(Luận Án Tiến Sĩ) Nghiên Cứu Xác Định Quy Mô Và Hình Thức Bố Trí Hợp Lý Hồ Điều Hòa Cho Vùng Hỗn Hợp Nông Nghiệp - Đô Thị.pdf

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

LƯU VĂN QUÂN

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH QUY MƠ VÀ HÌNH THỨC BỐ
TRÍ HỢP LÝ HỒ ĐIỀU HỒ CHO VÙNG HỖN HỢP
NÔNG NGHIỆP - ĐÔ THỊ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, NĂM 2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

LƯU VĂN QUÂN

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH QUY MƠ VÀ HÌNH THỨC BỐ
TRÍ HỢP LÝ HỒ ĐIỀU HỒ CHO VÙNG HỖN HỢP
NÔNG NGHIỆP - ĐÔ THỊ

Chuyên ngành: Quy hoạch và quản lý tài nguyên nước
Mã số

: 62-62-30-01

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS TS TRẦN VIẾT ỔN

HÀ NỘI, NĂM 2015


LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian miệt mài nghiên cứu dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy
giáo PGS TS Trần Viết Ổn, sự giúp đỡ của gia đình, nhiều cá nhân và đơn vị đã
cung cấp số liệu, góp ý kiến để tơi đã hồn thành luận án này.
Từ đáy lịng mình, tác giả chân thành cám ơn PGS TS Trần Viết Ổn người
hướng dẫn khoa học đã giúp tơi.
Xin cảm tạ tấm lịng những người thân u và gia đình đã động viên, giúp đỡ
và gửi gắm ở tôi.
Cảm ơn Bộ môn Kỹ thuật hạ tầng và phát triển nơng thơn, Khoa Kỹ thuật tài
ngun nước, Phịng Đào tạo đại học và sau đại học, Trường Đại học Thuỷ lợi,Viện
kỹ thuật tài nguyên nước, Công ty trách nhiệm hữu hạn một thành viên khai thác
cơng trình thuỷ lợi Sông Nhuệ, Ban quản lý trung ương các dự án thủy lợi (CPO),
cùng bè bạn, đồng nghiệp đã chia sẻ những khó khăn, tạo điều kiện thuận lợi cho
tơi học tập và hoàn thành luận án này.
Hà Nội, tháng 12 năm 2015

i


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi.
Các số liệu, kết quả tính toán trong luận án là trung thực và chưa từng được

cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Tác giả của luận án

Lưu Văn Quân

ii


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài luận án ....................................................................... 1
2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu ...................................................................... 2
3. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu ..................................................................... 3
4. Phương pháp nghiên cứu và cách tiếp cận ....................................................... 3
4.1. Cách tiếp cận ................................................................................................... 3
4.2. Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng ................................................... 4
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của nghiên cứu ................................................. 4
6. Những đóng góp mới của luận án ..................................................................... 5
7. Bố cục của luận án ............................................................................................. 5

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỒ ĐIỀU HÒA, ẢNH HƯỞNG CỦA
HỒ ĐIỀU HÒA ĐẾN HỆ THỐNG TIÊU CHO VÙNG HỖN HỢP
NÔNG NGHIỆP - ĐÔ THỊ .......................................................................... 6
1.1 Chức năng của hồ điều hòa ............................................................................. 6
1.1.1 Các khái niệm ................................................................................................ 6
1.1.2 Chức năng của hồ điều hòa ........................................................................... 6
1.2 Tổng quan về sử dụng hồ điều hòa ................................................................. 8
1.2.1 Trên thế giới .................................................................................................. 8
1.2.2 Trong nước .................................................................................................. 10
1.2.3 Nhận xét....................................................................................................... 21

1.3 Tổng quan các nghiên cứu về hồ điều hòa .................................................... 22
1.3.1 Trên thế giới ................................................................................................ 22
1.3.2. Trong nước ................................................................................................. 27
1.4. Nhận xét chương ........................................................................................... 30

CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ CÔNG CỤ NGHIÊN CỨU 32
2.1 Hồ điều hòa trong hệ thống tiêu .................................................................... 32
2.1.1 Hồ điều hịa trong hệ thống thốt nước mưa đơ thị .................................... 32
2.1.2 Hồ điều hịa trong hệ thống tiêu nơng nghiệp ............................................. 33
2.1.3 Hồ điều hòa trong hệ thống tiêu cho vùng hỗn hợp nông nghiệp – đô thị .. 34
2.1.4 Các hình thức kết nối hồ điều hịa với hệ thống kênh ................................. 35
2.2 Xây dựng bài toán xác định quy mơ và hình thức bố trí hợp lý của hồ điều
hòa ........................................................................................................................ 37

iii


2.3 Phương pháp giải ........................................................................................... 37
2.3.1 Đề xuất trình tự giải bài toán ...................................................................... 37
2.3.2 Cơ cở xác định quy mơ và hình thức bố trí hồ điều hịa.............................. 40
2.3.3 Xác định quy mơ cơng trình của các phương án ......................................... 41
2.3.4 Xây dựng hàm mục tiêu, điều kiện ràng buộc ............................................. 52
2.3.5 Xác định hàm mục tiêu cụ thể cho các vùng nghiên cứu ............................ 55
2.3.6 Ứng dụng hàm mục tiêu cho việc chọn kịch bản hợp lý.............................. 60
2.4 Nhận xét chương ............................................................................................ 62

CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH QUY MƠ VÀ HÌNH THỨC
BỐ TRÍ HỢP LÝ HỒ ĐIỀU HỊA CHO LƯU VỰC THỐT NƯỚC
PHÍA TÂY THÀNH PHỐ HÀ NỘI .......................................................... 64
3.1 Chọn và mô tả vùng nghiên cứu.................................................................... 64

3.1.1 Chọn vùng nghiên cứu ................................................................................ 64
3.1.2 Tóm lược một số nét chính về vùng nghiên cứu .......................................... 64
3.1.3 Tóm lược quy hoạch thoát nước mưa vùng nghiên cứu ............................. 66
3.1.4 Các nhận xét về vùng nghiên cứu ............................................................... 67
3.2 Ứng dụng mơ hình SWMM 5.0 để xác định lưu lượng thiết kế hệ thống tiêu
.............................................................................................................................. 68
3.2.1 Sơ lược về mơ hình SWMM 5.0 ................................................................... 68
3.2.2 Kết quả kiểm định mơ hình SWMM 5.0 ...................................................... 68
3.2.3 Ứng dụng mơ hình SWMM 5.0 để xác định lưu lượng thiết kế hệ thống tiêu
của lưu vực phía tây thành phố Hà Nội ............................................................... 72
3.2.3.1 Xây dựng các kịch bản bố trí vị trí kết nối hồ điều hịa với hệ thống kênh
và quy mơ hồ điều hịa .......................................................................................... 72
3.2.3.2 Kết quả tính toán....................................................................................... 75
3.3 Xây dựng hàm mục tiêu cụ thể áp dụng cho khu vực tây thành phố Hà Nội
.............................................................................................................................. 86
3.3.1 Hàm mục tiêu tổng quát .............................................................................. 86
3.3.2 Xác định các thành phần trong hàm mục tiêu ............................................ 86
3.3.3 Hàm mục tiêu cụ thể của khu vực phía Tây thành phố Hà Nội .................. 94
3.3.4 Ứng dụng hàm mục tiêu để xác định phương án hợp lý hồ điều hòa cho khu
vực phía tây thành phố Hà Nội ............................................................................ 97
3.4 Nhận xét chương .......................................................................................... 108

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................. 110
I. Kết quả đạt được của luận án........................................................................ 110

iv


II. Kiến nghị ....................................................................................................... 111
III. Những hạn chế của luận án ........................................................................ 111

DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ ................................ 113
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................ 114
CÁC PHỤ LỤC ........................................................................................ 121
PHỤ LỤC 1: CÁC HÌNH THỨC KẾT CẤU THƠNG THƯỜNG CỦA
KÊNH CẤP 3............................................................................................ 121
PHỤ LỤC 02. KIỂM ĐỊNH MƠ HÌNH SWMM 5.0.............................. 122
PHỤ LỤC 03. CÁC BẢNG BIỂU ỨNG DỤNG TÍNH TỐN ÁP DỤNG
CHO PHÍA TÂY THÀNH PHỐ HÀ NỘI. ............................................. 139

v


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

STT

Viết tắt

Ý nghĩa

1

HĐH

2

TT

Hồ bố trí tập trung tại cơng trình đầu mối

3

PT1

Hồ bố trí dọc kênh chính

4

PT2

Hồ bố trí dọc kênh chính và nhánh

5

BĐKH

6

TLV

7

KĐTM

Khu đơ thị mới

8

ĐTXD

Đầu tư xây dựng

9

PL

Hồ điều hịa

Biến đổi khí hậu
Tiểu lưu vực

Phụ lục

vi


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Bảng thống kê diện tích hồ, tỷ lệ hồ trên diện tích đơ thị tại một số đô thị
lớn ......................................................................................................................... 11
Bảng 3.1: Bảng đánh giá sai số q trình tính tốn và thực đo .............................. 68
Bảng 3.2: Bảng đánh giá sai số q trình tính toán và thực đo, 02 trận mưa kiểm
định ....................................................................................................................... 69
Bảng 3.3. Kết quả tính tốn lưu lượng với trường hợp hồ tập trung tại đầu mối. .... 76
Bảng 3.4. Tổ hợp kết quả tính tốn lưu lượng nhóm kịch bản hồ bố trí tập trung. .. 80
Bảng 3.5. Bảng kết quả tính tốn cho nhóm kịch bản hồ bố trí dọc kênh chính (PT1)
.............................................................................................................................. 81
Bảng 3.6. Kết quả tính tốn nhóm kịch bản hồ phân tán dọc kênh chính và kênh
nhánh (PT2)........................................................................................................... 81
Bảng 3.7 Kết quả tính kích thước kênh tại 02 đoạn kênh đại diện .......................... 85

Bảng 3.8. Bảng thống kê kết quả kiểm định bằng phần mềm Eview 6.0 cho đầu mối
.............................................................................................................................. 89
Bảng 3.9. Bảng thống kê kết quả kiểm định bằng phần mềm Eview 6.0 cho kênh
cấp 3 ...................................................................................................................... 90
Bảng 3.10. Bảng thống kê kết quả kiểm định bằng phần mềm Eview 6.0 kênh cấp 3
.............................................................................................................................. 91
Bảng 3.11. Bảng thống kê kết quả kiểm định bằng phần mềm Eview 6.0 cho kênh
cấp 1, 2 .................................................................................................................. 93
Bảng 3.12. Bảng thống kê kết quả kiểm định bằng phần mềm Eview 6.0 cho hồ điều
hòa ........................................................................................................................ 94
Bảng 1.PL2. Số liệu trận mưa 24/8/2010-28/8/2010 trạm Hà Đông ..................... 126
Bảng 2.PL2. Số liệu trận mưa 24/8/2010-28/8/2010 trạm Phủ Lý ........................ 127
Bảng 3.PL2: Bảng đánh giá sai số q trình tính tốn và thực đo ........................ 131
Bảng 4.PL2: Bảng so sánh số liệu thực đo và tính tốn trận mưa ngày 24-28/8/2010
............................................................................................................................ 132
Bảng 5.PL2: Bảng đánh giá sai số q trình tính tốn và thực đo, 02 trận mưa kiểm
định ..................................................................................................................... 134
Bảng 6.PL2: Bảng so sánh số liệu thực đo và tính tốn trận mưa ngày 22-26/5/2012
............................................................................................................................ 135
Bảng 7.PL2 Bảng so sánh số liệu thực đo và tính tốn trận mưa ngày 17-19/8/2012
............................................................................................................................ 136
Bảng 01.PL3. Bảng thống kê chi phí đầu tư của một số trạm bơm ....................... 139
Bảng 2.PL3. Bảng tính kênh cấp 3 – trường hợp sử dụng cống tròn..................... 140
Bảng 3.PL3. Bảng tính kênh cấp 3 – trường hợp sử dụng cống hộp ..................... 140
Bảng 4.PL3. Bảng tính của kênh cấp 1 và 2 ......................................................... 141
Bảng 5.PL3- Bảng tính kích thước HĐH, chi phí đầu tư xây dựng....................... 142
Bảng 6.PL3. Các kịch bản bố trí hồ điều hịa tập trung tại đầu mối (TT). ............. 142
vii

Bảng 7.PL3. Bố trí HĐH phân tán dọc kênh chính (PT1).................................... 144
Bảng 8a.PL3 Bố trí HĐH phân tán dọc kênh chính và kênh nhánh (PT2). .......... 147
Bảng 8b.PL3 Bố trí HĐH phân tán dọc kênh chính và kênh nhánh (PT2). .......... 149
Bảng 9.PL3. Tổng hợp chi phí đầu tư xây dựng cho nhóm kịch bản hồ tập trung tại
đầu mối (TH1). .................................................................................................... 150
Bảng 10.PL3. Tổng hợp chi phí đầu tư xây dựng cho các kịch bản bố trí hồ tại đầu
mối khác tỷ lệ diện tích với các hình thức kết cấu. (TH1) .................................... 152
Bảng 11.PL3. Tổng hợp chi phí đầu tư xây dựng cho các kịch bản tập trung tại đầu
mối (TH2) ........................................................................................................... 154
Bảng 12.PL3. Tổng hợp chi phí đầu tư xây dựng cho các kịch bản tập trung tại đầu
mối (TH3) ........................................................................................................... 156
Bảng 13.PL3. Tổng hợp chi phí đầu tư xây dựng cho các kịch bản bố trí hồ tại đầu
mối khác tỷ lệ diện tích với các hình thức kết cấu. (TH2 và TH3) ....................... 157
Bảng 14.PL3. Tổng hợp giá trị đầu tư xây dựng cho các kịch bản PT1 (TH1) ..... 160
Bảng 15.PL3. Tổng hợp giá trị đầu tư xây dựng cho các kịch bản PT2 (TH1) ..... 161
Bảng 16.PL3. Tổng hợp chi phí đầu tư xây dựng cho các kịch bản PT1 với (TH2 và
TH3).................................................................................................................... 162
Bảng 17.PL3. Tổng hợp chi phí đầu tư xây dựng cho các kịch bản PT2 với (TH2 và
TH3) ................................................................................................................................... 163

viii


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống thốt nước mưa đơ thị ..................................................... 32
Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống tiêu nơng nghiệp ............................................................. 33
Hình 2.3 Hệ thống tiêu nơng nghiệp ...................................................................... 34
Hình 2.4 Hệ thống tiêu cho vùng hỗn hợp nông nghiệp – đô thị............................. 35
Hình 2.5. Sơ đồ kết nối hồ và kênh dẫn ................................................................. 36
Hình 2.6. Hình ảnh hồ trên kênh và hồ bên kênh ................................................... 36

Hình 2.7. Sơ họa hệ thống tiêu cho vùng hỗn hợp nông nghiệp – đô thị ................. 37
Hình 2.8 Sơ đồ các bước xác định phương án chọn theo phương pháp truyền thống
.............................................................................................................................. 38
Hình 2.9. Sơ đồ các bước xác định phương án chọn theo phương pháp mới .......... 39
Hình 2.10. Sơ họa các hình thức bố trí hồ điều hịa ................................................ 40
Hình 2.11. Phương pháp xác định các kịch bản (KB) hình thức bố trí HĐH .......... 41
Hình 2.12 Sơ đồ kết nối liên hồ ............................................................................. 42
Hình 2.13. Sơ đồ khối tính tốn thủy văn, thủy lực vùng hỗn hợp nơng nghiệp – đơ
thị .......................................................................................................................... 44
Hình 2.14 Các thành phần của hệ thống mô phỏng bởi SWMM 5.0 ....................... 45
Hình 2.15a: Mơ hình cắt ngang tiểu lưu vực (subcatchment) ................................. 46
Hình 2.15b. Mơ hình mưa – dịng chảy để tính Q~t từ các tiểu lưu vực
(subcatchment) ...................................................................................................... 47
Hình 2.16. Sơ họa dịng chảy vào và ra khỏi hồ ..................................................... 48
Hình 2.17. Đồ thị dịng chảy đến và đi khỏi hồ ...................................................... 48
Hình 2.18. Cơng trình tràn điều tiết nước mặt ruộng .............................................. 51
Hình 2.19. Dạng đường hồi quy quan hệ Cđm~Qđm của các loại máy khác nhau ..... 56
Hình 2.20. Mặt cắt ngang kênh cấp 1, cấp 2 kênh đất ............................................ 57
Hình 2.21. Mặt cắt ngang kênh cấp 1, cấp 2 có gia cố mái đá xây.......................... 57
Hình 2.22. Dạng đường hồi quy chi phí đầu tư xây dựng và lưu lượng kênh cấp 1, 2
.............................................................................................................................. 58
Hình 2.23. Dạng đường hồi quy chi phí đầu tư xây dựng và lưu lượng của kênh cấp
3 ............................................................................................................................ 59
Hình 2.24. Dạng đường hồi quy chi phí đầu tư xây dựng và diện tích hồ ............... 60
Hình 2.25. Dạng đường quan hệ giữa lưu lượng và diện tích hồ ............................ 61
Hình 2.26. Dạng đường quan hệ của chi phí đầu tư xây dựng và diện tích HĐH .... 61
Hình 3.1. Bình đồ vùng nghiên cứu – phía Tây thành phố Hà Nội. ........................ 65
Hình 3.2 Quy hoạch khơng gian vùng nghiên cứu tầm nhìn 2030 đến 2050 ........... 67
Hình 3.3: Đường q trình lưu lượng tính tốn và thực đo ..................................... 68
Kết quả hiệu chỉnh - ngày 24-28/08/2010 - trạm Hà Đơng - Sơng Nhuệ ................ 68

Hình 3.4: Đường q trình lưu lượng tính tốn và thực đo ..................................... 69
Kết quả hiệu chỉnh - ngày 24-28/08/2010 – Cống điều tiết Đồng Quan - Sông Nhuệ
.............................................................................................................................. 69
ix


Hình 3.5: Đường q trình lưu lượng tính tốn và thực đo ..................................... 70
Kết quả hiệu chỉnh - ngày 22-26/05/2012 - trạm Hà Đơng - Sơng Nhuệ ................ 70
Hình 3.6: Đường q trình lưu lượng tính tốn và thực đo ..................................... 70
Kết quả hiệu chỉnh - ngày 22-26/05/2012 - trạm Đồng Quan - Sơng Nhuệ ............ 70
Hình 3.7: Đường q trình lưu lượng tính tốn và thực đo ..................................... 71
Kết quả hiệu chỉnh - ngày 17-19/08/2012 - trạm Hà Đông - Sơng Nhuệ ................ 71
Hình 3.8: Đường q trình lưu lượng tính tốn và thực đo ..................................... 71
Kết quả hiệu chỉnh - ngày 17-19/08/2012 - trạm Đồng Quan - Sông Nhuệ ............ 71
Hình 3.9 Sơ đồ thủy lực vùng nghiên cứu .............................................................. 73
Hình 3.10. Đồ thị quan hệ giữa lưu lượng đầu mối và tỷ lệ HĐH........................... 77
Hình 3.11. Đồ thị quá trình lưu lượng đầu mối Liên Mạc khi tỷ lệ HĐH thay đổi .. 77
Hình 3.12. Đồ thị quá trình lưu lượng đầu mối Yên Thái khi tỷ lệ HĐH thay đổi .. 78
Hình 3.13. Đồ thị quá trình lưu lượng đầu mối Yên Nghĩa khi tỷ lệ HĐH thay đổi 78
Hình 3.14. Đồ thị đường mực nước dọc sơng Nhuệ từ nút N16 đến N5 ................. 79
Hình 3.15. Đồ thị quan hệ lưu lượng đỉnh đầu mối và tỷ lệ diện tích HĐH ............ 82
Hình 3.16. Đồ thị quan hệ tổng lưu lượng đỉnh hệ thống kênh và tỷ lệ diện tích
HĐH...................................................................................................................... 83
Hình 3.17. Sơ đồ vị trí tiểu lưu vực xem xét .......................................................... 84
Hình 3.18. Đồ thị biểu thị mối quan hệ giữa lưu lượng và chi phí đầu tư xâydựng
khu đầu mối ........................................................................................................... 88
Hình 3.19. Đồ thị quan hệ giữa lưu lượng và chi phí đầu tư xây dựng của kênh cấp 3
– sử dụng ống cống trịn đúc sẵn. ........................................................................... 90
Hình 3.20. Đồ thị quan hệ giữa lưu lượng và chi phí đầu tư xây dựng của kênh cấp 3
– sử dụng hộp hình chữ nhật. ................................................................................. 91

