CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NGẬP LỤT ĐÔ THỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGUY CƠ NGẬP LỤT 1. Tổng quan về ngập lụt đô thị Thành phố Hà Nội, thành phố HCM và một số đô thị lớn khác ở nước ta trong những năm qua đã trải qua nhiều trận ngập lụt gây thiệt hại nặng nề. Điển hình tại Hà Nội, sáng ngày 22/8/2005 khi xảy ra trận mưa kéo dài từ 1h -5h sáng với lượng mưa đo được tại trạm Láng là 114,7 mm đã gây ách tắc giao thông nhiều giờ do đường phố ngập úng.
Cuối tháng 10, đầu tháng 11 năm 2008, trận mưa lịch sử đo được tại Láng đạt 340 mm làm ngập úng kéo dài gây thiệt hại nhiều về kinh tế. Hiện đã có khá nhiều các nghiên cứu về ngập lụt cho các đô thị ở Việt Nam. Điển hình như nghiên cứu của Hồ Long Phi về “Vấn đề ngập úng và thoát nước ở thành phố Hồ Chí Minh”. Trong nghiên cứu này, tác giả đã sử dụng mô hình quản lý nước mưa SWMM để mô phỏng lại khả năng tiêu thoát nước mưa của hệ thống cống thoát nước ở thành phố Hồ Chí Minh và đánh giá khả năng ngập lụt cho các khu vực trũng do sự quá tải của hệ thống tiêu thoát nước.
Tuy nhiên, tác giả mới chỉ xem xét ngập lụt do mưa lớn trên khu vực nội đô mà chưa đánh giá ngập lụt do triều cường cũng như do lũ lớn ở trong sông. Năm 2014, Nguyễn Phú Thắng có nghiên cứu về “Đánh giá hiện trạng, nguyên nhân ngập lụt cục bộ địa bàn thành phố Long Xuyên, tỉnh An Giang và đề xuất các giải pháp khắc phục. Trong nghiên cứu của mình, để đánh giá hiện trạng, xác định các nguyên nhân ngập lụt cục bộ tại địa bàn thành phố Long Xuyên, tỉnh An Giang, tác giả đã sử dụng các phương pháp như phương pháp điều tra thực địa, phương pháp bản đồ và phương pháp tổng hợp, so sánh. Do không sử dụng phương pháp mô hình toán nên nghiên cứu này chưa thể đánh giá được nguy cơ ngập cho thành phố Long Xuyên trong tương lai theo các kịch bản khác nhau.
Ngoài ra, một số sách về ngập lụt và tiêu thoát nước đô thị đã được xuất bản như “Thoát nước đô thị - một số vấn đề về lí thuyết và thực tiễn ở Việt Nam” của Trần Văn Mô do nhà xuất bản Xây dựng phát hành năm 2002 và “Giáo trình thủy văn đô thị” của Lã Thanh Hà và Nguyễn Văn Lai xuất bản năm 2012. Hiện tượng ngập lụt đô thị ở nước ta do nhiều nguyên nhân tác động đồng thời hoặc có thể chỉ do một nhân tố chủ đạo. Có thể chia thành 2 nhóm: nguyên nhân khách quan và nguyên nhân chủ quan. Nguyên nhân khách quan gây ra tình trạng ngập úng bao gồm tác động bởi các nhân tố tự nhiên như địa lý, địa hình và điều kiện khí tượng thủy văn.
Các nhân tố chủ quan chủ yếu do con người tạo ra như tác động trở lại của đô thị hóa, năng lực hiện trạng và công tác quản lý hệ thống tiêu thoát nước đô thị. 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Các nguyên nhân khách quan a) Tác động của nhân tố địa lý, địa hình [8] Các đô thị nằm ở khu vực có địa hình cao như núi, cao nguyên và vùng trung du như Thái Nguyên, Việt Trì, Lạng Sơn, Đà Năng, Đà Lạt, Buôn Mê Thuột, Plâycu.thường không bị ngập úng đe dọa do dòng chảy mưa được dẫn thoát tự chảy dễ dàng. Tuy nhiên ở các đô thị này cũng có thể có ngập úng cục bộ do quy hoạch san nền chưa hợp lý cộng với sự yếu kém của hệ thống thoát nước bao gồm cả thiết kế kỹ thuật lẫn công tác quản lý, duy tu.
