Luận văn thạc sĩ giải pháp tổng thể tiêu thoát nước nhiêu lộc thị nghè thành phố hồ chí minh
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (9.31 MB, 139 trang )
I
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập cũng như thực hiện luận văn này học viên được gia
đình, bạn bè và đồng nghiệp tận tình giúp đỡ về mặt tinh thần cũng như vật chất. Bên
cạnh đó, nhà trường đã tạo điều kiện, cũng như quý thầy cô đã tận tình dạy bảo hướng
dẫn.
Tôi xin chân thành cám ơn đến các tổ chức:
- Ban giám hiệu Trường Đại Học Thủy Lợi
- Tất cả quý thầy cô Trường Đại Học Thủy Lợi
- Các nhân viên Cơ sở 2 - Đại học Thủy Lợi
- Ban Giám đốc, Trưởng Phó Phòng và các đồng nghiệp của Công ty TNHH MTV
Thoát nước Đô Thị Tp.Hồ Chí Minh
Và lòng biết ơn sâu sắc đến cá nhân:
- Giáo viên hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Đăng Tính đã tận tình giúp đỡ trong việc
chọn đề tài, tìm tài liệu cũng như quá trình thực hiện đề tài này.
Trong thời gian thực hiện đề tài bản thân tôi đã hết sức cố gắng, nỗ lực để đạt được
kết quả tốt nhất. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều sai sót kính mong sự đóng góp ý kiến của quý
thầy cô và các bạn. Một lần nữa, xin gởi đến quý thầy cô, bạn bè và đồng nghiệp lời cảm
ơn chân thành nhất.
Trân trọng cảm ơn!
Tác giả đề tài
Huỳnh Thị Thanh Diệu
II
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan: Bản luận văn thạc sỹ này là công trình nghiên cứu thực sự của
cá nhân học viên, dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Nguyễn Đăng Tính. Luận văn
đã kế thừa cơ sở dữ liệu, số liệu của các đề tài khoa học do Công ty TNHH MTV Thoát
nước Đô Thị Hồ Chí Minh thực hiện để phục vụ cho các nghiên cứu. Ngoài ra tất cả các
nội dung học viên tham khảo đều được trích dẫn nguồn đầy đủ và đúng theo quy định.
Học viên thực hiện luận văn
Huỳnh Thị Thanh Diệu
III
LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................................... I
LỜI CAM ĐOAN...............................................................................................................II
DANH MỤC HÌNH ........................................................................................................... V
DANH MỤC BẢNG .......................................................................................................... X
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ......................................................................................... XII
MỞ ĐẦU .............................................................................................................................. 1
1.
Tính cấp thiết của Đề tài .................................................................................. 1
2.
Mục đích của Đề tài .......................................................................................... 2
3.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................... 2
4.
Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu .................................................... 3
CHƯƠNG I ......................................................................................................................... 4
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU .......................................................................................... 4
1.1.
1.1.1.
1.1.2.
1.1.3.
Các giải pháp tổng thể tiêu thoát nước đã thực hiện trên Thế giới: ............ 4
Tình hình ngập lụt ở trên Thế giới: .................................................................. 4
Nguyên nhân ngập trên Thế giới: ..................................................................... 7
Các giải pháp tiêu thoát nước trên Thế giới: ................................................... 8
1.2.
1.2.1.
1.2.2.
1.2.3.
Các giải pháp tổng thể tiêu thoát nước đã thực hiện tại Việt Nam: .......... 14
Hiện trạng ngập tại Việt Nam: ........................................................................ 14
Nguyên nhân ngập tại Việt nam: .................................................................... 17
Các giải pháp nghiên cứu tiêu thoát nước ở Việt Nam: ................................ 19
1.3.
1.3.1.
1.3.2.
1.3.3.
Hiện trạng về tiêu thoát nước TPHCM: ....................................................... 21
Thực trạng ngập tại TPHCM: ......................................................................... 21
Nguyên nhân ngập tại TPHCM: ..................................................................... 23
Các giải pháp tiêu thoát nước trên địa bàn TPHCM: .................................... 27
CHƯƠNG II ...................................................................................................................... 31
CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ĐỂ TÍNH TOÁN TIÊU THOÁT NƯỚC .... 31
2.1.
2.1.1.
2.1.2.
2.1.3.
Hiện trạng lưu vực Nhiêu Lộc – Thị Nghè: .................................................. 31
Đặc điểm địa lý tự nhiên: ............................................................................... 31
Cơ sở hạ tầng: .................................................................................................. 37
Tình hình ngập úng lưu vực Nhiêu Lộc – Thị Nghè ..................................... 43
IV
2.2.
2.2.1.
2.2.2.
Giới thiệu mô hình toán Mike: ..................................................................... 46
Phân tích lựa chọn mô hình sử dụng trong đề tài: ........................................ 46
Giới thiệu lý thuyết các mô hình sử dụng cho đề tài: .................................... 46
2.3.
Nghè:
2.3.1.
2.3.2.
2.3.3.
2.3.4.
2.3.5.
2.3.6.
Xây dựng mô hình thủy lực thoát nước MIKE lưu vực Nhiêu Lộc – Thị
56
Phương pháp tính toán mô hình thủy lực MIKE: ......................................... 56
Triển khai mô hình thủy lực MIKE: ............................................................... 56
Mô hình dòng chảy trên kênh, rạch (MIKE 11): ........................................... 57
Mô hình dòng chảy trong hệ thống cống, hầm ga (MIKE URBAN): ........... 63
Mô hình dòng chảy tràn trên bề mặt (MIKE 21) : ......................................... 69
Mô hình ngập lụt đô thị (MIKE FLOOD): ..................................................... 70
2.4.
2.4.1.
2.4.2.
2.4.3.
2.4.4.
Xây dựng kịch bản tính toán: ........................................................................ 71
Xây dựng 2 bộ mô hình thủy lực:.................................................................... 71
Phương pháp đánh giá : .................................................................................. 72
Hiệu chỉnh mô hình thủy lực: ......................................................................... 72
Đánh giá kiểm định mô hình thủy lực:........................................................... 74
CHƯƠNG III .................................................................................................................... 77
ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TIÊU THOÁT NƯỚC NHIÊU LỘC – THỊ NGHÈ ............. 77
3.1.
3.1.1.
3.1.2.
3.1.3.
Phân tích khả năng thoát nước của lưu vực NL-TN : ................................. 77
Phân tích hiện trạng thoát nước lưu vực trên mô hình: ............................... 77
Khảo sát thực trạng lưu vực : ......................................................................... 81
Kết luận nguyên nhân gây ngập lưu vực NL-TN: ......................................... 85
3.2.
3.2.1.
3.2.2.
3.2.3.
3.2.4.
Đề xuất và đánh giá các phương án tiêu thoát nước lưu vực NL-TN:....... 86
Mục tiêu: .......................................................................................................... 86
Phương án tổng thể: ........................................................................................ 87
Phương án chi tiết: .......................................................................................... 98
Đánh giá hiệu quả phương án: .................................................................... 108
3.3.
Kết luận chung: ............................................................................................. 110
KIẾN NGHỊ .................................................................................................................... 111
PHỤ LỤC ........................................................................................................................ 113
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................. 122
V
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Cảnh ngập lụt ở miền Bắc nước Anh tháng 12/2015 .......................................... 5
Hình 1.2: Ngập lụt ở Venice, Acqua alta ở Piazza San Marco ........................................... 5
Hình 1.3: Ngập lụt tháng 6/2016 tại Trung Quốc ngập lụt: vùng Đông Bắc ...................... 6
Hình 1.4: Một con đường bị ngập lụt ở Chennai, Ấn Độ, ngày 02/12/ 2015 ...................... 6
Hình 1.5: Trận ngập lịch sử năm 2011 tại Thái Lan ........................................................... 7
Hình 1.6: Trận ngập lụt tại Jakarta, Indonesia năm 2013 .................................................. 7
Hình 1.7: Các Đập tràn ở Morganza mở ra chuyển nước từ sông Mississippi................... 9
Hình 1.8: Kênh Đường bộ lũ Yemen .................................................................................... 9
Hình 1.9: Một cơ sở kiểm soát dòng chảy và vùng Tsurumi đa mục đích khi nước được
giữ lại lưu vực ..................................................................................................................... 10
Hình 1.10: Tái tạo hệ thống thoát nước đô thị ở Acapulco ............................................... 10
Hình 1.11: Thấm nước mưa thông qua phủ xanh bãi đậu xe ở Washington, DC ............. 11
Hình 1.12: Diện tích đất ngập nước Agusan khô và lũ lụt ................................................ 11
Hình 1.13: Nhà ở nêu ra để tránh lũ lụt ở Shrewsbury, Anh ............................................. 12
Hình 1.14: Rào cản Sông Thames ..................................................................................... 12
Hình 1.15: Công trình chắn sóng Maeslant ở Hà Lan ...................................................... 12
Hình 1.16: Tổ hợp công trình chống ngập ở Saint- Petersburg ........................................ 13
Hình 1.17: Thiết bị phát hiện và đo lường Samoa, Ấn Độ ................................................ 14
Hình 1.18: Cảnh ngập cổ đô Huế 2008 ............................................................................. 15
Hình 1.19: Nước ngập trên đường Quang Trung, Đà Nẵng ............................................. 16
Hình 1.20: Đường Nguyễn Trãi sau khi nước rút, ở Cần Thơ .......................................... 16
Hình 1.21: Người dân lội nước tại thành phố Nha Trang ................................................. 17
VI
Hình 1.22: Khu dân cư dọc Phan Đình Phùng, Đà lạt chìm trong nước .......................... 17
Hình 1.23: Những nguyên nhân gây ngập úng TPHCM ................................................... 23
Hình 2.1: Bảng đồ các lưu vực thoát nước của TPHCM .................................................. 31
Hình 2.2: Tuyến kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè .................................................................... 32
Hình 2.3: Các quận thuộc Kênh NL-TN đảm trách tiêu thoát nước ................................. 32
Hình 2.5: Dòng chảy kênh rạch bị lấn chiếm .................................................................... 38
Hình 2.6: Hệ thống cống cấp 1, cấp 2 ............................................................................... 39
Hình 2.7: Tỷ lệ hệ thống cống chung cho nước thải và nước mua tại các TTCN và Quận,
huyện ................................................................................................................................... 39
Hình 2.8: Hệ thống cống kiểm soát triều ........................................................................... 41
Hình 2.9: Vị trí các Trạm bơm giảm ngập......................................................................... 42
Hình 2.10: Hồ Hoàng Văn Thụ (Diện tích~800 m2;Độ sâu~4,5m;Thể tích
chứa~35.100m3) ................................................................................................................. 42
Hình 2.11: Hồ Kỳ Hòa (Diện tích ~ 3.200 m2;Độ sâu ~ 2 m;Thể tích chứa ~ 6.400m3) . 43
Hình 2.12: Hồ Văn Thánh (Diện tích ~ 20.000m2;Độ sâu ~ 2 m;Thể tích chứa ~
40.000m3 ............................................................................................................................ 43
Hình 2.13: Sơ đồ tính toán mưa – dòng chảy .................................................................... 49
Hình 2.14: Sơ đồ tính toán dòng chảy trong hệ thống thoát nước 1 chiều ....................... 49
Hình 2.15: Sơ đồ kết hợp mô hình 1 chiều và 2 chiều ....................................................... 50
Hình 2.16: Sử dụng GIS xử lý số liệu địa hình .................................................................. 51
Hình 2.17: Các ứng dụng trong kết nối tiêu chuẩn ........................................................... 54
Hình 2.18: Một ứng dụng trong kết nối bên ...................................................................... 54
Hình 2.19: Một ví dụ trong kết nối công trình ................................................................... 55
Hình 2.20: Kết nối các mô hình đưa vào MIKE FLOOD ................................................. 57
VII
Hình 2.21: Bản đồ địa hình hiện trạng - số hóa để sử dụng trong công tác lập mô hình
thủy lực ............................................................................................................................... 58
Hình 2.22: Hình ảnh kênh rạch ......................................................................................... 59
Hình 2.23: Số hóa hệ thống kênh rạch lưu vực NL-TN ..................................................... 60
Hình 2.24: Mặt cắt ngang rạch được số hóa ..................................................................... 60
Hình 2.25: Điều kiện biên triều ngày 15/08/2014 ............................................................. 61
Hình 2.26: Điều kiện biên triều ngày 06/09/2014 ............................................................. 61
Hình 2.27: Các tuyến rạch đã được gắn điều kiện biên .................................................... 62
Hình 2.28: Các thuộc tính kênh rạch được liên kết ........................................................... 62
Hình 2.29: Các thuộc tính kênh rạch trong mô hình MIKE11 .......................................... 63
Hình 2.30: Dữ liệu nền DEM lưu vực NL-TN ................................................................... 63
Hình 2.31: Mạng lưới cống trong khu vực nghiên cứu ..................................................... 64
Hình 2.32: Nhập thuộc tính hầm ga .................................................................................. 64
Hình 2.33: Bảng thuộc tính hầm ga ................................................................................... 65
Hình 2.34: Nhập thuộc tính cống ....................................................................................... 65
Hình 2.35: Bảng thuộc tính cống ....................................................................................... 65
Hình 2.36: Nhập thuộc tính cửa xả .................................................................................... 66
Hình 2.37: Bảng thuộc tính cửa xả .................................................................................... 66
Hình 2.38: Trắc dọc tuyến cống ........................................................................................ 66
Hình 2.39: Lưu vực bộ phận lưu vực NL-TN ..................................................................... 67
Hình 2.40: Mô hình thủy văn – thủy lực lưu vực bộ phận ................................................. 67
Hình 2.41: Điều kiện biên mưa thực tế ngày 15/08/2014 .................................................. 68
Hình 2.42: Điều kiện biên mưa thực tế ngày 06/09/2014 .................................................. 68
Hình 2.43: Giao diện mô phỏng MOUSE .......................................................................... 69
VIII
Hình 2.44: Đường mực nước trong cống đường 3 tháng 2 ............................................... 69
Hình 2.45: Địa hình tích hợp trong mô hình ..................................................................... 70
Hình 2.46: Các công trình khác trong mô hình ................................................................. 70
Hình 2.47: Mô hình liên kết 3 module ............................................................................... 71
Hình 2.48: Hiện trạng ngập ngày 15/08/2014 ................................................................... 72
Hình 2.49: Hiện trạng ngập ngày 06/09/2014 ................................................................... 72
Hình 3.1: Bảng đồ tổng thể ngập trận mưa ngày 15-08-2014 ......................................... 77
Hình 3.2 : Vị trí Cầu Mới – Rạch Xuyên Tâm ................................................................... 78
Hình 3.3: Các trạm bơm giảm ngập trên lưu vực Nhiêu Lộc – Thị Nghè ......................... 79
Hình 3.4: Hình ảnh một số trạm bơm giảm ngập .............................................................. 79
Hình 3.5: Dòng chảy trong cống không thể thoát ra ngoài kênh ...................................... 80
Hình 3.6: Đoạn cống gây ngập trên lưu vực ..................................................................... 80
Hình 3.7: Hiện trạng các con rạch bị bồi lắng, lấn chiếm ................................................ 83
