Luận án Nghiên cứu phương pháp xác định chỉ số an toàn và độ tin cậy yêu cầu cho hệ thống đê vùng đồng bằng sông hồng theo lý thuyết độ tin cậy và phân tích rủi ro

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI 
TRẦN QUANG HOÀI 
NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH 
CHỈ SỐ AN TOÀN VÀ ĐỘ TIN CẬY YÊU CẦU 
CHO HỆ THỐNG ĐÊ VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG 
THEO LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY VÀ 
PHÂN TÍCH RỦI RO 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT 
HÀ NỘI, NĂM 2018 
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI 
TRẦN QUANG HOÀI 
NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH 
CHỈ SỐ AN TOÀN VÀ ĐỘ TIN CẬY YÊU CẦU 
CHO HỆ THỐNG ĐÊ VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG 
THEO LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY VÀ 
PHÂN TÍCH RỦI RO 
Chuyên ngành: Xây dựng Công trình thủy 
Mã số: 62-58-40-01 
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. Mai Văn Công 
 GS.TS. Trịnh Minh Thụ 
HÀ NỘI, NĂM 2018
i 
LỜI CAM ĐOAN 
Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tác giả. Các kết quả nghiên cứu 
cũng như các kết luận trong luận án này là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một 
nguồn nào dưới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu được thực hiện 
trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo theo đúng quy định. 
 Tác giả luận án 
 Trần Quang Hoài 
ii 
LỜI CẢM ƠN 
Trong quá trình thực hiện luận án tiến sĩ “Nghiên cứu phương pháp xác định chỉ số an 
toàn và độ tin cậy yêu cầu cho hệ thống đê vùng đồng bằng sông Hồng theo lý thuyết độ 
tin cậy và phân tích rủi ro”, tác giả đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ, tạo điều kiện về 
mọi mặt của các cơ quan, đơn vị, các nhà khoa học, bạn bè và đồng nghiệp. 
Tác giả xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới Ban Giám hiệu Trường Đại học Thủy Lợi, 
Phòng Đào tạo Đại học và Sau đại học, Khoa Công trình và cơ quan công tác là Bộ Nông 
nghiệp và Phát triển Nông thôn đã luôn tạo điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình thực 
hiện luận án. 
Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các nhà khoa học đã quan tâm, chia sẻ, đóng 
góp và bổ sung nhiều thông tin bổ ích thông qua các hoạt động khoa học liên quan đến 
bản thảo luận án này. 
Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS.Mai Văn Công và 
GS.TS.Trịnh Minh Thụ đã tận tình hướng dẫn trong quá trình thực hiện và hoàn thành 
luận án này. 
iii 
MỤC LỤC 
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................................i 
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................ ii 
MỤC LỤC ............................................................................................................... iii 
DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................................ vii 
DANH MỤC CÁC BẢNG .............................................................................................. x 
CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH CÁC THUẬT NGỮ .......................... xii 
DANH MỤC KÝ HIỆU CÁC ĐẠI LƯỢNG ............................................................... xv 
MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 17 
1. Tính cấp thiết của đề tài ......................................................................................... 17 
2. Mục đích nghiên cứu ............................................................................................. 18 
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ......................................................................... 18 
3.1. Đối tượng nghiên cứu ...................................................................................................... 18 
3.2. Phạm vi nghiên cứu .......................................................................................................... 19 
4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu ............................................................ 19 
4.1. Phương pháp tiếp cận ....................................................................................................... 19 
4.2. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................................. 19 
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ............................................................................... 20 
5.1. Ý nghĩa khoa học .............................................................................................................. 20 
5.2. Ý nghĩa thực tiễn .............................................................................................................. 20 
6. Cấu trúc của luận án .............................................................................................. 20 
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐÊ PHÒNG CHỐNG LŨ, NGHIÊN 
CỨU RỦI RO LŨ LỤT VÀ AN TOÀN ĐÊ ĐIỀU ...................................................... 22 
1.1. Tổng quan về công tác đê điều phòng chống lũ tại Việt Nam ..................................... 22 
1.2. Công tác phòng chống lũ và các hệ thống đê điển hình trên thế giới ......................... 23 
1.3. Tổng quan về hệ thống đê vùng Đồng bằng sông Hồng .............................................. 25 
1.3.1. Hệ thống đê vùng Đồng bằng sông Hồng và khu vực nghiên cứu [13] ......... 25 
1.3.2. Đánh giá hiện trạng an toàn của hệ thống đê vùng Đồng bằng sông Hồng ... 27 
1.3.3. Phân tích nguyên nhân gây mất ổn định của đê ............................................... 31 
iv 
1.4. Đánh giá thực trạng đảm bảo an toàn đê vùng ĐBSH ................................................. 33 
1.5. Phương pháp phân tích an toàn hệ thống đê theo quy định hiện hành ....................... 34 
1.5.1 Tiêu chuẩn an toàn và phân cấp đê ...................................................................... 34 
