội (Hình 3). Mặc dù lượng

mưa chưa đạt tới đỉnh thì toàn bộ vùng Bắc nội

đô đã bị ngập sâu phần lớn đạt từ 0,3-0,5 m.

Đặc biệt, có nơi ngập tới 0,6 m như tại các khu

vực hồ Ngọc Khánh, Đội Cấn đoạn tiếp giáp

Giang Văn Minh, Giảng Võ, Cát Linh, Nguyễn

Khuyến và khu vực Trần Hưng Đạo và khu vực

trước ga Hà Nội, v.v..

Hình 3. Tình hình úng ngập tại thời điểm 10:00 am (31/10/2008), Bắc nội đô [1]

Hình 4. Tình hình ngập lụt tại khu vực Nam nội đô Hà Nội, thời điểm 10:00 am (31/10/2008) [1]

Diễn biến tương tự cũng xẩy ra tại khu vực

phía Nam của nội đô (Hình 4). Vào thời điểm

10:00 am (31/10/2008) (Hình 3.12), phần lớn

các phố Tôn Đức Thắng, Tây Sơn, Chùa Bộc,

toàn tuyến phố Lê Duẩn dọc hồ Bảy Mẫu cũng

như Trần Khát Chân, Bạch Mai và Minh Khai

đều bị ngập sâu, một số nơi như khu vực Giáp

Bát bị ngập sâu đến 1.0m.


48

Tại nút giao mương Phan Kế Bính-Đội Cấn,

vào thời điểm tháng 10 năm 2008, đây là một

kênh hở có năng lực tiêu thoát rất lớn. Sau khi

mưa lớn, nước trong mương Phan Kế Bính chỉ

đạt một nửa và tuyến dẫn từ Đội Cấn ra còn đủ

năng lực, chưa bị tắc ngẽn (mất cân bằng)

(Hình 5) do đó, toàn tuyến phố Đội Cấn chưa bị

úng ngập (Hình 6).

Hình 5. Nút Phan Kế Bính-Đội Cấn, thời điểm 4:00

am, chưa bị mất cân bằng (31/10/2008).

Hình 6. Tuyến phố Đội Cấn chưa bị úng ngập tại thời

điểm 4:00 am (31/10/2008).

Ở thời điểm 5.00 am ngày 31/10/2008, đã xuất hiện mất cân bằng từ hướng Đội Cấn ra mương

Phan Kế Bính, cụ thể là tuyến cống dẫn thoát ra mương Phan Kế Bính bị tắc nghẽn, nên toàn bộ tuyến

phố Đội Cấn bị úng ngập sâu (Hình 8).

Hình 7. Mất cân bằng xảy ra tại thời điểm 5:00 am

(31/10/2008) tại giao cắt Phan Kế Bính-Đội Cấn

Hình 8. Do mất cân bằng, úng ngập đã xảy ra trên

toàn tuyến Đội Cấn, thời điểm 6:00 am (31/10/2008)

Điểm phát úng: Là điểm mà tại đó, sau khi

nước úng đầy cống ngầm, dâng lên và bắt đầu

tràn lên những điểm thấp nhất trên tuyến phố.

Thời điểm 6:00 am ngày 31/10/2008, sau khi

nước úng đầy cống đã tràn lên bề mặt tuyến phố

Cát Linh, tạo thành điểm phát úng (Hình 9). Kết

quả mô phỏng cho thấy trên tuyến phố Cát Linh

có ít nhất tới 3 điểm phát úng và từ các điểm

này, nước úng ngập tràn ra, gây úng ngập sâu

cho toàn tuyến này, có nơi tới 0,4m (Hình 10).


