Nghiên cứu đánh giá hiện trạng các công trình lấy nước dọc sông hồng trên địa bàn hà nội và đề xuất giải pháp lấy nước hiệu quả cho cống liên mạc vào mùa kiệt

PHỤ LỤC 1
DIỄN BIẾN MỰC NƯỚC SÔNG HỒNG TẠI CÁC CỦA LẤY NƯỚC
1.1. Cửa lấy nước Phù Sa
1.1.1. Trước khi có hồ Hịa Bình
MN thiết kế
MN bơm ép
+ 4,0m

+ 5,3m

Diễn biến mực nước sông Hồng tại cửa lấy nước phù sa từ

PL1 - Hình 1.

năm 1980 – 1982 chưa có hồ Hịa Bình
MN bơm ép

900

MN thiết kế

800

600
500
400
300
200
100

Năm 1984

29/3

25/3

21/3

17/3

13/3

9/3

5/3

1/3

26/2

22/2

18/2

14/2

Thời gian (ngày)
Năm 1983

PL1 - Hình 2.

10/2

6/2

2/2

29/1

25/1

21/1

17/1

13/1

9/1

5/1

0
1/1

Mực nước ngồi sơng (cm)

MN bơm ép

+ 5,3m

700

Năm 1985

Diễn biến mực nước sông Hồng tại cửa lấy nước phù sa từ
năm 1983 – 1985 chưa có hồ Hịa Bình


MN thiết kế
+ 5,3m

800

MN bơm ép
+ 4,0m

700

Mực nước ngồi sơng (cm)

600
500
400
300
200
100

PL1 - Hình 3.

29/3

25/3

21/3

17/3

13/3

Thời gian (ngày)
Năm 1986
Năm 1987

9/3

5/3

1/3

26/2

22/2

18/2

14/2

10/2

6/2

2/2

29/1

25/1

21/1

17/1

13/1

9/1

5/1

1/1

0

Diễn biến mực nước sông Hồng tại cửa lấy nước phù sa từ
năm 1986 – 1988 chưa có hồ Hịa Bình

Hình 1 cho thấy mực nước ngồi sơng trong giai đoạn này được duy trì ở mức khá
cao. Năm 1980, chỉ có một vài ngày từ 9/3 đến 29/3 là mực nước xuống dưới cao trình
+5,3m nhưng vẫn ở trên mức +4m do vậy vẫn có thể bơm ép, đặc biệt trong giai đoạn
đổ ải từ 4/1 đến ngày 21/2 mực nước đều trên +5,3m. Năm 1981 và năm 1982, mực
nước hầu hết đều duy trì ở mức trên +5,3m
Hình 2 cho thấy mực nước tại cửa lấy nước Phù Sa từ năm 1983 – 1985 đều rất đảm
bảo thậm chí đều được duy trì ở mức cao hơn rất nhiều so với mực nước thiết kế.

Qua việc phân tích diễn biến mực nước sông Hồng tại cửa lấy nước Phù Sa giai đoạn
1980 – 1988 cho thấy: Trước khi có hồ Hịa Bình mực nước tại trạm bơm Phù Sa ln
đảm bảo, chỉ có một số ít ngày mực nước xuống dưới cao trình mực nước thiết kế tại
bể hút +5,3m nhưng vẫn ở trên cao trình +4,0m.


1.1.2. Sau khi có hồ Hịa Bình
900
800
700

+ 5,3m

600
500
400
300
200
100

29/3

25/3

21/3

17/3

13/3

9/3

5/3

1/3

26/2

22/2

18/2

14/2

10/2

6/2

2/2

29/1

25/1

21/1

17/1

13/1

9/1

5/1

0
1/1

Mực nước ngồi sông (cm)

MN bơm ép
+ 4,0m

MN thiết kế

Thời gian (ngày)
Năm 1989

PL1 - Hình 4.

Năm 1990

Năm 1991

Diễn biến mực nước sơng Hồng tại cửa lấy nước Phù Sa từ
năm 1989 – 1991 (có hồ Hịa Bình)
MN thiết kế
+ 5,3m

PL1 - Hình 5.

MN bơm ép
+ 4,0m

Diễn biến mực nước sông Hồng tại cửa lấy nước phù sa từ
năm 1992 – 1994 (có hồ Hịa Bình)


MN thiết kế
+ 5,3m

MN bơm ép
+ 4,0m

PL1 - Hình 6.

Diễn biến mực nước sông Hồng tại cửa lấy nước phù sa từ
năm 1995 – 1997 (có hồ Hịa Bình)
MN thiết kế
+ 5 3m

PL1 - Hình 7.

MN bơm ép
+ 4,0m

Diễn biến mực nước sông Hồng tại cửa lấy nước phù sa từ
năm 1998 – 2000 (có hồ Hịa Bình)


MN thiết kế

+ 5,3m

PL1 - Hình 8.

MN bơm ép
+ 4,0m

Diễn biến mực nước sông Hồng tại cửa lấy nước Phù Sa từ
năm 2001 – 2003 (có hồ Hịa Bình)
MN thiết kế
+ 5,3m

PL1 - Hình 9.

