Tài liệu Luận văn thạc sĩ giải pháp tổng thể tiêu thoát nước lưu vực nhiêu lộc thị nghè

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 1. Tính cấp thiết của Đề tài MỞ ĐẦU 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: