Nghiên cứu đề xuất quy trình vận hành cho hệ thống tiêu 3 trạm bơm dương hà phù đổng thịnh liên, huyện gia lâm, TP hà nội trong điều kiện đô thị hóa và biến đổi khí hậu

LỜI CẢM ƠN
Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật với đề tài: “Nghiên cứu đề xuất quy trình vận hành cho
hệ thống tiêu 3 trạm bơm Dương Hà – Phù Đổng – Thịnh Liên, huyện Gia Lâm,
TP Hà Nội trong điều kiện đô thị hóa và biến đổi khí hậu.” được hoàn thành tại
Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội với sự giúp đỡ, chỉ bảo, hướng dẫn nhiệt tình của các
thầy giáo, cô giáo, của các đồng nghiệp và bạn bè.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy TS. Lưu Văn Quân, người hướng dẫn
khoa học đã rất chân tình hướng dẫn tác giả hoàn thành luận văn này. Xin chân thành
cảm ơn: Ban giám hiệu, các thầy cô giáo trong Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước, các
thầy giáo cô giáo các bộ môn trong Trường Đại học Thủy lợi. Xin chân thành cảm ơn
đến các cơ quan đoàn thể, đồng nghiệp, bạn bè đã giúp đỡ và góp những ý kiến quý
báu trong luận văn này.
Cuối cùng xin cảm tạ tấm lòng của những người thân trong gia đình, đã tin tưởng
động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn này. Do
đề tài giải quyết vấn đề mới mẻ, cũng như thời gian và tài liệu thu thập chưa thực sự
đầy đủ, luận văn khó tránh khỏi các thiếu sót, tác giả rất mong nhận được sự thông
cảm, góp ý chân tình của các thầy cô và đồng nghiệp quan tâm tới vấn đề này.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, …. tháng …. Năm 2019
Tác giả:

Vũ Thúy Huyền

i


LỜI CAM ĐOAN
Tác giả luận văn xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các
kết quả nghiên cứu và những kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ
bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào và chưa từng được ai công bố
trong bất cứ công trình nào khác. Việc tham khảo, trích dẫn các nguồn tài liệu đã được

ghi rõ nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.
Tác giả luận văn

Vũ Thúy Huyền

ii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................................................... i
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................................... ii
MỤC LỤC.............................................................................................................................................. iii
DANH MỤC HÌNH VẼ .......................................................................................................................v
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................................................... viii
MỞ ĐẦU..................................................................................................................................................1
I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI .......................................................................................................1
II. MỤC ĐÍCH VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU .......................................................................................3
1.

Mục đích nghiên cứu ....................................................................................................................3

2.

Phạm vi nghiên cứu: .....................................................................................................................3

III. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: ...............................................................3
1.

Cách tiếp cận: ...............................................................................................................................3

2.

Phương pháp nghiên cứu:.............................................................................................................3

IV. KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC. ..................................................................................................4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ....................................................................................................................5
1.1.Tổng quan về tiêu nước ......................................................................................................................5
1.1.1. Tổng quan về vấn đề tiêu nước ..................................................................................................5
1.1.2.Tổng quan về đô thị hóa ..............................................................................................................6
1.1.3.Tổng quan về biến đổi khí hậu ....................................................................................................8
1.1.4. Tổng quan về quy trình vận hành hệ thống tiêu động lực ..........................................................9
1.1.5. Tổng quan về các nghiên cứu có liên quan ..............................................................................10
1.1.5.1. Trên thế giới ......................................................................................................................10
1.1.5.2. Trong nước ........................................................................................................................12
1.2. Tổng quan về vùng nghiên cứu .......................................................................................................15
1.2.1. Điều kiện tự nhiên ....................................................................................................................15
1.2.2. Tình hình dân sinh kinh tế và các yêu cầu phát triển của hệ thống tiêu 3 trạm bơm Dương Hà
– Phù Đổng – Thịnh Liên ...................................................................................................................20
1.2.3.Phương hướng phát triển kinh tế xã hội trong vùng ..................................................................24
CHƯƠNG 2. ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG TIÊU NƯỚC VÀ XÂY DỰNG CÁC KỊCH
BẢN .......................................................................................................................................................25
2.1.

Hiện trạng các công trình tiêu nước ...........................................................................................25

2.1.1. Khu đầu mối (03 trạm bơm) .....................................................................................................25
2.1.2. Hệ thống kênh và công trình trên kênh ....................................................................................35
2.2. Tình hình ngập úng trong vùng và các nguyên nhân gây ngập úng ............................................39

iii

2.2.1.Tình hình ngập úng trong vùng ................................................................................................ 39
2.2.2.Nguyên nhân gây ngập úng ...................................................................................................... 40
2.3. Xây dựng các kịch bản tính toán .................................................................................................... 41
2.3.1.Chọn kịch bản BĐKH cho lưu vực tính toán............................................................................ 41
2.3.2. Chọn mưa tiêu tính toán .......................................................................................................... 42
2.3.3. Cơ cấu sử dụng đất .................................................................................................................. 43
2.3.4. Đề xuất các kịch bản tính toán................................................................................................. 43
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN YÊU CẦU TIÊU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH VẬN HÀNH ................ 44
3.1.Mưa tiêu thiết kế .............................................................................................................................. 44
3.1.1.Chọn trạm, thời đoạn tính toán ............................................................................................ 44
3.1.2. Phương pháp tính toán lượng mưa tiêu thiết kế....................................................................... 45
3.1.3. Kết quả tính toán ..................................................................................................................... 49
3.1.4.Xác định mưa tiêu tính toán thời kỳ tương lai 2030 ................................................................. 50
3.2. Tính toán chế độ tiêu cho hệ thống................................................................................................. 54
3.3. Mô phỏng tính toán và kiểm định mô hình .................................................................................... 59
3.3.1. Lựa chọn mô hình .................................................................................................................... 59
3.3.2. Giới thiệu sơ lược về mô hình SWMM ................................................................................... 59
3.3.3. Kiểm định mô hình .................................................................................................................. 60
3.4. Phân tích đề xuất quy trình vận hành cho từng trạm bơm tương ứng với các trường hợp tính toán
trên. ........................................................................................................................................................ 67
3.4.1.Phân tích sử dụng điện năng của từng trạm bơm...................................................................... 67
3.4.2.Tính toán, đề xuất quy trình vận hành tương ứng từng kịch bản.............................................. 71
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................................................... 87
1. Kết luận ......................................................................................................................................... 87
2. Kiến nghị ....................................................................................................................................... 89

iv

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 2.1 Bản đồ khu vực hệ thống 3 trạm bơm tiêu Dương Hà – Phù Đổng – Thịnh
Liên ................................................................................................................................ 25
Hình 2.2: Chính diện đầu hồi phải nhà máy bơm.......................................................... 26
Hình 2.3: Bên trong nhà máy bơm ................................................................................ 27
Hình 2.4: Khu quản lý nhìn từ mặt đê sông Đuống ...................................................... 28
Hình 2.5: Trạm bơm Thịnh Liên ................................................................................... 30
Hình 2.6: Hình ảnh trong nhà trạm ................................................................................ 32
Hình 2.7: Nhà trạm ........................................................................................................ 34
Hình 3-1: Sơ đồ tính toán tiêu nước mặt ruộng bằng đập tràn, chế độ chảy tự do ....... 56
Hình 3-2: Sơ đồ tính toán tiêu nước mặt ruộng bằng đập tràn, chế độ chảy ngập ........ 58
Hình 3.1.Sơ đồ hệ thống 3 trạm bơm ............................................................................ 63