1.5.2 Yêu cầu kỹ thuật trong đánh giá an toàn đê ..................................................... 35 
1.6. Phương pháp thiết kế truyền thống và những tồn tại .................................................... 36 
1.7. Tình hình nghiên cứu ứng dụng PTRR & LTĐTC trong an toàn đê điều và rủi ro lũ 
lụt ............................................................................................................................................ 37 
1.7.1. Ứng dụng trong phân tích, đánh giá an toàn hệ thống đê phòng chống lũ ..... 37 
1.7.2. Các kết quả nghiên cứu ứng dụng ở nước ngoài .............................................. 38 
1.7.3. Tình hình nghiên cứu trong nước...................................................................... 41 
1.8. Luận giải vấn đề nghiên cứu của luận án ....................................................................... 43 
1.9. Kết luận Chương 1 ........................................................................................................... 45 
CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP LUẬN PHÂN TÍCH AN TOÀN VÀ XÁC ĐỊNH ĐỘ 
TIN CẬY YÊU CẦU CHO HỆ THỐNG ĐÊ ............................................................... 46 
2.1. Phương pháp phân tích độ tin cậy trong đánh giá an toàn công trình ......................... 46 
2.1.1. Khái niệm cơ chế sự cố ..................................................................................... 46 
2.1.2. Phân tích độ tin cậy một cơ chế sự cố theo bài toán Cấp độ III - Mô phỏng 
ngẫu nhiên Monte-Carlo ................................................................................................ 49 
2.2. Phương pháp phân tích rủi ro hệ thống đê và vùng được bảo vệ ................................ 52 
2.2.1. Phân tích rủi ro lũ lụt ......................................................................................... 55 
2.2.2. Phương pháp xác định thiệt hại do lũ ............................................................... 57 
2.2.3. Xác định rủi ro của hệ thống đê ........................................................................ 59 
2.2.4. Giá trị rủi ro chấp nhận của hệ thống đê ........................................................... 60 
2.2.5. Đánh giá rủi ro.................................................................................................... 65 
2.2.6. Ra quyết định dựa trên kết quả phân tích rủi ro ............................................... 65 
2.3. Phương pháp đánh giá an toàn tổng thể hệ thống đê .................................................... 65 
2.3.1. Khái niệm hệ thống ............................................................................................ 65 
2.3.2. Các hệ thống liên kết cơ bản ............................................................................. 66 
2.3.3. Phân tích hệ thống .............................................................................................. 67 
2.4. Kết luận ............................................................................................................................. 70 
v 
CHƯƠNG 3 THIẾT LẬP BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ AN TOÀN VÀ ĐỘ TIN 
CẬY YÊU CẦU CHO HỆ THỐNG ĐÊ ....................................................................... 71 
3.1. Sơ đồ hóa hệ thống đê phòng chống lũ vùng đồng bằng ............................................. 71 
3.2. Thiết lập sơ đồ cây sự cố cho các hệ thống đặc trưng .................................................. 72 
3.3. Thiết lập cây sự cố chi tiết cho hệ thống đê ................................................................... 74 
3.3.1. Cơ chế sự cố do chảy tràn ................................................................................. 76 
3.3.2. Cơ chế sự cố mất ổn định cấu kiện bảo vệ mái ................................................ 77 
3.3.3. Cơ chế xói chân đê: ............................................................................................ 79 
3.3.4. Cơ chế xói ngầm và đẩy trồi ............................................................................. 81 
3.3.5. Cơ chế mất ổn định trượt mái – mất ổn định tổng thể ..................................... 83 
3.3.6. Cơ chế chảy tràn đê biển ................................................................................... 84 
3.3.7. Cơ chế mất ổn định kết cấu bảo vệ đối với đê biển ......................................... 84 
3.3.8. Cơ chế sự cố do xói chân đối với đê biển ......................................................... 85 
3.3.9. Cơ chế sự cố mất ổn định thấm ......................................................................... 86 
3.4. Phương pháp xác định độ tin cậy hệ thống đê hiện tại ................................................. 86 
3.5. Phương pháp xác định hiệu ứng chiều dài trong phân tích độ tin cậy hệ thống đê ... 89 
3.5.1. Đặt vấn đề ........................................................................................................... 89 
3.5.2. Xác định độ tin cậy hệ thống đê khi xem xét hiệu ứng chiều dài đê .............. 91 
3.6. Phương pháp xác định độ tin cậy yêu cầu cho hệ thống đê ......................................... 98 
3.6.1. Phương pháp xác định giá trị rủi ro chấp nhận ................................................ 98 
3.6.2. Độ tin cây yêu cầu từ giá trị rủi ro chấp nhận dựa theo quan điểm kinh tế .... 98 
3.6.3. Độ tin cậy yêu cầu từ giá trị rủi ro chấp nhận theo quan điểm cộng đồng về 
nguy cơ thiệt mạng ....................................................................................................... 100 
3.7. Kết luận chương 3 .......................................................................................................... 101 
CHƯƠNG 4 ỨNG DỤNG PHÂN TÍCH ĐỘ TIN CẬY CHO CÁC HỆ THỐNG ĐÊ 
ĐIỂN HÌNH VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG ................................................... 102 
