Nghiên cứu tương quan mực nước trên sông kênh rạch tp hcm phục vụ công tác giảm thiểu ngập lụt

SỞ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH THÀNH ĐỒN TP HỒ CHÍ MINH - - CHƯƠNG TRÌNH VƯỜN ƯƠM SÁNG TẠO KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ TRẺ BÁO CÁO TÓM TẮT NGHIÊN CỨU TƯƠNG QUAN MỰC NƯỚC TRÊN SƠNG – KÊNH RẠCH THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH PHỤC VỤ CÔNG TÁC GIẢM THIỂU NGẬP LỤT Chủ nhiệm đề tài: VŨ THỊ HƯƠNG Cơ quan chủ trì: TRUNG TÂM PHÁT TRIỂN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TRẺ TP HỒ CHÍ MINH, 12/2011 Đề tài: Nghiên cứu tương quan mực nước sông- kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh phục vụ cơng tác giảm thiểu ngập lụt MỤC LỤC MỤC LỤC ii MỞ ĐẦU iii CHƯƠNG TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU .1 1.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÙNG NGHIÊN CỨU 1.2 ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯỢNG 1.2.1 Đặc điểm mưa 1.2.2 Đặc điểm nắng, nhiệt độ 1.2.3 Độ ẩm 1.2.4 Gió 1.3 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH .4 1.3.1 Phía Tây sơng Sài Gòn: 1.3.2 Phía Đơng sơng Sài Gịn: CHƯƠNG HIỆN TRẠNG VÀ NGUYÊN NHÂN NGẬP ÚNG TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 2.1 HIỆN TRẠNG NGẬP ÚNG .7 2.2 NGUYÊN NHÂN NGẬP ÚNG CHƯƠNG THUYẾT MINH TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 3.1 VỊ TRÍ KHẢO SÁT, THU THẬP SỐ LIỆU 3.2 THỜI GIAN ĐO ĐẠC .9 CHƯƠNG PHÂN TÍCH TƯƠNG QUAN MỰC NƯỚC TRÊN SƠNG – KÊNH RẠCH THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 11 4.1 ĐẶC TRƯNG MỰC NƯỚC NHÀ BÈ, PHÚ AN 11 4.1.1 Mực nước trạm Nhà Bè 11 4.1.2 Mực nước trạm Phú An 13 4.1.3 Xu mực nước Nhà Bè, Phú An 14 4.2 TƯƠNG QUAN CỦA MỰC NƯỚC CÁC TRẠM TRÊN SƠNG CHÍNH VỚI MỰC NƯỚC TRÊN KÊNH RẠCH THEO TÀI LIỆU THỰC ĐO 15 4.2.1 Tương quan mực nước điểm đo rạch Gò Dưa, kênh Mương Chuối với mực nước trạm Nhà Bè 15 4.2.2 Tương quan mực nước điểm đo rạch Gò Dưa, kênh Mương Chuối với mực nước trạm Phú An 15 4.2.3 Tương quan mực nước điểm đo kênh Nhiêu Lộc, Kênh Tẻ với mực nước trạm Nhà Bè 16 4.2.4 Tương quan mực nước điểm đo kênh Nhiêu Lộc, Kênh Tẻ với mực nước trạm Phú An 16 4.3 TÁC ĐỘNG CỦA THÀNH PHẦN NGOẠI LAI NGOÀI TRIỀU ĐẾN MỰC NƯỚC TRIỀU TRÊN SÔNG, KÊNH RẠCH .16 4.3.1 Tính tốn mực nước triều điểm nghiên cứu theo phương pháp phân tích thủy triều 16 4.3.2 Phân tích tương quan giá trị lưu lượng xả tối đa mực nước cao hàng năm trạm thủy văn sơng 21 4.3.3 Nhận xét chung 22 4.4 MỰC NƯỚC TRIỀU VÀ VẤN ĐỀ NGẬP LỤT Ở TP HỒ CHÍ MINH 22 KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ 24 ii Đề tài: Nghiên cứu tương quan mực nước sông- kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh phục vụ cơng tác giảm thiểu ngập lụt MỞ ĐẦU Từ thập niên vừa qua, tình trạng ngập úng đô thị diễn ngày trầm trọng dẫn đến tranh luận nguyên nhân giải pháp trọn vẹn cho vấn đề Ngập lụt thành phố Hồ Chí Minh nhận định nhiều nguyên nhân khác mưa, triều, lũ thượng nguồn tác động người Một nguyên nhân chủ đạo mực nước triều gây lên Nhận thức tầm quan trọng việc nghiên cứu diễn biến mực nước sông kênh rạch vấn đề nghiên cứu khí tượng thủy văn mơi trường, phục vụ quy hoạch, xây dựng cơng trình… để giảm thiểu tác hại ngập gây lên nên đề tài đề xuất Thực theo hợp đồng nghiên cứu khoa học số 212/HĐ-SKHCN Sở Khoa học Cơng nghệ Tp Hồ Chí Minh, năm 2011 đề tài triển khai thực nhiệm vụ: “Nghiên cứu tương quan mực nước sông- kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh phục vụ cơng tác giảm thiểu ngập lụt” Đây bước việc nghiên cứu xác định mục tiêu, vấn đề cần giải toán giảm thiểu ngập lụt, phòng chống, giảm tác hại, khắc phục hậu tác hại ngập gây Sau tiến hành thu thập tài liệu, dựa phân tích thống kê số liệu thủy văn thu thập từ trạm thủy văn sơng số trạm kênh rạch gần vùng có xảy ngập thường xuyên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh, đề tài đưa số kết phân tích tương quan mực nước trạm sơng với số trạm kênh rạch để tìm hiểu diễn biến thủy văn đặc trưng iii Đề tài: Nghiên cứu tương quan mực nước sông- kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh phục vụ cơng tác giảm thiểu ngập lụt CHƯƠNG TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU 1.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÙNG NGHIÊN CỨU Thành phố Hồ Chí Minh nằm trung tâm vùng Nam bộ, Bắc giáp Bình Dương, Tây Bắc giáp Tây Ninh, Đông Đông Bắc giáp Đồng Nai, Đông Nam giáp Bà RịaVũng Tàu, Tây Tây Nam giáp Long An, Tiền Giang, Nam giáp biển Đông với đường bờ biển dài 15km Hiện Tp HCM có 19 quận nội thành, gồm quận: từ quận đến quận 12, quận Gị Vấp, Tân Bình, Bình Thạnh, Phú Nhuận, Thủ Đức, Tân Phú Bình Tân, với huyện ngoại thành gồm: Huyện Củ Chi, Hóc Mơn, Bình Chánh, Nhà Bè, Cần Giờ 317 phường/xã Tổng diện tích tự nhiên 2.095,58 km2 Dân số năm 2007 6.650.942 dân, tăng 2,8% so với năm 2006, mật độ dân số 3.175 người/km2 Trong dân số khu vực thành thị chiếm 84,9%; khu vực nông thôn chiếm 15,1% Dự kiến dân số thức đến năm 2020 gần triệu người Dự báo số khách vãng lai chiếm khoảng 20 – 25% tổng dân số thành phố vào năm 2020 Như vậy, phân bố dân cư Thành phố Hồ Chí Minh khơng đồng đều, quận nội thành Trong quận 3, 4, hay 10, 11 có mật độ lên tới 40.000 người/km² quận 2, 9, 12 khoảng 2.000 tới 6.000 người/km² Ở huyện ngoại thành, mật độ dân số thấp, Cần Giờ có 96 người/km² 1.2 ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯỢNG 1.2.1 Đặc điểm mưa TP Hồ Chí Minh phận vùng nhiệt đới gió mùa Nam Bộ Đặc điểm mưa khu vực có mùa: mùa khơ (ứng với hướng gió Đơng- Bắc) mùa mưa (ứng với hướng gió Tây - Nam) Mùa mưa khu vực đến sớm hay muộn phụ thuộc vào hình thời tiết xuất năm (theo thời gian) thường không đồng địa bàn khu vực Nam Bộ (không gian) thể sau: - Thời gian bắt đầu mùa mưa phụ thuộc vào xuất hồn lưu gió mùa Tây Nam (tháng đến tháng 10) kết hợp với xoáy thuận nhiệt đới (bão, áp thấp nhiệt đới) hoạt động Tây Thái Bình Dương Biển Đông Thời gian chấm dứt mùa mưa thường có xuất hồn lưu gió mùa Đông Bắc (tháng 11 đến tháng năm sau) Đề tài: Nghiên cứu tương quan mực nước sơng- kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh phục vụ công tác giảm thiểu ngập lụt - Mùa mưa bắt đầu phía Bắc lưu vực sơng Đồng Nai (gồm Bình Phước, Bảo Lộc, Lâm Đồng) ven Biển Tây (Kiên Giang, Cà Mau); mùa mưa đến muộn vùng ven Biển Đông từ Bà Rịa-Vũng Tàu qua Cần Giờ (TP.HCM) đến Gị Cơng Đơng, Bến Tre Trà Vinh - Phân mùa mưa - khô TP.HCM sau: mùa khô từ tháng 12 - tháng năm sau; mùa mưa từ tháng - tháng 11, có lượng mưa trung bình từ 1300-1950 mm, chiếm từ 93.3 - 96.8% năm Trong năm, có khoảng thời gian giao mùa: thời gian giao mùa khô - mưa tháng 5; thời gian giao mùa mưa - khô tháng 11, 12 Trong thời kỳ gió mùa Tây Nam thịnh hành (gió mùa tây nam thổi đợt, đợt kéo dài từ 3-10 ngày, thường từ 5-7ngày) đem lại lượng mưa phong phú cho khu vực Nam Bộ Tuy nhiên tính khơng ổn định hồn lưu điều kiện địa hình nhiệt độ bề mặt mặt đệm mà có phân bố khơng đồng khu vực Đặc điểm mưa thể qua mưa rào nhiệt đới đến nhanh kết thúc nhanh (có lượng mưa lớn thời đoạn ngắn từ đến giờ), tâm mưa thay đổi tùy trận mưa (nên gọi mưa rải rác vài nơi) Q trình phát triển thị làm thay đổi nhiệt độ bề mặt đất có tác động làm thay đổi lớp khơng khí đối lưu bề mặt từ dẫn đến lượng mưa có thay đổi định, mặt không gian AnPhu AnPhu Tan Uyen 200 " Tan Uyen " SoSao SoSao PhamvanCoi PhamvanCoi CuChi CuChi Bien Hoa Bien Hoa X0 X0 HocMon HocMon T_T_Nhi T_T_Nhi LinhChieu DQHam LinhChieu PhuocLongQ DQHam CauBong BHHoa BHHoa LongThanh MacDinhChi LeMinhXuan PhuocLongQ XMHaTien XMHaTien LeMinhXuan CauBong LongThanh MacDinhChi CatLai CatLai PVanKhoe TanPhong PVanKhoe TanPhong NhaBe NhaBe BinhChanh BinhChanh CanGiuoc CanGiuoc T_ThonHiep T_ThonHiep TanAn TanAn 1400 1300 MyTho GoCong 00 12 1100 CanGio CanGio MyTho GoCong Ghi chú: Phương dọc hướng Biển ; phương ngang (a) - Thời kỳ 1990-2009 (b)- Thời kỳ 1979-1995 Hình 1-1 Phân bố lượng mưa năm khu vực TP HCM Đề tài: Nghiên cứu tương quan mực nước sơng- kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh phục vụ cơng tác giảm thiểu ngập lụt BIẾN TRÌNH LƯỢ NG MƯA THÁNG BÌNH Q UÂN CÁC TRẠM THEO PHƯƠ NG DỌ C HƯỚ NG RA BIỂN 350 Lượng mưa (mm) 350 300 300 250 250 200 200 150 150 100 100 50 50 BIẾN TRÌNH LƯỢ NG MƯA THÁNG BÌNH Q UÂN CÁC TRẠM THEO PHƯƠ NG NGANG Lượng mưa (mm) CầnGiờ Tân Sơn Hoà AnPhú NhàBè 10 11 HócMơn 12 Tháng BìnhChánh LongS ơn 10 CátLái MạcĐỉnh Chi Biên Hịa 11 12 Tháng Hình 1-2 Biến trình lượng mưa tháng theo dọc biển phương ngang TP.HCM 1.2.2 Đặc điểm nắng, nhiệt độ Lượng xạ trung bình khoảng 140 Kcal/cm2/năm Nhiệt độ khơng khí trung bình 27.6oC Nhiệt độ cao tuyệt đối 40oC, nhiệt độ thấp tuyệt đối 13,8oC Tháng có nhiệt độ trung bình cao tháng IV (28,8oC), tháng có nhiệt độ trung bình thấp khoảng tháng XII tháng I (25,7oC) Yếu tố Bảng 1-1 Thống kê nhiệt độ tháng trạm Tân Sơn Hòa (oC) Tháng 10 11 12 Năm T tb 26.4 27.1 28.3 29.5 29.1 28.0 27.6 27.6 27.4 27.1 27.0 26.2 27.6 T TB 22.5 23.4 25.0 26.3 26.0 25.2 24.8 24.9 24.8 24.4 23.8 22.6 24.5 T max TB 32.2 33.2 34.2 34.9 34.3 33.1 32.6 32.4 32.2 31.7 31.8 31.4 32.8 Biên độ 9.8 9.2 8.6 8.3 7.9 7.8 7.5 7.4 7.3 8.0 8.8 8.4 9.7 1.2.3 Độ ẩm Độ ẩm tương đối không khí bình qn /năm 79.5%, tháng mùa mưa độ ẩm cao mùa khơ Bình qn mùa mưa 80%, độ ẩm cao tháng VII đến tháng XI với trị số cao tuyệt đối 100% Ngược lại, bình quân mùa khô 74,5%, độ ẩm thấp tháng I - IV với mức thấp tuyệt đối xuống tới 20% 1.2.4 Gió Về gió, Tp HCM chịu ảnh hưởng hai hướng gió chủ yếu gió mùa Tây – Tây Nam Bắc – Đơng Bắc Vào mùa mưa từ tháng VI đến tháng X, gió Tây – Tây Nam từ Ấn Độ Dương thổi vào với tốc độ trung bình 3,6 m/s (mạnh vào tháng VIII với tốc độ trung bình 4,5 m/s) Vào mùa khô, khoảng từ tháng XI đến tháng II, gió Bắc – Đơng Bắc từ biển Đơng thổi vào với tốc độ trung bình 2,4 m/s Tốc độ gió cực đại nơi từ 10m/s trở lên Đề tài: Nghiên cứu tương quan mực nước sơng- kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh phục vụ công tác giảm thiểu ngập lụt 1.3 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Thành phố Hồ Chí Minh nằm vị trí chuyển tiếp cao nguyên Nam Trung Bộ Đồng Sông Cửu Long, đồng thời tiếp giáp với thềm lục địa biển Đông nên vừa mang đặc điểm cao nguyên, vừa có dáng dấp đồng bằng, vừa mang nét đặc trưng đồng duyên hải Cao độ mặt đất khoảng từ +0.5m (vùng phía Tây sơng Sài Gịn) đến +30m (vùng Đông Bắc) so với mực nước biển trung bình, độ dốc địa hình từ Bắc – Đơng Bắc đến Tây – Tây Nam Địa hình chia làm hai khu vực phía Đơng phía Tây Sơng Sài Gịn, nội thành TP Hồ Chí Minh thuộc phía Tây Sơng Sài Gịn 1.3.1 Phía Tây sơng Sài Gịn: Được chia thành vùng với đặc trưng địa hình khác nhau: Vùng phía Tây hầu hết khu đất thấp với cao độ từ +0,7 m đến + 1,0m quận Bình Chánh, chủ yếu đồng lúa Vùng trung tâm khu vực đất cao gồm gị cao Hóc Mơn (cao trình từ +8,0m đến +10m), quận Gò Vấp (cao độ +10m) khu đô thị (từ +2,0m đến +8,0m) Đây trung tâm thành phố, hầu hết đô thị hố nhanh chóng Trong vùng có gị đồi bị ngăn cách vùng trũng hẹp tạo thành sơng rạch lớn thơng sơng Sài Gịn Vùng phía Bắc dọc theo sơng Sài Gịn khu vực đất thấp với cao trình từ +0,6m đến +0,8m, phần lớn đất trồng lúa Vùng phía Nam dọc theo sơng Nhà Bè chủ yếu đồng lúa thấp với cao trình từ +0,6 m đến +1,2m 1.3.2 Phía Đơng sơng Sài Gịn: Vùng phía Bắc vùng đất gị cao thuộc quận Thủ Đức với cao trình từ +2,0m đến +30,0m; vùng thị hố thuận lợi giao thông điều kiện địa lý Vùng phía Nam hầu hết khu vực đất thấp quận quận 9, cao trình từ +0,6m đến +1,5m, vùng chủ yếu phát triển trồng lúa đựơc bảo vệ hệ thống đê ngăn lũ sông Sài Gịn sơng Đồng Nai Do địa hình trũng chịu nhiều tác động triều gây ngập nên hình thành mạng lưới kênh rạch chằng chịt Phần lại có cao trình từ +0,4m đến +1,0m Đề tài: Nghiên cứu tương quan mực nước sông- kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh phục vụ cơng tác giảm thiểu ngập lụt Hình 1-3 Bản đồ địa hình khu vực TP Hồ Chí Minh Bảng 1-2 Diện tích biến đổi theo cao độ TP.HCM (ha) Phân bố theo khu vực Bắc sông Nhà Bè -Nam Thủ Đức Bến Lức B.Chánh (cũ) 2278.1 4763 3721.7 Cao độ Diện tích theo cao độ (ha) Củ Chi < 0.5 39089.79 1799 0.5 - 1.0 73018.88 11422.05 13206.39 25604.44 5476 17310 1.0 - 2.0 46332.54 3192.62 6853.27 3136.15 6201 26949.5 2.0 - 5.0 17683.24 3638.31 11475.52 4.41 1992 573 5.0 - 10.0 17628 10222.24 6399.41 1006.3 > 10 15617.6 12574 316.49 2727.04 Tổng cộng 209370.1 42848.29 40529.18 33508 21124.04 71360.49 Cần Giờ 26527.99 (Nguồn: Viện Quy hoạch Thủy lợi Miền Nam) Nếu xem diện tích đất đai thấp cao trình 2.0m chịu ảnh hưởng triều, ta thấy có đến 75.6% diện tích đất đai Thành phố chịu ảnh hưởng thủy triều tiêu nước Nhận xét: Tính chất địa hình liên quan đến việc hình thành dịng chảy, hướng khả tiêu thoát nước cho lưu vực Quá trình thị hố nhanh làm nảy sinh Đề tài: Nghiên cứu tương quan mực nước sông- kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh phục vụ cơng tác giảm thiểu ngập lụt nhiều vấn đề môi trường, có vấn đề ngập nước thị Yếu tố địa hình quan trọng để ta đánh giá, đưa giải pháp tương lai tình hình ngập nước nói chung ngập triều nói riêng Ở vùng đất thấp nằm phía Nam, Đông Nam Đông Bắc Thành phố khu vực bị chia cắt mạng lưới kênh rạch chằng chịt, hầu hết việc san lấp mặt phải cần khối lượng lớn vật liệu xây dựng nhằm giảm ảnh hưởng triều, thực tế có cơng trình đạt u cầu cốt (code) san xây dựng Cốt thấp nên mưa, nước mưa khó sơng, triều lên nước triều tràn vào làm ngập đường nhà cửa Trong nội thành TP.HCM, nhiều khu vực nằm ven hệ thống sơng Sài Gịn có địa hình thấp Q Bình Thạnh, Q 8, Q Q.4, cao độ mặt đất từ đến +2m Do đó, ảnh hưởng triều sơng Sài Gịn – Đồng Nai làm ngập nước trực tiếp tình hình ngập khu vực tương đối nghiêm trọng Đề tài: Nghiên cứu tương quan mực nước sơng- kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh phục vụ công tác giảm thiểu ngập lụt CHƯƠNG HIỆN TRẠNG VÀ NGUYÊN NHÂN NGẬP ÚNG TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 2.1 HIỆN TRẠNG NGẬP ÚNG Theo số liệu thống kê công bố gần diện tích ngập nước địa bàn thành phố vào khoảng 265 km2, có đất xây dựng: 34.6 km2; đất nông nghiệp: 230.4 km2 Hiện tại, tổng số dân bị ảnh hưởng úng ngập khoảng 1.8 triệu người, chiếm 27.7% dân số hữu phạm vi nghiên cứu (JICA); có 856,000 người khu vực quy hoạch xây dựng cơng trình nước Trong trường hợp khơng có dự án dự kiến số tăng lên khoảng 2.5 triệu người (35.2% dân số tương lai); có 1,100,000 người khu đô thị tương lai vùng đất thấp Theo số liệu thống kê, liên tiếp năm gần (1995 - 2007) khu vực hạ du Đồng Nai - Sài Gòn xảy liên tục tình trạng ngập lụt vùng đất thấp nguyên nhân khác nhau: Năm 1995: Ngập lụt lớn vùng hạ lưu sông Vàm Cỏ, hạ lưu Đồng Nai - triều cao (tháng XI) Năm 1996: Ngập lụt lớn vùng hạ lưu sông Vàm Cỏ phía Tây TP.HCM - Do lũ lớn sơng Mêkong ĐBSCL (tháng X) Năm 1997: Ngập lụt lớn vùng hạ du Duyên Hải - Do bão LINDA nước dâng thủy triều cao kéo dài (tháng XI) Năm 1998: Là năm điển hình cho mưa nội đồng lớn, kết hợp với triều cao gây ngập úng cho nội đồng, nội thành (tháng IX, X) Năm 1999: Ngập lụt hạ du lũ thượng nguồn Đồng Nai, Sông Bé kết hợp với triều cao, gây ngập kéo dài (tháng IX, X) Năm 2000: Là năm lũ lịch sử ĐBSCL kết hợp với lũ lớn miền Đông Nam Bộ triều cao, gây ngập lụt lớn cho toàn vùng (tháng X) Trong năm 2001 - 2002 thủy triều truyền vào nội đồng mạnh mẽ Mức triều cao lớn thời gian 40 năm nay, gây thiệt hại lớn cho vùng nông nghiệp hạ du (Nhà Bè, Phú An - Tháng X năm 2000, 2001, 2002); (Bến Lức, Gò Dầu Hạ - Tháng X năm 2000, 2001) Đề tài: Nghiên cứu tương quan mực nước sơng- kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh phục vụ cơng tác giảm thiểu ngập lụt Hình 3-1 Bản đồ thể trình mực nước vị trí thu thập đo đạc 10 Đề tài: Nghiên cứu tương quan mực nước sông- kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh phục vụ cơng tác giảm thiểu ngập lụt CHƯƠNG PHÂN TÍCH TƯƠNG QUAN MỰC NƯỚC TRÊN SÔNG – KÊNH RẠCH THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Để tính tương quan mực nước điểm đo kênh, rạch với trạm đo mực nước sơng đề tài thực theo bước tính tốn sau: Hình 4-1 Nội dung thực 4.1 ĐẶC TRƯNG MỰC NƯỚC NHÀ BÈ, PHÚ AN Chế độ dòng chảy đoạn chảy qua Nhà Bè Phú An hoàn toàn chịu ảnh hưởng chế độ bán nhật triều không Biển Đông 4.1.1 Mực nước trạm Nhà Bè Mực nước trung bình nhiều năm trạm Nhà Bè 2cm Mực cao đo trạm Nhà Bè 158 cm xuất vào ngày 26 tháng 10 năm 2003 Mực nước thấp Nhà Bè -274 cm quan trắc vào ngày 24 tháng năm 1985 Mực nước cao năm xuất Nhà Bè Phú An thường xuất vào tháng X, XI, XII tháng I năm sau Trong đó, trạm Nhà Bè xác suất xuất nhiều thường rơi vào tháng 11 tháng 10 với 37%, xuất vào tháng 12 11 Đề tài: Nghiên cứu tương quan mực nước sơng- kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh phục vụ công tác giảm thiểu ngập lụt tháng 17% 9% Vì đưa kết luận phía Nam thành phố Hồ Chí Minh tình hình ngập triều diễn ác liệt thường rơi vào tháng 10 tháng 11, chiến 74%, đồng thời vào thời kỳ trùng với thời gian hay xuất trận mưa lớn với cường độ mưa cao làm cho tình hình ngập thêm nghiêm trọng Hình 4-2 Đường tần suất mực nước cao trạm Nhà Bè Hình 4-3 Đường tần suất mực nước thấp trạm Nhà Bè Hình 4-4 Đường tần suất mực nước trung bình trạm Nhà Bè 12 Đề tài: Nghiên cứu tương quan mực nước sông- kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh phục vụ cơng tác giảm thiểu ngập lụt 4.1.2 Mực nước trạm Phú An Mực nước trung bình nhiều năm trạm Phú An cm Mực cao đo trạm Phú An 156 cm xuất vào ngày tháng 11 năm 2009 Mực nước thấp Phú An -256 cm quan trắc vào ngày 21 tháng năm 2005 Tại Phú An tháng 10 tháng thường có mực nước cao năm ( 37%) kế tháng năm sau (26%), xuất vào tháng 11 12 20% 17%, (ngồi khơng thấy xuất vào tháng khác năm) Bảng 4-1 Tần suất xuất mực nước cao năm (%) Tháng Tháng 10 Tháng 11 Tháng 12 Tháng Nhà Bè 37 37 17 Phú An 37 20 17 26 Hình 4-5 Đường tần suất mực nước đỉnh triều cao trạm Phú An Hình 4-6 Đường tần suất mực nước trung bình trạm Phú An 13 Đề tài: Nghiên cứu tương quan mực nước sơng- kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh phục vụ cơng tác giảm thiểu ngập lụt Hình 4-7 Đường tần suất mực nước thấp trạm Phú An 4.1.3 Xu mực nước Nhà Bè, Phú An Trong vòng 30 năm (1981 đến 2010) theo đường hồi quy tuyến tính mực nước trung bình Nhà Bè tăng từ -2 cm lên cm (trung bình năm tăng 0.3cm ) Trong Phú An mực nước trung bình tăng từ 2cm lên 13cm, tức tăng thêm 11cm (trung bình năm tăng 0.4 cm); mực nước cao năm có gia tăng nhiều nhất, tăng từ 119 cm lên 150 cm, tăng thêm 31 cm (trung bình năm tăng thêm 1.0cm ) Mực nước trung bình mực nước cao năm Nhà Bè Phú An có xu tăng, lý làm tăng thêm mức độ ngập lụt TP Hồ Chí Minh, năm gần đây, rõ ràng ngày mức độ ngập lụt thủy triều thành phố thêm nghiêm trọng Trong tốc độ gia tăng Phú An nhanh so với Nhà Bè đồng nghĩa với việc mức độ ngập lụt triều trung tâm thành phố tăng nhanh vùng phía Nam Tây Nam thành phố Mực nước thấp năm Nhà Bè lại có xu hướng giảm nhẹ, giảm khoảng 10cm (trung bình năm giảm 0.4cm ); Phú An có xu hướng tăng nhẹ, đặc trưng Phú An đặc biệt Thủ Dầu Một mực nước nhỏ có xu hướng giảm nhẹ Đây đặc điểm địa hình Phú An, khu vực bị ảnh hưởng nhiều thị hóa (hình 4-15) Bảng 4-2 Biến thiên mực nướcTrạm Nhà Bè Phú An từ 1981 – 2010 Năm 1981 2010 Sự gia tăng Tốc độ gia tăng hà ă Max 127 152 25 0.9 Nhà Bè Trung bình -2 0.3 Min -241 -251 -10 -0.4 14 Max 119 150 31 1.0 Phú An Trung bình 13 11 0.4 Min -235 -231 0.1 Đề tài: Nghiên cứu tương quan mực nước sơng- kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh phục vụ cơng tác giảm thiểu ngập lụt Hình 4-8 Xu mực nước đặc trưng năm Nhà Bè Phú An 4.2 TƯƠNG QUAN CỦA MỰC NƯỚC CÁC TRẠM TRÊN SƠNG CHÍNH VỚI MỰC NƯỚC TRÊN KÊNH RẠCH THEO TÀI LIỆU THỰC ĐO 4.2.1 Tương quan mực nước điểm đo rạch Gò Dưa, kênh Mương Chuối với mực nước trạm Nhà Bè Bảng 4-3 Tương quan mực nước điểm đo rạch Gò Dưa, Mương Chuối với trạm Nhà Bè Đặc trưng Gò Dưa Mương Chuối Mực nước cao 0.807 0.95 Mực nước thấp 0.84 0.98 Mực nước trung bình 0.77 0.99 Theo bảng 4-3 cho thấy tương quan mực nước Gò Dưa Mương Chuối với trạm Nhà Bè quan hệ tương quan chặt Các hệ số tương quan cao, mực nước trung bình Mương Chuối với Nhà Bè hệ số tương quan gần 100% Tại Gò Dưa thấp lên đến 77% mực nước trung bình 4.2.2 Tương quan mực nước điểm đo rạch Gò Dưa, kênh Mương Chuối với mực nước trạm Phú An Bảng 4-4 Tương quan mực nước điểm đo rạch Gò Dưa, kênh Mương Chuối với trạm Phú An Đặc trưng Gò Dưa Mương Chuối Mực nước cao 0.82 0.93 Mực nước thấp 0.91 0.94 Mực nước trung bình 0.95 0.99 15 Đề tài: Nghiên cứu tương quan mực nước sông- kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh phục vụ cơng tác giảm thiểu ngập lụt 4.2.3 Tương quan mực nước điểm đo kênh Nhiêu Lộc, Kênh Tẻ với mực nước trạm Nhà Bè Theo bảng 4-7, khác với điểm kênh Mương Chuối Gò Dưa tương quan tốt với trạm mực nước Nhà Bè, điểm kênh Nhiêu Lộc kênh Tẻ hệ số tương quan thấp với trạm Nhà Bè Nhưng tương quan mực nước cao hai điểm lớn 60% Đây điểm đáng lưu ý với khu vực kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè kênh Tẻ, tốc độ phát triển đô thị dân cư có tác động mạnh tới mực nước kênh Bảng 4-5 Hệ số tương quan mực nước trạm với trạm Nhà Bè Trạm Nhiêu Lộc Kênh Tẻ Mực nước cao 0.6 0.62 Mực nước thấp 0.2 0.02 Mực nước trung bình 0.62 0.53 4.2.4 Tương quan mực nước điểm đo kênh Nhiêu Lộc, Kênh Tẻ với mực nước trạm Phú An Tương tự tương quan với Nhà Bè, hệ số tương quan mực nước trạm Nhiêu Lộc, Kênh Tẻ với Phú An thấp Mực nước cao nhất, mực nước trung bình tương quan tốt đạt tương ứng 67% 77% Bảng 4-6 Hệ số tương quan mực nước trạm với trạm Phú An Trạm Nhiêu Lộc Kênh Tẻ Mực nước cao 0.65 0.67 Mực nước thấp 0.23 0.31 Mực nước trung bình 0.68 0.77 Ngồi tác động triều từ sông lớn vào kênh rạch, tác động khác mưa, nước thải dân sinh, bồi lấp… tác động lớn đến mực nước kênh rạch thành phố Cụ thể mức độ tác động thể theo tính tốn 4.3 TÁC ĐỘNG CỦA THÀNH PHẦN NGOẠI LAI NGOÀI TRIỀU ĐẾN MỰC NƯỚC TRIỀU TRÊN SƠNG, KÊNH RẠCH 4.3.1 Tính tốn mực nước triều điểm nghiên cứu theo phương pháp phân tích thủy triều 16 Đề tài: Nghiên cứu tương quan mực nước sông- kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh phục vụ cơng tác giảm thiểu ngập lụt Mực nước sông kênh rạch TP Hồ Chí Minh nói chung điểm nghiên cứu đề tài nói riêng có ưu điểm trạm bị ảnh hưởng dao động mực nước triều truyền đến Mực nước kênh rạch, đặc biệt kênh Nhiêu Lộc, kênh Tẻ ngồi tác động triều cịn bị ảnh hưởng mưa tức thời, nước thượng nguồn, nước thải đặc biệt nước thải sinh hoạt vùng xung quanh… Nhưng tính tốn thành phần nước mưa góp lại xuống kênh rạch góp vào thời điểm nào, với lượng khó Do vậy, để đánh giá phân tích sâu mối tương quan mực nước sông, kênh rạch TP HCM đề tài thực phân tích hệ số điều hịa dựa theo phương pháp phân tích thủy triều thiên văn viết ngơn ngữ lập trình Fortran Phạm Văn Huấn (ĐH Khoa học Tự nhiên – ĐH QG Hà Nội) tính tương quan mực nước cao trạm thủy văn với lưu lượng xả thượng nguồn Theo phương pháp phân tích thủy triều thiên văn thủ t (4.1) cho khoảng thời gian Từ chọn lấy độ cao ất độ cao thủy triều thấp r z t = A0 + ∑ f i H i cos [qi t + (V0 + u ) i − g i ] (4.1) i =1 Trong đó: A0 mực nước trung bình; f i hệ số suy biến, phụ thuộc vào tham số quỹ đạo Mặt Trăng; H i số điều hòa biên độ phân triều; (V0 + u ) i pha ban đầu phân triều; g i số điều hòa pha phân triều Công thức độ cao thủy triều so với mực biển trung bình (4.1) viết gọn thành: z t = ∑ f i H i cos ϕ i , (4.2) Trong đó: f i hệ số suy biến, phụ thuộc vào kinh độ tiết điểm lên quỹ đạo Mặt Trăng N ; ϕ i pha phân triều Tùy thuộc vào tính chất thủy triều, độ cao triều đạt cực trị kinh độ tiết điểm lên quỹ đạo Mặt Trăng N =  (đối với nhật triều) N = 180  (đối với bán nhật triều) Trong điều kiện ( N =  , 180  ) pha phân triều biểu diễn qua yếu tố thiên văn bảng 4.7 Trong bảng 4.9, t thời gian múi trung bình tính từ nửa đêm; h − kinh độ trung bình Mặt Trời; s − kinh độ trung bình Mặt Trăng; p − kinh độ trung 17 Đề tài: Nghiên cứu tương quan mực nước sông- kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh phục vụ cơng tác giảm thiểu ngập lụt bình cận điểm quỹ đạo Mặt Trăng; g i − góc vị đặc biệt ứng với kinh tuyến Greenwich Bảng 4-7 Biểu thức tính pha trị số hệ số suy biến số phân triều Ký hiệu phân triều Biểu thức pha, ϕ Hệ số suy biến, f N = 0 N = 180  M2 2t + 2h − s − g M 0,963 1,038 S2 2t − g S 1,000 1,000 N2 2t + 2h − 3s + p − g N 0,963 1,037 K2 2t + 2h − g K 1,317 0,748 K1 t + h + 90 − g K1 1,113 0,882 O1 t + h − s − 90 − g O1 1,183 0,806 P1 t − h − 90 − g P1 1,000 1,000 Q1 t + h − 3s + p − 90 − g Q1 1,183 0,806 M4 4t + 4h − s − g M 0,928 1,077 MS 4t + 2h − s − g MS4 0,963 1,038 M6 6t + 6h − s − g M 0,894 1,118 h − g Sa 2h − g SSa 1,000 1,000 1,000 1,000 Sa SSa     Các độ cao cực trị thủy triều xác định từ biểu thức (4.2) biết trị số yếu tố thiên văn t , h, s p tổ hợp đồng thời chúng ứng với điều kiện cực trị Theo phương pháp khơng tính toán mực nước đơn tác động thủy triều mà thấy tác nhân ngoại lai tác động đến mực điểm đo Cụ thể mực nước triều tính tốn điểm nghiên cứu thể theo hình 200 150 thuc tinh toan 100 50 6/14/2004 0:00 6/15/2004 0:00 6/16/2004 0:00 6/17/2004 0:00 6/18/2004 0:00 6/19/2004 0:00 6/20/2004 0:00 6/21/2004 0:00 6/22/2004 0:00 6/23/2004 0:00 -50 -100 -150 -200 Hình 4-9 Quá trình mực nước thực đo tính tốn điểm đo rạch Gị Dưa 18 Đề tài: Nghiên cứu tương quan mực nước sơng- kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh phục vụ công tác giảm thiểu ngập lụt 200 150 100 50 4/13/2011 0:00 4/15/2011 0:00 4/17/2011 0:00 4/19/2011 0:00 4/21/2011 0:00 4/23/2011 0:00 4/25/2011 0:00 4/27/2011 0:00 4/29/2011 0:00 5/1/2011 0:00 5/3/2011 0:00 -50 -100 Thuc -150 tinh toan Hình 4-10 Quá trình mực nước thực đo tính tốn điểm đo kênh Tẻ 150 100 50 6/10/2004 0:00 6/12/2004 0:00 6/14/2004 0:00 6/16/2004 0:00 6/18/2004 0:00 6/20/2004 0:00 6/22/2004 0:00 6/24/2004 0:00 6/26/2004 0:00 6/28/2004 0:00 6/30/2004 0:00 -50 -100 -150 -200 -250 Thuc Tinh toan -300 Hình 4-11 Quá trình mực nước thực đo tính tốn điểm đo kênh Mương Chuối 19 Đề tài: Nghiên cứu tương quan mực nước sơng- kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh phục vụ công tác giảm thiểu ngập lụt 200 Thuc tinh toan 150 100 50 4/13/2011 0:00 4/15/2011 0:00 4/17/2011 0:00 4/19/2011 0:00 4/21/2011 0:00 4/23/2011 0:00 4/25/2011 0:00 4/27/2011 0:00 4/29/2011 0:005/1/2011 0:005/3/2011 0:00 -50 -100 -150 Hình 4-12 Q trình mực nước thực đo tính toán điểm đo kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè 200 150 100 50 4/13/2011 0:00 4/15/2011 0:00 4/17/2011 0:00 4/19/2011 0:00 4/21/2011 0:00 4/23/2011 0:00 4/25/2011 0:00 4/27/2011 0:00 4/29/2011 0:005/1/2011 0:005/3/2011 0:00 -50 -100 -150 -200 Thuc tinh toan Hình 4-13 Quá trình mực nước thực đo tính tốn trạm Phú An 20 Đề tài: Nghiên cứu tương quan mực nước sông- kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh phục vụ cơng tác giảm thiểu ngập lụt 200 150 100 H (cm) 50 Thời gian 4/13/2011 0:00 4/15/2011 0:00 4/17/2011 0:00 4/19/2011 0:00 4/21/2011 0:00 4/23/2011 0:00 4/25/2011 0:00 4/27/2011 0:00 4/29/2011 0:005/1/2011 0:005/3/2011 0:00 -50 -100 -150 -200 Thuc tinh toan -250 Hình 4-14 Quá trình mực nước thực đo tính tốn trạm Nhà Bè Từ hình 4-11 đến hình 4-14 cho thấy mức độ thành phần khác (mưa, lưu lượng thượng nguồn, nước thải) tác động đến dao động mực nước sông kênh rạch Riêng hai trạm Nhà Bè Phú An mức độ tác động bị ảnh hưởng đến dao động mực nước so với điểm sâu kênh rạch So sánh mực nước tính tốn từ phân tích thủy triều mực nước thực đo cho thấy chênh lệch trung bình Nhiêu Lộc – Thị Nghè 14%, Phú An 18% Nhà Bè khoảng 0.96% Điều hợp lý so với thực tế Nhà Bè mức độ tác động yếu tố đô thị nước thải dân sinh… so với Phú An điểm khác kênh rạch nội thành 4.3.2 Phân tích tương quan giá trị lưu lượng xả tối đa mực nước cao hàng năm trạm thủy văn sơng Theo nghiên cứu từ tháng VII đến tháng XI dịng chảy có ảnh hưởng lũ thượng nguồn khơng đáng kể, dịng chảy thể chế độ triều rõ rệt vì: Kết phân tích tương quan cho thấy có tương quan lưu lượng xả tối đa Trị An mực nước cao hàng năm Phú An (R2 = 0.75) Tại Nhà Bè, ảnh hưởng lưu lượng Trị An khơng cịn rõ rệt (R2 = 0.43) Trên sơng Sài Gòn, tương quan lưu lượng xả Dầu Tiếng mực nước cao hàng năm Phú An ( R2 = 0.46) Nhà Bè ( R2 = 0.42), chưa đạt mức ý nghĩa 95% ( R2 = 0.66) 21 Đề tài: Nghiên cứu tương quan mực nước sơng- kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh phục vụ công tác giảm thiểu ngập lụt 4.3.3 Nhận xét chung Qua tính tốn mực nước triều thực đo điểm nghiên cứu tính sai số mực nước thực đo với mực nước tính tốn từ phân tích thủy triều thiên văn mức tương quan mực nước trạm với lưu lượng xả thượng nguồn đưa số nhận xét sau: - Chế độ thủy văn sơng chịu ảnh hưởng lượng mưa chỗ, chịu chi phối chế độ bán nhật triều không biển Đơng - Tính đến nay, phát triển dân cư thải mức độ nước thải sinh hoạt với tượng bồi lấp ven kênh rạch lấy đất xây dựng… nên thành phần tác động tổng hợp ngoại lai (ngoài triều) đến chế độ mực nước sông, kênh rạch lớn so với năm trước 4.4 MỰC NƯỚC TRIỀU VÀ VẤN ĐỀ NGẬP LỤT Ở TP HỒ CHÍ MINH Theo kết nghiên cứu khu vực trung tâm TP Hồ Chí Minh ngập lụt triều diễn ác liệt vào tháng 10 tháng năm sau, khu vực trung tâm thành phố mưa lớn với cường độ cao lại hay xảy vào tháng 10 ngập lụt thành phố vào tháng 10 thêm phần nghiêm trọng Hình 4-15 Số ngày vượt cấp báo động Phú AN Như tính tốn cho thấy rõ nét mức độ tăng mực nước kênh rạch, sơng khơng mực nước triều dâng cao biển truyền vào mà nhiều nhân tố khác mưa, nhiều kênh rạch bị san lấp… khiến mực nước trạm An Phú tăng trung bình hàng năm khoảng 0,83cm, mực nước biển tăng mức 0,5cm/năm (Ví dụ cụ thể TP.HCM trước có khu đất 22 Đề tài: Nghiên cứu tương quan mực nước sơng- kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh phục vụ công tác giảm thiểu ngập lụt trũng chứa nước khu Phú Mỹ Hưng, Hiệp Phước, v.v khu vực san lấp để xây nhà cao tầng, đường xá…) Thống kê số ngày có mực nước vượt cấp báo động I, II, III trạm thuộc Phú An cho thấy rõ tình mức độ ngập lụt diễn biến ngày tăng thành phố Hồ Chí Minh theo thời gian từ 1984 2010 (hình 4-15) Nhìn chung, năm 1995 trở trước, tình hình ngập lụt thành phố Hồ Chí Minh triều cường khơng đáng kể, năm sau này, tình hình ngập lụt thường xuyên Ngập không ảnh hưởng tới hoạt động xã hội mà gây nhiều thiệt hại tài sản người dân, giao thông ùn tắc, ảnh hưởng tới nhiều ngành sản xuất Không thế, ngập lụt triều cường xảy thường xuyên gây ô nhiễm môi trường trầm trọng, thêm vào hiểm họa bệnh tật phát sinh từ nơi ngập úng Triều cường nguyên nhân quan trọng, tác nhân đặc biệt thời kỳ triều lớn có khả gây ngập lụt đặc biệt nghiêm trọng Và từ kết nghiên cứu cho nhận định làm tốt công tác mở rộng, nạo vét kênh mương, tu bổ hệ thống cống nước… làm tốt cơng tác dự báo phần làm giảm tình trạng ngập lụt 23 Đề tài: Nghiên cứu tương quan mực nước sông- kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh phục vụ cơng tác giảm thiểu ngập lụt KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ Kết luận Qua nghiên cứu, phân tích tương quan điểm đo kênh rạch trạm sơng Nhà Bè, Sài Gịn cho số kết luận sau: Mực nước điểm đo kênh Mương Chuối rạch Gò Dưa tương quan chặt với hai trạm Phú An Nhà Bè Điểm đo kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè kênh Tẻ có mực nước trung bình lớn ngày tương quan trung bình với mực nước Nhà Bè, Phú An Điều cho phép đưa đưa nhận định tính tương tác yếu tố sông rạch nội khu vực tác động đến tượng gia tăng mực nước sơng hình thành từ nguồn gốc tương tự Qua phân tích thủy triều cho thấy chế độ thủy văn sơng kênh rạch chịu ảnh hưởng lượng mưa chỗ, nước dân sinh cung cấp vào… mà chủ yếu chịu chi phối chế độ triều bán nhật triều khơng Biển Đơng Mực nước Phú An kênh rạch khác Nhiêu Lộc- Thị Nghè, kênh Tẻ, Gò Dưa bị tác động mạnh yếu tố khác triều lớn so với trạm Nhà Bè Kiến nghị Mực nước Phú An có tương quan với mực nước điểm đo kênh rạch lớn Nhà Bè Nghiên cứu mực nước Phú An cho nhìn tổng quan xu mực nước kênh rạch thành phố Mực nước cao hàng năm Phú An có xu dâng rõ rệt mạnh mẽ đặc biệt thời gian gần Cần có nghiên cứu sâu chi tiết vấn đề Theo khách quan nhìn lại đề tài thấy số nguyên nhân tác động đến yếu tố tăng dần là: Hiện tượng mực nước biển dâng; ô trũng thấp có khả điều tiết nước TP HCM bị san lấp; lịng dẫn sơng Sài Gịn bị thu hẹp, bồi lắng; diễn biến mưa – dòng chảy lưu vực (Theo nghiên cứu đánh giá tác động BĐKH đến TP HCM dự báo xu lượng mưa tăng dần vào mùa mưa mùa khơ – PGS TS Nguyễn Kỳ Phùng) Cần có trạm đo đạc thường xuyên nhiều hơn, kênh rạch lớn để có số liệu dài để nghiên cứu kỹ đặc điểm thủy triều thành phố tìm nguyên nhân làm cho mức độ ngập lụt triều ngày tăng để từ tìm giải pháp thích hợp ứng phó với tình trạng ngập lụt Cần thực cơng tác lạo vét thường xun để lưu thơng dịng chảy, vừa đảm bảo vệ sinh môi trường giảm thiểu ngập lụt, tăng quan hệ thủy văn hệ thống sông, kênh rạch thành phố 24