49

Hình 9. Xuất hiện điểm phát úng tại tuyến Cát Linh -

Mương Hào Nam 6:00 am (31/10/2008)

Hình 10. Sau xuất hiện điểm phát úng, toàn tuyến Cát

Linh bị úng ngập dẫn đến ngập sâu,

Việc so sánh với các dữ liệu thực tế cung

cấp bởi các cơ quan chuyên môn đã cho thấy

kết quả mô phỏng là chính xác (có độ sai số +/-

10cm) (Hình 2) [14]. Từ các kết quả mô phỏng

này, nghiên cứu thiết lập được bảng các điểm

phát úng, tương ứng với vị trí các điểm bị ngập

do các cơ quan chuyên môn cung cấp như trong

bảng dưới đây:

Bảng 1. Các điểm phát úng trong trận úng ngập 31/10-1/11/2008

TT Điểm phát úng Thời điểm phát úng (31/10/2008)

Độ ngập sâu nhất (m)

1 Đội Cấn 4:00 am 0,3-0,4

2 Lý Thường Kiệt 9:45 am 0,2-0,3

3 Nguyễn Khuyến 6:15 am 0,3-0,4

4 Hai Bà Trưng 9:00 am 0,2-0,3

5 Điện Biên Phủ 2:00 am 0,3-0,4

6 Triệu Việt Vương 9:45 am 0,2-0,3

7 Bạch Mai 4:00 am 0,4-0,45

8 Giải Phóng 6:15 am 0,4-0,5

9 Huỳnh Thúc Kháng-Thái Hà 5:15 am 0,5-0,6

10 Thái Hà-Tây Sơn 4:15 am 0,6-0,8

11 Chùa Bộc 6:00 am 0,4-0,5

12 Tây Sơn (cây xăng Nam Đồng) 6:45 am 0,4-0,5

13 Đường Trường Chinh 6:15 am 0,3-0,45

14 Lê Trọng Tấn 4:15 am 0,4-0,5

15 Minh Khai 6:30 am 0,3-0,4

16 Thái Thịnh 4:00 am 0,4-0,5

17 Ngã Tư Sở 4h15 am 0,2-0,3

Tương tự như tại nút Phan Kế Bính, tại nút

Cát Linh-mương hở Hào Nam-Tô Lịch, ở thời

điểm 31/10/2008, tuyến mương hở Hào Nam-

Tô Lịch có năng lực chứa lớn. Tuy nhiên, do

mất cân bằng trong việc thoát nước úng từ Cát

Linh ra mương (ID cống từ 741-747), do đó, dù

rằng nước chưa đầy tuyến mương hở, song do

mất cân bằng, sau khi xuất hiện các điểm phát

úng, toàn bộ tuyến Cát Linh bị ngập sâu và gây

úng ngập cục bộ cho vùng lân cận.


50

Do việc nội đô Hà Nội đã và đang được cải

tạo bởi các dự án cải tạo I và II, trong khi đó,

úng ngập vẫn xảy ra hàng năm nên việc xác

định được căn nguyên của úng ngập một cách

chính xác sẽ là chìa khóa cho các giải pháp

thoát úng tiếp theo. Do đó, nghiên cứu lấy các

số liệu thực đo (do nhóm tác giả thực hiện trong

đợt bão số 6, 8/8-9/8/2013) để so sánh với kết

quả mô phỏng. Một lần nữa, các kết quả mô

phỏng cho thấy các điểm phát úng luôn là chỉ

dấu cho úng ngập cục bộ và tồn tại một mạng

lưới những điểm phát úng liên quan trực tiếp

đến tình hình úng ngập của nội đô.

Hình 11. Tình trạng MCB tiếp tục xảy ra tại cống liên

kết mương Phan Kế Bính-Đội Cấn, 1:00 pm

(8/8/2013).

Hình 12. Điểm phát úng tại phố Trần Quốc Toản

xuất hiện tại thời điểm 11:30 am (8/8/2013).

Hình 13. Điểm phát úng tại phố Láng Hạ

xuất hiện tại thời điểm 11:00 am (8/8/2013).

Hình 14. Điểm phát úng tại phố Bạch Mai-

Thanh Nhàn xuất hiện tại thời điểm 11:15 am

(8/8/2013).

Hình 15. Điểm phát úng tại tuyến Chùa Bộc-Tây

Sơn-xuất hiện tại thời điểm 11:00 am (8/8/20133). Hình 16. Các điểm phát úng tại nội đô, thời điểm

11:30 am (8/8/2013).