v


DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1-2. Lượng mưa trung bình tháng, năm khu vực Hà Nội ( đơn vị :mm) ............. 17
Bảng 1-3. Độ ẩm không khí trung bình tháng, năm khu vực Hà Nội (đơn vị :%) ........ 17
Bảng 1-4. Bốc thoát hơi trung bình tháng, năm khu vực Hà Nội ( đơn vị : mm) ......... 18
Bảng 1-5. Số giờ nắng trung bình tháng, năm khu vực Hà Nội ( đơn vị: giờ/ngày). .... 19
Bảng 1-6. Tốc độ gió trung bình tháng, năm khu vực Hà Nội ( đơn vị: m/s) ............... 19
Bảng 3-1: Các đặc trưng thuỷ văn thiết kế của đường tần suất lý luận ........................ 49
Bảng 3-3: Lượng mưa 5 ngày max kể đến BĐKH từ năm 2020 đến 2039 .................. 52
Bảng 3-4. Bảng đánh giá sai số tổng số giờ bơm giữa tính toán và thực đo tại 3 trạm
bơm Dương Hà-Phù Đổng-Thịnh Liên. ........................................................................ 64
Bảng 3-5. Bảng đánh giá sai số mực nước tại bể hút giữa tính toán và thực đo tại 3

trạm bơm Dương Hà-Phù Đổng-Thịnh Liên. ................................................................ 65
Bảng 3-6: Bảng đánh giá sai số tổng số giờ bơm giữa tính toán và thực đo tại 3 trạm
bơm Dương Hà-Phù Đổng-Thịnh Liên. ........................................................................ 66
Bảng 3-7: Bảng đánh giá sai số mực nước tại bể hút giữa tính toán và thực đo tại 3
trạm bơm Dương Hà-Phù Đổng-Thịnh Liên. ................................................................ 66
Bảng 3-8: Bảng tính toán công suất bơm tại 3 trạm bơm Dương Hà-Phù Đổng-Thịnh
Liên theo KB1 ............................................................................................................... 72
Bảng 3-9: Bảng tổng hợp theo KB1a ........................................................................... 72
Bảng 3-10: Bảng tổng hợp điện năng tiêu thụ theo từng ngày tại 3 trạm bơm Dương
Hà-Phù Đổng-Thịnh Liên theo KB1b1 ......................................................................... 73
Bảng 3-11: Bảng tổng hợp theo KB1b1 ....................................................................... 73
Bảng 3-12: Bảng tổng hợp điện năng tiêu thụ theo từng ngày tại 3 trạm bơm Dương
Hà-Phù Đổng-Thịnh Liên theo KB1b2 ......................................................................... 74
Bảng 3-13: Bảng tổng hợp theo KB1b2 ....................................................................... 74
Bảng 3-14: Bảng tổng hợp điện năng tiêu thụ theo từng ngày tại 3 trạm bơm Dương
Hà-Phù Đổng-Thịnh Liên theo KB1b3 ......................................................................... 75
Bảng 3-15: Bảng tổng hợp theo KB1b3 ....................................................................... 75
Bảng 3-16: Bảng tổng hợp điện năng tiêu thụ theo từng ngày tại 3 trạm bơm Dương
Hà-Phù Đổng-Thịnh Liên theo KB2a ........................................................................... 76

vi


Bảng 3-17: Bảng tổng hợp theo KB2a ......................................................................... 77
Bảng 3-18: Bảng tổng hợp điện năng tiêu thụ theo từng ngày tại 3 trạm bơm Dương
Hà-Phù Đổng-Thịnh Liên theo KB2b1 ......................................................................... 77
Bảng 3-19: Bảng tổng hợp theo KB2b1 ....................................................................... 77
Bảng 3-20: Bảng tổng hợp điện năng tiêu thụ theo từng ngày tại 3 trạm bơm Dương
Hà-Phù Đổng-Thịnh Liên theo KB3a............................................................................ 78
Bảng 3-21: Bảng tổng hợp theo KB3a ......................................................................... 79

Bảng 3-22: Bảng tổng hợp điện năng tiêu thụ theo từng ngày tại 3 trạm bơm Dương
Hà-Phù Đổng-Thịnh Liên theo KB3b ........................................................................... 79
Bảng 3-23: Bảng tổng hợp theo KB3b ......................................................................... 80
Bảng 3-24: Bảng tổng hợp điện năng tiêu thụ theo từng ngày tại 3 trạm bơm Dương
Hà-Phù Đổng-Thịnh Liên theo KB4a............................................................................ 81
Bảng 3-26: Bảng tổng hợp điện năng tiêu thụ theo từng ngày tại 3 trạm bơm Dương
Hà-Phù Đổng-Thịnh Liên theo KB4b ........................................................................... 82
Bảng 3-27: Bảng tổng hợp theo KB4b ......................................................................... 82
Bảng 3-28: Bảng tổng hợp điện năng tiêu thụ theo từng ngày tại 3 trạm bơm Dương
Hà-Phù Đổng-Thịnh Liên theo KB5a............................................................................ 83
Bảng 3-29: Bảng tổng hợp theo KB5a ......................................................................... 83
Bảng 3-30: Bảng tổng hợp điện năng tiêu thụ theo từng ngày tại 3 trạm bơm Dương
Hà-Phù Đổng-Thịnh Liên theo KB5b ........................................................................... 84
Bảng 3-31: Bảng tổng hợp theo KB5b ......................................................................... 84
Bảng 3-32: Bảng tổng hợp điện năng tiêu thụ theo từng ngày tại 3 trạm bơm Dương
Hà-Phù Đổng-Thịnh Liên theo KB6a............................................................................ 85
Bảng 3-33: Bảng tổng hợp theo KB6a ......................................................................... 85
Bảng 3-34: Bảng tổng hợp điện năng tiêu thụ theo từng ngày tại 3 trạm bơm Dương
Hà-Phù Đổng-Thịnh Liên theo KB6b ........................................................................... 86
Bảng 3-35: Bảng tổng hợp theo KB6b ......................................................................... 86

vii


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
BĐKH

- Biến đổi khí hậu.

ĐBSH

- Đồng bằng sông Hồng.

ĐBSCL

- Đồng bằng sông Cửu Long.

QLVH

- Quản lý vận hành.

HTT

- Hệ thống tưới.

HTT

- Hệ thống tưới.

HTTN

- Hệ thống thủy nông.

