Thoát nước đô thị vùng ảnh hưởng thủy triều và áp dụng cho thành phố hồ chí minh

2.Luận cứ về nguyên nhân gây ngập nước đô thị do hiện tượng quá tải, hậu quả tiêu cực của quá trình đô thị hóa tới thoát nước đô thị, đó là: - Đấu nối, kéo dài một cách tuỳ tiện đường cố

- Người hướng dẫn khoa học:

1 PGS.TS Nguyễn Văn Điềm

2 Không

- Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Khoa học Xã hội và Nhân Văn, ĐHQG Thành phố Hồ Chí Minh

TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN ÁN:

ở TPHCM đang có chiều hướng ngày càng gia tăng trong thời gian qua mặc dù cũng đã có nhiều biện pháp chống ngập, điều này chẳng những nói lên tính bức xúc của vấn đề, mà còn đặt ra những đòi hỏi về những nghiên cứu mang tính

chuyên sâu và toàn diện về lĩnh vực này Đề tài’Thoát nước đô thị vùng ảnh

hưởng thủy triều và áp dụng cho TPHCM” của chúng tôi chính là nhằm đáp

ứng một phần tính cấp thiết đó với những kết quả nghiên cứu tóm tắt như sau:

NHỮNG KẾT QUẢ MỚI CỦA LUẬN ÁN:

1 Đề xuất đưa hệ số hiệu chỉnh tính toán lượng mưa thiết kế và mực nước triều thiết kế dựa trên cơ sở phân tích thống kê chuỗi tài liệu nhiều năm của trạm đo mưa Tân Sơn Hoà và trạm mực nước Phú An (trên sông Sài Gòn), có xem xét đến xu thế gia tăng của hai yếu tố này trong vài ba thập niên vừa qua dưới tác động của đô thị hóa và hiện tượng biến đổi khí hậu toàn cầu 2.Luận cứ về nguyên nhân gây ngập nước đô thị do hiện tượng quá tải, hậu quả tiêu cực của quá trình đô thị hóa tới thoát nước đô thị, đó là:

- Đấu nối, kéo dài một cách tuỳ tiện đường cống thoát nước do việc mở rộng các khu dân cư, các khu công nghiệp, các khu đô thị trong điều kiện không tăng số lượng cửa xả (so với thiết kế ban đầu), tiết diện thoát nước của cả hệ thống thoát nước từ cấp IV đến cấp I bị thu hẹp do bị bồi lắng, tắc nghẽn, bị hư hỏng hay bị nha øcửa lấn chiếm trái phép, …

- Diện tích điều tiết tự nhiên của các lưu vực thoát nước trong thành phố ngày càng bị thu hẹp làm giảm khả năng điều tiết nước mưa của sông, kênh rạch và do đó làm tăng cường xuất lũ (lượng nước cần tiêu thoát trong một đơn

vị thời gian), tăng lượng ngập, diện ngập và độ sâu ngập

1

với điều kiện sinh thái của vùng ảnh hưởng thủy triều

4 Đề xuất biểu thức tính toán san lấp mặt bằng đô thị theo quan điểm phát triển bền vững

5 Đề xuất giải quyết ngập nước nội thị TPHCM theo quan điểm phát triển bền vững, tận dụng hệ thống thoát nước đã có, đó là tách vùng có cao trình

>+2m, thoát nước tự chảy theo trọng lực; vùng có cao trình <+2m, thoát nước theo triều

CÁC ỨNG DỤNG/KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG THỰC TIỄN HOẶC NHỮNG VẤN ĐỀ CÒN BỎ NGỎ CẦN TIẾP TỤC NGHIÊN CỨU:

Những kết quả nghiên cứu trên có thể ứng dụng để cải tạo hệ thống thoát nước nội thị để giải quyết ngập nước hay xây dựng mới hệ thống cống thoát nước ở các đô thị mới, thành phố vùng ven biển của nước ta như Hải Phòng, Đà Nẵng, Vũng Tàu, TPHCM, Tân An, Mỹ Tho, Cần Thơ, Cà Mau,…

Ngoài ra, cũng có thể ứng dụng cho các đô thị, thành phố ven biển có địa hình thấp tương đương với đỉnh triều trên thế giới

Những vấn đề còn bỏ ngỏ cần tiếp tục nghiên cứu:

- Đặc tính vật lý của hệ thống thoát nước đô thị vùng triều

- Lập trình tính toán thoát nước đô thị vùng triều

- Nghiên cứu hoàn chỉnh xác định tốc độ sinh thái

PGS.TS Nguyễn Văn Điềm Nguyễn Quang Cầu

2

nhiều công trình nghiên cứu về thoát nước đô thị ở trong và ngoài nước, một số đã được áp dụng ở nước ta Song nhìn chung hiệu quả mang lại còn bị hạn chế, hiện tượng ngập nước đô thị không những không giảm mà còn có xu thế gia tăng trong đó có thành phố Hồ Chí Minh Đề tài:”Thoát nước đô thị vùng ảnh hưởng thủy triều và áp dụng cho thành phố Hồ Chí Minh.” trong luận án này của chúng tôi nhằm đáp ứng tính cấp thiết kể trên và đó cũng chính là lý do chúng tôi chọn đề tài này

2 MỤC ĐÍCH CỦA LUẬN ÁN

Thoát nước đô thị (TNĐT) là thu gom nước mưa, các loại nước thải sinh hoạt, công nghiệp đã được xử lý trên mặt bằng đô thị, … chuyển tới khu nhận nước Trong luận án này với tiêu đề thoát nước đô thị vùng ảnh hưởng thủy triều và áp dụng cho TPHCM, chúng tôi chỉ giới hạn cho việc thoát nước mưa Do vậy, mối quan hệ trong thoát nước có ba vấn đề cần lưu ý: (1) mưa đô thị, (2) mặt bằng đô thị bao gồm điều kiện mặt đệm (lớp phủ, địa hình, địa chất, v.v… gọi tắt là vùng đô thị cần thoát nước) và (3) vùng nhận nước Trong ba vấn đề nêu trên thì vấn đề (1) và (2) – theo nhận xét của chúng tôi – đã được nghiên cứu khá đầy đủ, còn vấn đề thứ ba, khu nhận nước tuy cũng đã được đề cập tới trong nhiều công trình nghiên cứu của các nhà khoa học, song do tính chất phức tạp cũng như sự thay đổi, biến động của nó trong quá trình đô thị hóa nên cần

xây dựng trên đất ngập triều (bãi triều) nên có những khác biệt so với vùng đô thị đô thị xây dựng trên các vùng cao Chính vì vậy mà đối tượng nghiên cứu ở vùng này còn bao gồm các yếu tố của hệ sinh thái cửa sông, hệ sinh thái sông rạch triều, đất ngập triều…

4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU: Phạm vi nghiên cứu của luận án này là

đất ngập triều khu vực Tp.HCM, trong đó bao gồm:

(1) Tình hình mặt đệm và thoát nước trên khu đô thị cũ

(2) Tình hình mặt đệm và thoát nước trên khu đô thị mới

(3) Chỉ đề cập và xét những yếu tố chính liên quan đến bài toán thoát nước đô thị, chủ yếu là các thành phần trong phương trình cân bằng nước

