Tính toán hệ thống thoát nước mưa đô thị mới thủ thiêm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA --- ĐẶNG MINH CHƯƠNG TÍNH TOÁN HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MƯA ĐÔ THỊ MỚI THỦ THIÊM CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-

ĐẶNG MINH CHƯƠNG

TÍNH TOÁN HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MƯA

ĐÔ THỊ MỚI THỦ THIÊM

CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY

LUẬN VĂN THẠC SĨ

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Chuyên ngành : XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY

Khoá : 2006

1 TÊN ĐỀ TÀI:

TÍNH TOÁN HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MƯA ĐÔ THỊ MỚI THỦ THIÊM

2 NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

Nhiệm vụ :

Dựa vào các đặc điểm của thủy triều để tính toán hệ thống thoát nước cho đô thị mới Thủ Thiêm

Nội dung :

3 NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: Tháng 09/2008

4 NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: Tháng 12/2008

5 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS NGUYỄN VĂN ĐIỀM

Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được Hội đồng chuyên ngành thông qua

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Nguyễn Văn Điềm

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

Huỳnh Thanh Sơn

LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn về sự động viên, giúp đỡ tận tình của quý thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp

Tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn chân thành đến thầy Nguyễn Văn Điềm và thầy Hồ Long Phi đã hết lòng dìu dắt, giúp đỡ, hướng dẫn và tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành công việc nghiên cứu khoa học của mình

Để hoàn thành luận văn này tôi được sự giúp đỡ nhiệt tình của Viện khoa học thủy lợi miền Nam, anh Phạm Thế Vinh đã cung cấp tài liệu cho tôi Tôi xin trân trọng cảm ơn!

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành đến gia đình, người thân, bạn bè đồng nghiệp đã khích lệ và động viên tôi hoàn thành đề tài nghiên cứu này

TÁC GIẢ

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Sự đô thị hóa và công nghiệp hóa đang phát triển mạnh mẽ tại Thành phố Hồ Chí Minh và đặc biệt là những khu đô thị mới tại những vùng đất thấp như bán đảo Thủ Thiêm, đã khiến cho các vấn đề môi trường của vùng trở nên gay gắt hơn và đặt ra hàng loạt những thách thức to lớn cần phải giải quyết trên bước đường phát triển bền vững

Hiện nay việc xây dựng đô thị trên các vùng đất ngập triều chưa hợp lý (do san lấp và cấu trúc hệ thống thoát nước) nên làm cho mực nước triều trong lưu vực sông Đồng Nai tăng lên làm tăng mức độ ngập triều các lưu vực nội thành, gây ảnh hưởng đến hệ thống thoát nước

Vấn đề chống ngập úng đô thị Thành phố Hồ Chí Minh nói chung và xây dựng

hệ thống thoát nước đô thị trên đất ngập triều như khu vực Thủ Thiêm nói riêng là một trong những vấn đề cấp thiết Vì vậy, việc thực hiện đề tài “TÍNH TOÁN HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MƯA ĐÔ THỊ MỚI THỦ THIÊM” là một yêu cầu cấp bách cả về phương diện môi trường, mỹ quan đô thị cũng như nhu cầu xã hội tại Quận 2

Đề tài được thu thập và tổng hợp từ các số liệu về điều kiện tự nhiên - kinh tế -

xã hội của đô thị mới Thủ Thiêm Qua đó xác định được nguyên nhân gây ngập và từ

đó xây dựng các kịch bản dựa trên mô hình quản lý nước mưa - SWMM nhằm đưa ra giải pháp thoát nước hợp lý cho khu đô thị mới Thủ Thiêm

ABSTRACT

Urbanization and industrialization happening extremely in Ho Chi Minh city, especially in the new urban area with low elevation such as Thu Thiem peninsula, makes the environmental issue more severe and leads a series of challenges needing to solve to reach the sustainable development

At present, the unreasonable process of urban expand (due to leveling and structure of drainage system) impacts on tidal areas, which increases the tidal level

of Dong Nai river affecting urban and the drainage system

The flood resistance in Ho Chi Minh in general and drainage system in tidal area in particular are pressing and necessary Hence, the effectuation of the thesis about “CONCLUTION THE DRAINAGE SYSTEM FOR THU THIEM NEW URBAN AREA” is the urgent demands not only both in environment aspect but also in beautiful looking of legend and also the society needs in new urban area

The thesis has collected and synthesized fair completely the data of nature - economics - society and the actuality of drainage Based on the data above, the reason of flood is determined and the reducing flood plans according to Storm Water Management Model - SWMM in order to propose the suitable solution for Thu Thiem new urban area

This thesis includes six chapters: chapters 2, 4 concern the model theory including the model used to solve the problem, chapter 5 presents the model application a n d c h a p t e r 6 p r e s e n t s c o n c l u s i o n a n d r e c o m m e n d a t i o n

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 1

GIỚI THIỆU CHUNG 1

1.1 Tổng quan về Thành phố Hồ Chí Minh 1

1.2 Đặc điểm thoát nước của Thành phố Hồ Chí Minh 5

1.2.1 Đặc điểm địa hình 5

1.2.2 Đặc điểm chế độ khí tượng 9

1.2.3 Lượng mưa 9

1.2.4 Hiện tượng mưa lớn gia tăng cả về trị số và số lượng 9

1.2.5 Tình hình ngập lụt 10

1.2.6 Sự quá tải hệ thống thoát nước 10

1.2.7 Tình hình giải quyết ngập nước trong thời gian qua 11

1.2.8 Nguyên nhân gây ngập ở Thành phố Hồ Chí Minh 12

1.2.9 Sự ảnh hưởng thủy triều 13

1.2.10 Sự không hợp lý của hệ thống thoát nước 14

1.3 Nghiên cứu tổng quan về nghiên cứu thoát nước 14

1.3.1 Một số nghiên cứu ngoài nước 14

1.3.2 Một số nghiên cứu trong nước 17

1.3.3 Những vấn đề còn tồn tại 21

CHƯƠNG 2 23

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23

2.1 Đặt vấn đề 23

2.2 Mục tiêu nghiên cứu 23

2.3 Phạm vi nghiên cứu 23

2.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 23

2.5 Phương hướng giải quyết 24

2.5.1 Cấu trúc hệ thống thoát nước mưa vùng ảnh hưởng thủy triều 24

2.5.2 Các biện pháp công trình chống ngập nội thị Thành phố Hồ Chí Minh .24

CHƯƠNG 3 29

ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN KHU ĐÔ THỊ MỚI THỦ THIÊM 29

3.1 Giới thiệu một số nội dung quy hoạch khu đô thị mới Thủ Thiêm .29

3.2 Cơ sở hạ tầng 31

3.3 Đặc điểm thủy văn sông Sài Gòn (khu vực dự án) 31

3.4 Một số đặc điểm tự nhiên khu vực đô thị mới Thủ Thiêm 32

3.4.1 Đặc điểm địa hình 32

3.4.2 Các rạch, lạch triều nội đồng 34

3.4.3 Phát triển chung địa hình, địa mạo hiện tại 35

CHƯƠNG 4 37

THOÁT NƯỚC MƯA ĐÔ THỊ VÙNG TRIỀU 37

4.1 Mục tiêu 37

4.2 Nội dung 37

4.2.1 Cấu trúc hệ thống thoát nước 37

4.2.2 Nguyên lý tính toán 39

4.3 Tính toán hệ thống thoát nước mưa theo mô hình SWMM .39

4.3.1 Tổng quát 39

4.3.2 Một số module được sử dụng 40

4.3.3 Những ứng dụng điển hình của SWMM 41

4.4 Cơ sở toán học của mô hình SWMM 43

4.4.1 Mô hình RUNOFF 43

4.4.2 Mô hình EXTRAN 46

CHƯƠNG 5 48

TÍNH TOÁN THOÁT NƯỚC KHU ĐÔ THỊ MỚI THỦ THIÊM 48

5.1 Điều kiện biên và điều kiện ban đâu 48

5.1.1 Lượng mưa thiết kế 48

5.1.2 Triều thiết kế 51

5.1.3 Mô hình mưa triều thiết kế 55

5.2 Tính toán thủy lực 57

5.2.1 Sơ đồ thủy lực 57

5.2.2 Hình dạng mặt cắt sông, kênh rạch trong khu vực nghiên cứu 60

5.3 Tính toán các phương án mô phỏng thủy lực 61

5.3.1 Các trường hợp mô phỏng được đề xuất 62

5.3.2 Kết quả tính toán các phương án mô phỏng 65

CHƯƠNG 6 101

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 101

6.1 Kết luận 101

6.2 Kiến nghị 102

HÌNH MINH HỌA

Hình 1 1: Bản đồ điều chỉnh quy hoạch sử dụng đất Thành phố Hồ Chí Minh 2

Hình 1 2: Hiện trạng hệ thống công trình thủy lợi Thành phố Hồ Chí Minh 4

Hình 1 3: Bản đồ phân vùng thoát nước Thành phố Hồ Chí Minh 6

Hình 1 4: Bản đồ địa hình Thành phố Hồ Chí Minh 8

Hình 2 1: Cấu trúc hệ thống thoát nước mưa vùng có địa hình bằng hoặc thấp hơn đỉnh triều .25