4.1. Lựa chọn hệ thống đê điền hình vùng đồng bằng sông Hồng và kịch bản phân tích .... 
 .......................................................................................................................................... 102 
4.1.1. Hệ thống đê điển hình ...................................................................................... 102 
4.1.2. Kịch bản phân tích ........................................................................................... 102 
vi 
4.2. Xác định chỉ số an toàn và độ tin cậy yêu cầu của hệ thống đê Hữu Hồng bảo vệ khu 
vực trung tâm thành phố Hà Nội (HT1) .............................................................................. 103 
4.2.1. Mô tả hệ thống đê Hà Nội ............................................................................... 103 
4.2.2. Xác định độ tin cậy và đánh giá an toàn hệ thống đê hiện tại ....................... 104 
4.2.3. Xác định độ tin cậy yêu cầu hệ thống đê Hà Nội theo rủi ro kinh tế ............ 115 
4.3. Xác định chỉ số an toàn và độ tin cậy yêu cầu của hệ thống đê Giao Thủy, Nam Định 
(HT2) ....................................................................................................................................... 122 
4.3.1. Mô tả hệ thống đê Giao Thủy, Nam Định ...................................................... 122 
4.3.2. Xác định chỉ số an toàn hệ thống đê Giao Thủy ............................................ 125 
4.3.3. Xác định độ tin cậy yêu cầu hệ thống đê Giao Thủy theo rủi ro kinh tế ...... 131 
4.5. Đề xuất giải pháp nâng cao an toàn và giảm thiểu rủi ro lũ lụt vùng nghiên cứu .... 137 
4.6. Kết luận Chương 4 ......................................................................................................... 139 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 141 
1 Kết quả đạt được của luận án ........................................................................................ 141 
2 Những đóng góp mới của luận án ................................................................................ 142 
3 Những tồn tại: ................................................................................................................. 143 
4 Hướng phát triển: ........................................................................................................... 143 
5 Kiến nghị ......................................................................................................................... 144 
DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ ............................................................ 145 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 146 
PHỤ LỤC ............................................................................................................. 150 
vii 
DANH MỤC CÁC HÌNH 
Hình 1-1: Đê Hữu Hồng đoạn qua Hà Nội .................................................................... 27 
Hình 1-2: Giếng xử lý xói ngầm, mạch đùn mạch sủi tại hạ lưu đê Tả Hồng, đoạn qua 
Nghi Xuyên, Khoái Châu, Hưng Yên. .......................................................................... 32 
Hình 1-3: Hàm quan hệ giữa mực nước ngập với mức độ thiệt hại cho nhà dân dụng. 40 
Hình 1-4: Hàm quan hệ giữa thời gian ngập với mức độ thiệt hai cho cây trồng. ........ 40 
Hình 1-5: Sơ đồ khối đánh giá thiệt hại dựa vào mô phỏng ngập lụt [12]. ................... 41 
Hình 2-1: Phân bố xác s ... Thiết lập các điều kiện biên của mô hình: 
- Biên cứng: Được giới hạn bởi Quốc lộ QL5 và Tỉnh lộ TL70A 
24 
- Biên hở thượng lưu (Kí hiệu CODE2): nằm trên sông Hồng, được biểu diễn dưới 
dạng lưu lượng dòng chảy qua toàn bộ mặt cắt ngang tại khu vực Liên Trung; 
+ Điểm bên phải: X1= 574791.494; Y1= 2334925.932; 
+ Điểm bên trái: X2= 576333.503; Y2= 2336807.180; 
- Biên hở hạ lưu 1 (Kí hiệu CODE3): nằm trên sông Hồng khu vực cầu Thanh Trì 
3 km, được biểu diễn dưới dạng mực nước. 