MN bơm ép
+ 4,0m

Diễn biến mực nước sông Hồng tại cửa lấy nước phù sa từ
năm 2004 – 2006 (có hồ Hịa Bình)


MN thiết kế
MN thiết kế
+ 5,3m
+ 5,3m

MNMN
bơmbơm
ép ép
+ 4,0m

+ 4 0m

PL1 - Hình 10. Diễn biến mực nước sơng Hồng tại cửa lấy nước phù sa từ
năm 2007 – 2010 (có hồ Hịa Bình)
MN thiết kế
+ 5,3m

MN bơm ép
+ 4 0m

PL1 - Hình 11. Diễn biến mực nước Sơng Hồng tại cửa lấy nước Phù Sa
từ năm 2011 – 2013 (có hồ Hịa bình)


Hình 4 và hình 5 cho thấy diến biến mực nước sông Hồng tại cửa lấy nước Phù Sa
từ năm 1989 – 1994 ln duy trì ở trên cao trình mực nước thiết kế bể hút.
Hình 6 cho thấy diến biến mực nước sông Hồng tại cửa lấy nước Phù Sa từ năm
1995 – 1997 ln duy trì ở trên cao trình mực nước thiết kế bể hút.
Hình 8 cho thấy diễn biến mực nước sông Hồng tại cửa lấy nước Phù Sa từ năm
2001 – 2003 khá đồng đều, mực nước dao động xung quanh cao trình +5,3m và đều ở
trên cao trình +4,0m.
Hình 9 cho thấy diễn biến mực nước sông Hồng tại cửa lấy nước phù sa từ năm
2004 – 2006. Trong giai đoạn này mực nước bắt đầu có xu thế giảm mạnh và liên tục,
trong toàn bộ 3 tháng giữa mùa kiệt mực nước đều ở dưới cao trình +5,3m, đến năm
2006 đã có một số thời điểm mực nước xuống dưới cao trình +4,0m (muốn bơm được
nước phải sử dụng trạm bơm dã chiến).
Hình 10 và hình 11 cho thấy diễn biến mực nước sông Hồng tại cửa lấy nước Phù
Sa từ năm 2007 – 2013, đây là giai đoạn mực nước hạ thấp kỷ lục trong hơn 100 năm
qua, đặc biệt là năm 2010, mực nước hầu hết đều duy trì ở mức dưới +3,0m. Chỉ có
trong giai đoạn từ 25/1 đến ngày 14/2 mực nước đột ngột tăng cao đến cao trình mực

nước thiết kế là do có sự bổ sung nước từ hồ Hịa Bình để bổ sung nước cho giai đoạn
đổ ải ở hạ du.
1.2. Cửa lấy nước Liên Mạc
Biểu đồ hiện trạng mực nước tại Liêm Mạc năm 2002
4.50

Mực nước (m)

MN thực đo
4.00

MN thiết kế = 3.77 m

3.50

4/
1/
20
02

3/
22
/2
00
2

3/
12
/2
00

2

3/
2/
20
02

2/
20
/2
00
2

2/
10
/2
00
2

1/
31
/2
00
2

1/
21
/2
00
2

1/
11
/2
00
2

1/
1/
20
02

3.00

Ngày

PL1 - Hình 12. Q trình mực nước tại cơng trình đầu mối Liên mạc 2002


Biểu đồ hiện trạng mực nước tại Liêm Mạc năm 2003

Mực nước (m)

7.00

6.00

5.00

MN thực đo

4.00

4/
1/
20
03

3/
22
/2
00
3

3/
12
/2
00
3

3/
2/
20
03

2/
20
/2
00
3

2/
10
/2
00
3

1/
31
/2
00
3

1/
21
/2
00
3

1/
1/
20
03

1/
11
/2
00
3

3.00

Ngày

PL1 - Hình 13. Quá trình mực nước tại cơng trình đầu mối Liên mạc vụ đông năm
2003
Biểu đồ hiện trạng mực nước tại Liêm Mạc năm 2005
5.00

Mực nước (m)

4.00

MN thiết kế = 3.77 m
MN thực đo

3.00

2.00

31
/2
00
4
3/

21
/2
00
4
3/

11
/2
00
4
3/

20
04
1/
3/

20
/2
00
4
2/

10
/2
00
4
2/

31
/2
00
4
1/

21
/2
00
4
1/

11
/2
00
4
1/

1/

1/

20
04

1.00

Ngày

PL1 - Hình 14. Q trình mực nước tại cơng trình đầu mối Liên mạc vụ đơng năm 2004


MN thiết kế + 3,77m

PL1 - Hình 15. Quá trình mực nước tại cơng trình đầu mối Liên mạc từ 1/1 đến 31/1 năm
2007

- Năm 2002 và 2003 mặc dù khơng phải năm ít nước nhưng vẫn có những thời đoạn
trong thời kỳ cấp nước khẩn trương, mực nước sông Hồng nhỏ hơn mực nước thiết kế.
- Năm 2005 là năm hạn hầu như toàn bộ thời kỳ tưới ải mực nước sông Hồng thấp
hơn mực nước thiết kế ừ 0,5 m đến trên 1,0 m.
- Các năm 2004 cũng có tính trạng tương tự và đặc biệt năm 2006 cũng rất căng
thẳng về mặt cấp nước.
- Năm 2007 hầu hết mực nước mùa kiệt đều thấp hơn mực nước thiết kế.


MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU.............................................................................................................. - 1 1.
TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI .................................................................... - 1 2.

MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI ............................................................................... - 2 -

3.

CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................... - 2 -

4.

KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC .................................................................. - 3 -

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC CƠNG TRÌNH LẤY NƯỚC DỌC SÔNG
HỒNG TRÊN ĐỊA BÀN HÀ NỘI ................................................................................. - 4 1.1. Khái qt về cơng trình lấy nước. ..................................................................... - 4 1.2.