Hình 2 2: Cấu trúc hệ thống thoát nước mưa vùng cao 27

Hình 3 1: Mặt bằng quy hoạch sử dụng đất khu đô thị mới Thủ Thiêm 29

Hình 3 2: Địa hình và sông rạch khu vực Thủ Thiêm 33

Hình 5 1: Đường quá mưa 51

Hình 5 2: Hình minh họa biên trên và biên dưới 52

Hình 5 3: Biểu đồ lưu lượng và mực nước triều thiết kế 55

Hình 5 4: Mô hình mưa, triều thiết kế 55

Hình 5 5: Biểu đồ quan hệ mưa triều thiết kế 56

Hình 5 6: Mạng lưới thoát nước đề xuất cho khu đô thị mới Thủ Thiêm 57

Hình 5 7: Sơ đồ mạng lưới các hố ga 58

Hình 5 8: Sơ đồ mạng lưới các đường ống 59

Hình 5 9: Một số mặt cắt điển hình sông Sài Gòn trong khu vực nghiên cứu 60

Hình 5 10: Hình dạng mặt cắt sông Sài Gòn (mặt cắt 1-1) 60

Hình 5 11: Hình dạng mặt cắt sông Sài Gòn (mặt cắt 2-2) 60

Hình 5 12: Hình dạng mặt cắt sông Sài Gòn (mặt cắt 3-3) 61

Hình 5 13: Hình dạng mặt cắt sông Sài Gòn (mặt cắt 4-4) 61

Hình 5 14: Hình dạng mặt cắt kênh rạch trong khu vực nghiên cứu 61

Hình 5 15: Đường quá trình mưa giả định 64

Hình 5 16: TH 1 – 1, vận tốc trong cống lúc 17 giờ:45 phút 65

Hình 5 17: TH 1 – 1, vận tốc trong cống lúc 18 giờ:15 phút 65

Hình 5 18: TH 1 – 1, biểu đồ vận tốc trong cống 19D 66

Hình 5 19: TH 1 – 1, biểu đồ vận tốc trong cống 14D 67

Hình 5 20: TH 1 – 1, biểu đồ vận tốc trong cống 9D 67

Hình 5 21: TH 1 – 1, cột nước tại các hố ga lúc 18 giờ:00 phút 68

Hình 5 22: TH 1 – 1, cột nước tại các hố ga lúc 18 giờ:15 phút 68

Hình 5 23: TH 1 – 2, vận tốc trong cống lúc 17 giờ:45 phút 69

Hình 5 24: TH 1 – 2, vận tốc trong cống lúc 18 giờ:00 phút 69

Hình 5 25: TH 1 – 2, vận tốc trong cống lúc 18 giờ:15 phút 70

Hình 5 26: TH 1 – 2, biểu đồ vận tốc trong cống 19D 71

Hình 5 27: TH 1 – 2, biểu đồ vận tốc trong cống 4D 71

Hình 5 28: TH 1 – 2, cột nước tại các hố ga lúc 18 giờ:00 phút 72

Hình 5 29: TH 1 – 2, cột nước tại các hố ga lúc 18 giờ:15 phút 72

Hình 5 30: TH 1 – 3, vận tốc trong cống lúc 18 giờ:00 phút 73

Hình 5 31: TH 1 – 3, vận tốc trong cống lúc 18 giờ:15 phút 73

Hình 5 32: TH 1 – 3, biểu đồ vận tốc trong cống 19D 74

Hình 5 33: TH 1 – 3, biểu đồ vận tốc trong cống 4D 74

Hình 5 34: cột nước tại các hố ga lúc 18 giờ:00 phút 75

Hình 5 35: TH 1 – 3, cột nước tại các hố ga lúc 18 giờ:15 phút 75

Hình 5 36: chênh lệch cột áp tại hai đầu cống 9D 79

Hình 5 37: TH 2 – 1, vận tốc trong cống lúc 18 giờ:00 phút 80

Hình 5 38: TH 2 – 1, vận tốc trong cống lúc 18 giờ:15 phút 80

Hình 5 39: TH 2 – 1, biểu đồ vận tốc trong cống 4D 81

Hình 5 40: TH 2 – 1, biểu đồ vận tốc trong cống 14D 81

Hình 5 41: TH 2 – 2, vận tốc trong cống lúc 18 giờ:00 phút 82

Hình 5 42: TH 2 – 2, vận tốc trong cống lúc 18 giờ:15 phút 82

Hình 5 43: TH 2 – 2, biểu đồ vận tốc trong cống 19D 83

Hình 5 44: TH 2 – 2, biểu đồ vận tốc trong cống 14D 83

Hình 5 45: vận tốc trong cống lúc 18 giờ:00 phút 84

Hình 5 46: Hình 5 47: vận tốc trong cống lúc 18 giờ:15 phút 84

Hình 5 48: TH 3 – 3, biểu đồ vận tốc trong cống 14D 85

Hình 5 49: TH 3 – 3, biểu đồ vận tốc trong cống 19D 85

Hình 5 50: TH 3-1, kết quả về ngập tại các hố ga lúc 20 giờ:15 phút 87

Hình 5 51: TH 3 – 1, vận tốc trong cống lúc 18 giờ:00 phút 87

Hình 5 52: TH 3-2, kết quả về ngập tại các hố ga lúc 20 giờ:15 phút 88

Hình 5 53: TH 3 – 2, vận tốc trong cống lúc 18 giờ:00 phút 88

Hình 5 54: TH 3-3, kết quả về ngập tại các hố ga lúc 20 giờ:15 phút 89

Hình 5 55: TH 3 – 3, vận tốc trong cống lúc 18 giờ:00 phút 89

Hình 5 56: Vận tốc trong cống lúc 18 giờ:00 phút 91

Hình 5 57: Vận tốc trong cống lúc 18 giờ:15 phút 92

Hình 5 58: Vận tốc trong trong kênh số 3 92

Hình 5 59: Vận tốc trong trong kênh số 3 93

Hình 5 60: Cột nước tại các hố ga lúc 18 giờ:00 phút 93

Hình 5 61: Cột nước tại các hố ga lúc 18 giờ:15 phút 94

Hình 5 62: TH 5-1, kết quả về ngập tại các hố ga lúc 20 giờ:15 phút 95

Hình 5 63: TH 5-1, mực nước trong đường ống 14D lúc 20 giờ:15 phút 95

Hình 5 64: TH 5-2, kết quả về ngập tại các hố ga lúc 20 giờ:15 phút 96

Hình 5 65: TH 5-2, mực nước trong đường ống 14D lúc 20 giờ:15 phút 96

Hình 5 66: TH 5-3, kết quả về ngập tại các hố ga lúc 20 giờ:15 phút 97

Hình 5 67: TH 5-3, mực nước trong đường ống 14D lúc 20 giờ:15 phút 97

Hình 5 68: Vận tốc trong cống lúc 17 giờ:45 phút 99

Hình 5 69: Vận tốc trong cống lúc 18 giờ:00 phút 99

Hình 5 70: Vận tốc trong cống lúc 18 giờ:15 phút 100

BẢNG BIỂU

Bảng 5 1: Phân cấp cống tiêu thoát 50

Bảng 5 2: Lượng mưa ngày ứng với chu kỳ tràn cống 3 năm 50

Bảng 5 3: Cao trình mặt đất ngập theo chu kỳ cho vùng hạ du 51

Bảng 5 4: Mực nước và lưu lượng triều tại biên trên và biên dưới 52

Bảng 5 5: Lượng mưa giả định 63

Bảng 5 6: Chênh lệch cột nước trong hố ga và cao trình mặt đất 76

Bảng 5 7: Tổng lượng nước vào và ra trong hệ thống 94

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Tổng quan về Thành phố Hồ Chí Minh

Thành phố Hồ Chi Minh (Tp.HCM) là một đô thị có quy mô lớn, là một trong những trung tâm kinh tế của cả nước, là đầu mối giao thông thuận lợi để giao lưu kinh tế với khu vực phía Nam, trong nước và quốc tế

Theo điều chỉnh quy hoạch tổng mặt bằng thành phố được soạn thảo năm

1998 đã được chính phủ phê duyệt, dân số đến năm 2020 dự kiến xấp xỉ 10 triệu người Hiện nay Tp.HCM có tốc độ tăng dân số ở mức cao Khu vực đô thị hóa hiện

Hình 1 1: Bản đồ điều chỉnh quy hoạch sử dụng đất Thành phố Hồ Chí Minh Tp.HCM hiện nay có lượng mưa cao và ảnh hưởng trực tiếp của thủy triều

Do đó ở những nơi có cao độ mặt đất thấp thường bị ngập Hệ thống thoát nước của

thành phố ngay từ mới hình thành được chính quyền Pháp xây dựng vào những năm

1870, sau đó được chính quyền thời Mỹ cải tạo từ thập niên 1950 đến năm 1975 Các công trình thoát nước này chỉ thiết kế cho quy mô 1.5 triệu dân, phần lớn đã xuống cấp Vì vậy hiện nay hệ thống này không đảm bảo cho nhu cầu thoát nước của thành phố Điều này dẫn đến một số nơi trong thành phố đã ngập nhiều lần

Hình 1 2: Hiện trạng hệ thống công trình thủy lợi Thành phố Hồ Chí Minh

1.2 Đặc điểm thoát nước của Thành phố Hồ Chí Minh

1.2.1 Đặc điểm địa hình

Tp.HCM là thành phố ven sông, nằm ở hạ lưu của hai hệ thống sông lớn: Sài Gòn-Đồng Nai và Vàm Cỏ, có địa hình tương đối bằng phẳng, thấp và chịu ảnh hưởng của chế độ bán nhật triều biển Đông Tp.HCM có hơn 50% diện tích phát triển đô thị có cao trình dưới 2m và chịu ảnh hưởng mực nước triều sông Sài Gòn Đặc điểm địa hình thành phố phân khu theo 2 bờ sông Sài Gòn (phía bờ Tây và phía

bờ Đông – hình 1.1) như sau:

Bình Chánh Hóc Môn

Cần Giờ

Củ Chi

Nhà Bè Quận 1

Quận 12

Quận 2 Quận 5

Quận 8

Quận 9 Bình Thạnh

Gò Vấp Phú Nhuận Tân Bình

Kênh Sông kênh chính Ranh giới quận, huyện

T.BÌNH DƯƠNG

T.ĐỒNG NAI T.LONG AN

BẢN ĐỒ PHÂN VÙNG THOÁT NƯỚC

TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ TÀI NGUYÊN NƯỚC - VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI MIỀN NAM

T.TÂY NINH

BIỂN ĐÔNG

Hình 1 3: Bản đồ phân vùng thốt nước Thành phố Hồ Chí Minh

Phía bờ Tây của sơng Sài Gịn và sơng Nhà Bè được phân chia thành 4 vùng

cĩ các đặc trưng địa hình khác nhau Vùng phía Tây hầu như là khu vực thấp với cao độ mặt đất từ +0.7 đến +1.0 m ở quận Bình Chánh Vùng trung tâm là khu vực đất cao, gồm cả khu vực gị cao như Hĩc Mơn (cao độ mặt đất +8.0 đến 10 m), Gị

