Tài liệu đánh giá trạng thái ứng suất biến dạng và ổn định đoạn đê xung yếu, đề xuất giải pháp khắc phục, áp dụng cho đoạn đê sông hồng qua thị xã sơn tây

LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TS Phạm Ngọc Khánh, người đã dành nhiều tâm huyết, tận tình hướng dẫn, chỉ bảo cho tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Tác giả xin chân thành cảm ơn Trung tâm tư vấn và chuyển giao công nghệ Thủy Lợi đã tạo điều kiện cho tác giả về thời gian, tài liệu để tham gia khoá học và hoàn thành luận văn. Tác giả xin chân thành cảm ơn đến sự quan tâm và giúp đỡ của phòng Đào tạo Đại học và Sau Đại học, Khoa Công trình trường Đại học Thuỷ lợi, cùng các thầy, cô giáo trường Đại học Thủy lợi đã tạo điều kiện cho tác giả có cơ hội được học tập, trau dồi nâng cao kiến thức trong suốt thời gian vừa qua. Sau cùng là cảm ơn các bạn đồng nghiệp và các thành viên trong gia đình đã có những đóng góp quý báu, động viên về vật chất và tinh thần để tác giả hoàn thành luận văn này. Với thời gian và trình độ còn hạn chế, luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả rất mong nhận được sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo, các Quý vị quan tâm và bạn bè đồng nghiệp. Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Xây dựng công trình thủy với đề tài: “Đánh giá trạng thái ứng suất biến dạng và ổn định đoạn đê xung yếu, đề xuất giải pháp khắc phục, áp dụng cho đoạn đê sông Hồng qua thị xã Sơn Tây” được hoàn thành tại Khoa Công trình, Trường Đại học Thủy lợi. Hà Nội, tháng 10 năm 2013 Tác giả Hoàng Ngọc Bình LỜI CAM ĐOAN Tên tôi là Hoàng Ngọc Bình, tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Những nội dung và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào. Tác giả Hoàng Ngọc Bình MỤC LỤC MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1  1.Tính cấp thiết của đề tài .............................................................................. 1  2. Mục đích của đề tài ..................................................................................... 4  3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.............................................................. 4  3.1. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................... 4  3.2. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................. 4  4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu .............................................. 4  4.1. Cách tiếp cận ............................................................................................. 4  4.2. Các phương pháp nghiên cứu .................................................................. 4  CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐÊ SÔNG HỒNG, ĐẶC ĐIỂM ĐOẠN ĐÊ XUNG YẾU ............................................................................................... 5  1.1. Đặc điểm hiện trạng đê sông Hồng......................................................... 5  1.1.1 Lịch sử đê sông Hồng ............................................................................. 5  1.1.1.1 . Thời kỳ cổ và trung đại ....................................................................... 6  1.1.1.3. Phát triển và củng cố đê điều Hà Nội sau năm 1945 .......................... 7  1.1.1.4. Gia cố đê năm 1954 – 1965 ................................................................. 8  1.1.1.5. Củng cố đê điều chống địch phá hoại giai đoạn 1966-1974 ............... 9  1.1.1.6. Giai đoạn 1975 đến nay ..................................................................... 11  1.1.2 Đặc điểm hiện trạng đê sông Hồng...................................................... 12  1.1.2.1. Đặc điểm địa hình – địa mạo ............................................................. 