nghiên cứu giải pháp nâng cao khả năng tiêu thoát lũ lưu vực sông tích

LỜI TÁC GIẢ
Dưới sự giúp đỡ vô cùng quý báu của các thầy cô trong trường Đại học
Thuỷ lợi, bạn bè, đồng nghiệp, người thân và cùng với sự nỗ lực của bản thân,
tác giả mong muốn đóng góp một phần nhỏ và đem lại những giá trị về khoa
học - thực tiễn cho đề tài luận văn thạc sỹ kỹ thuật: “Nghiên cứu giải pháp
nâng cao khả năng tiêu thốt lũ lưu vực sơng Tích”.
Để đạt được như vậy, tác giả xin bày tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu
sắc đối với thầy Phạm Việt Hòa, đã cho tôi những ý tưởng quý giá, những
định hướng ban đầu và nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi hồn thành cơng việc
nghiên cứu khoa học của mình.
Tơi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo trường Đại học Thủy lợi, Phòng
Đào tạo Đại học và sau đại học, Khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước, Bộ môn Kỹ
thuật Tài nguyên nước và các thầy cơ tham gia giảng dạy khố Cao học 18
trường Đại học Thủy lợi đã tạo mọi điều kiện cho tơi hồn thành tốt khố học.
Xin bày tỏ lịng cảm ơn đến Ban Quản lý dự án sơng Tích Hà Nội nơi tôi
đang công tác đã giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này.
Cuối cùng, xin gửi lời cám ơn chân thành nhất đến người thân, bạn bè và
đồng nghiệp đã khích lệ động viên tơi thực hiện đề tài luận văn này./
Hà Nội, tháng 11 năm 2013
Tác giả

Nguyễn Văn Thắng


2

LỜI CAM KẾT
Tôi là Nguyễn Văn Thắng, tôi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu
của riêng tơi. Những nội dung và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực
và chưa được ai công bố trong bất kỳ cơng trình khoa học nào.
Tác giả

Nguyễn Văn Thắng

Luận văn Thạc sĩ

Ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước


3

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ......................................................................................................... 11
1. Tính cấp thiết của đề tài......................................................................... 11
2. Mục tiêu đề tài ....................................................................................... 12
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ......................................................... 12
4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu của đề tài ........................... 12
4.1. Cách tiếp cận .................................................................................. 12
4.2. Phương pháp nghiên cứu ................................................................ 13
5. Các kết quả đạt được ............................................................................. 13
CHƯƠNG I
NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN ....................................................................... 14
1.1. Tổng quan về tiêu thoát lũ trên lưu vực sơng ..................................... 14
1.1.1. Các nghiên cứu ngồi nước ......................................................... 14
1.1.2. Các nghiên cứu trong nước ......................................................... 17
1.2. Tổng quan về lưu vực nghiên cứu ...................................................... 19
1.2.1. Điều kiện tự nhiên ....................................................................... 19
1.2.1.1. Vị trí địa lý và ranh giới vùng nghiên cứu ............................... 19
1.2.1.2. Đặc điểm địa hình..................................................................... 22
1.2.1.3. Hệ thống sơng suối liên quan đến vùng nghiên cứu ................ 23
1.2.1.4. Đặc điểm khí hậu ...................................................................... 26

1.2.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ............................................................ 29
1.2.2.1. Dân số và xã hội ....................................................................... 29
1.2.2.2. Nông nghiệp, tiểu thủ công nghiệp và dịch vụ......................... 30
1.2.2.3. Hệ thống giao thông và cơ sở hạ tầng ..................................... 30
1.2.3. Hiện trạng hệ thống tiêu trên lưu vực sơng Tích......................... 32

Luận văn Thạc sĩ

Ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước


4

CHƯƠNG II
CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN NHẰM NÂNG CAO KHẢ NĂNG
TIÊU NƯỚC VÀ GIẢM THIỆT HẠI DO LŨ GÂY RA TRÊN LƯU VỰC
SƠNG TÍCH .................................................................................................... 36
2.1. Phân vùng tiêu của lưu vực sơng Tích ............................................... 36
2.1.1. Cơ sở để phân vùng tiêu .............................................................. 36
2.1.2. Kết quả phân vùng tiêu lưu vực sơng Tích ................................. 38
2.2. Xác định u cầu tiêu ......................................................................... 40
2.2.1. Phương pháp tính tốn hệ số tiêu ................................................ 40
2.2.2. Các tài liệu tính tốn hệ số tiêu ................................................... 42
2.2.3. Kết quả tính tốn giản đồ hệ số tiêu ............................................ 44
2.3. Phân tích, đánh giá khả năng tiêu trên lưu vực sơng Tích ................. 45
2.4. Đặc điểm sự hình thành lũ và tình hình thiên tai ở lưu vực sơng Tích
......................................................................................................................... 46
2.4.1. Đặc điểm sự hình thành lũ ........................................................... 46
2.4.2. Tình hình thiên tai ở lưu vực sơng Tích ...................................... 47
2.5. Đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao khả năng tiêu nước và giảm nhẹ

thiệt hại do lũ gây ra ở lưu vực sơng tích ........................................................ 48
2.5.1. Cơ sở đề xuất các giải pháp nâng cao khả năng tiêu nước và giảm
nhẹ thiệt hai do lũ gây ra ở lưu vực sơng Tích................................................ 48
2.5.2. Đề xuất các giải pháp nâng cao khả năng tiêu nước và giảm nhẹ
thiệt hai do lũ gây ra ở lưu vực sơng Tích ...................................................... 50
CHƯƠNG III
PHÂN TÍCH LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NÂNG CAO KHẢ NĂNG TIÊU
NƯỚC VÀ HẠN CHẾ THIỆT HẠI CỦA LŨ LỤT ...................................... 51
3.1. Phân tích lựa chọn giải pháp cơng trình ............................................. 51
3.1.1. Phân Tích cơ sở để lựa chọn mơ hình ......................................... 51

