3.1.1 Vị trí địa lý
Thành phố Hồ Chí Minh là đô thị có quy mô lớn nhất Việt Nam với diện tích tự nhiên 2.095 km² và dân số năm 2013 là 7,99 triệu ngƣời (theo Tổng cục Thống kê); là trung tâm chính trị, kinh tế, tài chính, văn hóa, giáo dục đào tạo, khoa học kỹ thuật du lịch và giao lƣu quốc tế của khu vực phía nam Việt Nam.
3.1.2 Đặc điểm địa hình
Địa hình tổng quát có hƣớng thấp dần từ Đông Bắc xuống Tây Nam. Khu vực phía Tây Nam, phía Nam và Đông Nam nền đất thấp, cao độ trung bình dƣới 1,0m (so với mực nƣớc biển) nằm giữa các kênh rạch chằng chịt trong lƣu vực hạ lƣu sông Đồng Nai. Khu vực Cần Giờ nền đất thấp, phần lớn diện tích là vùng rừng ngập mặn đƣợc công nhận là vùng dự trữ sinh quyển.
3.1.3 Đặc điểm khí hậu
Theo trạm quan trắc khí tƣợng Tân Sơn Nhất, nhiệt độ trung bình hàng năm là 28,2oC, độ ẩm trung bình khoảng 77%. Khí hậu có hai mùa rõ rệt. Mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4, nhiệt độ cao nhất vào mùa khô có khi lên đến 36‚37oC. Mùa mƣa từ tháng 5 đến tháng 11, nhiệt độ thấp nhất khoảng 19‚20oC. Lƣợng mƣa trung bình hàng năm là 1.915mm (93% xảy ra trong mùa mƣa).
nắng/năm.
Về gió, TP Hồ Chí Minh chịu ảnh hƣởng gió mùa với hai hƣớng chính và thịnh hành là Tây Nam vào mùa mƣa và Bắc - Đông Bắc vào mùa khô.
Khu vực này hầu nhƣ không có động đất và hiếm khi xảy ra bão, chỉ thƣờng có lốc xoáy cấp độ thấp vào thời kỳ giao mùa.
3.1.4 Hệ thống sông kênh
Khu vực TP Hồ Chí Minh có sông lớn Đồng Nai, Sài Gòn chảy qua và một số kênh rạch cả ở trung tâm thành phố và vùng ngoại thành. Bản đồ hệ thống kênh rạch nhƣ Hình 3-1.
Về thủy văn, hầu hết các sông rạch TP Hồ Chí Minh đều chịu ảnh hƣởng dao động bán nhật triều không đều của Biển Đông. Mực nƣớc đỉnh triều tại trạm Phú An cao khoảng 1,60m.
Các sông lớn gồm:
- Sông Đồng Nai có tổng chiều dài 628 km, diện tích lƣu vực 41.000 km2; - Sông Sài Gòn có chiều dài khoảng 280km, diện tích lƣu vực 4.500 km2; - Sông Vàm Cỏ Đông có diện tích lƣu vực 6.300 km2, chiều dài 283 km; - Sông Vàm Cỏ Tây có diện tích lƣu vực 6000 km2 dài 235 km;
- Các nhánh sông ven biến nhƣ sông Lòng Tàu, sông Đồng Tranh và sông Thị Vải.
Trong khu vực nội thành cũ và vùng ven có 5 kênh tiêu chủ yếu sau:
- Rạch Nhiêu Lộc - Thị Nghè; - Rạch Tân Hóa - Lò Gốm;
- Rạch Tàu Hủ - Bến Nghé và Kênh Đôi - Kênh Tẻ; - Rạch Nƣớc Lên - Rạch Bến Cát;
Hình 3-1: Bản đồ mạng lƣới sông, kênh, rạch TP Hồ Chí Minh
Trong khu vực nội thành mới (Thủ Đức cũ) có hệ thống kênh tiêu chủ yếu sau:
Rạch Chiếc - Rạch Ông Hồng - Rạch Trau Trảu, Sông Tắc, Rạch Ông Nhiêu, Rạch Ông Kiên - Rạch Bà Cua - Rạch Ông Gay, Rạch Kỳ Hà, Rạch Giồng Ông Tố, Rạch
Gò Công và Rạch Gò Dƣa.
Khu vực Bắc và Tây Nam trung tâm thành phố: có các rạch nhƣ rạch Bến Mƣơng - Láng The, Rạch Tra, Thầy Cai, An Hạ, Kênh C, Kênh Ngang.
Khu vực Nam sông Bến Lức: Giới hạn bởi sông Bến Lức ở phía Bắc, sông Sài Gòn và sông Đồng Nai ở phía Đông, sông Vàm Cỏ ở phía Tây và Nam. Trong khu vực này có nhiều rạch chằng chịt nối liền với nhau. Đáng chú ý các rạch Cần Giuộc và Cây Khô là 2 trục tiêu chủ yếu và có ý nghĩa quan trọng đối với khu vực phía Nam và Tây Nam của TP Hồ Chí Minh.
Khu vực Cần Giờ: Ngoài các sông lớn đã kể ở phần trên, trong khu vực Cần Giờ còn có rất nhiều sông rạch nối tiếp theo nhiều hƣớng khác nhau. Hƣớng chuyển tải dòng nƣớc từ sông Đồng Nai và sông Lòng Tàu ra biển Đông chủ yếu nhờ các sông rạch nhƣ: Sông Vàm Sát, Rạch Lá,Sông Dừa, Sông Đồng Tranh.
3.1.5 Hệ thống cống thoát nƣớc
Hệ thống cống rạch thành phố hiện nay là hệ thống thoát nƣớc chung. Tất cả các loại nƣớc mƣa, nƣớc thải đều đƣợc thoát chung trong một hệ thống rồi đƣợc xả thẳng ra sông, rạch hầu nhƣ không qua xử lý. Hệ thống tiêu của thành phố đƣợc phân chia theo các cấp sau:
Kênh cấp I: Bao gồm các sông, rạch và kênh hở có diện tích tiêu hàng trăm đến hàng ngàn ha. Đó là hệ thống khung trục tiêu Sài Gòn - Đồng Nai cùng các kênh hở Nhiêu Lộc - Thị Nghè, Tân Hóa - Lò Gốm, Kênh Đôi - Kênh Tẻ và Tàu Hủ - Bến Nghé, Tham Lƣơng - Bến Cát và Tham Lƣơng – Rạch Nƣớc Lên.
Cống cấp II: là các đƣờng ống xả trực tiếp vào các sông rạch và có hƣớng đi gần nhƣ song song với các đƣờng phố với diện tích tiêu nƣớc khoảng từ 50 ha đến 100 ha. Các đƣờng ống loại này thƣờng có tiết diện hình tròn đƣờng kính lớn hơn 1m hoặc loại hình dạng khác (vòm, chữ nhật) nhƣng có diện tích tƣơng đƣơng. Loại cống này thƣờng đặt khá sâu (từ 3-4 m) theo số liệu điều tra khu vực nội thành có 224 tuyến với chiều dài 105 km và 2.106 hầm ga.
cấp II để tiêu nƣớc cho các khu có diện tích lƣu vực nhỏ từ 5 - 10 ha. Các đƣờng ống này thƣờng có đƣờng kính lớn hơn hoặc bằng 0,80m đặt sâu từ 2 - 3 m. Mạng cấp III khu vực nội thành có 425 km và trên đó có 24000 hố ga các loại
Cống cấp IV: bao gồm toàn bộ các cống nhánh trong các đƣờng hẻm nhỏ nối vào mạng cấp III. Mạng cấp IV gồm có 450 km và 39000 hầm ga.
Khu vực trung tâm (quận 1, 3, 5), mật độ cống ngầm tƣơng đối đầy đủ và đồng bộ. Tuy nhiên, các công trình xây dựng bổ sung qua nhiều thời kỳ nhiều hố ga bị hỏng, rác rƣởi vào bồi lấp làm giảm tiết diện chuyển nƣớc, các quận còn lại thì hệ thống cống còn chƣa hoàn chỉnh và đồng bộ đặc biệt là các cống cấp 3 và cấp 4 còn thiếu nhiều. Vì vậy tình hình ngập úng trên một số đƣờng phố vẫn thƣờng xảy ra sau những trận mƣa to.
3.2 NGẬP ÖNG ĐÔ THỊ Ở TP HỒ CHÍ MINH
3.2.1 Thực trạng và nguyên nhân ngập úng khu vực nội thành
3.2.1.1 Thực trạng úng ngập
Do đặc điểm địa hình trũng thấp, hệ thống tiêu thoát không đồng bộ và hƣ hỏng nhiều, trình độ quản lý và quy hoạch phát triển đô thị còn chƣa tƣơng xứng, ý thức cộng đồng và nếp sống đô thị của ngƣời dân còn kém. Mặt khác vốn đầu tƣ cho công trình tiêu còn nhiều hạn chế... nên trong nhiều năm qua vấn đề ngập lụt trong khu vực nội thành đã trở thành mối lo ngại và quan tâm của nhiều ngƣời dân thành phố. Theo số liệu điều tra của Công ty thoát nƣớc đô thị và của Sở NN&PTNT thành phố trong những năm trƣớc 2007 toàn thành phố (nội thành và vùng ven) có tổng diện tích ngập là 4.011 ha. Trong đó, ngập đất xây dựng 2861 ha, ngập đất nông nghiệp 1150 ha. Nhiều nơi ở trung tâm thành phố có độ sâu ngập đến 100cm và thời gian ngập đến 24 giờ.
Trƣớc tình hình đó, UBND thành phố đã thành lập Trung tâm Điều hành chƣơng trình chống ngập (ĐHCTCN) vào tháng 3/2008 nhằm triển khai các chƣơng trình, dự án chống ngập và quản lý vận hành hệ thống công trình chống ngập của thành phố. Theo báo cáo của Trung tâm ĐHCTCN [11] từ năm 2008 đến 2011 tình
trạng ngập úng của thành phố đã giảm đáng kể, giảm 2/3 số điểm ngập và giảm một nửa thời gian ngập và chiều dài mỗi điểm (chi tiết số liệu xem Bảng 3-1).
Bảng 3-1: Diễn biến các điểm ngập do mƣa vùng trung tâm thành phố
1. Các điểm ngập theo lƣu vực Vùng Trung tâm phân theo lƣu vực
So sánh số điểm ngập cùng kỳ 2009 2010 2011 Nam Nhiêu Lộc - Thị Nghè 08 02 - Bắc Nhiêu Lộc 07 06 03 Tân Hóa – Lò Gốm 17 13 03 Bắc Tàu Hủ 30 09 08 Bến Nghé – Quận 4 06 - - Thanh Đa 01 01 - Tổng cộng 69 31 14
2. Chiều dài ngập trung bình 408 m 317 248
3. Thời gian ngập trung bình 140 phút 120 phút 59 phút
Nguồn: Trung tâm ĐHCTCN, 2011
Bảng 3-2: Diễn biến các điểm ngập do triều
Năm xuất hiện
Đỉnh triều (m)
Số tuyến đƣờng bị ngập nặng
Tổng số Vùng trung tâm Vùng ngoại vi
Năm 2008 1,55 95 65 30
Năm 2009 1,56 40 26 14
Năm 2010 1,55 26 14 12
Năm 2011 1,58 09 03 06
Nguồn: Trung tâm ĐHCTCN, 2011
Những điểm ngập nặng còn lại của thành phố là trên các tuyến đƣờng Bùi Hữu Nghĩa, Ngô Tất Tố, Bình Quới (quận Bình Thạnh), Lƣơng Đình Của (quận 2), Hồ Học Lãm (quận Bình Tân), Bến Phú Định, An Dƣơng Vƣơng (quận 8), Nguyễn Thị Thập và Huỳnh Tấn Phát (quận 7).
Ngoài những điểm ngập nặng thống kê trên đây còn có 13 vị trí bị trũng cục bộ, cao trình đƣờng thấp hơn đỉnh triều, bị nƣớc tràn gây ngập nhẹ nhƣ đƣờng Mai Xuân Thƣởng (chiều dài 10m), An Bình (10m), Bình Tiên (19m), Ngô Tất Tố (20m), với chiều dài ngập từ 10m đến 100m với diện tích ngập dƣới 1000m2 (theo quy định của Bộ Xây dựng, diện tích phải từ 2000m2
trở lên mới coi là ngập).
Hiện nay, 39 điểm ngập đã xóa chỉ trong trƣờng hợp đối với những trận mƣa có vũ lƣợng nhỏ hơn hoặc bằng tần suất thiết kế các tuyến cống theo Quyết định 752/QĐ-TTg ngày 19/6/2001 của Thủ tƣớng Chính phủ về phê duyệt Quy hoạch tổng thể hệ thống thoát nƣớc TP Hồ Chí Minh đến năm 2020 (đối với tuyến cống cấp 3 là 75,88mm/3giờ, tuyến cống cấp 2 là 85,36mm/3giờ, với kênh rạch chính cấp 1 là 95,91mm/3giờ) nhỏ hơn tần suất mƣa 20% (99,4mm/3giờ).
Trong trƣờng hợp mƣa lớn kết hợp với triều cƣờng thì khả năng ngập úng của thành phố vẫn rất nghiêm trọng.
Nguồn: Viện KHTLMN, 2012
3.2.1.2 Nguyên nhân úng ngập
Ngập lụt xảy ra đối với TP Hồ Chí Minh do các nguyên nhân chủ yếu sau: - Một số diện tích khu vực nội thành nằm ven các sông rạch có cao trình thấp (dƣới 1,5 m).
- Mƣa có cƣờng suất cao nên nƣớc tập trung quá nhanh.
- Mực nƣớc của các sông rạch thuộc khu vực nội thành cao do ảnh hƣởng của triều cƣờng biển đông trong lúc đó cao độ mặt đất tự nhiên lại ở cao trình thấp.
- Một số đƣờng phố ở cao trình cao nhƣng công trình tiêu thoát nƣớc không đủ và không đồng bộ do quá trình đô thị hóa phát triển quá nhanh.
- Một số cống thoát nƣớc bị lấn chiếm hoặc lâu ngày không nạo vét nên tiết diện bị thu hẹp nên khả năng chuyển nƣớc kém.
- Một số kênh rạch (trục tiêu chính) bị bồi lắng nên khả năng chuyển nƣớc kém.
- Một số cống đặt quá thấp dƣới mực nƣớc triều, nhƣng lại không có cánh cửa đóng mở nên sinh ra dòng chảy ngƣợc theo cống đến các khu có cao trình thấp.
3.2.1.3 Hướng giải quyết úng ngập
Từ những tồn tại về tiêu thoát nƣớc, cho thấy mục tiêu việc xây dựng các quy hoạch nghiên cứu tiêu thoát nƣớc cần phải đạt đƣợc các mục tiêu sau:
Nghiên cứu các giải pháp công trình tiêu trên các hệ thống khung trục tiêu, từ đó đề xuất phƣơng án công trình hợp lý nhằm giải quyết tiêu nƣớc mƣa và nƣớc thải chống ngập úng và cải thiện ô nhiễm môi trƣờng. Trƣớc mắt, giải quyết cơ bản tình trạng ngập úng do mƣa và lũ gây ra. Kết hợp tiêu nƣớc cải thiện một phần nƣớc nhiễm bẩn trong các kênh rạch. Về lâu dài tiến tới giải quyết triệt để tình trạng ngập úng và ô nhiễm môi trƣờng trong các kênh rạch để đảm bảo phát triển bền vững lâu dài.
Nhiệm vụ tiêu thoát nƣớc TP Hồ Chí Minh phải giải quyết các vấn đề cơ bản sau đây: [9]
Ngập úng do mưa: Mƣa là yếu tố khách quan, con ngƣời không thể chống mƣa đƣợc. Tuy nhiên, để giảm mức độ ngập do mƣa sinh ra thì cần phải có những
nghiên cứu thật cụ thể để hiểu rõ hơn tính chất, đặc điểm của mƣa (mƣa xảy ra khi nào, cƣờng độ bao nhiêu, trong thời gian bao lâu) để từ đó thiết kế các công trình tƣơng ứng và đây là vấn đề cần đƣợc thực hiện nghiên cứu có sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan nghiên cứu, cơ quan quản lý trong việc tìm ra lời giải phù hợp, có đƣợc sự đồng thuận cao về mặt khoa học.
Ngập úng do cao độ: Bài toán kỹ thuật là bài toán đơn giản về nguyên lý, nhƣng các vấn đề cụ thể trong một tổng thể phức tạp giữa vấn đề mƣa, lũ trên sông, triều từ biển Đông là những vấn đề vẫn chƣa có lời giải rõ ràng và cần phải có đầu tƣ nhất định. Bài toán kinh tế có lẽ là bài toán gây đau đầu nhất cho các nhà quản lý. Vốn đầu tƣ lớn là vấn đề khó khăn trong điều kiện nền kinh tế hiện nay. Tuy nhiên, một số giải pháp kỹ thuật cụ thể cần đƣợc xem xét có thể (i) Tôn nền với khu vực cục bộ nhỏ, lẻ và (ii) Bơm tiêu với khu vực tập trung.
Ngập úng do ảnh hưởng triều: Giải pháp ngăn triều truyền thống là xây dựng các hệ thống cống, đê, trạm bơm hoặc kết hợp cả hai vừa cống vừa đê để ngăn đỉnh triều. Bên cạnh đó, nghiên cứu lợi dụng triều chân triều để tiêu nƣớc là một trong những giải pháp cần đƣợc xem xét.
Ngập úng do lũ: TP Hồ Chí Minh nằm ở hạ lƣu chịu tác động trực tiếp của lũ từ các sông Đồng Nai, sông Sài Gòn. Ngoài biện pháp lên đê, xây cống để ngăn nƣớc lũ không cho ảnh hƣởng đến vùng tiêu, thì việc phối hợp với các cơ quan quản lý hệ thống các công trình hồ chứa lớn ở thƣợng lƣu nhằm làm giảm đến mức thấp nhất lƣợng nƣớc lũ xả trong các thời kỳ mƣa lớn, triều cƣờng là vấn đề cần đƣợc nghiên cứu sâu hơn.
3.2.2 Giải pháp chống úng ngập và ứng dụng mô hình toán
Trên địa bàn TP Hồ Chí Minh thời gian qua đã có rất nhiều đề tài nghiên cứu và dự án đƣợc triển khai để giải quyết các vấn đề về thoát nƣớc và kiểm soát ô nhiễm, cải thiện môi trƣờng và phát triển đô thị. Những nghiên cứu có thể phân thành hai loại là quy hoạch tổng thể và dự án giải quyết vấn đề cục bộ ở lƣu vực tiêu nƣớc cụ thể. Điển hình có Dự án cải thiện môi trƣờng kênh Hàng Bàng (do Ngân hàng phát triển Châu Á tài trợ thực hiện). [4]
3.2.2.1 Quy hoạch tổng thể và Nghiên cứu khả thi hệ thống thoát nước đô thị và nước thải TP Hồ Chí Minh
Quy hoạch tổng thể và Nghiên cứu khả thi hệ thống thoát nƣớc đô thị và nƣớc thải TP Hồ Chí Minh [1] là dự án do cơ quan JICA Nhật Bản thực hiện (gọi tắt là Quy hoạch JICA), đƣợc Thủ tƣớng Chính phủ phê duyệt theo Quyết định số 752/QĐ-TTg ngày 19/6/2001, nghiên cứu trên một diện tích xấp xỉ 650km2 bao gồm khu vực đô thị hiện hữu khoảng 140km2
và khu vực xung quanh khoảng 510km2.
Mục tiêu nghiên cứu là thiết lập một quy hoạch tổng thể mục tiêu đến năm 2020 cho việc cải thiện hệ thống thoát nƣớc đô thị và nƣớc thải TP Hồ Chí Minh, và xác định dự án ƣu tiên.
Theo Quy hoạch JICA thì toàn thành phố chia làm 6 lƣu vực thoát nƣớc mƣa và 9 lƣu vực thoát nƣớc thải.
Sáu lƣu vực thoát nƣớc mƣa bao gồm: vùng trung tâm (vùng C), vùng Bắc (vùng N), vùng Tây (vùng W), vùng Nam (vùng S), vùng Đông Bắc (vùng NE), vùng Đông Nam (SE). Bản đồ vị trí các vùng trong Hình 3-3.
Về ứng dụng mô hình toán: Dự án quy hoạch này quan tâm giải quyết chủ yếu vấn đề tiêu thoát nƣớc mƣa và nƣớc thải khu trung tâm thành phố có hệ thống