Vấp (cao độ mặt đất +10 m) và khu vực đô thị hiện hữu (cao độ mặt đất +2.0 đến +8.0 m) Vùng này gồm các khu vực trung tâm của thành phố, hầu hết đã được đô thị Vùng Bắc dọc theo sông Sài Gòn là khu vực rất thấp với cao độ mặt đất +0.6 đến +0.8 m, nơi này hầu hết là đất nông nghiệp Vùng phía Nam dọc theo sông Nhà

Bè chủ yếu là khu vực đồng lúa, với cao độ mặt đất +0.6 đến +1.2m

Phía bờ Đông của sông Sài Gòn chia làm hai vùng: vùng phía Bắc và vùng phía Nam Vùng phía Bắc là vùng đất đồi gò cao thuộc quận Thủ Đức với cao độ mặt đất +2.0 đến 30.0 m Những năm gần đây, vùng này đô thị hóa nhanh chóng Vùng phía Nam hầu hết là khu vực đất thấp ở quận 2 và quận 9 Cao độ mặt đất khu vực này khoảng +0.6 đến +1.5 m Vùng này chủ yếu là đất nông nghiệp và được bảo vệ bằng hệ thống đê ngăn lũ từ sông Sài Gòn và Đồng Nai

Hình 1 4: Bản đồ địa hình Thành phố Hồ Chí Minh BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VÀ PHỤ CẬN

Nguồn: Sở NN&PTNT thành phố Hồ Chí Minh

1.2.2 Đặc điểm chế độ khí tượng

TP.HCMnằm trong vùng nhiệt đới gió mùa và khí hậu TP.HCMcó đặc điểm

là nhiệt độ ổn định và đồng nhất, độ ẩm cao, lượng mưa lớn Việc quan trắc khí tượng đã được thực hiện ở trạm Tân Sơn Nhất từ năm 1915

Theo số liệu quan trắc khí tượng hàng tháng từ năm 1976 đến năm 1997 ở

77.2% Giờ nắng hàng năm là 2508 giờ, khoảng 29% thời gian của một năm Lượng mưa trung bình hằng năm là 1929mm, trong đó khoảng 93% (1788mm) xảy ra suốt mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 với lượng mưa tháng lớn nhất là 308mm xảy ra vào tháng 8 Chỉ khoảng 7% (141mm) của lượng mưa năm xảy ra trong suốt mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 Lưu ý rằng lượng mưa trung bình tháng trong năm có

sự không giống nhau giữa các vùng trong thành phố, nói chung mùa mưa đến sớm ở phía Đông sông Sài Gòn và chậm dần xuống phí Tây, đến cuối mùa mưa (tháng 12)

ở Thủ Đức hầu như không mưa trong khi Bình Chánh lại có mưa lớn

1.2.4 Hiện tượng mưa lớn gia tăng cả về trị số và số lượng

Trong thời gian mấy thập niên vừa qua tại khu vực Tp.HCM qua thống kê cho thấy các trận mưa lớn có xu thế gia tăng Đây là yếu tố cần được đề cập đến trong việc tính toán lượng nước thiết kế trong tính toán thoát nước, đặc biệt là tính

1.2.5 Tình hình ngập lụt

TP.HCM chịu nhiều trận ngập nghiêm trọng trong mùa mưa từ tháng 6 đến tháng 11 và mùa triều cường từ tháng 9 đến tháng giêng mỗi năm Trong thời gian gần đây, có hai trận ngập tiêu biểu xảy ra:

Thứ nhất là trận ngập xảy ra vào ngày 28/07/1994, lượng mưa ngày được ghi nhận là 162.2mm tương ứng với chu kỳ 5 năm Theo kết quả điều tra về ngập được thực hiện trong dự án ADB tài trợ, diện tích ngập úng được ước tính là 128.7 ha

) và 1.75% diện tích đô thị năm 1994 Độ sâu ngập bình quân là 25mm và cao nhất là 37mm và thời gian ngập từ 5 đến 8 tiếng Dân số bị ảnh hưởng được tính khoảng 45000 người, tương đương 6430 hộ

Thứ hai là trận ngập năm 1996, trong một tháng từ tháng 10 đến giữa tháng

11 thành phố chịu nhiều trận ngập nghiệm trọng trong nhiều lần Nguyên nhân chính gây ngập là do việc trung hợp mực nước cao nhất của sông Vàm Cỏ, Sài Gòn

và Đồng Nai trong vòng 40 năm (+1.5m so với mực nước biển) và trận mưa tương đối lớn ở trung tâm thành phố và các vùng lân cận Nước lụt từ sông Vàm Cỏ và Nhà Bè tràn vào Tp.HCM đã gây ra diện tích úng ngập rộng khoảng 15000 ha với chiều sâu từ 0.3 ÷ 1 m ở Củ Chi, Hóc Môn, Bình Chánh và Nhà Bè Nhiều khu vực trong cũng ngập nặng với chiều sâu từ 0.3 ÷ 0.5 m

1.2.6 Sự quá tải hệ thống thoát nước

1.2.6.1 Đối với vùng cao

- Cống không đủ tiết diện

- Chiều dài cống quá dài so với giai đoạn trước, trong đó mực nước gốc thiết kế vẫn cố định

- Trong quá trình đấu nối, kéo dài hệ thống thoát nước làm tùy tiện, không đảm bảo độ dốc đáy cống i toàn tuyến đủ năng lực tự chảy

1.2.6.2 Đối với vùng thấp

- Do mưa tại chỗ và nước ở vùng cao dồn về

- Mực nước khu nhận nước dâng cao không kịp khi triều lên, nhất là khi triều cường gặp mưa

- Cấu trúc hệ thống thoát nước không hợp lý làm tăng đáng kể chiều dài đường ống Vì vậy cửa xả thường đặt quá sâu, thậm chí dưới mực nước chân triều

- Khi mưa gặp triều đang lên, dòng chảy trong cống nghịch hướng với tốc

độ triều lên nên tốc độ chảy trong cống nhỏ, giảm lưu lượng thoát Ở vùng gần cửa xả, khi tốc độ triều lên mạnh còn đẩy ngược lượng nước thoát ra miệng hố ga làm tăng thêm lượng ngập và ô nhiễm môi trường

- Lòng cống bị bồi lắng giảm lưu lượng thoát

1.2.7 Tình hình giải quyết ngập nước trong thời gian qua

Tp.HCM đã có quy hoạch tổng thể hệ thống thoát nước đến năm 2020 có một số dự án sau:

- Dự án cải thiện môi trường kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè

- Dự án cải thiện môi trường kênh Vàm Thuật – Bến Cát – Tham Lương

- Dự án nâng cấp đô thị và làm sạch kênh Tân Hóa – Lò Gốm và các dự án giải quyết thoát nước Mễ Cốc 1, Mễ Cốc 2, cho Thanh Đa, v.v…

Quan điểm giải quyết thoát nước trong các dự án này là thoát nước theo trọng lực và động lực (bơm thoát nước)

Một số giải pháp chống ngập trong thời gian qua của thành phố bao gồm:

- Nâng cao nền đường

- Xây dựng, cải tạo một số tuyến cống

1.2.8 Nguyên nhân gây ngập ở Thành phố Hồ Chí Minh

- Do mưa, triều và kết hợp mưa triều

- Hệ thống thoát nước lâu năm đã cũ

- Nhiều khu vực thành phố có cao độ mặt đất thấp hơn mực nước triều cường

- Quá trình đô thị hóa ngày càng nhanh dẫn đến sự phát triển của các khu công nghiệp và khu dân cư làm quá tải hệ thống thoát nước

Ngoài các nguyên nhân trên ta còn có các nguyên nhân quan trọng sau:

- Ở Thành phố Hồ Chí Minh quá trình đô thị hóa diễn ra rất nhanh, làm quá trình bê tông hóa diễn ra nhanh chóng, các ao hồ, kênh rạch tự nhiên bị san lấp hoặc bị thu hẹp Điều này làm giảm dòng thấm và tăng dòng chảy mặt, làm cho lưu lượng trong các hệ thống cống, kênh rạch tăng lên rất nhiều Do đó làm mất cân bằng gây giảm bền cho dòng chảy

- Phần lớn cao trình của Thành phố Hồ Chí Minh có cao trình từ <1m đến 10m Trong khi mực nước triều dao động ở mức là 0.5m đến 1.54m Nên đối với một số tuyến cống dài thì các cửa xả của các tuyến cống này thấp hơn mực nước triều Khi mưa lớn gặp triều lên, thì phần hạ lưu của cống

sẽ bị ngập, do ngoài phần nước mưa từ thượng lưu đổ về, cống còn mang một lưu lượng chảy theo chiều ngược lại do thủy triều, làm cho nước tràn qua các hố ga gây ra ngập

- Đối với những tuyến cống ngắn nhưng do có cao trình mặt đất thấp khoảng 2.5m thì ngoài cao độ đặt cống yêu cầu thấp hơn mặt đất từ 0.6 đến 0.8m, còn phải có một độ dốc đặt cống i nhất định để đảm bảo khả

năng thoát nước theo trọng lực Chính điều này cùng làm cho cửa xả của các tuyến cống này thấp hơn mực nước triều, gây nên ngập

Từ các nguyên nhân trên ta thấy hệ thống thoát nước theo trọng lực không phù hợp với điều kiên tự nhiên, cảnh quang thiên nhiên vùng triều Do đó cần phải

có một giải pháp hợp lý để giải quyết vấn đề ngập nước một cách bền vững và hiệu quả nhất

1.2.9 Sự ảnh hưởng thủy triều

Hệ thống kênh rạch của Tp.HCM, chịu ảnh hưởng lớn của chế độ bán nhật triều truyền từ biển Đông qua các sông lớn như sông Sài Gòn, sông Nhà Bè, mực nước thay đổi theo từng mùa, từng vị trí do ảnh hưởng diễn biến triều ở hạ lưu và chế độ xả lũ của các công trình thuỷ lợi, thuỷ điện phía thượng lưu Mực nước triều cường hàng năm trên sông Sài Gòn- Nhà Bè dao dộng từ +1.15m đến +1.46m, chênh lệch mực nước cao nhất và thấp nhất thay đổi từ 2.7m đén 3.3m Với đặc điểm địa hình trũng thấp như đã nêu trên, nhiều khu vực trên địa bàn thành phố đã bắt đầu ngập triều ở mức triều +1.0m

Kết quả quan trắc các giá trị mực nước triều cao nhất hàng năm tại Phú An (Sông Sài Gòn) trong thời kỳ 1960 – 2006 cho các giá trị mực nước cực đại hàng năm từ năm 2000 cho đến nay đều xấp xỉ hoặc cao hơn so với mực nước ứng với tần suất 20% (tương đương +1.41m) Có thể kết luận rằng việc gia tăng tình trạng ngập úng trong thời gian gần đây chịu ảnh hưởng nhất định của việc xuất hiện thời

kỳ triều cường theo chu kỳ nhiều năm trên sông Sài Gòn Theo dự báo tình trạng mực nước triều dâng cao có thể tiếp diễn trong vài năm sắp tới với mực nước có thể cao hơn cả thời kỳ 1975 – 1981 Nhiều nghiên cứu trên thế giới đều chỉ ra khả năng mực nước biển có thể dâng cao từ 30cm-70cm so với hiện nay do hậu quả của việc nóng dần toàn cầu Khi đó tình trạng ngập do triều chắc chắn sẽ trở thành một thảm hoạ cho Tp.HCM nếu không có những giải pháp tương ứng Các kết qủa nghiên cứu gần đây trên thế giới đều thống nhất với cảnh báo rằng Đồng bằng sông Cửu Long

và khu vực lân cân có địa hình tương tự phía Nam Tp.HCM là những khu vực có

nguy cơ cao nhất khi mực nước biển tăng lên trong tương lai Do vậy, giải quyết tình trạng ngập do triều cần phải được xem xét, đánh giá chi tiết và cụ thể trong quá trình thực hiện các giải pháp chống ngập cho Tp HCM

1.2.10 Sự không hợp lý của hệ thống thoát nước

Khi phát triển đô thị trên vùng đất ngập triều và các vùng trũng, hệ thống thoát nước vẫn giữ nguyên cấu trúc như đối với vùng cao, tức vẫn dựa vào cấu trúc

4 cấp của hệ thống thoát nước theo trọng lực Trong khi đó, thực chất của hệ thống thoát nước vào, ra của hệ sông rạch triều lại có cấu trúc hình mạng lưới và dựa vào nguyên lý động lực triều và sóng triều trong chuyển động hai chiều của quá trình nước triều ra vào kênh rạch Với cách xây dựng hệ thống thoát nước như trên không phù hợp với đặc điểm tự nhiên, cảnh quang vùng triều và là một trong những nguyên nhân gây suy thoái môi trường sinh thái

1.3 Nghiên cứu tổng quan về nghiên cứu thoát nước

1.3.1 Một số nghiên cứu ngoài nước

Trong lĩnh vực thoát nước đô thị vùng triều những nghiên cứu nước ngoài tập trung nghiên cứu về vấn đề thủy văn đô thị và vấn đề hệ sinh thái đô thị vùng ven biển Sau đây là một số công trình nghiên cứu:

1 The Effect of Urbanization On Floods In The Canon’s Brook, Harlow, Essex – G.E Hollis (Hậu quả của đô thị hoá về ngập lụt ở suối Canon vùng Harlow, miền Essex nước Anh Tác giả là G.E Hollis, giảng viên địa lý trường Đại học Luân Đôn)

1968 Do việc đô thị hoá phát triển nên diện tích lưu vực thấm giảm đi 16.6% và lưu lượng đỉnh lũ tăng lên tới 2 lần

Nhận xét:

Đây là công trình nghiên cứu khá công phu, diễn ra trong một thời gian dài Kết quả nghiên cứu rất đáng quan tâm về việc ảnh hưởng của đô thị hoá đến việc

tăng đáng kể lưu lượng dòng chảy mặt và lưu lượng đỉnh lũ do mưa, hai nguyên nhân gây ngập nước đô thị Tuy nhiên vùng nghiên cứu không phải là vùng chịu ảnh hưởng của thuỷ triều

2 Dual Multilevel Urban Drainage Model – C Nasello and T Tucciarelli (Mô hình hệ thống thoát nước kép của C Nasello và T Tucciarelli)

Mô hình nghiên cứu đã đưa ra giải pháp nhằm giảm lưu lượng đỉnh của hệ thống bằng cách sử dụng hệ thống thoát nước kép: hệ thống kênh hở phía trên mặt đường và hệ thống cống phía dưới Chúng được nối với nhau bằng những ống đứng tại mỗi mối nối Mô hình đặc biệt ở chỗ là mô tả sự liên quan thuỷ động lực giữa hai

hệ thống

Nhận xét:

Đây là mô hình nghiên cứu mới trong vấn đề thoát nước đô thị Tuy nhiên

mô hình vẫn chưa được ứng dụng rộng rãi trong thực tế

3 Những rạch triều ở đầm lầy theo John Pethick giảng viên địa – vật lý Trường đại học Hull, Hoa Kỳ trong cuốn “An introduction to Coastal Geomorhology”

Nội dung tóm tắt như sau:

Một trong những đặc điểm nổi bật của hệ thống rạch triều đầm lầy là mật độ lưới rạch cao của nó Mật độ này là tỉ lệ của tổng chiều dài rạch trên diện tích của đầm lầy Ở đặc điểm thứ nhất vùng có mật độ lưới rạch cao này, so với mật độ thoát nước của hệ thống sông vùng thượng lưu, dường như có đủ logic để từ đó suy ra rằng hiển nhiên có nhiều nước cần được tiêu thoát trên một đơn vị diện tích từ một đầm lầy hơn là một lưu vực cần thoát nước ở thượng lưu ấn định bởi độ sâu của lưu lượng triều

Rạch triều ở đầm lầy không giống như sông ngòi, chúng không phải là những rạch thoát nước thuần tuý Lượng triều lên và triều xuống ở phía trên bề mặt của đầm lầy chảy từ biển vào vượt qua mép đầm lầy nhiều hơn là lượng nước chảy qua

rạch triều, như vậy dòng chảy là độc lập với rạch triều ở đầm lầy Dòng triều chảy ở phía dưới bề mặt của đầm lầy tất nhiên được chuyển tải bởi hệ thống rạch triều

Nhận xét:

Công trình nghiên cứu đi sâu vào lĩnh vực động lực của dòng triều và hệ sinh thái bờ biển có liên quan, trong đó xác định vai trò chuyển tải nước triều ra, vào của

hệ rạch triều – giữ cân bằng sinh thái cho lưu vực

4 Nghiên cứu của Henningson, Darham & Richardson and Lyon Associates Inc (1971) cho mạng lưới thoát nước Sài Gòn đã xem xét tới ảnh hưởng của thủy triều

Dự án tuy chưa được triển khai, song đây là một công trình nghiên cứu đồ sộ, tóm lược hết mọi lĩnh vực liên quan đến thoát nước đô thị Sài Gòn, nay là Tp.HCM

Dự án đề ra các giai đoạn xây dựng và cải tạo hệ thống thoát nước của thành phố thành hai hệ thống riềng biệt: thoát nước mưa và thoát nước thải tới năm 2000 với

Nhận xét:

Tuy thiếu phần cơ sở lý luận cho bài toán thoát nước đô thị, nhưng đây là một công trình nghiên cứu có ý nghĩa về nhiều mặt: lịch sử phát triển thành phố, địa hình, địa mạo, địa chất, khí tượng thủy văn và kinh tế xã hội Công trình này có thể tham khảo và áp dụng những phân tích hữu ích

5 The Tidal Creek Project – TCP (Rạch triều của viện nghiên cứu tài nguyên biển vùng Nam Carorina vào năm 1994)

Trong nghiên cứu này: tác giả chọn những rạch triều tiêu biểu trong lưu vực, sau đó chọn những rạch triều có kích thước và đặc điểm môi trường vật lý giống nhau nhưng có những hoạt động và thảm phủ khác nhau để so sánh và đánh giá Địa điểm được chọn thực nghiệm là hệ sinh thái cảng Charleston Nghiên cứu đặc điểm

và xác định hệ sinh thái và giá trị sử dụng của những hệ thống rạch triều Phát triển tiêu chuẩn chất lượng và môi trường đối với chức năng nuôi dưỡng của hệ thống rạch triều đối với các loại thủy sản đặc thù Kết luận và kiến nghị của dự án là nói

lên mối đe dọa chính đến môi trường đối với tồn tại của rạch triều từ những hoạt động của con người trên lưu vực

Nhận xét:

Công trình chưa đề cập tới quá trình hình thành và hình thái trắc lượng của

hệ sông rạch triều Nhưng nghiên cứu cung cấp một nền tảng đối với việc hoạch định nhiều chương trình thực nghiệm và nghiên cứu, nó cần được triển khai đối với các rạch triều trong tương lai

Có thể áp dụng phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng quá trình đô thị hóa với

ô nhiễm môi trường và sự biến đổi môi trường sinh thái của khu vực ảnh hưởng

1.3.2 Một số nghiên cứu trong nước

Hiện nay, ở Việt Nam đang có nhiều công trình nghiên cứu nhằm giải quyết tình trạng ngập và thoát nước như sau:

1 Nguyễn Sinh Huy – Phân viện địa lý tại Thành Phố Hồ Chí Minh Báo cáo giữa kỳ: khảo sát nghiên cứu thủy văn, thủy lực, diễn biến dòng chảy, giải pháp bảo vệ bờ và môi trường sinh thái của hệ thống sông, kênh rạch khu vực trung tâm đô thị mới Thủ Thiêm (tháng 4 năm 2006)

Báo cáo bao gồm các nội dung sau:

- Nghiên cứu, tính toán các yếu tố thủy văn làm cơ sở thiết kế cao độ san nền, các giải pháp san nền, hệ thống thoát nước Các nguyên nhân gây ngập nước Xác định các nguyên nhân gây ngập nước các cao trình khống chế,cách ứng xử

- Đề xuất các phương pháp cải tạo, bảo vệ hệ thống sông rạch trong khu vực, phương án xây dựng hồ điều thiết

- Đề xuất phương án xây dựng đê bao sông Sài Gòn có tính đến bảo vệ cảnh quan tự nhiên dọc sông Sài Gòn

- Đề xuất các giải pháp bảo vệ bờ sông, chống sạt lở có tính đến yêu cầu bảo vệ cảnh quan chung