CTTL

- Công trình thủy lợi.

viii

MỞ ĐẦU
I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Thời tiết ở Việt Nam những năm gần đây ngày càng bất thường. Hạn hán, ngập lụt, sạt
lở, giông tố, bão lũ có diễn biến phức tạp, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất nông
nghiệp của nước ta. Đặc biệt, Việt Nam được đánh giá là một trong những quốc gia bị
ảnh hưởng nặng nề của biến đổi khí hậu (BĐKH) do có bờ biển dài. Nếu nước biển
dâng một mét thì 40% diện tích Đồng bằng sông Cửu Long và 10% diện tích Đồng
bằng sông Hồng sẽ bị ngập, ảnh hưởng trực tiếp đến 20-30 triệu người dân.
Cùng với tình hình biến đổi khí hậu, quá trình công nghiệp hoá, đô thị hóa làm gia
tăng yêu cầu tiêu nước mưa khiến nhiều hệ thống tiêu quá tải gây ngập úng. Một yếu
tố khiến ngập úng trầm trọng hơn là quy trình vận hành hệ thống chưa khoa học sẽ làm
tăng mức thiệt hại do ngập úng. Với những hệ thống tiêu lớn như sông Nhuệ, Bắc
Hưng Hải… đã có quy trình vận hành được cấp có thẩm quyền chuyên ngành thẩm
định và ban hành. Những hệ thống tiêu nhỏ có vài trạm bơm tiêu liên thông với nhau
thì hầu như chưa có quy trình vận hành nhằm tiết kiệm năng lượng hay tối ưu thiệt
hại…
Hệ thống tiêu 3 trạm bơm: Dương Hà, Phù Đổng, Thịnh Liên là hệ thống trạm bơm
tiêu chủ yếu cho khu vực Gia Lâm, tiêu ra sông Đuống. Ba trạm bơm có hệ thống kênh
tiêu thông với nhau, chung lưu vực tiêu. Nhưng có các cống điều tiết để phân lưu vực
cho từng trạm bơm khi cần thiết.
Trạm bơm tiêu Phù Đổng xây dựng năm 1974, gồm 25 máy bơm loại 12LTX40. Đến
nay, trải qua 39 năm khai thác sử dụng, công trình đã xuống cấp toàn bộ, từ máy móc
đến nhà trạm, công trình nối tiếp…, cụ thể là: máy bơm và động cơ cũ, hiệu suất thấp,
thường xuyên hỏng hóc; đường ống cũ nát, hoen gỉ, thủng rỗ nhiều chỗ, gây rò rỉ
nước; hệ thống điện cũ nát, các thiết bị đóng mở điện không an toàn và đồng bộ; mái
nhà máy bị dột thấm gây nên hiện tượng bong tróc lớp vữa trát, cốt thép bỉ hở, han gỉ;
nền nhà máy bị bong tróc, luôn ẩm ướt; tường nhà máy bị bong tróc lớp trát, ẩm ướt;
toàn bộ hệ thống cửa đều cũ nát, hư hỏng; Nhà máy rất chật hẹp do các tổ máy bơm bố

1

trí so le gây khó khăn cho việc quản lý, vận hành. Ngoài ra, hệ thống kênh tiêu, bể hút,
bể tháo, nhà quản lý, trạm biến áp cũng xuống cấp nghiêm trọng, không đảm bảo việc
tiêu nước trong mùa mưa. Hiện nay, lưu lượng bơm thực tế của hệ thống chỉ đạt
khoảng 60% so với lưu lượng thiết kế.
Trạm bơm Dương Hà chịu trách nhiệm tiêu úng cho khu dân sinh và diện tích sản xuất
nông nghiệp địa phận xã Ninh Hiệp với tổng diện tích phụ trách khoảng 1100ha. Hiện
nay, trạm bơm này còn sử dụng khá tốt gồm 27 máy trục ngang 1000m3/h. Bể hút
trạm bơm bằng bê tông kết hợp gạch xây; bể hút rộng khoảng 35m. Hiện nay, bể hút
cũng bị bồi lắng, gây ảnh hưởng không nhỏ đến khả năng làm việc của trạm bơm. Cao
trình đáy bể hút thiết kế là +3.35m. Trên khu vực có tuyến kênh đất dài 2623,53m, bề
rộng kênh, đáy kênh không đều, nhiều vị trí bị sạt lở, bồi lắng chỉ còn rộng 2,5m; có
đoạn kênh cao gần bằng mặt ruộng và có những đoạn không còn bờ kênh. Nhiều đoạn
trong lòng kênh bị phủ bởi lớp bèo, cỏ rác và các loại cây, bụi cây, làm cản trở đến khả
nằng tiêu thoát nước của kênh. Vì vậy, hiện trạng công trình tiêu nước nói chung
không đảm bảo khả năng tiêu nước gây nên ngâp úng làm ảnh hưởng đến đời sống,
kinh tế của nhân dân.
Trạm bơm tưới tiêu Thịnh Liên xây dựng năm 1994, phụ trách tiêu với diện tích tiêu là
1.921,95 ha cho các xã Trung Mầu, Phù Đổng, Ninh Hiệp. Trạm bơm gồm 9 máy
bơm Hải Dương hướng trục trục đứng, lưu lượng tiêu 1 máy: 0,63 m3/s. Đến nay, trải
qua hơn 20 năm khai thác, sử dụng, công trình đã xuống cấp toàn bộ từ máy móc đến
nhà trạm, công trình nối tiếp.....
Do tình hình biến đổi khí hậu hết sức phức tạp theo chiều hướng cực đoan. Nền kinh tế
đang dịch chuyển dần sang hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Diện tích đất nông
nghiệp giảm, diện tích đô thị và các dịch vụ khác tăng khiến yêu cầu tiêu tăng nhanh.
Thêm vào đó là hệ thống công trình thủy lợi thì ngày càng xuống cấp, không phát huy
được hết công suất thiết kế ban đầu. Đối với hệ thống tiêu có nhiều công trình đưa
nước ra khỏi lưu vực thì rất cần có quy trình vận hành hợp lý nhằm giảm chi phí điện
năng tiêu thụ, giảm thiệt hại do ngập úng gây ra. Lưu vwucj tiêu của 3 trạm bơm

(Dương Hà, Phù Đổng, Thịnh Liên) là vùng trũng nên toàn bộ nước mưa phải tiêu
động lực ra sông Đuống khiến lượng điện tiêu thụ hàng năm rất lớn. Vì vậy, cần phải
2


có quy trình vận hành phù hợp để vận hành ba trạm bơm sao cho hiệu quả tiêu là tốt
nhất, điện năng tiêu thụ là thấp nhất. Đề tài ” Nghiên cứu đề xuất quy trình vận hành
cho hệ thống tiêu 3 trạm bơm Dương Hà – Phù Đổng – Thịnh Liên, huyện Gia Lâm,
TP Hà Nội trong điều kiện đô thị hóa và biến đổi khí hậu.” có ý nghĩa thực tế và khoa
học cao.
II. MỤC ĐÍCH VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
1.

Mục đích nghiên cứu

Đề xuất quy trình vận hành cho hệ thống tiêu 3 trạm bơm Dương Hà – Phù Đổng –
Thịnh Liên, huyện Gia Lâm, TP Hà Nội trong điều kiện đô thị hóa và biến đổi khí hậu.
2.

Phạm vi nghiên cứu:

Nghiên cứu hệ thống tiêu 3 trạm bơm Dương Hà – Phù Đổng – Thịnh Liên, huyện Gia
Lâm, TP Hà Nội.
III. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:
1.

Cách tiếp cận:

-

Tiếp cận thực tế: đi khảo sát, nghiên cứu, thu thập các số liệu cần thiết;

-

Tiếp cận hệ thống: Tiếp cận, tìm hiểu, phân tích hệ thống từ tổng thể đến chi tiết,

đầy đủ và hệ thống.
-

Tiếp cận các phương pháp hiện đại: Mô phỏng thủy văn, thủy lực bằng phần

mềm.
2.

Phương pháp nghiên cứu:

-

Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa : Thu thập số liệu về bề rộng kênh, hệ số

nhám lòng kênh, độ dốc lòng kênh, số máy bơm, loại máy bơm từng trạm….để nhập
vào phần mềm SWMM.
-

Phương pháp kế thừa : kế thừa những nghiên cứu của những người trước về vẽ

mô hình mưa.