Tổng quan về các cơng trình lấy nước dọc Sông Hồng trên địa bàn Hà Nội ... - 6 -

1.3.

Đánh giá khả năng cấp nước của sông Hồng về mùa kiệt. ............................. - 11 -

1.4.

Các kết quả nghiên cứu trong và ngồi nước về cơng trình lấy nước............. - 18 -

Kết luận chương .......................................................................................................... - 21 CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CƠNG TRÌNH LẤY
NƯỚC DỌC SÔNG HỒNG VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU
QUẢ LẤY NƯỚC CHO CÁC CƠNG TRÌNH .......................................................... - 22 2.1. Hiện trạng về nhu cầu dùng nước cho nông nghiệp trên địa bàn Hà Nội ....... - 22 2.2.

Nghiên cứu, đánh giá hiện trạng khả năng lấy nước của một số cơng trình ... - 27 -

2.3.

Nghiên cứu đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng lấy nước của các cơng

trình.

........................................................................................................................ - 34 -

2.4.

Các giải pháp nâng cao hiệu quả lấy nước...................................................... - 40 -

Kết luận chương .......................................................................................................... - 45 CHƯƠNG 3. TÍNH TỐN, ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP LẤY NƯỚC HIỆU QUẢ
CHO CỐNG LIÊN MẠC ............................................................................................. - 47 3.1. Tổng quan về cơng trình cống Liên Mạc ........................................................ - 47 3.2.

Hiện trạng cống Liên Mạc .............................................................................. - 50 -

3.3.

Tính tốn khả năng lấy nước của cống Liên Mạc ........................................... - 56 -

3.4.

Phân tích lựa chọn phương án lấy nước thích hợp cho cống Liên Mạc.......... - 60 -

3.5.

Tính tốn cho các phương án .......................................................................... - 68 -

KẾT LUẬN
............................................................................................................ - 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ - 76 -


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1.

Mực nước thấp nhất trên sông Hồng tại Hà Nội giai đoạn 2001-2013 ....... - 13 -

Bảng 2.1.

Tổng hợp hiện trạng cung cấp nước cho nông nghiệp theo nguồn sông trên địa

bàn thành phố đến năm 2012 .......................................................................................... - 23 Bảng 2.2.

Tổng hợp hiện trạng cung cấp nước cho nông nghiệp theo khu tưới trên địa

bàn thành phố đến năm 2012 .......................................................................................... - 25 Bảng 2.3.

Tổng hợp hiện trạng cung cấp nước cho nông nghiệp theo lưu vực 4 sơng:

Sơng Hồng, sơng Nhuệ, sơng Đáy, sơng Tích năm 2012 ............................................... - 26 Bảng 2.4.

Khả năng lấy nước qua cống Cẩm Đình tương ứng với từng cấp mực nước tại

Thượng lưu cống Cẩm Đình với lịng dẫn sơng Đáy như hiện nay ................................ - 27 Bảng 2.5.

Mực nước thực đo tại cống Cẩm Đình vụ đơng xn từ năm 2012 - 2013 - 28 -

Bảng 2.6.

Mực nước thực đo tại cống Xuân Quan vụ đông xuân từ năm 2011 - 2013 .- 30

Bảng 2.7.

Kết quả đánh giá lưu lượng bơm thực tế của trạm bơm Đan Hoài ............. - 33 -

Bảng 3.1.

Số liệu thực đo mực nước tại Liên Mạc vụ đông xuân 2011 - 2013 .......... - 51 -

Bảng 3.2.

Kết quả tính thủy lực ứng với kịch bản 1 ................................................... - 57 -

Bảng 3.3.

Kết quả tính thủy lực ứng với kịch bản 2 ................................................... - 58 -

Bảng 3.4.

Kết quả tính thủy lực ứng với kịch bản 3 ................................................... - 58 -


