Nghiên cứu xác định quy mô và hình thức bố trí hợp lý hồ điều hòa cho vùng hỗn hợp nông nghiệp đô thị

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

LƯU VĂN QUÂN

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

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

: 62-62-30-01

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, NĂM 2015


Công trình được hoàn thành tại Trường đại học thủy lợi

Người hướng dẫn khoa học 1: PGS TS Trần Viết Ổn

Phản biện 01: GS TS Dương Thanh Lượng

Phản biện 02: GS TSKH Trần Hữu Uyển

Phản biện 03: TS Nguyễn Văn Tuấn

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án họp tại
…………………………………………………………………………………………………………………………....
…………………………………………………………………………………………………………………………....

Vào lúc ….. giờ…. ngày….tháng….năm 2015.

Có thể tìm hiểu luận án tại các thư viện:
- Thư viện Quốc gia
- Thư viện Trường Đại học thủy lợi


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài luận án
Trong những thập kỷ gần đây, do nhu cầu của sự phát triển, nhiều khu đô thị,
khu công nghiệp được xây dựng đã làm dịch chuyển cơ cấu đất đai của nhiều
vùng từ thuần túy nông nghiệp sang hỗn hợp nông nghiệp-đô thị. Sự thay đổi
này đã gia tăng ngập úng tại các khu vực này. Sử dụng hồ điều hòa điều tiết
nước mưa giảm ngập úng là một giải pháp hữu hiệu. Tuy vậy, đến nay chưa có
nghiên cứu về ảnh hưởng của hồ điều hòa đến chi phí đầu tư xây dựng hệ thống
tiêu cho vùng hỗn hợp đã được công bố. Do vậy, đề tài: “Nghiên cứu xác định
quy mô và hình thức bố trí hợp lý hồ điều hoà cho vùng hỗn hợp nông nghiệp-đô
thị ” rất có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.
2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu
Xây dựng phương pháp luận thiết lập bài toán xác định quy mô và hình thức bố
trí hợp lý hồ điều hòa nhằm giảm chi phí đầu tư xây dựng hệ thống tiêu cho
vùng hỗn hợp nông nghiệp - đô thị.
3. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu
Luận án tập trung nghiên cứu xác định quy mô và hình thức bố trí hợp lý của hồ
điều hoà để giảm chi phí đầu tư xây dựng hệ thống tiêu cho vùng hỗn hợp nông
nghiệp - đô thị, áp dụng cho khu vực phía Tây TP Hà Nội.

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:
-

Quy mô và hình thức bố trí của hồ điều hòa trong hệ thống tiêu cho vùng
hỗn hợp nông nghiệp - đô thị trong điều kiện mặt bằng, loại hình, độ dốc các
tuyến kênh, vị trí, loại hình các công trình đã được xác định.

-

Không 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.
1


-

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, kế thừa các công trình nghiên cứu đã có.
4.2. Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng
Phương pháp kế thừa, phương pháp mô hình, mô phỏng, phương pháp phân tích
hệ thống và tối ưu hóa, phương pháp thống kê.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của nghiên cứu
Ý nghĩa khoa học: Luận án cung cấp phương pháp luận khoa học cho việc xác
định quy mô và hình thức bố trí hợp lý hồ điều hòa 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 hoà cho khu vực phía Tây Hà Nội. Kết quả này có thể làm tài liệu
tham khảo trong quy hoạch hồ điều hòa cho khu vực phía Tây TP Hà Nội và các
khu vực khác có điều kiện tương tự.
6. Những đóng góp mới của luận án
1) Luận án cung cấp phương pháp khoa học thiết lập và giải bài toán xác định
quy mô và hình thức bố trí hợp lý hồ điều hòa nhằm giảm chi phí đầu tư xây
dựng của hệ thống tiêu cho vùng hỗn hợp nông nghiệp – đô thị. Phương pháp
mới này gồm: Thiết lập bài toán; Xây dựng hàm mục tiêu; Xác định các thành
phần trong hàm mục tiêu; Giải bài toán tối ưu; Đề xuất phương án chọn. Phương
pháp mới khắc phục được nhược điểm cơ bản của phương pháp cũ là rất hạn chế
về số lượng các phương án tính toán. Do vậy phương án đề xuất hợp lý hơn rất
nhiều.
2) Luận án đã áp dụng thành công phương pháp mới này cho một lưu vực cụ thể
- lưu vực phía Tây Hà Nội trong điều kiện lưu vực này đang trong quá trình đô
thị hóa, công nghiệp hóa. Trên cơ sở ứng dụng mô hình SWMM 5.0, luận án đã
tiến hành phân tích đánh giá trên 500 trường hợp từ hồ tập trung tại công trình
2


đầu mối đến hồ phân tán tại kênh chính và phân tán tại kênh nhánh, kết quả cho
thấy: i) Đối với lưu vực này, tỷ lệ diện tích hồ điều hòa hợp lý 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 (Hồ càng phân tán thì tỷ lệ càng lớn). (2) Chi
phí đền bù giải phóng mặt bằng (chi phí đền bù giải phóng mặt bằng càng lớn thì
tỷ lệ diện tích hồ điều hòa càng nhỏ và ngược lại). ii) Trong cùng một tỷ lệ diện
tích, hồ càng phân tán chi phí đầu tư xây dựng càng giảm và ngược lại. Kết quả
này (lần đầu tiên) đã chứng minh được (bằng số liệu cụ thể) tính hiệu quả của
phương châm “rải nước, chôn nước” của ngành thủy lợi đề ra. 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: Gồm 03 chương chính sau:

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.
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 hòa
cho lưu vực thoát nước phía tây thành phố Hà Nội.
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.
Hệ thống có nhiệm vụ tiêu đồng thời cho diện tích nông nghiệp và đô thị được
gọi là hệ thống tiêu cho vùng hỗn hợp nông nghiệp – đô thị.
1.1.2. Chức năng của hồ điều hòa

3


Hồ điều hòa trong hệ thống tiêu đồng thời thưc hiện nhiều chức năng như điều
tiết nước mưa giảm ngập úng, trữ nước phục vụ tưới, nuôi thủy sản, cải thiện vi
khí hậu, tạo sinh thái môi trường tốt, văn hóa tín ngưỡng…
Trong nghiên cứu này hồ điều hòa (gọi tắt là HĐH) chỉ tập trung xem xét hồ với
chức năng điều tiết nước mưa giảm ngập úng.
1.1.3. Các hình thức kết nối hồ điều hòa với hệ thống kênh
Có hai hình thức kết nối là hồ trên kênh và hồ bên kênh:
+ Hồ bên kênh là dạng có công trình kết nối từ hồ với hệ thống kênh bằng tràn
hoặc cống hoặc kênh hay kết hợp kênh + tràn, kênh + cống.
+ Hồ trên kênh là một phần kênh được mở rộng đóng vai trò điều tiết nước.
1.2. Tổng quan về sử dụng hồ điều hòa

