Mô Phỏng Ngập Lụt Quận Cầu Giấy Thành Phố Hà Nội Và Đề Xuất Các Giải Pháp.pdf

Hàng năm cùng với tốc độ đô thị hóa, công nghiệp hóa trên địa bàn thành phố Hà Nội rất nhanh đã làm tăng tỷ lệ diện tích bề mặt ít thấm nước, tăng trưởng dân số nhanh chóng dẫn đến áp lự

NGUYỄN MINH TUẤN

MÔ PHỎNG NGẬP LỤT QUẬN CẦU GIẤY THÀNH PHỐ

HÀ NỘI VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI, NĂM 2021

NGUYỄN MINH TUẤN

MÔ PHỎNG NGẬP LỤT QUẬN CẦU GIẤY THÀNH PHỐ HÀ

NỘI VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP

Chuyên ngành: Cấp thoát nước

và dưới bất kỳ hình thức nào Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định

Tác giả luận văn

Nguyễn Minh Tuấn

Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước, phòng Đào tạo Đại học và Sau đại học, Trường Đại học Thuỷ lợi đã động viên, khích lệ và đóng góp các ý kiến quý báu cho em trong việc soạn thảo, hướng dẫn các thủ tục để em hoàn thành luận văn thuận lợi nhất

Trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn, do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến, chỉ bảo tận tình của quý thầy, cô và các bạn để luận văn được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà nội, ngày tháng năm 2021

Tác giả luận văn

Nguyễn Minh Tuấn

i

LỜI CẢM ƠN 4

MỤC LỤC i

DANH MỤC HÌNH VẼ iv

MỞ ĐẦU 1

1 Mục tiêu của luận văn 2

2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

3 Phương pháp nghiên cứu 2

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 4

1.1 Tổng quan các nghiên cứu trên thế giới 4

1.2 Tổng quan các nghiên cứu trong nước 5

1.3 Tổng quan về khu vực nghiên cứu 7

1.3.1 Vị trí địa lý 7

1.3.2 Đặc điểm địa hình 9

1.3.3 Đặc điểm địa chất 10

1.3.4 Đặc điểm khí tượng thủy văn 10

1.3.5 Mạng lưới sông ngòi 12

1.3.6 Đặc điểm kinh tế - xã hội trên lưu vực 13

1.3.7 Dân số 15

1.4 Hiện trạng ngập lụt trên khu vực nghiên cứu 16

1.4.1 Hiện trạng ngập lụt của thành phố Hà Nội 16

1.4.2 Hiện trạng ngập lụt của khu vực nghiên cứu 22

1.5 Hiện trạng hệ thống tiêu thoát nước Hà Nội và khu vực nghiên cứu 23

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THIẾT LẬP MÔ HÌNH CHO KHU VỰC NGHIÊN CỨU 26

2.1 Phân tích lựa chọn phương pháp nghiên cứu 26

2.1.1 Phương pháp kế thừa 26

ii

2.1.5 Phương pháp sử dụng mô hình toán 27

2.2 Cơ sở khoa học 28

2.3 Giới thiệu về mô hình 29

2.3.1 Mô hình thủy văn đô thị MIKE URBAN 29

2.3.2 Mô hình thủy lực một chiều MIKE 11 31

2.3.3 Mô hình thủy lực hai chiều MIKE 21 34

2.3.4 Mô hình MIKE FLOOD 35

2.3.5 Công cụ GIS 35

2.4 Thiết lập mô hình cho khu vực nghiên cứu 38

2.4.1 Thiết lập mạng lưới tiêu thoát nước 38

2.4.2 Thiết lập mô hình thủy lực hai chiều 43

2.4.3 Kết nối các mô hình 45

2.5 Xây dựng các kịch bản tính toán 46

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP 48

3.1 Kết quả hiệu chỉnh thông số mô hình 48

3.2 Kết quả kiểm định mô hình 61

3.3 Kết quả mô phỏng ngập lụt khu vực nghiên theo các kịch bản 72

3.4 Đề xuất các giải pháp ứng phó với tình trạng ngập lụt 73

3.4.1 Tăng kích thước một số tuyến cống 73

3.4.2 Đặt trạm bơm 75

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77

Kết luận 77

Kiến nghị 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO 78

iii

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Bảng thống kê các trạm thủy văn 10 Bảng 1.2 Mực nước lớn nhất trên sông Nhuệ một số năm điển hình (Cao độ QG) 17 Bảng 1.3 Thống kê tình hình ngập và thiệt hại của hệ thống sông Nhuệ 18 Bảng 1.4 Thống kê tình hình úng trên toàn thành phố Hà Nội tháng 11 năm 2008 21 Bảng 2.1 Các thành phần của hệ thống thoát nước sử dụng trong mô hình 41 Bảng 2.2 Thống kê các liên kiết giữa MIKE URBAN và MIKE21 46 Bảng 3.1 Bảng thông số mô hình trong mô phỏng 53Bảng 3.2 So sánh kết quả hiện trạng và tính toán ngập của trận mưa 29-30/04/2019 tại các vị trí úng ngập trên địa bàn quận Cầu Giấy 53Bảng 3.3 So sánh kết quả hiện trạng và tính toán ngập của trận mưa 03/08/2019 tại các vị trí úng ngập trên địa bàn quận Cầu Giấy 64 Bảng 3.4 Bảng tổng hợp phương án thay thế một số tuyến cống trên hai phố Hoa Bằng và Phùng Chí Kiên 75 Bảng 3.5 Bảng kết quả so sánh hiệu quả khi lắp đặt máy bơm trên phố Hoa Bằng 76

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn iv

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Bản đồ hành chính thành phố Hà Nội 8

Hình 1.2 Vị trí khu vực nghiên cứu 9

Hình 1.3 Hình ảnh ngập lụt tuyến phố Hoa Bằng trận mưa 03/08/2019 22

Hình 1.4 Hình ảnh ngập lụt ngõ 35 phố Hoa Bằng trận mưa 03/08/2019 23

Hình 2.1 Sơ đồ khối thể hiện phương pháp nghiên cứu 29

Hình 2.2 Cấu trúc mô hình MIKE URBAN 31

Hình 2.3 Sơ đồ giải theo phương pháp sai phân 6 điểm 33

Hình 2.4 Hình ảnh bộ phần mềm ứng dụng ArcGIS (Nguồn: ESRI) 36

Hình 2.5 Hình ảnh node (hố ga) trong MIKE UBAN 38

Hình 2.6 Hình ảnh Link (cống, kênh hở) trong MIKE URBAN 39

Hình 2.7 Hình ảnh trắc dọc 1 tuyến cống phố Nguyễn Khánh Toàn 39

Hình 2.8 Hình ảnh các tiểu lưu vực thu nước được mô phỏng trong MIKE URBAN 40

Hình 2.9 Hình ảnh mạng lưới tính toán trong MIKE URBAN 41

Hình 2.10 Xây dựng lưới tính 2 chiều cho toàn bộ khu vực nghiên cứu 43

Hình 2.11 Kết quả xây dựng lưới tính 2 chiều cho mô hình MIKE21 43

Hình 2.12 Lưới tính 2D khu vực phố Hoa Bằng, Yên Hòa, Cầu Giấy 44

Hình 2.13 Mô hình MIKE FLOOD cho khu vực nghiên cứu – Quận Cầu Giấy 44

Hình 2.14 Đường biểu diễn quan hệ IDF trạm Láng 47

Hình 2.15 Biểu đồ mưa thiết kế trạm Láng với chu kỳ lặp lại 10 năm (P=10%) 47

Hình 3.1 Mô phỏng kết quả hiệu chỉnh mô hình tại trường Đại học Điện Lực, ngập ít, mức độ ngập khoảng 0.2m 48

Hình 3.2 Mô phỏng kết quả hiệu chỉnh mô hình tại đường Dương Quảng Hàm, xảy ra tình trạng ngập úng, mức độ ngập lớn nhất từ 0.3 - 0.5m 49

v

Hình 3.3 Mô phỏng kết quả hiệu chỉnh mô hình tại đường Phùng Chí Kiên độ sâu ngập từ 0.2 – 0.4m 49 Hình 3.4 Mô phỏng kết quả hiệu chỉnh mô hình tại đường Trần Cung, độ sâu ngập khoảng 0.2m 50 Hình 3.5 Mô phỏng kết quả hiệu chỉnh mô hình tại đường Trần Bình, khu vực UBND phường Mai Dịch độ sâu ngập úng từ 0.2 – 0.4m 50 Hình 3.6 Mô phỏng kết quả hiệu chỉnh mô hình tại phố Hoa Bằng, xảy ra tình trạng ngập úng, độ sâu ngập từ 0.2 – 0.4m 51 Hình 3.7 Bản đồ độ sâu ngập quận Cầu Giấy trận mưa 29-30/04/2019 52 Hình 3.8 Ví dụ sơ họa độ sâu dòng chảy trong kênh, đường ống dọc sông Tô Lịch khu vực phố Hoa Bằng tại thời điểm 11:30 ngày 30/04/2019 54 Hình 3.9 Bản đồ cao trình mực nước trên toàn miền tính toán tại một số thời điểm của trận mưa 29-30/04/2019 55 Hình 3.10 Bản đồ độ sâu dòng chảy lớn nhất trong miền tính toán cho trận mưa 29-30/04/2019 56 Hình 3.11 Bản đồ độ sâu ngập lớn nhất trong miền tính toán cho trận mưa 29-30/04/2019 57 Hình 3.12 Bản đồ vận tốc dòng chảy lớn nhất trong miền tính toán cho trận mưa 29-30/04/2019 58 Hình 3.13 Bản đồ lưu lượng dòng chảy lớn nhất trong miền tính toán cho trận mưa 29-30/04/2019 59 Hình 3.14 Bản đồ nước lớn nhất lấp đầy đường ống (độ sâu chia cho chiều cao đường ống) trong miền tính toán cho trận mưa 29-30/04/2019 60 Hình 3.15 Số liệu trận mưa từ ngày 01-04/08/2019 phục vụ kiểm định mô hình 61 Hình 3.16 Tại trường Đại học Điện Lực, ngập ít, mức độ ngập khoảng 0.15 – 0.2m 62 Hình 3.17 Tại đường Phùng Chí Kiên độ sâu ngập từ 0.2 – 0.5m 62 Hình 3.18 Tại đường Trần Cung, độ sâu ngập khoảng 0.1 - 0.25m 63