Ngược lại ở các đô thị thuộc khu vực đồng bằng, do địa hình thấp nên khả năng thoát nước tự chảy cho các đô thị này rất khó thực hiện. Đối với các đô thị vùng đồng bằng sông Hồng - Thái Bình, trong các tháng mùa mưa, mực nước sông thường cao hơn nền đường đô thị nên không thể thoát nước tự chảy ra sông. Lấy thành phố Hà Nội làm ví dụ. Địa hình khu vực nội thành (cao độ trung bình khoảng 6 - 6,5m) nhìn chung không cao hơn so với vùng ngoại thành.
Đặc biệt vào các tháng mùa lũ, khi mực nước sông Hồng vượt báo động 1 (H = 7,5 m tại cầu Long Biên), mực nước sông bắt đầu cao hơn nền đường, thành phố đứng trước nguy cơ bị ngập úng nếu xảy ra các trận mưa cỡ 50 mm trở lên. Vì lý do như vậy, trong mùa mưa, đập Liên Mạc (cửa nhận nước tưới đầu nguồn của sông Nhuệ từ sông Hồng vào mùa kiệt) luôn luôn được đóng lại để sông Nhuệ trở thành con sông tiêu nước chính cho thành phố. Do vậy khả năng tiêu nước cho Hà Nội hoàn toàn phụ thuộc vào mực nước sông Nhuệ nói riêng và khả năng tiêu của hệ thống công trình thủy lợi Nam Hà Nội, Hà Nam với trục tiêu thoát chính sông Đáy nói chung. Nếu mực nước sông Nhuệ tại hạ lưu đập Thanh Liệt lên đến 3,5 m, sông Tô Lịch - trục thoát nước chính của thành phố không còn khả năng tự chảy nữa.
Lúc này đập Thanh Liệt phải đóng lại, nước mưa chỉ còn khả năng tự điều tiết và là nguyên nhân gây ra ngập úng cho thành phố. Mức và diện ngập phụ thuộc vào lượng mưa và thời gian kéo dài, ví dụ trận ngập úng kéo dài nhiều ngày từ 17 đến 24/7/1997 như đã nêu ở trên. Đối với các đô thị vùng đồng bằng cửa sông chịu ảnh hưởng thủy triều, tình hình ngập úng còn phức tạp hơn. Trong các tháng mùa lũ, mực nước ở cửa sông thường duy trì ở mức cao hơn mực nước trung bình năm.
Nếu đỉnh lũ xuất hiện vào thời gian triều lên sẽ tạo nên tổ hợp giữa lũ và triều gây ra hiện tượng nước vật. Xét trong các chu kỳ dài, ví dụ cho toàn trận lũ thì thòi kỳ duy trì nước vật kéo dài hơn sẽ gây ra những diễn biến phức tạp về chế độ thủy văn cửa sông như hướng chảy, tốc độ, mực nước và cả diễn biến lòng sông. Đặc biệt, nếu xuất hiện trường hợp: Mưa lớn do bão xảy ra trong thời kỳ triều cường kết hợp với lũ lớn trên sông sẽ là tổ hợp bất lợi nhất cho thoát nước tự chảy ở các khu vực đô thị, khu công nghiệp vùng cửa sông. 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trận lũ, ngập lịch sử tháng IX/1993 xảy ra ở khu vực tỉnh Phú Yên là một ví dụ cho tổ hợp bất lợi và nguy hiểm này.