Luận văn Thạc sĩ

Ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước


5

3.1.1.1. Mơ hình KOD ........................................................................... 51
3.1.1.2. Mơ hình VRSAP ...................................................................... 52
3.1.1.3. Giới thiệu tóm tắt một số mơ hình tính toán thuỷ lực 2 chiều và
khả năng áp dụng ............................................................................................ 53
3.1.1.4. Mơ hình thủy lực một chiều MIKE 11 ..................................... 55
3.1.1.5. Lựa chọn mơ hình..................................................................... 56
3.1.2. Giới thiệu sơ lược về mơ hình VRSAP ....................................... 57
3.1.2.1. Sai phân cho một đoạn sơng ..................................................... 58
3.1.2.2. Cách xử lý các cơng trình ......................................................... 60
3.1.2.3. Đoạn sơng hoặc cơng trình khơng có nước chảy qua .............. 63
3.1.2.4. Đối với các ô ruộng .................................................................. 63
3.1.3. Ứng dụng mơ hình VRSAP để lựa chọn giải pháp nâng cao khả

năng tiêu nước và hạn chế thiệt hại của lũ lụt gây ra trên lưu vực sông Tích 67
3.1.3.1. Xác định bộ thơng số và kiểm nghiệm mơ hình ...................... 67
3.1.3.2. Kết quả tính tốn Phương án hiện trạng với tần suất thiết kế
P=10% ............................................................................................................. 77
3.1.3.3. Kết quả tính tốn các phương án đề xuất ................................. 79
3.1.3.4. Lựa chọn phương án ................................................................. 87
3.2. Lựa chọn kiến nghị giải pháp phi cơng trình ..................................... 89
3.2.1. Cơng tác chỉ huy phịng chống lụt bão ........................................ 89
3.2.2. Cơng tác trồng rừng và bảo vệ rừng ............................................ 91
3.2.3. Các cơng trình phụ trợ phục vụ cứu hộ, cứu nạn ........................ 92
3.2.4. Tuyên truyền, giáo dục nâng cao nhận thức cộng đồng .............. 93
3.2.5. Xây dựng hệ thống cảnh báo lũ ................................................... 94
3.2.6. An tồn hồ đập ............................................................................ 94
3.2.7. Các chính sách đối với dân vùng chịu bão lũ .............................. 94
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 96

Luận văn Thạc sĩ

Ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước


6

I. KẾT LUẬN ............................................................................................ 96
II. KIẾN NGHỊ .......................................................................................... 98
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 99
PHỤ LỤC ...................................................................................................... 100

Luận văn Thạc sĩ

Ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước


7

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Diện tích theo cao độ các vùng đất trũng ven sông (ô ruộng) (ha) ..................... 23
Bảng 1.2. Đặc trưng nhiệt độ tháng, năm (Đơn vị: 0C) ....................................................... 26
Bảng 1.3. Độ ẩm tương đối trung bình tháng (Đơn vị: %).................................................. 26
Bảng 1.4. Số giờ nắng trung bình trong tháng (Đơn vị: giờ) .............................................. 27
Bảng 1.5. Tốc độ gió trung bình (m/s) ................................................................................ 27
Bảng 1.6. Tốc độ gió lớn nhất khơng kể hướng .................................................................. 28
Bảng 1.7. Lượng mưa năm của các trạm trên lưu vực sông Tích ....................................... 28
Bảng 1.8. Lượng bốc hơi trung bình tháng và năm (Đơn vị: mm)...................................... 28
Bảng 1.9. Quy mô dân số vùng nghiên cứu ........................................................................ 29
Bảng 1.10. Hiện trạng sử dụng đất đai trong vùng nghiên cứu ........................................... 30
Bảng 1.11. Quy mơ, kích thước các cơng trình cầu hiện có trên sông ................................ 31
Bảng 1.12. Thống kê các trạm bơm tiêu vào sơng Tích ...................................................... 33
Bảng 2.1. Đặc trưng hình thái lưu vực ................................................................................ 36
Bảng 2.2. Tổng hợp diện tích tiêu lưu vực sơng Tích ......................................................... 38
Bảng 2.3. Độ chịu ngập cho phép của lúa (mm) (đối với lúa tháng 7) ............................... 41
Bảng 2.4. Mơ hình mưa tiêu 5 ngày (đơn vị mm) ............................................................... 43
Bảng 2.5. Kết quả tính tốn giản đồ hệ số tiêu của hệ thống trận mưa thực tế xảy ra từ
29/10 ÷ 4/11/2008 ................................................................................................................ 44
Bảng 2.6. Kết quả tính tốn giản đồ hệ số tiêu của hệ thống trận mưa thiết kế tần suất
P=10%.................................................................................................................................. 44
Bảng 2.7. Lượng mưa lớn nhất các trạm năm 2008 (mm) .................................................. 47
Bảng 2.8. Mực nước lớn nhất các trạm năm 2008 .............................................................. 48
Bảng 2.9. Các khu đô thị dự kiến được xây dựng ............................................................... 49
Bảng 3.1. Thống kê mực nước lớn nhất điều tra và tính tốn tại một số vị trí dọc trục sơng

Tích ...................................................................................................................................... 72
Bảng 3.2. Mực nước lớn nhất tại một số vị trí dọc sơng Tích. Trường hợp tính tốn: Mưa
nội lưu vực sơng Tích, sơng Đáy tần suất P=10%, sơng Tích hiện trạng ............................ 77
Bảng 3.3. Các thơng số nạo vét lịng dẫn Phương án 1 ....................................................... 79
Bảng 3.4. Các thơng số nạo vét lịng dẫn Phương án 2 ....................................................... 80
Bảng 3.5. Các thông số nạo vét lòng dẫn Phương án 3 ....................................................... 80

Luận văn Thạc sĩ

Ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước


8

Bảng 3.6. Mực nước lớn nhất tại một số vị trí dọc tuyến sơng Tích các phương án đề xuất
............................................................................................................................................. 81

Luận văn Thạc sĩ

Ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước


9

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Vị trí vùng nghiên cứu ........................................................................................ 21
Hình 1.2. Bản đồ hệ thống sơng .......................................................................................... 25
Hình 2.1. Bản đồ quy hoạch tiêu lưu vực sơng Tích ........................................................... 39
Hình 3.1. Chương trình tính tốn thủy lực mạng lưới sơng VRSAP .................................. 66
Hình 3.2. Sơ đồ vị trí các mặt cắt trên hệ thống sơng ......................................................... 70

Hình 3.3. Bản đồ vị trí các lưu vực gia nhập sơng Tích...................................................... 71
Hình 3.4. Q trình mực nước tại vị trí trạm thủy văn Trí thủy – Trường hợp tính tốn:
Mơ phỏng trận lũ từ 29/10÷4/11/2008 ................................................................................. 73
Hình 3.5. Q trình mực nước tại vị trí trạm thủy văn Văn Miếu – Trường hợp tính tốn:
Mơ phỏng trận lũ từ 29/10÷4/11/2008 ................................................................................. 74
Hình 3.6. Q trình mực nước tại vị trí trạm thủy văn Ba Thá – Trường hợp tính tốn: Mơ
phỏng trận lũ từ 29/10÷4/11/2008 ....................................................................................... 75
Hình 3.7. Điều tra vết lũ tại thực địa ................................................................................... 76
Hình 3.8. Q trình mực nước tại vị trí cửa ra Suối Hai – PA1 .......................................... 84
Hình 3.9. Quá trình mực nước tại vị trí cửa ra Suối Hai – PA2 .......................................... 85
Hình 3.10. Q trình mực nước tại vị trí cửa ra Suối Hai – PA3 ........................................ 86
Hình 3.11. Sơ đồ bộ máy Ban chỉ huy phòng chống lụt bão .............................................. 90

Luận văn Thạc sĩ

Ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước


10

CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
FLV

Diện tích lưu vực

H

Mực nước

Q

Lưu lượng

QH

Quy hoạch

LV

Lưu vực

MNB

Mực nước biển

MNBD

Mực nước biển dâng

MNBTB

Mực nước biển trung bình

Min

Nhỏ nhất

Max

Lớn nhất

Hmax

Mực nước lớn nhất

UBND

Uỷ ban Nhân dân

VQHTL

Viện Quy hoạch Thuỷ lợi

TB

Trung bình

W

Dung tích

Luận văn Thạc sĩ

Ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước


11

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài

Vùng nghiên cứu là lưu vực sơng Tích, bao gồm khoảng 151.539 ha đất
đai của các huyện Ba Vì, Phúc Thọ, Thạch Thất, Quốc Oai, Chương Mỹ, Mỹ
Đức, Thị xã Sơn Tây - Thành phố Hà Nội, nằm dọc hai bên bờ sông Tích.
Đây là khu vực có tiềm năng cho sự nghiệp phát triển kinh tế không chỉ đối
với thành phố Hà Nội mà còn ảnh hưởng tới khu tam giác phát triển kinh tế
Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh.
Giới hạn lưu vực sơng Tích:
- Phía Bắc giáp tuyến đê hữu sơng Hồng
- Phía Tây Bắc giáp tuyến đê hữu sơng Đà
- Phía Đơng giáp vùng tiêu sơng Đáy
- Phía Nam và Tây Nam là phân lưu của sông Đà và sơng Hồng Long
với sơng Tích.
Tồn bộ hệ thống sơng suối thuộc lưu vực sơng Tích chỉ có một hướng
tiêu thốt duy nhất là đổ vào sơng Tích và chảy ra sông Đáy tại Ba Thá. Vào
mùa lũ, khi mưa lớn trong nội đồng gặp mực nước sông Đáy dâng cao thì việc
tiêu thốt nước trên lưu vực bị cản trở khá nhiều.
Sau khi hợp nhất Thủ đô Hà Nội năm 2008 thì lưu vực sơng Tích thuộc
tỉnh Hà Tây (cũ) nay đều thuộc Thủ đô Hà Nội. Theo định hướng chung xây
dựng Thủ đơ Hà Nội thì khu Thủ Đơ khơng cịn vùng phân lũ, chậm lũ.
Các khu đơ thị, công nghiệp… phát triển nhanh, mạnh, quy mô lớn ảnh
hưởng rất nhiều đến khả năng tiêu úng nội tại. Ngồi việc diện tích đất nơng
nghiệp bị chiếm chỗ để xây dựng, hệ số tiêu của vùng đô thị cũng cao hơn
nhiều nên hệ số tiêu chung của khu vực này sẽ tăng rất lớn.

Luận văn Thạc sĩ

Ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước


12

Vì vậy việc nghiên cứu các giải pháp nhằm nâng cao khả năng tiêu thốt
lũ cho sơng Tích là một vấn đề tất yếu nhằm phát triển kinh tế, xã hội, giữ gìn
cảnh quan, mơi trường và điều hịa khơng khí cho Thủ đơ.
2. Mục tiêu đề tài
Xây dựng cơ sở khoa học và thực tiễn đề xuất và lựa chọn giải pháp
nâng cao khả năng tiêu nước và giảm thiệt hại do lũ gây ra ở lưu vực sơng
Tích.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Lũ lụt ở lưu vực sơng Tích.
Phạm vi nghiên cứu: Tồn bộ lưu vực sơng Tích – thành phố Hà Nội.
4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu của đề tài
4.1. Cách tiếp cận
- Tiếp cận lịch sử, kế thừa có bổ sung: Tiếp cận lịch sử là cách tiếp cận
truyền thống của hầu hết các ngành khoa học. Một phần ý nghĩa của cách tiếp
cận này là nhìn vào quá khứ để dự báo tương lai qua đó xác định được các
mục tiêu cần hướng tới trong nghiên cứu khoa học.
- Tiếp cận theo hướng đa ngành, đa mục tiêu: Hướng nghiên cứu này
xem xét các đối tượng nghiên cứu trong một hệ thống quan hệ phức tạp vì thế
đề cập đến rất nhiều đối tượng khác nhau như nông nghiệp, thủy sản, du lịch,
trồng trọt, v.v.
- Tiếp cận đáp ứng nhu cầu: Là cách tiếp cận dựa trên nhu cầu tiêu nước
của các đối tượng dùng nước, qua đó xây dựng các giải pháp tiêu thốt nước
tối ưu cho các đối tượng dùng nước.
- Tiếp cận bền vững: Là cách tiếp cận hướng tới sự phát triển hài hòa
giữa các đối tượng tiêu nước dựa trên quy hoạch phát triển, sự bình đẳng, sự
tơn trọng những giá trị lịch sử, truyền thống của các đối tượng cần tiêu nước
trong cùng một hệ thống.

Luận văn Thạc sĩ

Ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước


13

4.2. Phương pháp nghiên cứu
Luận văn sử dụng các phương pháp sau:
- Phương pháp kế thừa.
- Phương pháp chuyên gia.
- Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu.
- Mơ hình tốn thuỷ văn, thuỷ lực (VRSAP).
- Phương pháp phân tích hệ thống.
5. Các kết quả đạt được
- Đưa ra được tổng quan về lưu vực sơng Tích. Đặc điểm tiêu thốt lũ
lưu vực sơng Tích.
- Đưa ra được cơ sở khoa học và thực tiễn của các giải pháp nâng cao
khả năng tiêu nước và giảm thiệt hại do lũ gây ra ở lưu vực sơng Tích.
- Đề xuất được các giải pháp cơng trình và phi cơng trình nhằm nâng cao
khả năng tiêu nước và hạn chế thiệt hại của lũ lụt gây ra.

Luận văn Thạc sĩ

Ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước


14

CHƯƠNG I
NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan về tiêu thoát lũ trên lưu vực sơng
1.1.1. Các nghiên cứu ngồi nước
Thế giới đang phải chịu những tổn thất nặng nề do thiên tai, trong đó có
lũ lụt. Con người bên cạnh việc phải đối phó và thích nghi với thiên nhiên thì
cũng đang phải gánh chịu những hậu quả khơng nhỏ do chính mình tạo ra.
Các thành phố vốn hình thành ở ven sông, biển phải đối mặt với nạn ngập
úng. London (Anh quốc) với sông Thames bị thu hẹp lại gặp bão lớn từ biển
Bắc, triều cường đã làm cho phần lớn thành phố ngập trong nước năm 1952.
Tokyo ( Nhật bản) đã có bão lớn đổ vào, mưa to kéo dài làm ngập các đường
ngầm trong thành phố vào năm 1971. Kulalumpua (Malaysia) vùng trũng
trung tâm thủ đô - trước năm 2005, khi chưa làm hệ thống thoát nước
SMART, trung tâm thành phố cũng bị ngập nặng khi mưa bão.
Bên cạnh các nguyên nhân đến từ tự nhiên như mưa nhiều hơn, bão gió
thất thường hơn, nước biển dâng cao... tình trạng lũ lụt trên thế giới cịn có
chung ngun nhân là đơ thị hố mạnh, tăng diện tích xây dựng nhà cửa và
đường xá, đồng thời giảm diện tích ngập nước, các dịng sơng thiên nhiên bị
khai thác, tác động và hệ thống kênh rạch tiêu thoát bị thu hẹp.
Việc nghiên cứu các giải pháp phòng chống lũ lụt được đặc biệt quan
tâm và hướng tiếp cận trên thế giới hầu hết là sự kết hợp giữa các giải pháp
cơng trình và phi cơng trình. Các giải pháp cơng trình thường được sử dụng
như hồ chứa, đê điều, cải tạo lịng sơng... được sử dụng rất nhiều, các giải
pháp phi cơng trình như xây dựng bản đồ nguy cơ ngập lụt, quy hoạch trồng
rừng và bảo vệ rừng, xây dựng và vận hành các phương án phòng tránh lũ lụt

Luận văn Thạc sĩ

Ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước


15

và di dân khi cần khi có thơng tin dự báo và cảnh báo chính xác cũng được sử
dụng rất nhiều. Có thể kể đến một số nghiên cứu sau đây :
- Nghiên cứu “Tăng nguy cơ lũ lụt ở Malaysia: nguyên nhân và giải
pháp” đăng trên tạp chí Disaster Prevention and Management cho thấy nguy
cơ lũ lụt ở Malaysia đã tăng đáng báo động trong những thập kỷ gần đây.
Nguyên nhân phần lớn là do thay đổi đặc tính vật lý của hệ thống thuỷ văn, do
các hoạt động của con người: tiếp tục phát triển vùng đồng bằng đông dân cư,
xâm lấn vào vùng ngập lũ, phá rừng và đồi dốc phát triển. Sự phát triển nhanh
chóng và suy thối mơi trường đang bị lãng qn một cách nhanh chóng, con
người chỉ xem những lợi ích tích cực của một nền kinh tế đang bùng nổ trong
khi không chú ý nhiều đến các tác động tiêu cực của chúng.
- Hongming He và các cộng sự thuộc Đại học Massachusetts (Hoa Kỳ)
đã nghiên cứu vùng ngập lũ trung du sông Vàng (Yellow River Basin) thuộc
Trung Quốc. Nghiên cứu đã đánh giá các tác động do thay đổi bề mặt lưu vực
đến dòng chảy lũ. Nghiên cứu đã đề cập đến các tác động do hoạt động của
con người ảnh hưởng đến điều kiện biên của mơ hình. Đây thực sự là cơng cụ
hữu ích dùng để quản lý và đánh giá ảnh hưởng của các hoạt động trên lưu
vực sơng Vàng đến tình trạng lũ.
- Vùng hạ lưu sơng Tsurumi, trải dài từ thành phố Machida qua Vịnh
Tokyo, là mục tiêu của các dự án quản lý lũ toàn diện trong những năm 1980
của Nhật Bản. Một phần của kế hoạch lớn này là việc xây dựng một bể lớn đa
năng, có thể trữ nước lũ từ sơng trong mùa lụt, còn vào những thời điểm khác
trong năm lại được dùng vào các mục đích khác, trong đó có sân vận động
quốc tế Yokohama. Vì độ cao của con đê ngăn sông với bể này khá thấp,
nước sẽ chảy qua đê khi mùa nước lên, vì thế tránh bị trào ngược. Nước sau lũ
được tháo đi bằng các cửa cống. Bản thân sân vận động được dựng trên nhiều
cọc nhằm đảm bảo nó vẫn được sử dụng trong mùa lũ như các đường đi

Luận văn Thạc sĩ

Ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước


16

chính. Một trung tâm thơng tin về lũ lụt và các bảng thông báo trong bể này
tạo điều kiện cho người dân nắm được thông tin và cung cấp các cảnh báo dễ
dàng. Ngoài ra, các biện pháp khác trên sông Tsurumi cũng đã được áp dụng,
bao gồm nạo vét lịng sơng, đắp đê, kiểm tra và điều chỉnh các hồ chứa nước.
- Carlos E. M. Tucci, chuyên gia tại Viện nghiên cứu Nước thuộc trường
Đại học Liên bang Rio Grande do Sul, đã đưa ra một ví dụ điển hình về một
hệ thống đập kiểm sốt lũ tại châu th sụng Itajaớ-Aỗu Santa Catarina
(Braxin). ú l h thng gồm ba con đập được xây dựng trong những năm
1970 - 1980, gồm đập Tây nằm ở thượng nguồn sông Itaj-Oeste ở thành phố
Taió, đập Nam ở thượng nguồn sơng Itajaí do Sul tại thành phố Ituporanga và
đập Ibirama trên sơng Hercílio. Thiết kế của các con đập này với sức chứa lớn
và cửa cống thấp cho phép xả lũ dần dần trong một thời gian dài.
Song song với các nghiên cứu việc áp dụng các mơ hình thủy văn, thủy
lực trong việc diễn tốn lũ trong sơng đã được sử dụng khá phổ biến; nhiều
mơ hình đã được xây dựng áp dụng cho dự báo hồ chứa, dự báo lũ cho hệ
thống sơng, cho cơng tác quy hoạch phịng chống lũ trên thế giới như:
- Tại Bangladesh, năm 1997, nhằm đối phó với hạn trên sơng Gorai,
DHI đã phối hợp với uỷ ban phát triển nước Bangladesh thiết lập mơ hình
Mike 11 để mơ tả các biến đổi hình thái ở hạ lưu sông, đồng thời dự báo sự
thay đổi trong lưu lượng trước và sau khi nạo vét sông trong mùa khô và mùa
lũ.
- Tại Ấn Độ, năm 2004, một dự án nghiên cứu kết hợp giữa Viện Công
nghệ Quốc gia Ấn Độ với Viện Thủy lực Đan Mạch được thực hiện trên cơ sở
ứng dụng mơ hình MIKE11 và MIKE SHE để tính tốn tối ưu hóa hệ thống

thủy nông. Dự án được thực hiện trên hệ thống thủy nông Mahanadi, bao gồm
hồ chứa và hệ thống kênh thuộc loại lớn nằm ở miền Trung của Ấn Độ. Nhờ
công cụ MIKE 11 và MIKE SHE, dự án đã tiến hành tính tốn mơ phỏng