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn vi

Hình 3.19 Tại đường Trần Bình, khu vực UBND phường Mai Dịch độ sâu ngập úng

từ 0.2 – 0.5m 63 Hình 3.20 Tại phố Hoa Bằng, xảy ra tình trạng ngập úng, độ sâu ngập từ 0.2 – 0.42m 64 Hình 3.21 Bản đồ độ sâu ngập quận Cầu Giấy trận mưa 03/08/2019 65 Hình 3.22 Bản đồ độ sâu dòng chảy lớn nhất trong miền tính toán cho trận mưa dùng kiểm định mô hình 66 Hình 3.23 Bản đồ độ sâu ngập lớn nhất trong miền tính toán cho trận mưa dùng kiểm định mô hình 67 Hình 3.24 Bản đồ cao trình mực nước lớn nhất trong miền tính toán cho trận mưa dùng kiểm định mô hình 68 Hình 3.25 Bản đồ lưu lượng lớn nhất trong miền tính toán cho trận mưa dùng kiểm định mô hình 69 Hình 3.26 Bản đồ vận tốc dòng chảy lớn nhất trong miền tính toán cho trận mưa dùng kiểm định mô hình 70 Hình 3.27 Bản đồ nước lớn nhất lấp đầy đường ống (độ sâu chia cho chiều cao đường ống) trong miền tính toán cho trận mưa kiểm định mô hình 71 Hình 3.28 Bản đồ độ sâu ngập quận Cầu Giấy trận mưa thiết kế chu kỳ 10 năm (P=10%) 72 Hình 3.29 Mức độ ngập lụt quận Cầu Giấy ứng với mưa thiết kế chu kỳ lặp lại 10 năm 73 Hình 3.30 Bản đồ độ sâu ngập quận Cầu Giấy trận mưa thiết kế chu kỳ 10 năm (P=10%) phương án tăng kích thước cống 2 tuyến phố Hoa Bằng và Phùng Chí Kiên 74 Hình 3.31 Hình ảnh trạm bơm được lặp đặt trên phố Hoa Bằng 75

MỞ ĐẦU

Ngập lụt đô thị ngày càng trở nên cấp bách và xuất hiện với tần suất nhiều hơn, nguyên nhân cơ bản là hệ thống tiêu thoát nước đô thị đã xuống cấp, do quy hoạch sai, thiếu đồng bộ và không bắt kịp với tốc độ đô thị hóa; cũng như sự gia tăng về quy mô, cường độ mưa và các hiện tượng cực đoan do tác động của biến đổi khí hậu làm cho vấn đề ngập úng càng nghiêm trọng hơn

Hàng năm cùng với tốc độ đô thị hóa, công nghiệp hóa trên địa bàn thành phố Hà Nội rất nhanh đã làm tăng tỷ lệ diện tích bề mặt ít thấm nước, tăng trưởng dân số nhanh chóng dẫn đến áp lực định cư trên các khu vực, làm tăng lượng rác thải, tăng nguy cơ bồi lắng rác, đất cát vào hệ thống thoát nước, hệ thống các công trình tiêu thoát nước tại một số nơi đã quy hoạch không theo kịp nhịp độ phát triển kinh tế trong vùng làm cho tình hình ngập úng xảy ra càng ngày càng nghiêm trọng

Trong những năm gần đây, trước sự biến đổi bất thường của thời tiết đã xuất hiện mưa lớn kéo dài, lượng mưa vượt quá tần suất thiết kế Mặc dù các công trình thủy lợi đã hoạt động hết công suất cùng với sự phối hợp chặt chẽ của công tác chỉ đạo phòng chống lũ lụt nhưng tình trạng ngập vẫn diễn ra trên diện rộng Diện tích ngập lớn nhất

là các năm 2006, 2008, nguyên nhân chủ yếu là bão hoặc áp thấp gây mưa lớn trên diện rộng, mưa vượt tần suất thiết kế

Ngập lụt gây thiệt hại lớn về kinh tế, gây thiệt hại về người và ảnh hưởng lâu dài đến môi trường và các hoạt động kinh tế xã hội của các cộng đồng dân cư, đặc biệt nghiêm trọng đối với các vùng đô thị nơi mà tập trung tài sản và các hoạt động sản xuất kinh tế lớn Việc phân tích, xác định nguyên nhân ngập úng, đưa ra giải pháp khắc phục do ngập úng gây ra là một việc làm có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cấp bách, đặc biệt đối với vùng đô thị để phát triển kinh tế xã hội, vì vậy việc học viện lựa nghiên cứu

‘‘Mô phỏng ngập lụt quận Cầu Giấy thành phố Hà Nội và đề xuất các giải pháp’’ Luận văn đưa ra hiện trạng ngập lụt trên khu vực, kết quả tính toán được mô

phỏng và đã được so sánh với các số liệu thực đo để khẳng định độ tin cậy từ đó đề xuất phương án tiêu thoát nước cho phù hợp với yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội cho khu vực nghiên cứu hiện tại và trong tương lai

1 Mục tiêu của luận văn

Mô phỏng hệ thống thoát nước đô thị trên khu vực nghiên cứu, đánh giá hiện trạng, năng lực tiêu thoát nước của hệ thống, trên cơ sở đó đề xuất các giải pháp hạn chế tình trạng ngập lụt

Các mục tiêu cụ thể của luận văn, bao gồm: (i) thiết lập mạng thủy lực mô tả hệ thống tiêu thoát nước khi vực nghiên cứu bằng mô hình Mike Flood, (ii) đánh giá hiện trạng hiệu năng lực tiêu thoát nước của hệ thống, (iii) đề xuất các giải pháp giảm thiểu ngập lụt

2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

+ Đối tượng nghiên cứu: Ngập lụt, tiêu thoát nước đô thị quận Cầu Giấy, thành phố

Hà Nội

+ Phạm vi nghiên cứu: Khu vực nghiên cứu là Quận Cầu Giấy, thành phố Hà Nội

thuộc địa bàn quản lý của Xí nghiệp thoát nước số 2

3 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp thống kê, thu thập dữ liệu

- Thu thập dữ liệu khí tượng, thủy văn (lượng mưa, mực nước các vị trí) phục vụ mô hình thủy lực (MIKE 11 VÀ MIKE UBAN)

- Thống kê: Dùng thực hiện tính toán các đặc trưng mưa, ngập lụt

Phương pháp mô hình: Dùng tính toán mô hình thủy lực (MIKE 11, MIKE 21), mô

hình thủy văn đô thị (MIKE UBAN)

Phương pháp hệ thống thông tin địa lý (GIS): Được áp dụng để truy xuất các thông

tin từ bản đồ và xây dựng các bản đồ chuyên đề từ kết quả tính toán kết quả ngập lụt trên khu vực nghiên cứu

Phương pháp chuyên gia: Tham khảo, tư vấn các chuyên gia trong việc đánh giá kết

quả mô phỏng, xây dựng các kịch bản tính toán và các biện pháp phòng chống ngập lụt cho khu vực nghiên cứu

Phương pháp điều tra thực địa: Xác định, kiểm tra cao độ cống, kênh của các hệ

thống thoát nước đô thị ở khu vực nghiên cứu, điều tra khảo sát các vết ngập, vận hành của các công trình đơn vị trên hệ thống thoát nước của khu vực nghiên cứu

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan các nghiên cứu trên thế giới

Việc quản lý quy hoạch thoát nước giảm thiểu ngập lụt hiện nay trên thế giới đang đối phó trực tiếp với các vấn đề về nước mưa cũng như các vấn đề ảnh hưởng tới chất lượng nước có liên quan như thoát nước thải, xử lý nước thải và thoát nước mưa Do vùng ảnh hưởng của ngập lụt đô thị nằm trong cả một lưu vực sông và bãi bồi rộng lớn nên các quy hoạch thoát nước hiện nay trên thế giới đang xét đến ngập lụt như một thành phần của hệ thống thủy văn của toàn lưu vực Quản lý ngập lụt đô thị gắn liền với quản lý tổng hợp ngập lụt (IFM-Integrated Flood Management) và quản lý tổng hợp tài nguyên nước (IWRM-Integrated Water Resources Management) giúp hài hòa, tránh gây tổn hại, xung đột lợi ích các bên (Fletcher, T.D., và nnk 2013), Nghiên cứu

về vấn đề tiêu thoát nước đô thị có thể được tiếp cận theo nhiều cách

Trước tiên phải kể đến đó là cách tiếp cận mô phỏng bằng các mô hình toán lực Quá trình động lực từ nước mưa thành dòng chảy trong thành phố sẽ được mô phỏng bằng cách sử dụng phương pháp thoát nước kết hợp (Bermúdez Pita nnk, 2018) Trong đó

mô hình thủy động lực 1D sẽ mô phỏng dòng chảy trong hệ thống cống ngầm và mô hình 2D sẽ mô phỏng dòng chảy tràn trên bề mặt Đây là cách tiếp cận thông dụng để giải quyết bài toán ngập lụt đô thị Ưu điểm của phương pháp là cho kết quả chi tiết, linh động trong các giải pháp xử lý vấn đề Tuy nhiên nhược điểm của hướng tiếp cận

là cần có đội ngũ chuyên gia lành nghề để thiết lập mô hình cũng như yêu cầu dữ liệu,

số liệu đầu vào lớn Do đó, phương pháp tiếp cận mô hình khái niệm sẽ được áp dụng, trong đó mô hình khái niệm thay thế sẽ được hiệu chỉnh thành mô hình thủy động lực học chi tiết (Wolfs và cộng sự, 2015, 2017) Cả hai loại mô hình sau đó có thể được áp dụng một cách bổ sung Cả hai mô hình sẽ được đánh giá; bản chi tiết dựa trên thông tin về các khu vực ngập lụt, đối với các trận lũ lịch sử gần đây; khái niệm thay thế bằng cách so sánh với kết quả mô phỏng mô hình chi tiết cho cả sự kiện lịch sử và cơn bão thiết kế

A Pathirama và các tác giả khác (2011) đã phát triển mô hình EPA-SWMM5

để tính toán ngập lụt đô thị trên cơ sở mô hình 2 chiều được đơn giản hóa kết hợp với

mô hình tiêu thoát lũ 1 chiều SWMM5 Tác giả cũng đã sử dụng kết quả đầu ra của mô

hình để tính toán thiệt hại do ngập lụt Mô hình này cũng có hiệu quả trong việc tính toán tối ưu hệ thống tiêu thoát nước đô thị

Bản đồ ngập lụt là hướng tiếp cận quan trọng của việc đánh giá rủi ro, nó phản ánh các mối nguy hại gây ra bởi các trận lụt và các kịch bản biến đổi khí hậu xảy ra tại các vùng dân cư, khu vực xác định Bản đồ ngập lụt đưa ra các thông tin cơ bản về biên độ của ngập lụt không chỉ dưới các kịch bản khác nhau mà còn thể hiện tính nhạy cảm của các yếu tố như sử dụng đất và vận hành của hệ thống thoát nước giúp quá trình quản lý các quy hoạch thoát nước được dễ dàng hơn Thông thường, bản đồ ngập lụt được thiết lập trên nền tảng công cụ hệ thống thông tin địa lý (GIS) Bản đồ số được thiết lập dựa trên 2 phương pháp đánh giá rủi ro bao gồm: thứ nhất, thu thập các dữ liệu từ quá khứ của các trận lụt, bao gồm các loại công trình, chiều cao mức nước lụt, tác động tới vật liệu cũng như dấu lụt

để lại trên công trình hay trên các nạn nhân của lụt; thứ hai là mô phỏng về lượng mối tương quan giữa mức nước lụt và mức độ hư hại quy ra tiền để mô phỏng mối tương quan giữa các mức độ hư hại của tài sản cá nhân và công cộng (Ashley, R.M và nnk., 2005) Bản đồ ngập lụt được xây dựng ở Nhật Bản từ năm 2006, để cảnh báo nơi

dự kiến sẽ ngập do nước sông, nước mưa hoặc sóng thần cũng như dự báo độ sâu của những trận ngập Bản đồ ngập lụt ở các thành phố ở Anh cũng tỏ ra hiệu quả khi thông báo trực tuyến các mức rủi ro ngập lụt cao, trung bình hoặc thấp, giúp người dân di chuyển khi cần thiết

1.2 Tổng quan các nghiên cứu trong nước

Cho đến nay, trên địa bàn thành phố Hà Nội đã có một số nghiên cứu liên quan đến tiêu thoát nước và bảo vệ môi trường Trong đó, nổi bật có thể kể đến một số nghiên cứu sau:

1 PGS.TSKH Nguyễn Văn Cư, Xây dựng đề án tổng thể bảo vệ môi trường lưu vực sông Nhuệ và sông Đáy, Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nước, Hà Nội,

2005

2 Công ty tư vấn đầu tư xây dựng giao thông công chính Hà Nội (1995), Nghiên cứu khả thi thoát nước thành phố Hà Nội giai đoạn 1995-2000, UBND Thành phố Hà nội

3 Phạm Ngọc Đăng (1998), Nghiên cứu dự báo diễn biến môi trường do tác động của phát triển đô thị và công nghiệp đến năm 2010, 2020, đề xuất các giải pháp bảo vệ môi trường đối với thành phố Hà Nội và xây dựng dự án cải tạo môi trường cho một khu công nghiệp, Đề tài NCKH TP Hà Nội

4 Nguyễn Đức Khiển, TS Đoàn Trung Lưu (1996), Cơ sở khoa học sử dụng hợp lí tài nguyên nước mặt, ứng dụng tin học trong quản lí khai thác tài nguyên nước mặt Hà Nội, Đề tài NCKH TP Hà Nội

5 Lê Trần Lâm (1999), Qui hoạch môi trường vùng Hồ Tây Hà Nội đến năm 2020,

8 Cơ quan hợp tác quốc tế Nhật Bản (JICA), UBND TP Hà Nội (1994), Qui hoạch tổng thể thoát nước Hà Nội

9 Nippon Koei (1994), Nghiên cứu hệ thống thoát nước đô thị và xử lý nước thải

đô thị thành phố Hà nội

10 Nippon Koei và Công ty tư vấn Cấp thoát nước và Môi trường Việt Nam (1997), Thuyết minh thiết kế kỹ thuật cải tạo và xây dựng cống thoát nước lưu vực sông Tô Lịch, sông Lừ, sông Sét, sông Kim Ngưu

11 Nguyen, K.D, Quach, T.T.T, đã Ứng dụng MIKE FLOOD xây dựng bản đồ nguy cơ ngập lụt và hệ thống cảnh báo sớm úng ngập cho lưu vực sông Kim Ngưu và tám quận nội thành Hà Nội’ năm 2016

Nhìn chung, các công trình nghiên cứu đã tạo cơ sở cho công tác quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội và là tài liệu tham khảo cho công tác chỉ đạo phòng tránh ngập lụt, úng cục bộ hàng năm của thành phố Tuy vậy các kết quả nghiên cứu vẫn tồn tại những hạn chế nhất định:

Chưa có một hệ thống các bản đồ thống nhất phục vụ công tác chỉ đạo phòng tránh và giảm nhẹ tình trạng ngập và úng cục bộ cho thành phố Hà Nội hoặc hệ thống các bản

đồ ngập úng ở các tỷ lệ khác nhau

Chưa thiết lập công nghệ dự báo ngập úng và diện ngập lụt thời gian thực (dự báo tức thời) để phục vụ cho công tác kiểm soát lũ, ngập để ra quyết định phòng tránh hàng năm

Hệ thống các bản đồ chưa được thống nhất quản lý trên nền GIS, vì vậy gây ra những khó khăn nhất định trong công tác kiểm soát, truy cập dữ liệu phục vụ công tác chỉ đạo phòng tránh ngập lụt và úng cục bộ trên địa bàn thành phố

1.3 Tổng quan về khu vực nghiên cứu

1.3.1 Vị trí địa lý

Khu vực nghiên cứu là một quận trung tâm thành phố Hà Nội, vị trí địa lý Hà Nội nằm

ở đồng bằng Bắc bộ có vị trí từ 20°53' đến 21°23' vĩ độ Bắc và 105°44' đến 106°02' kinh độ Đông, tiếp giáp với các tỉnh: Thái Nguyên, Vĩnh Phúc ở phía bắc; phía nam giáp Hà Nam và Hoà Bình; phía đông giáp các tỉnh Bắc Giang, Bắc Ninh và Hưng Yên; phía tây giáp tỉnh Hoà Bình và Phú Thọ (Hình 1.1) Hà Nội nằm ở phía hữu ngạn sông Đà và hai bên sông Hồng, vị trí và địa thế thuận lợi cho một trung tâm chính trị, kinh tế, vǎn hoá, khoa học và đầu mối giao thông quan trọng của Việt Nam

Hình 1.1 Bản đồ hành chính thành phố Hà Nội

Quận Cầu Giấy là một trong những cửa ngõ quan trọng của thủ đô, và nằm ở phía Tây của Hà Nội Quận Cầu Giấy có tổng cộng 8 phường Bao gồm các phường sau: Dịch Vọng, Dịch Vọng Hậu, Mai Dịch, Nghĩa Đô, Nghĩa Tân Quan Hoa, Trung Hòa, Yên Hòa