Hình 3.21. Đồ thị quan hệ giữa lưu lượng và chi phí cải tạo kênh cấp 1 và 2 ......... 92
(Ghi chú: nạo vét và gia cố mái bằng xây đá hộc trong khung BTCT – tính cho
100m) .................................................................................................................... 92
Hình 3.22 Đồ thị quan hệ giữa lưu lượng và chi phí cải tạo kênh cấp 1 và 2 .......... 92
(chỉ nạo vét – tính cho 100m) ................................................................................ 92
Hình 3.23. Đồ thị quan hệ giữa diện tích hồ và chi phí đầu tư xây dựng của HĐH –
gia cố mái bằng lát đá. ........................................................................................... 94
Hình 3.24. Đồ thị quan hệ giữa tỷ lệ diện tích hồ và chi phí đầu tư xây dựng các
hạng mục trong hệ thống ứng với phương án kết cấu (GTT1 -Kênh cấp 3 hộp, kênh
chính gia cố, đầu mối và hồ điều hịa xây dựng mới) ............................................. 99
Hình 3.25. Đồ thị quan hệ giữa tỷ lệ diện tích hồ và chi phí đầu tư xây dựng của các
hình thức kết cấu ................................................................................................. 100
Hình 3.26. Đồ thị quan hệ giữa tỷ lệ diện tích hồ và chi phí đầu tư xây dựng của các
hình thức kết cấu – hồ phân tán PT1 .................................................................... 102
Hình 3.27. Đồ thị quan hệ giữa tỷ lệ diện tích hồ và chi phí đầu tư xây dựng PT2103

x


Hình 3.28. Đồ thị quan hệ giữa tỷ lệ diện tích hồ và chi phí đầu tư xây dựng khu đầu
mối ...................................................................................................................... 105
Hình 3.29. Đồ thị quan hệ giữa tỷ lệ diện tích hồ và chi phí xây dựng hệ thống kênh
............................................................................................................................ 107
Hình 3.30. Đồ thị quan hệ giữa tỷ lệ diện tích hồ và chi phí đầu tư xây dựng tồn hệ
thống ................................................................................................................... 108
Hình 01.PL1. Kết cấu cống cấp 3 sử dụng cống trịn đơn..................................... 121
Hình 02.PL1. Kết cấu cống cấp 3 sử dụng cống trịn đơi và ba ............................ 121
Hình 03.PL1. Kết cấu kênh (cống) cấp 3 sử dụng cống hộp ................................. 121
Hình 01.PL2. Sơ đồ thuỷ lực - Bố trí các điểm quan trắc H,Q kiểm định mơ hình 128
Hình 2.PL2: Đường q trình lưu lượng tính toán và thực đo .............................. 132

Kết quả hiệu chỉnh - ngày 24-28/08/2010 - trạm Hà Đông - Sông Nhuệ .............. 132
Hình 3.PL2: Đường q trình lưu lượng tính tốn và thực đo .............................. 133
Kết quả hiệu chỉnh - ngày 24-28/08/2010 – Cống điều tiết Đồng Quan - Sơng Nhuệ
............................................................................................................................ 133
Hình 4.PL2: Đường q trình lưu lượng tính tốn và thực đo .............................. 134
Kết quả hiệu chỉnh - ngày 22-26/05/2012 - trạm Hà Đơng - Sơng Nhuệ .............. 134
Hình 5.PL2: Đường q trình lưu lượng tính tốn và thực đo .............................. 135
Kết quả hiệu chỉnh - ngày 22-26/05/2012 - trạm Đồng Quan - Sơng Nhuệ .......... 135
Hình 6.PL2: Đường q trình lưu lượng tính tốn và thực đo .............................. 136
Kết quả hiệu chỉnh - ngày 17-19/08/2012 - trạm Hà Đông - Sơng Nhuệ .............. 136
Hình 7.PL2: Đường q trình lưu lượng tính tốn và thực đo .............................. 137
Kết quả hiệu chỉnh - ngày 17-19/08/2012 - trạm Đồng Quan - Sông Nhuệ .......... 137

xi


xii


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài luận án
Sự bùng nổ dân số tại các đô thị, khu công nghiệp do nhu cầu của phát triển kinh tế đòi
hỏi mở rộng diện tích đơ thị và xây dựng khu đơ thị mới. Do diện tích mở rộng của đơ
thị làm mất diện tích chứa nước tạm thời và kết nối hạ tầng thốt nước cho diện tích đơ
thị mở rộng với hạ tầng thốt nước đơ thị sẵn có mang tính chắp vá nên gia tăng ngập
úng. Nhiều khu đơ thị mới được xây dựng trên diện tích đất sản xuất nông nghiệp hoặc
đất chuyên dùng đã tạo áp lực cho hệ thống tiêu do tăng nhiều về lưu lượng đỉnh và
tổng lượng nước cần tiêu (đơ thị hóa làm giảm lượng nước thấm). Giải pháp toàn diện
là nâng cấp hệ thống tiêu từ đầu mối đến hệ thống kênh dẫn, chuyển đổi các vùng
trũng sang nuôi trồng thủy sản hoặc hồ điều hòa để điều tiết lượng nước gia tăng.

Trong đó, hồ điều hịa làm nhiệm vụ trữ nước mưa nhằm giảm ngập úng cho diện tích
đơ thị và vùng sản xuất nông nghiệp trong lưu vực phụ trách.
Vai trò chủ yếu của hồ điều hòa trong hệ thống thoát nước mưa là trữ nước mưa làm
giảm ngập úng, giảm quy mơ, kích thước các cơng trình phía sau hồ như: đường dẫn,
trạm bơm, cống tiêu… Ngoài ra, hồ có nhiệm vụ trữ nước để phục vụ cho các mục
đích khác nhau như tạo cảnh quan đơ thị, cấp nước tưới, kết hợp nuôi trồng thủy sản,
bổ sung lượng nước ngầm, xử lý ô nhiễm môi trường nước và cải thiện vi khí hậu.
Hiện tượng biến đổi khí hậu làm tăng các trận mưa lớn cả về cường độ và tổng lượng
khiến ngập úng xảy ra ngày càng nghiêm trọng và số lần xuất hiện nhiều hơn. Trong
khi đó, cơng tác quản lý các hồ chưa được quan tâm thích đáng nên hiện tượng lấn
chiếm diện tích mặt hồ, đổ phế thải, rác thải sinh hoạt… đang diễn ra ở nhiều hồ dẫn
tới giảm dung tích điều hịa nước mưa gây ra úng ngập cục bộ ở nhiều nơi làm gia tăng
ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng xấu tới sinh hoạt và sức khoẻ của người dân.
Việc xây dựng các khu đô thị mới trên đất lúa và đất chuyên dùng khác diễn ra nhanh
chóng trên phạm vi toàn quốc. Điều này khiến hàng trăm hệ thống tiêu trên toàn quốc
ban đầu chỉ được thiết kế tiêu cho diện tích đất nơng nghiệp và dân cư nơng thơn thì
nay phải đảm nhiệm tiêu cho các khu đơ thị mới xây dựng trong lưu vực hệ thống phụ
1