(4) Do những đặc điểm của các khu đô thị mới của Tp.HCM nằm trên đất ngập triều – vừa thuộc hệ sinh thái đô thị, vừa có mối liên hệ với các hệ sinh thái tự nhiên khác – nên phạm vi nghiên cứu trong luận án này còn theo các tuyến khảo sát, đo đạc, thu thập tài liệu của chúng tôi đã vượt quá giới hạn lãnh thổ của Tp.HCM tới vùng bán đảo Cà Mau, vùng biển Sóc Trăng, Bạc Liêu, Quảng Ninh và bán đảo Malacca của Malaysia do tính tương đồng sinh thái

5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN :

Vấn đề ngập nước đô thị đang là một vấn đề bức xúc trong nhiều năm qua Trong luận án của mình, dựa vào nguyên lý cân bằng nước –

giai đoạn, và nó chính là nguyên nhân chủ yếu gây ra ngập nước đô thị Thực tế cho thấy: không phải toàn bộ đô thị bị ngập mà chỉ nơi nào, vùng nào mất cân bằng giữa lượng nước cần tiêu thoát với khả năng tiêu thoát sẽ sinh ra ngập nước đô thị cho nơi đó, vùng đó

Như vậy, nguyên nhân gây ngập nước đô thị nảy sinh trong quá trình đô thị hóa – mà, quá trình đô thị hoá vùng ảnh hưởng thủy triều (trong đó có TP.HCM) lại nằm trên vùng đất ngập triều – tại đó đang tồn tại hệ sinh thái chủ đạo: sông rạch triều Vì vậy, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu về sông rạch triều, sự hình thành và tác động của nó đối với vấn đề ngập nước và phát triển đô thị và đã đưa ra khái niệm về dòng chảy sinh thái, lưu vực sinh thái và đô thị sinh thái cùng những ứng dụng của nó đối với ngập nước đô thị và phát triển đô thị lấy địa bàn TPHCM là ví dụ Nội dung nghiên cứu của luận án theo cách đặt vấn đề và tiếp cận kể trên đã bao hàm ý nghĩa khoa học và thực tiễn

1) Ý nghĩa khoa học:

(1) Bước đầu bổ sung lý luận về sự thành tạo sông thủy triều, rạch triều, chỉ định các đặc điểm của sông rạch triều có liên quan tới ngập nước và thoát nước đô thị

(2) Bước đầu bổ sung lý luận thoát nước bền vững đô thị trong vùng chịu ảnh hưởng của thủy triều

nước trong quá trình đô thị hóa tạo ra sự mất cân bằng giữa lượng nước cần tiêu thoát (tăng lên) và khả năng tiêu thoát suy giảm của hệ thống cống thoát nước hiện hữu và đề xuất giải pháp khắc phục

2) Ý nghĩa thực tiễn:

Có ba ý nghĩa thực tiễn đáng chú ý:

(1) Về ngập nước đô thị:

- Về cấu trtúc hệ thống cống thoát nước: Đề nghị áp dụng dạng hình mạng lưới (mô phỏng theo cấu trúc mạng hình lưới của sông rạch ttriều) trong hệ thống đường cống thoát nước vùng ảnh hưởng thủy ttriều (liên thông với nhau), nhằm phát huy công năng hoạt động của toàn hệ thống với bất cứ mực nước nơi nhận nước dao động như thế nào Đã tính toán ứng dụng cho khu đô thị mới Thủ Thiêm

(2) Aùp dụng công thức tính toán xác định diện tích không được san lấp (diện tích đô thị sinh thái) ở phần lý thuyết vào khu đô thị mới Phú Xuân – Mương Chuối và Thủ Thiêm Các kết quả bước đầu cho thấy cả

ở 2 khu vực diện tích sinh thái vào khoảng 11%

(3) Aùp dụng công thúc tính toán san lấp mặt bằng ở phần lý thuyết vào tính toán cho khu đô thị mới Phú Xuân – Mương Chuối Kết quả so sánh giữa 2 phương án cho thấy, công thức đề xuất nếu được áp dụng sẽ mang lại lới ích kinh tế rõ rệt

6 CƠ SỞ TÀI LIỆU

đảm độ tin cậy cần thiết

7 CẤU TRÚC CỦA LUẬN ÁN

Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận án có 4 chương bao gồm 199 trang luận án và 108 trang phụ lục Có 33 bảng, 77 hình

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN

1.1 NHỮNG NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC

Giới thiệu 4 công trình nghiên cứu có liên quan tới đề tài của các tác giả từ năm 1991 đến nay

1.2 NHỮNG NGHIÊN CỨU NGOÀI NƯỚC

Giới thiệu 4 công trình nghiên cứu của các tác giả khác nhau trong các thập niên 70, 80 và 90

1.3 NHẬN XÉT CHUNG

a) Về môi trường sinh thái:

* Quá trình đô thị hóa đã làm thay đổi môi trường sinh thái của hệ rạch triều như làm biến đổi về phân phối độ muối, thay đổi trầm tích bồi lắng,

Hai điểm trên liên quan đến cán cân nước và việc vận dụng, đánh giá khả năng thoát nước của lưu vực đô thị; mặt khác nó cũng là tiền đề cho công tác quy hoạch và đề ra các biện pháp thoát nước đô thị sao cho không làm suy thoái môi trường sinh thái và phát triển đô thị bền vững

b) Về thủy văn đô thị:

(1) Lý luận về thoát nước đô thị tuy đã được đề cập, nhưng do những điều kiện cục bộ và tính phức tạp của vùng ảnh hưởng thủy triều còn nhiều vấn đề cần được tiếp tục nghiên cứu

(2) Đã đề cập tới nguyên nhân gây ra ngập nước đô thị, nhưng cần được bổ sung thêm

(3) Đã đề cập tới các yếu tố liên quan tới ngập nước đô thị như mưa, mặt đệm, thủy triều, nhưng việc tính toán xác định các yếu tố này chưa thật sát với tình hình thực tế của quá trình đô thị hóa, nhất là đối với các đô thị lớn trong vùng chịu ảnh hưởng của thủy triều như Tp.HCM

1.4 NHỮNG VẤN ĐỀ CÒN TỒN TẠI

Tuy đã có nhiều công trình nghiên cứu trong và ngoài nước có liên quan tới vấn đề thoát nước đô thị như đã trình bày trên đây Song, chúng tôi nghĩ vẫn còn những tồn tại về mặt lý luận, về mặt xác định nguyên nhân gây ngập và về các giảp pháp chống ngập nước đô thị như sau:

đổi hệ sinh thái đô thị Sự thay đổi hệ sinh thái lại tác động trở lại môi trường sinh thái đô thị theo chiều hướng ngày càng bất lợi về môi trường sống của con người cũng như sinh vật Sự gia tăng cường độ mưa – lũ, nồng độ các chất ô nhiễm trong môi trường không khí, đất, nước là một

ví dụ

b)Về thủy văn đô thị: Có thể chia thành hai nhánh:

* Nhánh thiên về các dự án tính toán thoát nước cụ thể cho Tp.HCM, có một số nhận xét như sau:

(1) Lý luận về TNĐT đã được đề cập, tuy nhiên đối với vùng chịu ảnh hưởng của thủy triều còn những tồn tại

(2) Đã đề cập đến các nguyên nhân gây ra NNĐT, nhưng trường hợp ngập nước do quá tải khu vực và cục bộ chưa được phân tích đầy đủ

(3)Do quá trình đô thị hóa tăng nhanh, một só các tham số về tính toán dòng chảy đô thị như hệ số dòng chảy α , hệ số thấm và tài liệu địa hình chưa được cập nhật, … nên kết quả tính toán chưa thực sự thích hợp

1.5 QUAN ĐIỂM CỦA CHÚNG TÔI VỀ THOÁT NƯỚC ĐÔ THỊ VÙNG ẢNH HƯỞNG THỦY TRIỀU

Trong phần này chúng tôi trình bày những điểm chính như sau: (1) Về hiện trạng NNĐT ở TPHCM, (2) Về nguyên nhân gây ra NNĐT,

vực ngập trọng điểm tương ứng với 67 điểm ngập chiếm một diện tích 15,8km2 có độ sâu ngập bình quân là 0,32m và thời gian ngập trên 2 giờ sau khi các cơn mưa chấm dứt (nguồn: Cty Thoát nước Đô thị TPHCM)

Tới nay, mức độ giải quyết ngập nước nội thị tuy được cải thiện, nhưng chưa đáp ứng được theo yêu cầu thành phố đề ra, số điểm ngập phát sinh tăng không kiểm soát được tại các quận huyện mới do hệ thống hạ tầng không đồng bộ, có đường giao thông nhưng không có hệ thống thoát nước, tình trạng san lấp ruộng, ao hồ tùy tiện, nước thải, nước mưa không có hướng thoát (nguồn: Cty Thoát nước đô thị TPHCM)

2) Về nguyên nhân gây ngập:

Có thể quy nạp thành 4 nguyên nhân gây NNĐT vùng ảnh hưởng thủy triều ở TPHCM như sau: (1) do mưa, (2) do tác động và ảnh hưởng của thủy triều, (3) do điều kiện mặt đệm của đô thị trong quá trình đô thị hóa ngày càng bất lợi cho TNĐT, và (4) do hệ thống thoát nước không còn phù hợp nữa Việc quy nạp thành 4 nguyên nhân kể trên để tiện trong quá trình phân tích, tính toán TNĐTT, thực ra NNĐT nhìn khái quát là tổng hợp của các nguyên nhân trên, nhưng tùy theo thời gian và không gian mà tổ hợp gây ngập nước kể trên là hai, ba hay cả bốn nguyên nhân – trong đó có tính trội của từng nguyên nhân

dưới đây những điểm chính về cách đặt vấn đề và cách giải quyết vấn đề

a) Đặt vấn đề

- Tp.HCM là vùng có địa hình thấp trũng, khu vực có địa hình cao chỉ là tương đối so với khu thấp trũng rộng lớn, bao trùm xung quanh

- Thành phố lại nằm ở vùng cửa ra của lưu vực, luôn luôn phải tiếp nhận toàn bộ khối lượng nước của lưu vực sông Đồng Nai, nên việc thoát nước nói chung là rất khó khăn, đặc biệt là vào mùa lũ

- Chịu ảnh hưởng sâu sắc của thủy triều gồm hai mặt: mặt tích cực và mặt tiêu cực vì cả triều ra lẫn triều vào đều mạnh nhất so với các vị trí khác của lưu vực

Như vậy, tuy tiêu thoát nước cho các điểm cục bộ nhưng chúng lại nằm trong không gian chung – vùng cửa sông – vùng rất bất lợi cho thoát nước so với vùng phía thượng lưu

b) Về nguyên lý:

Dựa vào nguyên lý cân bằng nước viết cho vùng ngập nước, trên

cơ sở đó tính toán lượng nước cần tiêu thoát để đề ra các giải pháp và biện pháp thoát nước cho từng vùng, từng khu vực và cho cả thành phố Như vậy, vấn đề đặt ra là phải đồng thời nghiên cứu không gian ngập nước – thủy văn đô thị và nơi nhận nước – hệ sông rạch vùng ảnh hưởng thủy triều Trong quá trình đô thị hóa với tốc độ cao như hiện nay, hệ sông rạch triều vừa là vùng nhận nước, vừa là vùng phát triển đô thị

thất, (8) Ảnh hưởng của đô thị hóa tới quá trình thấm và hình thành dòng chảy, và (10) Thời gian tập trung nước

- Về hệ sông rạch triều – vùng nhận nước và vùng phát triển đô thị trên đất ngập triều

Trong luận án của chúng tôi, nội dung nghiên cứu này được chia làm

2 phần: phần đưa ra một số khái niệm về sông rạch triều và những đặc điểm của nó, phần còn lại là phần ứng dụng những đặc điểm của hệ sông rạch triều vào thoát nước và phát triển đô thị, trong đó có việc áp dụng công thức sau đây để tính toán dòng chảy sinh thái (2.7) có dạng như sau:

WSt = Wsôngrạch + Whồ + Wđấtngậptriềucònlại +Wcống (1.1)

Đây là cơ sở của phương pháp tính toán xác định diện tích cần phát triển đô thị vùng ảnh hưởng thủy triều

đô thị trên cơ sở phát triển công nghiệp, giao thông vận tải, xây dựng, dịch vụ và tin học

2.2 ĐÔ THỊ HÓA Ở THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Tháng 2 năm 1768 Lê Thành Hầu Nguyễn Hữu Cảnh phụng chỉ chúa Nguyễn dẫn binh sĩ kinh lược xứ Đồng Nai và đặt đại bản doanh tại Cù Lao Phố trên bờ sông Đồng Nai (Biên Hòa ngày nay) và lập nên huyện Phước Long thuộc Đồng Nai có dinh Trấn Biên (bao gồm từ Bình Thuận đến Nhà Bè) Huyện Tân Bình thuộc Sài Gòn có dinh Phiên Trấn (bao gồm Tân Bình đến Cần Giuộc, Tân An, Long An ngày nay) và Sa Hà (Hạnh Thông xã) cũng là một đơn vị hành chính Tất cả đều thuộc Gia Định Trong điều kiện được khích lệ khẩn hoang bờ cõi mở rộng, kinh tế phát triển và với vị trí thuận lợi Cù Lao Phố nhanh chóng trở thành đệ nhất thương cảng của Gia Định phủ

Từ thập niên 70 của thế kỷ XVIII đến nay, lịch sử phát triển của Sài Gòn – Gia Định, nay là TP.Hồ Chí Minh là lịch sử của sự mở mang lãnh thổ và gia tăng dân số bao gồm một số mốc đáng ghi nhớ như sau:

(1) Sài Gòn 1865: Dân số 8.000 người

(2) Chợ Lớn 1926: Dân số 190.000 người

(3) Sài Gòn – Chợ Lớn 1945: 540.000 người

hưởng chính của đô thị hóa tới mưa như sau:

(1) Hình thành một tâm mưa ở trung tâm thành phố

(2) Các trận mưa lớn có xu thế ngày càng tăng

Cả hai điều này đều bất lợi cho thoát nước đô thị

2.3.2 Ảnh hưởng của mặt đệm đô thị:

Dân số và mật độ dân số tăng kéo theo một số điều kiện bất lợi cho thoát mước đô thị như sau:

* Tăng diện tích không thấm nước do đó làm tăng hệ số dòng chảy của trận mưa

* Trực tiếp hay gián tiếp làm giảm khả năng thoát nước của hệ thống cống, kênh rạch trong thành phố do quá trình tăng nhanh lượng nước thải, đặc biệt là chất thải rắn trực tiếp xả vào kênh rạch, cộng với hiện tượng lấn chiếm, san lấp của các khu nhà ổ chuột ven kênh rạch

* Thu hẹp diện tích đất tự nhiên có cao trình thấp (được xem như hồ cạn), mất dần các hồ đầm, vùng đất trũng, … do quá trình phát triển đô thị đã làm giảm thiểu đáng kể đến khả năng điều tiết tự nhiên của lưu vực thoát nước và do đó làm tăng lượng nước gây ngập Hầu hết tổng lượng nước mưa đều tham gia gây ngập trực tiếp

* Bất lợi cho cấu trúc của hệ thống thoát nước hiện hữu do phải ngày một kéo dài thêm ra nên ngày càng xa nguồn xả hơn Tổn thất cột nước tăng, lưu lượng thoát nước giảm

3.1 KHÁI QUÁT VỀ SÔNG, RẠCH TRIỀU

Sông ngòi là sản phẩm của khí hậu, mưa là nguồn cung cấp nước chủ yếu cho dòng chảy sông ngòi, hồ ao … Khí hậu nước ta là khí hậu nhiệt đới gió mùa, từ cái nền khí hậu này – tuy không phải chỉ có một kiểu khí hậu gió mùa đồng nhất trên toàn lãnh thổ, mà là cả một tập hợp đa dạng những hình thái khí hậu nhiệt đới gió mùa khác nhau về diễn biến thời gian, về đặc điểm mùa và về tính đối lập giữa hai mùa trong năm – đã sản sinh ra trên lãnh thổ nước ta một mạng lưới sông ngòi khá dày đặc, với 2340 con sông có chiều dài lớn hơn 10km, tổng diện tích lưu vực là 1,2 triệu km2 và với tổng lượng dòng chảy 255 tỉ m3/năm

Thủy triều là một yếu tố quan trọng nhất về mặt thủy động lực Tác động của thủy triều, sóng, nước dâng … cùng với kiến tạo đã tạo ra các dạng địa hình dọc theo bờ biển nước ta với hình thái rất đa dạng: các

bãi cát, vách đứng, cửa sông, vịnh, … rất khác nhau, nhưng đặc biệt là đã tạo ra các sông, rạch triều mà về mặt khái niệm, thành tạo, hình thái và chức năng cấp thoát nước khác hẳn với sông ngòi được hình thành từ vùng núi

3.2.ĐẶC ĐIỂM SÔNG RẠCH TRIỀU

Qua thực tế khảo sát, đo đạc, phân tích tổng hợp về các mặt động lực học thủy triều, địa chất, địa hình, địa mạo, khí tượng – thủy văn, … luận án đã rút ra 9 đặc điểm cơ bản của sông rạch triều Các đặc điểm này đều

điểm về biến hình lòng sông thủy triều, (6) đặc điểm về sự thành tạo rạch triều, (7) đặc điểm về diễn tiến của rạch triều, (8) đặc điểm về hình thái và hình thái trắc lượng của rạch triều và (9) đặc điểm về lưu vực sông rạch triều

Hình 3.1: Sông Bồ Đề, bán đảo Cà Mau

4.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Một trong những kết quả nghiên cứu lý thuyết quan trọng nhất của luận án này cho rằng sông rạch triều là một hệ sinh thái thành phần (ecosystem-units) của hệ sinh thái đồng bằng ven biển – nó được hình thành do động lực của thủy triều và có những tính chất riêng của nó – và khác với những tính chất của sông ngòi được hình thành do trọng lực từ thượng lưu chảy ra biển

4.2 ÁP DỤNG LÝ THUYẾT VÀO VIỆC GIẢI QUYẾT NGẬP NƯỚC ĐÔ THỊ VÀ PHÁT TRIỂN ĐÔ THỊ VÙNG ẢNH HƯỞNG THỦY TRIỀU

4.2.1 BIỆN PHÁP ĐỀ XUẤT

I NGUYÊN TẮC:

Phải dựa vào cơ sở về phát triển bền vững và nguyên lý cân bằng nước

II CÁC BIỆN PHÁP ĐỀ XUẤT:

Chúng tôi đề xuất 6 giải pháp như sau:

(1) Về mặt thực hiện quy hoạch tổng thể hệ thống thoát nước thành phố Hồ Chí Minh đến năm 2020: Cần rà soát tiến độ thực hiện và có

sự điều chỉnh cần thiết khi có vấn đề mới phát sinh

(2) Tăng diện tích thoát nước của hệ thống thoát nước cấp I nhằm khắc phụ sự gia tăng của hệ số dòng chảy bằng một số biện pháp:

a) Nạo vét kênh rạch cũ, các thông số nạo vét phải tuân theo đặc

Bến Cát với rạch Nước Lên nhằm vừa khắc phục sự gia tăng của hệ số dòng chảy, vừa khắc phục sự sai lệch công năng của hệ thống thoát nước cấp II cấp III, cấp IV

(3) Cấu trúc hệ thống thoát nước mưa vùng ảnh hưởng thủy triều: Khi cấu trúc hệ thống thoát nước mưa đô thị cho vùng ảnh hưởng

thủy triều trên cơ sở dao động của thủy triều, cần bảo đảm nguyên tắc tự

chảy với các nhiệm vụ của hệ thống như sau:

- Thu nhận và vận chuyển nước mưa ra khỏi khu dân cư

- Có khả năng điều tiết khi mưa gặp triều cao

- Đối với vùng đô thị mới hệ thống cần có khả năng hạ thấp mực nước ngầm tới cao trình yêu cầu xây dựng

- Ngăn ngừa sự xâm nhập nước mặt, nước ngầm vào vùng xây dựng, và có các hình thức, biện pháp công trình

(4) Về khâu thiết kế:

- Đưa vào quy phạm thiết kế những chỉnh sửa hợp lý về việc chọn hệ số dòng chảy cho từng lưu vực thoát nước, về mô hình mưa và triều thiết kế khi hai đặc trưng này đã có những thay đổ như đã phân tích ở các mục trên

- Nâng cao cao trình đáy miệng cửa xả và chọn loại hình cống thích hợp để tăng thời gian tiêu thoát nước trong trạng thái chảy tự do và do đó làm tăng hiệu quả tiêu thoát nước

- Thiết kế phải tuân thủ theo quy hoạch và các giai đoạn thiết kế phải phù hợp nhau, không được mâu thuẫn trước sau

(5) Về quản lý:

Bao gồm quản lý kỹ thuật, quản lý hành chính và xây dựng đô thị

Diện ngập nước trực tiếp do triều cường là rất lớn do địa hình thấp trũng chiếm tới gần 50% diện tích đất tự nhiên của toàn thành phố; mặt khác diện ngập gián tiếp đo dòng triều vào cản ngăn việc tiêu thoát của toàn hệ thống cũng rất lớn Do đó, biện pháp ngăn triều cùng một lúc có hai tác dụng tới ngập nước đô thị: một là, trực tiếp chống ngập cho khu vực thấp trũng, hai là hạn chế tác động cản lượng tiêu thoát của vùng cao

III ỨNG DỤNG CỤ THỂ

A) Về phát triển đô thị: Gồm hai ứng dụng

(1) Về san lấp mặt bằng: Áp dụng công thức tính toán san lấp mặt bằng cho khu vực đô thị mới Phú Xuân – Mương Chuối huyện Nhà Bè, TPHCM

(2) Về xây dựng khu đô thị sinh thái: Áp dụng công thức vào việc xây dựng khu đô thị sinh thái nằm giữa sông Phú Xuân và sông Mương Chuối với diện tích 1030ha

B) Về thoát nước đô thị: Gồm 3 ứng dụng cho 3 khu vực có cao

trình mặt đất khác nhau so với mực nước triều:

(3) Tính toán thoát nước mưa giải quyết ngập nước cho 15 khu phố thuộc nội thành TPHCM Đây là những điểm ngập chủ yếu do quá tải giữa lượng nước cần tiêu thoát so với khả năng tiêu thoát

(4) Tính toán thoát nước mưa cho khu đô thị mới Phú Xuân – Mương Chuối sau khi đã được tôn tạo mặt bằng tiêu nước tự chảy

(5) Tính toán thoát nước mưa cho khu vực thấp trũng Quận Bình

KẾT LUẬN

Nếu như phần tổng quan đã vạch đường đi cho nội dung nghiên cứu đề tài:”Thoát nước đô thị vùng ảnh hưởng thủy triều và áp dụng cho thành phố Hồ Chí Minh” trong luận án của chúng tôi, thì nội dung của các chương tiếp theo là giải quyết từng khâu trên đường đi tới đích của luận án và cuối cùng có thể rút ra các kết luận như sau:

A NHỮNG KẾT QUẢ MỚI CỦA LUẬN ÁN:

1) 1) Đề xuất đưa hệ số hiệu chỉnh tính toán lượng mưa thiết kế và mực nước triều thiết kế dựa trên cơ sở phân tích thống kê chuỗi tài liệu nhiều năm của trạm đo mưa Tân Sơn Hoà và trạm mực nước Phú An (trên sông Sài Gòn), có xem xét đến xu thế gia tăng của hai yếu tố này trong vài ba thập niên vừa qua dưới tác động của đô thị hoá và hiện

tượng biến đổi khí hậu toàn cầu

2) Đưa ra luận cứ về nguyên nhân gây ngập nước đô thị do hiện tượng quá tải, hậu quả tiêu cực của quá trình đô thị hóa, đó là:

- Đấu nối, kéo dài một cách tùy tiện đường cống thoát nước do việc mở rộng các khu dân cư, các khu công nghiệp, các khu đô thị trong điều kiện không tăng số lượng cửa xả (so với thiết kế ban đầu), tiết diện thoát nước của cả hệ thống thoát nước từ cấp IV đến cấp I bị thu hẹp do

bị bồi lắng, tắc nghẽn, hư hỏng hay bị nhà cửa lấn chiếm trái phép

- Diện tích điều tiết tự nhiên của các lưu vực thoát nước trong thành phố ngày càng bị thu hẹp, làm giảm khả năng điều tiết nước mưa

tiêu thoát trong một đơn vị thời gian), tăng lượng ngập, diện ngập và thời gian ngập

3) Đề xuất cấu trúc hệ thống thoát nước mưa cho đô thị vùng triều được mô phỏng theo hình mạng lưới của hệ sông rạch triều Hệ thống này vận hành theo động lực thủy triều là chính, nó khác với hệ thống thoát nước tại các đô thị nước ta hiện nay, được mô phỏng theo hình dạng của hệ thống sông ngòi vùng núi chảy theo trọng lực Hệ thống thoát nước mới này vừa tận dụng được năng lượng thủy triều vào thoát nước, vừa tận dụng được thoát nước theo trọng lực trong trường hợp mưa thiết kế gặp triều đang lên Nó cũng phù hợp với điều kiện sinh thái của vùng ảnh hưởng thủy triều

4) Đề xuất biểu thức tính toán san lấp mặt bằng đô thị theo quan điểm phát triển bền vững

5) Đề xuất giải quyết ngập nước nội thị TPHCM theo quan điểm phát triển bean vững, tận dụng hệ thống thoát nước đã có, đó là việc tách vùng có cao trình trên +3, thoát nước tự chảy theo trọng lực; vùng có cao trình dưới +2 thoát nước theo triều

B KIẾN NGHỊ VỀ NHỮNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO

1) Đặc tính vật lý hệ thống thoát nước đô thị vùng triều

2) Lập trình tính toán thoát nước đô thị vùng triều

3) Nghiên cứu hoàn chỉnh xác định tốc độ sinh thái

của các Giáo sư, Tiến Sỹ và các nhà khoa học quan tâm tới đề tài nhiên cứu của chúng tôi

Tp Hồ Chí Minh tháng 1/2007 ThS.NCS: Nguyễn Quang Cầu

1999

Sự truyền triều và xâm nhập mặn ĐBSCL và xu thế xâm nhập sâu của chúng

Tập san KHXH&NV

2000 Vấn đề tiêu thoát nước đô thị

vùng ảnh hưởng thủy triều

Tập san KHXH&NV

2000 Ưùng dụng quản lý các nguồn

lực vào việc khai thác hợp lý và bảo vệ có hiệu quả tài nguyên nước

Tập san KHXH&NV

2001 Đặc điểm thủy triều khu vực

TP.HCM và vấn đề tận dụng năng lượng dòng triều và thoát nước đô thị

Tuyển tập báo cáo khoa học NXB Nông Nghiệp TP.HCM-

2001

11

2002 Đặc điểm thủy triều khu vực

TP.HCM và vấn đề tận dụng

Tập san KHXH&NV

thoát nước đô thị

2002 Vấn đề tận dụng năng lượng

dòng triều vào tiêu thoát nước (đồng tác giả với SG.TSKH Lê Huy Bá)

Tạp chí Nông Nghiệp Và Phát Triển Nông Thôn

2004 Network of tidal Rivers (đòng

tác giả với PGS TS Nguyễn Văn Điềm)

Ơû TP.HCM Sông rạch vùng triều (đồng tác giả với PGS

TS Nguyễn Văn Điềm)

Proceedings of International Symposium on Advanced and Engineering (organized by HCM university of technology,

Vietnam.co – Organized by National University Korea

6

2004 Sông rạch vùng triều

(đồng tác giả với PGS TS Nguyễn Văn Điềm)

Tài liệu Hội thảo khoa học chào nhiều mừng 45 năm thành lập trường Đại Học Thủy Lợi

5

2004 Sông rạch vùng triều

(đồng tác giả với PGS TS Nguyễn Văn Điềm)

Tạp chí phát triển khoa học công nghệ Đại Học Quốc Gia Tp.HCM

7 11/

2004

4

2005 1 Phát triển đô thị trên

vùng đất ngập triều

(đồng tác giả với PGS TS Nguyễn Văn Điềm)

2 Vấn đề ngập nước đô thị ở Tp.HCM

(đồng tác giả với PGS TS Nguyễn Văn Điềm)

Hội thảo quốc gia :”phát triển bền vững thành phố xanh trên lưu vực sông” Do Cục BẢo Vệ Môi Trường, Bộ TN&MT và Viện Môi Trường và Tài Nguyên, ĐHQG TP.HCM tổ chức

TP.HCM tháng 5/2005

6

LỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là Nguyễn Quang Cầu

Ngày sinh: 25/12/1938 Quê quán: Thanh Hóa

Hiện nay tôi là Nghiên cứu sinh của Trường Đại Học KHXH&NV thuộc Đại Học Quốc Gia TP.Hồ Chí Minh Tôi xin cam đoan:

1) Luận án Tiến sỹ với đề tài:”Thoát nước đô thị vùng ảnh hưởng thủy triều và áp dụng cho thành phố Hồ Chí Minh là do bản thân tôi làm từ đầu chí cuối dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Văn Điềm, trường ĐHBK, ĐHQG TP.Hồ Chí Minh

2) Tất cả số liệu, tài liệu tham khảo và những vấn đề có liên quan đều có xuất xứ, nguồn gốc rõ ràng và được chú thích đầy đủ trong luận án Những ý tưởng, lý thuyết, số liệu, tài liệu, hình ảnh … tôi sử dụng trong luận án đều do chính tôi hoặc do tích lũy, hoặc thông qua quan sát, khảo sát, điều tra, đo đạc … mà có được (có tham khảo giáo viên hướng dẫn), tôi không chép, mượn của ai cả

Tôi xin cam đoan lời cam đoan của tôi là đúng sự thật Tôi xin chịu trách nhiệm trước pháp luật về lời tự khai của mình

Nguyễn Quang Cầu

MỤC LỤC

DANH HIỆU CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 5 DANH MỤC CÁC BẢNG .6 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ .7

MỞ ĐẦU .10

I MỤC ĐÍCH CỦA LUẬN ÁN .11

II ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU .12 III PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .13

IV PHẠM VI NGHIÊN CỨU .14

V Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN .15

CHƯƠNG I TỔNG QUAN .19 1.1 những nghiên cứu trong nước 21 1.2 Những nghiên cứu ngoài nước 23 1.3 Nhận xét chung 26 1.4 Quan điểm của chúng tôi về thoát nước đô thị vùng ảnh hưởng thủy triều 27 1.4.1 Vùng ảnh hưởng thủy triều và vấn đề ngập nước đô thị 27 1.4.2 Quan điểm của chúng tôi về vấn đề ngập nước đô thị 36

CHƯƠNG II ĐÔ THỊ HOÁ VÀ VẤN ĐỀ THOÁT NƯỚC ĐÔ THỊ 57 2.1 Đặt vấn đề .57 2.2 Nguyên nhân gây ngập nước đô thị 58 2.2.1 Đặc điểm mưa 59

2.2.1.1 Mưa gây ngập nước đô thị .59 2.2.1.2 Phân bố lượng mưa năm, mùa và tháng 61 2.2.1.3 Nhận xét .61 2.2.2 Đặc điểm thủy triều khu vực TPHCM .64 2.2.2.1 Đặc điểm thủy triều ở Việt Nam 64 2.2.2.2 Đặc điểm thủy triều khu vực TPHCM .65 2.3 Đặc điểm về mặt đệm – quá trình đô thị hoá khu vực TPHCM .85 2.4 Một số giải pháp khắc phục các bất cập nảy sinh trong quá trình đô thị hoá

ở TPHCM 101 2.5 Đường đảng trị triều và vấn đề thoát nước đô thị 104 2.5.1.Đặt vấn đề .104 2.5.2 Xây dựng bản đồ đẳng trị triều 104 2.5.2.1 Cơ sở dữ liệu 104 2.5.2.2 Xây dựng bản đồ đẳng trị mực nước triều .105

CHƯƠNG III ĐẶC ĐIỂM SÔNG RẠCH TRIỀU VÀ VẤN ĐỀ PHÁT TRIỂN ĐÔ THỊ .110 3.1.Đặt vấn đề .110 3.2 Một số đặc điểm về sông rạch triều 111 3.3 Phát triển đô thị trên đất ngập triều .129 3.3.1 Đặt vấn đề .129 3.3.2 Hiện trạng về phát triển đô thị ở TPHCM .129 3.3.3 Tính toán xác định diện tích đô thị mới trên đất ngập triều 131 3.3.4 Đề xuất công thức tính toán san lấp mặt bằng .134 3.3.5 Nhận xét .135

CHƯƠNG IV CÁC GIẢI PHÁP THOÁT NƯỚC VÀ PHÁT TRIỂN ĐÔ THỊ BỀN VỮNG VÙNG ẢNH HƯỞNG THỦY TRIỀU VÀ ÁP DỤNG CHO THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 136 4.1 Các giải pháp thoát nước và phát triển bền vững vùng ảnh hưởng thủy triều .136 4.1.1 Các giải pháp thoát nước .136 4.1.1.1 Nhuyên nhân gây ngập nước đô thị khu trung tâm TP.HCM 136 4.1.1.2 Biện pháp giải quyết 139 4.1.2 Các giải pháp về phát triển đô thị 147 4.2.Á p dụng thoát nước và phát triển đô thị bền vững vùng ảnh hưởng thủy triều cho TP.HCM .147 4.2.1 Phát triển đô thị bền vững 147 4.2.1.1 Tính toán san lấp mặt bằng cho khu đô thị mới lưu vực Phú Xuân – Mương Chuối 147 4.2.1.2 Tính toán hệ thống cống thoát nước và hồ điều tiết triều cho khu đô thị mới Thủ Thiêm 154 4.2.2 Tính toán thoát nước đô thị .163 4.2.2.1.Tính toán hệ thống thoát nước bổ sung giải quyết hiện tượng quá tải cho một số khu vực nội thành TP.HCM .163 4.2.2.2 Tính toán thoát nước cho lưu vực rạch Văn Thánh bị ngập nặng do triều cường 165 4.3 Một số ứng dụng khác 183 KẾT LUẬN 190 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 192 TÀI LIỆU THAM KHẢO .194

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

[V] kl : Tốc độ không lắng

Wsôngrạch : Tổng lượng nước chứa trong sông, rạch

W đâtngậptriềucònlaị : Tổng lượng nước trên đất ngập triều chưa bị đô thị hóa

Whồxâydựngtrênđấtngậptriều : Dung tích hồ xây dựng trên đất ngập triều

Whồ : Dung tích hồ

W St : dung tích hồ sinh thái

FSt : Diện tích sinh thái

F đnt : Diện tích đất ngập triều

H KN : Cao trình mặt đất không ngập

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Một số đặc trưng mưa hai giai đoạn (1952-1978) và 1980-2002 60 Bảng 2.8: Mật độ lưới sông vùng sông rạch triều so sánh với hệ thống sông khác của Việt Nam 69 Bảng 2.10: Thống kê các đâc trưng tốc độ, lưu lượng chu kỳ ½ tháng từ 29.5 đến 12/6/2004 82 Bảng 2.11: Thống kê các giá trị mực nước đặc trưng của các trạm thủy văn nội đồng sông Đồng Nai từ 14/6 đến 27/6/2004 85 Bảng 2.12: Tp Hồ Chí Minh – quá trình phát triển và tập trung dân số .87 Bảng 2.14: Biến thiên của hệ số dòng chảy ứng với các loại mặt phủ khác

nhau 90 Bảng 2.17: Tần suất lượng mưa trận X>50mm trạm Tân Sơn Hoà các giai đoạn (chu kỳ) khác nhau .101 Bảng 4.2: Kết quả tính toán san lấp mặt bằng lưu vực Phú Xuân - Mương Chuối 148 Bảng 4.4: Kết quả tính toán các đặc trưng dòng chảy 152 Bảng 4.9: Chiều dài cống và cống hộp .164 Bảng 4.14: Tính toán điều tiết hồ điều hòa A của phương án 1 .180 Bảng 4.15: Tính toán điều tiết hồ điều hòa A của phương án 2 .181 Bảng 4.16: Tính toán điều tiết hồ điều hòa B 181

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

Hình MĐ1: Bản đồ các điểm ngập TPHCM 17 Hình 1-1: Bản đồ địa hình TPHCM .31 Hình 1-2: Mạng lưới đường ống thoát nước hiện hữu 34 Hình 2-1: Quá trình mưa trận lớn nhất giai đoạn 1952 -2003 59 Hình 2-2: Lượng mưa tại các trạm khu vực TP.HCM 60 Hình 2-3: Bản đồ phân bố lượng mưa năm khu vực TP.HCM .62 Hình 2-4: Bản đồ phân bố lượng mưa mùa mưa khu vực TP.HCM .63 Hình 2-5: Bản đồ phân bố lượng mưa mùa khô khu vực TP.HCM .64 Hình 2-14:Bản đồ TP.HCM .66 Hình 2-15: Lưu vực sông Đồng Nai 68 Hình 2-16: Vị trí địa lý hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai .72 Hình 2-17: Bản đồ khu Nam Sài Gòn 79 Hình 2-23: Đường mặt nước không bị nhiễu do sóng triều qua các tháng trong năm .81 Hình 2-24*: Vùng dềnh nước và giáp nước khu Nam Sài Gòn 83 Hình 2-25: Sơ đồ khu vực trạm đo giữa sống Đồng Nai và sông Sài Gòn .84 Hình 2-26a: Bản đồ Sài Gòn năm 1967 .90 Hình 2-26b: TP.HCM năm 1997 – hiện trạng sử dụng đất (ngoại thành) 91 Hình 2-27: Quy hoạch sử dụng đất TP.HCM .92 Hình 2-28: Kênh rạch khu Nam Sài Gòn bị san lấp .93 Hình 2-29a: Quận 4 năm .94 Hình 2-29b: Quận 4 năm 1997 95

Hình 2-30a: Kênh Chợ Mới nhìn về hướng bắc 95 Hình 2-30b: Quận 12 năm 1997 96 Hình 2-31a: Vùng đất thấp Phú Thọ Hòa năm 1968 .96 Hình 2-31b: Phường 13 quận Tân Bình năm 1997 97 Hình 2-32: Bản đồ đường đẳng trị đỉnh triều trên sông rạch TP.HCM 106 Hình 2-33: Bản đồ đẳng trị chân triều trên sông rạch TP.HCM .107 Hình 2-34: Bản đồ đẳng trị chênh leach triều trên sông rạch TP.HCM .108 Hình 3 -1: Sông Bồ Đề, bán đảo Cà Mau .112 Hình 3 – 2: Rạch Lỡ khu sinh quyển rừng NM Cần Giờ .113 Hình 3 -3: Mạng lưới sông rạch bán đảo Cà Mau .113 Hình 3 -4: Các đơn vị địa hình ở vùng cửa sông Định An .115 Hình 3 -5: Cửa sông Bồ Đề (hình loa) 115 Hình 3 -6: Hình dánh dạnh hình loa của các sông chính thuộc hệ thống sông Cửu Long 116 Hình 3 - 7: Các giai đoạn hình thành rạch triều 119 Hình 3 -8: Rạch triều bị san lấp và tắc nghẽn 123 Hình 3 -9: Tắc Sống Trâu nằm giữa hai khúc sông Mùng Năm khu Sinh quyển rừng NM Cần Giờ 124 Hình 3 -10: Sơ đồ mặt cắt dọc rạch ttriều .125 Hình 3 -12: Quá trình lưu lượng mùa lũ trên sông Mekong đồng thời với mực nước triều ở hạ du .127 Hình 3 -13: Đường phân nước lưu vực 128 Hình 3 -14: Ranh giới giữa các lưu vực rạch triều 128 Hình 3 -15a: Đường quá trình mực nước, tốc độ triều trạm Mương Chuối ngày 5/6/2004 133 Hình 3 -16: Sơ đồ san lấp mặt bằng giữ 2 rạch A và B .134

Hình 4 – 3: Bản đồ khu vực Phú Xuân – Mương Chuối .150 Hình 4 – 4: Sơ đồ thủy lực khu vực nghiên cứu .152 Hình 4 – 5: Đường quá trình mực nước nút 45 .153 Hình 4 – 9: Bản đồ bán đảo Thủ Thiêm 155 Hình 4 – 10: Sơ đồ thủy lực bán đảo Thủ Thiêm 161 Hình 4 – 11: Tỏ hợp bất lợi giữa mưa lớn và triều cường trong hệ thống TNĐT bán đảo Thủ Thiêm 162 Hình 4 – 12 Bản đồ khu vực rạch Văn Thánh .165 Hình 4 – 13: Sông Hào Võ khu sinh quyển rừng NM Cần Giờ 179 Hình 4 – 14: Rạch Oâng Kích khu Nam Sài Gòn bị san lấp 180 Hình 4 -15: Độ cao đáy sông sông Bồ Đề, Cà Mau .181 Hình 4 – 16: Đường quá trình mực nước ngày 1 và 2/8/2004 tại trạm thủy văn Sông Đốc Cà Mau .181

MỞ ĐẦU

Đi tìm lời giải cho bài toán thoát nước đô thị (TNĐT) đã và đang tập trung nhiều công trình nghiên cứu của các nhà khoa học, một mặt – ngập nước đô thị đang ngày mỗi ngày cản trở tới sinh hoạt bình thường của cư dân đô thị – mặt khác, với tốc độ đô thị hóa ngày càng gia tăng đối với các quốc gia đang phát triển như nước ta, TNĐT không phải chỉ là bài toán của hôm nay, mà còn là bài toán của ngày mai, tức là không phải chỉ giải bài toán TNĐT dưới dạng tình thế mà phải giải bài toán từ cội nguồn, căn cơ của nó Đây là điều trăn trở của tôi trong nhiều năm qua và cũng đã được thể hiện bằng đề tài luận văn thạc sỹ năm 2001:”Thoát nước đô thị vùng ảnh hưởng thủy triều và các giải pháp thoát nước ở thành phố Hồ Chí Minh” Tôi đã bảo vệ thành công luận văn thạc sỹ và đã được Hội đồng chấm luận văn Thạc sỹ cho tiếp tục làm luận án Tiến sỹ với đề

tài:”Thoát nước đô thị vùng ảnh hưởng thủy triều và áp dụng cho thành phố Hồ

Chí Minh”

Theo đề tài trên, ba vấn đề sẽ được đề cập tới trong luận án này là: (1) nghiên cứu đề ra các giải pháp thoát nước đô thị vùng ảnh hưởng thủy triều đối với khu đô thị hiện hữu, (2) nghiên cứu đề ra các giải pháp thoát nước bền vững cho các khu đô thị mới phát triển trên vùng đất ngập ttriều, và (3) Ứng dụng các kết quả nghiên cứu trên cho thành phố Hồ Chí Minh

Chúng tôi nghĩ rằng, vấn đề TNĐT tuy không phải là vấn đề mới, song cả về mặt lý luận cũng như thực tiễn của các phương pháp, giải pháp chống ngập nước đô thị thực thi trong thời gian qua chưa mang lại kết quả mong muốn Chính

vì vậy hướng tới một kết quả khả quan trong đề tài nghiên cứu của chúng tôi sẽ có ý nghĩa khoa học và thực tiễn quan trọng Và đó cũng chính là kỳ vọng thôi thúc chúng tôi khi bắt đầu những dòng đầu tiên của bản luận án này

I MỤC ĐÍCH CỦA LUẬN ÁN:

Thoát nước đô thị (TNĐT) là thu gom nước mưa, các loại nước thải sinh hoạt, công nghiệp đã được xử lý trên mặt bằng đô thị … chuyển tới khu nhận nước Trong luận án này với tiêu đề thoát nước đô thị vùng ảnh hưởng thủy triều và áp dụng cho TPHCM, chúng tôi chỉ giới hạn cho việc thoát nước mưa Do vậy, mối quan hệ trong thoát nước có ba vấn đề cần lưu ý: (1) mưa đô thị, (2) mặt bằng đô thị bao gồm điều kiện mặt đệm (lớp phủ), địa hình, địa chất, v.v… và (3) vùng nhận nước Trong ba vấn đề nêu trên thì vấn đề (1) và (2) – theo nhận xét của chúng tôi – đã được nghiên cứu khá đầy đủ, còn vấn đề thứ ba, khu nhận nước tuy cũng đã được đề cập tới trong nhiều công trình nghiên cứu của các nhà khoa học, song do tính chất phức tạp cũng như sự thay đổi, biến động của nó trong quá trình đô thị hóa nên cần được đi sâu nghiên cứu nhiều hơn

