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 rạch đáp ứng yêu cầu chống ngập của TP Hồ Chí Minh; Xây dựng công trình co hẹp dòng chảy tại cửa Soài Rạp ở hai vị trí (đoạn sông cửa Soài rạp trƣớc và sau ngã ba sông Vàm Cỏ) kết hợp với việc có và không có xây dựng cống kiểm soát triều ở cửa sông Sài Gòn.
trên sông Soài rạp của GS Nguyễn Tất Đắc, trong tính toán đã sử dụng DELTA cho sơ đồ toàn Đồng bằng gồm cả hệ thống Đồng Nai-Sài Gòn.
Giải pháp kiểm soát lũ vòng trong: Sử dụng hệ thống cống kiểm soát triều hạ thấp mực nứơc triều cao để tăng cƣờng năng lực tiêu thoát của hệ thống tiêu nƣớc (các quận 6, 7, 8), hệ thống Tân Hoá – Lò Gốm, Tham Lƣơng – Bến Cát, kênh Đôi – kênh Tẻ, Tàu Hủ - Bến Nghé; Ngăn mặn xâm nhập vào toàn vùng. Biện pháp công trình nhƣ trình bày trong Quy hoạch tổng thể-Bộ NN. Đây là giải pháp đƣợc nghiên cứu phân tích kỹ lƣỡng trong khuôn khổ đề tài.
Giải pháp công trình chống ngập từ xa: Xây dựng tuyến đê biển nối từ Vũng Tàu đến Gò Công nhằm chống lũ lụt và ngập úng cho toàn vùng TP Hồ Chí Minh trƣớc mắt và lâu dài, tăng cƣờng khả năng thoát lũ, chống ngập úng, chống xâm nhập mặn cho TP Hồ Chí Minh và vùng Đồng Tháp Mƣời trong điều kiện biến đổi khí hậu và nƣớc biển dâng; Phòng chống thiên tai và các tác động từ biển cho toàn bộ khu vực TP Hồ Chí Minh và vùng Đồng Tháp Mƣời.
Về ứng dụng mô hình toán: Một số đề tài sử dụng cả hai phần mềm Mike11 để tính toán các phƣơng án công trình cống trên sông và hệ thống đê bao kiểm soát mực nƣớc lũ và triều trên sông kênh và mô hình MOUSE để tính toán một số hệ thống cống ngầm tiêu thoát nƣớc khu trung tâm. Mô hình Mike11 cũng giả thiết hệ thống cống ngầm tiêu thoát nƣớc mƣa vùng trung tâm tốt. Mô hình MOUSE sử dụng kết quả tính toán mực nƣớc sông kênh tại cửa cống tiêu theo các phƣơng án tính toán khác nhau là điều kiện biên cho mô hình cống ngầm.
3.2.2.4 Dự án cải thiện môi trường Kênh Tàu Hủ-Bến Nghé và Kênh Đôi–Tẻ
Dự án cải thiện môi trƣờng TP Kênh Tàu Hủ - Bến Nghé và Kênh Đôi – Kênh Tẻ [9] do Sở Giao thông Công Chánh thực hiện năm 1997. Dự án đã trình Chính phủ thông qua ngày 3/2/2000. Dự án chia làm 2 giai đoạn thực hiện: giai đoạn 1 từ năm 2001 đến năm 2006, giai đoạn 2 từ năm 2006 đến năm 2010. Mục tiêu của dự án là cải thiện điều kiện môi trƣờng nƣớc thông qua việc cải tạo kênh, các hệ thống thoát nƣớc mƣa và nƣớc thải, góp phần cải thiện điều kiện sống của ngƣời dân khu vực các quận 1, 3, 5, 10 và 11. Đồng thời, dự án nạo vét các kênh và
làm kè bờ kênh Tàu Hủ, Bến Nghé, tạo cảnh quan sạch đẹp hai bên bờ kênh.
Ứng dụng mô hình toán: Trong quá trình thực hiện dự án nhà tƣ vấn PCI rất quan tâm đến mô hình thủy lực-chất lƣợng nƣớc phục vụ tính toán các phƣơng án cải tạo kênh rạch và xử lý nƣớc thải thu gom từ các hộ dân và khu công nghiệp trong lƣu vực kênh Tàu Hủ-Bến Nghé và kênh Đôi-kênh Tẻ để xử lý tại nhà máy tại huyện Nhà Bè.
Mô hình MOUSE đƣợc dùng để mô phỏng hệ thống cống thoát nƣớc mƣa và cống thu gom nƣớc thải sinh hoạt và công nghiệp. Điều kiện biên của mô hình là mực nƣớc trên sông kênh tại các cửa cống.
Mô hình Mike11-WQ đƣợc dùng để mô phỏng diễn biến chất lƣợng nƣớc trên các sông kênh khu vực Nam thành phố bao gồm các kênh Tàu Hủ-Bến Nghé, Kênh Đôi-Kênh Tẻ, sông Ông Lớn, Cây Khô, Phú Xuân, Mƣơng Chuối, Bà Lớn và một phần sông Bến Lức, Cần Giuộc. Dự án đã tiến hành đo đạc lƣu lƣợng dòng chảy, mực nƣớc, một số chỉ tiêu chất lƣợng nƣớc trong thời kỳ hai tuần khoảng tháng 5/2000 tại 22 điểm đo trên sông Sài Gòn, Nhà Bè và các kênh rạch nói trên ở khu vực Nam TP Hồ Chí Minh để làm điều kiện biên và số liệu kiểm định mô hình Mike11-WQ.