trách. Bên cạnh đó, một vài hệ thống tiêu được thiết kế ban đầu có nhiệm vụ thốt
nước mưa cho diện tích đơ thị sẵn có và vùng sản xuất nông nghiệp lân cận. Những hệ
thống tiêu như trên được gọi là hệ thống tiêu cho vùng hỗn hợp nông nghiệp – đơ thị.
Do nhu cầu thốt nước mưa tính trên mỗi đơn vị diện tích đơ thị lớn hơn nhiều so với
nhu cầu tiêu cho đất nơng nghiệp, vì vậy diện tích chuyển đổi từ đất nơng nghiệp sang
đất đơ thị càng lớn thì lượng nước cần tiêu tăng thêm càng lớn, tăng nguy cơ gây quá
tải hệ thống kênh và ngập úng.
Trước thực tế bức xúc về tình trạng ngập úng do mở rộng diện tích đơ thị, đã có nhiều
nghiên cứu, quy hoạch thốt nước mưa cho thời gian trung hạn và dài hạn nhưng diện
tích hồ điều hòa được đề xuất ước lượng khác nhau giữa các đơ thị và vị trí đặt hồ chủ

yếu tại cơng trình đầu mối hoặc tận dụng các hồ tự nhiên có sẵn trên hệ thống hoặc sử
dụng các hồ kết hợp tạo cảnh quan trong cơng viên.
Trong khi đó, các nghiên cứu liên quan đến hồ điều hòa thời gian gần đây chủ yếu đề
cập đến chất lượng nước, sinh thái hồ, cải tạo tăng dung tích hồ, nâng cao ý thức của
người dân về việc bảo vệ hồ, tạo cảnh quan môi trường kết hợp với công viên vui chơi,
giải trí… Xây dựng hồ điều hịa mang ý nghĩa kinh tế và kỹ thuật, vì vậy cần nghiên
cứu về ảnh hưởng của hồ đến các hạng mục công trình trong hệ thống tiêu về mặt lưu
lượng và kinh tế để chọn hình thức bố trí và quy mơ hợp lý mang tính cần thiết.
Đề tài: “Nghiên cứu xác định quy mơ và hình thức bố trí hợp lý hồ điều hồ cho vùng
hỗn hợp nơng nghiệp-đơ thị ” có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao.
2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu
Mục tiêu nghiên cứu của luận án là xây dựng phương pháp thiết lập bài tốn xác định
quy mơ và hình thức bố trí hợp lý hồ điều hịa nhằm giảm chi phí đầu tư xây dựng hệ
thống tiêu cho vùng hỗn hợp nông nghiệp - đô thị.
Để đạt mục tiêu trên, luận án giải quyết các nội dung sau:
1. Tổng quan về hồ điều hòa và ảnh hưởng của hồ điều hòa đến hệ thống tiêu cho vùng
hỗn hợp nông nghiệp - đô thị trên Thế giới và Việt Nam.

2


2. Phân tích cơ sở khoa học và thực tiễn mối quan hệ ảnh hưởng của hồ điều hòa đến
quy mô các hạng mục trong hệ thống tiêu. Xây dựng phương pháp luận cho việc lựa
chọn quy mơ và hình thức bố trí hợp lý hồ điều hịa cho vùng hỗn hợp nông nghiệp đô thị.
3. Ứng dụng phương pháp luận đã đề xuất để nghiên cứu xác định quy mơ và hình
thức bố trí hợp lý hồ điều hịa cho hệ thống tiêu khu vực phía Tây thành phố Hà Nội.
3. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu
Luận án tập trung nghiên cứu xác định quy mơ và hình thức bố trí hợp lý của hồ điều
hồ để giảm chi phí ĐTXD hệ thống tiêu cho vùng hỗn hợp nơng nghiệp - đơ thị, áp
dụng cho khu vực phía Tây thành phố Hà Nội.

Do đó luận án giới hạn phạm vi và đối tượng nghiên cứu như sau:
Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống tiêu cho vùng hỗn hợp nông nghiệp - đô thị, áp dụng
cụ thể cho hệ thống tiêu khu vực phía Tây thành phố Hà Nội.
Phạm vi nghiên cứu:
- Phạm vi nghiên cứu của luận án là quy mơ và hình thức bố trí của hồ điều hịa trong
hệ thống tiêu cho vùng hỗn hợp nơng nghiệp - đô thị.
- Nghiên cứu giới hạn trong điều kiện mặt bằng, loại hình, độ dốc các tuyến kênh, vị
trí, loại hình các cơng trình đã được xác định.
- Khơng xét đến nước thải hay chất lượng nước.
- Không xét đến các chi phí khác như: chi phí vận hành, bảo dưỡng, bảo trì của hệ
thống tiêu.
- Khơng xét các hồ nhỏ cục bộ mà chỉ nghiên cứu hồ trên diện tích dọc các kênh
chính có chức năng điều tiết nước, hình thức hồ bên kênh.
- Vùng nghiên cứu ứng dụng là phía Tây thành phố Hà Nội.
4. Phương pháp nghiên cứu và cách tiếp cận
4.1. Cách tiếp cận
- Tiếp cận hệ thống: nghiên cứu được thực hiện theo hướng tiếp cận một cách hệ
thống từ hiện tượng (ảnh hưởng của HĐH đến chi phí đầu tư xây dựng của từng hạng
3


mục đến toàn hệ thống tiêu) đến việc xây dựng phương pháp luận và áp dụng vào thực
tiễn (một hệ thống/vùng cụ thể).
- Kế thừa các cơng trình nghiên cứu đã có. Việc kế thừa được thực hiện trên cơ sở kết
quả các cơng trình nghiên cứu đã có. Đặc biệt là việc sử dụng tài liệu thiết kế của 21
cơng trình trạm bơm trong khu vực để xây dựng quan hệ hồi quy giữa chi phí và lưu
lượng sử dụng trong xây dựng hàm mục tiêu. Kế thừa tài liệu địa hình của các dự án
trong vùng để phục vụ cho công tác mô phỏng thủy lực hệ thống.
4.2. Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng
- Phương pháp kế thừa: Kế thừa các kết quả nghiên cứu tương tự. Bao gồm các kết