51

Một số mất cân bằng đặc trưng trong mạng lưới tiêu thoát nước nội đô Hà Nội:

Hình 17. Mất cân bằng gây úng ngập cục bộ do liên kiết kém giữa Trần Hưng Đạo (ID 4276-ID 4442),

Lý Thường Kiệt (ID 4444-ID 4410) vào tuyến cống thoát chính Trần Bình Trọng.

Hình 18. Mất cân bằng do việc đặt ngưỡng tràn tại

cửa phai Trần Bình Trọng tại 7:30 pm (8/8/2013).

Hình 19. Mất cân bằng do liên kết kém tại nút

Trần Khát Chân-Kim Ngưu.

Sử dụng kết hợp các mặt cắt loại 1 và loại

2, nghiên cứu đã xác định được các vùng bị mất

cân bằng trong mạng lưới tiêu thoát nước của

nội đô. Các nguyên nhân gây mất cân bằng tập

trung tại các nhóm:

- Mất cân bằng do liên kết kém, liên kết

kém từ các tuyến cống nhánh ra tuyến cống

thoát nước chủ đạo gây úng ngập cho chính

tuyến phố đó, sau đó lan rộng mang tính cục bộ.

Đây là trường hợp điển hình nhất tại mạng lưới

tiêu thoát nước nội đô. Cụ thể, đó là các liên

kết: Đội Cấn ra Cống Phan Kế Bình; Cát Linh

ra Cống Hào Nam, các liên kết giữa Cống tiêu

thoát chính Trần Bình Trọng với một loạt các

tuyến cống Lý Thường Kiệt, Trần Hưng Đạo,

Nguyễn Du, từ đó toàn bộ khu vực trước cửa ga

Hà Nội bị ngập thường xuyên (Hình 17).

- Mất cân bằng giữa các tuyến cống thoát

nước ra sông tiêu chính, liên kết kém loại này

gây úng ngập trực tiếp cho chính tuyến phố có

cống thoát nước, dù rằng sông tiêu còn khả

năng thoát nước úng tốt. Đây là trường hợp các

tuyến cống Trần Khát Chân, Minh Khai, không

thoát úng tốt ra Sông Kim Ngưu, gây úng ngập

trước hết cho tuyến phố Minh Khai, sau đó là

toàn bộ khu vực phố Bạch Mai (Hình 14) cũng

như hạn chế tại liên kết Láng Hạ ra Tô Lịch gây

úng ngập trầm trọng cho khu vực xung quanh

Đài Truyền hình Hà Nội tại giao cắt Láng Hạ-

Huỳnh Thúc Kháng (Hình 13).


52

- Một liên kết đặc thù trong mạng lưới tiêu

thoát nước của nôi đô là liên kết giữa các tuyến

cống ra các hồ điều hòa. Liên kết này đặc thù vì

theo quy định quản lý các hồ điều hòa (hồ Bảy

Mẫu, hồ Đống Đa), chỉ khi có mưa to thì các

cửa phai mới được mở, như vậy, với mục đích

hạn chế ô nhiễm tại các hồ trong nội đô, mục

đích này đã hạn chế khả năng thoát úng tại các

khu vực xung quanh hồ điều hòa (Hình 18).

- Mất cân bằng do chính các tuyến cống

thoát nước chủ đạo có năng lực thoát úng hạn

chế. Đây là trường hợp điển hình làm cho úng

ngập lan truyền từ khu vực bị úng ngập cục bộ

sang các khu vực lân cận, gây úng ngập trên

diện rộng. Điển hình của liên kết này là khu vực

Tôn Đức Thắng, Tây Sơn, Đường Giải Phóng

- Mặc dù mạng lưới tiêu thoát nước của khu

vực nội đô Hà Nội rất phức tạp, song dựa trên

các tiêu chí mất cân bằng như trên, nghiên cứu

đã xác định được các điểm phát úng đặc trưng

(Hình 16). Từ biểu đồ phân bố điểm phát úng

này, nghiên cứu đã xác định được 11 điểm phát

úng quan trọng cần phải xử lý ngay để giải

quyết tức thời tình trạng úng ngập hiện nay cho

nội đô (Hình 20).

Hình 20. Vị trí 11 nút MCB trong tổng thể hệ thống

nước mặt nội đô.