Hình 1.2 Vị trí khu vực nghiên cứu

1.3.2 Đặc điểm địa hình

Đại bộ phận diện tích Hà Nội nằm trong vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng với độ cao khu vực nội thành từ 3 đến 10m so với mặt biển Còn lại chỉ có khu vực đồi núi ở phía bắc và phía Tây Bắc của huyện Sóc Sơn thuộc rìa phía nam của dãy núi Tam Đảo

có độ cao từ 20m đến trên 400m với đỉnh Chân Chim cao nhất là 462m Địa hình của

Hà Nội thấp dần từ Bắc xuống Nam và từ Tây sang Đông Điều này được phản ánh rõ nét qua hướng dòng chảy tự nhiên của các dòng sông chính thuộc địa phận Hà Nội Dạng địa hình chủ yếu của Hà Nội là đồng bằng được bồi đắp bởi các dòng sông với các bãi bồi hiện đại, bãi bồi cao và các bậc 12 thềm Riêng các bậc thềm chỉ có ở phần lớn huyện Sóc Sơn và ở phía bắc huyện Đông Anh, nơi có địa thế cao trong địa hình của Hà Nội Ngoài ra, Hà Nội còn có các dạng địa hình núi và đồi xâm thực tập trung

ở khu vực đồi núi Sóc Sơn với diện tích không lớn lắm

1.3.3 Đặc điểm địa chất

Khu vực Hà Nội, bị lấp đầy bởi các thành tạo trẻ gắn kết yếu và bở rời, bao gồm cát kết, bột kết, sét bột kết, sét kết, cuội kết tuổi Neogen Chúng có bề dày đến vài ba trăm mét và nằm không chỉnh hợp lên trên các thành tạo cổ hơn đã gắn kết hoàn toàn Tính

đa dạng và phức tạp của cột địa tầng cũng tăng dần từ phía bắc xuống phía nam Tại Sóc Sơn, Đông Anh, các loại bùn và đất sét yếu vắng mặt trong cột địa tầng Ở vùng Gia Lâm, chúng xuất hiện ở độ sâu từ 6 đến 12 m, nhưng phân bố không rộng rãi Trong khi đó ở phía nam Sông Hồng, các loại đất yếu như sét dẻo chảy, bùn cát, bùn sét, bùn hữu cơ phân bố rộng rãi ở độ sâu từ 6 đến 22 m (Ngô Sĩ Liên, Thành Công,

Hạ Đình, Pháp Vân)

1.3.4 Đặc điểm khí tượng thủy văn

Trong và lân cận khu vực nghiên cứu có 8 trạm quan trắc thuỷ văn của Tổng Cục Khí tượng Thuỷ văn trên các sông Hồng, Đáy, Hoàng Long, Tích, Bùi và 6 trạm dùng riêng trên sông Nhuệ, Tích Các trạm trên sông Đáy chủ yếu quan trắc mực nước, trên sông Hồng có trạm Thuỷ văn Hà Nội và Sơn Tây, Thượng Cát quan trắc đầy đủ

Q, H, ρ , trạm Hưng Yên cũng chỉ quan trắc mực nước Ngoài ra, trong quá trình phân tích, tính toán chúng tôi còn tham khảo thêm tài liệu của một số trạm khác có ảnh hưởng đến chế độ Thuỷ văn khu vực nghiên cứu Bảng dưới đây, cho biết danh sách các trạm thuỷ văn trong khu vực nghiên cứu và một số trạm khác có ảnh hưởng đến chế độ Thuỷ văn khu vực nghiên cứu

Bảng 1.1 Bảng thống kê các trạm thủy văn trong khu vực nghiên cứu và liên quan đến

chế độ thủy văn khu vực nghiên cứu

TT Tên trạm Sông, suối Yếu tố quan trắc Ghi chú

TT Tên trạm Sông, suối Yếu tố quan trắc Ghi chú

Lượng mưa: Khu vực Hà Nội có lượng mưa khá lớn, trung bình năm khoảng 1671mm

(trạm Láng) đến 2025mm (trạm Ba Vì) Lượng mưa năm lớn nhất đo được tại trạm Láng là 2625mm, tại Ba Vì là 2904mm và tại Sơn Tây là 2867mm Lượng mưa năm nhỏ nhất đo được tại trạm Láng là 962mm, tại Ba Vì là 1325mm, tại Sơn Tây là 1115mm

Nhiệt độ: Nhiệt độ trung bình năm ở Láng là 23,6oC, ở Ba Vì là 23,3oC, song với cơ chế hoàn lưu gió mùa đã tạo ra sự phân hoá rõ rệt theo hai mùa: - Mùa hè từ tháng V-

X có nhiệt độ trung bình tháng tại Láng từ 24,8oC đến 29,0oC và tại Ba Vì từ 24,4oC đến 28,6oC Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối tại Hà Nội là 40,4oC và tại Ba Vì là 42,0oC - Mùa đông từ tháng XI đến tháng IV năm sau có nhiêt độ trung bình tháng tại Láng từ 16,6C đến 23,8oC và tại Ba Vì từ 16,1C đến 20,8oC Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối tại Láng là 2,7oC và tại Ba Vì là 2,8oC

Độ ẩm: Độ ẩm không khí trung bình năm tại Hà Nội là 83% và tại Ba Vì là 84% Thời

kỳ cuối mùa hè đến đầu mùa Đông (XI-XII) là thời kỳ tương đối khô, độ ẩm trung bình tháng tại Hà Nội chỉ 80% và tại Ba Vì chỉ 81% Thời kỳ từ tháng III-IV do thời tiết ẩm ướt, có mưa phùn nên độ ẩm trung bình tháng đạt cao 13 nhất trong năm đạt 87% tại Hà Nội và Ba Vì, biên độ độ ẩm trong ngày chỉ từ 20- 30% Các tháng giữa mùa mưa độ ẩm tương đối lớn, trung bình từ 83-84% tại Hà Nội và Ba Vì

1.3.5 Mạng lưới sông ngòi

Khu vực Hà Nội có hệ thống sông, hồ khá dày đặc Hệ thống sông hồ của khu vực Hà Nội thuộc hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình gồm các sông chính chảy qua là sông Hồng, sông Nhuệ, sông Đáy, sông Tích; ngoài ra còn có các con sông nhỏ khác như sông Tô Lịch, sông Lừ, sông Sét và rất nhiều hồ lớn nhỏ khác nhau - Sông Hồng: Sông Hồng bắt đầu từ dãy Ngụy Sơn ở độ cao l.776m thuộc huyện Nhị Đô, tỉnh Vân Nam, Trung Quốc; chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam vào Việt Nam từ Hà Khẩu (Lào Cai) và chảy ra vịnh Bắc bộ ở cửa Ba Lạt (Nam Định), có chiều dài khoảng 1.160km, phần chảy qua Việt Nam khoảng 556km Sông Hồng chảy vào Hà Nội từ xã Phong Vân, huyện Ba Vì đến hết xã Quang Lãng huyện Phú Xuyên là hết địa phận Hà Nội khoảng 127km Trên địa bàn thành phố Hà Nội, sông Hồng có chiều rộng thay đổi

từ 480m đến 1440 m (Trạm Hà Nội)

Hai bên bờ sông Hồng được bao bọc bởi hệ thống đê được đắp từ năm 1108, đoạn từ Nghi Tàm đến Thanh Trì gọi là đê Cơ Xá, độ cao mặt đê tại Hà Nội là 14 km - Sông Nhuệ: là chi lưu của sông Hồng, chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam qua đất huyện

Từ Liêm, Thanh Trì huyện Thường Tín, Phú Xuyên rồi nhập vào sông Đáy ở TP Phủ

Lý Sông rộng trung bình là 15-20m, nhỏ nhất là 13m (cầu Noi), lớn nhất là cầu Hà Đông 34m Chiều dày lớp nước trong sông mùa khô trung bình 1,52m, lớn nhất là 3,46m Lưu lượng dòng nhỏ nhất mùa khô là 4,08m3/s đến 17,44m3/s - Sông Đáy: Bắt nguồn từ sông Hồng tại Hát Môn chảy theo hướng từ Bắc xuống Nam qua các huyện Hoài Đức, Đan Phượng, Chương Mỹ, Thanh Oai, Ứng Hòa sau đó chảy sang tỉnh Hà Nam qua xã Phú Dư với chiều dài trên địa bàn thành phố Hà Nội khoảng 110

km Chiều rộng trung bình lòng sông từ 75m - 200m, chiều sâu trung bình vào mùa mưa 14,8m; mùa khô 5,0m - 7,0m

Lưu lượng lớn nhất vào mùa mưa đạt 798m3 /s; mùa khô 1,01m3 /s, đây là con sông đóng vai trò quan trọng trong vấn đề xả lũ - Sông Tích: Bắt nguồn từ các dãy núi thấp phía Tây Nam Ba Vì, chảy theo hướng Bắc - Nam và đổ vào sông Đáy ở Ba Thá Sông Tích có 25 nhánh sông 14 suối cấp 1 Lòng sông Tích bé với độ rộng trung bình 20,0m

- 30,0m; độ sâu trung bình từ 4,0 - 5,0m nhưng thềm sông khá rộng, trung bình khoảng

