Đánh giá và dự báo ngập úng tại quận Bình Thạnh bằng mô hình SWMM

Nguồn nước

Rạch Bùi Hữu Nghĩa : rộng 2 – 8m , dài 620m, rạch này để thoát nước cho lưu vực nhỏ nằm giữa hai tuyến đường Bùi Hữu Nghĩa và Đinh Tiên Hoàng. Ngoài các sông rạch nêu trên, quận Bình Thạnh còn khoảng 20 rạch nhỏ nằm rải rác các địa bàn ở trong quận, đó là hệ thống thoát nước khá hiệu quả cho cả địa bàn.

Chế độ thủy văn

(Nguồn : Đài khí tượng thủy văn khu vực Nam Bộ) Với hệ thống sông rạch và thủy văn như trên, kết hợp với địa hình không đồng đều của Quận (gồm vùng gò và vùng trũng) nên vào các ngày thủy triều cao, các vùng trũng gần như bị ngập. Các tuyến giao thông ngập thường xuyên là: Đinh Tiên Hoàng, khu vực phường 27, 28, Đinh Bộ Lĩnh, khu vực phường 13 đường Nơ Trang Long, Xô Viết Nghệ Tĩnh,…và một số đoạn ngập rải rác trên toàn khu vực vùng đất trũng và có độ cao trung bình.

Cô caáu daân soá

Cùng với sự tăng dân số dẫn đến tình hình sử dụng đất đô thị có nhiều thay đổi lớn thể hiện qua việc san lấp đất làm nền nhà, đường sá, cầu cống, công trình công cộng… là những diện tích hầu như không bị thấm nước, đặc biệt là các quận nội thành và một số vùng ven nội thành. Do đó đặc trưng gia tăng dân số, kèm theo tình hình sử dụng đất có ý nghĩa quan trọng trong việc đánh giá diện tích không thấm liên quan đến quá trình gia tăng dòng chảy bề mặt ảnh hưởng tình trạng ngập úng và tiêu thoát nước.

Hiện trạng sản xuất công nghiệp – tiểu thủ công nghiệp

Qua việc nghiên cứu tình hình đặc điểm tự nhiên- kinh tế – xã hội quận Bỡnh Thạnh cho thấy quận cú vị trớ địa lý rất quan trọng, là cửa ngừ phớa Đụng của Thành phố Hồ Chí Minh nên có tiềm năng và tốc độ phát triển kinh tế rất cao. Cùng với sự phát triển đó thì việc gia tăng dân số, sự đầu tư vào cơ sở hạ tầng còn hạn chế, đặc điểm địa hình còn thấp… đã gây nên hiện tượng ngập úng khi có mưa và triều cao, do đó ngập úng đã đặt ra một vấn đề can phải quan tâm của quận Bình Thạnh.

Năng lực thoát nước hiện có

Cống bêtông cốt thép, bao gồm cống tròn và cống hộp chữ nhật, được xây dựng sau năm 1975, do Việt Nam xây dựng và lắp đặt, hiện tại vẫn hoạt động tốt vì mới được sử dụng trong thời gian gần đây. Toàn khu vực nội thành của TPHCM có 6 vùng thoát nước, với hệ thống mạng lưới gồm 27 kênh chính và 16 kênh nhỏ, đặc biệt riêng quận Bình Thạnh có kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè nhưng đã bị giảm năng lực thoát nước tự nhiên do bị thu hẹp bởi nhà cửa lấn chiếm trái phép.

Năng lực thoát nước của hệ thống cống

(Nguồn công ty thoát nước đô thị TP.HCM) Về mặt kết cấu, mạng lưới cống thoát nước được xây dựng theo 3 loại hình dạng chính: cống vòm, cống tròn, cống hộp. Ba loại này được xây dựng vào 3 thời kỳ khác nhau. Trong quận Bình Thạnh chủ yếu chỉ có công tròn và cống hộp. Đặc điểm của 2 loại cống này như sau:. Đa số cống thuộc loại này là cống cấp 3 và có độ dốc thuỷ lực kém, đồng thời cấu tạo các mối nối không chắc chắn. Độ dốc thuỷ lực kém góp phần trực tiếp đóng cặn, đặc biệt ở những vùng ảnh hưởng thuỷ triều như quận Bình Thạnh. xây dựng hệ thống cống theo thời gian không theo quy hoạch thống nhất, có tính chất tự phát, chắp vá theo sự phát triển của các khu dân cư mới nên không đảm bảo được yêu cầu thoát nước. Mặt khác sự hình thành các khu dân cư đô thị mới làm giảm diện tích tích nước bề mặt, tạo sự qúa tải cho hệ thống cống hiện hữu. Đây là một mạng lưới phức tạp, thêm vào đĩ các miệng xả của hệ thống cống của quận Bình Thạnh lại bị ảnh hưởng trầm trọng của thuỷ triều, vì thế trên thực tế hệ thống thoát nước hiện hữu hoàn toàn không đáp ứng được nhu cầu thoát nước của quận hay của thành phố. Nhiều tuyến cống chính cần được nâng cao khả năng thoát nước bằng cách lắp đặt thêm hoặc thay thế cống mới, với việc triển khai hàng loạt các dự án đầu tư mới thì việc giải quyết được tình trạng ngập úng cũng hy vọng trong thời gian sắp tới. Đặc biệt là trong vòng 1 – 3 năm tới hệ thống vẫn tiếp tục xuống cấp vì vốn đầu tư cho duy tu bảo dưỡng vẫn còn thiếu nhiều so với nhu cầu. Việc đầu tư quá nhiều dự án lớn về thoát nước trong giai đoạn 2010-2015 có thể gây ra một số khó khăn lớn về lực lượng thi công cũng như các vấn đề khác ảnh hưởng đến môi trường như ngập lụt, ngập nước khi triều dâng cao hay mưa lớn làm tắc nghẽn giao thông, hư hỏng đường xá, làm mất vệ sinh môi trường sống, gây ảnh hưởng đến sức khỏe người dân. Một số tuyến cống thoát nước chính trên địa bàn quận Bình Thạnh STT Tên đường Đường kính cống Vị trí cửa xả. Sĩ đến Cầu Sơn). Hệ thống cống thoát nước của quận Bình Thạnh có đặc điểm cũ và thiếu, không đồng bộ, tiết diện cống nhỏ không đủ khả năng tiêu thoát nước, phần lớn được xây dựng trên 40 năm, trong đó khoảng 60 km cống vòm được xây dựng từ năm 1870 cho đến nay đã xuống cấp trầm trọng chưa được vì đầu tư đúng mức trong suốt thời gian vừa qua, và các tuyến cống được xây dựng không theo quy hoạch thống nhất, chắp vá, tự phát theo sự phát triển của các khu dân cư.

HIỆN TRẠNG NGẬP ÚNG TRONG NHỮNG NĂM QUA

Ngập nước trong mùa mưa thậm chí ngập do triều cường trong thời gian không có mưa đã ảnh hưởng rất lớn đến đời sống kinh tế, xã hội của thành phố. (Nguồn: Dự án thoát nước đô thị TP.HCM – JICA) Tình hình ngập úng thường xảy ra vào mùa mưa khi có vũ lượng mưa lớn hơn 40 mm / ngày hay những trận mưa có cường độ cao trên những địa điểm của các trục đường và hẻm khu vực dân cư ứng với các mức độ ngập khác nhau phụ thuộc vào địa hình và hệ thống thốt nước của khu vực.

MÔ HÌNH HOÁ

Trước tình hình trên, các yêu cầu về ứng dụng các mô hình tính toán nhằm trợ giúp các mặt công tác trong quy hoạch thiết kế hệ thống thoát nước đô thị, của quận Bình Thạnh thật là bức xúc trong bối cảnh hiện nay.

QUÁ TRÌNH TÍNH TOÁN THOÁT NƯỚC ĐÔ THỊ

• Mô hình tính toán của dòng chảy đô thị

Trong trận mưa, lượng bốc hơi từ mặt nước và thảm thực vật nói chung chiểm tỷ lệ nhỏ trong tổn thất, trong khi đó lượng thấm vào các lớp đất tự nhiên đã quy hoạch hoặc chưa xây dựng là đáng kê nhất, phụ thuộc vào loại, cách thức sử dụng đất và thay đổi theo mùa. Do quá trình phát triển đô thị hệ thống đường cống cũng được phát triển theo và phụ thuộc vào phương cách bố trí của mạng lưới (tùy địa hình, sự chuyển đổi sử dụng đất, đặc tính của đô thị…) hay sự cải tạo và tác động của công trình lên hệ thống sông rạch.

MOÂ HÌNH STORM WATER MANAGEMENT MODEL (SWMM)

• Moâ hình RUNOFF
• Moâ hình EXTRAN

Lượng trữ bề mặt là lượng nước bị tích tụ lại khi dòng chảy di chuyển qua vùng có địa hình âm như ao, hô, chỗ trũng trên mặt đường … Lượng trữ bề mặt rất khó xác định do tính chất phức tạp của lưu vực đô thị, do vậy thành phần này thường được đánh giá qua điều tra và sau đó hiệu chỉnh qua mô hình. Mô hình này đã giải hệ phương trình Saint Venant ở dạng đầy đủ và tính toán cho các trường hợp như nước chảy ngược, chảy có áp lực hoặc chảy ngập… EXTRAN nhận biểu đồ của quá trình dòng chảy tại các nút do người sử dụng đưa vào từ thực tế do hoặc gián tiếp từ các mô hình khác hoặc trực tiếp từ quá trình mưa thông qua các file liên hệ với moâ hình RUNOFF.

CẤU TRÚC FILE DỮ LIỆU

_ Các dạng biên tại cửa ra: Có 5 loại biên được chấp nhận khi mô tả biên, được lập trong bảng 4.3.

ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA MÔ HÌNH

Kiểm tra kỹ về các điều kiện ở phương trình (4.24) và (4.25) chỉ ra rằng, thời đoạn lớn nhất cho phép ∆tsẽ được xác định bởi đoạn sông ngắn nhất, nhỏ nhất có dòng chảy vào lớn nhất.