13  1.1.2.3. Đặc điểm thủy văn.............................................................................. 18  1.2. Hiện trạng đoạn đê sông Hồng qua thị xã Sơn Tây............................ 20  1.2.1. Hiện trạng đoạn đê qua thị xã Sơn Tây .............................................. 20  1.2.1.1. Địa hình, địa mạo đoạn đê qua thị xã Sơn Tây ................................. 20  1.2.1.2. Đặc điểm đường bờ............................................................................ 20  1.2.1.3. Đặc điểm lòng sông............................................................................ 21  1.2.2. Nguyên nhân gây sạt lở ....................................................................... 21  1.3. Các phương pháp thiết kế bảo vệ cho đoạn đê xung yếu .............. 22  1.3.1. Phương án 1 ......................................................................................... 22  1.3.2. Phương án 2 ......................................................................................... 23  1.3.3. Lựa chọn phương án ........................................................................... 24  CHƯƠNG 2: CƠ SỞ PHÂN TÍCH TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT BIẾN DẠNG VÀ ỔN ĐỊNH CỦA ĐOẠN ĐÊ XUNG YẾU ................................ 25  2.1. Cơ sở phân tích trạng thái ứng suất biến dạng của đê ....................... 25  2.1.1. Lựa chọn phương pháp tính toán ....................................................... 25  2.1.2. Cơ sở phân tích ứng suất biến dạng bằng phương pháp phần tử hữu hạn ......................................................................................................................... 25  2.1.2.1. Sơ lược về lý thuyết của phương pháp phần tử hữu hạn ................... 25  2.1.2.2. Trình tự giải bài toán bằng phương pháp PTHH ............................. 26  2.1.3. Lựa chon phần mềm tính toán ứng suất biến dạng ........................... 28  2.2. Cơ sở tính toán ổn định của mặt căt đê ............................................... 29  2.2.1. Phương pháp phân tích cân bằng giới hạn chia thỏi ....................... 29  2.2.1.1. Phương pháp Bishop đơn giản........................................................... 30  2.2.1.2. Phương pháp Fellenius ...................................................................... 31  2.2.1.3. Phương pháp Janbu tổng quát........................................................... 32  2.2.2. Lựa chọn phần mềm tính toán ổn định .............................................. 32  CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN CHO ĐOẠN ĐÊ SÔNG HỒNG QUA THỊ XÃ SƠN TÂY – ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ .................... 35  3.1. Giới thiệu về hiện trạng đoạn đê sông Hồng qua thị xã Sơn Tây ......... 35  3.1.1. Địa hình, địa mạo đoạn đê qua thị xã Sơn Tây..................................... 35  3.1.2. Đặc điểm địa chất khu vực tuyến đê nơi xảy ra sự cố sạt lở.............. 41  3.1.2.1. Vị trí các hố khoan ............................................................................. 41  3.1.2.2. Chiều sâu hố khoan............................................................................ 41  3.1.2.3. Mô tả các lớp đất ............................................................................... 41  3.1.3. Đặc điểm khí tượng và thủy văn công trình ....................................... 43  3.1.3.1.Khí tượng ........................................................................................... 43  3.1.3.2. Thủy văn công trình ......................................................................... 44  3.2. Tính toán trạng thái ứng suất biến dạng và ổn định ............................. 