2 - 3km, nơi rộng nhất có thể lên tới 5 - 6km - Sông Tô Lịch: Sông có chiều rộng nhất

là 25,5m; nhỏ nhất là 4,7m; trung bình từ 10 -15 m Trước kia sông có chiều dày lớp

nước từ 1 - 1,5m, nhưng gần đây sông được cải tạo nên chiều dày lớp bùn nhỏ đi và chiều dày lớp nước tăng lên Dọc hai bờ sông có rất nhiều cống nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp xả trực tiếp vào sông khoảng 25000m3 /ng khiến nước ô nhiễm nghiêm trọng Lưu lượng mùa khô từ 2,339 ÷ 4,143 m3 /s

1.3.6 Đặc điểm kinh tế - xã hội trên lưu vực

Thành phố Hà Nội ngày nay là một đô thị lớn với 30 đơn vi hành chính, gồm 12 Quận,

1 thị xã và 17 Huyện với diện tích là 3.324,5 km2, dân số khoảng 7,1 triệu người Sau

8 năm thực hiện việc mở rộng địa giới hành chính Thủ đô, trên từng lĩnh vực, Hà Nội

đã đạt được những kết quả đáng khích lệ Kinh tế tiếp tục tăng trưởng với tốc độ khá Năm 2009, tổng sản phẩm trên địa bàn tăng 7,5% so năm trước, giá trị sản xuất công nghiệp tăng 13,1%, vốn đầu tư xã hội tăng 18,8% Bình quân 5 năm giai đoạn 2011-

2015 đạt tổng sản phẩm trên địa bàn tăng 9,2%/năm Tổng sản phẩm trên địa bàn bình quân đầu người đạt 77 triệu đồng/người Kim ngạch xuất khẩu bình quân tăng 8,2%/năm Vốn đầu tư xã hội bình quân tăng 15,2%/năm Cơ cấu kinh tế chuyển dịch theo hướng tích cực, tăng dần tỷ trọng ngành dịch vụ, công nghiệp và xây dựng, giảm dần tỷ trọng ngành nông, lâm nghiệp và thuỷ sản Các mặt văn hoá xã hội, giáo dục, y

tế và con người đạt được nhiều thành tựu Tỷ lệ sinh bình quân giảm 0,2%/năm Năm

2015, số xã phường đạt chuẩn quốc gia về y tế đạt 99,7% Tỷ lệ lao động qua đào tạo tăng từ 38,7% (năm 2011) lên 55% (năm 2015) An ninh, trật tự an toàn xã hội được đảm bảo Đời sống vật chất và tinh thần của nhân dân Thủ đô dần được cải thiện Cùng với sự phát triển của các ngành kính tế khác, ngành xây dựng tăng trưởng liên tục, giá trị tăng thêm giai đoạn 2011-2015 tăng bình quân 10,6%/năm Trong thời gian này, nhiều công trình hạ tầng kinh tế xã hội, công trình giao thông, khu đô thị …được đầu tư xây dựng góp phần từng bước hoàn chỉnh kết cấu hạ tầng, đẩy mạnh thu hút đầu

tư, thúc đẩy tăng trưởng kinh tế Do đó, bộ mặt Thủ đô đã thay đổi nhanh chóng Trong giai đoạn này, Thành phố đã xây dựng mới 11,8 triệu m2 nhà ở, bình quân tăng 2,36 triệu m2 Diện tích nhà ở cao cấp, quĩ nhà ở di dân, quĩ nhà ở xã hội ngày càng tăng Các dịch vụ công cộng thiết yếu như điện, nước, được tăng cường, cung cấp dịch

vụ với chất lượng tốt tới người dân

Ngành xây dựng tăng trưởng góp phần quan trọng vào việc phát triển kinh tế xã hội của Thủ đô Hà Nội, tuy nhiên xây dựng phát triển không hợp lý sẽ ảnh hưởng đến vấn

đề tiêu thoát nước và ngập úng khi có mưa lớn, cụ thể là:

Hiện do đô thị hóa, lấn chiếm đất đai nên số lượng ao hồ trên địa bàn Hà Nội đã giảm

đi đáng kể Sau 10 năm, tổng diện tích mặt nước tại Hà Nội (không kể Hồ Tây) đã giảm đi hơn 64%, việc ngập úng nặng thời gian qua của Hà Nội, ngoài nguyên nhân thời tiết thì việc quy hoạch xây dựng đô thị manh mún, thiếu quy hoạch tổng thể dẫn đến mâu thuẫn trong tiêu thoát nước giữa các tiểu khu

Phát triển quy hoạch tùy tiện dẫn đến các khu vực dễ bị ngập lụt cục bộ, trong khi hệ thống tiêu thoát nước của khu vực không phù hợp và không đáp ứng được sự thay đổi

ở các đô thị mới Với tốc độ đô thị hóa chóng mặt như ngày nay kéo theo ảnh hưởng không nhỏ đến hệ thống tiêu thoát nước đã cũ tại các độ thị lớn Thực trạng đang diễn

ra tại các đô thị lớn là dân số ngày càng đông dẫn đến quỹ đất tự nhiên ngày càng hẹp, thay vào đó là diện tích đất đã bị bê tông hóa, thay đổi kết cấu đất

Với hệ thống thoát nước nội thành Hà Nội đã cũ, không được thiết kế theo kịp quy hoạch sử dụng đất mới của thành phố, thêm vào đó các công trình xây dựng trên địa bàn góp phần không nhỏ và tình trạng xuống cấp của hệ thống thoát nước do vật liệu xây dựng không được quản lý đúng tiêu chuẩn, rơi xuống đường, lấp hố ga thu nước Chính vì thế, những năm gần đây Hà Nội liên tiếp đối mặt với những trận ngập trên diện rộng, gây ảnh hưởng không nhỏ đến hoạt động kinh tế xã hội, nhất là khu vực nội

đô Đây là hậu quả của việc lấp ao hồ xây cao ốc Các yếu tố khí tượng thủy văn như mưa, dòng chảy, nhiệt độ không chỉ tác động tới các ngành nghề kinh tế (nông nghiệp, lầm nghiệp, thủy sản) mà còn tác động trực tiếp đến cuộc sống của con người (môi trường sống, bệnh tật) Dự báo thời tiết giúp các cấp, ban ngành chủ động trong việc lên kế hoạch, lựa chọn những giải pháp phù hợp cho các hoạt động xây dựng và phát triển kinh tế xã hội

Trong những năm gần đây Thành phố Hà Nội có tốc độ đô thị hóa rất nhanh nhưng việc xây dựng hệ thống thoát nước chưa tương xứng, bên cạnh đó biến đổi khí hậu đã

và đang gây ra những trận mưa với cường độ lớn làm cho vấn đề thoát nước của Thành phố Hà Nội càng khó khăn hơn Hiện tượng úng ngập thường xuyên xảy ra khi có

mưa Do đó việc mô phỏng úng ngập cho Thành phố Hà Nội nói chung và hệ thống khu vực nghiên cứu nói riêng là cần thiết

1.3.7 Dân số

Thành phố Hà Nội nằm hai bên bờ sông Hồng, giữa vùng đồng bằng Bắc Bộ, là trung tâm chính trị, kinh tế, văn hóa, khoa học của cả nước và là đầu mối giao thông quan trọng của cả nước Hiện tại, Thủ đô Hà Nội có 29 đơn vị hành chính Quận, huyện, Thị xã; 577 đơn vị hành chính cấp xã, phường, thị trấn Tỷ lệ đô thị hóa trên địa bàn thành phố Hà Nội (cũ) 70%, tỉnh Hà Tây (trước đây) là 13%; toàn Thành phố sau mở rộng là khoảng 40% Với tốc độ đô thị hóa liên tục tăng nhanh trong những năm qua (chỉ hơn

15 năm, từ 4 Quận nội thành với diện tích 40 km2, hiện nay đã là 10 Quận nội thành với diện tích 178,78 km2, tăng gấp 4,5 lần so với năm 1991)

Mặc dù là thủ đô của một quốc gia nghèo, thu nhập bình quân đầu người thấp, nhưng

Hà Nội lại là một trong những thành phố đắt đỏ, giá bất động sản không thua kém các quốc gia giàu có Điều này đã khiến những cư dân Hà Nội, đặc biệt tầng lớp có thu nhập thấp, phải sống trong điều kiện chật chội, thiếu tiện nghi Theo con số năm 2003, 30% dân số Hà Nội sống dưới mức 3 mét vuông một người Chỉ khoảng 30% cán bộ, công nhân, viên chức được phân phối nhà ở

Do truyền thống văn hóa và những khó khăn về chỗ ở, hiện tượng 3, 4 thế hệ cùng sống chung trong một ngôi nhà rất phổ biến ở Hà Nội Mỗi năm, thành phố xây dựng mới hàng triệu mét vuông nhà, nhưng giá vẫn ở mức quá cao so với phần lớn người dân Gần như 100% các gia đình trẻ ở Hà Nội chưa có nhà ở, phải sống ghép chung hoặc thuê nhà ở tạm Với giá từ 500 triệu tới 1,5 tỷ đồng một căn hộ chung cư, một người dân có thu nhập trung bình chỉ có thể mua được sau nhiều năm tích lũy tài chính