quả nghiên cứu về thoát nước đơ thị, hồ điều hịa, tiêu nơng nghiệp, các kết quả tính
tốn thiết kế các hệ thống tiêu nơng nghiệp - đơ thị. Tổng hợp tìm hướng giải quyết
cho đề tài.
- Phương pháp mơ hình, mơ phỏng: Ứng dụng mơ hình hồ chứa mặt ruộng mơ phỏng
phần diện tích đất nơng nghiệp và kết nối với mơ hình SWMM 5.0 để mơ phỏng q
trình thủy văn, thủy lực diện tích đơ thị và tồn hệ thống tiêu ứng với các kịch bản về
quy mơ và hình thức bố trí hồ điều hồ.
- Phương pháp phân tích hệ thống và tối ưu hóa: Để xác định các kịch bản bố trí hồ
điều hịa hợp lý về quy mơ và hình thức bố trí.
- Phương pháp thống kê: Sử dụng trong xây dựng hàm hồi quy, hàm mục tiêu, xử lý
tính tốn thủy văn.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của nghiên cứu
Ý nghĩa khoa học: Luận án cung cấp được phương pháp luận khoa học cho việc xác
định quy mô và hình thức bố trí hợp lý hồ điều hịa cho vùng hỗn hợp nông nghiệp đô thị.
Ý nghĩa thực tiễn: Luận án đề xuất được tỷ lệ diện tích và hình thức bố trí hợp lý hồ
điều hồ cho khu vực phía Tây thành phố Hà Nội trong điều kiện khu vực này đang
trong q trình đơ thị hóa, cơng nghiệp hóa. Kết quả này có thể làm dùng tham khảo
trong quy hoạch hồ điều hòa cho các khu vực phía Tây thành phố Hà Nội và các khu
vực khác có điều kiện tương tự.

4


6. Những đóng góp mới của luận án
1) Luận án cung cấp phương pháp luận khoa học thiết lập và giải bài tốn xác định quy
mơ và hình thức bố trí hợp lý hồ điều hịa nhằm giảm chi phí đầu tư xây dựng của hệ
thống tiêu cho vùng hỗn hợp nông nghiệp – đô thị.
2) Luận án đã áp dụng thành công phương pháp luận mới cho lưu vực phía Tây thành
phố Hà Nội trong điều kiện lưu vực này đang trong q trình đơ thị hóa, cơng nghiệp
hóa. Kết quả cho thấy:

i) Tỷ lệ diện tích hồ điều hòa hợp lý của lưu vực dao động từ 2% đến 3,82% tùy
thuộc vào hai yếu tố: (1) hình thức bố trí hồ tập trung tại đầu mối hay hồ bố trí phân
tán trên kênh. (2) Chi phí đền bù giải phóng mặt bằng.
ii) Trong cùng một tỷ lệ diện tích, hồ càng phân tán chi phí đầu tư xây dựng
càng giảm và ngược lại.
Các kết quả trên đây có thể tham khảo và áp dụng cho các lưu vực tương tự khác.
7. Bố cục của luận án
Luận án được trình bày trong 3 chương chính như sau:
Chương 1. Tổng quan về hồ điều hòa, ảnh hưởng của hồ điều hịa đến hệ thống tiêu
cho vùng hỗn hợp nơng nghiệp - đô thị.
Chương 2. Phương pháp luận và công cụ nghiên cứu.
Chương 3. Nghiên cứu xác định quy mô và hình thức bố trí hợp lý hồ điều hịa cho
lưu vực thốt nước phía Tây thành phố Hà Nội.

5


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỒ ĐIỀU HÒA, ẢNH HƯỞNG CỦA HỒ
ĐIỀU HÒA ĐẾN HỆ THỐNG TIÊU CHO VÙNG HỖN HỢP NÔNG
NGHIỆP - ĐÔ THỊ
1.1 Chức năng của hồ điều hòa
1.1.1 Các khái niệm
Hồ điều hòa là thuật ngữ chỉ các vùng đất thấp, trũng có khả năng trữ nước (tạm thời
hay thường xuyên), được hình thành trong điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo. Theo
chức năng, nhiệm vụ hồ có các chức năng chính như sau: điều hịa nước mưa giảm
ngập úng, tạo cảnh quan, vui chơi giải trí, thể thao, du lịch, hồ xử lý giảm ô nhiễm mơi
trường, cải thiện vi khí hậu, ni trồng thủy sản, cấp nước tưới hoặc cho các mục đích
khác …
Hệ thống có nhiệm vụ tiêu đồng thời cho diện tích nơng nghiệp và đô thị được gọi là
hệ thống tiêu cho vùng hỗn hợp nông nghiệp – đô thị. Trên phạm vi cả nước, nhiều hệ

thống được thiết kế ban đầu chỉ tiêu cho diện tích đất nơng nghiệp sau đó chuyển sang
tiêu cho vùng hỗn hợp nông nghiệp - đô thị do các đô thị mới xây dựng trong lưu vực
phụ trách của hệ thống. Trong khi những hệ thống được thiết kế tiêu cho vùng hỗn hợp
nông nghiệp – đơ thị thì do mở rộng đơ thị khiến tỷ trọng diện tích đất đơ thị ngày
càng tăng và diện tích đất nơng nghiệp thu hẹp lại.
Chi phí đầu tư xây dựng gồm chi phí xây dựng, chi phí mua sắm thiết bị và chi phí giải
phóng mặt bằng để xây dựng một hạng mục cơng trình trong hệ thống hay tồn hệ
thống.
1.1.2 Chức năng của hồ điều hịa
Hồ điều hịa trong đơ thị hoặc trong hệ thống tiêu nơng nghiệp thường đồng thời thực
hiện nhiều chức năng như điều tiết nước mưa giảm ngập úng, trữ nước phục vụ tưới và
sử dụng nước cho mục đích khác như: ni thủy sản, cải thiện vi khí hậu, tạo sinh thái
mơi trường tốt, văn hóa tín ngưỡng… Mỗi hồ có một chức năng chính, khi phân loại
theo chức năng chính của hồ được:

6


-

Hồ điều tiết nước mưa giảm ngập úng (detention ponds) là hồ có dung tích dùng để
trữ một phần hay toàn bộ lượng nước mưa từ các khu vực lân cận chảy đến, nhằm
giảm lưu lượng đỉnh của hệ thống thoát nước mưa, giảm ngập úng. Các hồ như: Hồ
Yên Sở, hồ Định Công, hồ Linh Đàm, hồ Đống Đa… tại Hà Nội. Hồ An Biên, hồ
Phương Lưu, hồ Tiên Nga… tại Hải Phòng. Hồ Truyền Thống, hồ Đầm Bét (hồ
Đò) .. tại Nam Định là các HĐH nước mưa, giảm ngập úng.

-

Hồ có chức năng chính là tạo cảnh quan, vui chơi giải trí thường được xây dựng

trong các cơng viên, khu đơ thị mới. Hồ đóng vai trị là cơng trình kiến trúc, được
thiết kế xây dựng nhằm tạo cảnh quan đẹp, tăng giá trị thẩm mỹ cho hồ và khu vực
xung quanh hồ. Thông thường, hồ luôn duy trì mực nước ở độ cao nhất định và giữ
gìn chất lượng nước tốt nhằm đảm bảo khai thác tốt nhất cho các hoạt động văn
hóa thể thao và cảnh quan. Tuy nhiên, hồ vẫn có thể tham gia điều tiết nước mưa
với dung tích nhất định và tham gia trữ nước để sử dụng cho các mục đích khác.
Tại Hà Nội có hồ trong cơng viên Hịa Bình, công viên Lê Nin, hồ Trúc Bạch, hồ
xung quanh thành cổ Bắc Ninh, hồ trong khu giải trí Đầm Sen thuộc Thành phố Hồ
Chí Minh…

-

Hồ có nhiệm vụ chính là xử lý mơi trường thường bố trí trong khu xử lý nước thải,
hoặc vùng trũng tự nhiên có nhiệm vụ thu nhận nước thải sinh hoạt, công nghiệp và
xử lý nước thải đó bằng hình thức tự làm sạch của hệ thủy sinh trong hồ. Các hồ
dạng này gồm: hồ trong trạm xử lý nước thải Yên Sở, hồ xử lý nước thải Bình
Hưng Hịa tại thành phố Hồ Chí Minh…

-

Hồ ni trồng thủy sản thường tận dụng diện tích đất thấp trũng trong vùng sản
xuất nông nghiệp, mực nước trong hồ được duy trì thấp hơn bờ một khoảng an toàn
chống tràn khi gặp mưa lớn và đủ độ sâu cho ni trồng thủy sản. Khi gặp mưa lớn
có thể tận dụng khoảng an tồn cho mục đích trữ nước mưa, nhưng chỉ trữ lượng
mưa rơi trực tiếp trên diện tích mặt hồ. Như vậy lưu lượng trong kênh đã giảm do
toàn bộ lượng nước mưa rơi xuống hồ khơng tham gia hình thành dịng chảy ngay
tại thời điểm đó mà được xả ra khi mực nước và lưu lượng kênh giảm xuống.

-

Hồ với các chức năng khác như tơn giáo, tín ngưỡng... Như hồ Gươm tại Hà Nội.

7


Tuy vậy, trong nghiên cứu này khái niệm hồ điều hòa chỉ tập trung xem xét hồ với
chức năng điều tiết nước mưa giảm ngập úng.
1.2 Tổng quan về sử dụng hồ điều hòa
1.2.1 Trên thế giới
Lịch sử phát triển đô thị trên giới từ nhiều năm trước công nguyên trên những đồng
bằng châu thổ dọc hai bờ những con sơng lớn như sơng Nile, sơng Hằng, sơng Hồng
Hà, sơng Dương Tử... Đô thị cổ đại xây dựng trên địa hình bằng phẳng, gần nguồn
nước để thuận tiện cho cư dân sản xuất nông nghiệp, phát triển đánh bắt thủy sản và
giao thông thủy. Hồ, ao tự nhiên được sử dụng cho vui chơi giải trí, mục đích tín
ngưỡng, cấp nước.
Đến những thập kỷ gần đây, sự phát triển kinh tế và bùng nổ dân số yêu cầu mở rộng
đô thị cổ và hình thành các đơ thị mới tạo ra áp lực lớn về thốt nước mưa, mơi trường,
khơng gian cho vui chơi giải trí... cho đơ thị và vùng nơng nghiệp lân cận. Vai trị của
hồ trong việc trữ nước mưa giảm ngập úng, sử dụng làm nơi vui chơi giải trí và cải
thiện mơi trường được khẳng định. Khi trận mưa có cường độ lớn xuất hiện thường
xuyên hơn đòi hỏi các hồ tự nhiên cần được bảo vệ và xây dựng thêm các hồ nhân tạo,
ngoài ra sử dụng các vùng đất thấp trũng như những hồ trữ nước tạm thời.
Hồ trong đô thị được sử dụng cho mục đích trữ nước mưa giảm ngập úng [1], hồ có
vai trị tạo cảnh quan mơi trường, xử lý môi trường [2], tăng thấm bổ sung cho nước
ngầm [3], vui chơi giải trí. Hồ tại các vùng nơng nghiệp ven đơ thị có mục đích chính
là điều tiết nước mưa giảm ngập úng cho đô thị và vùng nông nghiệp, trữ nước tưới,
nuôi trồng thủy sản [4]. Thực tế, tùy vào điều kiện khí hậu, điều kiện thủy văn, văn
hóa và tín ngưỡng ... mà mục đích chính của hồ có thể khác nhau.
Trước hết, hồ tự nhiên trên thế giới phân bố ngẫu nhiên không đồng đều, số lượng và
diện tích hồ phụ thuộc vào điều kiện địa hình, địa chất và khí hậu. Trong khi đó, hồ

nhân tạo được hình thành do con người xây dựng. Diện tích đất thấp trũng ven đơ sử
dụng trữ nước mưa tạm thời được xem như các HĐH [5]. Sự phân bố và tình hình sử

8


dụng HĐH xem xét tại một số quốc gia thuộc các châu lục khác nhau để thấy sự khác
nhau.
Châu Mỹ có lượng mưa tương đối lớn (trung bình trên 2000mm/năm) và có băng tuyết
vào mùa đơng, điều kiện khí hậu thuận lợi cho sự hình thành hồ tự nhiên. Trong đó,
Canada có trên 31 000 hồ tự nhiên, chiếm trên 9% diện tích tự nhiên của đất nước và
chiếm 60% tổng số hồ nước trên thế giới [6]. Các hồ rải rác tự nhiên trong đơ thị và
ngồi đơ thị, số còn lại chủ yếu phân bố tại thung lũng. Bên cạnh là nước Mỹ có trên
250 hồ nước ngọt có diện tích trên 10 dặm vng và hàng nghìn hồ nhỏ, trong đó: 100
hồ tại bang Alaska, 100 hồ tại Minnesota, Wisconsin, Michigan, New York và Maine
[7]. Thành phố New York nằm ven biển nên việc thoát ra biển dễ dàng, các hồ trong
thành phố chủ yếu trong các cơng viên với mục đích tạo cảnh quan và vui chơi giải trí
như: Manhattan (central Park), Corana Park, Weequahic Park.... Các HĐH ở các thành
phố như NewYord, Oasington DC. .. chiếm tỷ lệ dao động từ 1,7% đến 5,3%. Việc
tham giảm ngập úng của các HĐH là rất hữu hiệu, nhờ vậy hệ thống thoát nước mưa
nước của các thành phố được giảm nhỏ [8].
Châu Âu có lượng mưa từ 500mm đến 1500mm mỗi năm. Tại Pháp xây dựng HĐH
cho mục đích giảm ngập úng tại các thành phố trở nên phổ biến từ những năm 1960
[9]. Một ví dụ cụ thể của phương pháp này là khu vực quận Saine-Saint-Denis (nội
thành Paris). Tồn quận có diện tích là 236 km2 với dân số 1.350.000 người. Năm
1997, người ta đã xây dựng một vài HĐH với dung tích trữ mỗi hồ là 800.000 m3,
trước năm 2005 đã xây dựng 19 hồ với dung tích mỗi hồ trên 959.000m3 [10]. Do
lượng mưa trung bình nhiều năm tại Paris là 585mm (nguồn: internet “statistics
canada”), do thành phố lâu đời nên việc xây dựng hồ trong vùng lõi gặp nhiều khó
khăn, thay vào đó là hệ thống đường ống thốt nước khổng lồ tổng chiều dài hơn 2300