4. Giải pháp cải thiện tình trạng ngập úng tại

hệ thống cân bằng nước mặt nội đô Hà Nội

Sau khi đã cô lập được các khu vực bị mất

cân bằng, giải pháp để cải thiện là dùng các

biện pháp kỹ thuật (mở rộng cống tại nút mất

cân bằng) để thiết lập trở lại hoạt động cân bằng

tại các nút mất cân bằng.

Hình 21. Kết quả từ việc xử lý nút MCB trong

liên kết Phan Kế Bính-Đội Cấn. Nước úng ngập tiêu

thoát dễ dàng từ Đội Cấn ra mương hở

Phan Kế Bính

Các Hình 21, Hình 22, Hình 23 cho ta một

số kết quả cụ thể tại một số nút mất cân bằng

đặc trưng. Sau khi áp dụng các xử lý kỹ thuật,

tình trạng úng ngập tại các khu vực cục bộ

tương ứng đã được cải thiện một cách đáng kể.

Cụ thể, giải pháp cải thiện cân bằng cho khu

vực Cát Linh được thực hiện cho khu vực có

tuyến cống liên kết tại nút 747 (mương Hào

Nam) với 731 (Cát Linh). Xử lý kỹ thuật là

nâng cấp kích thước hiện hữu, dự kiến 2x1,65

m. Nút ID 731 tới nút ID 747 (Hình 23).

Kết quả mô phỏng đã cho thấy rằng: sau khi

dùng các biện pháp kỹ thuật để tạo cân bằng tại

các nút mất cân bằng, tình hình úng ngập tại nội

đô Hà Nội đã được cải thiện rõ rệt. Hình 24(a)

là tình trạng úng ngập khi chưa xử lý các nút

mất cân bằng và (b) là sự cải thiện rõ rệt sau khi

áp dụng xử lý các nút mất cân bằng, ngay cả

với trận lụt lịch sử như tại thời điểm 9:00 am

ngày 31/10/2008.


53

Hình 22. Úng ngập được giảm thiểu tại Đội Cấn

sau xử lý mất cân bằng (ID 5180-ID 684).

Hình 23. Sau xử lý tại nút mất cân bằng trong liên

kết Cát Linh - mương Hào Nam nút (ID747-ID731),

tuyến Cát Linh đã hết úng ngập.

(a) (b)

Hình 24. (a), (b). So sánh diện úng ngập trước (a) và sau (b) khi xử lý các nút mất cân bằng trong khu vực nội đô.

5. Kết luận và kiến nghị

Mất cân bằng hệ thống nước mặt là nguyên

nhân gây nên úng ngập cục bộ, từ đó gây ra úng

ngập toàn diện cho nội đô Hà Nội. Các phân

tích về mô hình mô phỏng của hệ thống cân

bằng nước mặt đã chỉ ra rằng các quá trình mất

cân bằng đã xẩy ra ở một số nút quan trọng, thí

dụ như liên kết Phan Kế Bính-Đội Cấn, mương

Hào Nam-Cát Linh, Nguyễn Du-Trần Bình

Trọng,v.v

Những trạng thái mất cân bằng đặc trưng

của hệ thống thoát nước mặt nội đô Hà Nội

gồm mất cân bằng dọc (theo các tuyến dọc từ

trung tâm nội đô ra sông tiêu hình nan quạt),

mất cân bằng do liên kết ngang-dọc giữa các

tuyến thoát nước ngang với các tuyến dọc và

mất cân bằng liên kết giữa hệ thống cống ngầm

nội đô với một số hồ điều hòa hay sông tiêu

quan trọng.

Giải pháp để giải quyết tình trạng ngập úng

cho nội đô của Hà Nội là tác động để điều chỉnh

trạng thái cân bằng của các nút mất cân bằng

nhạy cảm và quan trọng nhất theo thứ tự ưu tiên

xét trên khía cạnh địa chính trị. Các kết quả mô

hình mô phỏng chỉ ra tính hiệu quả của giải

pháp thoát úng ngập trên cơ sở nghiên cứu các

nút mất cân bằng đối với Hà Nội cũng như các

vùng tương tự.


54

Kiến nghị với các cấp liên quan của thành

phố Hà Nội về việc sử dụng một số kết quả của

nghiên cứu về nút mất cân bằng để xử lý ngập

úng tại một số tuyến phố thường xuyên bị úng

ngập của nội đô Hà Nội trong mùa mưa theo

yêu cầu cụ thể về mức độ ưu tiên.

Lời cảm ơn

Nhóm nghiên cứu xin gửi tới DHI Việt

Nam và cá nhân Bà Trần Thị Hồng Hạnh, cán

bộ của DHI Vietnam, lời cảm ơn chân thành về

sự giúp đỡ quí báu trong việc cung cấp License

sử dụng phần mềm MIKE đầy đủ thông qua

thỏa thuận “The order Confirmation of Mike

Flood 3 coupling (incl. MU-RR), Mike 21

Ecolab-PhD license agreement”, được ký ngày

14/9/2012.

Tài liệu tham khảo

[1] Phạm Mạnh Cổn, Đặng Đình Khá, Đặng Đình

Đức, Nguyễn Mạnh Khải, Phạm Quang Hà, Trần

Ngọc Anh (2013), “Nghiên cứu mô phỏng trận

ngập lụt 2008 nội thành Hà Nội và đề xuất một số

giải pháp thoát úng cục bộ”, Tạp chí khoa học Đại

học Quốc gia Hà Nộ - Khoa học Tự nhiên và

Công nghệ 29(2S), tr.8-16.

[2] Nguyen Tien Giang et al (2011). Report on

“Collection and Analysis of Data Related to Flood

and Inundation in Hanoi Capital”. The programme

“Capacity Building for Mitigation and Adaptation

of Geodisasters Related to Environment and

Energy Development in Vietnam”, Hanoi

University of Science, VNU and Norway

Embassy.

[3] Bộ Tài nguyên và Môi trường (2012). Kịch bản biến

đổi khí hậu và nước biển dâng cho Việt Nam.

[4] Nguyen Hieu, Do Trung Hieu, Dang Kinh Bac,

Doan Thu Phuong (2013). Assessment of Flood

hazard risk in Hanoi city. VNU Journal Science.

Inundation Solution for Hanoi Inner City by Studying of

Unbalanced Nodes, Technical Solutions for Local Flooding Cases

Phạm Mạnh Cổn1, Trần Ngọc Anh2,3, Đặng Đình Khá2,3

Đặng Đình Đức3, Nguyễn Mạnh Khải1, Phạm Quang Hà4

1Faculty of Environmental Science, VNU University of Science, 334 Nguyễn Trãi, Hanoi, Vietnam

2Faculty of Hydrology Meteorology and Oceanography, VNU University of Science,

334 Nguyễn Trãi, Hanoi, Vietnam 3Center for Environmental Fluid Dynamics, VNU University of Science

334 Nguyễn Trãi, Hanoi, Vietnam 4Institute for Agricultural Environment (IAE/VAA), Phú Đô, Mễ Trì, Từ Liêm, Hanoi, Vietnam

Abstract: This paper studies some simulation results of the 2008 and 2013 inundation event in

Hanoi inner city and find out that the reason of flooding situation for Hanoi inner city is the

unbalanced situation. A node on the sewarage system, where happened unbalanced situation on the

flood evacuation and drainage is named unbalanced node. The paper also studies on the flooding

started point as well as the relationship between the flooding started points and the local inudation.

Then, the research proposes potential and feasible solution for inundation of inner city, firstly by


55

determination of principal and sensitive flooding started points, then is technical measures in order to

re-establish the balance operation of related nodes. The proposed solution could be a promising

solution for local and global inundation situation of inner city as well as similar areas. The research

uses MIKE FLOOD model coupling Mike Urban and Mike 21, which covers simulation of open-

channel flow, pressurized flow and overland flow and the simulated results were calibrated and

verified in comparation with real practical datas with reliability and given high precision.

Keywords: Mike Flood, urban flooding model, unbalanced nodes, inundation simulation, Hanoi.

giải pháp thoát úng ngập cho vùng nội đô hà nội trên cơ sở nghiên

Documents