Các thống kê trong lịch sử cho thấy dân số Hà Nội tăng mạnh mẽ trong nửa thế kỷ gần đây Vào thời điểm năm 1954, thành phố có 530 nghìn dân, trên một diện tích 152 km² Đến năm 1961, thành phố được mở rộng, diện tích lên tới 584 km², dân số 910.000 người Năm 1978, Quốc hội quyết định mở rộng thủ đô lần thứ hai với diện tích đất tự nhiên 2.136 km², dân số 2,5 triệu người Tới năm 1991, địa giới Hà Nội tiếp tục thay đổi, chỉ còn 924 km², nhưng dân số vẫn ở mức hơn 2 triệu người Trong suốt

thập niên 1990, cùng việc các khu vực ngoại ô dần được đô thị hóa, dân số Hà Nội tăng đều đặn, đạt con số 2.672.122 người vào năm 1999 Sau đợt mở rộng địa giới gần đây nhất vào ngày 01 tháng 8 năm 2008, thành phố Hà Nội có diện tích gấp 3,6 lần, dân số 6,5 triệu, gấp 1,8 lần so với cuối năm 2007 Hà Nội cũng nằm trong 17 thủ đô

1.4 Hiện trạng ngập lụt trên khu vực nghiên cứu

1.4.1 Hiện trạng ngập lụt của thành phố Hà Nội

Hàng năm cùng với tốc độ đô thị hóa, công nghiệp hóa trên địa bàn thành phố rất nhanh, hệ thống các công trình tiêu thoát nước tại một số nơi đã quy hoạch không theo kịp nhịp độ phát triển kinh tế trong vùng làm cho tình hình ngập úng xảy ra càng ngày càng nghiêm trọng

Cơ cấu đất đai và cao độ đất trong vùng thay đổi theo hướng tăng diện tích khu đô thị, công nghiệp, giảm diện tích lúa, ao hồ làm tăng nhu cầu tiêu Mặt khác các khu công nghiệp, đô thị ra đời làm nâng cao cốt đất ở các khu vực đó và làm cho thời gian tập trung dòng chảy tăng

Trong những năm gần đây, trước sự biến đổi bất thường của thời tiết đã xuất hiện mưa lớn kéo dài, lượng mưa vượt quá tần suất thiết kế Mặc dù các công trình thủy lợi đã hoạt động hết công suất cùng với sự phối hợp chặt chẽ của công tác chỉ đạo phòng chống lũ lụt nhưng tình trạng ngập úng vẫn diễn ra trên diện rộng Diện tích ngập úng

lớn nhất là các năm 2006, 2008, nguyên nhân chủ yếu là bão hoặc áp thấp gây mưa lớn trên diện rộng, mưa vượt tần suất thiết kế Như vậy, diện tích ngập úng hằng năm trên địa bàn thành phố vẫn lớn Đặc biệt là khu vực Tả Đáy, diện tích ngập của khu vực này trong những năm gần đây xấp xỉ 60.000ha

Bảng 1.2 Mực nước lớn nhất trên sông Nhuệ một số năm điển hình (Cao độ QG)

Bảng 1.3 Thống kê tình hình ngập và thiệt hại của hệ thống sông Nhuệ

TT Năm Diện tích

cấy (ha)

Diện tích úng (ha)

Diện tích giảm năng suất (ha)

Diện tích mất trắng

TT Năm Diện tích

cấy (ha)

Diện tích úng (ha)

Diện tích giảm năng suất (ha)

Diện tích mất trắng

cm, có nơi ngập sâu trên 1 m Thời gian ngập kéo dài 7 - 8 ngày làm tê liệt nhiều hoạt động kinh tế - văn hoá - xã hội, các phương tiện giao thông bị đình trệ kể cả sân bay quốc tế Nội Bài Theo tính toán tần suất trận mưa này có chu kỳ lặp lại 300 năm

Trận mưa vừa đến mưa to trên diện rộng xảy ra vào ngày 17 đến 24/VII/1997 làm nhiều vùng dân cư ở nội thành có cốt cao độ từ 5,4 đến 6,5 m bị ngập úng nặng nề như: khu vực Giáp Bát, bến xe phía Nam, khu Tân Mai, tập thể Kim Liên, Ngọc Khánh ,Văn Chương v.v

Trong thời gian từ ngày 01 đến 03/VIII/2001 ở Hà Nội đã xảy ra mưa lớn Đêm ngày

01 và rạng sáng 02/VIII, trận mưa diễn ra liên tục trong vòng hơn 06 giờ đồng hồ gây ngập úng ở hơn 70 điểm, độ sâu ngập phổ biến 0,5 - 1 m Khi lượng nước ngập còn chưa kịp tiêu thoát thì đêm ngày 02 sáng ngày 03/VIII một trận mưa lớn lại trút xuống

Hà Nội làm cho tình trạng ngập úng càng trở nên nghiêm trọng hơn Lượng mưa đo được hơn 207 mm Theo thống kê sơ bộ đến hết ngày 03 trên toàn địa bàn thành phố

Hà Nội có tới gần 100 điểm bị ngập, có nơi độ sâu ngập tới xấp xỉ 1m như phố Nguyễn Khuyến, Nguyễn Lương Bằng, Tôn Đức Thắng, khu Thành Công v.v Do tình trạng ngập úng có tính chất cục bộ như vậy nên hầu hết mọi hoạt động trong thành phố đều bị ngưng trệ đặc biệt là hệ thống phương tiện giao thông

Theo thống kê từ năm 2001 đến năm 2006, trên lưu vực sông Nhuệ mưa lớn gây ngập úng đã làm thiệt hại 11.690 ha diện tích gieo cấy, trong đó diện tích bị giảm năng suất

là 7.369 ha Năm 2005 diện tích úng lớn chiếm 40% diện tích canh tác, năm 2006 mặc

dù diện tích úng bé nhưng mực nước trên sông Nhuệ phía trên Hà Đông rất lớn: mực nước tại Hà Đông ngày 21/VIII/2006 là 5,67m (5,9m - cao độ sông Nhuệ) Khu vực trên Hà Đông nhiều đoạn bị đe doạ tràn bờ Trước tình hình đó đã phải dùng các biện pháp dừng bơm ra sông Nhuệ và mở cống Thanh Liệt tiêu ngược vào nội thành Hà Nội

để trạm bơm Yên Sở hỗ trợ (từ 19h ngày 20-19h ngày 21)

Trận mưa lịch xảy ra vào tháng XI/2008 với tổng lượng mưa phổ biến từ 350 - 550

mm đã gây nên tình trạng ngập úng lớn, kéo dài tại Hà Nội, làm thiệt hại về kinh tế lên đến 3.000 tỷ đồng Trong đó, số người chết là 22 người; số hộ dân phải di dời lên đến 13.982 hộ; tổng số diện tích lúa, hoa màu, cây công nghiệp bị ngập úng là 78.665

ha và mât trắng là 58.074ha; tổng số trâu bò, lợn và gia cầm bị chết là 6193 con; diện tích nuôi trồng thủy sản bị vỡ là 13.402ha làm thiệt hại 46.820 tấn Ngoài ra, còn thiệt hại rất lớn về hệ thống thông tin liên lạc, đường giao thông, các phương tiện giao thông, các thiết bị trang máy móc bị hư hỏng

Dưới đây là bảng thống kê một số thiệt hại chính trên địa bàn thành phố trong trận lũ lịch sử xảy ra vào tháng 11 năm 2008

Bảng 1.4 Thống kê tình hình úng trên toàn thành phố Hà Nội tháng 11 năm 2008

Loại thiệt hại Hạng mục Đơn vị lượng Khối

1.4.2 Hiện trạng ngập lụt của khu vực nghiên cứu

Nằm trên địa bàn thành phố Hà Nội, Quận Cầu giấy cũng chịu nhiều ảnh hưởng do ngập lụt Theo người dân sinh sống trên quận Cầu Giấy cho biết, sau cơn mưa lớn vào khoảng 22h30 tối ngày 29/4/2019 nước đã bắt đầu dâng lên, tràn vào trong nhiều nhà Những hộ dân sinh sống nơi đây phải kè, tát nước ra bên ngoài, nhiều người sử dụng

cả máy bơm để bơm nước từ trong nhà ra, khiến cuộc sống của rất nhiều hộ dân tại đây

bị đảo lộn Người dân cho biết nước ngập quá đầu gối, tràn cả vào nhà Tại ngõ 99 phố Hoa Bằng, nước ngập kéo dài gần 100 m, sâu 35 cm Tại ngõ 35, nước ngập sâu 30

cm Ngõ 90 phố Hoa Bằng ngập cao đến nửa mét chỉ trong 30 phút khiến nước tràn hết

cả vào nhà dân Tình trạng ngập nước bắt đầu từ trận mưa đêm 29/4 và tiếp tục ngập nặng sau trận mưa sáng 30/04 Khu vực này thường xuyên bị ngập lụt khi có mưa lớn Bởi vì địa hình tương đối thấp và bị chìm ở giữa Trong khi đó hệ thống thoát nước công cộng nhỏ và từ khi UBND phường Yên Hòa tôn nền đường hồi tháng 12/2018 nước cống thoát rất chậm nên đến tận 9h sáng ngày 30/04/2019 khu vực này vẫn ngập nặng Xí nghiệp thoát nước đã cử công nhân ra đặt biển báo và dùng máy bơm đưa nước xuống hệ thống cống gần đó Tuy nhiên, người dân cho biết nước rút rất chậm do đoạn công trình mới làm đang bịt một phần cống