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Q trình mực nước tại cơng trình đầu mối trạm bơm Phù Sa ..................... - 1 Hình 1.1. Sơ đồ mặt bằng tổng thể đầu mối cơng trình lấy nước Thạch Nham. .......... - 5 Hình 1.2. Sơ đồ mặt bằng cống lấy nước Liên Mạc ..................................................... - 5 Hình 1.3. Vị trí của cống vân cốc ................................................................................. - 6 Hình 1.4. Mặt bằng tổng thể cống Liên Mạc 1 ............................................................. - 8 Hình 1.5. Chính diện hạ lưu cống Liên Mạc 1.............................................................. - 8 Hình 1.6. Cống Cẩm Đình .......................................................................................... - 10 Hình 1.7. Cống Xuân Quan ........................................................................................ - 10 Hình 1.8. Hình ảnh sơng Hồng về mùa kiệt................................................................ - 11 Hình 1.9. Diễn biến QTB mùa kiệt tại trạm Sơn Tây ................................................. - 11 Hình 1.10.
Diễn biến HTB mùa kiệt tại trạm Sơn Tây ............................................. - 11 Hình 1.11.
Diễn biến QTB mùa kiệt tại trạm Hà Nội ............................................... - 12 Hình 1.12.
Diễn biến HTB mùa kiệt tại trạm Hà Nội ............................................... - 12 Hình 1.13.
Diễn biến QTB mùa kiệt tại trạm Thượng cát ........................................ - 12 Hình 1.14.
Diễn biến HTB mùa kiệt tại trạm Thượng Cát ....................................... - 12 Hình 1.15.
Diễn biến số ngày có mức nước dưới +5,3m và +4,0m tại cửa lấy nước Phù
Sa từ năm 1980 đến 2010 ............................................................................................... - 15 Hình 1.16.
Q trình mực nước tại cơng trình đầu mối trạm bơm Đan Hồi ........... - 16 Hình 2.1. Diễn biến mực nước tại thượng lưu cống Cẩm Đình.................................. - 29 Hình 2.2. Diễn biến mực nước tại thượng lưu cống Xuân Quan ................................ - 31 Hình 2.3. Xu hướng biến đổi tổng lượng mưa năm tại trạm Hà Đơng ....................... - 36 Hình 2.4. Xu hướng biến đổi tổng lượng mưa mùa kiệt tại trạm Hà Đông ................ - 36 Hình 2.5. Xu hướng biến đổi tổng lượng mưa năm tại trạm Láng ............................. - 37 Hình 2.6. Xu hướng biến đổi tổng lượng mưa mùa kiệt tại trạm Láng ...................... - 37 Hình 2.7. Xu hướng biến đổi tổng lượng mưa năm tại trạm Sơn Tây ........................ - 38 Hình 2.8. Xu hướng biến đổi tổng lượng mưa mùa kiệt tại trạm Sơn Tây ................. - 38 Hình 3.1. Chính diện hạ lưu cống Liên Mạc 1............................................................ - 49 Hình 3.2. Diễn biến mực nước tại thượng lưu Cống Liên Mạc .................................. - 52 (Theo lịch lấy nước đợt 1 từ ngày 27/1 - 02/2/2011 và đợt 2 từ ngày 13/2 - 20/2/2011) - 52 Hình 3.3. Diễn biến mực nước tại thượng lưu cống Liên Mạc ................................... - 53 (Theo lịch lấy nước đợt 1 từ ngày 18/1 - 22/1/2012 và đợt 2 từ ngày 28/1 – 9/2/2012) - 53 Hình 3.4. Diễn biến mực nước tại thượng lưu cống Liên Mạc ................................... - 53 (Theo lịch lấy nước đợt 1 từ ngày 25/1 - 29/1/2013 và đợt 2 từ ngày 4/2 – 9/2/2013) .. - 53 Hình 3.5. Hiện trạng cống Liên Mạc .......................................................................... - 55 Hình 3.6. Sơ đồ mạng mơ phỏng ................................................................................ - 56 Hình 3.7. Diễn biến mực nước tại trạm Hà Đông: Giai đoạn hiện tại và kịch bản thuận
lợi
- 58 Hình 3.8. Diễn biến mực nước tại trạm Hà Đơng: Giai đoạn hiện tại và kịch bản trung
bình
- 59 Hình 3.9. Diễn biến mực nước tại trạm Hà Đông: Giai đoạn hiện tại và kịch bản bất lợi .59 Hình 3.10.
Diễn biến mực nước tại trạm Hà Đông: Giai đoạn hiện tại và các kịch bản
nguồn nước năm 2020 .................................................................................................... - 60 Hình 3.11.
Mặt bằng cống Liên Mạc 1 ..................................................................... - 61 Hình 3.12.
Mặt cắt ngang đại diện nạo vét lịng sơng phía thượng lưu cống đến cao
trình +1.0m (mặt cắt hiện trạng đo tháng 1/2013) .......................................................... - 62 Hình 3.13.
Mặt bằng bố trí cống mới so với cống cũ ............................................... - 63 -


Hình 3.14.
Mặt bằng cống ngầm............................................................................... - 63 Hình 3.15.

Mặt cắt ngang cống ngầm ....................................................................... - 64 Hình 3.16.
Lưu lượng thấm đơn vị q=2,48e-7 (m3/s) .............................................. - 65 Hình 3.17.
Biểu đồ gradiel thấm ở cửa ra cống Jrmax=0.59 >[J] = 0,55 .................... - 65 Hình 3.18.
Sơ đồ bố trí đập dâng trên sơng Hồng .................................................... - 66 Hình 3.19.
Mặt bằng bố trí vị trí dự kiến xây dựng cống mới .................................. - 67 Hình 3.20.
Mặt bằng cống xây dựng mới ................................................................. - 68 Hình 3.21.
Q trình lưu lượng sơng Nhuệ sau khi xây dựng đập dâng .................. - 69 Hình 3.22.
Kết cấu đập dâng..................................................................................... - 70 Hình 3.23.
Quá trình lưu lượng sau cống Liên Mạc tương ứng với các trường hợp
b=4m, b=5m và hiện trạng (chi tiết xem phụ lục 5) ....................................................... - 71 Hình 3.24.
Mặt cắt ngang đại diện nạo vét lịng sơng phía thượng lưu cống đến cao
trình -1.0m - 73 Hình 3.25.
Chính diện hạ lưu cống xây dựng mới .................................................... - 73 -


-1-

PHẦN MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Trong những năm gần đây, mực nước sông Hồng vào mùa kiệt thường xuyên
hạ thấp, nhất là năm 2010 mực nước tại hà nội chỉ còn +0,5m. Sự biến đổi bất
thường và có su hướng ngày càng cực đoan đang làm cho hàng trăm hecta đất nông
nghiệp của Hà Nội không đủ nước tưới vào mùa kiệt. Diễn biến bất thường của mực
nước sông Hồng đã làm ảnh hưởng lớn đến các cửa lấy nước và các trạm bơm tưới
trên sông Hồng. Năm 2008 trạm bơm Phù Sa đã không thể lấy được nước tưới do
mực nước hạ thấp hơn mực nước hút thiết kế, để tháo gỡ khó khăn cơ quan quản lý
đã phải xây dựng các trạm bơm dã chiến cú th cung cp nc kp thi.
7.00

Năm 2005

Năm 2002
Năm 2003
Năm 2004
Năm 2006
Ztk

Mực nước ngoài sông (m)

6.50

6.00

Mực nước
Thiết kế : 5,30

5.50

5.00

4.50

4.00

3-29

3-26

3-23

3-20

3-17

3-14

3-8

3-11

3-5

3-2

2-27

2-24

2-21

2-18

2-15

2-9

2-12

2-6

2-3

1-31

1-28

1-25

1-22

1-19

1-16

1-13

1-7

1-10

3.50

Thêi gian (ngµy)

Q trình mực nước tại cơng trình đầu mối trạm bơm Phù Sa
Trên sông Đà từ năm 2007-2009, các hồ chứa phía Trung Quốc đã giữ lại
một lượng nước khoảng 10-20%. Cụ thể hơn, vào thời kỳ đầu mùa lũ, cuối mùa kiệt
(tháng 5, tháng 6) năm 2009 thiếu nước xảy ra trên hệ thống sông Hồng và sơng
Thái Bình, do phía Trung Quốc đã giữ lại hơn 30% lượng nước làm ảnh hưởng đến
nguồn nước về hạ lưu, ngay cả đoạn sông Hồng qua cầu Long Biên cũng bị kiệt.
Trong khi yêu cầu dùng nước của các ngành kinh tế có xu thế ngày càng tăng

do phát triển kinh tế, dân số tăng, đặc biệt là cấp nước vụ đông đang trở thành vụ


-2-

chính do tăng vụ và thâm canh. Điều đó đồng nghĩa với lượng nước cần tăng đột
biến.
Ngoài ra, trong những năm gần đây, mức độ đơ thị hóa ngày càng cao ở Hà
Nội, nhất là sau khi Hà Nội mở rộng và quy hoạch Hà Nội đến năm 2030 được
duyệt, thì diện tích đất nơng nghiệp, cơ cấu cây trồng cũng thay đổi nhiều so với
trước đây. Điều này cũng tác động lớn đến nhu cầu cấp nước cho nông nghiệp và
sinh hoạt vào mùa kiệt tại Hà Nội.
Vì vậy, việc nghiên cứu đánh giá hiện trạng các cơng trình lấy nước từ sông
Hồng là rất quan trọng để làm có sở cho việc đề xuất giải pháp lấy nước thích hợp.
2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
- Đánh giá hiện trạng các cơng trình lấy nước hiện nay trên sơng Hồng đoạn
qua Hà nội và xác định làm rõ nguyên nhân gây ảnh hưởng tới khả năng lấy
nước của các cơng trình.
- Đề xuất các giải pháp lấy nước hiệu quả cho các cơng trình lấy nước dọc
sơng Hồng từ đó đưa ra giải pháp thích hợp và tính tốn cụ thể cho cửa lấy
nước Cống Liên Mạc
3. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1. Cách tiếp cận
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là sông Hồng trên địa bàn Hà Nội. Đây là
vùng đặc biệt quan trọng là trung tâm chính trị văn hóa của cả nước. Đối tượng
nghiên cứu liên quan đến nhiều lĩnh vực: Giao thông, xây dựng cơ sở hạ tầng, thủy
lợi (nguồn nước, công trình thủy lợi), mơi trường , phương hướng phát triển kinh tế
xã hội khu vực,vv… Vì vậy, hướng tiếp cận của đề tài sẽ là:
1.1.

Tiếp cận từ tổng thể đến chi tiết (tiếp cận hệ thống)

Các kịch bản quy hoạch, khai thác, sử dụng nguồn nước phải được giải quyết
theo hướng từ tổng thể (gắn với mục đích và nhu cầu sử dụng nước khác nhau của
các ngành) đến chi tiết là nhu cầu sử dụng nước của từng đối tượng dùng nước cụ
thệ theo các kịch bản phát triển kinh tế xã hội. Việc phát triển nguồn nước, các giải
pháp thủy lợi cũng phải đi từ tổng thể vùng đến từng khu vực.


-3-

1.2.

Tiếp cận toàn diện, đa ngành đa lĩnh vực

Xem xét đầy đủ các yếu tố phát triển khi nghiên cứu đề tài bao gồm các lĩnh
vực kinh tế xã hội, môi trường sinh thái …; các giải pháp được xem xét tồn diện từ
giải pháp cơng trình đến các giải pháp phi cơng trình
1.3.

Tiếp cận kế thừa

Đề tài sử dụng các kết quả nghiên cứu có liên quan gần đây về sông Hồng trên
địa bàn tỉnh Hà Nội của các cơ quan như Trường Đại học Thủy lợi, Viện Khoa học
thủy lợi Việt Nam, Viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp, Viện Quy hoạch thủy
lợi.
2. Phương pháp nghiên cứu
- Thu thập các tài liệu liên quan: các tài liệu về diễn biến mực nước, lưu lượng
nước của sông Hồng qua các năm
- Điều tra phân tích tổng hợp nguyên nhân hình thành

- Phương pháp phân tích thống kê
- Phương pháp mơ hình tốn thuỷ văn, thuỷ lực, cân bằng nước và ứng dụng
các công nghệ hiện đại.
- Phương pháp chuyên gia: trao đổi với thầy hướng dẫn và các chuyên gia có
kinh nghiệm nhằm đánh giá và đưa ra giải pháp phù hợp nhất
4. KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC
- Đánh giá hiện trạng khả năng lấy nước của các cơng trình hiện nay trên sơng
Hồng đoạn qua Hà Nội
- Đánh giá nguyên nhân gây ra diễn biến bất thường của lưu lượng, mực nước
sông Hồng làm ảnh hưởng lớn đến khả năng lấy nước của các cơng trình trên
sông vào mùa kiệt
- Đề xuất các giải pháp lấy nước hiệu quả, bền vững cho các cơng trình lấy
nước nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng nước vào mùa kiệt.
- Đưa ra giải pháp và kết quả tính tốn cụ thể cho Cống Liên Mạc – cơng trình
lấy nước từ sông Hồng vào sông Nhuệ


-4-

CHƯƠNG 1.

TỔNG QUAN VỀ CÁC CƠNG TRÌNH LẤY NƯỚC DỌC
SƠNG HỒNG TRÊN ĐỊA BÀN HÀ NỘI

1.1. Khái quát về công trình lấy nước.
1.1.1. Mục đích xây dựng cơng trình lấy nước
Cơng trình lấy nước được xây dựng để lấy nước từ sông kênh hồ chứa….phục vụ
các yêu cầu dùng nước khác nhau như: tưới, phát điện, cung cấp nước sinh hoạt cho
cơng nghiệp, du lịch,v.v….Cơng trình lấy nước thường được xây dựng cùng các
cơng trình khác như đập, bể lắng cát, cống xả cát, các cơng trình điều chỉnh dịng

sơng….tại vị trí đặt cửa lấy nước và gọi đó là cơng trình đầu mối.
1.1.2. u cầu của các cơng trình lấy nước
Các cơng trình lấy nước từ sơng, suối phải đạt các yêu cầu cơ bản sau:
− Thường xuyên lấy đủ nước theo yêu cầu của các hộ dùng nước
− Đảm bảo ổn định cho cơng trình lấy nước, chống bùn cát lắng đọng
− Ngăn chặn vật nổi vào kênh
− Thuận lợi cho thi công, quản lý, áp dụng được các tiến bộ kỹ thuật như điện
khí hóa, tự động hóa v.v….
− Tạo cảnh quan hài hịa, giũ gìn bảo vệ môi trường, phát triển du lịch, sử dụng
tổng hợp nguồn nước.
− Có kết cấu đơn giản và giá thành hợp lý.
1.1.3. Phân lọai các cơng trình lấy nước
Trong thực tế có nhiều cách phận loại cơng trình lấy nước khác nhau.
(1) Theo phương tách dịng chảy khỏi dịng chính vào cơng trình lấy nước
Cơng trình lấy nước bên cạnh: phương của dịng chảy vào cơng trình lấy nước
vng góc với phương của dịng chảy trong sơng chính.
Cơng trình lấy nước chính diện: Phương của dịng cháy vào cơng trình lấy nước
gần như song song với phương của dòng chảy trong sơng chính.


-5-

(2) Theo hình thức có đập hay khơng có đập
Cơng trình lấy nước có đập. (Cơng trình lấy nước Thạch Nham)
Lấy nước có đập là hình thức lấy nước đặt ở bờ phía sơng thượng lưu đập chắn
ngang long sơng. Nó được dùng khi mực nước sơng khơng cho phép lấy đủ lưu
lương yêu cầu bằng hình thức lấy nước không đập hoặc đủ để lấy nước không đập
nhưng ta vẫn dùng lấy nước có đập khi hình thức có đập kinh tế hơn, cần lấy nước
cả 2 bờ với Qk khá lớn và cần đảm bảo giao thông thủy vv…..

Hình 1.1.

Sơ đồ mặt bằng tổng thể đầu mối cơng trình lấy nước Thạch Nham.
1. Sơng Trà Khúc; 2. Đập dâng tràn bê tông trọng lực;
3. Cống lấy nước bờ Nam; 4. Cống xả cát bờ Nam;

5. Cống lấy nước bờ Bắc; 6. Cống xả cát bờ Bắc; 7. khe lún của đập

Hình 1.2.

Sơ đồ mặt bằng cống lấy nước Liên Mạc


-6-

(3) Theo khả năng điều tiết lưu lượng
− Cơng trình lấy nước khơng cống
− Cơng tình lấy nước có cống
1.2. Tổng quan về các cơng trình lấy nước dọc Sơng Hồng trên địa bàn Hà Nội
Các Cống dưới đê chủ yếu là cống ngầm, tuy nhiên có một số cống đầu hệ thống
hoặc các cống phân lũ theo hình thức cống hở. Trên đoạn đê sông Hồng, đoạn đê
mang cấp đặc biệt duy nhất của cả nước, trực tiếp bảo vệ Hà Nội ta có thể liệt kê
một số Cống sau.
1.2.1. Cống phân lũ Vân Cốc.
Cống đặt ở K37, gồm 26 cửa, mỗi cửa rộng 8m. Cùng với các đoạn đê thấp hai
bên cống dài 8,6km có thể phân lũ với lưu lượng lớn nhất là 5000m3/s.