Luận văn Thạc sĩ

Ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước


17

lượng mưa trên lưu vực, tính tốn thủy lực trên các hệ thống sơng, xây dựng
quy trình vận hành hồ chứa và vận hành hệ thống kênh nội đồng
Qua các nghiên cứu trên, có thể thấy các hoạt động phát triển của con
người ngày càng gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường sống của
chúng ta, đặc biệt là các khu dân cư ở hạ lưu các lưu vực sông. Trước đây khi
thế giới cần phát triển kinh tế thì các tác động của các cơng trình thủy điện,
thủy lợi, giao thông và các cơ sở hạ tầng chưa được coi trọng. Gần đây, khi
hậu quả của việc phát triển này ngày càng rõ rệt, một số quốc gia thậm chí
cịn dỡ bỏ một số cơng trình. Tuy nhiên, đây là vấn đề khó với các quốc gia
đang phát triển như Việt Nam chúng ta. Do đó, cần thiết phải có những
nghiên cứu chuyên sâu, chi tiết để có thể đánh giá đúng và đầy đủ tác động
của các hoạt động kinh tế nói trên đến tình hình lũ lụt thiên tai nói riêng và
đến vấn đề quản lý, bảo vệ và sử dụng hợp lý, bền vững tài nguyên nước trên
thế giới nói chung.
1.1.2. Các nghiên cứu trong nước
Ở Việt Nam, phịng chống thiên tai nói chung và phịng chống lũ lụt nói
riêng được Chính phủ đặc biệt quan tâm và đầu tư rất nhiều kinh phí cho cơng
tác nghiên cứu. Các chương trình, dự án, đề tài nghiên cứu về vấn đề này có
thể kể đến là:

- Nghiên cứu phát triển và quản lý tài nguyên nước quốc gia cho 14
lưu vực lớn của Việt Nam trong đó có quy hoạch phịng lũ cho một số tỉnh
Miền Trung do Viện Quy hoạch Thủy lợi, Bộ NN & PTNT và JICA thực
hiện.
- Đề tài cấp Nhà nước Nghiên cứu dự báo chống xói lở bờ sơng miền
Trung do Đại học Thủy lợi thực hiện từ đầu năm 2000 đến cuối 2002 đã
nghiên cứu thực trạng và nguyên nhân gây xói lở bờ sơng các tỉnh miền

Luận văn Thạc sĩ

Ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước


18

Trung, trong đó có nguyên nhân do lũ lớn, và dự báo diễn biến xói lở, đề xuất
các giải pháp khắc phục.
- Đề tài cấp Nhà nước Nghiên cứu giải pháp thốt lũ cho một số sơng
lớn miền Trung nhằm bảo vệ các khu kinh tế tập trung, các khu dân cư
ven sông, dọc quốc lộ do Đại học Thủy lợi thực hiện từ năm 2004 đến 2006
đã nghiên cứu đặc điểm lũ lụt miền Trung tìm ra các giải pháp nhằm giảm
thiểu thiên tai lũ lụt giúp phát triển kinh tế - xã hội. Đề tài đã nghiên cứu và
chọn hai lưu vực sông Thạch Hãn - Quảng Trị và sơng Kone-Hà Thanh tỉnh
Bình Định để nghiên cứu điển hình.
- Dự án Định hướng Quy hoạch lũ Miền Trung do Viện Quy hoạch
Thủy lợi thực hiện từ tháng 8 năm 1996 đến tháng 12 năm 2001 đã nghiên
cứu một cách toàn diện về diễn biến lũ, nguyên nhân gây lũ, các yếu tố ảnh
hưởng và đề xuất các giải pháp quy hoạch phòng chống lũ và giảm nhẹ thiên
tai cho miền Trung.
- Dự án Quy hoạch thủy lợi vùng ven biển Bắc Bộ và Bắc Trung bộ

(2007) do Viện Quy hoạch Thủy lợi chủ trì thực hiện với sự phối hợp thực
hiện của Trường Đại học Thủy lợi, Viện Kinh tế Quy hoạch Thủy sản, với
mục tiêu đề xuất phương án quy hoạch giải quyết vấn đề cấp nước, tiêu thốt
nước, phịng chống lũ và giảm nhẹ thiên tai đáp ứng quá trình phát triển của
vùng duyên hải ven biển từ Quảng Ninh đến Thừa Thiên Huế. Đánh giá hiện
trạng đã làm rõ tồn tại chính ở lĩnh vực cấp nước, tiêu thốt nước và phịng
chống lũ bão. Phương án quy hoạch đề xuất giải pháp đảm bảo cấp đủ nước
cho tồn vùng, đảm bảo tiêu thốt cũng như yêu cầu phòng chống lũ bão đến
năm 2020;
- Dự án Rà sốt bổ sung Quy hoạch phịng chống lũ Miền Trung từ
Quảng Bình đến Bình Thuận do Viện Quy hoạch Thủy lợi thực hiện từ năm
2010 đến 2011 với các mục tiêu: (i) Giảm thiểu thiệt hại do thiên tai bão lũ

Luận văn Thạc sĩ

Ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước


19

gây ra, tạo điều kiện bảo đảm thực hiện các mục tiêu phát triển đã được đặt ra
trong định hướng phát triển kinh tế xã hội góp phần ổn định nền kinh tế xã
hội, củng cố an ninh quốc phòng.(ii) Ổn định dân cư tạo điều kiện phát triển
bền vững kinh tế, xã hội.(iii) Làm cơ sở chỉ đạo trong xây dựng các chương
trình đầu tư, hoạch định chính sách phát triển theo lộ trình tới năm 2020 trên
địa bàn các tỉnh Miền Trung.
Kết quả đạt được từ những đề tài, dự án từ trước đến nay đã có đóng góp
đáng kể vào cơng tác phịng chống lũ lụt ở những cấp độ và khía cạnh khác
nhau. Tuy nhiên, phịng chống lũ lụt ở nước ta vẫn cần phải tiếp tục được
nghiên cứu vì sự biến đổi của khí hậu tồn cầu, các hiện tượng khí hậu cực