47  3.2.1. Lựa chọn mặt cắt tính toán.................................................................. 47  3.2.2. Tính toán ổn định trượt mái đê ........................................................... 49  3.2.3. Tính toán ứng suất – biến dạng .......................................................... 50  3.2.4. Kết quả tính toán .................................................................................. 50  3.2.4.1. Tính toán ổn định trượt mái ............................................................... 50  3.2.4.2. Tính toán ứng suất – biến dạng ......................................................... 54  3.3. Lựa chọn kết cấu bảo vệ đoạn đê, tính toán trạng thái ứng suất biến dạng và ổn định của đoạn đê........................................................................ 62  3.3.1. Các chỉ tiêu thiết kế.............................................................................. 63  3.3.2. Hình thức kết cấu bảo vệ bờ ................................................................ 63  3.3.3. Các thông số thiết kế công trình kè ..................................................... 63  3.3.3.1. Mực nước thi công kè......................................................................... 63  3.3.3.2.Cao trình đỉnh kè................................................................................. 64  3.3.3.3. Thân kè ............................................................................................... 64  3.3.3.4. Cao trình đỉnh chân kè...................................................................... 65  3.3.3.5. Tính toán cọc xi măng đất................................................................. 66  3.3.4. Tính toán ứng suất biến dạng và ổn định công trình sau khi đã xử lý sự cố sạt lở ...................................................................................................... 69  3.3.4.1. Trường hợp tính toán ......................................................................... 69  3.3.4.2. Tính toán ổn định mái ........................................................................ 69  3.3.4.3. Tính toán ứng suất – biến dạng ......................................................... 72  3.4. Kết luận ................................................................................................... 80  KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 81  1. Kết quả đạt được trong luận văn............................................................. 81  2. Hạn chế, tồn tại trong quá trình thực hiện ............................................. 81  TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 82  Tiếng Việt ....................................................................................................... 82  Tiếng Anh....................................................................................................... 83  DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1: Một số hình ảnh về thực trạng khai thác cát ................................ 2  Hình 2: Một số hình ảnh về hiện tượng lún sụt, sạt trượt.......................... 3  Hình 1.1: Bản đồ lưu vực hệ thống sông Hồng – Thái Bình......................... 6  Hình 1.2: Sơ đồ chuyển dòng Sông Hồng khu vực Vân Cốc .................... 14  Hình 2.1: Các dạng phần tử thường sử dụng trong PTHH...................... 26  Hình 2.2: Sơ đồ chia lát tính toán ổn định .............................................. 29  Hình 3.1: Vị trí khu vực sạt lở ................................................................ 35  Hình 3.2: Đống cát còn lại tại vị trí lún sụt ............................................ 36  Hình 3.3: Đất lún sụt bị đẩy trồi ra phía sông ........................................ 36  Hình 3.4:Đất lún sụt có nhiều vết nứt ..................................................... 37  Hình 3.5: Nhiều đống cát quanh khu vực lún sụt .................................... 37  Hình 3.6: Khu vực lún sụt nhìn về phía thượng lưu sông Hồng .............. 38  Hình 3.7: Hình ảnh khối trượt nhìn lên đỉnh đê hữu Hồng ..................... 39  Hình 3.8: Phần chân khối trượt .............................................................. 39  Hình 3.9: Hố sụt sâu khoảng 12m........................................................... 40  Hình 3.10: Vết nứt rộng khoảng 10cm trên bãi sông .............................. 40  Hình 3.11: Kè đá cũ bị đẩy dịch ra phía sông 47m ................................. 41  Hình 3.13: Biểu đồ độ ẩm ....................................................................... 44  Hình 3.14: Mặt cắt C5 tại vị trí đầu tuyến công trình ............................. 48  Hình 3.15: Mặt cắt C12 tại vị trí giữa tuyến công trình.......................... 48  Hình 3.16: Mặt cắt C18 tại vị trí cuối tuyến công trình .......................... 48  Hình 3.17: Bình đồ tổng thể tuyến công trình ......................................... 49  Hình 3.18: Kết quả tính toán ổn định mặt cắt C5 (TH1) ......................... 50  Hình 3.19: Kết quả tính toán ổn định mặt cắt C5 (TH2) ......................... 51  Hình 3.20: Kết quả tính toán ổn định mặt cắt C12 (TH1) ....................... 52  Hình 3.21: Kết quả tính toán ổn định mặt cắt C12 (TH2) ....................... 52  Hình 3.22: Kết quả tính toán ổn định mặt cắt C18 (TH1) ....................... 53  Hình 3.23: Kết quả tính toán ổn định mặt cắt C18 (TH2) ....................... 54  Hình 3.24: Trường ứng tiếp lớn nhất ...................................................... 55  Hình 3.25: Trường ứng suất tổng theo phương thẳng đứng .................... 56  Hình 3.26: Trường ứng suất tổng theo phương ngang ............................ 56  Hình 3.27: Trường chuyển vị theo phương thẳng đứng........................... 56  Hình 3.28: Trường chuyển vị theo phương ngang................................... 57  Hình 3.29: Trường ứng tiếp lớn nhất ...................................................... 58  Hình 3.30: Trường ứng suất tổng theo phương thẳng đứng .................... 58  Hình 3.31: Trường ứng suất tổng theo phương ngang ............................ 59  Hình 3.32: Trường chuyển vị theo phương thẳng đứng........................... 59  Hình 3.33: Trường chuyển vị theo phương ngang................................... 59  Hình 3.34: Trường ứng tiếp lớn nhất ...................................................... 60  Hình 3.35: Trường ứng suất tổng theo phương thẳng đứng .................... 61  Hình 3.36: Trường ứng suất tổng theo phương ngang ............................ 61  Hình 3.37: Trường chuyển vị theo phương thẳng đứng........................... 61  Hình 3.38: Trường chuyển vị theo phương ngang................................... 62  Hình 3.39: Bố trí cọc xi măng đất trên mặt bằng ................................... 69  Hình 3.40: Kết quả tính toán ổn định mặt cắt C5 sau khi xử lý sự cố ..... 70  Hình 3.41: Kết quả tính toán ổn định mặt cắt C12 sau khi xử lý sự cố ... 71  Hình 3.42: Kết quả tính toán ổn định mặt cắt C18 sau khi xử lý sự cố ... 72  Hình 3.43: Trường ứng tiếp lớn nhất ...................................................... 73  Hình 3.44: Trường ứng suất tổng theo phương thẳng đứng .................... 73  Hình 3.45: Trường ứng suất tổng theo phương ngang ............................ 74  Hình 3.46: Trường chuyển vị theo phương thẳng đứng........................... 74  Hình 3.47: Trường chuyển vị theo phương ngang................................... 74  Hình 3.48: Trường ứng suất tiếp lớn nhất .............................................. 76  Hình 3.49: Trường ứng suất tổng theo phương thẳng đứng .................... 76  Hình 3.50: Trường ứng suất tổng theo phương ngang ............................ 76  Hình 3.51: Trường chuyển vị theo phương thẳng đứng........................... 77  Hình 3.52: Trường chuyển vị theo phương ngang................................... 77  Hinh 3.53: Trường ứng suất tiếp lớn nhất .............................................. 78  Hình 3.54: Trường ứng suất tổng theo phương thẳng đứng .................... 79  Hình 3.55: Trường ứng suất tổng theo phương ngang ............................ 79  Hình 3.56: Trường chuyển vị theo phương thẳng đứng........................... 79  Hình 3.57: Trường chuyển vị theo phương ngang................................... 80    DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Bảng thống kê chiều dài đê sông Hồng theo các tỉnh.................... 13 Bảng 3.1: Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất......................................................... 42 Bảng 3.2. Các đặc trưng yếu tố thủy văn trạm Sơn Tây ............................ 45 Bảng 3.3: Lưu lượng phù sa trước và sau khi có thủy điện Hòa Bình...... 47 Bảng 3.4: Kết quả tính toán cho mặt cắt C5................................................... 51 Bảng 3.5: Kết quả tính toán cho mặt cắt C12................................................. 53 Bảng 3.6: Kết quả tính toán cho mặt cắt C18................................................. 54 Bảng 3.7: Mực nước trung bình năm mùa kiệt trạm Sơn Tây (tương ứng K30+700 đê hữu Hồng) từ năm 1971-2006 (Đơn vị tính: cm)....................... 63 Bảng 3.8: Thông số cọc xi măng đất............................................................... 68 Bảng 3.9: Thông số diện tích nền gia cố........................................................ 68 Bảng 3.10: Chỉ tiêu tính toán tương đương ................................................... 68 Bảng 3.11: Kết quả tính toán cho mặt cắt C5................................................. 70 Bảng 3.12: Kết quả tính toán cho mặt cắt C12............................................... 71 Bảng 3.13: Kết quả tính toán cho mặt cắt C18............................................... 72   1 MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết của đề tài Thủ đô Hà Nội có 5 con sông chính chảy qua: Sông Đà, sông Hồng, sông Đuống, sông Cầu và sông Cà Lồ. Ngoài ra còn các sông nội địa: sông Đáy, sông Tích, sông Bùi, sông Thanh Hà. Cùng với các sông là hệ thống công trình phòng lũ chạy dọc dòng chảy, bao gồm có 20 tuyến đê chính với tổng chiều dài 469,913 Km và 25 tuyến đê bối với tổng chiều dài 82,537 Km. Trên các tuyến đê có 120 kè lát mái hộ bờ với tổng chiều dài là 148,889 Km. Trong những năm vừa qua (từ năm 2005 đến năm 2011) trên các tuyến hữu Đà, tả-hữu Hồng và tả-hữu Đuống (đoạn qua thành phố Hà Nội) đã gia cố được gần 90km kè hộ chân, trong đó có gần 50km kè hộ chân lát mái. Việc đầu tư xây dựng công trình kè đã từng bước hạn chế được sạt lở tại các khu vực có diễn biến sạt lở, đảm bảo an toàn cho các tuyến đê, an toàn tính mạng, tài sản của các hộ dân sống ven bờ sông, giảm thiểu thiệt hại, góp phần ổn định dân cư, phát triển sản xuất, phát triển kinh tế - xã hội của khu vực. Do ảnh hưởng của sự thay đổi thời tiết và sự biến đổi khí hậu toàn cầu, mực nước trên các sông, đặc biệt là sông Đà, sông Hồng, sông Đuống... thường xuyên có sự chênh lệch rất lớn giữa hai mùa (mùa lũ và mùa kiệt lớn); bên cạnh đó do tác động của việc điều tiết hồ Hòa Bình, Sơn La, Tuyên Quang và hoạt động khai thác tập kết vật liệu của người dân đã gây ra hiện tượng sạt lở bờ sông phía hạ du diễn biến ngày càng mạnh và phức tạp, đe doạ nghiêm trọng đến an toàn công trình đê điều, tính mạng, tài sản của nhân dân, ảnh hưởng không nhỏ đến quá trình phát triển kinh tế, xã hội của Thành phố. 2 Hình 1: Một số hình ảnh về thực trạng khai thác cát 3 Hình 2: Một số hình ảnh về hiện tượng lún sụt, sạt trượt Trước thực trạng trên, vấn đề “Đánh giá trạng thái ứng suất biến dạng và ổn định đoạn đê xung yếu, đề xuất giải pháp khắc phục, áp dụng cho đoạn đê sông Hồng qua thị xã Sơn Tây” là khá quan trọng và mang tính bức thiết nhằm tìm ra giải pháp gia cố toàn bộ các vị trí hiện nay chưa có công trình bảo vệ bờ để khép kín, nối liền các tuyến kè với mục đích ngăn chặn tình hình sạt lở, giảm thiểu thiệt hại do mưa lũ gây ra trên địa bàn thành phố Hà Nội nói riêng và trên cả nước nói chung. 4 2. Mục đích của đề tài Đánh giá trạng thái ứng suất biến dạng ổn định và đề xuất giải pháp khắc phục đoạn đê xung yếu, ứng dụng cho đoạn đê sông Hồng qua thị xã Sơn Tây. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tượng nghiên cứu Các yếu tố hình học của mặt cắt đê; Ổn định đê (trạng thái ứng suất, biến dạng và trượt mái đê); Các đặc trưng về mực nước, nước rút, gia tải, tính chất cơ lý của vật liệu đắp đê. 3.2. Phạm vi nghiên cứu Trong khuôn khổ thời gian có hạn, đề tài sẽ tập trung nghiên cứu, tính toán cụ thể cho đoạn đê hữu Hồng tương ứng đoạn từ K29+850 đến K30+050 thị xã Sơn Tây, Hà Nội. 4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 4.1. Cách tiếp cận Tiếp cận trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua các tổ chức, cá nhân khoa học hay các phương tiện thông tin đại chúng để nắm được tổng quan về các nguyên nhân xảy ra sự cố sạt lở. Từ đó nhận thấy rằng khi xử lý sự cố sạt lở thì các vấn đề đã quan tâm đến đó là: tính toán trạng thái ứng suất biến dạng và ổn định. Vì vậy với đề tài: “Đánh giá trạng thái ứng suất biến dạng và ổn định đoạn đê xung yếu, đề xuất giải pháp khắc phục, áp dụng cho đoạn đê sông Hồng qua thị xã Sơn Tây” tác giả sẽ giải quyết được các vấn đề nêu trên. 4.2. Các phương pháp nghiên cứu 1- Tổng hợp, kế thừa các kết quả nghiên cứu từ trước đến nay trong lĩnh vực thủy lợi đặc biệt về đê điều. 2- Phương pháp thống kê và phân tích số liệu thực đo. 3- Phương pháp hệ thống điều tra thực địa. 4- Tính toán phân tích trạng thái ứng suất – biến dạng và ổn định bằng phương pháp phần tử hữu hạn. 5 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐÊ SÔNG HỒNG, ĐẶC ĐIỂM ĐOẠN ĐÊ XUNG YẾU 1.1. Đặc điểm hiện trạng đê sông Hồng 1.1.1 Lịch sử đê sông Hồng Sông Hồng bắt nguồn từ dãy Ngụy Sơn, huyện Nhị Đô, tỉnh Vân Nam, Trung Quốc ở độ cao 1.776 m. Nói chung nó chảy theo hướng tây bắc-đông nam, qua khu vực của người thiểu số Dai (người Tai Lu) là quận tự trị Honghe trước khi sang Việt Nam ở Hồ Khẩu, địa phận tỉnh Lào Cai, rồi chảy qua phía đông thủ đô Hà Nội trước khi đổ ra biển ở cửa Ba Lạt (ranh giới giữa hai tỉnh Thái Bình và Nam Định). Đồng bằng sông Hồng nằm trên lưu vực con sông này. Các sông nhánh chính của sông Hồng có thể kể đến là sông Đà, sông Lô (với phụ lưu là sông Chảy và sông Gâm). Sông Hồng có phân lưu phía tả ngạn là sông Đuống chảy từ Hà Nội đến Phả Lại thuộc Hải Dương và sông Luộc chảy từ Hưng Yên đến Quý Châu. Hai sông này nối sông Hồng với hệ thống sông Thái Bình. Phân lưu phía hữu ngạn là sông Đáy và sông Đài (còn gọi là Lạch Giang), nối sông Hồng và sông Đáy là hai sông Phủ Lý và sông Nam Định. Sông Hồng với chiều dài 1126km, qua địa phận Việt Nam là 556km chiếm 49,3%, diện tích toàn lưu vực là 155.000km2 chiếm 45.6% diện tích. Ngoài ra, sông Hồng còn có tận 614 phụ lưu từ cấp 1 đến cấp 6, có những phụ lưu lớn như Đà, Lô, Chảy…nên sông Hồng có lưu lượng nước bình quân hàng nǎm rất lớn, tới 2.640 m³/s với tổng lượng nước chảy qua tới 83,5 tỷ m³, tuy nhiên lưu lượng nước phân bổ không đều. Về mùa khô lưu lượng giảm chỉ còn khoảng 700 m³/s, nhưng vào cao điểm mùa mưa có thể đạt tới 30.000 m³/s. Sông Hồng là con sông rất riêng của Việt Nam. Con sông ấy chẳng những bồi đắp nên nền văn minh sông Hồng, một trong 36 nền văn minh của 6 thế giới mà còn là hệ thống sông lớn nhất miền Bắc nước ta, lớn thứ 2 trên bán đảo Đông Dương sau sông Mêkong (sông Cửu Long). (Nguồn: Internet). Hình 1.1: Bản đồ lưu vực hệ thống sông Hồng – Thái Bình 1.1.1.1 . Thời kỳ cổ và trung đại Sông Hồng đã tạo ra đồng bằng màu mỡ. Nhưng sông Hồng cũng đã nhiều lần tàn phá những gì mà con người tạo dựng lên trên chính dải đồng bằng ấy. Hàng năm vào mùa mưa, lũ sông Hồng nhiều phen cuốn sạch đi mọi thành quả xây đắp của con người. Cho nên từ khi con người có mặt ở đồng bằng này là có việc trị thủy. Tư liệu cổ nhất có là mấy dòng ghi trong sách Tiền Thư Hán tức bộ sử đời Tiền Hán (Thế kỷ thứ 2 trước Công nguyên đến 7 đầu Công nguyên) mà Nguyễn Siêu đã dẫn trong bài điều trần của ông về đê điều: “Phía Tây Bắc huyện Long Biên, quận Giao Chỉ đã có đê giữ nước sông” (Quận Giao Chỉ là Bắc Bộ ngày nay, huyện Long Biên có thể là khu vực Bắc Ninh, Hà Nội ngày nay). 1.1.1.2. Thời kỳ cận đại Khi đất nước hoàn toàn chịu sự bảo hộ của thực dân Pháp, chính quyền bảo hộ Pháp đã phải đối mặt với nạn lũ lụt Bắc Kỳ. Đặc biệt sau trận lũ năm 1888 đã gây thiệt hại nặng nề cho đồng bằng sông Hồng. Trong giai đoạn từ 1885 đến 1915 chính quyền bảo hộ Pháp đã đắp thêm một số vùng để bảo vệ những vùng đô thị đông đúc và nhất là có nhiều người Pháp và cơ sở kinh tế của Pháp. Đó là hệ thống đê La Thành bao quanh Hà Nội, hệ thống đê bao quanh thành phố Nam Định. Ngoài ra đắp thêm hai vùng lớn đáng kể ở tả ngạn sông Hồng. Từ Vân Thượng với triền cao vùng Phúc Yên bảo vệ vùng Bắc Đuống. Vùng nữa qua tỉnh lộ 196, qua Lực Điền (Hải Hưng) để bảo vệ phần lớn tỉnh Hưng Yên. Trong những năm từ 1884 đến 1915 (theo Gôchie) khối lượng đắp đê toàn Bắc Kỳ khoảng 12 triệu m3. Những dự án về đắp đê, thoát lũ trong thời kỳ thuộc Pháp đều với mục đích bảo vệ Hà Nội khỏi bị ngập lụt. Nhờ vậy lũ lịch sử 1945, 52 đoạn đê trong vùng Đồng bằng Bắc Bộ bị vỡ nhưng đê Hà Nội vẫn đứng vững. 1.1.1.3. Phát triển và củng cố đê điều Hà Nội sau năm 1945 Sau năm 1945 đất nước vừa giành chính quyền. Ngay từ những ngày đầu chính quyền nhà nước ta đã phải khắc phục hậu quả của lũ lụt và nạn đói do lũ lụt và chiến tranh gây ra. Đắp lại những đoạn đê đã bị vỡ. Liền sau đó bước vào cuộc kháng chiến trường kỳ suốt 9 năm. Hà Nội nằm trong vùng bị địch tạm chiếm. Vào thời kỳ đó đê điều không những không được quan tâm 8 đúng mức mà còn bị phá hoại và sử dụng vào nhiều mục đích quân sự như xây dựng hầm ngầm, lô cốt trên đê, đào xẻ mặt đê để chống xe cơ giới. Trong thời gian từ năm 1945 đến 1954 chính quyền thực dân Pháp trong vùng tạm chiếm chỉ sửa sang và củng cố một số kè có ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn của đê như kè Phú Gia. Do đó mà tình hình đê năm 1954: Gần 9 km đê sông Hồng thuộc Thanh Trì nhỏ, mặt đê chỉ rộng 3m, gồ ghề, trơn trượt hơn khi mưa. Con trạch chỉ rộng từ 1,5m đến 2m, mái đê không đủ độ soải. Hồ ao hai bên ven đê nhiều, hậu quả của những trận vỡ đê từ xa xưa. Đê Từ Liêm vừa nhỏ vừa yếu, độ cao không đều. Gia Lâm đã phải chống lũ cho hai triền sông. Nhưng đê hầu hết mặt cắt nhỏ, nước thẩm lậu mái đê rất nhiều. Có nhiều sủi đục chân đê, đê nội thành có khá hơn, nhưng chất lượng không đồng đều, nhiều tạp chất than xỉ, đất phong hóa. Theo đánh giá chung hệ thống đê chỉ chống đỡ được mực nước lũ +12.00 tại Hà Nội. 1.1.1.4. Gia cố đê năm 1954 – 1965 Sau khi Hà Nội tiếp quản 10/1954. Tháng 12/1954 huyện Thanh Trì đã đắp con trạch cao hơn 