Hình 1.3.

Vị trí của cống vân cốc

Vân Cốc thuộc loại cống lộ thiên với bề rộng thoat nước 208m, cao trình đáy
cống 15,8. Bản than cống có thể thốt lũ với Qmax = 2330m3/s. Cống có bể tiêu
năng sâu 1m, dài 17m. Một số thiết bị quan trắc có nhưng khơng hiện đại, ít được
bảo dưỡng, việc quan trắc chưa có quy trình.


-7-

1.2.2. Cống Bá Giang 1
Cống được xây dựng ở K40 + 600 vào trước năm 1945. Lấy nước từ 5 cửa trên
thành tháp tròn. Cống bằng gạch đá xây, mặt cắt ngang dạng vòm với chiều rộng
0,8m chiều cao 1,5m. Đóng cống ở cơng trình +700. Do u cầu tưới tăng lên, cống
nhỏ lại có hư hỏng chỉ lấy nước được khơng lấy được phù sa nên cống đã đưuọc
hồnh triệt.
1.2.3. Cống Bá Giang 2
Cống xây dựng năm 1993 tại K41, cống có nhiệm vụ lấy nước lấy phù sa. Cống
ngầm kiểu hộp gồm 2 ngăn. Mỗi ngăn có B x H = 2,3 x 2,5 (m). Cống dài 46m
đưuọc chia làm 3 đoạn có khe lún. Đáy cống ở +700, cửa lấy nước 2 tầng, dùng van
phẳng thép đóng mở bằng vít điện. Hạ lưu có bể tiêu năng sâu 1m dà 12m. Sân sau
thứ 2 dài 60m.
1.2.4.

Cống Đan Hoài

Cống được xây dựng tại K47 để lấy nước từ Sơng Hồng vào bể hút của tram bơm
Đan Hồi, Cao trình đáy cống +1,40, bề rộng 3,6m lấy nước 2 tầng , tầng dưới 3
cửa, tầng trên 2 cửa. Cống lấy nước tưới tự chảy chủ yếu vào mùa lũ, lưu lượng
thiết kế Q = 9,8 m3/s. Cống đặt gần long sơng lại ở vị trí sâu nên nguy cơ mất an
tồn cho cả đoạn đe là có. Về màu lũ tồn bộ máy đóng mở có thể bị ngập nước do

mặt cầu công tác thấp hơn đỉnh đê gây khó khăn cho việc vận hành cống.
1.2.5. Cống Liên Mạc
Cống được xây dựng từ năm 1941 tại K53 với bề rộng 18m cống chia thành 5
cửa (trong đó có một cửa cho thuyền qua). Nhiệm vụ lấy nước tưới cho 6100ha với
Qmax = 41 m3/s. Cao trình đáy cống +1.0, bản đáy dài 27m, sân trước dài 117m
bằng sét huyện, trên mặt bảo vệ bằng bê tong (đoạn trong) và đá xếp (đoạn ngoài).


-8-

LƯU

Đá

KHÔ

NG

Đá

XÂY

KHA
N 3/2

XếP
KHA
N

GIếNG Số

2B

Đá TR

GIếNG Số 1B

H 3/2
íT MAC
ÔNG

LƯU KH

Đá XếP KHAN

THƯợNG LƯU

SÂN THƯợNG LƯU

Hạ LƯU
SÂN Hạ LƯU

Đá XếP KHAN
LƯU KH

ÔNG

HAN
ếP K
Đá X

LƯU

Đá LáT

NG

KHÔ

ÂY
Đá X

N 3/2
KHA

Hỡnh 1.4.

TRíT M
ạCH 3/
2

Mt bng tng th cng Liờn Mc 1

chợ dày

hà nội

Hỡnh 1.5.

Chớnh din h lưu cống Liên Mạc 1

1.2.6. Cống Nhật Tân
Đây là cống có mặt cắt ngang chữ nhật với b x h = 0.8x1(m) được xây dựng tại
K59 có nhiệm vụ chuyển nước cho khu bãi ngoài đê và tiêu hỗ trợ cho khu trong
đê. Cống đặt ở cao trình +1100


-9-

1.2.7. Cống Vĩnh Tuy
Cống được xây dựng tại K70 với nhiệm vụ chuyển nước từ trạm bơm ngồi sơng
để tưới cho vùng đất nông nghiệp Vĩnh Tuy. Cống đã bị hoành triệt từ năm 1984.
1.2.8. Cống Trần Phú
Được xây dựng tại K75 +200 có nhiệm vụ và quy mơ vận hành như cống Nhật
Tân . Cho đến nay cống nhỏ này vẫn làm việc bình thường.
1.2.9. Cống Yên Sở
Xây dựng tại K76 +900 với nhiệm vụ tiêu nước cho ruộng trong đê của xã Yên
Sở và tưới cho khu ngoài đê. Hiện cống đã bị hồnh triệt
1.2.10.Cống Đơng Mỹ
Cống được xây dựng tại K83+ 500 có nhiệm vụ dẫn nước từ trạm bơm tiêu trong
đồng, cấp nước tưới cho khu bãi ngồi sơng. Cống dài khoảng 15m, cao trình đáy
khoảng + 9,50 cống nhỏ đặt cao, hoạt động bình thường
1.2.11.Cống Hồng Vân
Được xây dựng từ năm 1964 tại K87 + 100 có nhiệm vụ chuyển nước từ trạm
bơm tưới cho 11081 ha với Qmax = 10,1 m3/s và lấy nước trực tiếp khi mực nước
trong Sông cho phép. Cống gồm 2 cửa hình hộp có b x h = 2,3 x 2,6 (m), dài 41,4m
gồm ba đoạn. Cao trình đáy Cống+3.5 ( đỉnh đê +13.7) Sân trước của cống dài
7,3m. Bể tiêu năng sâu 0.5m dài 10m, tiếp đó đến sân sau thứ 2 bằng đá xây dài
10m.
1.2.12.Cống Cẩm Đình
Cống Cẩm Đình thuộc cụm cơng trình đầu mối Hát Mơn-Đập Đáy. Cống được