+ Điểm bên phải: X1= 590564.449; Y1= 2314902.028 
+ Điểm bên trái: X2= 592250.194; Y2= 2314901.285 
- Biên hở hạ lưu 2 (Kí hiệu CODE4): nằm trên sông Đuống, được biểu diễn dưới 
dạng mực nước. 
+ Điểm bên phải: X1= 600522.303; Y1= 2327490.329; 
+ Điểm bên trái: X2= 600385.804 ; Y2= 2328284.506; 
Do không có trạm thuỷ văn đo đạc dòng chảy và mực nước tại các biên, cho nên các 
điều kiện biên dòng chảy trong mô hình Mike 21FM ứng dụng cho khu vực nghiên cứu 
đều được trích từ các kết quả tính toán của mô hình 1 chiều Mike 11 tính toán cho toàn 
hệ thống sông Hồng, sông Thái Bình. 
Hình 18: Các biên tính toán mô hình thủy lực 
25 
3.1.6. Các thông số chính của mô hình: 
 Bước thời gian tính toán Δt = 180 giây, được lựa chọn trên cơ sở kích thước ô lưới 
tính toán, tốc độ dòng chảy sao cho số Courant (Cr) nằm dưới giới hạn cho phép 
và mô hình ổn định trong suốt quá trình tính toán. 
 Hệ số nhớt  = 1,5 m1/2/s, có tác dụng trong việc làm tăng tính ổn định của mô hình. 
 Hệ số nhám theo Manning (M) được xác định cụ thể cho phần lòng sông, bãi giữa, 
bãi bên và các khu vực dân cư trong trường hợp mô phỏng cho dòng chảy lũ tràn 
qua. Hệ số nhám phụ thuộc vào đặc điểm hình thái sông trên khu vực nghiên cứu 
(sông phù sa, địa hình lòng sông, thảm phủ thực vật bãi sông v.v.) và được điều 
chỉnh phù hợp trên cơ sở kết quả kiểm định thủy lực của mô hình 
Bảng 9: Hệ số nhám Manning 
Sông 
Manning coefficient (1/n) Ghi chú 
Lòng chính Bãi sông Bãi giữa Dân cư 
Hồng 43.478 33.333 37.037 25.333 
Hồng 45.454 33.333 37.037 25.333 
Đuống 28.571 25 28.571 25.333 
Khu dân cư 23.333 
Hình 19: Bộ thông số Manning’s number 
26 
3.1.7. Kết quả hiệu chỉnh mô hình thủy lực 
Mục đích của việc hiệu chỉnh mô hình là nhằm đồng nhất tất cả các bộ thông số của 
mô hình về mặt thời gian sao cho giảm đến mức nhỏ nhất những sai lệch của kết quả mô 
phỏng. Trong phần này tác giả thực hiện hiệu chỉnh với các bước và kết quả như sau: 
3.1.7.1. Nguyên tắc hiệu chỉnh 
- Xác định các số liệu biên và số liệu tại các trạm hiệu chỉnh bên trong hệ thống. 
- Chạy mô hình thuỷ lực theo các số liệu biên đã có. 
- Thay đổi độ nhám (Hệ số Manning) để tìm ra bộ thông số nhám hợp lý cho hệ 
thống sông sao cho kết quả tính toán mô phỏng từ mô hình gần nhất với số liệu 
thực đo tại các trạm đo. 
- Đánh giá sự khác nhau giữa mực nước, lưu lượng thực đo và tính toán tại các 
trạm kiểm định. 
- Nếu sự chênh lệch lớn hơn độ chính xác cho phép thì hiệu chỉnh số liệu nhám 
và quay lại bước chạy mô hình cho đến khi đạt kết quả mong muốn. 
3.1.7.2. Trận lũ dùng để hiệu chỉnh 
Trong quá trình thực hiện tác giả thu thập được số liệu thực đo đợt lũ xảy ra 
tháng 11 năm 2008, từ ngày 8/11 đến 28/12, chuỗi số liệu mực nước như sau: 
Hình 20: Quá trình mực nước tại các biên mô hình 
- Qmax tại CODE2=14,500 m3; 
- Hmax tại CODE2= 12.89 m; 
- Hmax tại CODE3= 10.15 m; 
27 
- Hmax tại CODE4= 8.56 m; 
3.1.7.3. Kết quả hiệu chỉnh mô hình thủy lực: 
Kết quả tính toán thuỷ lực từ mô hình Mike 21 FM được so sánh với số liệu thực 
đo tại 2 vị trí trạm thủy văn Hà Nội (sông Hồng) và Thượng Cát (sông Đuống) với các 
yếu tố kiểm định là: 
- Quá trình mực nước H~t tại các trạm thủy văn Thượng Cát và Hà Nội. 
Hình 21: So sánh mực nước tại trạm Hà Nội 
Hình 22: So sánh mực nước tại trạm Thượng Cát 
Nhận xét: 
28 
Nhìn chung kết quả hiệu chỉnh cho thấy tương đối tốt. Có sự sai khác về mực nước 
tương đối nhỏ giữa kết quả mô phỏng và số liệu mực nước thực đo tại trạm Hà Nội; Kết 
quả hiệu chỉnh tại trạm Hà Nội cũng cho thấy đường quá trình mực nước thiên lớn vào 
quãng thời gian đỉnh lũ và thiên nhỏ khi lũ rút; Kết quả tương tự đối với trạm Thượng 
Cát, tuy nhiên đối với trạm Thượng Cát độ chênh lệch là nhỏ hơn giữa mực nước thực 
đo và mô phỏng trong quá trình lũ lên . Điều này có thể giải thích do kết quả mô hình 
cũng nhạy với độ chính xác của địa hình. Sự chênh lệch giữa kết quả mô phỏng với các 
số liệu thực đo cũng có nguyên nhân lớn là do sự không đồng nhất về các thời điểm đo 
mực nước và địa hình. Trong quá trình thực hiện tác giả đã dày công để thực hiện các 
điều chỉnh về bộ thông số nhám để tìm ra được một bộ thông số cho kết quả tốt nhất 
Từ đánh giá nêu trên, cho thấy việc thiết lập mô hình và các thông số nhập vào mô 
hình Mike 21FM cho việc mô phỏng thuỷ lực trên đoạn sông nghiên cứu có sự phù hợp. 
Điều này cho phép mô hình có đủ độ tin cậy làm cơ sở để tính toán phân tích thủy lực 
trong các trường hợp nghiên cứu theo các kịch bản mô phỏng ngập lụt khác nhau. 
3.2. Các kịch bản mô phỏng ngập lụt 
- Kịch bản 1: Ngập lụt do vỡ đê hữu Hồng vào mùa lũ khi ứng với mực nước và lưu 
lượng đạt tần suất thiết kế với P=1/500 năm tại trạm Hà Nội (Tại Hà Nội mực nước 
sông Hồng là 13,40m, lưu lượng lũ là 25000m3) với giả thuyết đê sông bị vỡ có chiều 
dài khoảng 80m tại khu vực Liên Trì (khu vực đã từng xảy ra vỡ đê năm 1971) 
- Kịch bản 2: Ngập lụt do vỡ đê hữu Hồng vào mùa lũ khi ứng với mực nước và lưu 
lượng đạt tần suất thiết kế với P=1/500 năm tại trạm Hà Nội (Tại Hà Nội mực nước 
sông Hồng là 13,40m, lưu lượng lũ là 25000m3) với giả thuyết đê sông bị vỡ có chiều 
dài khoảng 80m tại khu vực Liên Mạc. 
- Kịch bản 3: Ngập lụt do vỡ đê hữu Hồng vào mùa lũ khi ứng với mực nước và lưu 
lượng đạt tần suất thiết kế với P=1/500 năm tại trạm Hà Nội (Tại Hà Nội mực nước 
sông Hồng là 13,40m, lưu lượng lũ là 25000m3) với giả thuyết đê sông bị vỡ có chiều 
dài khoảng 80m gần cống Yên Sở (khu vực hồ Thanh Trì) 
29 
Hình 23: Địa hình 3D khu vực nghiên cứu Kịch bản 1 
3.3. Kết quả mô phỏng 
3.3.1. Kịch bản 1 
Hình 24: Phân bố ngập lụt thời điểm đỉnh lũ, kịch bản đê Hữu Hồng bị vỡ tại Liên Trì với 
chiều rộng vết vỡ 80m. 
Phân bố trường vận tốc dòng chảy ngập lụt thời điểm đỉnh lũ 
Đoạn đê vỡ 
30 
Hình 25: Phân bố trường dòng chảy tràn vào nội thành tại khu vực đê Liên Trì bị vỡ 
Để có thể xác định ảnh hưởng của dòng chảy ngập lụt đến từng quận huyện dựa vào bản 
đồ hành chính các quận nội thành Hà Nội như sau: 
Hình 26: Vị trí các quận nội thành Hà Nội trong khu vực nghiên cứu 
Kết quả trường độ sâu ngập lụt theo kịch bản một như sau: 
TU LIEM
CAU GIAY
TAY HO
BA DINH
HOAN
HAI BA 
DONG DA
THANH XUAN
HOANG MAI
LIEN MAC WATER GATE
YEN SO 
DIKE SYSTEM
L=24.7 km
B
O
R
D
E
R
 A
R
E
A
 S
T
U
D
Y
THUONG CAT
THANH TRI
VAN PHUC
km47+980
km85+689
63+590
70+680
km52+220
km77+477
TRUNG
 KIEM
BORDER AREA 
STUDY
PUMP STATION
31 
Hình 27: Độ sâu ngập lụt theo kịch bản 1 
Dựa vào kết quả mô phỏng ngập lụt ta xác định được diện tích ngập lụt và độ sâu ngập lụt 
tại các quận, huyện nội thành Hà Nội theo kịch bản 1 như sau: 
Bảng 10: Độ sâu ngập lụt theo kịch bản 1 
Quận/Huyện 
Diện tích 
(km2) 
Diện tích ngập 
lụt (km2) 
Độ sâu ngập 
lụt trung 
bình 
(m) 
Vận tốc 
dòng chảy 
lớn nhất 
(m/s) 
Ba Đình 9,3 9,11 2,85 1,50 
Hoàn Kiếm 5,3 4,91 3,15 1,80 
Đống Đa 10,2 8,86 2,25 0,80 
Thanh Xuân 9,1 8,28 1,85 0,60 
Cầu Giấy 12,0 10,56 2,2 0,65 
Hai Bà Trưng 9,6 7,23 1,8 1,40 
Tây Hồ 24,0 19,2 2,54 0,80 
Hoàng Mai 40,2 15,16 0,8 0,60 
Từ Liêm 32,27 28,56 2,71 0,40 
Nhìn chung kết quả mô phỏng ngập lụt là hợp lý, các quận gần khu vực đê bị vỡ có 
dòng chảy và diện tích ngập lụt là lớn. Các quận bị ngập nặng nhất như: Ba Đình với 
độ sâu ngập lụt trung bình là 2.85 m; quận Hoàn Kiếm với độ sâu ngập lụt là 3.15 m; 
32 
3.3.2. Kịch bản 2 
Hình 28: Phân bố ngập lụt thời điểm đỉnh lũ, kịch bản đê Hữu Hồng bị vỡ tại Liên Mạc với 
chiều rộng vết vỡ 80m. 
Từ kết quả mô phỏng có thể nhận thấy, dòng chảy lũ hầu như gây ngập lụt phần lớn 
nội thành Hà Nội với mức độ khác nhau phù thuộc vào địa hình của từng khu vực. 
Hình 29: Trường dòng chảy ngập lụt tại vị trí vỡ đê theo kịch bản 2 
Tại khu vực đê vỡ dòng chảy ngập lụt có thể đạt đến 2.5 m/s, dòng chảy lũ theo vết vỡ đê 
xâm nhập vào vùng được bảo vệ, cũng vì lý do này bên ngoài sông tốc độ dòng chảy lũ 
giảm xuống đáng kể chỉ khoảng 1.5 m/s; 
33 
Hình 30: Độ sâu ngập lụt theo kịch bản 2 
Kết quả mô phỏng ngập lụt theo kịch bản 2 như sau: 
Bảng 11: Độ sâu ngập lụt theo kịch bản 2 
Quận/Huyện 
Diện tích 
(km2) 
Diện tích ngập 
lụt (km2) 
Độ sâu ngập 
lụt trung 
bình 
(m) 
Vận tốc 
dòng chảy 
lớn nhất 
(m/s) 
Ba Đình 9,3 9,11 2,65 1,5 
Hoàn Kiếm 5,3 4,96 3,15 1,8 
Đống Đa 10,2 9,13 2,50 0,8 
Thanh Xuân 9,1 8.28 2.25 0,6 
Cầu Giấy 12,0 11,86 2,8 1,35 
Hai Bà Trưng 9,6 5,75 1,2 1,4 
Tây Hồ 24,0 23,5 3,2 1,8 
Hoàng Mai 40,2 11.16 0.8 0,6 
Từ Liêm 32,27 31.56 2.71 0,4 
Các quận bị ngập nặng nhất là Quận Hoàn Kiếm với độ sâu ngập lụt trung bình 
lên tới 3.15m với hơn 90% Tổng diện tích bị nhấn chìm trong nước; tương tự với Quận 
Tây Hồ độ sâu ngập lụt trung bình 3.2m, vận tốc dòng chảy ngập lụt tại thời điểm 
dòng chảy lớn nhất là 1.8m/s. 
34 
3.3.3. Kịch bản 3 
Tương tự như các trường hợp ở kịch bản 1 &2, ta xem xét phân bố độ sâu ngập lụt và 
tốc độ dòng chảy ngập lụt khi vỡ đê xảy ra như sau: 
Hình 31: Phân bố ngập lụt thời điểm đỉnh lũ theo kịch bản 3 
Hình 32: Trường dòng chảy ngập lụt tại vị trí vỡ đê theo kịch bản 3 
Tại khu vực đê vỡ dòng chảy ngập lụt vận tốc dòng chảy lớn nhất có thể đạt đến là 1.5 
m/s, dòng chảy lũ theo vết vỡ đê xâm nhập vào vùng được bảo vệ, dòng chảy qua vết vỡ 
nhỏ hơn kịch bản 2 có thể lý giải do vị trí khu vực đê vỡ là tương đối xa với dòng chảy 
chủ lưu nằm đang có xu thế lệch về phía trái. 
35 
Hình 33: Độ sâu ngập lụt theo kịch bản 3 
Kết quả mô phỏng ngập lụt theo kịch bản 3 như sau: 
Bảng 12: Độ sâu ngập lụt theo kịch bản 3 
Quận/Huyện 
Diện tích 
(km2) 
Diện tích ngập 
lụt (km2) 
Độ sâu ngập 
lụt trung 
bình 
(m) 
Vận tốc 
dòng chảy 
lớn nhất 
(m/s) 
Ba Đình 9,3 9,11 0.75 0,5 
Hoàn Kiếm 5,3 4,65 2.8 0.85 
Đống Đa 10,2 8,25 2,25 0,8 
Thanh Xuân 9,1 8.67 2.25 0,8 
Cầu Giấy 12,0 7.85 1.0 0.65 
Hai Bà Trưng 9,6 8,75 2.5 1,4 
Tây Hồ 24,0 8,55 1.2 0.25 
Hoàng Mai 40,2 34.16 2.2 1.2 
Từ Liêm 32,27 4.56 0.35 0,2 
Với kịch bản 3, có thể nhận thấy do khu vực đê bị vỡ nằm khá cách xa khu vực các quận 
như Tây Hồ, Từ Liêm, Cầu Giấy nên mức độ ảnh hưởng của ngập lụt đến các quận này là 
36 
nhỏ hơn so với các kịch bản 1 &2. Các quận bị ảnh hưởng ngập lụt lớn nhất là quận 
Hoàng Mai với 75% diện tích bị ngập lụt độ sâu ngập lụt trung bình là 2.5m; Quận Hai Bà 
Trung do là khu vực khá trũng nên bị ngập lụt cũng khá nặng với 90% Diện tích bị ngập 
lụt, độ sâu ngập lụt trung bình là 2.5m. 
37 
PHỤ LỤC 4 
XÁC ĐỊNH THIỆT HẠI DO NGẬP LỤT VÙNG HÀ NỘI 
1. ƯỚC LƯỢNG THIỆT HẠI KINH TẾ DO NGẬP LỤT KHU VỰC 
THÀNH PHỐ HÀ NỘI THEO CÁC TRƯỜNG HỢP MÔ PHỎNG 
Trên cơ sở bản đồ phân bố độ ngập sâu trung bình và đường cong thiệt hại cho vùng 
Hà Nội xác định giá trị thiệt hại trung bình theo các kịch bản mô phỏng tại các bảng 
sau. 
Hình 34: Đường cong thiệt hại khu vực thành phố Hà Nội 
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
0 1 2 3 4 5
Tỉ
lệ
gi
á 
tr
ịt
h
iệ
t 
h
ạ
i
Độ sâu ngập lụt (m)
Xây dựng
Nuôi trồng thủy sản
Lúa + màu 2-3 vụ
Dân cư nông thôn
Trồng cây hàng năm 
Đất trồng lúa 2 - 3 vụ
Cây trồng lâu năm khác
Sông suối ao hồ
Đồng cỏ tự nhiên
Chuyên dùng khác
Đất phi nông nghiệp khác
Đất ở đô thị
Công nghiệp
38 
Bảng 13: Tổng thiệt hại kịch bản 1 
(Triệu USD) 
Quận/Huyện 
Độ sâu ngập 
 lụt trung bình 
Đất thổ cư Xây dựng 
Đất công 
nghiệp 
Đất phi 
nông 
nghiệp 
Cây 
trồng 
lâu năm 
Đất trồng 
cây 
hàng năm 
khác 
Lúa + 
màu 2-
3 vụ 
Nuôi 
trồng 
thủy sản 
Sông, ngòi, 
kênh rạch 
Tổng giá trị 
thiệt hại 
Ba Đình 2,85 1.623 5.334 0.203 37.825 0.011 0.051 0.000 0.000 0.015 45.06 
