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 cống ngầm tiêu thoát nƣớc và bề mặt đƣợc đô thị hóa mức cao nên tƣ vấn đã dùng mô hình thủy lực MOUSE để mô phỏng dòng chảy do mƣa nhập vào các hố ga và tiêu thoát ra sông. Mực nƣớc tại cửa cống trên các sông kênh đƣợc phân tích bằng phƣơng pháp phân tích thống kê thủy văn dựa trên số liệu các trạm đo mực nƣớc ở khu vực thành phố làm điều kiện biên cho mô hình cống MOUSE. Phƣơng án quy hoạch cải tạo kênh đƣợc đánh giá bằng mô hình thủy lực Mike11. Hiện nay, những vấn đề về đô thị hóa, lên đê bao, vận hành điều tiết hồ chứa thƣợng lƣu và nƣớc biển dâng là thay đổi điều kiện tính toán trong quy hoạch này.
3.2.2.2 Quy hoạch thủy lợi chống ngập TP Hồ Chí Minh
Dự án Quy hoạch chống ngập TP Hồ Chí Minh [1] do tổ tƣ vấn chống ngập thuộc Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (gọi tắt là Quy hoạch chống ngập- Bộ NN), đƣợc Thủ tƣớng Chính phủ phê duyệt tại Quyết định số 1547/TTg, thực hiện trên địa bàn thành phố với diện tích rộng 209.500 ha và vùng phụ cận bao gồm hạ du các sông: Đồng Nai từ hồ Trị An đến biển rộng 235.000 ha, sông Sài Gòn từ hồ Dầu Tiếng đến TP Hồ Chí Minh với diện tích 243.000 ha, sông Vàm Cỏ Đông với diện tích 281.000 ha. Tổng diện tích vùng 968.500 ha.
Mục tiêu quy hoạch nhằm đề xuất các biện pháp kiểm soát lũ, kiểm soát triều nhằm giải quyết bài toán chống úng ngập cho toàn thành phố trong điều kiện có lũ lớn ở thƣợng lƣu và nƣớc biển dâng trong tƣơng lai; Đề xuất biện pháp kiểm soát triều nhằm hạ thấp mức nƣớc triều, tăng cƣờng khả năng tiêu thoát của hệ thống công trình thoát nƣớc đô thị ở những vùng đô thị cũ nằm trên địa hình thấp; Định hƣớng các khung trục tiêu cho khu vực nội thành và vùng ven; Xem xét việc kết hợp vận hành công trình kiểm soát nƣớc với việc cải thiện môi trƣờng kênh rạch, cải tạo các vùng đất phèn và các mục tiêu thủy lợi khác.
Các mục tiêu trên đƣợc thực hiện nhờ một hệ thống đê bao dọc bờ trái sông Sài Gòn tạo thành một vòng gần khép kín, ôm trọn lấy khu vực nội thị và một phần
vùng ven, và 12 cống chính có tác dụng quyết định đến khả năng kiểm soát mức nƣớc và cải thiện môi trƣờng nƣớc trong khu vực nghiên cứu.
Về ứng dụng mô hình toán: Đối tƣợng nghiên cứu của dự án là giải pháp công trình ngăn triều và lũ nhằm giảm mực nƣớc trên hệ thống kênh trục của thành phố, hạn chế ngập úng do triều ở vùng ven và ngoại thành đồng thời tăng khả năng tiêu thoát nƣớc mƣa của các hệ thống cống ngầm khu trung tâm. Mô hình toán Mike11 đƣợc sử dụng để mô phỏng các phƣơng án lên đê bao bảo vệ khu ven và ngoại thành, xây cống ngăn lũ-triều kiểm soát mực nƣớc trên kênh rạch. Trong các phƣơng án tính toán tiêu thoát nƣớc coi hệ thống cống ngầm khu trung tâm có khả năng tiêu thoát nƣớc mƣa kịp thời với các trận mƣa thiết kế.
3.2.2.3 Nghiên cứu đề xuất giải pháp chống ngập cho TP Hồ Chí Minh
Đề tài Nghiên cứu đề xuất giải pháp chống ngập cho TP Hồ Chí Minh [4] do GS Lê Sâm chủ nhiệm và Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam chủ trì thực hiện năm 2009-2010. Đề tài rà soát đánh giá những giải pháp chống ngập của hai dự án quy hoạch tổng thể trên đây và đề xuất những giải pháp tổng thể cho bài toán chống ngập TP Hồ Chí Minh nhƣ:
Giải pháp công trình kiểm soát lũ thượng lưu: Đề xuất giải pháp phối hợp vận hành điều tiết hồ chƣa thƣợng nguồn và phân lũ thƣợng nguồn từ sông Sài Gòn qua rạch Tra và từ sông Đồng Nai qua sông Đồng Môn-Thị Vải để giảm ngập úng hạ du.
Giải pháp công trình kiểm soát lũ vòng ngoài: Hạn chế xâm nhập của thuỷ triều từ biển Đông qua cửa Soài Rạp và sông Lòng Tàu vào khu vực phía Nam thành phố và kiểm soát triều qua cửa sông Sài Gòn để hạ thấp mực nƣớc đỉnh triều, tăng cƣờng khả năng tiêu thoát nƣớc và nâng cao dung tích trữ của hệ thống kênh