3

-

Phương pháp phân tích hệ thống, thống kê : tiến hành phân tích hiện trạng, tình

hình ngập úng từ đầu mối điến mặt ruộng; Tổng hợp các số liệu như: mưa, số giờ
bơm….
-

Phương pháp mô hình toán : sử dụng phần mềm SWMM để mô phỏng thủy văn,

thủy lực.
IV. KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC.
-

Tính toán các tần suất mưa.

-

Đề xuất được kịch bản cơ cấu sử dụng đất trong tương lai và biến đổi khí hậu (năm

2030).
-

Tính toán yêu cầu nước cho hệ thống ứng với điều hiện hiện tại, điều kiện phát triển

kinh tế xã hội và biến đổi khí hậu.
-

Đề xuất quy trình vận hành cho từng trạm bơm tương ứng với các trường hợp tính toán

nêu trên với yêu cầu không gây thiệt hại do ngập úng.

4


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.TỔNG QUAN VỀ TIÊU NƯỚC
1.1.1. Tổng quan về vấn đề tiêu nước
Nước ta có địa hình đồi núi chiếm đến 3/4 diện tích lãnh thổ, tập trung phần lớn ở
vùng Đông Bắc, Tây Bắc và miền Trung, phần diện tích còn lại là châu thổ và đồng
bằng phù sa, chủ yếu là ở ĐBSH và ĐBSCL. Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới
gió mùa, lượng mưa trung bình nhiều năm trên toàn lãnh thổ vào khoảng 1.940
mm/năm nhưng do ảnh hưởng của địa hình đồi núi, lượng mưa phân bố không đều trên
cả nước và biến đổi mạnh theo thời gian nên gây khó khăn cho việc tiêu khi mưa lớn
xảy ra. Đặc biệt là khi đất nước ta đang trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa
đất nước, quá trình đô thị hóa ngày càng tăng cao, làm giảm đáng kể khả năng tiêu
thoát nước ở các vùng đô thị, nhất là những đô thị lớn, đang phát triển mạnh.
Tại đồng bằng sông Hồng: Các sông tự nhiên đều có đê bao phòng chống lũ. Trong nội
đồng thường có các kênh rạch tự nhiên và nhân tạo làm nhiệm vụ tưới và tiêu. Mối liên
hệ giữa các kênh rạch và các con sông chính được thực hiện qua cống lấy nước tự chảy
hoặc các công trình tháo nước hoặc các trạm bơm.
Tại các hệ thống ven biển miền Trung: Do quy mô của các hệ thống tiêu thoát nước
nhỏ, việc phòng chống lũ và ngăn chặn nước mặn lại do các đê biển đảm nhiệm. Các hệ
thống tưới tiêu riêng biệt hầu hết là tự chảy, nhưng cũng có nhiều vùng tưới tiêu bằng
bơm. Thiệt hại do ngập lụt, ngập úng vẫn xảy ra thường xuyên và nghiêm trọng.
Vùng cao nguyên, miền núi: Hệ thống tưới tiêu riêng biệt và thường là tự chảy đối với
vùng địa hình cao, đôi khi dùng bơm để lấy nước sông với vùng có địa hình thấp hoặc
các hệ thống hỗn hợp.
Ở đồng bằng sông Cửu Long: Ngập lụt phụ thuộc rất nhiều vào lũ từ thượng nguồn,

mưa nội đồng, địa hình thấp, triều cường, các kênh rạch và các cống ngăn mặn ở cửa
sông. Các công trình đê biên giới, đê sông Tiền, sông Hậu chỉ có tác dụng vào đầu mùa
lũ, khi lũ cao hệ thống này không chống được lũ. Công trình thoát lũ ra biển Tây hiệu

5


quả chưa cao nên ngập lụt ở đồng bằng sông Cửu Long vẫn còn nhiều vấn đề cần giải
quyết.
Việt Nam phát triển kinh tế nhanh trong vài thập kỷ gần đây kéo theo sự phát triển đô
thị và công nghiệp diễn ra trên cả nước, đặc biệt nhanh với những vùng ven các đô thị
lớn. Việc phát triển đô thị hay công nghiệp đã làm tăng yêu cầu tiêu, trong khi các hệ
thống tiêu không cải tạo, nâng cấp để đáp úng sự phát triển trên nên gây ra ngập úng.
Ngoài ra, yếu tố làm gia tăng quá trình ngập úng là hệ thống tiêu bị mất diện tích trữ
nước tạm thời, diện tích thấm nước, sự xuống cấp của công trình tiêu và biến đổi bất
thường theo hướng bất lợi của khí hậu.
Nhiều hệ thống tiêu chỉ được thiết kế, xây dựng tiêu nước cho nông nghiệp nhưng hiện
nay phải gánh vác thêm diện tích đô thị, công nghiệp khiến quá tải. Với những hệ
thống tiêu nhiều đầu mối tiêu (cống tự chảy hay trạm bơm tiêu) thì quy trình vận hành
hợp lý có thể giảm bớt mức độ ngập úng và giảm chi phí điện năng.
1.1.2.Tổng quan về đô thị hóa
Hiện nay,quá trình đô thị hoá ở nước ta đang là nguyên nhân gây biến động nguồn tài
nguyên nước, theo đó, các con sông, hồ trong các đô thị ngày một bị thu hẹp dòng
chảy, thậm chí bị lấp hoàn toàn để lấy đất phục vụ cho quá trình phát triển kinh tế- xã
hội, xây dựng các công trình giao thông, khu dân cư, khu công nghiệp, nhà máy, xí
nghiệp… Quá trình đô thị hoá đã và đang tác động sâu sắc đến các hoạt động kinh tếxã hội. Do tác động của quá trình này, các đoạn sông chảy qua các khu đô thị, khu dân
cư tập trung và các cơ sở sản xuất kinh doanh vùng ngoại thành thường xuyên nằm
trong tình trạng báo động.
Gia Lâm - vùng đất địa linh nhân kiệt, nằm ở cửa ngõ phía Đông của Thủ đô Hà Nội
ngàn năm văn hiến, nơi giao thoa của dòng văn hoá Thăng Long và Kinh Bắc. Gia

Lâm được xác định là vùng kinh tế trọng điểm. Trên địa bàn huyện có nhiều tuyến
đường giao thông quan trọng đã và đang được đầu tư xây dựng: Quốc lộ 1A; Quốc lộ
1B; Quốc lộ 3 mới Hà Nội - Thái Nguyên; Quốc lộ 5; Đường ôtô cao tốc Hà Nội - Hải
Phòng; đường Hà Nội - Hưng Yên; đường 181...; đường thuỷ sông Hồng, sông Đuống,
ga Yên Viên và hệ thống đường sắt ngược lên phía Bắc, Đông Bắc và xuôi cảng biển
Hải phòng. Trên địa bàn huyện có nhiều khu đô thị, khu công nghiệp và các trung tâm
6