0,5m, rộng thêm 1m, khối lượng trên 1 vạn mét khối. Đầu năm 1955 lại đắp ở Khuyến Lương... Gia Lâm đắp ở đoạn Long Biên, Cự Khối, Đông Dư, gia cố thêm vững chắc những nơi có tổ mối. Từ Liêm tu sửa hai kè Thụy Phương và Phú Gia. Ngoài đê chính, huyện Thanh Trì đắp tuyến đê bối bao gồm 7 xã: Thanh Trì, Lĩnh Nam, Trần Phú, Yên Sở, Yên Mỹ, Duyên Hà, Vạn Phúc. Với diện tích 2000ha, dài 14,5km, mặt rộng từ 3m đến 4m, cao trung bình 2m, khối lượng trên 17 vạn mét khối. 9 Từ những năm 1958 đến 1961 toàn thành phố đã huy động lực lượng đắp đê khối lượng 1.480.000m3, tu bổ 29.000m3 đá các loại, ước tính trên 1,4 triệu ngày công. Sau những năm 1961 thành phố Hà Nội mở rộng, hệ thống đê điều tăng lên 110 km, 16 kè, 38 cống các loại. Công tác xây dựng và củng cố đê vẫn được tiến hành đều đặn từng năm. Gia Lâm đắp tuyến đê sông Đuống như đoạn Nha Thôn, Hàn Lạc, Đổng Viên, kè Sen Hồ, Gia Thượng. Thanh Trì đắp đoạn Thanh Lương. Từ Liêm tu bổ đê Nhật Tân, Phú Gia. Đông Anh kè Xuân Canh, nhà máy gạch... Sau nhiều năm lũ nhỏ, năm 1964 lũ lên vượt báo động 3 (+11.70). Đê Hà Nội bộc lộ rõ nhiều khuyết tật, vòi đục ở Nha Thôn, bãi sủi ở hạ lưu kè Sen Hồ, hạ lưu kè Đổng Viên (Gia Lâm), các vòi nước ở hạ lưu đê Nhật Tân, Phú Thượng, Nghi Tàm (Từ Liêm), đê Bùng (Thanh Trì). Thành phố đã phải xử lý ngay mùa lũ và sau khi lũ rút đã kịp thời củng cố đoạn đê này. Từ Liêm củng cố toàn tuyến từ Thượng Cát đến Nghi Tàm dài 12,5km, với khối lượng ngót 10 vạn mét khối, di chuyển 250 hộ dân ven đê, huy động mỗi ngày 2000 dân công. Từ năm 1961-1965 toàn thành phố đã đắp trên 2,1 triệu mét khối đất củng cố, 8.000m3 đá các loại vào kè và huy động trên 2 triệu ngày công cho công tác củng cố đê điều và phòng chống lụt bão. 1.1.1.5. Củng cố đê điều chống địch phá hoại giai đoạn 1966-1974 Hệ thống đê điều Hà Nội nhằm bảo vệ chống lũ lụt cho thủ đô và những vùng đông dân cư, có nhiều công trình văn hóa kỹ thuật và quân sự vào bậc nhất cả nước. Đế quốc Mỹ mở rộng chiến tranh ra miền Bắc. Một trong những mục tiêu phá hoại là hệ thống đê điều. Giai đoạn này đê điều không chỉ để phòng chống lũ mà còn có nhiệm vụ phòng chống địch phá đê. Trong đó có đê 10 huyện Từ Liêm. Đó là đoạn đê phía Tây Bắc, thượng lưu đoạn sông Hồng chảy qua thành phố. Tháng giêng năm 1966 đắp đoạn dài 1km, bao quanh bến phà Chèm, mở rộng hạ lưu từ 20-30m, khối lượng 16.000m3. Đắp đoạn thắt hẹp Nghi Tàm từ K62 + 200 - K63 + 400 mở rộng về phía thượng lưu 20-25m, khối lượng 8.700m3. Đê bối Thượng Cát - Liên Mạc dài 5.800m, mặt rộng 4m, chống lũ báo động cấp 3. Củng cố đê Bưởi - Nhật Tân dài 3km, cao trình +10.5 đến +11.00 ngăn chống lũ tập hậu vào nội thành khi đoạn đê thuộc Từ Liêm, Đan Phượng bị vỡ. Đắp đê Trung Hòa - Mễ Trì ngăn chặn nước tràn từ Đài phát thanh Việt Nam và khu công nghiệp Thượng Đình. Từ năm 1966 đến 1968 huyện Từ Liêm đắp đê chính và đê bối, khắc phục hậu quả 3 vị trí bị ném bom. Khối lượng tới gần 30 vạn mét khối. Huyện Thanh Trì mặt mở rộng từ 5-6m, xóa trạch đoạn Vạn Phúc Đông Mỹ, đắp phản áp các đoạn Lĩnh Nam, Yên Sở, Ngũ Hiệp. Huyện Gia Lâm và Đông Anh cũng tập trung nâng cao trình mặt đê, xóa trạch củng cố những vị trí ném bom. Trên 30 vị trí được tu bổ như Bát Tràng, Đa Tốn, Đông Dư, Cự Khối, Thạch Bàn, thị trấn Gia Lâm, Thanh Am, Hội Xá, Hoàng Long, Kim Sơn, Lệ Chi, Yên Thường, Yên Viên, Phù Đổng, Trung Màu... Huyện Đông Anh đắp đoạn Du Ngoại, Sáp Mai, kè Xuân Trạch, Hào Bối, Mai Lâm, Vĩnh Ngọc, Đông Trù và đắp đê bối Võng La - Hải Bối. Gia Lâm còn đắp đê bao Quán Tình, Việt Hưng, ngã ba thị trấn Yên Viên, nhà máy gạch Cầu Đuống với khối lượng 10 vạn mét khối. Hệ thống đê điều phải đối phó với lũ lớn liên tiếp những năm 1968, 1969, 1970, đặc biệt là năm 1971 đã diễn ra lũ lịch sử.