km. Trong khi đó tại Anh, theo luật Anh khi phát triển một khu đô thị, yêu cầu bắt
buộc là phải duy trì một lưu lượng lớn nhất (peak flow) dưới một mức an toàn cho sự
phát triển đơ thị hóa khu vực trong tương lai. Vấn đề này chỉ đạt được một cách hiệu
quả khi tiến hành trữ lũ bằng các HĐH. Đối với các tiểu lưu vực có tổng lượng lũ nhỏ
hơn 25.000 m3, hệ thống thoát lũ phải được thiết kế với trận lũ có độ lặp lại là 150 năm.
Đối với các tiểu lưu vực có tổng lượng lũ lớn hơn 25.000 m3, hệ thống thoát lũ phải
9


được thiết kế với các trận lũ lớn nhất đo được. Luật Xây dựng của Anh quy định rõ,
khi phát triển khu đô thị, tỷ lệ HĐH tối thiểu phải đạt tối thiểu từ 3% so với tổng diện
tích khu vực đô thị [11].
Châu Á: Theo Xingqi Zhang (2012), Trung Quốc có lượng mưa khơng lớn, các thành
phố lớn như Bắc Kinh, Thượng Hải, Nam Kinh đều có tỷ lệ HĐH (tự nhiên và nhân
tạo) dao động từ 1,7% đến 3,2%. Các hồ đã góp phần giảm cho các thành phố này từ
25% đến 45% tổng lưu lượng đỉnh do mưa của các thành phố này [12]. Tại Sri Lanka,
theo Cục Thủy lợi Sri Lanka, các khu đất ngập nước ven thuộc thủ đơ Colombo đóng
vai trị như một khu HĐH. Hiện tại, trong số 1.200 ha đất ngập nước, có 399 ha là hồ
ao và 800 ha là ruộng lúa. Các khu đất này là khu trữ cho 85 km2 diện tích nội đơ
thành phố Colombo. Tỷ lệ diện tích khu trữ (tính cả phần ruộng lúa) là 14,1%. Theo
đánh giá của hãng Nipon Koei 1992, toàn bộ diên tích đất ngập nước có thể cắt giảm
được 132,2m3/s dịng chảy đỉnh cho thành phố Colombo. Nhờ vậy, trong mùa mưa,
tồn bộ nội đơ thành phố hầu như khơng bị ngập úng [13]. Trong khi Nhật có lượng
mưa tương đối lớn 1.563mm (nguồn: internet “statistics canada”), hệ thống thoát nước
mưa hiện đại với đường ống ngầm rộng lớn và hồ khơ bố trí chìm trong lịng đất, đặc
biệt có nhiều hồ khô (dry detention ponds) kết hợp với công viên hoặc sân chơi. Nhật
đã áp dụng nhiều phương pháp giảm dòng chảy từ nguồn bằng biện pháp tăng thấm,
trồng cây, trữ nước tại các gia đình...
1.2.2 Trong nước
1.2.2.1 Vai trị điều tiết nước mưa của hồ điều hịa

* Sự hình thành hồ và tỷ lệ hồ tại một số thành phố
Phân loại theo nguồn gốc hình thành thì có 9 nhóm hồ chính bao gồm hồ kiến tạo, hồ
từ các hoạt động của núi lửa, hồ do lở đất, hồ do các hoạt động của băng, hồ hòa tan,
hồ do các hoạt động của sơng, hồ do gió tạo, hồ do các hoạt động của đường bờ, hồ có
nguồn gốc hữu cơ [14].
Ở Việt Nam, hồ được hình thành từ 2 yếu tố chính là hồ tự nhiên và hồ nhân tạo. Hồ tự
nhiên hình thành do quá trình biến đổi địa chất khu vực, các kiến tạo dịng sơng mà có
10


như hồ Hoàn Kiếm, Hồ Tây... Hồ nhân tạo được hình thành do con người tạo ra nhằm
đáp ứng nhu cầu điều hoà nước mưa, tiếp nhận nước thải, dự trữ nguồn nước cho các
mục đích khác hoặc các nhu cầu về vui chơi giải trí, tạo cảnh quan mơi trường [14].
Bảng 1.1. Bảng thống kê diện tích hồ, tỷ lệ hồ trên diện tích đơ thị tại một số đô thị lớn
STT

Tên thành phố

1

Hà Nội (11 quận
nội thành)

2

Số lượng
hồ

Diện tích
hồ (ha)

Diện tích
thành phố
(km2)

Tỷ lệ hồ/diện
tích TP (%)

110

1.023,23

194,85

5,25%

Hải Phịng

10

66,50

243,76

0,21%

3

Nam Định

15

70,34

46,32

1,52%

4

Việt Trì

12

124,80

111,75

1,12%

5

Thanh Hóa

9

23,90

146,77

0,16%

6

Vinh

5

44,20

104,96

0,42%

7

Thừa Thiên Huế

40

51,00

70,99

0,72%

8

Đà Nẵng

30

180,00

241,51

0,75%

9

Nha Trang

0

0,00

251,00

0,00%

10

Quy Nhơn

5

84,00

284,28

0,30%

11

Hồ Chí Minh

14

27,90

495,00

0,06%

12

Vũng Tàu

6

168,70

140,00

1,21%

13

Mỹ Tho

2

7,38

79,80

0,09%

14

Đà Lạt

63

350,00

394,64

0,89%

15

Buôn Ma Thuột

0

0,00

377,18

0,00%

16

Cần Thơ

1

3,25

405,60

0,01%

Nguồn: Mai Liên Hương, Đề tài nghiên cứu hoa học cấp bộ về HĐH của Bộ Xây dựng
[14].
Số liệu bảng 1.1 cho thấy số lượng hồ và tỷ lệ diện tích hồ khơng đồng đều giữa các đơ
thị.
* Vai trị điều tiết nước mưa của hồ trong hệ thống tiêu
Việt Nam có khí hậu nhiệt đới gió mùa với lượng mưa hàng năm tương đối lớn nhưng
chủ yếu tập trung vào những tháng mùa mưa. Những trận mưa cường độ lớn và tổng

11