đoan vẫn thi nhau hoành hành sinh mưa lũ lớn gây ngập lụt hàng năm. Cùng
với đó là sự tác động rất lớn của con người đến môi trường tự nhiên như phá
rừng, khai thác khống sản dẫn đến thay đổi lịng dẫn ; tốc độ đơ thị hóa
nhanh, dân số ngày càng phát triển, quản lý lỏng lẻo dẫn đến xâm lấn lịng
dẫn thốt lũ là ngun nhân làm cho lũ lụt ngày càng gia tăng.
Đề tài nghiên cứu của tôi: “Nghiên cứu giải pháp nâng cao khả năng tiêu
thoát lũ lưu vực sơng Tích” cũng đi theo hướng tiếp cận chung của thế giới
hiện nay về cơng tác phịng chống lũ, trong đó tập trung đi sâu phân tích về
hiện trạng cơng tác phịng chống lũ trên lưu vực sơng Tích ; phân tích tổng
hợp lũ, nguyên nhân gây lũ ; từ đó đề xuất giải pháp cơng trình và phi cơng
trình nhằm giảm thiểu tối đa và có hiệu quả những tác động do lũ gây ra trên
lưu vực sông Tích.
1.2. Tổng quan về lưu vực nghiên cứu
1.2.1. Điều kiện tự nhiên
1.2.1.1. Vị trí địa lý và ranh giới vùng nghiên cứu
Vùng nghiên cứu là lưu vực sơng Tích, bao gồm khoảng 151.539 ha đất
đai của các huyện Ba Vì, Phúc Thọ, Thạch Thất, Quốc Oai, Chương Mỹ, Mỹ

Luận văn Thạc sĩ

Ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước


20

Đức, Thị xã Sơn Tây, một phần đất của huyện Lương Sơn - Thành phố Hà
Nội, nằm dọc hai bên bờ sơng Tích. Đây là khu vực có tiềm năng cho sự
nghiệp phát triển kinh tế không chỉ đối với thành phố Hà Nội mà còn ảnh
hưởng tới khu tam giác phát triển kinh tế Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh.
- Vị trí địa lý:

+ 105015' đến 105045' Kinh độ Đông
+ 20045' đến 21010' Vĩ độ Bắc
- Giới hạn vùng nghiên cứu:
+ Phía Bắc giáp tuyến đê hữu sơng Hồng
+ Phía Tây Bắc giáp tuyến đê hữu sơng Đà
+ Phía Đơng giáp vùng tiêu sơng Đáy
+ Phía Nam và Tây Nam là phân lưu của sông Đà và sơng Hồng Long
với sơng Tích.

Luận văn Thạc sĩ

Ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước


21

Hình 1.1. Vị trí vùng nghiên cứu

Luận văn Thạc sĩ

Ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước


22

1.2.1.2. Đặc điểm địa hình
Vùng nghiên cứu có đặc điểm địa hình phức tạp, bao gồm cả núi cao, núi
thấp cũng như vùng trung du và đồng bằng. Nếu chia ra hai khu vực tả và hữu
sơng thì mỗi khu có đặc điểm địa hình khác nhau
- Khu vực vùng hữu sơng Tích có thể chia ra 3 loại địa hình:

+ Khu vực núi cao với đỉnh Ba Vì có cao độ 2196m là nơi tập trung đất
rừng tự nhiên, có cả rừng trồng và đất nơng nghiệp, tuy nhiên mức độ phân
tán cao, theo chủ yếu là dọc theo các thung lũng nhỏ và khe suối.
+ Khu vực gò đồi, có cao độ từ 5-20m, chủ yếu là đất trống đồi trọc, có
trồng cả lúa và màu, địa hình dốc, độ xói mịn lớn, cây trồng đa dạng nhưng
do tính chất đất nên năng suất thấp.
+ Khu vực đồng bằng là vùng ven sơng Tích, có cao độ dưới 6m, nhiều
vùng có cao độ từ 2 - 3m, cây trồng chủ yếu là lúa, một số nơi đất cao có
trồng cây ăn quả, màu.
- Khu vực tả sơng Tích: hầu hết là đồng bằng và bãi sông chạy dọc theo
chiều dài sơng Tích, thế dốc từ sơng Hồng, sơng Đáy vào sơng Tích và dốc
dần từ thượng nguồn về cửa ra của sông tại Ba Thá, cao độ đất đai biến đổi từ
11-13m thuộc Ba Vì đến 2-3m thuộc Chương Mỹ. Khu vực từ đường Quốc lộ
6 trở lên đã được bao đê chống lũ, từ dưới đường 6 xuống đến Ba Thá chỉ có
đê bao địa phương do dân trong vùng tự đắp để chống lũ nội tại của sơng Tích
và sơng Đáy, đây là khu vực trũng và là khu chậm lũ khi có phân lũ từ sơng
Hồng vào sơng Đáy.
- Dọc theo trục sơng Tích từ Đầm Long đến Ba Thá có nhiều vùng đất
trũng ven sông (được coi như các ô ruộng gắn liền với sơng), các vùng đất
này đóng vai trị như những khu chứa có tác dụng điều tiết nước trên sơng.
Trong mùa lũ, các vùng này có khả năng bị ngập do mực nước sơng Tích lên
cao, hầu hết các vùng đất này nằm ở phía hữu Tích, một số vùng đất bên tả

Luận văn Thạc sĩ

Ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước


23

Tích có cống tiêu làm việc theo chế độ một chiều chảy ra sơng. Quan hệ diện
tích ∼ cao độ của các ơ ruộng được trình bày trong bảng sau:
Bảng 1.1. Diện tích theo cao độ các vùng đất trũng ven sông (ô ruộng) (ha)
Cao độ
Tên

<3m <4m <5m

<6m

<7m

<8m

Cầu Trắng
-Ái Mỗ
Đồng Mô

<9m <10m

<11m

<12m

Tổng

77,1 154,4

399,7

538,7

562,2

31,92 172,92 251,92 385,78 575,86 603,55

Tân Xã

634,8 1100,8

11,48 109,34 265,44 353,97 464,25 691,11 899,02 1125,36 1627,9

Phú Bình

102,3 183,1 266,4

350

433,4 516,2

Đồi Phủ

121,4

180

230

280

Tân Tiến

22

673

1171

1171

Nhân Lý

15 196

714

1024

1024

330

380

600

600

430

430

Phú Thụ

50

240

565

1195

2240

2240

Yên Sơn

25

827

1107

1212

1332

1332

200

500

1131

1660

Xuân
Khanh
Đồng Lạc

2

15

318

1462

1990

2180

2110

2240
2180

Nguồn: Quy hoạch thủy lợi bảo vệ và phát triển nguồn nước lưu vực sơng TíchThanh Hà- Viện QHTL Hà Nội năm 2001

1.2.1.3. Hệ thống sông suối liên quan đến vùng nghiên cứu
Liên quan về nguồn nước đối với vùng nghiên cứu khơng chỉ là các sơng
suối trong lưu vực sơng Tích mà các sơng ngồi khu vực cũng có mối liên hệ
mật thiết trong cả hai mùa lũ và kiệt. Hệ thống sơng suối được nghiên cứu bao
gồm:
- Sơng Tích: là nhánh cấp 1 của sông Đáy, đổ vào sông Đáy tại Ba Thá.
Sơng bắt nguồn từ dãy núi Ba Vì, đoạn đầu từ Đầm Long đến Thị xã Sơn Tây
sông chảy theo hướng Tây-Đơng, sau đó chảy theo hướng Bắc-Nam với độ
uốn khúc lớn. Lưu vực thuộc bờ tả phần lớn là đồng bằng, lưu vực thuộc bờ
hữu là sườn Đơng của dãy Ba Vì có cả núi cao, trong du và đồng bằng với 13

Luận văn Thạc sĩ

Ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước


24

nhánh suối đổ trực tiếp vào sông. Hướng đổ của các nhánh này gần như đều
vng góc với sơng, độ dốc khá lớn nên lũ tập trung nhanh và mạnh. Tổng
chiều dài sông từ Đầm Long đến Ba Thá trên 99 km, diện tích lưu vực tính
đến cửa Ba Thá là 1350km2.
- Sông Đáy: là phân lưu lớn của sông Hồng với chiều dài từ điểm phân
lưu tới cửa sông trên 220km, đoạn sơng nằm dọc theo ranh giới phía Đơng
vùng nghiên cứu từ Hát Mơn đến Ba Thá có chiều dài khoảng 65km. Do có
Đập Đáy được xây dựng năm 1937 nên sông hầu như tách mối liên hệ với
sơng Hồng chỉ trừ trường hợp có phân lũ do vậy đoạn sông Đáy từ hạ lưu đập
Đáy đến Ba Thá có lịng dẫn hẹp, bãi sơng rộng và hầu như khơng có dịng
chảy vào mùa kiệt mà chỉ có nước hồi quy từ các hệ thống sông Nhuệ, Phù

Sa-Đồng Mô cùng với ảnh hưởng triều đẩy nước từ Ba Thá lên. Vào mùa lũ
nước tập trung từ sơng Tích, sông Thanh Hà và các trạm bơm dọc sông bơm
nước vào. Khả năng điều tiết lũ của sông Đáy lớn vì bãi sơng rộng tuy nhiên
lũ thốt chậm do lịng dẫn của sông đoạn hạ lưu hẹp và bị ảnh hưởng lũ từ
sơng Hồng Long và sơng Đào Nam Định chảy sang.
- Sông Nhuệ: Là một phân lưu của sông Hồng, đây là con sơng chính của
hệ thống thuỷ nơng Sông Nhuệ nhận nước ngọt trực tiếp từ sông Hồng vào hệ
thống qua cống Liên Mạc. Vào mùa lũ, cống Liên Mạc đóng lại, khi đó sơng
Nhuệ chỉ có nhiệm vụ tiêu nước do mưa nội đồng gây ra từ các vùng đất hai
bên sông. Sau khi qua lưu vực sông Nhuệ, sông đổ vào sông Đáy tại Phủ Lý.
- Sông Châu: Là con sông nội đồng khá lớn chảy từ hạ lưu cống Tắc
Giang (hiện đang được thi công để lấy nước từ sông Hồng vào) đổ vào sông
Nhuệ tại vị trí cách ngã ba Phủ Lý-sơng Nhuệ khoảng 1.8km.
- Sông Duy Tiên: Là sông nội đồng tách ra từ sông Nhuệ, chảy qua
huyện Duy Tiên gặp sông Châu tại Bảy Cửa
- Sông Đào Nam Định: Là con sông nối giữa sơng Hồng và sơng Đáy
nằm ở phía Nam tỉnh Hà Nam. Gặp sông Đáy ở Độc Bộ, sông Đào Nam Định
hàng năm chuyển một lượng nước lớn từ sơng Hồng sang sơng Đáy.
- Sơng Hồng Long: là nhánh cấp 1 của sông Đáy, nhập vào sông Đáy tại
Gián Khẩu.

Luận văn Thạc sĩ

Ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước


25

Hình 1.2. Bản đồ hệ thống sơng

Luận văn Thạc sĩ

Ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước