TÍNH TOÁN TIÊU NƯỚC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CÓ KỂ ĐẾN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

TÍNH TOÁN TIÊU NƯỚC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
CÓ KỂ ĐẾN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Ths. Phạm Thế Vinh; NCS. Nguyễn Phú Quỳnh;
TS. Đỗ Tiến lanh; GS.TSKH. Nguyễn Ân Niên
Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam
COMPUTATION OF STORM WATER DRAINAGE FOR HOCHIMINH CITY IN
SITUATION OF CLIMATE CHANGE
TÓM TẮT
Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong vùng ảnh hưởng mạnh của triều và mưa lớn trong
thời kỳ gió mùa Tây Nam (tháng 5 tới 11) và chịu sự tác động của biến đổi khí hậu ở 2 khía
cạnh: thay đổi lượng mưa trận và nâng cao mực nước triều thiết kế. Báo cáo tiếp thu kết quả về
xây dựng biểu đồ mưa và con triều thiết kế ứng với năm 2030 để tính lại diễn biến tiêu thoát
nước Thành phố Hồ Chí Minh trong điều kiện tự nhiên và có công trình ngăn triều và so sánh
với trường hợp hiện tại.
ABSTRACT
HoChiMinh city is located in zone of significant influence of tidal oscillation and abundant
precipitation in season of South - West monsoon (From May to November every year) and now is
affected by climate change of two aspects: increase rain intensity and sea level rive. By using the
researches on updating rain storm intensities and tidal process for 2030 we compute storm water
release process for both situations: with and without tidal control constructions and compare with
the ones in present situation.
I/ Mở đầu
Thành phố Hồ Chí Minh là đô thị lớn nhất nước nằm ở hạ lưu của lưu vực sông Đồng Nai
(hình 1) chịu sự tác động điều tiết của các hồ trong bậc thang cuối cùng là Trị An trên sông Đồng
Nai, SrokPhumiêng (sau 2012 là hồ Phước Hòa) trên sông Bé và Dầu Tiếng trên sông Sài Gòn
(hình 1).
Trang
1
Hình 1: Bản đồ khu vực nghiên cứu
Những yếu tố tác động đến tiêu thoát nước thành phố là:
- Mưa lớn và với tác động của biến đổi khí hậu đang có xu thế lượng mưa tiêu 3 giờ tăng

cao dần.
- Triều cường ngày càng nâng cao rõ rệt do ảnh hưởng của nước biển dâng.
- Xả lũ cao từ các hồ chứa do các đợt mưa lớn tập trung tuy lượng mưa năm có xu thế
giảm.
- Ảnh hưởng của lũ ĐBSCL ở phía nam do xác suất lũ lớn của Mêkông tăng cao và do dự
án chống lũ được triển khai ( cả phía Campuchia và Việt Nam) phân lũ mạnh hơn về phía
sông Vàm Cỏ.
- Nhiều trận bão muộn xuất hiện ở vĩ độ thấp ảnh hưởng tới khu vực như bảo Linda
(11/1996) đổ bộ vào Bán đảo Cà Mau, bão Durian (12/2006) đổ bộ vào Bến Tre.
Ngoài ra còn xuất hiện nhiều đợt gió chướng từ tháng 12 đến tháng 4 gây nước dâng cao ở
các cửa sông cỡ 20 -40 cm nhất là vào các tháng 2,3 với gió hướng ENE,E,ESE và SE.
Trang
2
Chúng tôi xin điểm qua một số yếu tố nêu trên:
1/ Mưa trận và mưa ngày Max có xu thế tăng cao
Theo tài liệu đo đạc tại trạm Tân Sơn Hòa (TP.HCM) thì lượng mưa một ngày max năm 2007
(109.3mm) so với năm 1970 (91.3 mm) tăng 18.7mm (xem hình 2).
Hình 2: Tổng lượng mưa 1 ngày max trạm Tân Sơn Hòa
2/ Mực nước biển dâng cao
Đây là nguy cơ có thực và được xác nhận bằng các tài liệu dẫn ra trong [4]
Trước tiên đó là kết quả đo liên tục bằng vệ tinh Topex theo tuyến từ Hải Nam (Trung quốc)
đến Kalimantan (Malaysia) thuộc biển đông từ 1982 đến 2002 cho thấy mực nước biển cao
nhất đã tăng 20cm trong 20 năm (hình 3).
Hình 3: Mực nước dâng trên biển Đông
Kết quả đo đạc mực nước cao nhất tại trạm Vũng Tàu từ 1980 tới 2007 (28 năm) và thấy mực
nước biển cao nhất tăng 14 cm (trung bình 0.5 cm/năm , xem hình 4).
Trang
3
Hình 4: Xu thế mực nước cao nhất giai đoạn 1980 -2007 tại trạm Vũng Tàu
Chênh lệch mực nước cao nhất thời kỳ 2007 so với đầu thời kỳ 2000 là 14 cm, trong khi