xây dựng trên địa phận huyện Phúc Thọ, tỉnh Hà Tây (nay là TP Hà Nội) từ năm
2002 và hồn thành vào năm 2004. Cống có nhiệm vụ lấy nước từ sơng Hồng theo
kênh Cẩm Đình - Hiệp Thuận dài gần 12km đến cống Hiệp Thuận để cung cấp cho
sông Đáy với lưu lượng về mùa kiệt là 36,24 m3/s và về mùa lũ là 70 m3/s .


- 10 -

Cống Cẩm Đình

Hình 1.6.
1.2.13.Cống Xn Quan

Cơng trình đầu mối cống Xuân Quan: lấy nước từ sông Hồng, là cơng trình cung
cấp nước tưới chủ yếu cho hệ thống Bắc Hưng Hải, cống được xây dựng năm 1958
tại đê tả sơng Hồng, cách cầu Long Biên về phía hạ lưu khoảng 10 km. Cống có 4
cửa × 3,5 m và một âu thuyền rộng 5 m. Cao trình đáy cống -1.0m, Qtk = 75 m3/s
đảm bảo tưới 116.000 ha. Qua hơn 40 năm hoạt động đến nay cống vẫn ổn định,
làm việc tốt

Hình 1.7.

Cống Xuân Quan
B
1
8
3


- 11 -

1.3. Đánh giá khả năng cấp nước của sơng Hồng về mùa kiệt
1.3.1. Diễn biến dịng chảy trên sơng Hồng về mùa kiệt

Hình 1.8. Hình ảnh sơng Hồng về mùa kiệt
B
2
8
3

Dưới tác động của các hồ chứa thượng nguồn, các hoạt động khai thác dịng sơng
ở hạ du và một phần là ảnh hưởng của biến đổi khí hậu toàn cầu (chủ yếu là sự biến
đổi của yếu tố khí tượng) làm cho dịng chảy sơng Hồng biến đổi mạnh theo hướng
tiêu cực. Về mùa kiệt, dòng chảy có xu hướng hạ thấp liên tục năm sau thấp hơn
năm trước, các giá trị cực đoan xuất hiện ngày càng nhiều (các giá trị mực nước
thấp nhất liên tục xuất hiện ở mức kỷ lục).
1.3.2. Xu thế biến đổi dịng chảy trên sơng Hồng (đoạn qua Hà Nội)
Các kết quả phân tích diễn biễn và lưu lượng tại các trạm đo: Sơn Tây, Hà Nội và
Thượng Cát cho thấy:
(1) Tại trạm Sơn Tây
H (cm)

3000
Q (m3/s)
2500

800
700
600

2000

500
400

1500
300
200

1000

100

500

0
1975

0
1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

2010

y = 6,5086x - 11350

Hình 1.9. Diễn biến QTB mùa
kiệt tại trạm Sơn Tây
B
8
3

1980

1985

1990

1995

2000

2005

2010

y = -5,4256x + 11414

20

N

Hình 1.10. Diễn biến HTB mùa kiệt
tại trạm Sơn Tây
B
4
8
3

201
Năm


- 12 -

H (cm)

(2) Tại trạm Hà Nội
1800

Q (m3/s)

1600

450
400

1400

350

1200

300

1000
800

250
200

600

150

400

100

200
0
1975

50

1980

1985

1990

1995

2000

2005

2010

201
Năm

y = -4,9515x + 11120

0
1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

2010

y = -5,2721x + 10839

Hình 1.11.

Diễn biến QTB mùa kiệt tại
B
5
8
3

Diễn biến HTB mùa kiệt

Hình 1.12.

trạm Hà Nội

201
Năm

B
6
8
3

tại trạm Hà Nội

H (cm)

(3) Tại trạm Thượng Cát

1200
1000

500
400

Q (m3/s)

800

300
600

200

400

100

200
0
1975

1980

1985

1990

1995

2000

y = 13,239x - 25915

Hình 1.13.

2005

2010

2015
Năm

Diễn biến QTB mùa kiệt tại
B
7
8
3

trạm Thượng cát

0
1975

Hình 1.14.

1980

1985

1990 1995 2000
y = -7,0196x + 14357

2005

2010

Năm

Diễn biến HTB mùa kiệt tại
B
8
3

trạm Thượng Cát

Tại tất cả các trạm đo, lưu lượng có xu thế tăng trong khi mực nước lại có xu thế
giảm mạnh chứng tỏ mặt cắt đáy sông mở rộng hoặc hạ thấp. So sánh mực nước và
lưu lượng giữa các trạm, ta thấy phần giảm lưu lượng là do tỷ lệ phân lưu sang sông
Đuống tăng lên mạnh.

2015