Hình 3.8: Hiện trạng lòng cống trên lưu vực NL-TN ........................................................ 85
Hình 3.9: Hệ thống cống kiểm soát triều ........................................................................... 88
Hình 3.10: Trạm kiểm soát triều và Trạm bơm ................................................................. 89
Hình 3.11: Quy hoạch điều chỉnh hướng thoát nước ........................................................ 90
Hình 3.12: Mặt cắt mở rộng điển hình rạch Cầu Bông ( L=2,8m) ................................... 92
Hình 3.13: Mặt cắt mở rộng điển hình rạch Cầu Sơn ( L=6,1m) ..................................... 92
Hình 3.14: Hiện trạng ngày 15-08-2014 ........................................................................... 94
Hình 3.15: Phương án mở rộng kênh rạch 15-08-2014 .................................................... 94
Hình 3.16: Hướng thoát nước cũ đường 3 Tháng 2 ........................................................ 100
Hình 3.17: Hướng thoát nước điều chỉnh theo quy hoạch mới đường 3 tháng 2 ............ 101
Hình 3.18: Hình ảnh kết quả so sánh điểm ngập đường 3 Tháng 2 ................................ 101
IX
Hình 3.19: Hướng thoát nước cũ đường Tô Hiến Thành ................................................ 102
Hình 3.20: Hướng thoát nước điều chỉnh theo quy hoạch mới đường Tô Hiến Thành .. 103
Hình 3.21: Hình ảnh kết quả so sánh điểm ngập đường Tô Hiến Thành ........................ 103
Hình 3.22: Hướng thoát nước cũ đường Mai Thị Lựu .................................................... 104
Hình 3.23: Hướng thoát nước điều chỉnh theo quy hoạch mới đường Mai Thị Lựu....... 104
Hình 3.24: Hình ảnh kết quả so sánh điểm ngập đường Mai Thị Lựu ............................ 105
Hình 3.25: Hướng thoát nước cũ đường Đinh Tiên Hoàng ............................................ 105
Hình 3.26: Hướng thoát nước điều chỉnh theo quy hoạch mới đường Đinh Tiên Hoàng
.......................................................................................................................................... 106
Hình 3.27: Hình ảnh kết quả so sánh điểm ngập đường Đinh Tiên Hoàng .................... 106
Hình 3.28: Dòng chảy ổn định tuyến cống trên lưu vực .................................................. 108
Hình 3.29: Hạn chế khả năng kết nối .............................................................................. 111
X
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Biểu đồ phân bố diện tích địa hình lưu vực theo cao độ ................................... 33
Bảng 2.2: Lượng mưa và trận mưa qua các năm tại Cầu Bông ........................................ 34
Bảng 2.3: Thủy triều tại TPHCM – quan trắc từ 18-25/07/2007 ...................................... 35
Bảng 2.4: Các đặc trưng chế độ mưa (Trạm đo mưa Tân Sơn Nhất) ............................... 36
Bảng 2.5: Mực nước bình quân trên sông Sài Gòn –trạm Phú An .................................... 37
Bảng 2.6: Mật độ cống của các Quận trong lưu vực được xây dựng khá hoàn chỉnh ...... 39
Bảng 2.7: Số lượng cống trên lưu vực NL-TN ................................................................... 40
Bảng 2.8: Công suất trạm bơm lưu vực NL-TN ................................................................ 41
Bảng 2.9: Chiều dài các kênh, rạch của lưu vực NL-TN ................................................... 58
Bảng 2.10: Kịch bảng tính toán cho 2 bộ mô hình thủy lực .............................................. 71
Bảng 2.11: Bảng thông số hiệu chỉnh mô hình .................................................................. 73
Bảng 2.12: Bảng số liệu ngập của mô hình và thực đo ..................................................... 73
Bảng 2.13: Kết quả tính toán dòng chảy kênh rạch theo mô hình.................................... 74
Bảng 2.14: So sánh kết quả hiện trạng và tính toán mô hình ............................................ 74
Bảng 2.15: Bảng đồ so sánh diện tích ngập (m2) .............................................................. 75
Bảng 2.16: Bảng đồ so sánh độ cao ngập (m) ................................................................... 75
Bảng 3.1: Bảng so sánh lượng nước theo quy hoạch hướng thoát nước (m3) .................. 81
Bảng 3.2: Bảng so sánh lượng nước theo quy hoạch hướng thoát nước (m3) .................. 90
Bảng 3.3: Bảng cân bằng nước giữa tổng lượng, tổng trữ và bơm ................................... 91
Biểu đồ 3.4: Biểu đồ so sánh tổng lượng và khả năng điều tiết (m3) ................................ 91
Biều đồ 3.5: So sánh vũ lượng mưa (mm) ........................................................................ 93
Bảng 3.6: Kịch bản mô phỏng phương án mở rộng kênh rạch cho các năm .................. 93
XI
Bảng 3.7 : Các thông số thiết lập cho mô hình tính toán phương án ngày 15/08/2014 .... 93
Bảng 3.8: So sánh diện tích ngập lưu vực trước và sau có PA mở rộng .......................... 94
Biểu đồ 3.9: Biểu đồ so sánh diện tích ngập cho kịch bản tính toán................................ 95
Biểu đồ 3.10: Biểu đồ so sánh diện tích ngập úng theo tần suất mưa thiết kế ................. 95
Bảng 3.11: Bảng cân bằng nước theo phương án mở rộng kênh rạch ............................. 96
Biểu đồ 3.12: Biểu đồ so sánh tổng lượng và khả năng điều tiết (m3) .............................. 97
Bảng 3.13: Bảng thống kê diện tích hồ trong lưu vực NL-TN ........................................... 98
Bảng 3.14: Bảng thống kê chiều cao và diện tích ngập sau khi mô phỏng PAMR ........... 99
Bảng 3.15: Bảng phương án các tuyến đường còn lại của lưu vực NL-TN ................... 107
Bảng 3.16: Chi tiết hiệu quả các phương án ................................................................... 109
XII
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
-
TPHCM
: Thành phố Hồ Chí Minh
-
TP
: Thành phố
-
NL-TN
: Nhiêu Lộc – Thị Nghè
-
KT-XH
: Kinh tế - Xã hội
-
SCADA
: ( Supervisory Control And Data Acquisition) Hệ thống giám sát và
thu thập số liệu.
-
GIS
: ( Geographic Information System) Hệ thống thông tin địa lý
-
DEM
: (Digital Elevation Model) Mô hình số cao độ
-
KHTLMN : Khoa học Thủy Lợi Miền nam
-
JACA
: ( Japan International Cooperation Agency) Cơ quan hợp tác quốc
tế Nhật Bản
-
CMD
: (Clean Development Mechanism) Gia tăng dân số tự nhiên
-
HTTN
: Hệ thống Thoát nước
-
UBND
: Ủy Ban Nhân dân
-
ĐBSCL
: Đồng Bằng Sông Cửu Long
-
SGTCC
: Sở Giao Thông Công Chánh
-
PAMR
: Phương án mở rộng
XIII
1
MỞ ĐẦU
1.
Tính cấp thiết của Đề tài
Vấn đề tiêu thoát nước đã và đang được các nước trên thế giới quan tâm, nhất là trong
giai đoạn hiện nay thế giới đang phải ứng phó với ngập lụt và hậu quả trực tiếp của việc
biến đổi khí hậu gây ra. Với tốc độ phát triển quá nhanh của đô thị hóa nhưng thiếu những
giải pháp quy hoạch quản lý và công trình hạ tầng thích ứng. Ngập lụt đô thị đã gây nên
những tác động không nhỏ đến sinh hoạt người dân: ảnh hưởng đến sự phát triển kinh tế,
ô nhiễm môi trường sống. Thành phố Hồ Chí Minh (TPHCM) một trong những thành phố
tiêu biểu, dẫn đầu của nước Việt Nam, nơi chúng tôi đang sinh sống và học tập đã chứng
kiến rất rõ về vấn đề này. Trong những năm gần đây việc biến đổi khí hậu và mực nước
biển dâng có tính chất, tác động của con người khó có thể suy đoán và kiểm soát được.
Vì vậy việc ngập lụt ngày càng diễn biến nhiều và phức tạp hơn. Đòi hỏi sự đầu tư nghiên
cứu của các nhà khoa học và sự đầu tư tài chính không nhỏ của quốc gia. Giải pháp chống
ngập đòi hỏi sự kết hợp toàn diện từ kế hoạch chiến lược tổng hợp, giải pháp quy hoạch
đến thiết kế xây dựng và quản lý vận hành công trình.
Một hiện tượng được biết rất rõ là khi mưa to lại gặp triều cường trên mạng kênh rạch
thì nước mưa khi tiêu thoát sinh ra ngập úng nhiều vùng; trường hợp này thường xuyên
xảy ra với một số khu vực thuộc TPHCM trong mùa mưa. Với một số vùng và đường phố
của TPHCM khi khi không mưa cũng bị ngập do triều cường, hoặc bị ngập sau mưa do
nước mưa từ nơi khác chuyển tới. TPHCM có độ dốc từ Bắc xuống Nam, cao ở phía Bắc
(Đông - Bắc và Tây - Bắc) và thấp dần xuống phía Nam, hướng thoát nước là Bắc-Tây
Bắc-Đông Bắc xuống Nam-Đông Nam-Tây Nam. Thời gian gần đây, khi những cơn mưa
to cộng với triều cường lịch sử, tình trạng ngập lụt tại TPHCM đang diễn biến phức tạp,
tăng cả về mực nước và thời gian ngập.
Khu vực nội thành TPHCM có 5 hệ thống kênh rạch chính với tổng chiều dài khoảng
55 km đảm nhận chức năng tiêu thoát nước cho khu vực nội thành, bao gồm:
Hệ thống kênh Nhiêu Lộc –Thị Nghè;
2
Hệ thống kênh Tân Hoá –Lò Gốm;
Hệ thống kênhTàu Hũ– kênh Đôi– kênh Tẻ;
Hệ thống kênh Bến Nghé;
Hệ thống kênh Tham Lương – Bến Cát – Vàm Thuật;
Đối với lưu vực Nhiêu Lộc – Thị Nghè, lưu vực trung tâm luôn trong tình trạng ngập
lớn về điểm ngập và độ cao ngập, ảnh hưởng rất lớn không chỉ đến đời sống và kinh tế
của người dân trong khu vực mà còn những người lao động làm việc tại lưu vực này. Tôi
đã chọn một đại diện tiêu biểu là lưu vực hệ thống kênh NL-TN để nghiên cứu với đề tài
“Giải pháp tổng thể tiêu thoát nước lưu vực Nhiêu Lộc - Thị Nghè” nhằm đánh giá chất
lượng hiệu quả của hệ thống thoát nước tại lưu vực để từ đó có cái nhìn đúng đắn về vấn
đề, cũng như đưa ra một số đề xuất nhằm nâng cao chất lượng của hệ thống thoát nước tại
thành phố. Phương án tổng thể tiêu thoát nước lưu vực đưa ra giúp thoát nước cửa xả tốt
hơn, tăng dung tích chứa nước mưa khi có mưa lớn.
2.
Mục đích của Đề tài
Đề xuất giải pháp tổng thể tiêu thoát nước lưu vực NL-TN, nhằm đánh giá chất lượng
hiệu quả của hệ thống thoát nước tại Thành phố để từ đó có cái nhìn đúng đắn về vấn đề,
cũng như đưa ra một số đề xuất nhằm nâng cao chất lượng của hệ thống thoát nước tại
TPHCM.
3.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Nội dung nghiên cứu: đánh giá hiện trạng và khả năng thoát nước của hệ thống thoát
nước lưu vực Nhiêu Lộc – Thị Nghè. Từ đó đề xuất giải pháp thoát nước mang tính tổng
thể và xây dựng các giải pháp cụ thể ứng với kịch bản mưa triều thực.
Trong phạm vi luận văn chỉ tập trung vào nghiên cứu đưa ra các giải pháp tổng thể và
các giải pháp chi tiết tiêu thoát nước của khu vực NL-TN trong khu vực trung tâm thành
phố thuộc hệ thống thoát nước của TPHCM theo các kịch bản mưa, triều…
3
4.
Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
4.1.
Cách tiếp cận
Các nguyên nhân ngập đô thị được chia thành 02 nhóm chính: Nhóm do các yếu tố tự
nhiên, nhóm do con người. Đối với thành phố Hồ Chí Minh mà chủ yếu là lưu vực NLTN, các yếu tố tự nhiên gây ngập có thể kể đến như: mưa nội vùng, thủy triều, biến đổi
khí hậu toàn cầu ( nước biển tăng, gia tăng lượng mưa, cường độ mưa), cấu tạo địa hình
của lưu vực. Các yếu tố con người làm gia tăng tình trạng ngập có thể bao gồm: do lấn
chiếm kênh rạch làm tăng nhanh thời gian tập trung nước , phát triển cơ sở hạ tầng không
hợp lý làm giảm khả năng trữ nước và tiêu thoát nước tự nhiên của lưu vực…
Cách tiếp cận nghiên cứu của đề tài: Từ các kết quả đánh giá nguyên nhân, tiến hành
đề xuất các giải pháp thích hợp, sau đó mô phỏng diễn biến ngập lụt bằng mô hình hóa.
Từ kết quả mô hình toán sẽ chọn được giải pháp thích hợp. Đối với nguyên nhân do con
người thì tìm hiểu rõ nguồn gốc, tìm kiếm các giải pháp kiểm soát và từng bước loại bỏ
hoàn toàn.
4.2.
Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp kế thừa: kế thừa các kết quả của các đề tài, dự án trước để tích hợp
thông tin và cơ sở dữ liệu đầu vào phục vụ nghiên cứu tiếp theo.
Phương pháp khảo sát thực trạng , tổng kết đánh giá nhu cầu phát triển của lưu vực.
Phương pháp thu thập, tổng hợp, phân tích và thống kê: các số liệu về địa hình - địa
chất, khí tượng - thủy văn, kinh tế - văn hóa - xã hội vùng nghiên cứu. Các số liệu điều tra
theo các chỉ tiêu cần trong luận văn đáp ứng các yêu cầu: vị trí ngập, mức độ ngập, thời
gian ngập, thời điểm ngập, khả năng hoạt động của hệ thống cơ sở hạ tầng…
Phương pháp mô phỏng toán học: sử dụng mô hình thủy văn , thủy lực Mike 11, Mike
21, Mike Urban và Mike Flood trong các kịch bản khác nhau cho lưu vực nghiên cứu.
Kỹ thuật khai thác thông tin từ internet ( dữ liệu, ảnh vệ tinh, …)
4
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
Trong những năm gần đây do sự biến đổi bất thường của khí hậu toàn cầu, Việt Nam
một trong số ít quốc gia chịu ảnh hưởng bởi ngập nước các vùng ven biển do hiện tượng
mực nước biển dâng cao ( Wikepedia, 2018). Bên cạnh đó TPHCM là một thành phố lớ
của Việt Nam với tốc độ phát triển kinh tế xã hội rất cao phải đổi mặt với một thực trạng
úng ngập thường xuyên và đặc biệt trong mùa mưa do đặc điểm vị trí địa lý, địa hình , ảnh
hưởng chế độ thủy văn của sông Đồng Nai, sông Sài Gòn và chế độ triều của Biển Đông (
Tính và cộng sự, 2014 ). Cần phải có cách nhìn tổng quan hơn về tình hình ngập lụt trên
thế giới, cũng như Việt Nam nhằm đề xuất những giải pháp tiêu thoát nước cho TPHCM
hiệu quả nhất. Mục tiêu chính của chương này là giới thiệu tổng quan về tiêu thoát nước
và các kết quả nghiên cứu về tiêu thoát nước trên thế giới và Việt Nam trong đó có
TPHCM.