chênh lệch mực nước trung bình chỉ là 9 cm
3/ Họat động của xoáy thuận nhiệt đới ảnh hưởng tới Việt Nam
Tài liệu các cơn bão và áp thấp nhiệt đới ảnh hưởng tới bờ biển Việt Nam từ 1960 đến 2007
thống kê được 349 cơn trong đó ít nhất 23 cơn (6.6 %) ảnh hưởng tới khu vực Đông Nam bộ
và ĐBSCL (xem hình 5)
Hình 5: Quĩ đạo của 349 trận bão và ATNĐ đổ bộ vào vùng biển Việt Nam
giai đọan 1960 -2007
Trang
4
II/ Xây dựng các tiêu chuẩn mưa và con triều thiết kế cho năm 2030 với diễn biến của
biến đổi khí hậu (BĐKH). Trong các yếu tố thì 2 yếu tố tác động thường xuyên tới ngập úng
TP.HCM là mưa và triều – chúng tôi tập trung vào xây dựng mô hình mưa và triều thiết kế tới
năm 2030.
1/ Mô hình mưa thiết kế.
Trong [4] Lương Văn Việt khi nghiên cứu chuỗi số liệu mưa tại trạm đo mưa Tân Sơn Hòa đã
xây dựng mô hình tiêu xảy ra 2 năm một lần cho năm 2030 như trong bảng 1.
Bảng 1: Mô hình mưa thiết kế 2 năm (P=50%) năm 2030
Phút 10 20 30 40 50 60 70 80 90
X(mm) 0.9 1.7 3.5 8.5 21.3 17.1 11.5 8.15 5.9
Phút 100 110 120 130 140 150 160 170 180
X(mm) 4.5 3.40 2.7 2.2 1.7 1.4 1.2 1.0 0.8
Như vậy với trận mưa tiêu thiết kế trong 3 giờ là 97.5 mm tăng 5.3% so với năm 2000 (92.6mm).
Đúng ra mô hình mưa thiết kế trên là ứng với năm 2025 nhưng trong phạm vi sai số cho phép
(thống kê, dự báo ngoại suy) chúng tôi tạm dùng cho năm 2030.
2/ Mô hình triều thiết kế
Việc tăng mực nước triều trung bình tại trạm Vũng Tàu 8.9 cm trong 28 năm 1980 – 2007
không có nghĩa là mực nước đỉnh triều và chân triều cũng tăng lượng tương tự - Thực tế là
đỉnh triều tăng 14 cm cùng thời kỳ (khoảng 1.6 lần) và trị số này đều ghi nhận trên các trạm
hạ lưu Đồng Nai – Sài Gòn như tại các trạm thủy văn trên sông gần với cửa sông như Nhà Bè
(13.7 cm), Phú An (14.8 cm) và Biên Hòa (14.3 cm) - với các trạm ở sâu hơn vào đất liền về

phía thượng lưu như Thủ Dầu Một (11.3 cm) khi ảnh hưởng triều giảm hơn. Phía Sông Vàm
Cỏ dù ảnh hưởng của lũ ĐBSCL tăng cao mà mực nước cao nhất cùng thời kỳ lên tới gần
20cm ở Bến Lức và Tân An. Ngược lại mực nước thấp nhất tăng không nhiều (khỏang 0.6 cm
) cùng thời kỳ. Chúng tôi xem xét mực nước trung bình, max, min tại Vũng Tàu và đưa ra
phân tích sau (Bảng 2).
Trang
5
Bảng 2. Số liệu mực nước triều Vũng Tàu
Năm
Mực nước (cm)
Trung
bình
Max Min Max - TB Min – TB
1980 -29 129 -294 158 -265
1981 -27 130 -293 157 -266
1982 -30 117 -327 147 -297
1983 -31 121 -321 152 -290
1984 -27 137 -317 164 -290
1985 -30 122 -310 152 -280
1986 -33 120 -312 153 -279
1987 -33 107 -323 150 -290
1988 -29 107 -30 146 -271
1989 -26 126 -293 152 -267
1990 -30 129 -316 159 -286
1991 -29 129 -320 158 -291
1992 -24 138 -299 162 -275
1993 -19 133 -283 152 -264
1994 -16 143 -295 159 -279
1995 -18 146 -294 164 -276
1996 -17 137 -282 154 -265

1997 -29 132 -293 161 -264
1998 -26 126 -292 152 -266
1999 -19 148 -313 167 -299
2000 -18 139 -297 157 -279
2001 -18 141 -305 159 -287
2002 -21 145 -291 166 -270
2003 -23 128 -304 151 -281
2004 -25 128 -316 153 -291
2005 -29 124 -332 153 -303
2006 -24 133 -312 157 -288
2007 -24 137 -313 161 -289
Trung bình thời kỳ 80 -89 -29.5 123.6 -309.0 152.9 -279.5
Trung bình thời kỳ 90 -99 -22.7 136.1 -298.7 158.8 -276.0
Trung bình thời kỳ 2000 -07 -22.8 134.1 -308.8 157.2 -286.0
Bằng cách bổ sung thêm các cột Zmax – Ztb và Zmin – Ztb ta có thể thấy:
- Trị số Zmax –Ztb cuối thời kỳ và giả sử xu hướng tăng là tuyến tính thì mực nước
cuối thời kỳ so với mực nước max đầu thời kỳ (so với mực nước trung bình cùng thời kỳ)
là
= (157.2 – 152.9)(1+8/28) = 5.53 cm
Trị số 8 là 5 năm đầu + 3 năm cuối trong phép ngọai suy như trong hình vẽ 6.
Trang
6
Hình 6: Nội (ngọai suy) tuyến tính
Vậy là mực nước cao nhất đầu và cuối thời kỳ chênh nhau:
max
∆Ζ
=
tb
∆Ζ
+ = 8.9 + 5.5 = 14.4 cm

Trong đó
tb∆Ζ
ngọai suy theo cách tương tự
tb
∆Ζ
= (-22.8 + 29.5)( 1+8/28) = 8.9 cm
Như vậy trong cùng thời kỳ chênh lệch mực nước đỉnh Zmax tăng nhanh hơn chênh lệch mực
nước trung bình với tỷ số:
Nmax = Zmax/Ztb = 14.4 /8.9 = 1.6 lần
- Trị số Zmin –Ztb cuối thời kỳ cũng bằng phép ngọai suy trên ta được:
= (-286 +279.5)(1+8/28) = -8.4cm
Vậy là chênh lệch mực nước chân thực tế là:
min
∆Ζ
= Ztb + = 8.9 - 8.4 =0.5 cm
Điều đó có nghĩa là mực nước chân triều tăng không đáng kể:
Nmin =
min
∆Ζ
/
tb
∆Ζ
= 0.5/8.9 = 0.06
- Cho tới 2030 với xu thế tăng mực nước trung bình như hiện nay (0.32 cm/năm) thì so với
năm 1980 mực nước biển trung bình tại Vũng Tàu tăng 16.2 cm và như vậy mực nước
max tăng 30 cm còn mực nước min chỉ tăng chưa tới 1 cm nghĩa là thực tế không tăng.
Thiết kế con triều tiêu nước mưa thành phố.
Triều thiết kế trong tính toán trong Quy hoạch thủy lợi phục vụ chống ngập úng TP. HCM
[3] lấy con triều thực tế tháng 10/2007. Để chuyển đổi (thu phóng) con triều thực tế trên
thành con triều thiết kế ứng với năm 2030 ta lưu ý đến các thông số sau:

Ztb
(30-07)
= 0.32 x23 = 7.4 cm
Cho mỗi chu kỳ triều ta lấy trị số Hmax = Zmax – Ztb và thu phóng mực nước Z(t) - Ztb theo
hệ thức:
Trang
7
Z’(t) = Z(t) +ΔZtb+ 0.6
max
)(
H
ZtbtZ −
ΔZtb= Z(t) +7.4+ 4.44
max
)(
H
ZtbtZ −
Trong đó Hmax= Zmax-Ztb
Với Z’(t) <Ztb ta dùng hệ thức:
Z’(t) = Z(t) +ΔZtb-6.96
min
)(
H
ZtbtZ −
ΔZtb
= Z(t) +7.4+6.96
min
)(
H
ZtbtZ −

Trong đó: Hmin = Ztb – Zmin
Trong các công thức cuối ở trên thì mực nước lấy đơn vị là cm
Tất nhiên phải kiểm tra sau khi thu phóng theo các công thức trên thì Ztb(30) phải lớn hơn
Ztb(07) lượng ΔZtb (07- 30) và chặt chẽ hơn phải là công thức thu phóng ít ra là bậc 2 trở lên
nhưng với ΔZtb (07 -30)<< A - biên độ triều (7.4 cm so với 390) công thức triều có thể sử
dụng được với sai số chấp nhận.
Con triều thiết kế ứng với 2030 cho trên hình 7.
Hình 7: Ví dụ về con triều thiết kế
III/ Tính tóan triều thoát nước mưa TP. HCM ứng với năm 2030 trong bối cảnh biến
đổi khí hậu ( BĐKH)
1- Sơ đồ tính
Mạng lưới sông bao gồm 105 sông, kênh trong đó tập trung chi tiết vào khu Nam Thành
phố Hồ Chí Minh.
Trang
8
Hình 8: Sơ đồ thủy lực khu vực TPHCM
2- Các phương án tính toán
- Bài toán hiện trạng lũ năm 2000, địa hình hiên trạng (HT2000)
- Kịch bản lũ năm 2000 kết hợp với mưa nội vùng tăng, mực nước triều năm 2030, địa
hình hiện trạng (HT2030).
- Kịch bản lũ năm 2000 kết hợp với mưa nội vùng tăng, mực nước triều năm 2030, có
công trình ngăn triều (CT2030).
3- Kết quả tính tóan
Kết quả tính toán cho thấy khi mực nước max tại Vũng Tàu dâng cao 30 cm vào năm
2030 thì mực nước max tại Phú An (khu vực thành phố Hồ Chí Minh) khi chưa có công trình
kiểm soát triều tăng lên 22 cm. Khi có các công trình kiểm soát mực nước triều trong thành phố
thì mực nước Phú An dâng cao đạt 1,85 m vào năm 2030 (tăng 49cm so với hiện tại)
Mực nước chân triều giữa hiên trạng và năm 2030 tại khu vực thành phố thay đổi không
đáng kể. Trong trường hợp địa hình hiện nay còn nhiều các khu trữ nước nên khả năng ảnh
hưởng của chân triều tác động từ biển vào không mạnh. Tuy nhiên, khi xây dựng các công trình