1.2.1. Trên thế giới
Hồ điều hòa cho mục đích giảm ngập tại các đô thị đã thực hiện rộng rãi từ
những năm 60 của thế kỷ 20 tại các đô thị trên thế giới. Tuy nhiên, sự phân bố
các hồ không đồng đều, tỷ lệ diện tích hồ trên tổng diện tích tiêu là khác nhau
giữa các đô thị và giữa các châu lục.
1.2.2. Trong nước
Hồ điều hòa trong hệ thống tiêu nước đô thị có tỷ lệ diện tích từ 1% đến 5%,
phần lớn là hồ tự nhiên, phân bố rải rác. Một số hồ sử dụng chưa hiệu quả do vị
trí, tỷ lệ diện tích, dung tích, kết nối hồ và kênh, quá trình vận hành ...
1.3. Tổng quan các nghiên cứu về hồ điều hòa
1.3.1. Trên thế giới
Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu ảnh hưởng của hồ điều hòa đến vấn đề
ngập úng, môi trường, cảnh quan... Một số nghiên cứu chỉ ra cách tiếp cận dùng
hồ điều hòa trữ lại lượng nước mưa để sử dụng hay thoát ra sau, tăng lượng
thấm,...là rất hiệu quả cả về kỹ thuật lẫn kinh tế. Kết quả một số nghiên cứu cho

4


thấy hồ phân tán tốt hơn hồ tập trung về giảm lưu lượng đỉnh cũng như giảm
ngập trong lưu vực.
1.3.2. Trong nước
Một số nghiên cứu thoát nước bền vững đã xem xét hồ điều hòa dưới các khía
cạnh phân tán, giảm lượng nước mưa tại nguồn (trữ tại hộ gia đình, tăng thấm).
Các nghiên cứu về ảnh hưởng của hồ tới công trình đầu mối tiêu cũng đã được
xem xét. Ngoài ra, các nghiên cứu về lĩnh vực khác (môi trường, cảnh quan, sinh
thái) cũng đã được công bố.
Tóm lại, trên thế giới và trong nước chưa có nghiên cứu chỉ ra mối quan hệ giữa
quy mô và hình thức bố trí hồ điều hòa đến chi phí đầu tư xây dựng của toàn hệ
thống tiêu cho vùng hỗn hợp nông nghiệp - đô thị.

1.4. Nhận xét chương
Các kết quả nghiên cứu cho thấy: 1) Tỷ lệ diện tích hồ điều hòa tại các đô thị
trên thế giới và trong nước rất khác nhau. 2) Hầu hết các nghiên cứu tập trung
chức năng cải tạo môi trường, cảnh quan, trữ nước sử dụng cho mục đích khác
nhau. 3) Phân tán hồ có hiệu quả tốt cho cắt giảm lưu lượng đỉnh, diện tích ngập
và độ sâu ngập úng phụ thuộc vào quy mô hình thức bố trí hồ điều hòa. 4) Hồ
điều hòa trong hệ thống tiêu nông nghiệp được nghiên cứu ở mức độ đơn giản:
hồ nuôi trồng thủy sản, trữ nước trên ruộng lúa. 5) Ảnh hưởng của hồ điều hòa
đến công trình đầu mối là rất rõ nét.
Chưa có nghiên cứu chỉ ra mối quan hệ giữa quy mô và hình thức bố trí hồ điều
hòa đến chi phí đầu tư xây dựng của hệ thống tiêu cho vùng hỗn hợp nông
nghiệp – đô thị.
Với những lý do trên, đề tài: “Nghiên cứu xác định quy mô và hình thức bố trí
hợp lý hồ điều hoà cho vùng hỗn hợp nông nghiệp-đô thị” được đề xuất nghiên
cứu.

5


CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ CÔNG CỤ NGHIÊN CỨU
2.1. Hồ điều hòa trong hệ thống tiêu
2.1.1. Hồ điều hòa trong hệ thống thoát nước mưa đô thị
Hồ điều hòa là một trong các hạng mục của hệ thống thoát nước đô thị. Hồ điều
hòa có nguồn gốc là hồ tự nhiên hoặc hồ nhân tạo phân bố trong khu dân cư
hoặc công viên nhằm trữ nước mưa giảm ngập úng, cải tạo môi trường, cấp nước
tưới, tạo cảnh quan và giải trí.
2.1.2. Hồ điều hòa hệ thống tiêu nông nghiệp
Hồ điều hòa trong hệ thống tiêu nông nghiệp là những ao, hồ tự nhiên sẵn có
trước công trình đầu mối tiêu, các ao hồ tự nhiên phân bố rải rác, các ao nhân tạo
phục vụ nuôi thủy sản hoặc trữ nước tưới. Các hồ có chức năng trữ nước mưa

giảm lưu lượng đỉnh cho công trình sau hồ, nuôi cá, cấp nước tưới.
2.1.3. Hệ thống tiêu cho vùng hỗn hợp nông nghiệp – đô thị
Hệ thống tiêu cho vùng hỗn hợp nông nghiêp - đô thị đồng thời có các công trình
phụ trách tiêu cho diện tích đô thị, công trình phụ trách tiêu cho diện tích đất
nông nghiệp và công trình tiêu chung cho cả hai vùng trên. Các công trình trong
hệ thống mang đặc điểm của diện tích phụ trách là đô thị hay nông nghiệp.
2.2. Xây dựng bài toán xác định quy mô và hình thức bố trí hợp lý của hồ
điều hòa

Hình 2.7. Sơ họa hệ thống tiêu cho vùng hỗn hợp nông nghiệp – đô thị

6


Bài toán áp dụng cho vùng hỗn hợp nông nghiệp - đô thị. Các điều kiện ban đầu
của bài toán là vùng nghiên cứu đã được quy hoạch mặt bằng tiêu (đã xác định
vị trí các công trình đầu mối tiêu, cống điều tiết, các tuyến kênh), có quy hoạch
sử dụng đất, quy hoạch hạ tầng. Có thể bố trí được diện tích hồ điều hòa đến một
tỷ lệ nhất định.
Yêu cầu: Xác định quy mô và hình thức bố trí hồ điều hòa nhằm đạt được chi
phí đầu tư xây dựng toàn hệ thống là nhỏ nhất với điều kiện không để ngập úng
xảy ra ứng với trận mưa thiết kế xuất hiện.
2.3. Phương pháp giải
2.3.1. Đề xuất trình tự giải bài toán
Nghiên cứu đặc trưng lưu
vực: địa hình, địa chất, sử
dụng đất, …

Nghiên cứu đặc trưng lưu
vực: địa hình, địa chất, sử

dụng đất, …

Đề xuất nhiều phương án:
(kênh, CT đầu mối, HĐH).

