Tổng quan nghiên cứu

Thành phố Thủ Đức, một phần của Thành phố Hồ Chí Minh, là khu vực có tốc độ đô thị hóa nhanh và đóng vai trò quan trọng trong vùng kinh tế trọng điểm phía Nam Việt Nam. Với diện tích 211,56 km² và dân số khoảng 1,18 triệu người (năm 2019), Thủ Đức đang hướng tới xây dựng đô thị thông minh, chất lượng sống cao. Tuy nhiên, tình trạng ngập lụt ngày càng nghiêm trọng do sự phát triển vượt quá khả năng tự nhiên, hệ thống thoát nước chưa đồng bộ và tác động của biến đổi khí hậu. Theo ước tính, khu vực này chịu ảnh hưởng bởi hơn 80 điểm ngập với mực nước ngập trung bình khoảng 0,2 m trong các trận mưa lớn.

Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá nguy cơ và rủi ro ngập lụt tại Thành phố Thủ Đức trong giai đoạn 2009-2022, nhằm cung cấp cơ sở khoa học cho việc quy hoạch và quản lý chống ngập hiệu quả. Nghiên cứu tập trung vào việc xây dựng mô hình thủy lực tích hợp mô phỏng độ sâu và thời gian ngập, đồng thời đánh giá thiệt hại kinh tế hàng năm do ngập gây ra. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc hỗ trợ các cơ quan quản lý, nhà hoạch định chính sách và các nhà đầu tư trong việc phát triển bền vững và giảm thiểu rủi ro thiên tai tại khu vực.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn ứng dụng mô hình toán thủy lực F28, một phần mềm tích hợp các mô hình 1D, 1Dc và 2D, cho phép mô phỏng dòng chảy trên sông, kênh, cống thoát nước và mặt đường. Mô hình này dựa trên hệ phương trình Saint Venant cho dòng chảy một chiều và phương trình nước nông cho dòng chảy hai chiều, kết hợp với các phương trình bảo toàn khối lượng và động lượng. Các khái niệm chính bao gồm:

  • Nguy cơ ngập lụt: xác định qua các thông số như độ sâu ngập, diện tích ngập và tần suất xuất hiện.
  • Rủi ro ngập lụt: đánh giá dựa trên thiệt hại kinh tế trực tiếp do ngập gây ra, được tính toán theo chu kỳ ngập và giá trị thiệt hại trung bình hàng năm (EAD).
  • Mô hình thủy lực tích hợp: kết hợp mô hình 1D cho sông, kênh; mô hình 1Dc cho cống và đường; mô hình 2D cho vùng trũng ngập.
  • Phân tích tần suất mưa và triều: xây dựng đường cong chu kỳ lặp lại của tổ hợp mưa – mực nước để mô phỏng các kịch bản ngập.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm số liệu khí tượng thủy văn, mực nước trạm Phú An và Bình Triệu, bản đồ địa hình, dữ liệu dân số và kinh tế trong 14 năm (2009-2022). Cỡ mẫu nghiên cứu là toàn bộ khu vực Thành phố Thủ Đức với 48 trường hợp tính toán cho bốn chu kỳ ngập khác nhau (2, 3, 5, 10 năm) và ba thời đoạn mưa (60, 90, 120 phút).

Phương pháp phân tích gồm:

  • Thu thập và xử lý dữ liệu địa hình, khí tượng thủy văn, hệ thống thoát nước đô thị.
  • Xây dựng mô hình thủy lực tích hợp trên phần mềm F28, hiệu chỉnh mô hình dựa trên dữ liệu thực đo.
  • Mô phỏng các kịch bản ngập lụt theo chu kỳ và thời đoạn mưa.
  • Đánh giá thiệt hại kinh tế dựa trên bộ đơn giá thiệt hại do ngập, tính toán thiệt hại theo chu kỳ và giá trị thiệt hại trung bình hàng năm (EAD).
  • Sử dụng công nghệ GIS để xây dựng bản đồ nguy cơ ngập và phân tích không gian.

Timeline nghiên cứu kéo dài từ tháng 9/2022 đến tháng 7/2023, bao gồm các giai đoạn thu thập dữ liệu, xây dựng mô hình, mô phỏng và phân tích kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Phân bố nguy cơ ngập lụt: Mô hình F28 mô phỏng thành công độ sâu ngập và thời gian ngập cho 48 trường hợp tính toán. Diện tích ngập tăng theo chu kỳ ngập, với diện tích ngập lớn nhất đạt khoảng 1.200 ha trong chu kỳ 10 năm. Độ sâu ngập trung bình dao động từ 0,2 m đến 0,6 m tùy khu vực và chu kỳ.

  2. Tần suất và thời gian ngập: Các trận mưa kéo dài 60, 90 và 120 phút đều gây ngập, trong đó thời đoạn 120 phút tạo ra mức ngập sâu và diện tích ngập lớn nhất. Thời gian ngập kéo dài từ 2 đến 4 giờ, ảnh hưởng nghiêm trọng đến giao thông và sinh hoạt.

  3. Thiệt hại kinh tế: Thiệt hại do ngập lụt được ước tính theo chu kỳ ngập, với thiệt hại tối đa lên đến hàng trăm tỷ đồng cho mỗi chu kỳ. Giá trị thiệt hại trung bình hàng năm (EAD) ước tính khoảng vài chục tỷ đồng, phản ánh mức độ tổn thất kinh tế đáng kể cho Thành phố Thủ Đức.