Hoàn Kiếm 3,15 0.630 2.776 0.523 21.625 0.006 0.000 0.005 0.169 0.014 25.75 
Đống Đa 2,25 6.786 13.914 8.544 78.110 0.320 0.666 4.910 0.097 0.292 113.64 
Thanh Xuân 1,85 0.868 3.824 0.225 29.800 0.008 0.040 0.006 0.202 0.007 34.98 
Cầu Giấy 2,2 1.147 5.054 0.343 39.380 0.010 0.053 0.008 0.267 0.010 46.27 
Hai Bà Trưng 1,8 6.385 17.736 7.276 73.490 0.301 0.626 8.349 0.091 0.040 114.29 
Tây Hồ 2,54 19.958 40.916 34.310 229.713 1.081 1.957 29.665 48.991 0.761 407.35 
Hoàng Mai 0,8 18.843 38.629 5.249 216.871 0.517 1.848 16.520 23.462 0.000 321.94 
Từ Liêm 2,71 26.796 54.934 46.066 308.413 1.451 2.628 39.829 65.777 1.022 546.91 
Tổng thiệt hại kịch bản 1 1,656.20 
39 
Bảng 14: Tổng thiệt hại kịch bản 2 (Triệu USD) 
Quận/Huyện 
Độ sâu 
ngập 
 lụt trung 
bình 
Đất ở đô thị Xây dựng 
Đất công 
nghiệp 
Đất phi 
nông 
nghiệp 
Cây 
trồng 
lâu 
năm 
Đất trồng 
cây 
hàng năm 
khác 
Lúa + 
màu 
2-3 vụ 
Nuôi 
trồng 
thủy sản 
Sông, ngòi, 
kênh rạch 
Tổng giá trị 
thiệt hại 
Ba Đình 2,85 1.623 2.134 0.508 28.999 0.015 0.039 0.000 0.000 0.023 33.34 
Hoàn Kiếm 3,15 0.630 1.110 1.308 16.579 0.008 0.000 0.004 0.147 0.021 19.81 
Đống Đa 2,25 6.786 1.739 68.352 52.073 0.479 0.452 4.824 0.061 0.875 135.64 
Thanh Xuân 1,85 0.868 0.478 1.802 19.867 0.012 0.027 0.005 0.126 0.022 23.21 
Cầu Giấy 2,2 1.433 2.527 3.428 37.739 0.019 0.051 0.011 0.334 0.029 45.57 
Hai Bà Trưng 1,8 4.789 1.109 43.656 27.559 0.338 0.246 4.614 0.000 0.121 82.43 
Tây Hồ 2,54 19.958 16.366 85.776 176.113 1.409 1.510 29.482 42.601 1.141 374.36 
Hoàng Mai 0,8 18.843 2.504 80.983 84.339 1.331 0.841 14.119 0.000 0.349 203.31 
Từ Liêm 2,71 26.796 21.974 115.164 236.450 1.892 2.027 39.584 57.198 1.532 502.62 
Tổng thiệt hại kịch bản 2 1,420.28 
40 
 Bảng 15: Tổng thiệt hại kịch bản 3 
(Triệu USD) 
Quận/Huyện 
Độ sâu ngập 
 lụt trung 
bình 
Đất ở đô thị Xây dựng 
Đất công 
nghiệp 
Đất phi 
nông 
nghiệp 
Cây 
trồng 
lâu năm 
Đất trồng cây 
hàng năm 
khác 
Lúa + 
màu 2-3 
vụ 
Nuôi 
trồng 
thủy 
sản 
Sông, 
ngòi, 
kênh 
rạch 
Tổng giá trị 
thiệt hại 
Ba Đình 2,85 0.877 0.187 0.274 7.943 0.008 0.013 0.000 0.000 0.004 9.31 
Hoàn Kiếm 3,15 0.630 1.110 1.308 16.579 0.008 0.000 0.004 0.147 0.021 19.81 
Đống Đa 2,25 6.786 1.739 68.352 52.073 0.479 0.452 4.824 0.061 0.875 135.64 
Thanh Xuân 1,85 0.868 0.478 1.802 19.867 0.012 0.027 0.005 0.126 0.022 23.21 
Cầu Giấy 2,2 0.860 0.316 2.057 14.768 0.011 0.021 0.004 0.000 0.029 18.07 
Hai Bà Trưng 1,8 6.385 2.217 58.208 48.993 0.451 0.425 8.202 0.057 0.121 125.06 
Tây Hồ 2,54 11.975 2.046 51.466 68.914 0.846 0.615 11.536 0.000 1.141 148.54 
Hoàng Mai 0,8 27.915 7.154 119.974 214.193 1.971 1.858 35.858 37.241 1.996 448.16 
Từ Liêm 2,71 8.039 0.824 34.549 27.757 0.568 0.315 6.196 0.000 0.115 78.36 
Tổng thiệt hại kịch bản 3 1,006.15 
 41