Đề xuất một vài phương
án (kênh, đầu mối, HĐH)

Thiết kế các phương án (Tính toán
thủy văn, thủy lực - xác định lưu
lượng thiết kế và quy mô của các
phương án bằng mô hình)

Tính toán xác định lưu
lượng thiết kế của các PA
Tính toán kinh tế, kỹ thuật
các phương án

Xây dựng hàm mục tiêu cho
vùng hay cho hệ thống

So sánh các phương án,
xác định phương án hợp lý

Giải bài toán tối ưu đa mục tiêu
(Sử dụng phương pháp quy hoạch
thực nghiêm để giải)

Đề xuất phương án chọn

Đề xuất phương án chọn
Hình 2.9. Sơ đồ các bước xác định
phương án chọn theo phương pháp
mới

Hình 2.8. Sơ đồ các bước xác định
phương án chọn theo phương pháp
truyền thống

a. Phương pháp truyền thống
7


Người thiết kế đưa ra phương án theo kinh nghiệm, tính toán và so sánh trực tiếp
để chọn ra phương án hợp lý. Trình tự giải như hình 2.8. Ưu điểm của phương
pháp là dễ thực hiện, nhược điểm là khối lượng tính toán lớn, kết quả phụ thuộc
nhiều vào chủ quan của người đề xuất phương án.
b. Phương pháp mới
Tác giả đề xuất một phương pháp mới để xác định quy mô và hình thức bố trí
hợp lý của hồ điều hòa (hình 2.9). Bao gồm xây dựng hàm mục tiêu, giải bài
toán tối ưu đa mục tiêu bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm, đề xuất
phương án hợp lý.
Ưu điểm cơ bản là phương án đề xuất là tăng được các trường hợp nghiên cứu
lên rất nhiều lần, không phụ thuộc vào kinh nghiệm của người đề xuất phương
án. Do vậy, tính hợp lý của phương án đề xuất là rất cao.
2.3.2. Cơ cở xác định quy mô và hình thức bố trí hồ điều hòa
Vị trí xây dựng hồ nên tận dụng tối đa hồ ao tự nhiên, đất nông nghiệp và không
trùng vào các hạ tầng kỹ thuật đã được quy hoạch.
Các kịch bản tính toán là tổ hợp của tỷ lệ diện tích hồ điều hòa và hình thức bố
trí (tập trung hay phân tán) nằm trong miền xác định thuộc mặt phẳng chứa trục

quy mô hồ điều hòa và trục hình thức bố trí (hình 2.10).
Kênh _ chính Nhánh _ 01 Nhánh _ 02 . . . Nhánh _ i . . . Nhánh _ m
KC  VT1
N 01  VT1 N 02  VT1 . . . Ni  VT1 . . . Nm  VT1

KB1

KC  VT2
.

N 01  VT2
.

N 02  VT2
.

. . .
. . .

Ni  VT2
.

. . .
. . .

Nm  VT2
KB2
.
 .

.
.

.
.

.
.

. . .
. . .

.
.

. . .
. . .

.
.

.
.

KC  VTn

N 01  VTn

N 02  VTn

. . .

Ni  VTn

. . .

Nm  VTn

KBn

Hình 2.10. Phương pháp xác định các kịch bản (KB) hình thức bố trí hồ
2.3.3. Xác định quy mô công trình của các kịch bản

8


Sau khi đề xuất các kịch bản về hình thức bố trí và quy mô hồ điều hòa cần phải
xác định quy mô của các công trình trong hệ thống theo hai bước sau:
Bước 1: Xác định kích thước sơ bộ của kênh, trạm bơm theo quy định hiện hành,
cụ thể là theo công thức tại TCVN 7957: 2008, TCVN 4118-85.
Bước 2: Sử dụng mô hình thủy văn, thủy lực để kiểm tra lại hệ thống đã xác
định sơ bộ theo bước 1. Bài toán này đề nghị sử dụng mô hình SWMM 5.0 để
mô phỏng đối với hệ thống tiêu vùng đô thị và phương pháp hồ chứa mặt ruộng
cho vùng nông nghiệp. Kết quả tính toán của phương pháp hồ chứa mặt ruộng là
quá trình lưu lượng được nhập vào nút của mô hình SWMM 5.0.
2.3.4. Xây dựng hàm mục tiêu, điều kiện ràng buộc
a. Hàm mục tiêu tổng quát
Hàm mục tiêu tổng quát cho bài toán thiết kế hợp lý chỉ còn là chi phí đầu tư xây
dựng nhỏ nhất và hàm mục tiêu tổng quát có dạng sau:
m

T
 n

j
j
j
C htj  C đm
 C htk
 C hdh
   C đmi   Cthkj   C hdh   Min
1
1
 1
j

(2.25)

Trong đó: Cjht: Tổng chi phí đầu tư xây dựng cho toàn hệ thống tiêu kịch bản thứ
j, Cjđm: Tổng chi phí đầu tư xây dựng cho các đầu mối tiêu kịch bản thứ j, Cjhtk:
Tổng chi phí đầu tư xây dựng cho hệ thống đường dẫn (kênh dẫn) kịch bản thứ j,
Cjhdh: Tổng chi phí đầu tư xây dựng cho các hồ điều hòa kịch bản thứ j, J: chỉ số
kịch bản thứ J = 1, 2, 3, ..., n: Số lượng công trình trạm bơm đầu mối, m: số
lượng đoạn kênh của hệ thống, T: số lượng hồ trong hệ thống.
b. Điều kiện ràng buộc
Các điều kiện ràng buộc trong mô phỏng: 1) Fngập = 0; Không xảy ra ngập úng
với trận mưa tính toán. 2) Fhồ < (a%* Flưu vực); Diện tích hồ điều hòa nhỏ hơn a%
tổng diện tích lưu vực tiêu. 3) Việc xây dựng các hồ điều hòa là hoàn toàn khả
thi. 4) Giả thiết vùng nghiên cứu đã xác định rõ ranh giới, đã có quy hoạch mặt
bằng tuyến kênh hay đường ống, độ dốc của mỗi đoạn kênh đã xác định, hình

9


thức kết cấu đã cố định, hồ điều hòa làm việc theo hình thức tự chảy. 5) Các kịch
bản phải cùng hình thức kết cấu công trình, cùng đơn giá và thời điểm tính toán.
c. Xây dựng hàm mục tiêu cụ thể cho vùng nghiên cứu
Việc xác định hàm mục tiêu cụ thể cho các vùng nghiên cứu được thực hiện trên
cơ sở xác định các thành phần hàm hồi quy. Thực hiện theo 02 cách như:
- Cách 1: Tính trực tiếp chi phí xây dựng, xây dựng hàm hồi quy giữa chi phí
xây dựng và lưu lượng. Cách 2: Chi phí xây dựng được lấy từ các dự án trong
vùng, lập các hàm hồi quy giữa chi phí đầu tư xây dựng và lưu lượng hay diện
tích hồ để xác định các thành phần của hàm mục tiêu.
Trong nghiên cứu này cả 2 cách trên được tác giả chọn lựa để xây dựng hàm
mục tiêu cụ thể cho vùng nghiên cứu.
Trình tự lập hàm hồi quy cho từng hạng mục được thực hiện như sau:
* Đầu mối hệ thống tiêu là trạm bơm động lực
Khu đầu mối của hệ thống là trạm bơm. Hàm hồi quy ứng mới mỗi loại máy có
Cđm = f1(Qđm);

dạng :

(2.30)

* Hệ thống kênh tiêu
Hệ thống kênh tiêu gồm nhiều cấp kênh, trên mỗi cấp kênh xem xét một đoạn
đại diện dài L(m).

Chtk = ΣCkênh cấp 1 + ΣCkênh cấp 2 + ΣCkênh cấp 3…

(2.31)

* Kênh cấp 1 và 2: Giả thiết kênh cấp 1 và cấp 2 có mặt cắt hình thang với hình
thức kênh đất và hình thức có thêm kè lát mái.
Hàm hồi quy của kênh cấp 1 và 2: Ck1,2 = f2(Qk1,2);

(2.32)

* Kênh cấp 3: Hầu hết các kênh cấp 3 có kết cấu phổ biến là cống tròn bằng bê
tông cốt thép đúc sẵn hoặc cống hộp bằng bê tông cốt thép, chôn ngầm dưới đất.
Hàm hồi quy của kênh cấp 3 có dạng:

Ck3 = f3(Qk3);

(2.33a)

* Hồ điều hòa: Trong nghiên cứu này hồ điều hòa có chức năng điều hòa nước
mưa giảm ngập úng. Hàm hồi quy của hồ điều hòa: Chdh = f4(Fh); (2.33b)
10


* Hàm mục tiêu cụ thể
Trên cơ sở hàm (2.25) và các hàm (2.30, 2.31, 2.32, 2.33a, 2.33b) đã lập, hàm
mục tiêu cụ thể có dạng:C = f1(Qđm) + f2(Qk1,2) + f3(Qkc3) + f4(Fh);

(2.34)

2.3.5. Ứng dụng hàm mục tiêu cho việc chọn kịch bản hợp lý
a. Quan hệ giữ lưu lượng và diện tích hồ điều hòa
Quan hệ giữa tổng lưu lượng đỉnh của đầu mối tiêu, tổng lưu lượng đỉnh của hệ
thống kênh với diện tích hồ là quan hệ nghịch biến.

b. Quan hệ giữ chi phí và diện tích hồ
Từ các đường quan hệ nêu trên, tồng hợp được quan hệ giữa chi phí đầu tư xây
dựng với diện tích hồ hay tỷ lệ diện tích hồ như hình 2.26 dưới đây.
Trong đó: Cđm chi phí đầu tư xây dựng khu đầu mối, Chtk chi phí đầu tư xây hệ
thống kênh, Chdh chi phí đầu tư xây dựng hồ điều hòa, Cht chi phí đầu tư xây
dựng toàn hệ thống.

Hình 2.26. Dạng đường quan hệ của chi phí đầu tư xây dựng và diện tích hồ
2.4. Nhận xét chương
Sử dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm để giải bài toán cho kết quả có độ
chính xác cao.
Điểm cực trị chi phí đầu tư xây dựng toàn hệ thống là nhỏ nhất (PA hợp lý) phụ
thuộc vào đơn giá xây dựng và đơn giá đền bù giải phóng mặt bằng. Khi đơn giá
11


đền bù càng cao thì điểm cực trị sẽ xích lại gần gốc tọa độ và chi phí xây dựng
càng cao thì điểm cực trị có xu hướng lùi xa gốc tọa độ (hình 2.26).
Phương pháp luận cũng đã trình bày mô tả bài toán và trình tự giải. Với phương
pháp đã trình bày, có thể áp dụng cho tất cả các lưu vực, hệ thống có vùng tiêu
hỗn hợp nông nghiệp – đô thị.
Chọn mô hình SWMM 5.0 để mô phỏng thủy văn, thủy lực cho phần đô thị.
Vùng nông nghiệp sử dụng phương pháp hồ chứa mặt ruộng để giải. Phương
pháp và công cụ đã trình bày ở trên được áp dụng cho vùng nghiên cứu cụ thể tại
lưu vực phía Tây TP Hà Nội.
CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH QUY MÔ VÀ HÌNH THỨC BỐ
TRÍ HỢP LÝ HỒ ĐIỀU HÒA CHO LƯU VỰC THOÁT NƯỚC PHÍA
TÂY THÀNH PHỐ HÀ NỘI
3.1. Chọn và mô tả vùng nghiên cứu
3.1.1. Chọn vùng nghiên cứu

Hình 3.1. Bình đồ vùng nghiên cứu – phía Tây Hà Nội.
12


Chọn lưu vực phía tây Hà Nội làm vùng nghiên cứu ứng dụng cho bài toán xác
định quy mô và hình thức bố trí hồ điều hòa. Trục chính là sông Nhuệ từ cống
Liên Mạc đến cống Hà Đông, trong đoạn nghiên cứu có các nhánh chính sông
Đăm, sông Cầu Ngà và kênh La Khê. Diện tích phụ trách tiêu 17.965ha. Trong
đó, có 13.917 ha đất quy hoạch đô thị, 2.090ha đất quy hoạch vành đai xanh dọc
sông Nhuệ, 1.958 ha đất sản xuất nông nghiệp [68]. Hệ thống tiêu đã thỏa mãn
các điều kiện về số liệu và điều kiện biên, nên thỏa mãn các yêu cầu của bài toán
đặt ra trong chương 2.
3.1.2. Đặc điểm ao, hồ trong vùng nghiên cứu
Vùng nghiên cứu có địa hình bằng phẳng, ao hồ tự nhiên ít về số lượng và nhỏ
về diện tích. Các ao hồ này không tham gia vào điều tiết nước mưa.
3.2. Kiểm định mô hình SWMM 5.0
3.2.1. Mục đích
Nhằm đảm bảo độ tin cậy của mô hình, phù hợp với bài toán nghiên cứu. Sử
dụng bộ thông số này cho mô phỏng các kịch bản của bài toán nghiên cứu.
3.2.2. Kết quả tính toán
Bảng 3.1: Bảng đánh giá sai số quá trình tính toán và thực đo
Lưu lượng lớn nhất (m3/s)
Trạm đo

Trận mưa
ngày

Hà Đông

24/8 -

Đồng Quan 28/8/2010

Tổng lượng (m3)

Sai
số
S/

Thực
đo

Tính
toán

Sai số
(%)

Thực
đo

Tính
toán

Sai
số
(%)

81,58

82,78

1,48

8.052,9

8.076,72

0,70

0,15

105,66

107,16

1,42

10.365,7

10.739,8

3,61

0,18

Từ bảng 3.1, đối chiếu các chỉ tiêu về sai số lưu lượng lớn nhất, tổng lượng và
về dạng đường đều đạt. Vậy có thể sử dụng mô phỏng cho kiểm định mô hình.
Trong bảng 3.2, sai số về dạng đường từ 0,08 đến 0,32, sai số về lưu lượng lớn

nhất dao động từ 0,17% đến 4,82%, đối với tổng lượng mức độ sai số từ 0,52%
đến 2,06%. Như vậy các sai số đều nhỏ hơn mức cho phép.

13


Bảng 3.2: Bảng đánh giá sai số quá trình tính toán và thực đo (02 trận mưa)
Lưu lượng lớn nhất (m3/s)
Trạm đo
Hà Đông
Đồng Quan
Hà Đông
Đồng Quan

Trận mưa
ngày

Tổng lượng (m3)

Sai số

Thực
đo

Tính
toán

Sai số
(%)

Thực
đo

Tính
toán

Sai số
(%)

22/5 -

89,60

93,92

4,82

8.819,67

8.773,56

0,52

0,08

26/5/2012

101,19

101,36

0,17 11.671,77

11.549,44

1,05

0,32

17/8 -

65,11

66,73

2,68

7.192,45

7.340,79

2,06

0,10

19/8/2012

100,61

99,08

-0,25 11.091,29

11.022,57

0,62

0,08

S/

Do vậy, có độ phù hợp tốt giữa đường lưu lượng tính toán và thực đo. Mô hình
SWMM có thể sử dụng để tính toán cho các kịch bản của luận án.
3.2.3. Bộ thông số mô hình đã chọn sau khi kiểm định
a. Các thông số mặt đệm
- Hệ số độ nhám bề mặt có lớp phủ cứng: n =0,025 - 0,15
- Thông số về đặc tích thấm của đất: Hệ số thấm lớn nhất kmax = 8 mm/h; kmin
=0,5 mm/h, thời gian thấm bão hòa 5 ngày, lượng thấm trung bình là 25mm
b. Hệ số nhám lòng dẫn: Sông, kênh đất: n = 0,025 – 0,03; Sông, kênh đất có kè
mái lát đá n= 0,017
c. Bước thời gian tính toán: t = 60 s
3.3. Xây dựng hàm mục tiêu cụ thể áp dụng cho khu vực tây Hà Nội
3.3.1. Hàm mục tiêu tổng quát
Trong chương 2 đã xác định được hàm mục tiêu tổng quát có dạng:
n

C = Cđm + Chtk + Chdh =

C
1

m
đmi

T

  Cthkj   C hdh => Min
1

1

3.3.2. Xác định các thành phần trong hàm mục tiêu
Để xác định các thành phần của hàm mục tiêu, tác giả lấy chi phí xây dựng và
giá giải phóng mặt bằng tại thời điểm quý IV/2013 của vùng phía Tây Hà Nội.
Xét ảnh hưởng của chi phí giải phóng mặt bằng đến việc lựa chọn kịch bản bố trí
hợp lý, tác giả đã chọn 03 trường hợp tính toán, gồm: TH1 (100% đất nông

14


nghiệp), TH2 (85% đất nông nghiệp và 15% đất thổ cư), TH3 (70% đất nông
nghiệp và 30% đất thổ cư).
a. Đầu mối hệ thống tiêu là hệ thống trạm bơm động lực
Để xác định các thông số trong hàm quan hệ giữa Cđm ~ Qđm sử dụng phương
pháp hồi quy bằng việc sử dụng tài liệu của 21 trạm bơm tiêu khu vực Tây Hà
Nội và vùng phụ cận, cập nhật dự toán với đơn giá vùng phía tây Hà Nội thời
điểm quý IV năm 2013.
2.000

Hàm hồi quy cụm đầu mối:

y = 1,7566x 1,4451
R2 = 0,9263

TH1: Cdm = 1,6578*(Qdm)1,4532; (3.4)

1.600
y = 1,7064x 1,4491

TH2: Cdm = 1,7064*(Qdm)1,4491; (3.5)

C (tỷ đồng)

R2 = 0,9248
1.200
y = 1,6578x 1,4532
R2 = 0,9233

TH3: Cdm = 1,7566*(Qdm)1,4451; (3.6)

DM-02

800

DM-03

Trong đó Cdm là chi phí đầu tư xây

Power (DM-01)
Power (DM-02)

400

dựng đầu mối tính bằng tỷ đồng,

Power (DM-03)
0

20

40

60

80

100

120
140
Lưu lượng Q(m3 /s)

Hình 3.18. Đồ thị Cđm ~ Qđm

Qdm là lưu lượng đầu mối tính bằng
m3/s.

b. Hệ thống kênh tiêu
* Quan hệ hồi quy giữa lưu lượng và chi phí đầu tư xâu dựng của kênh cấp 3:
Kênh cấp 3 thường có kết cấu là cống tròn hoặc cống hộp bằng bê tông cốt thép

đúc sẵn chôn ngầm dưới đất. Hàm hồi quy có dạng như bảng dưới đây:
TH

Hàm hồi quy cụm kênh cấp 3 với 02 hình thức kết cấu
Cống hộp chữ nhật:

Cống tròn:

TH1

Ckc3 = 0,6417*ln(Qkc3) + 0,6246; (3.11)

Ckc3 = 0,4731*ln(Qkc3) + 0,487; (3.8)

TH2

Ckc3 = 0,6764*ln(Qkc3) + 0,7114; (3.12)

Ckc3 = 0,5179*ln(Qkc3) + 0,5736; (3.9)

TH3

Ckc3 = 0,7010*ln(Qkc3) + 0,7983; (3.13)

Ckc3 = 0,5628*ln(Qkc3) + 0,6603; (3.10)

Trong đó Ckc3 là chi phí đầu tư xây dựng kênh tính bằng tỷ đồng/100m dài, Qkc3
là lưu lượng kênh cấp 3 tính bằng m3/s.
15

* Quan hệ hồi quy giữa lưu lượng và chi phí đầu tư xâu dựng của kênh cấp 1, 2:
Kênh cấp 1 và cấp 2 trong hệ thống nghiên cứu là kênh hình thang, tác giả đã sử
dụng số liệu của hệ thống sông Nhuệ để tính toán cho kênh cấp 1 và cấp 2.
Phương trình hồi quy cho trường hợp nạo vét và gia cố mái:
TH1:

Cc1-2 = 0,000003*(Qc1-2)2 + 0,0032*Qc1-2 + 2,393;

(3.14)

TH2:

2

(3.15)

2

(3.16)

TH3:

Cc1-2 = 0,000003*(Qc1-2) + 0,0041*Qc1-2 + 2,3192;
Cc1-2 = 0,000002*(Qc1-2) + 0,0051*Qc1-2 + 2,2455;

Phương trình hồi quy cho trường hợp nạo vét:
TH1:
TH2:
TH3:

Cc1-2 = 0,000003*(Qc1-2)2 + 0,0032*Qc1-2 – 0,0558;

(3.17)

2

(3.18)

2

(3.19)

Cc1-2 = 0,000003*(Qc1-2) + 0,0041*Qc1-2 - 0,1296;
Cc1-2 = 0,000002*(Qc1-2) + 0,0051*Qc1-2 - 0,2034;

Trong đó: Cc1-2 Chi phí đầu tư kênh cấp 1, cấp 2 (tỷ đồng/100m); Qc1-2 Lưu
lượng thiết kế kênh cấp 1, cấp 2 (m3/s);
c. Hồ điều hòa
Giả thiết hồ được xây dựng mới, gia cố mái bằng đá xây.
Phương trình hàm hồi quy:
TH1:

Chdh = 4,8997*(Fho) + 9,7424;

(3.20)

TH2:

Chdh = 6,2804*(Fho) + 9,7424;

(3.21)

TH3:

Chdh = 7,6611*(Fho) + 9,7424;

(3.22)

Trong đó Chdh là chi phí đầu tư xây dựng và giải phóng mặt bằng tính bằng tỷ
đồng, Fho là diện tích hồ điều hòa tính bằng ha. Kiểm định phương trình hồi quy
(phần mềm Eview 6.0) về xác xuất sai số và tính ổn định của nó.
3.3.3. Hàm mục tiêu cụ thể của khu vực phía Tây thành phố Hà Nội
Từ hàm mục tiêu tổng quát và các hàm hồi quy đã lập được, hàm mục tiêu cụ thể
cho lưu vực phía Tây TP Hà Nội có dạng:
C = f1(Qđm) + f2(Qc1-2) + f3(Qkc3) + f4(Fh) => min
3.4. Xây dựng các kịch bản bố trí hồ điều hòa

16


Dựa vào các tài liệu về quy hoạch thoát nước cho vùng phía Tây Hà Nội, lưu
vực tiêu được chia thành 03 đầu mối tiêu. Diện tích hồ điều hòa chọn theo phần
trăm diện tích lưu vực tiêu có tỷ lệ dao động từ 0% đến 6%. Về hình thức bố trí,
nghiên cứu này xem xét 03 nhóm kịch bản: (1) hồ tập trung tại công trình đầu
mối tiêu, (2) hồ bố trí phân tán dọc kênh chính (PT1), (3) hồ bố trí phân tán dọc
kênh chính và kênh nhánh (PT2).
a. Nhóm kịch bản hồ điều hòa tập trung tại đầu mối tiêu (TT)
Tác giả đề xuất 12 kịch bản hồ tập trung tại công trình đầu mối tiêu có cùng tỷ lệ
diện tích ở cả 03 đầu mối tiêu, tỷ lệ diện tích hồ điều hòa dao động từ 0% (không

có hồ) đến 6%. Ngoài ra tác giả đề xuất 24 kịch bản tỷ lệ hồ điều hòa khác nhau
ở các đầu mối tiêu.
b. Nhóm kịch bản bố trí hồ điều hòa phân tán
* Nhóm kịch bản hồ phân bố dọc kênh chính (PT1): Nhóm này gồm 11 kịch bản,
trong mỗi kịch bản có 11 vị trí hồ điều hòa.
* Nhóm kịch bản hồ phân bố dọc kênh chính và kênh nhánh (PT2): Nhóm này
gồm 11 kịch bản, trong mỗi kịch bản có 38 vị trí hồ điều hòa.
3.5. Kết quả tính toán
3.5.1.Kết quả mô phỏng về lưu lượng ứng với các kịch bản
Lưu lượng trong tính toán, mô phỏng là giá trị trung bình theo giờ. Theo tiêu
chuẩn thiết kế, giá trị này là giá trị dùng để thiết kế.
3.5.1.1. Nhóm trường hợp hồ điều hòa tập trung tại đầu mối (TT)
Tại đầu mối, lưu lượng giảm khi tỷ lệ hồ tăng. Mức độ giảm nhỏ dần (hình 3.10
và 3.11). Tổng lưu lượng đỉnh các đầu mối đạt nhỏ nhất tại TT666 (tỷ lệ hồ 6%).
Khi các đầu mối có tỷ lệ diện tích hồ khác nhau, tổng lưu lượng đầu mối có giá
trị nhỏ nhất ứng với tỷ lệ hồ có giá trị 5,3% (kịch bản TT664).

17


100

450

90

400

80

350

70

300

60

250

50

200

40

150

30

100

20

50

10

-

1

6

11
m ua

Hình 3.10. Đồ thị quan hệ giữa lưu lượng
đầu mối và tỷ lệ hồ điều hòa

Lượng m ưa (m m)

Lưu lượng m 3/s

500

16

21
0%

26
2%

31
3%

36

41

4%

46
5%

51

56
6%

61

66

71

Thời gian (giờ)

Hình 3.11. Quá trình lưu lượng đầu mối
Liên Mạc khi tỷ lệ HĐH thay đổi

3.5.1.2. Nhóm kịch bản hồ điều hòa phân tán
Kết quả tính toán cho các nhóm kịch bản (PT1) và (PT2) cho thấy tổng lưu
lượng đỉnh đầu mối và tổng lưu lượng đỉnh của các cấp kênh nhỏ nhất khi hồ có
tỷ lệ 4,35% (kịch bản PT1-6) và tỷ lệ hồ 4,58% (kịch bản PT2-6) tương ứng với
các nhóm kịch bản PT1 và PT2.
3.5.1.3. So sánh hai nhóm kịch bản hồ điều hòa tập trung và phân tán
So sánh giữa các kịch bản bố trí tập trung và phân tán tại đồ thị hình 3.15; 3.16;

Hình 3.15. Đồ thị quan hệ lưu lượng

đỉnh đầu mối và tỷ lệ diện tích hồ

Hình 3.16. Đồ thị quan hệ tổng lưu
lượng đỉnh hệ thống kênh và tỷ lệ
diện tích điều hòa

Lưu lượng đỉnh đầu mối giảm trên cả 03 nhóm kịch bản bố trí hồ (TT, PT1 và
PT2). Trong đó, nhóm kịch bản hồ phân tán dọc kênh chính và kênh nhánh (PT2)
cho giá trị nhỏ nhất (hình 3.15).
18


Đồ thị 3.16 cho thấy, tổng lưu lượng đỉnh của hệ thống kênh ứng với nhóm kịch
bản tập trung (TT) không thay đổi (đường nằm ngang). Trái lại, cả hai nhóm
kịch bản phân tán dọc kênh chính (PT1) và phân tán dọc kênh chính và kênh
nhánh (PT1, PT2) đều giảm mạnh. Đặc biệt là nhóm kịch bản phân tán trên cả
kênh chính và kênh nhánh (PT2) giảm mạnh nhất (dưới cùng và dốc nhất).
Tóm lại: Hiệu quả điều hòa của hồ không những phụ thuộc vào quy mô mà còn
phụ thuộc vào hình thức bố trí (tập trung hay phân tán). Xét trên toàn hệ thống,
hồ bố trí càng phân tán, hiệu quả giảm lưu lượng đỉnh càng lớn.
3.5.2 Ứng dụng hàm hồi quy để xác định kịch bản hợp lý hồ điều hòa cho khu
vực phía Tây Hà Nội
Ứng dụng các hàm hồi quy đã được xác lập tại các phần trước đó cho các kịch
bản bố trí hồ, gồm:
3.5.2.1. Nhóm kịch bản hồ điều hòa tập trung
a. Trường hợp 100% đất nông nghiệp (TH1)

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)

Hình 3.25. Đồ thị quan hệ giữa tỷ lệ diện
tích hồ và chi phí đầu tư xây dựng của toàn
hệ thống

Ghi chú: GTT1: Kênh cấp 3 hộp, kênh chính gia cố, đầu mối và hồ điều hòa xây dựng
mới; GTT2: Kênh cấp 3 ống tròn, kênh chính gia cố, đầu mối và hồ điều hòa xây dựng
mới; GTT3: Kênh cấp 3 hộp, kênh cấp 1, 2 chỉ nạo vét, đầu mối và hồ điều hòa xây dựng
mới.

19


Xu thế diễn biến của chi phí đầu tư xây dựng từng hạng mục công trình thể hiện
như hình 3.24, xem xét 03 hình thức kết cấu cho đồ thị song song với nhau như
hình 3.25 và mỗi đường tồn tại một điểm cực tiểu với tỷ lệ diện tích hồ 2,5%.
Từ kết quả tính toán 36 kịch bản, đề nghị đối với hệ thống tiêu phía tây Hà Nội
khi diện tích giải phóng mặt bằng 100% là đất nông nghiệp thì hình thức bố trí
hồ điều hòa tập trung tại đầu mối đạt giá trị hợp lý là 2,5% bố trí đều cho cả 03
đầu mối tiêu, là 2,91% tính trên tổng lưu vực tiêu khi bố trí không đều (Liên
Mạc 4%, Yên Thái 2%, Yên Nghĩa 2%).
b. Trường hợp 85% đất nông nghiệp ( TH2) và 70% đất nông nghiệp (TH3)
Tính toán với 36 kịch bản về hình thức bố trí hồ với 03 hình thức kết cấu cho 02
trường hợp được 216 trường hợp tính toán, so sánh kết quả tính toán, có thể kết
luận như sau:
Đối với hệ thống tiêu phía tây Hà Nội khi đơn giá giải phóng mặt bằng khác
nhau (TH2, TH3) với hình thức bố trí hồ điều hòa tập trung tại đầu mối, chi phí
đầu tư xây dựng có giá trị nhỏ nhất khi hồ có tỷ lệ diện tích là 2% khi hồ bố trí
đều cho cả 03 đầu mối tiêu, là 2,91% khi bố trí không đều (Liên Mạc 4%, Yên

Thái 2%, Yên Nghĩa 2%). Như vậy trong trường hợp hồ tập trung tại các đầu
mối, quy mô hợp lý của hồ điều hòa là 2% (khi hồ bố trí đều cho cả 3 mối), là
2,91% (khi hồ bố trí không đều tại 3 đầu mối).
3.5.2.2. Nhóm kịch bản HĐH phân tán
a. Trường hợp 100% đất nông nghiệp ( TH1)
Kết quả tính toán cho 02 nhóm kịch bản hồ phân tán trong hình 3.25.
Hình 3.26 và 3.27 cho thấy: đồ thị có 03 đường song song với nhau tương ứng
03 hình thức kết cấu, trong mỗi đồ thị tồn tại một điểm cực tiểu (mang giá trị
nhỏ nhất) về tổng chi phí đầu tư xây dựng toàn hệ thống. Với nhóm kịch bản hồ
phân tán trên kênh chính (PT1) thì giá trị cực tiểu của tổng chi phí đầu tư xây

20


dựng tương ứng với tỷ lệ diện tích hồ là 3,62%, nhóm kịch bản hồ phân tán trên
cả kênh chính và kênh nhánh (PT2) tương ứng là 3,82%.

a/ Hồ phân tán PT1
b/ Hồ phân tán PT2
Hình 3.26 và 3.27. Đồ thị quan hệ giữa tỷ lệ diện tích hồ và chi phí đầu tư xây dựng
của toàn hệ thống

b. Trường hợp 85% đất nông nghiệp( TH2) và 70% đất nông nghiệp ( TH3)
Kết quả tính toán trường hợp TH2 và TH3 tương tự như TH1. Xu thế điểm cực
tiểu của tổng chi phí đầu tư xây dựng toàn hệ thống dịch chuyển dần về gốc tọa
độ khi giá đền bù giải phóng mặt bằng tăng lên.
Tóm lại: Đối với khu vực phía tây Hà Nội khi bố trí hồ điều phân tán tại kênh
chính thì điểm cực tiểu của chi phí đầu tư xây dựng (ĐTXD) toàn hệ thống tại vị
trí có quy mô hồ điều hòa là 3,62% (ứng với TH1), là 3,26% (ứng với TH2) và
2,90% (ứng với TH3). Khi bố trí hồ phân tán trên cả kênh chính và kênh nhánh

(PT2) thì điểm cực tiểu của chi phí ĐTXD toàn hệ thống tại vị trí có quy mô hồ
điều hòa là 3,82% (ứng với TH1); là 3,05% (ứng với TH2); 2,67% (ứng với
TH3).
3.5.2.3. So sánh giữa các kịch bản bố trí hồ điều hòa
Chọn một hình thức kết cấu để so sánh, như sau GTT1.
Đối với khu đầu mối: Chi phí đầu tư xây dựng khu đầu mối của 03 nhóm kịch
bản bố trí hồ tách biệt nhau chứng tỏ hình thức bố trí hồ điều hòa (tập trung hay
phân tán) ảnh hưởng rất lớn đến chi phí ĐTXD đầu mối. Đối với chi phí giải
phóng mặt bằng, mức độ ảnh hưởng này không đáng kể (hình 3.28).
21


Hình 3.28. Đồ thị quan hệ giữa tỷ lệ diện
tích hồ và chi phí đầu tư xây dựng đầu mối

Hình 3.29. Đồ thị quan hệ giữa tỷ lệ diện
tích hồ và chi phí xây dựng kênh

Đối với hệ thống kênh: Hình 3.29 cho thấy có sự tách biệt về đồ thị diễn tả chi
phí ĐTXD của 03 nhóm (tương ứng 100%, 85%, 70% diện tích đền bù là đất
nông nghiệp) riêng biệt nhau. Đồ thị cho thấy khi chi phí đền bù tăng, chi phí
ĐTXD kênh tăng. Hồ càng phân tán, chi phí ĐTXD càng giảm.
Tổ hợp chi phí đầu tư xây dựng toàn bộ các hạng mục công trình ứng với các
hình thức kết cấu tồn tại một điểm cực tiểu. Đây chính là giá trị về quy mô HĐH
hợp lý.
3.6. Nhận xét chương
Kết quả nghiên cứu tại chương 3 cho thấy: rõ ràng có mối liên hệ chặt chẽ giữa
chi phí ĐTXD các hạng mục (đầu mối, kênh, HĐH), chi phí ĐTXD toàn hệ
thống với quy mô HĐH cũng như hình thức bố trí (phân tán hay tập trung) HĐH.
Nhìn chung, với cùng một quy mô, hồ càng phân tán, chi phí ĐTXD càng giảm

và ngược lại. Tỷ lệ diện tích HĐH hợp lý (tương ứng với điểm tại đó có chi phí
ĐTXD toàn hệ thống nhỏ nhất) còn phụ thuộc vào đơn giá đền bù giải phóng
mặt bằng. Khi đơn giá đền bù đất tăng, tỷ lệ diên tích HĐH hợp lý có xu hướng
giảm và ngược lại.

22


KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
I. Kết luận
Luận án đã tổng quan tình trạng phân bố và sử dụng của HĐH ở cả trong và
ngoài nước, tổng quan được các nghiên cứu có liên quan về HĐH nước ngoài và
trong nước. Luận án cũng đã chỉ ra tính cấp thiết, tính mới của vấn đề nghiên
cứu trong luận án, không trùng lặp với các nghiên cứu đã được công bố trước đó
ở trong nước và nước ngoài.
Luận án đã xây dựng được phương pháp luận khoa học thiết lập bài toán xác
định quy mô và hình thức bố trí hợp lý HĐH nhằm giảm chi phí đầu tư xây dựng
của hệ thống tiêu cho vùng hỗn hợp nông nghiệp – đô thị. Phương pháp thiết lập
gồm: Xác định các bước thực hiện tính toán, xây dựng hàm mục tiêu, cách xác
định các thành phần hàm mục tiêu. Luận án cũng đã lựa chọn được mô hình toán
áp dụng cho vùng nghiên cứu là mô hình SWMM 5.0 cho diện tích đô thị, mô
hình hồ chứa mặt ruộng mô phỏng cho phần diện tích đất nông nghiệp.
Mô hình SWMM 5.0 được kiểm định tương ứng với vùng nghiên cứu dựa trên
các số liệu thu thập thực tế. Kết quả kiểm định đã xác định được bộ thông số mô
hình ứng với vùng nghiên cứu. Bộ thông số này phục vụ cho tính toán trong các
phần tiếp theo của luận án và khẳng định tính tin cậy của mô hình SWMM 5.0
trong việc mô phỏng thủy văn – thủy lực hệ thống tiêu thoát phía Tây Hà Nội.
Tác giả đã xây dựng hàm mục tiêu cho lưu vực nghiên cứu – phía tây Hà Nội,
các thành phần của hàm mục tiêu được tính toán xác định với thời điểm quý IV
năm 2013. Các đường hồi quy quan hệ giữa chi phí đầu tư xây dựng và lưu

lượng, chi phí đầu tư xây dựng hồ và diện tích hồ được tính toán cho 03 trường
hợp về giải phóng mặt bằng, các hàm hồi quy đều đạt về kiểm định xác xuất sai
lầm bằng phần mềm Eview 6.0.
Đây là phương pháp nghiên cứu mới xem xét tổng thể toàn bộ hệ thống tiêu dưới
góc độ thủy lực, thủy văn và kinh tế. Với phương pháp trình bày trong luận án
này có thể áp dụng cho các vùng khác có các điều kiện tương tự, có thể mở rộng
23