- Tính toán, lựa chọn kích thước lòng dẫn hợp lý bảo đảm việc thoát lũ trong điều kiện thiên tai

- Đề xuất các biện pháp công trình và phi công trình nhằm mục đích bảo vệ môi trường, phòng tránh ô nhiễm

2 Nghiên cứu phương pháp phân vùng ngập và thoát nước đô thị nội thành Tp.HCM - Ths Trương Văn Hiếu - Phân viện khí tượng thuỷ văn phía Nam

Trong nghiên cứu này tác giả có đưa ra hiện trạng về tình hình ngập nước Tp.HCM, các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất mặt đệm và ảnh hưởng của mặt đệm đến việc hình thành dòng chảy Đưa ra các nguyên nhân cơ bản gây ngập nước đô thị: mưa cường độ cao và triều cường

Đưa ra mô hình tính toán thuỷ lực và phương pháp giải, áp dụng tính toán cho khu vực điển hình: khu vực Cống Quỳnh, Minh Phụng, Hùng Vương

Báo cáo đề xuất phương pháp chồng lấp bản đồ trên GIS để phân vùng nhằm tìm, phân tích các nguyên nhân gây ngập và đề xuất biện pháp thoát nước mưa đô thị trên địa bàn Tp.HCM

3 Tóm tắt luận chứng kinh tế kỹ thuật tổng thể Cải thiện ô nhiễm môi trường nước kênh rạch và giải quyết tiêu thoát nước ở Tp.HCM Phương án cụ thể cho rạch Nhiêu Lộc và Thị Nghè Liên hiệp xây dựng dịch vụ thuỷ lợi quy hoạch khảo sát thiết kế (1991)

Dự án đã đề cập tới ảnh hưởng của thuỷ triều trong vấn đề thoát nước và đã

có hướng khắc phục như đặt cống đầu kênh rạch, xây dựng cửa điều tiết một chiều

để ngăn nước triều dồn vào hệ thống

4 Luận chứng kinh tế kỹ thuật tiêu thoát nước và cải tạo ô nhiễm hệ kênh rạch Tân Hoá - Lò Gốm 1994 GS Nguyễn Sinh Huy và cộng tác viên

Trong luận chứng về thoát nước mưa và phân chia khu vực với các cấp địa hình khác nhau, có hướng thoát nước khác nhau nhằm giải quyết nước mưa vùng cao không chảy vào vùng thấp gây ngập Các vùng cao hệ thống cống thoát nước có

nhiệm vụ tiêu thoát lượng mưa của các trận mưa lớn nhất trong năm Mực nước triều trong kênh rạch được chọn vào tháng 9 Các vùng thấp hệ thống thoát nước chịu ảnh hưởng của thuỷ triều, mực nước ngoài sông mang tính quyết định Phần tính toán thuỷ lực cho toàn mạng kênh và cống sử dụng chương trình CONG1093 của Nguyễn Tất Đắc

5 Tính toán hiện trạng ô nhiễm nước các kênh sông chính thuộc Tp HCM và hiệu quả của các biện pháp quy hoạch trong tương lai Nguyễn Tất Đắc và Lê Trình Hội Cơ học Việt Nam, Hội thuỷ khí Tuyển tập công trình Hội nghị Cơ học Thuỷ khí toàn Quốc 1996

Có hai luận điểm quan trọng có thể rút ra từ công trình nghiên cứu này, đó là:

- Khả năng tự làm sạch của sông Sài Gòn và các kênh rạch chính là rất kém

- Trong vùng triều các nguồn xả bẩn đều có tương tác với nhau cho nên khi giải quyết ô nhiễm nguồn nước cho Tp.HCM cũng cần quan tâm xử lý cả khu vực Biên Hoà và Thủ Dầu Một

6 Nghiên cứu khả thi và thiết kế sơ bộ dự án thoát nước Tp.HCM lưu vực Nhiêu Lộc - Thị Nghè

Nghiên cứu thoát nước đã triển khai mô hình điện toán hệ thống thoát nước kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè với một số mục đích như: xác định các khu vực cần xây dựng mới hoặc mở rộng cống thoát nước mưa để giảm tình trạng ngập lụt đường phố…Ước tính lượng nước trong kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè và các chi lưu của nó

để xác định vị trí của kênh cần cải thiện nhằm giảm thiểu tình trạng tràn bờ

Tính toán nước mưa, lượng mưa thiết kế sử dụng chuỗi tài liệu từ năm 1952 đến 1992 của trạm Tân Sơn Hòa với lượng mưa cao nhất hàng năm ứng với các thời đoạn 15, 30, 45, 60, 90, 120 và 180 phút Dùng chuỗi tài liệu của trạm Phú An trên sông Sài Gòn từ năm 1976 đến 1985 để tính toán mực nước triều với các đặc trưng mực nước lớn nhất và nhỏ nhất ngày Đã sử dụng mực nước 0.7m trên sông Sài Gòn cho toàn bộ thiết kế hệ thống thoát nước mưa Tính toán cải tạo hệ thống kênh thoát

nước với thời kỳ xuất hiện lại 5 năm/lần, thời kỳ xuất hiện lại mực nước triều 5 năm/lần (tại trạm Phú An là 1.48m)

7 Nghiên cứu các yếu tố cơ bản làm cơ sở khoa học cho công tác thiết

kế cải tạo làm sạch hệ thống kênh rạch Tp.HCM (1993) PTS Nguyễn Hồng Bỉnh, GS Nguyễn Sinh Huy và nhóm cộng tác viên

Vấn đề thoát nước mưa báo cáo đã nghiên cứu mưa tiêu trên mặt đô thị, làm

rõ một số đặc điểm, quy luật mưa của Tp.HCM, nghiên cứu các đặc trưng thuỷ văn sông rạch vùng ảnh hưởng thuỷ triều có liên quan tới vấn đề thoát nước và lý giải mối quan hệ giữa mưa và mực thuỷ triều tiêu, phân vùng tiêu thoát nước và phân tích các yếu tố mặt đệm có ảnh hưởng đến nghiên cứu thoát nước

Trong báo cáo ứng dụng mô hình thuỷ lực trong việc nghiên cứu bài toán tiêu thoát nước (mô hình VRSAP89) của cố Nguyễn Như Khuê và mô hình SA489 của Nguyễn Tất Đắc cho đô thị mà khu nhận nước chịu ảnh hưởng thuỷ triều

8 Xây dựng phần ứng dụng cho vấn đề thoát nước mưa Tp.HCM (TS Nguyễn Ngọc Ẩn và các cộng tác viên – Đại học Bách Khoa Tp.HCM)

Khái quát về phần mềm NN Ver.1 dựa trên nền tảng của phương trình Saint - Venant và sử dụng phương pháp sai phân hữu hạn với sơ đồ ẩn của Preissmann, bao gồm 4 module:

- Module 1: mô tả dạng cống - các thông số hình học và thuỷ lực liên quan

- Module 2: mô tả điều kiện mưa và mực nước thuỷ triều

- Module 3: tính toán thuỷ lực mạng cống

- Module 4: kết quả

Đây là một phần mềm với giao diện bằng tiếng Việt do đó dễ sử dụng Nó có thể áp dụng tốt cho việc quy hoạch, thiết kế và thẩm định hệ thống thoát nước mưa thành phố, nơi mà cao độ địa hình thấp, các cống xả ra sông rạch nằm trong vùng ảnh hưởng thuỷ triều và đã được kiểm chứng với thực tế: khu dân cư và kho bãi Bến Lức - Đô thị Nam Sài Gòn

Nó có thể sử dụng cùng với chương trình SWMM (Storm Water Manager Model) để hỗ trợ và kiểm tra lẫn nhau, góp phần vào việc giải quyết chống ngập úng đô thị

9 Nghiên cứu hệ thống thoát nước và xử lý nước thải đô thị Tp.HCM nước Cộng hoà Xã hội Chủ nghĩa Việt Nam Cơ quan hợp tác Quốc

tế Nhật Bản, công ty Tư vấn Quốc tế Pacific (PIC) tháng 11-1999

Đây là quy hoạch tổng thể gồm nhiều dự án đã được Thủ Tướng Chính Phủ phê duyệt trong đó nhiều dự án đang được triển khai với hai nội dung là cải tạo hệ thống thoát nước mưa đô thị và phát triển hệ thống thoát nước bẩn

Năm mục tiêu của quy hoạch sẽ được thực hiện ít nhất là 20 năm (tới năm 2020) bao gồm:

- Toàn bộ hệ thống thoát nước thải và nước mưa đô thị hiện hữu sẽ được sử dụng để giảm thiểu chi phí đầu tư và đạt hiệu quả sử dụng ngân sách địa phương

- Các biện pháp thoát nước mưa hợp nhất gồm cả xây dựng và không xây dựng được đề xuất nhằm hạn chế thiệt hại ngập lụt ở mức độ chấp nhận được đối với tất cả lưu vực, hạn chế chi phí dự án và giúp cho việc thực hiện dự án trôi chảy

- Quy hoạch cải tạo hệ thống thoát nước mưa đô thị được hình thành xét theo tiêu chuẩn thiết kế phù hợp giữa chu kỳ lũ từ 2 năm đến 10 năm cho mỗi công trình thoát nước, dự án sử dụng đất tới năm 2020

- Quản lý nước thải bằng cả hai giải pháp được đề xuất là cải thiện vệ sinh tại chỗ và phát triển hệ thông thoát nước bẩn

- Về nguyên tắc, nước thải công nghiệp phải tự xử lý theo từng nhà máy

1.3.3 Những vấn đề còn tồn tại

Tuy đã có nhiều công trình nghiên cứu trong và ngoài nước có liên quan đến vấn đề thoát nước đô thị như đã trình bày ở trên Song vẫn còn những tồn tại về mặt

lý luận, về xác định nguyên nhân gây ngập và các giải pháp chống ngập nước như sau:

Các công trình nghiên cứu trên đều không đề cập một cách hoàn chỉnh về mặt lý luận thoát nước đô thị vùng ảnh hưởng của thủy triều Đây là bài toán cân bằng nước trên lưu vực đô thị, trong khi đó cả khái niệm và cách xác định lưu vực

đô thị vùng ảnh hưởng thủy triều chưa đầy đủ

Chưa có lý luận hoàn chỉnh và chưa tìm ra nguyên nhân chính xác gây ra ngập nước đô thị nên các giải pháp thoát nước không giải quyết được bài toán thoát nước đô thị một cách căn bản Mà chỉ là những giải pháp mang tính tình thế, không mang tính bền vững và thân thiện với môi trường

Chưa cải thiện tình trạng ngập của thành phố, chưa đưa ra giải pháp thích hợp về tình trạng ngập đối với những lưu vực thấp chịu ảnh hưởng của mưa và thủy triều Từ đó các hệ thống cống có cấu trúc chưa hợp lý, sai về công năng

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đặt vấn đề

Nền kinh tế Tp.HCM ngày càng phát triển, quá trình đô thị hóa diễn ra nhanh chóng Các kênh rạch, ao hồ, đầm, phá được san lấp dể xây dựng các khu dân cư và khu công nghiêp Song song với sự phát triển đó là quá trình ngập nước xảy ra nhiều nơi trong thành phố Đặc biệt là những vùng có địa hình thấp, chịu ảnh hưởng lớn của mưa và triều

Để giải quyết vấn đề chống ngập đề tài này của chúng tôi nghiên cứu và đưa

ra các cơ sở lý luận để giải quyết bài toán thoát nước đô thị

2.2 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài này là trên cơ sở các nghiên cứu trước và đề xuất của chúng tôi là dựa vào tính chất của thuỷ triều và các biện pháp công trình để giải quyết vấn đề ngập nước

2.3 Phạm vi nghiên cứu

Khu đô thị mới Thủ Thiêm

2.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Đề tài được thực hiện nhằm tính toán hệ thống thoát nước mưa cho đô thị mới Thủ Thiêm (khu vực chịu ảnh hưởng của thủy triều), làm cơ sở cho việc nghiên cứu và tính toán hệ thống thoát nước cho các vùng đất ngập triều trong quá trình xây dựng đô thị

2.5 Phương hướng giải quyết

2.5.1 Cấu trúc hệ thống thoát nước mưa vùng ảnh hưởng thủy triều

Hệ thống thoát nước mưa đô thị vùng ảnh hưởng thủy triều do tận dụng dao động thủy triều để thoát nước tự chảy Do đó cần đảm bảo các nhiệm vụ:

- Thu nhận 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 trên đất ngập triều, hệ thống cần có khả năng thoát nước làm việc theo triều (dòng thoát nước mưa luôn luôn cùng chiều với dòng triều), hệ thống cống ngoài nhiệm vụ thoát nước còn là hệ thống dẫn nước triều, điều tiết nước triều

2.5.2 Các biện pháp công trình chống ngập nội thị Thành phố Hồ Chí Minh 2.5.2.1 Vùng có địa hình bằng hoặc thấp hơn đỉnh triều (Hình 2.1)

(a)

C2(C3) C3(C4)

Van một chiều

1

C2 C3

C4

(C1)

Van một chiều

2

(b)

(c)

(d) Hình 2 1: Cấu trúc hệ thống thoát nước mưa vùng có địa hình bằng hoặc

thấp hơn đỉnh triều

- Cấp 1 (C1) : kênh, rạch tự nhiên tiếp nhận nước mưa

- Cấp 2 (C2) : các tuyến cống (ngầm, hở) và kênh dùng để thu nước từ

- 2 : Tuyến cống dọc theo bờ bao

Các hình 2.1a, b, c, d cần nạo vét C1 để tăng biên độ thủy triều qua đó tăng khả năng thoát nước của hệ thống

1

C2 C3