NGHIÊN cứu TƯƠNG QUAN mực nước TRÊN SÔNG KÊNH, RẠCH THÀNH PHỐ hồ CHÍ MINH PHỤC vụ CÔNG tác GIẢM NGẬP ÚNG

NGHIÊN CỨU TƯƠNG QUAN MỰC NƯỚC TRÊN SÔNG KÊNH, RẠCH THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH PHỤC VỤ CÔNG TÁC GIẢM NGẬP ÚNG Bảo Thạnh, Vũ Thị Hương Phân viện Khí tượng Thủy văn & Môi trường Phía Nam Bà

NGHIÊN CỨU TƯƠNG QUAN MỰC NƯỚC TRÊN SÔNG KÊNH,

RẠCH THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH PHỤC VỤ

CÔNG TÁC GIẢM NGẬP ÚNG

Bảo Thạnh, Vũ Thị Hương

Phân viện Khí tượng Thủy văn & Môi trường Phía Nam

Bài báo đưa ra một số kết quả phân tích tương quan giữa mực nước các trạm trên sông chính với một số trạm trên kênh rạch TP Hồ Chí Minh để tìm hiểu diễn biến mực nước tại các trạm đo mực nước, đồng thời tính toán, xác định các tác động của các thành phần ngoài triều đến mực nước triều trên các sông, rạch của TP Hồ Chí Minh

Từ khóa: ngập úng, TP.Hồ Chí Minh, mực nước

1 Mở đầu

Từ hơn một thập niên vừa qua, tình trạng ngập úng đô thị diễn ra ngày càng trầm trọng và dẫn đến những tranh luận về nguyên nhân cũng như giải pháp trọn vẹn cho vấn đề này Ngập lụt đối với thành phố Hồ Chí Minh được nhận định do rất nhiều nguyên nhân khác nhau như mưa, triều, lũ thượng nguồn và do tác động của con người Một trong những nguyên nhân chủ đạo đó là do mực nước triều gây lên

Sau khi tiến hành thu thập tài liệu, dựa trên những phân tích thống kê số liệu mực nước thu thập từ các trạm thủy văn trên sông chính và một số các trạm trên các kênh rạch gần các vùng có xảy ra ngập thường xuyên trên địa bàn TP.Hồ Chí Minh, báo cáo đưa ra một số kết quả phân tích tương quan giữa mực nước các trạm trên sông chính với một số trạm trên kênh rạch để tìm hiểu diễn biến mực nước tại đó

2 Phương pháp nghiên cứu, số liệu sử dụng

Để tính tương quan mực nước giữa các điểm đo trên kênh, rạch với các trạm đo mực nước trên sông chính nghiên cứu sử dụng phương pháp thống kê để tính toán

Theo hướng đó, nghiên cứu lựa chọn khảo sát và chỉnh lý số liệu mực nước tại một số vị trí trên kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh để phục vụ tính toán (các vị trí lựa chọn thuộc khu vực hay bị ngập - có tính nhạy cảm): Tại điểm cầu Kiệu trên Kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè (Quận Bình Thạnh); tại điểm cầu kênh Tẻ trên Kênh Tẻ (Quận 8); tại điểm cầu Gò Dưa trên Rạch Gò Dưa (Quận Thủ Đức); tại điểm chân cầu Mương Chuối trên Kênh Mương Chuối (Huyện Nhà Bè)

Trạm trên sông chính để tính tương quan là trạm đo mực nước Phú An và trạm

đo mực nước Nhà Bè

Hình 1 dưới đây biểu thị khu vực nghiên cứu và vị trí các điểm đo đạc, thu thập

số liệu mực nước

Hình 1 Bản đồ thể hiện quá trình mực nước tại các vị trí thu thập và đo đạc

3 Phân tích tương quan mực nước trên sông kênh rạch TP.Hồ Chí Minh

nước trạm Nhà Bè, Phú An

Bảng 1 Tương quan mực nước giữa điểm đo trên rạch Gò Dưa, Mương Chuối với

trạm Nhà Bè, Phú An

Gò Dưa Mương Chuối Gò Dưa Mương Chuối

Theo Bảng 1 cho thấy tương quan mực nước giữa Gò Dưa và Mương Chuối với trạm Nhà Bè là quan hệ tương quan chặt Các hệ số tương quan đều rất cao, mực nước trung bình tại Mương Chuối với Nhà Bè hệ số tương quan gần 100% Tại Gò Dưa thấp nhất cũng lên đến 77% đối với mực nước trung bình

Nhà Bè, Phú An

Theo Bảng 2, khác với các điểm trên kênh Mương Chuối và Gò Dưa tương quan rất tốt với trạm mực nước Nhà Bè, điểm trên kênh Nhiêu Lộc và kênh Tẻ hệ số tương quan thấp với trạm Nhà Bè Nhưng tương quan mực nước cao nhất giữa hai điểm cũng lớn hơn 60% Đây cũng là điểm đáng lưu ý với khu vực kênh Nhiêu Lộc –

Thị Nghè và kênh Tẻ, bởi tốc độ phát triển đô thị và dân cư có tác động mạnh tới mực nước trên các kênh này

Bảng 2 Tương quan mực nước giữa điểm đo trên rạch Nhiêu Lộc, kênh Tẻ với trạm

Nhà Bè, Phú An

Tương tự như tương quan với Nhà Bè, hệ số tương quan mực nước trạm Nhiêu Lộc, Kênh Tẻ với Phú An cũng khá thấp Mực nước cao nhất, mực nước trung bình tương quan tốt hơn cả cũng chỉ đạt tương ứng 67% và 77%

Ngoài tác động triều từ các sông lớn vào các kênh rạch, các tác động khác như mưa, nước thải dân sinh, bồi lấp… tác động lớn đến mực nước kênh rạch của thành phố Cụ thể mức độ tác động như thế nào được thể hiện theo các tính toán dưới đây

4 Tác động của thành phần ngoại lai ngoài triều đến mực nước triều trên sông, kênh rạch

Mực nước trên sông kênh rạch tại TP Hồ Chí Minh nói chung và các điểm nghiên cứu trên nói riêng có ưu điểm là các trạm bị ảnh hưởng của dao động mực nước triều truyền đến Mực nước trên kênh rạch, đặc biệt như kênh Nhiêu Lộc, kênh Tẻ ngoài tác động của triều còn bị ảnh hưởng của mưa tức thời, nước thượng nguồn, nước thải đặc biệt là nước thải sinh hoạt của vùng xung quanh… Nhưng tính toán thành phần nước mưa góp lại xuống kênh rạch cũng như góp vào thời điểm nào, giờ nào với lượng bao nhiêu là rất khó

Do vậy, để đánh giá phân tích sâu mối tương quan mực nước trên sông, kênh rạch của TP HCM đề tài thực hiện phân tích hệ số điều hòa dựa theo phương pháp phân tích thủy triều thiên văn viết trên ngôn ngữ lập trình Fortran Theo phương pháp phân tích thủy triều thiên văn, độ cao thủy triều ở một giờ t được tính theo công thức (4.1) cho khoảng thời gian bất kỳ Từ đó chọn lấy một độ cao thủy triều cao nhất và một độ cao thủy triều thấp nhất



=

 + + +

i

i i i

i i

z

1

0

Trong đó: A0 là mực nước trung bình; f i là các hệ số suy biến, phụ thuộc vào các tham số quỹ đạo Mặt Trăng; H i là những hằng số điều hòa biên độ của các phân triều; (V0 +u)i là pha ban đầu của các phân triều; g i là các hằng số điều hòa về pha của các phân triều

Công thức độ cao thủy triều so với mực biển trung bình (4.1) có thể viết gọn thành:



Trong đó: f i là các hệ số suy biến, phụ thuộc vào kinh độ tiết điểm lên của quỹ đạo Mặt Trăng N ; i là pha của các phân triều

Tùy thuộc vào tính chất thủy triều, độ cao triều có thể đạt các cực trị khi kinh

độ tiết điểm lên của quỹ đạo Mặt Trăng N = 0  (đối với nhật triều) hoặc N= 180  (đối với bán nhật triều) Trong những điều kiện này (N= 0  180 ) pha của các phân triều biểu diễn qua các yếu tố thiên văn như trong Bảng 3

Trong Bảng 3, t là thời gian múi giờ trung bình tính từ nửa đêm; h kinh độ trung bình của Mặt Trời; s kinh độ trung bình của Mặt Trăng; p kinh độ trung 

bình của cận điểm quỹ đạo Mặt Trăng; g i  góc vị đặc biệt ứng với kinh tuyến Greenwich

Bảng3 Biểu thức tính pha và trị số các hệ số suy biến của một số phân triều



0

=

N N= 180

2

M 2t+ 2h 2sg M2 0,963 1,038

2

2

N 2t+ 2h 3s+ pg N2 0,963 1,037

2

1

K

1

90 g K h

1,113 0,882

1

O t+h 2s 90  g O1

1,183 0,806

1

P

1

90 g P h

1,000 1,000

1

Q

1

90

h

1,183 0,806

4

M 4t+ 4h 4sg M4 0,928 1,077

4

MS 4t+ 2h 2sg MS4 0,963 1,038

6

M 6t+ 6h 6sg M6 0,894 1,118

Các độ cao cực trị của thủy triều có thể xác định từ biểu thức (4.2) nếu như biết

các trị số của các yếu tố thiên văn t,h,s và p khi tổ hợp đồng thời của chúng ứng với

điều kiện cực trị

Theo phương pháp trên không chỉ tính toán được mực nước chỉ đơn thuần dưới tác động của thủy triều mà còn thấy được những tác nhân ngoại lai tác động đến mực tại các điểm đo Cụ thể mực nước triều tính toán tại các điểm nghiên cứu được thể hiện theo các hình (Hình 2 đến Hình 7) dưới đây

Hình 2 Quá trình mực nước thực đo và tính toán tại điểm đo trên rạch Gò Dưa

Hình 3 Quá trình mực nước thực đo và tính toán tại điểm đo trên kênh Tẻ

Hình 4 Quá trình mực nước thực đo và tính toán tại điểm đo trên kênh Mương Chuối

Hình 5 Quá trình mực nước thực đo và tính toán tại điểm đo trên kênh Nhiêu Lộc –

Thị Nghè

Hình 6 Quá trình mực nước thực đo và tính toán tại trạm Phú An

Hình 7 Quá trình mực nước thực đo và tính toán tại trạm Nhà Bè

Từ các Hình 2 đến Hình 7 cho thấy mức độ, tỷ lệ các thành phần khác ngoài triều (mưa, lưu lượng thượng nguồn, nước thải) tác động đến dao động mực nước trên sông cũng như trên các kênh rạch Riêng hai trạm Nhà Bè và Phú An mức độ tác động

bị ảnh hưởng đến dao động mực nước ít hơn so với các điểm sâu trong kênh rạch

So sánh mực nước tính toán từ phân tích thủy triều và mực nước thực đo cho thấy chênh lệch trung bình ở Nhiêu Lộc – Thị Nghè là 14%, Phú An là 18% trong khi Nhà Bè chỉ khoảng 0,96% Điều này cũng khá hợp lý so với thực tế bởi tại Nhà Bè mức độ tác động của các yếu tố như đô thị nhất là nước thải dân sinh đều ít hơn so với Phú An cũng như các điểm khác trên kênh rạch nội thành

5 Kết luận và kiến nghị

Tương quan mực nước giữa các điểm trên kênh Mương Chuối, Gò Dưa chặt chẽ với mực nước trạm Nhà Bè và mực nước trạm Phú An Mực nước trên kênh Tẻ và Nhiêu Lộc tương quan khá thấp với Nhà Bè và Phú An, tương quan mực nước cao nhất cũng chỉ đạt trên dưới 60%

Vấn đề nước thải dân sinh, nước mưa… có tác động không nhỏ đến mực nước trên các kênh rạch, đặc biệt là ở trên kênh Nhiêu Lôc – Thị Nghè và mực nước ở trạm Phú An, riêng Nhà Bè mực nước bị tác động ít hơn

Cần có các trạm đo đạc thường xuyên nhiều hơn, nhất là trên các kênh rạch lớn

để có số liệu dài hơn để nghiên cứu kỹ về đặc điểm thủy triều tại thành phố cũng như những nguyên nhân làm cho mức độ ngập lụt do triều ngày một tăng để từ đó tìm ra những giải pháp thích hợp giảm thiểu tác động do ngập lụt Ngoài ra, cần thực hiện các công tác lạo vét thường xuyên để lưu thông dòng chảy, vừa đảm bảo vệ sinh môi trường cũng như giảm thiểu ngập lụt, tăng quan hệ về thủy văn giữa các hệ thống sông, kênh rạch của thành phố

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Bảo Thạnh (2003) Cơ chế thoát lũ dưới ảnh hưởng của thủy triều và các công trình thủy lợi ven biển ĐBSCL

2 Bảo Thạnh (2005) Khảo sát các điều kiện môi trường phục vụ nghiên cứu thiết kế chi tiết cảng quốc tế Cái Mép – Thị Vải

3 H Storch et al (2009) Adaptation Planning Framework to Climate Changes for the Urban Area of Ho Chi Minh City, Vietnam The 5th Urban Research Sympossium Marseille, France

4 Lương văn Việt (2008) Sự phát triển đô thị và xu thế biến đổi khí hậu tại thành phố

5 Phan Văn Hoặc, Lương Văn Việt và nnk (2000) Phân bố các đặc trưng mưa liên quan đến vấn đề tiêu thoát nước, ô nhiễm môi trường và các giải pháp chống ngập úng trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh Đề tài NCKH Sở Khoa học và Công nghệ Tp Hồ Chí Minh

THE STUDY OF THE WATER STAGE RELATIONSHIP IN RIVERS AND IN CANALS IN HO CHI MINH CITY FOR SERVING

THE WATERLOGGED REDUCTION

Bao Thanh, Vu Thi Huong

Sub – Institute of Hydrometeorology and Environment of South Vietnam (SIHYMETE)

In over the past decade, urban inundation is exacerbated Inundation in Ho Chi Minh City has been identified by many different causes such as rainfall, tide, flood upstream and human impact One of the major reasons is caused by the tide This paper presents some results of the correlation analysis between the water stage in the main river stations and in the canals stations to show the hydrological evolution characteristic This is an important first step in determining research objectives, the problems to be solved in reducing flooding problems, prevention, harm reduction, remedial damage caused by flooding