Hình 1.3 Hình ảnh ngập lụt tuyến phố Hoa Bằng trận mưa 03/08/2019

Do ảnh hưởng của cơn bão số 3, từ 1/8/2019 đến ngày 4/8/2019, ở Bắc Bộ và các có mưa to đến rất to (tổng lượng mưa phổ biến 100 - 300mm/đợt Ngập sâu nhất là phố Hoa Bằng (Cầu Giấy) Con phố dài 550m, rộng 5m, bị ngập từ 9h sáng, chỗ ngập sâu nhất là 100cm Nước rút được một lúc lại dâng cao do mưa to Đến 18h ngày 3/8/2019, trời ngớt mưa, đường vẫn ngập khoảng 50cm Tại ngõ 35 phố Hoa Bằng, người đi bộ men theo bậc cửa của những ngôi nhà để tìm đường về Nước ngập vào nhà quá nửa xe máy, nhiều hộ gia đình di chuyển đồ đạc lên trên cao hoặc tạm lánh chờ nước rút Là một trong những khu vực trũng nhất của quận Cầu Giấy, phố Hoa Bằng thường xuyên ngập, Tuy nhiên, người dân cho biết kể từ sau vụ lụt năm 2008, mưa to chỉ gây ngập 2-3 tiếng chứ không ngập lâu như lần này

Hình 1.4 Hình ảnh ngập lụt ngõ 35 phố Hoa Bằng trận mưa 03/08/2019

1.5 Hiện trạng hệ thống tiêu thoát nước Hà Nội và khu vực nghiên cứu

Những năm gần đây, tốc độ đô thị hóa trên địa bàn Hà Nội diễn ra nhanh chóng, với việc hình thành nhiều khu đô thị mới, khu công nghiệp tập trung, kéo theo sự gia tăng dân số Tuy nhiên, sự đầu tư các công trình hạ tầng thoát nước chưa theo kịp tốc độ phát triển và mở rộng của Thủ đô, cộng với diễn biến thời tiết phức tạp đặt ra nhiều thách thức cho công tác thoát nước

Hệ thống thoát nước (HTTN) vùng đô thị là một hệ thống hỗn hợp đồng bộ bao gồm các cống, kênh mương, hồ nội đô, các sông thoát nước ngoại thành và các trạm bơm tiêu cục bộ và đầu mối đảm nhận việc tiêu thoát nước mưa đô thị và vùng nông nghiệp với các hệ số tiêu khác nhau

Sau hai giai đoạn Dự án thoát nước Hà Nội, hiện nay hoàn chỉnh được HTTN mưa khu vực nội thành thuộc lưu vực sông Tô Lịch, sông Lừ, sông Sét và sông Kim Ngưu với diện tích 77,5km2 (gồm các quận Ba Đình, Hoàn Kiếm, Đống Đa, Hai Bà Trưng, Hoàng Mai, Tây Hồ và một phần các quận Cầu Giấy, Thanh Xuân) Hệ thống này có thể giải quyết được tình trạng úng ngập cho những trận mưa có cường độ 300mm/2 ngày

Đối với khu vực phía tây thành phố (TP) như: các quận Hà Đông, Nam Từ Liêm, Bắc

Từ Liêm,… vẫn bị úng ngập sâu, tiêu thoát chậm là do nằm ngoài phạm vi Dự án thoát nước

Tại lưu vực Tả Nhuệ (diện tích khoảng 52km2), mặc dù có nhiều khu đô thị mới hiện đại, nhưng hệ thống thoát nước chưa được đầu tư xây dựng, kết nối đồng bộ, chủ yếu

là hình thức tự chảy theo các kênh, mương ra sông Nhuệ Hệ thống kênh mương này vừa phải chống úng cho nông nghiệp vừa phục vụ tiêu thoát nước đô thị, vì vậy, vào mùa mưa, khu vực này thường xảy ra ngập úng do nước sông Nhuệ dâng cao, không còn khả năng tiếp nhận nước mưa từ đô thị

Hệ thống tiêu úng khu vực ngoại thành Hà Nội được chia thành 3 vùng: Hữu sông Đáy, tả sông Đáy và vùng phía Bắc Hà Nội, có 267 trạm bơm chuyên tiêu, 344 trạm bơm tiêu kết hợp tưới và hệ thống kênh mương, công trình trên kênh…

Phần lớn các công trình được xây dựng cách đây hàng chục năm, phục vụ mục đích tiêu úng cho diện tích sản xuất nông nghiệp, với hệ số tiêu từ 4,5 đến 5,5 L/s/ha Sau trận ngập lụt lịch sử, từ năm 2008 đến nay, TP Hà Nội đã đầu tư hàng nghìn tỷ đồng sửa chữa, nâng cấp, xây mới công trình tiêu úng

Theo đánh giá của Sở NN&PTNT Hà Nội, 2017, hệ thống công trình thủy lợi hiện có trên địa bàn thành phố cơ bản bảo đảm tưới tiêu phục vụ sản xuất nông nghiệp, phòng chống lũ lụt và đời sống dân sinh trong điều kiện thời tiết diễn biến bình thường, với

lượng mưa dưới 150mm trong 3 ngày Tuy nhiên, nếu lượng mưa từ 200mm đến 300mm trong 3 ngày, ngoại thành Hà Nội sẽ ngập khoảng 32.345ha [6]

Tình trạng úng ngập TP Hà Nội ngày càng có xu thế gia tăng vì vậy cần có những phân tích đánh giá kịp thời các nguyên nhân và đề xuất các giải pháp quản lý và kỹ thuật ngắn hạn cũng như lâu dài hạn chế tối đa tình trạng này

Từ những tổng quan về khu vực nghiên cứu có thể đưa ra được những kết luận sau: Khu vực nghiên cứu là khu vực có địa hình trung, trong khi đó do quá trình đô thị hóa mạnh mẽ, nhiều khu vực canh tác trước đây đã biến thành khu đô thị, bê tông hóa dẫn tới nước mưa không thể thấm xuống đất mà tập trung nhanh chóng thành dòng chảy mặt mà hệ thống tiêu thoát nước không kịp cải tạo và xây dựng Đây là tác nhân quan trọng ảnh hưởng đến tình hình ngập lụt trên khu vực Bên cạnh đó, trục tiêu chính của khu vực quận Cầu Giấy là sông Tô Lịch có độ dốc khá nhỏ, khả năng tiêu thoát nước

tự chảy rất chậm, hệ thống tiêu thoát nước mặc dù đã được cải thiện nhiều trong những năm vừa qua, tuy nhiên cũng chưa đáp ứng được yêu cầu đề ra dẫn đến tình trạng ngập lụt vẫn chưa được cải thiện đáng kể Tác động của BĐKH đã gây nên các trận mưa lịch sử, vượt thiết kế do vậy cũng không đảm bảo cho tiêu thoát chung của toàn bộ hệ thống

Vấn đề nghiên cứu ngập lụt đã được nghiên cứu từ lâu trên thế giới cũng như ở Việt Nam Nhìn chung cách tiếp cận theo hướng mô hình toán tỏ ra một hướng tiếp cận hiệu quả Trong các mô hình toán thông dụng ở Viêt Nam hiện nay, Mike Flood (Mike Urban + Mike 1D + Mike 2D) là một công cụ hữu hiệu Với khả năng linh động, hiển thị kết quả một cách trực quan, việc áp dụng mô hình toán Mike Flood cho khu vực nghiên cứu là rất khả thi

Từ những lý do kể trên, luận văn tiến hành ứng dụng mô hình toán Mike Flood để

‘‘Mô phỏng ngập lụt quận Cầu Giấy thành phố Hà Nội và đề xuất các giải pháp’’

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THIẾT LẬP MÔ HÌNH CHO KHU

VỰC NGHIÊN CỨU 2.1 Phân tích lựa chọn phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện các yêu cầu, luận văn đã sử dụng kết hợp các phương pháp nghiên cứu khác nhau, cụ thể là phương pháp kế thừa, phương pháp điều tra thu thập và đánh giá, phương pháp phân tích tổng hợp, phương pháp chuyên gia và phương pháp sử dụng công cụ mô hình toán Nói cách khác luận văn đã kết hợp các phương pháp truyền thống và các phương pháp khoa học công nghệ hiện đại

2.1.1 Phương pháp kế thừa

Nghiên cứu tiếp thu và sử dụng có chọn lọc các kết quả nghiên cứu và thành tựu khoa học công nghệ của các nghiên cứu trước đây cũng như tuân thủ theo các nội dung trong các quyết định của thành phố Hà Nội về các vấn đề tiêu thoát nước đô thị cũng tham khảo các quyết định về quy hoạch tiêu thoát nước của Quận Cầu Giấy cũng như các sông liên quan

2.1.2 Phương pháp điều tra thu thập và đánh giá

Điều tra thu thập tài liệu, khảo sát và nghiên cứu thực tế, phân tích đánh giá và tổng hợp tài liệu để từ đó rút ra các cơ sở khoa học và khả năng ứng dụng vào thực tiễn Dựa trên các thông tin, số liệu và dữ liệu điều tra, chúng tôi sẽ tiến hành xây dựng các

mô hình toán phục vụ cho việc tính toán mô phỏng

2.1.3 Phương pháp phân tích tổng hợp

Việc nghiên cứu tiêu thoát nước có liên quan đến nhiều yếu tố như kỹ thuật, kinh tế,

xã hội , có tác động rộng rãi đến cuộc sống của cộng đồng dân cư khu vực luận văn cũng như định hướng các chiến lược và biện pháp trong quản lý tiêu thoát nước của các cấp Vì vậy, việc phân tích tổng hợp là cần thiết đối với nghiên cứu này

2.1.4 Phương pháp chuyên gia

Chuyên gia là những nhà nghiên cứu, nhà khoa học có nhiều công trình nghiên cứu

và kinh nghiệm trong việc tiêu thoát nước đô thị, những ý kiến đóng góp của họ rất quý báu trong việc đưa ra các giải pháp, phương án, hướng nghiên cứu…trong vấn đề ngập úng đô thị Các phương án tiêu thoát cũng như các kết quả tính toán mô phỏng

tiêu thoát sẽ được xem xét trao đổi nhằm tìm ra các giải pháp thích hợp cho việc tiêu thoát nước của quận Cầu Giấy

2.1.5 Phương pháp sử dụng mô hình toán

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học máy tính, các mô hình toán ngày càng được phát triển và không ngừng được áp dụng trong các tính toán mô phỏng khác nhau nói chung và ứng dụng các mô hình toán vào nghiên cứu tiêu thoát nước và đánh giá kiểm tra các đề xuất công nghệ bằng mô hình toán (hay còn gọi là phần mềm) cũng không phải là một ngoại lệ và là yêu cầu cần thiết bởi mô hình toán có những thế mạnh trong việc giải quyết các bài toán hệ thống, mạng lưới, cho phép đánh giá tính khả thi của các biện pháp nhằm giảm thiểu úng ngập trong các khu đô thị, đồng thời cho phép đánh giá khả năng của các công nghệ xử lý nước thải Có rất nhiều mô hình toán khác nhau có thể sử dụng cho các nhiệm vụ tính toán mô phỏng ngập úng và tiêu thoát trong các khu đô thị, nổi bật trong số đó có thể kể đến là mô hình SWMM và họ mô hình MIKE

Như đã trình bày ở trên, có nhiều mô hình toán khác nhau như mô hình SWMM, họ mô hình MIKE có thể được sử dụng để mô phỏng chế độ thuỷ động lực trên các hệ thống sông, kênh, rạch của khu đô thị Tuy nhiên, trong số các mô hình kể trên, họ mô hình MIKE ngày càng được sử dụng rộng rãi, đã và đang trở thành một công cụ tính toán mang tính hiệu quả cao, với nhiều tính năng vượt trội bởi (1) sự kết hợp đồng bộ nhiều module cho phép người dùng thực hiện các tính toán mô phỏng khác nhau nhằm đáp ứng yêu cầu phức tạp của các bài toán thực tế và (2) dễ dàng sử dụng cũng như phù hợp với các điều kiện về cơ sở dữ liệu hiện có trên các lưu vực sông

Tại Việt Nam, họ mô hình MIKE đã và đang được áp dụng rộng rãi trong nhiều cơ quan nghiên cứu về tài nguyên nước ở các bộ ngành khác nhau Mặt khác mô hình SWMM hoàn toàn có thể được sử dụng trong họ mô hình MIKE Vì vậy, trong luận văn này lựa chọn sử dụng họ mô hình MIKE với các mô hình thành phần là mô hình thủy văn mô hình thủy văn đô thị MIKE URBAN, mô hình thuỷ lực một chiều (MIKE 11), mô hình thuỷ lực hai chiều (MIKE 21), mô hình kết nối một và hai chiều mô phỏng quá trình ngập úng theo không gian (MIKE FLOOD) và MIKE URBAN để thực hiện các yêu cầu về tính toán về thuỷ văn, thuỷ lực, mô phỏng ngập lụt và khả

năng tiêu thoát của hệ thống tiêu thoát nước trong khu đô thị nghiên cứu Các thông tin

cơ bản về các mô hình nêu trên lần lượt sẽ được giới thiệu trong các nội dung tiếp theo

Các mô hình toán được sử dụng trong các tính toán của luận văn là họ mô hình MIKE, trong đó bao gồm các module khác nhau như: mô hình thủy văn đô thị MIKE URBAN, mô hình thủy lực một chiều MIKE 11, mô hình thủy lực hai chiều MIKE 21, kết nối giữa mô hình thủy lực một và hai chiều mô hình MIKE FLOOD Thông tin tổng quát chung cũng như khả năng ứng dụng của các mô hình nêu trên sẽ lần lượt được giới thiệu trong các nội dung tiếp theo

2.2 Cơ sở khoa học

Hình 2.1 là sơ đồ tổng quát thể hiện cơ sở khoa học của phương pháp nghiên cứu trong luận văn Để tiến hành nghiên cứu, tiến hành thu thập các loại số liệu trong khu vực nghiên cứu Các số liệu bao gồm, số liệu mưa của một số trận mưa lớn gây ngập lụt

Do quá trình phát triển với tốc độ nên thời điểm các trận mưa thu thập cần phải gần nhau để đảm bảo hiện trạng khu vực không thay đổi quá nhiều Từ lý do hai trận mưa ngày cuối tháng 4 và đầu tháng 8 năm 2019 được thu thập làm đầu vào cho mô hình

Để tiến hành thiết lập mô hình, các số liệu về hệ thống cống thoát nước trong khu vực

đã được thu thập Các thông tin này bao gồm vị trí các ga thu nước, đường kính cống, đường kính hố ga, cao trình mặt, cao trình đáy hố ga… Bên cạnh đó, địa hình 1:10000 của khu vực nghiên cứu cũng đã được thu thập Để tiến hành kiểm định mô hình toán, vết lũ tương ứng với các trận lũ trên cũng được nghiên cứu thu thập Để tiến hành mô phỏng mức độ ngập lụt trong khu vực nghiên cứu, mô hình MIKE FLOOD được sử dụng để tính toán Đây là sự kết hợp giữa hai mô hình MIKE URBAN và MIKE 2D

FM Trong nghiên cứu này mô hình 1 chiều MIKE URBAN được sử dụng để mô phỏng quá trình thủy lực trong hệ thống cống Mô hình MIKE URBAN hoạt động dựa trên sự kết hợp giữa các mô hình thủy văn và mô hình thủy lực Mô hình thủy văn sẽ tính toán lượng nước hình thành nên dòng chảy tại các ga thu nước từ mưa Mô hình thủy lực sẽ đảm nhận việc diễn toán dòng chảy trong hệ thống cống MIKE URBAN được kết hợp với MIKE 21 FM để diễn toán ngập lụt đô thị khi khả năng tiêu thoát của

hệ thống không đáp ứng lượng mưa trên lưu vực Mô hình 2 chiều được xây dựng từ

những ô lưới chi tiết có diện tích từ 1 đến 5m2 Sử dụng số liệu thu thập cho trận mưa

từ 29/04/2019 đến 30/04/2019 để hiệu chỉnh mô hình và trận mưa từ 01/08/2019 đến 04/08/2019 để kiểm định mô hình Kết quả tính toán sẽ được so sánh với các vết lũ thực đo để đảm bảo độ chính xác cho mô hình Sau khi mô hình đã được hiệu chỉnh và kiểm định để đảm bảo độ tin cậy, mô phỏng ngập lụt cho các kịch bản trong tương lai

và đưa ra giải pháp giảm thiếu ngập lụt cho khu vực nghiên cứu

Hình 2.1 Sơ đồ khối thể hiện phương pháp nghiên cứu

2.3 Giới thiệu về mô hình

2.3.1 Mô hình thủy văn đô thị MIKE URBAN

MIKE URBAN là phần mềm lập mô hình nước đô thị, khả dụng, độ linh hoạt cao, tính mở, được tích hợp với hệ thống GIS, sử dụng mô hình tính toán hiệu quả ổn định và tin cậy về khoa học MIKE URBAN có thể tính toán và mô phỏng toàn bộ

mạng lưới nước trong thành phố bao gồm hệ thống cấp nước, hệ thống thoát nước mưa

và nước thải trong một hệ thống thoát thải gộp hoặc riêng biệt Tương tự như mô hình SWMM, mô hình MIKE URBAN bao gồm nhiều module và gói quản lý dữ liệu khác nhau như: module quản lý mô hình cơ sở dữ liệu GIS cho hệ thống đường tiêu thoát (bao gồm mạng lưới đường ống và các kênh/sông) và mạng lưới phân phối nước, module mô hình hoàn chỉnh về nước mưa và nước thải sử dụng SWMM, module mô hình mạng chia nước hoàn chỉnh sử dụng EPANET, các module khác nhằm hỗ trợ và phù hợp với nhu cầu người sử dụng

Mô hình MIKE URBAN hoạt động dựa trên sự kết hợp giữa các mô hình thủy văn và

mô hình thủy lực Mô hình thủy văn sẽ tính toán lượng mưa tạo trên lưu vực bởi các điều kiện biên như mưa Mô hình thủy lực trong hệ thống thu nước sẽ tính toán lượng nước vào và cho ra kết quả trực quan

Trong nghiên cứu này sử dụng mô đun MIKE MOUSE bao gồm các mô hình mưa – dòng chảy và mô hình mạng lưới thủy lực trong MIKE URBAN để tính toán