ven sông để ngăn triều, do lòng dẫn chỉ còn sông chính, khả năng trữ rất ít nên tác động của chân
triều là rõ nét. Chân triều tại Phú An sẽ hạ thấp hơn so với hiện nay khoảng 10 cm. Mực nước
Trang
9
chân trước cống cũng giảm tương tự trong khi mực nước lớn nhất trước cống (trong vùng được
bảo vệ giảm 2-5cm.
Hình 9: Mực nước Phú An trong các kịch bản
Hình 10: Mực nước Nhà Bè trong các kịch bản
Hình 11: Mực nước trên kênh Mương Chuối trong các kịch bản
Trang
10
Hình 12: Mực nước trên kênh Kinh Tẻ trong các kịch bản
Về diện tích ngập khu vực thành phố Hồ Chí Minh, đối với lũ năm 2000, ngập toàn thành
phố lên tới 130 ngàn ha trong đó chủ yếu ngập tại các huyện Cần Giờ, Bình Chánh, Nhà Bè, Củ
Chi và Quận 7…Khi mực nước triều dâng cao 45 cm thì theo kết quả tính toán cho thấy tổng diện
tích ngập toàn thành phố lên tới 151 ngàn ha.
Khi có công trình kiểm soát theo quy hoạch, khu vực bờ tả sông Đồng Nai Sài Gòn đã
được các cống và đê bao bảo vệ. Một số khu vực Quận 2 , Q9 sẽ được bao đê và tôn nền. Tổng
diện tích ngập trong trường hợp này giảm chỉ còn khoảng 90,3 ngàn ha tập trung chủ yếu vào
huyện Cần Giờ và những vùng thấp ngoài đê.
Bảng 3. Mực nước lớn nhất tại một số vị trí
Stt Trường hợp Phú An Nhà Bè
Mương Chuối Kênh Tẻ
Trước cống Sau cống Trước cống Sau cống
1 Hiện trạng 1.35 1.39 1.39 1.39 1.36 1.36
2 HT năm 2030 1.57 1.64 1.64 1.64 1.57 1.57
3 QH năm 2030 1.85 1.81 1.81 0.12 1.84 0.12
Mực nước triều dâng cao không những ảnh hưởng tới mực nước mà còn làm cho lưu
lượng chảy ngược và chảy xuôi trên các sông kênh tăng lên. Vận tốc trên các sông tăng sẽ tác
động trực tiếp đến quá trình xói lở bờ và lòng dẫn.

Trang
11
Hình 13: Vận tốc tại Phú An trong các kịch bản
IV/ Kết luận
Với biến đổi khí hậu (BĐKH) lượng mưa trận tăng và mực nước triều trung bình tăng, đặc biệt
tăng cao là mực nước đỉnh triều làm cho Thành phố bị ngập rất nặng nếu không có cống ngăn
triều và bờ bao. Nhờ có chân triều tăng không đáng kể mà việc tiêu nước khi có cống ngăn triều
rất thuận lợi Trong báo cáo bằng tính toán đã chứng minh điều đó, tuy mới tính với trường hợp
là cống mở khi mực nước trước cống cao hơn mực nước ngoài sông và ngược lại. Trong thực tế
không thể hạ thấp mực nước trong cống xuống mức tới gần -3.0 mà phải duy trì mực nước kênh
tiêu xung quanh cao trình 0,0 để môi trường không bị xấu đi (không để lộ bùn đáy kênh) và có
thể là cả phục vụ giao thông thủy nội địa. Trong báo cáo này chỉ chứng minh khả năng tiêu thoát
chống ngập thành phố khi có công trình và bờ bao ngăn triều trong điều kiện mưa lớn và nước
biển dâng.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1].IPCC - Intergovernmental Panel on Climate Change .
[2].
[3].Viện Khoa học Thuỷ lợi Miền Nam (2008), Quy hoạch chống ngập cho TPHCM, TPHCM.
[4].Lương Văn Việt (2008) Nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu các đặc trưng khí tượng-thuỷ
văn phục vụ phòng chống ngập úng trên khu vực Tp HCM. Trung tâm điều hành chương
trình chống ngập úng Tp HCM
[5].Đinh Văn Mạnh, Lê Như Ngà (2009) Xây dựng đường suất bảo đảm độ cao mực nước
biển phục vụ thiết kế nâng cấp đê biển từ Quảng ninh đến Quảng nam. Báo cáo Hội nghị
cơ học nhân 30 năm ngày thành lập Viện Cơ Học.
[6].DANIDA (2002), Hội thảo về mô hình toán MIKE, Viện KHTL Miền Nam, Tp. HCM.
_______________________________
Người phản biện: GS.TS. Lê Sâm
Trang
12