Lịch sử thoát nước đô thị đã có từ 4.000 năm trước công nguyên ở các thung lũng của sông Nin, ở Ấn Độ, Trung Quốc, La Mã, … Hệ thống thoát nước cho đô thị đã được xây dựng vào thế kỷ XIX ở Anh, Pháp, Đức và, bất cứ một phương pháp tính toán thoát nước mưa đô thị đều phải diễn toán mối quan hệ giữa vấn đề (1) và (2) Điều đó được biểu thị bởi các công thức tính toán hệ số dòng chảy, các công thức tính lưu lượng, còn vấn đề thứ (3) thông thường cao trình mực nước vùng nhận nước thấp hơn cao trình mặt đất vùng thoát nước (thoát nước tự chảy), nên vấn đề không phức tạp lắm Trong thực tiễn người ta chỉ xem xét, lưu ý trường hợp có sự diễn biến mực nước của vùng nhận nước mà sự diễn biến đó ảnh hưởng tới sự thoát nước Ví dụ như vùng nhận nước có mực nước thấp vào mùa khô và cao vào mùa lũ; vùng nhận nước chịu ảnh hưởng của thủy triều, … Theo nhận thức của chúng tôi qua tìm hiểu các tài liệu, các dự án nghiên cứu thoát nước đô thị mà vùng nhận nước chịu ảnh hưởng thủy triều

mưa thiết kế và đường quá trình triều thiết kế tương ứng, mà chưa chú ý đầy đủ tới dao động dọc (véctơ vận tốc dòng triều) của thủy triều Từ nhận thức đó cùng với quan điểm phát triển bền vững, chúng tôi xem xét, đề xuất hướng giải quyết TNĐT vùng ảnh hưởng thủy triều, tức là tận dụng triệt để các thuận lợi của thủy triều vào thoát nước Bên cạnh đó, vì toàn bộ TPHCM trước đây cũng như hiện nay nằm trong vùng đất ngập triều mà hệ sinh thái tiêu biểu ở đây là hệ sinh thái sông rạch triều Chính vì vậy, mục đích của luận án là: Tìm hiểu những đặc điểm

cơ bản của thủy triều, của sông rạch triều có liên quan tới vấn đề đô thị hóa và thoát nước đô thị để - dựa vào kết quả nghiên cứu đó – giải quyết vấn đề NNĐT và vấn đề phát triển đô thị (PTĐT) vùng ảnh hưởng thủy triều và sau đó áp dụng cho khu vực TPHCM

II ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU :

Đối tượng nghiên cứu thoát nước đô thị vùng ảnh hưởng thủy triều được xác định từ ba nguyên nhân: mưa, điều kiện mặt đệm và thủy triều cùng những tác động tổng hợp của nó Trong đó, đối tượng nghiên cứu chính là thủy triều, các đặc điểm hình thái, tính chất của sông rạch triều, những tương tác giữa thủy triều với mặt đệm của lưu vực đô thị, nhân tố mưa chỉ được giới hạn trong mối quan hệ tương hỗ giữa mưa với thủy triều tương ứng với vùng cần thoát nước cụ thể để chọn mô hình mưa thiết kế phù hợp, cũng như để chọn các giải pháp công trình phù hợp

Đối với vùng đô thị mới do xây dựng trên đất ngập triều (bãi triều) nên có những khác biệt so với vùng đô thị xây dựng trên các vùng đất cao Loại đô thị này mang những đặc điểm của hệ sinh thái tự nhiên của vùng ven bờ chịu ảnh hưởng của thủy triều Chính vì vậy mà đối tượng nghiên cứu ở vùng này còn bao

gồm các yếu tố của hệ sinh thái cửa sông, hệ sinh thái sông rạch triều, đất ngập triều,

III PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Với ý nghĩa tận dụng các mặt thuận lợi, hạn chế những mặt tiêu cực của thủy triều trong luận án Thoát nước đô thị vùng ảnh hưởng thủy triều của chúng tôi bao gồm hai nội dung chính là chống ngập nước cho vùng nội thị (những đô thị cũ) và việc xây dựng mặt bằng, tính toán thoát nước cho vùng đô thị mới phát triển trên đất ngập triều

Để giải quyết nhiệm vụ trên, chúng tôi đã lựa chọn cách tiếp cận nghiên cứu như sau:

(1) Tiếp cận thực tiễn, hệ thống, toàn diện và tổng hợp (2) Kế thừa tri thức, kinh nghiệm và cơ sở dữ liệu đã có một cách chọn lọc (3) Phương pháp quản lý tài nguyên nước, đa dạng sinh học và bảo vệ môi trường

(4) Dựa trên nguyên lý phát triển bền vững

Từ các phương pháp tiếp cận kể trên, phương pháp nghiên cứu bao gồm:

1 Đối với thoát nước đô thị:

Chúng tôi áp dụng các phương pháp:

(1) Phân tích nguyên nhân hình thành, sử sụng phương pháp địa lý tổng hợp

(2) Phương pháp lưu vực tương tự

Để tiến hành các phương pháp trên, trong luận án đã sử dụng các phương pháp cụ thể như sau:

- Kế thừa, áp dụng có chọn lọc sản phẩm khoa học và công nghệ trên thế giới và trong nước

- Điều tra, khảo sát và đo đạc thực địa

- Thống kê, phân tích hệ thống số liệu đo đạc, khảo sát thực địa

- Phân tích tương tự, so sánh hệ sinh thái trên các vùng khác nhau

- Mô hình toán thủy văn, thủy lực, cân bằng nước

2 Đối với khu nhận nước đô thị vùng ảnh hưởng thủy triều:

Đây là vùng đất ngập triều có liên quan trực tiếp tới hệ sông rạch triều, chúng tôi sử dụng phương pháp địa chất, địa mạo để nghiên cứu

IV PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Phạm vi nghiên cứu của luận án là vùng đất ngập triều ở khu vực Tp.Hồ Chí Minh, trong đó bao gồm:

(1) Tình hình mặt đệm và thoát nước trên khu đô thị cũ (2) Tình hình mặt đệm và thoát nước khu đô thị mới (3) Chỉ đề cập và xét những yếu tố chính liên quan đến bài toán TNĐT, chủ yếu là các thành phần trong phương trình cân bằng nước

(4) Do những đặc điểm của các khu đô thị mới của Tp.Hồ Chí Minh nằm trên vùng đất ngập triều – vừa thuộc hệ sinh thái đô thị, vừa có mối liên hệ với các hệ sinh thái tự nhiên khác – nên phạm vi nghiên cứu trong luận án này theo các tuyến khảo sát, điều tra, thu thập tài liệu của chúng tôi đã vượt quá giới hạn lãnh thổ Tp.Hồ Chí Minh tới vùng bán đảo Cà Mau, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Quảng Ninh và bán đảo Malacca của Malaysia do tính tương đồng sinh thái (mục đích để tìm hiểu đặc điểm, tính chất của thủy triều, bãi triều)