thương mại được hình thành; nhiều làng nghề nổi tiếng, thu hút đông khách thập
phương trong và ngoài nước như làng gốm sứ Bát Tràng, dát vàng, may da Kiêu Kỵ,
chế biến thuốc bắc Ninh Giang. Đây chính là những động lực và tiềm năng to lớn để
phát triển kinh tế thương mại, du lịch, dịch vụ giao thông, giao lưu hàng hoá hiện nay
và trong tương lai.
Đặc biệt, tháng 6/2018, UBND thành phố Hà Nội có quyết định phê duyệt Quy hoạch
chi tiết Khu đô thị Gia Lâm, tỷ lệ 1/500 tại khu vực thị trấn Trâu Quỳ và các xã:
Dương Xá, Kiêu Kỵ, Đa Tốn. Tổng diện tích đất khu vực nghiên cứu quy hoạch
khoảng 420ha và quy mô dân số khoảng 89.500 người.
“Siêu” đô thị mới này được nghiên cứu quy hoạch bao gồm: Khu biệt thự cao cấp
được bố trí bên trong lòng đô thị, các khu nhà ở cao tầng với chiều cao từ 25 - 38 tầng,
các trường mầm non, trường học các cấp bố trí trung tâm các khu ở, hệ thống công
trình công cộng thành phố bố trí, hệ thống các công trình công cộng dịch vụ hỗ trợ và
bãi đỗ xe...
Để phát triển hạ tầng cho đô thị, huyện cũng triển khai dự án nhà máy nước sạch khu
vực Yên Viên. Ngoài ra, Dự án Nhà máy nước mặt sông Đuống (giai đoạn 1), với
công suất 150.000 m3/ngày đêm sẽ được khánh thành vào đúng tháng 10/2018. Tổng
quy mô dự án với diện tích gần 61,5 ha, tổng vốn đầu tư gần 5000 tỷ đồng tại xã Phù
Đổng và xã Trung Mầu. Đặc biệt, Gia Lâm là một trong những huyện đi đầu trong đầu
tư đồng bộ hệ thống chiếu sáng. Theo đó, 411,8km hệ thống chiếu sáng trên địa bàn
huyện được đầu tư. Huyện cũng triển khai đồng bộ việc cải tạo, xây dựng trụ sở làm

việc, trạm y tế, nhà văn hóa, trung tâm văn hóa xã; đến nay đã có 153/171 thôn, làng,
tổ dân phố, cụm dân cư có nhà văn hóa; 100% trạm y tế các xã đạt chuẩn; 58/75
trường đạt chuẩn quốc gia.
Do quá trình đô thị hóa trên địa bàn diễn ra với tốc độ nhanh. Diện tích đất nông
nghiệp giảm, diện tích đất đô thị tăng. Các công trình tiêu thoát nước trước đây chủ
yếu phục vụ cho muc đích tiêu cho nông nghiệp. Nên vấn đề tiêu thoát nước cho đô thị
và công nghiệp đang trở thành bài toán khó cho ban lãnh đạo khu vực nghiên cứu .

7


1.1.3.Tổng quan về biến đổi khí hậu
Biến đổi khí hậu trái đất là sự thay đổi của hệ thống khí hậu gồm: khí quyển, thủy
quyển, sinh quyển, thạch quyển hiện tại và trong tương lai, bởi các nguyên nhân tự
nhiên và nhân tạo trong một giai đoạn nhất định. Nguyên nhân chính làm BĐKH trái
đất là do sự gia tăng các hoạt động tạo ra các chất thải nhà kính, các hoạt động khai
thác quá mức các bể hấp thụ và bể chứa khí nhà kính như sinh khối, rừng, các hệ sinh
thái biển, ven bờ và đất liền khác.
Việt Nam là một quốc gia nằm trong khu vực Đông Nam Á, chịu ảnh hưởng của vùng
gió mùa, khí hậu nóng và ẩm rất đặc trưng. Việt Nam có đường bờ biển dài hơn
3200km với 75% dân số sống gần biển. Việt Nam là nước đứng thứ 2 trong 5 nước
chịu ảnh hưởng nặng nề nhất của biến đổi khí hậu.
Nhiệt độ trong 50 năm qua (1958–2007), nhiệt độ trung bình năm ở Việt Nam tăng lên
khoảng từ 0,5đ0C đến 0,70C. Nhiệt độ mùa đông tăng nhanh hơn nhiệt độ mùa hè và
nhiệt độ ở các vùng khí hậu phía Bắc tăng nhanh hơn ở các vùng khí hậu phía Nam.
Lượng mưa giảm từ 5 đến 10% trên đa phần diện tích phía Bắc nước ta và đang tăng
khoảng 5 đến 20% ở các vùng khí hậu phía Nam. Xu thế diễn biến của lượng mưa năm
tương tự như lượng mưa mùa mưa, tăng ở các vùng khí hậu phía Nam, giảm ở các
vùng khí hậu phía Bắc. Khu vưc Nam Trung Bộ có lượng mưa mùa khô, mùa mưa và
lượng mưa năm tăng mạnh nhất so với các vùng khác ở nước ta, nhiều nơi đến 2%

trong 50 năm qua.
Số lượng xoáy thuận nhiệt đới họat động trên khu vực Biển Đồng có xu hướng tăng
nhẹ, trong khi đó số cơn ảnh hưởng hoặc đổ bộ vào đất liền Việt Nam không có xu
hướng biến đổi rõ ràng. Khu vực đổ bộ của các cơn bão và áp thấp nhiệt đới vào Việt
Nam có xu hướng lùi dần về phía Nam nước ta; số lượng các cơn bão rất mạnh có xu
hướng gia tăng, mùa bão có dấu hiệu kết thúc muộn hơn trong thời gian gần đây. Mức
độ ảnh hưởng của bão đến nước ta có xu hướng mạnh lên.
Tình hình BĐKH diễn biến ngày càng phức tạp theo hướng cực đoan và bất lợi cho
việc tưới và tiêu. Số trận mưa có cường độ lớn và tổng lượng lớn bất thường xuất hiện

8


ngày càng thường xuyên. Trong khi nhiều công trình trong hệ thống tiêu xuống cấp và
thiết kế với mức đảm bảo thấp đã không đáp ứng được yêu cầu tiêu hiện tại và tương
lai.
1.1.4. Tổng quan về quy trình vận hành hệ thống tiêu động lực
Việt Nam là một nước nông nghiệp, có đến 70% dân số lao động trong lĩnh vực này.
Vì vậy, sản xuất nông nghiệp đóng một vai trò vô cùng quan trọng trong nền kinh tế
quốc dân, đóng góp khoảng 24% GDP, gần 30% giá trị hàng hóa xuất khẩu. Ngành
xuất khẩu chủ yếu của nước ta đó chính là lúa nước. Nhưng nhiều năm trở lại đây, sản
lượng gạo xuất khẩu giảm, một phần là do ảnh hưởng của BĐKH, còn phần lớn là do
quy trình quản lý vận hành, khai thác hệ thống của nước ta chưa tốt. Đặc biệt là khi
hiện nay, nước ta chủ yếu tiêu úng bằng động lực (trạm bơm tiêu động lực).
Cả nước có 172 công ty quản lý thuỷ nông với 75 hệ thống thuỷ lợi vừa và lớn, nhiều
hệ thống thuỷ lợi nhỏ, trong đó có khoảng 2000 trạm bơm điện lớn vừa có công suất
lắp máy 250 MW cho tưới và 300 MW cho tiêu và hơn 755.000 máy bơm vừa và nhỏ
do hợp tác xã và hộ nông dân mua sắm. Ngoài ra còn có trạm bơm dầu, nhưng với số
lượng rất nhỏ, không đáng kể.
Chi phí vận hành của các trạm bơm điện (chủ yếu là điện năng) là rất lớn, ước tính

trung bình chiếm 45% đến 50% tổng chi phí quản lý vận hành. Như vậy, nếu tính trên
bình diện cả nước thì chi phí vận hành bơm hàng năm lên đến hàng trăm tỷ đồng. Thời
gian gần đây, Chính phủ đã khuyến cáo các doanh nghiệp phải tìm các biện pháp để
giảm nhỏ chi phí vận hành các hệ thống thủy lợi, đặc biệt là ở các hệ thống tiêu bằng
động lực. Thực hiện chủ trương này, hầu hết các doanh nghiệp đã thực hiện các qui
trình tiêu nước vào những giờ thấp điểm để giảm chi phí vận hành.
Nhiều biện pháp kỹ thuật đã được áp dụng để nâng cao hiệu quả quản lý nhưng thực tế
cho thấy, tình trạng ngập lụt vẫn xảy ra trầm trọng ở một số nơi, đặc biệt là BĐKH
diễn ra ngày càng phức tạp. Theo số liệu đánh giá của Cục Thuỷ Lợi, hiện nay diện
tích được tiêu của các hệ thống thuỷ nông chỉ đạt 50% đến 65% so với thiết kế.

9


Các hệ thống lớn như hệ thống CTTL Bắc Nam Hà, hệ thống sông Nhuệ…. đều có
quy trình vận hành được Bộ Nông Nghiệp và Phát triển Nông thôn ban hành cho từng
hệ thống.
Trong khi đó, những hệ thống tiêu vừa và nhỏ có từ 2 trạm bơm tiêu trở lên chưa có
quy trình vận hành khoa học cho từng trạm bơm. Thực tế, các trạm bơm tiêu trong hệ
thống vận hành đồng thời, đồng đều…nên chưa phát huy được ưu điểm của hệ thống
tiêu liên thông các trạm bơm và chưa tiết kiệm điện năng.
1.1.5. Tổng quan về các nghiên cứu có liên quan
1.1.5.1. Trên thế giới
Trong những năm gần đây, đã có nhiều tác giả nghiên cứu về tác động của BĐKH đến
mưa tiêu, nhu cầu tiêu và hệ thống tiêu, quy trình vận hành hệ thống điển hình như các
nghiên cứu sau:
*Grum M. và Jorgensen [3]- Nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến tiêu
nước đô thị: một đánh giá dựa trên mô phỏng mô hình khí hậu vùng. Trong nghiên cứu
này, các tác giả đã sử dụng phương pháp mô phỏng mô hình khí hậu vùng (RCM) để
đánh giá ảnh hưởng của BĐKH đến sự thay đổi của cường độ mưa và biểu đồ mưa, từ

đó đánh giá được ảnh hưởng đến dòng chảy trong hệ thống tiêu thoát nước đô thị.
*O.Mark, G.Svensson và nnk [4] – Nghiên cứu Phân tích và thích nghi với những tác
động của BĐKH đến những hệ thống tiêu. Mục đích của nghiên cứu là nâng cao hiểu
biết và kiến nghị chiến lược thích ứng BĐKH đối với các hệ thống thoát nước nhằm
giảm thiểu tổn thương do BĐKH gây ra. Nghiên cứu đã phân tích ảnh hưởng của
BĐKH đến sự thay đổi trong biểu đồ mưa ở những nước Bắc Âu và đã phác thảo chiến
lược giảm thiểu tác động của BĐKH đến các hệ thống tiêu. Nghiên cứu đã tập chung
vào: hướng dẫn liên quan đến chiến lược giảm thiểu tác động của BĐKH đến hệ thống
tiêu; hướng dẫn về cách thực hiện phân tích đánh giá tác động của BĐKH đến hệ
thống tiêu và giới thiệu kết quả phân tích tác động của BĐKH đến những hệ thống tiêu
ở Helsingborg, Kalmar Sweden và Odense của Đan Mạch.

10


* Linmei Nie, Oddvar Lindholm và nkk [6] – Nghiên cứu Tác động của BĐKH đến
những hệ thống tiêu đô thị – Một nghiên cứu điển hình ở Fredrikstad, Norway. Trong
nghiên cứu này, ảnh hưởng bất lợi của BĐKH đến úng ngập bề mặt, hiện tượng tràn
kênh, dòng chảy qua tràn tách nước mưa được phân tích. Dựa trên những kịch bản
BĐKH đã có, nghiên cứu đã chỉ ra rằng, tổng lượng nước ngập tại các giếng thu nước
mưa tăng lên 2 – 4 lần, lượng tăng của mưa và tổng dòng chảy tràn tại các tràn tách
nước mưa của hệ thống cống chung sẽ tăng 1,5 – 3 lần mức tăng của mưa. Kết quả mô
phỏng cũng chỉ ra rằng, số lượng các giếng thu bị ngập và số lượng đoạn cống, mương
bị tràn có thể thay đổi đột ngột và không đều với sự thay đổi không đáng kể của mưa
và thay đổi theo các trận và thời lượng mưa.
* Supria Paul, A.K.M. Saiful Islam và nnk [8] – Nghiên cứu tác động của BĐKH đến
những hệ thống tiêu đô thị ở ba thị trấn ven biển của Bangladesh. Trong nghiên cứu
này, mô hình SWMM đã được sử dụng để đánh giá những điều kiện tiêu thoát trong
tương laic ho 3 vùng thị trấn ven biển là Amtali, Galachipa và Pirojpur. Mưa thiết kế
thời lượng 2 giờ, tần suất 10% và mực nước của các sông bao quanh tần suất 5% đã

được chọn mô phỏng hệ thống tiêu. Đối với mưa tương lai, những thông tin BĐKH
phân giải cao đã được tạo ra qua sử dụng kịch bản phát thải trung bình SRES A1B
được tính từ mô hình khí hậu vùng REGCM3. Số liệu mực nước biển dâng tù nguồn
cấp hai đã được bổ sung với tần suất 5% để mô phỏng kịch bản tương lai. Độ phân giải
DEM 10m đã được sử dụng để mô tả địa hình lưu vực và hệ thống tiêu. Kết quả mô
phỏng đã cho thấy rằng, những mương nhánh cấp 2 sẽ không đủ năng lực để dẫn nước
mưa ứng cới trận mưa thiết kế và vùng ngập úng sẽ tăng lên đáng kể từ sau năm 2030.
* Eric A.Rosenberg [7] – Nghiên cứu mưa cực hạn và những tác động của BĐKH đến
công trình tiêu nước ở bang Washington. Tác giả đã sử dụng số liệu mưa đo đạc trong
quá khứ và số liệu mưa mô phỏng để đánh giá những thay đổi trong phân bố xác suất
của mưa cực hạn ở vùng nghiên cứu. Mưa đo đạc sử dụng trong khoảng thời gian 1949
– 2007 và mưa tương lai được xác định từ mô hình khí hậu vùng WRF trong khoảng
thời gian 1970 – 2000 và 2020 – 2050 và thu phóng từ mô hình khí hậu toàn cầu
ECHAM5 và CCSM3. Chuỗi mưa giờ từ phân tích thống kê được sử dụng như đầu
vào của mô hình thủy văn HSOF để mô phỏng dòng chảy trong 2 lưu vực đô thị ở

11


miền trung Puget Sound. Nghiên cứu kết luận rằng, những công trình tiêu nước được
thiết kế khi sử dụng số liệu mưa trong thế kỷ 20 cần thiết phải được nâng cấp với tiêu
chuẩn thiết kế mới để có thể đáp ứng được yêu cầu tiêu do BĐKH gây ra.
1.1.5.2. Trong nước
Đã có nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng BĐKH đến hệ thống tiêu và quy trình vận hành
hệ thống tiêu.
a)

Nghiên cứu tác động BĐKH và đô thị hóa đến tiêu:

* Bùi Nam Sách [10]– Nghiên cứu sự biến đổi của nhu cầu tiêu và biện pháp tiêu

nước cho hệ thống thủy nông Nam Thái Bình có xét đến ảnh hưởng của BĐKH toàn
cầu. Tác giả đã chỉ ra một số kết quả sau:
+Về hệ số tiêu: Nếu chỉ xét riêng về ảnh hưởng của BĐKH đến yêu cầu tiêu thì hệ số
tiêu mặt ruộng, lưu lượng tiêu thiết kế của các công trình đầu mối và tổng lượng nước
cần tiêu của hệ thống thủy nông tăng theo tỷ lệ thuận với mức độ tăng của tổng lượng
trận mưa tiêu thiết kế. Nếu xét thêm ảnh hưởng của biến động cơ cấu sử dụng đất do
công nghiệp hóa và đô thị mang lại thì so với thời điểm hiện tại khi lượng mưa tiêu
tăng thêm 3,1% thì hệ số tiêu thiết kế tăng 5,62%, khi lượng mưa tăng thêm 7,9% thì
hệ số tiêu thiết kế tăng 17,12% và khi lượng mưa tăng thêm 19,1% thì hệ số tiêu năng
35,65%.
+Về biện pháp tiêu: vùng tiêu tự chảy giảm từ 82,54% diện tích cần tiêu tại thời điểm
hiện nay xuống còn 62,9% vào năm 2020, 39,9% vào năm 2050, 33,10% vào năm
2100. Ngược lại quy mô vùng tiêu bằng động lực tăng lên tương ứng với mức độ giảm
của vùng tiêu tự chảy: tăng từ 10.435 ha ở thời điểm hiện nay lên 20.958 ha vào năm
2020, 34.670 ha vào năm 2050 và 38,732 ha vào năm 2100.
+Với hệ số tiêu thiết kế đang áp dụng trong hệ thống thủy nông Nam Thái Bình
khoảng 7,0 l/s, ở thời điểm hiện tại các công trình tiêu nước đã có trên hệ thống này
mới chỉ có khả năng đáp ứng được khoảng 60% nhu cầu tiêu, đến năm 2020 đáp ứng
được 58%, năm 2050 đáp ứng được trên 52% và năm 2100 đáp ứng được trên 45%
nhu cầu tiêu.

12


* Theo Viện Quy hoạch Thủy lợi [11], [12] tác động của BĐKH đến hệ thống tiêu
nước Đồng Bằng Bắc Bộ như sau :
– Kết quả tính toán hệ tiêu với kịch bản BĐKH theo các giai đoạn: Tổng lượng mưa 5
ngày max đến năm 2020 tăng từ 2–5% so với hiện tại (năm 2010), đến năm 2030 tăng
từ 6% so với hiện tại, đến năm 2050 tăng từ 7–9% so với hiện tại, năm 2100 tăng từ
10–18% so với hiện tại. Tính toán tiêu với cơ cấu sử dụng đất 2010, 2020, 2030, 2050

theo mưa các giai đoạn đến năm 2010, 2020, 2030, 2050 kết quả tính hệ số tiêu đều
tăng lên nhiều so bới hiện tại, do mưa tăng lên, đồng thời với quá trình công nghiệp,
đô thị hóa ngày càng tăng, vì vậy ao hồ, đất nông nghiệp càng bị thu hẹp nên khả năng
trữ nước càng ngày càng giảm, thời gian tiêu càng phải tiêu gấp rút.
– Toàn vùng có diện tích cần tiêu 1.162.160 ha, đến năm 2050 do ảnh hưởng BĐKH
lượng mưa thời đoạn tiêu tăng, cùng với tốc độ phát triển đô thị, cồng nghiệp trong
vùng tăng nên nhu cầu tiêu tăng lên 37,5% so với hiện tại, mực nước chân triều tại
vùng ven biển tăng lên sẽ gây ảnh hưởng tới tiêu thoát, cần nâng cấp, xây mới các
công trình tiêu đầu mối và nội đồng, kết hợp nạo vét các trục tiêu trong các hệ thống.
* Phạm Thế Vinh và nnk [14] – Nghiên cứu tính toán tiêu nước thành phố Hồ Chí
Minh có kể đến BĐKH. Trong nghiên cứu này, tác giả đã sử dụng kịch bản về mưa để
xây dựng mô hình mưa tiêu thiết kế thời gian 3h, tần suất 50% và mực nước triêu
tương ứng với giai đoạn 2030 để làm biên tính toán mô hình thủy lực mô phỏng hệ
thống tiêu thoát nước thành phố Hồ Chí Minh.
* Vũ Trọng Bằng [15] – Nghiên cứu ảnh hưởng của BĐKH và quá trình đô thị hóa đến
nhu cầu tiêu nước của hệ thống tiêu trạm bơm Đông Mỹ, Hà Nội. Trong nghiên cứu
này, tác giả đã sử dụng kịch bản BĐKH năm 2012 của bộ TN & MT cho vùng Hà Nội.
Do kịch bản BĐKH năm 2012 không có kịch bản về lượng mưa 5 ngày lớn nhất để
tính toán mưa tiêu thiết kế, tác giả đã sử dụng tương quan giữa lượng mưa mùa hè và
lượng mưa 5 ngày lớn nhất năm liệt từ mưa trong quá khứ. Từ phương trình tương
quan này và kịch bản về mức tăng lượng mưa mùa hè trong giai đoạn 2020, 2050, tác
giả đã xác định được lượng mưa 5 ngày lớn nhất bình quân nhiều năm và lượng mưa 5
ngày lớn nhất tần suất 10% trong giai đoạn 2020, 2050. Sử dụng mô hình mưa điển

13


hình trong quá khứ, từ lượng mưa 5 ngày lớn nhất tần suất thiết kế 10%, thu phóng có
được mô hình mưa tiêu thiết kế trong giai đoạn 2020, 2050. Tác giả sử dụng phương
pháp tính hệ số tiêu theo quy định hiện hành và mô hình SWMM để mô phỏng hệ

thống tiêu. Kết quả tính toán đã chỉ ra rằng, đến năm 2020, nhu cầu tiêu của lưu vực
tăng lên 2,13% và đến năm 2050, nhu cầu tiêu tăng lên 5,65% so với thời kỳ nền 1980
– 1999. Hạn chế của nghiên cứu này là mô hình mưa tiêu thiết kế trong tương lai được
xác định dựa trên kịch bản biến đổi lượng mưa mùa hè, trong khi tương quan giữa
lượng mưa mùa hè và lượng mưa 5 ngày lớn nhất không cao nên kết quả tính lượng
mưa 5 ngày lớn nhất không chính xác.
b) Nghiên cứu các quy trình vận hành tiêu:
* Nhóm tác giả Trịnh Quang Hòa, Dương Văn Tiển, Th.S.Lê Văn Học, Đan Văn Vân
đã xây dựng được một hệ điều hành quản lý hệ thống 6 trạm bơm điện lớn Hà NamNam Định thực hiện các chức năng:
- Quản trị toàn bộ những dữ liệu về khí tượng, thủy văn trên khu vực, các số liệu địa
hình, các con sông trong sơ đồ tính toán, cùng địa hình các khu ngập, các thông số
cùng khả năng tháo nước của các cống điều tiết then chốt, các đường đặc tính công tác
của trạm bơm đầu mối.
- Nhận dạng quy mô lũ trên sông Hồng, nhận dạng cấp mưa nội đồng (to, vừa, nhỏ)
trước từng đợt tiêu.
- Tính toán đường mặt nước trên các kênh trục tiêu chính của hệ thống.
- Đặt được mối liên hệ ngược giữa đường mặt nước trên hệ thống với sự hoạt động của
các cống điều tiết chính, các trạm bơm đầu mối phục vụ cho việc điều khiển đường
mặt nước trong việc tiêu úng.
Hầu hết, các nghiên cứu trong nước về BĐKH tập trung vào vấn đề tăng lượng mưa
tiêu dẫn đến tăng yêu cầu tiêu và xây dựng quy trình điều hành cho hệ thống tiêu lớn
có nhiều trạm bơm mà chưa có nghiên cứu về hệ thống tiêu quy mô vừa và nhỏ có từ
hai đầu mối tiêu trở lên.

14


* Tác giả Nguyễn Thanh Hương [22] đã có một số kết quả nghiên cứu về hệ thống Bắc
Nam Hà:
- Đã chỉ ra được một số cơ sở khoa học phục vụ cho công tác quản lý điều hành hệ

thống.
- Nghiên cứu, chia khu vực tiêu thành các ô tiêu cơ bản, đồng thời xác định được quan
hệ F~Z trong từng ô và khu tiêu;
- Xây dựng được mô hình tiêu úng nội đồng, mô tả diễn biến mực nước trong từng ô
tiêu, từng đoạn sông, kênh tiêu dưới tác động của mưa và hoạt động của các trạm bơm
và các cống điều tiết then chốt;
- Phân tích chuỗi số liệu và tài liệu mưa làm cơ sở cho việc lựa chọn phương án.
1.2. TỔNG QUAN VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU
1.2.1. Điều kiện tự nhiên
1.2.1.1. Vị trí địa lý
Lưu vực của hệ thống 3 trạm bơm (Dương Hà, Phù Đổng và Thịnh Liên) nằm trên địa
phận 3 xã Dương Hà, Phù Đổng, Trung Mầu. Phía Bắc giáp với xã Yên Thường, Vĩnh
Long, Phía Đông và phía Nam giáp với sông Đuống, phía Đông giáp với xã Phù Chẩn,
Ninh Hiệp của tỉnh Bắc Ninh. Ba trạm bơm phụ trách tiêu ra sông Đuống cho khu vực
Bắc Đuống, huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội với tổng diện tích tiêu khoảng 2500ha.
1.2.1.2. Đặc điểm địa hình
Địa hình lưu vực tiêu khá bằng phẳng, hướng dốc tự nhiên từ Tây sang Đông (từ lưu
vực TB Dương Hà về TB Thịnh Liên) và dốc từ Bắc xuống Nam theo hướng đổ ra
sông Đuống. Cao độ tự nhiên khoảng từ +4,5 m đến +6,5 m.
1.2.1.3. Đặc điểm khí tượng, thủy văn, thổ nhưỡng


Đặc điểm thổ nhưỡng:

15


Đất đai trong khu vực tương đối phì nhiêu, đại bộ phân đất đai trong khu vực phần lớn
là đất phù sa cổ và đất thịt pha cát, hàm lượng mùn ở mức độ trung bình, hàm lượng
sét ở mức trung bình nên đất có khả năng giữ nước tương đối tốt. Điều kiện thổ

nhưỡng ở đây rất phù hợp với cây lúa nước và một số loại hoa màu: su hào, bắp cải,
khoai lang, ngô, lạc, đậu tương….


Đặc điểm khí tượng:

- Khí tượng vùng nghiên cứu có đặc tính khí tượng giống với khí tượng khu vực Hà
Nội, tiêu biểu cho khí tượng Bắc Bộ, mang tính chất nhiệt đới gió mùa phân thành hai
mùa rõ rệt: mùa khô và mùa mưa. Mùa khô bắt đầu từ tháng XI đến tháng III năm sau,
mùa mưa từ tháng IV đến tháng X.
- Nhiệt độ: Bình quân 230C. Mùa hè cao nhất là 39.80C. Mùa đông thấp nhất là 60C.
Trung bình là 180C.
Bảng 1.1. Nhiệt độ trung bình tháng, năm khu vực Hà Nội ( Đơn vị: 0C).

Tháng

Chỉ
tiêu
Nhiệt
độ
-

I

II

III

IV

V

VI

VII

Cả
VIII

IX

X

XI

XII

năm

15,9 16,8 19,3 23,7 27,4 28,9 29,3 28,6 27,5 24,8 21,2 17,9 23,5

Lượng mưa:

Theo tài liệu đo mưa từ năm 1967-997, lượng mưa trung bình năm là 1.716,6mm và
chia làm 3 mùa: mùa mưa từ tháng V đến tháng IX (lượng mưa mùa mưa chiếm 70 ÷
85% lượng mưa cả năm). Mùa ít mưa chủ yếu là mưa nhỏ và mưa phùn kéo dài từ
tháng X đến tháng IV năm sau (lượng mưa chiểm 15 ÷ 30% lượng mưa cả năm).
Trong đó tháng 12 hoặc tháng 1 có lượng mưa ít nhất. nhiều trận mưa có kém theo bão
làm ngập úng các cánh đồng. Do lượng mưa phân bố không đều theo thời gian nên rất
thiếu nước cung cấp cho cây trồng vào mùa khô và gây úng ngập vào mùa mưa. Do

vậy cần có biện pháp tưới, tiêu cho cây trồng.

16


Hà nội có mùa đông lạnh rõ rệt so với các địa phương khác ở phí Nam tần số front
lạnh cao hơn, số ngày nhiệt độ thấp đnags kể, nhất là rét đậm, rét hại nhiều hơn, mùa
lạnh kéo dài hơn và mưa phùn cũng nhiều hơn. Nhờ mùa đông lạnh trong cơ cấu cây
trồng của Hà Nội cũng như đồng bằng Bắc Boh, có cả một vụ đông độc đáo ở miền
nhiệt đới.
Bảng 1-2. Lượng mưa trung bình tháng, năm khu vực Hà Nội ( đơn vị :mm)
Tháng

Chỉ
I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

năm

24,1

28,4

51

133

189

244

265

315

240

139

76,5

12,0

1716,6

tiêu
Lượng
mưa

Cả

Độ ẩm không khí:

-

Độ ẩm không khí trung bình năm là 82%, độ ẩm trung bình tháng cao nhất 86% (tháng
IV) độ ẩm trung bình tháng thấp nhất là 77% ( tháng XII).
Bảng 1-3. Độ ẩm không khí trung bình tháng, năm khu vực Hà Nội (đơn vị :%)
Tháng

Chỉ
tiêu
Độ
ẩm
-

Cả

I

II

III

IV

V

VI

VII VIII

IX

X

XI

XII

năm

82

84

85

86

82

81

81

82

81

78

77

82

84

Bốc thoát hơi :

Lượng bốc hơi bình quân năm là 972.3mm. Tháng VII lượng bốc thoát hơi bình quân
tháng lớn nhất (99.3mm) nguyên nhân là do nhiện độ cao và nắng nhiều. Lượng bốc
hơi trung bình tháng nhỏ nhất vào tháng III (56.5 mm), hang năm có 5 tháng (từ tháng
XI đến tháng III năm sau) lượng bốc hoi trung bình tháng lớn hơn lượng mưa trung
bình. Do vậy cần có biện pháp tưới cung cấp nước giữ ẩm cho cây trồng là điều cần
thiết.

17