Tình hình ngập úng ở thành phố Hải Phòng, như đã mô tả, là một ví dụ điển hình về nguyên nhân địa hình và vị trí địa lý cho khu vực đồng bằng châu thổ sông Hồng và sông Thái Bình. Đối với thành phố có địa hình thấp như thành phố này, ngay cả trong trường hợp không mưa nhưng vào các thời kỳ triều cường cũng gây ra tình trạng ngập úng cục bộ cho nhiều khu vực có cao độ thấp của thành phố. Nước mặn có thể dễ dàng qua các cửa cống và tràn từ ga thu, ga thăm lên mặt đường phố, ngõ và các khu dân cư nội thành. Thành phố Hồ Chí Minh tuy cách cửa biển đến 45- 50 km nhưng do nằm ở khu vực có địa hình thấp nên còn chịu tác động của chế độ thủy triều Biển Đông khá rõ nét.
Địa hình thành phố phần phía bắc và đông bắc nói chung cao hơn các vùng khác (cao độ 5- 10 m) và thấp dần theo hướng tây nam (cao độ 2- 5 m ở quận Tân Bình và Quận 11). Ở phía nam và đông nam thành phố là vùng thấp, trũng (cao độ phổ biến từ 1 - 2 m) và thường bị ngập úng do mưa và thủy triều. Sông Sài Gòn, sông Đồng Nai là hai con sông lớn ở phía đông nội thành và chảy ra Biển Đông qua hai vịnh Gành Rái và Đồng Tranh. Ngoài hệ thống sông chính, trên địa bàn thành phố còn có nhiều kênh, rạch chằng chịt tạo thành hệ thống tiêu thoát nước rất phức tạp khó nhận dạng lưu vực như hệ thống sông Vàm Thuật - Rạch Cát - Tham Lương ở phía bắc và tây bắc, hệ thống kênh Tẻ, kênh Đôi, Bén Nghé - Tàu Hủ ở phía nam và đông nam v.
Thành phố Hồ Chí Minh chịu ảnh hưởng trực tiểp của chế độ bán nhật triều của Biển Đông với chế độ tương đối thuần nhất: một ngày có hai lần triều lên và hai lần triều xuống. Theo số liệu thống kê, thời gian duy trì mực nước trên mực nước 0 tại trạm Phú An (tại vị trí cảng Sài Gòn) trong tháng 10 hàng năm chiếm đến 75% thời gian trong ngày. Trong những ngày triều cường, con số đó chiếm đến 85 - 95%. Với các cao độ đáy cống tại các cửa xả của thành phố ra sông Sài Gòn thường từ -1 đến - 1,8 m thì các tuyến cống hạ lưu của hệ thống thoát nước liên tục bị ngập.
Nếu gặp mưa lớn trong thời kỳ này sẽ gây ra nhiều khu vực bị ngập đồng thời hạn chế khả năng thoát nước cho các khu vực có địa hình cao hơn như khu vực phía bắc và đông bắc. Thêm vào đó, nếu vào thời kỳ xả nước lớn nhất cùa hai hồ Dầu Tiếng và Trị An trùng với tồ hợp triều cường và mưa tại chỗ sẽ gây ra ngập úng trên diện rộng hơn, độ sâu ngập lớn hơn và thời gian duy trì ngập cũng kéo dài hơn. Ví dụ như trường hợp các đợt úng ngập xảy ra liên tiếp trong các năm 1988, 1989, 1990, và hiện nay. b) Tác động của nhân tố mưa [8] Ở nước ta, mưa là nguyên nhân gây ra lũ, lụt cho toàn lưu vực sông nói chung và khu vực đô thị nói riêng.
6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Khí hậu Việt Nam là khí hậu nhiệt đới gió mùa với lượng mưa năm khá dồi dào. Lượng mưa trung bình năm ở các đô thị nước ta, phổ biến từ 1500 mm đến 2000 mm - thuộc loại trung bình so vói các nước trong khu vực Đông Nam Á. Tuy nhiên, lượng mưa năm phân bố rất không đều theo các mùa trong năm. Mùa mưa thường bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 9/10 đối với các tỉnh phía Bắc và có xu hướng chuyển dịch muộn hơn khoảng 1 - 2 tháng đối từ các tỉnh miền Trung vào miền Nam.
Lượng mưa trong các tháng mùa lũ chiếm từ 75 - 80% tổng lượng mưa năm và là nhân tố chủ yếu gây ra tình trạng lũ và ngập úng cho lưu vực.