1.1.
Các giải pháp tổng thể tiêu thoát nước đã thực hiện trên Thế giới:
Khắp Châu Âu, Châu Á, các nước phát triển và đang phát triển ngập lụt đô thị xảy ra
khá thường xuyên, các đô thị thường bị ảnh hưởng bởi ngập lụt. Ngập lụt ở khu vực đô thị
gây ra bởi những trận mưa lớn và kéo dài đã lấn át làm giảm năng lực thoát nước của hệ
thống thoát nước. Vì có rất ít đất trống để có thể được sử dụng lưu trữ nước và gần như tất
cả lượng mưa cần phải được vận chuyển đến kênh rạch, sông, biển... Lượng mưa cường
độ cao có thể gây ra ngập lụt khi hệ thống thoát nước thành phố và các kênh rạch thoát
nước không có đủ năng lực cần thiết để tiêu hao đi một lượng mưa đang rơi xuống. Ngoài
ra các thành phố thường trên địa hình bằng phẳng nên tốc độ dòng chảy thấp, thời gian
lưu nước lâu, năng lực thoát nước giảm dẫn đến ngập lụt đô thị.
1.1.1. Tình hình ngập lụt ở trên Thế giới:
Ngập lụt trên diện rộng ở Cumbria (The New York Times,2015) và trên các phần khác
ở miền bắc nước Anh tháng 12/2015, mực nước các sông dâng cao 1,5m, tổng lượng mưa
đạt 100mm đến 150mm, hơn 16.000 ngôi nhà và các tuyến đường ngập dưới nước. Một
5
vùng rộng lớn của Anh, trải dài từ phía tây xứ Wales đến Bắc Ireland, qua phía tây bắc
nước Anh và Scotland thông qua lên đến Aberdeenshire đều bị chịu ngập và ảnh hưởng.
Ngập lụt nghiêm trọng là kết quả của các điều kiện mặt đất đã rất ẩm ướt và mưa nhiều.
Hình 1.1: Cảnh ngập lụt ở miền Bắc nước Anh tháng 12/2015
Ngập lụt ở Venice, Acqua alta ở Piazza San Marco (The Village Voice, 2011). Trận
ngập tháng 6/2011 tại miền Bắc Italia, hơn 10.000 người dân đã phải sơ tán trong trận
ngập hoành hành ở khu vực này, hơn 120 thành phố và thị trấn ở miền Bắc nước này chịu
ảnh hưởng với nhiều trường học phải đóng cửa, giao thông gián đoạn.
Hình 1.2: Ngập lụt ở Venice, Acqua alta ở Piazza San Marco
Ngập lụt xảy ra khắp nơi trên thế giới, nhưng các con số thống kê cho thấy những
quốc gia đang phát triển ở châu Á phải gánh chịu hậu quả ngập lụt nhiều nhất (Tờ China,
2016).
6
Hình 1.3: Ngập lụt tháng 6/2016 tại Trung Quốc ngập lụt: vùng Đông Bắc
Hình 1.4: Một con đường bị ngập lụt ở Chennai, Ấn Độ, ngày 02/12/ 2015
Tại các nước Đông Á, trong năm 2011 ngập lụt tồi tệ nhất của Thái Lan trong 50 năm
tràn ngập các ngôi làng gần Bangkok. Nước gây ngập cho khu vực miền Nam từ chiều
01/11 sau nhiều ngày mưa to và tiếp tục diễn biến đến giữa tháng 01/2012 (Tờ Bangkok
Post, 2011).
7
Hình 1.5: Trận ngập lịch sử năm 2011 tại Thái Lan
Trận tháng 01/2013 ở Indonesia, ngập lụt nghiêm trọng bắt đầu cùng một số đường
phố chính của thủ đô Jakarta. Kênh đê Jakarta trên Jalan Johannes Latuharhary ở Menteng
sụp đổ và nhanh chóng gây ra ngập lụt ở khu vực gần đó (Tờ Indonesia, 2013)
Hình 1.6: Trận ngập lụt tại Jakarta, Indonesia năm 2013
1.1.2. Nguyên nhân ngập trên Thế giới:
Các trận ngập lụt xảy ra thường xuyên hơn, sự tăng trưởng về cường độ mưa và khả
năng tiêu thoát nước ngày càng chậm và khu vực đô thị bị ảnh hưởng rõ rệt nhất. Vậy
điều gì đã làm cho ngập lụt đô thị ngày càng gia tăng? Các yếu tố góp phần gây ảnh
hưởng đến ngập lụt đô thị:
8
Yếu tố địa hình: các thành phố đặt gần biển, ven sông, có địa hình cốt nền thấp. Các
hiệu ứng của biến đổi khí hậu dự đoán sự ấm dần lên của Trái đất dẫn tới tình trạng mưa
cực đoan, mực nước biển tăng. Do lũ thượng nguồn đổ về, các trận lũ lớn tái diễn liên tục;
Yếu tố con người: thay đổi cấu trúc bề mặt đường ( đô thị hóa) làm tăng tốc độ dòng
chảy và làm giảm khả năng thấm, dân số gia tăng tạo ra tình trạng quá tải của hệ thống
thoát nước và chất thải rắn, hệ thống thoát nước hiện có quá kém không duy trì thoát nước
tốt và bảo dưỡng không tốt, khả năng thoát nước quá hiệu quả ở đầu nguồn…;
Tại TPHCM một thành phố dễ bị tổn thương do nằm gần ngang mực nước biển với
40% -45% diện tích đất của TPHCM là nằm trong khoảng 0-1m so với mực nước biển,
15%-20% trong khoảng 1-2m và rất ít diện tích ở độ cao trên 4m. Tỷ lệ dân số ở thành
phố rất lớn và không ngừng gia tăng, số người định cư hơn 6,3 triệu và nền kinh tế năng
động thu hút dân nhập cư từ khắp trong cả nước. Các kiểu phát triển ở TPHCM cũng ảnh
hưởng đến tính dễ tổn thương và khí hậu địa phương , phát triển đô thị đã làm giảm tính
thẩm thấu của nước và gây ngập cục bộ. Khí hậu và thủy động lực đã ở mực độ cực đoan
và được dự báo sẽ gia tăng cường độ, cho nên sẽ có nước dâng trong bão và triều cường (
ADB, 2010).
1.1.3. Các giải pháp tiêu thoát nước trên Thế giới:
Trước tình hình trên các vấn đề cấp bách đặt ra cho xã hội và các nhà khoa học phải
tập trung nghiên cứu về ngập lụt, đồng thời giải quyết được các vấn đề: tìm hiểu, nghiên
cứu, mô phỏng, đánh giá về ngập lụt, từ đó có thể hiểu biết sâu hơn về đặc điểm của ngập
lụt. Tính toán đánh giá về cả định lượng và định tính những tác động của ngập lụt bao
gồm những tác động về tự nhiên, KT-XH và con người. Mục tiêu cuối cùng là tìm được
những giải pháp kiểm soát, điều khiển được ngập lụt, đồng thời có thể phát triển nghiên
cứu xa hơn là tận dụng những mặt có lợi của ngập lụt phục vụ cho con người. Hiện nay
trên thế giới các nghiên cứu trong lĩnh vực tiêu thoát nước cho các thành phố lớn tập
trung vào 2 hướng chính như sau:
a) Giải pháp công trình:
9
Sử dụng các công trình để kiểm soát dòng nước, các công trình với cấu trúc kiên cố ví
dụ như: kênh thoát nước, hồ chứa, biện pháp bền vững như vùng đất ngập nước và vùng
đệm tự nhiên,…Các biện pháp công trình có hiệu quả sử dụng cao nếu được sử dụng thích
hợp cho việc tăng khả năng thoát nước , đáp ứng việc giảm ngập. Vận chuyển nước, cung
cấp một con đường giúp dòng lũ thoát ra khỏi thành phố như tạo một con kênh tự nhiên
hoặc nhân tạo và lượng nước lũ được kiểm soát . Ví dụ như việc lưu trữ lũ có tác dụng
làm giảm đỉnh lũ, suy giảm sự duy chuyển của của dòng chảy xuống hạ lưu nhờ chiều dài
và độ sâu của kênh , hoặc hồ chứa. Theo thời gian hồ chứa lưu trữ sẽ mất khả năng vì sự
lắng đọng lâu dài ( Bill Lyons, 2011)
Hình 1.7: Các Đập tràn ở Morganza mở ra chuyển nước từ sông Mississippi
Hình 1.8: Kênh Đường bộ lũ Yemen
10
Hệ thống thoát nước: sử dụng một phần công suất cho thoát nước thải và sử dụng hết
công suất đối với các lượng mưa lớn. Tạo các đường Hầm, không chỉ sử dụng cho mục
đích giao thông mà còn để vận chuyển lượng nước khi có lượng mưa lớn di chuyển một
vấn đề ngập lụt đến vị trí khác (Nhật Bản,Tanaka ,2011)
Hình 1.9: Một cơ sở kiểm soát dòng chảy và vùng Tsurumi đa mục đích khi nước được
giữ lại lưu vực
Hình 1.10: Tái tạo hệ thống thoát nước đô thị ở Acapulco
Hoặc việc tăng tính thấm bề mặt ở các đô thị,làm giảm lượng nước từ đó làm giảm
dòng chảy của nước lũ đến nguồn.
11
Hình 1.11: Thấm nước mưa thông qua phủ xanh bãi đậu xe ở Washington, DC
Hoặc việc sử dụng đất ngập nước và vùng đệm môi trường làm giảm số lượng và tốc
độ của nước mưa chảy tràn trong khu vực đô thị, hoạt động như các lưu vực giữ lũ.
Hình 1.12: Diện tích đất ngập nước Agusan khô và lũ lụt
Các biện pháp xây dựng kiến trúc công trình phù hợp với đặc tính vũng lũ.
12
Hình 1.13: Nhà ở nêu ra để tránh lũ lụt ở Shrewsbury, Anh
Sử dụng các công trình kiên cố để kiểm soát lũ gần cửa sông, bờ biển. Giảm nguy cơ
lũ lụt bằng hệ thống tường, kè ,đê.
Hình 1.14: Rào cản Sông Thames
Hình 1.15: Công trình chắn sóng Maeslant ở Hà Lan