  4. Khu vực nguy cơ cao: Các khu vực trũng thấp phía Nam và Đông Nam của Thành phố Thủ Đức, đặc biệt là các quận 2 và 9, có nguy cơ ngập cao nhất do địa hình thấp và hệ thống thoát nước chưa đồng bộ.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của ngập lụt là sự kết hợp giữa yếu tố tự nhiên như mưa lớn, triều cường và yếu tố nhân tạo như bê tông hóa mặt đất, san lấp kênh rạch, hệ thống thoát nước chưa hoàn chỉnh. Kết quả mô phỏng phù hợp với các quan sát thực tế và các nghiên cứu trước đây tại khu vực Thành phố Hồ Chí Minh, cho thấy tính khả thi và độ chính xác của mô hình F28.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế, phương pháp tích hợp mô hình thủy lực và đánh giá thiệt hại kinh tế cho phép cung cấp cái nhìn toàn diện về rủi ro ngập lụt, hỗ trợ hiệu quả cho công tác quy hoạch và quản lý đô thị. Kết quả có thể được trình bày qua các bản đồ nguy cơ ngập, biểu đồ diện tích ngập theo chu kỳ và bảng tổng hợp thiệt hại kinh tế, giúp minh họa rõ ràng mức độ ảnh hưởng và khu vực trọng điểm cần ưu tiên xử lý.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường hoàn thiện hệ thống thoát nước đô thị: Nâng cấp, mở rộng hệ thống cống và kênh rạch, đặc biệt tại các khu vực trũng thấp để giảm thiểu nguy cơ ngập. Chủ thể thực hiện: Sở Xây dựng, UBND Thành phố Thủ Đức. Thời gian: 3-5 năm.

  2. Ứng dụng công nghệ mô phỏng và GIS trong quy hoạch: Sử dụng mô hình thủy lực tích hợp và bản đồ nguy cơ ngập để lập kế hoạch phát triển đô thị, tránh xây dựng tại vùng có nguy cơ cao. Chủ thể: Các cơ quan quy hoạch, viện nghiên cứu. Thời gian: liên tục, cập nhật hàng năm.

  3. Xây dựng hệ thống cảnh báo sớm và quản lý rủi ro: Thiết lập hệ thống giám sát mưa, mực nước và cảnh báo ngập để kịp thời ứng phó, giảm thiểu thiệt hại. Chủ thể: Trung tâm Khí tượng Thủy văn, Ban chỉ huy phòng chống thiên tai. Thời gian: 1-2 năm.

  4. Tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng: Tổ chức các chương trình giáo dục, nâng cao ý thức người dân về bảo vệ môi trường, không xả rác bừa bãi, phối hợp trong công tác phòng chống ngập. Chủ thể: UBND phường, các tổ chức xã hội. Thời gian: liên tục.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý đô thị và quy hoạch: Sử dụng kết quả đánh giá nguy cơ và rủi ro để xây dựng các chính sách, quy hoạch phát triển bền vững, giảm thiểu ngập lụt.

  2. Các nhà nghiên cứu và học viên chuyên ngành kỹ thuật tài nguyên nước: Tham khảo phương pháp mô hình thủy lực tích hợp và đánh giá thiệt hại kinh tế trong nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn.

  3. Doanh nghiệp và nhà đầu tư bất động sản: Đánh giá rủi ro ngập lụt để đưa ra quyết định đầu tư an toàn, hiệu quả tại khu vực Thành phố Thủ Đức.

  4. Cộng đồng dân cư và tổ chức xã hội: Nâng cao nhận thức về tác động của ngập lụt, tham gia vào các hoạt động phòng chống và ứng phó thiên tai.

Câu hỏi thường gặp

  1. Mô hình F28 có ưu điểm gì so với các phần mềm khác?
    F28 tích hợp mô hình 1D, 1Dc và 2D, cho phép mô phỏng đồng thời dòng chảy trên sông, cống và mặt đường với độ chính xác cao, tốc độ tính nhanh và miễn phí sử dụng, phù hợp với quy mô đô thị như Thành phố Thủ Đức.

  2. Tại sao cần đánh giá thiệt hại kinh tế do ngập lụt?
    Đánh giá thiệt hại giúp xác định mức độ tổn thất tài sản, kinh tế để từ đó xây dựng các giải pháp phòng chống hiệu quả, ưu tiên nguồn lực đầu tư và giảm thiểu rủi ro cho cộng đồng.

  3. Nguyên nhân chính gây ngập lụt tại Thành phố Thủ Đức là gì?
    Nguyên nhân bao gồm mưa lớn kéo dài, triều cường, tốc độ đô thị hóa nhanh làm thay đổi địa hình, hệ thống thoát nước chưa đồng bộ và ý thức quản lý đô thị còn hạn chế.

  4. Phạm vi thời gian và không gian của nghiên cứu là gì?
    Nghiên cứu tập trung trên toàn bộ Thành phố Thủ Đức với dữ liệu thu thập trong 14 năm từ 2009 đến 2022, bao gồm các chu kỳ ngập từ 2 đến 10 năm.

  5. Kết quả nghiên cứu có thể hỗ trợ gì cho công tác quy hoạch?
    Kết quả cung cấp bản đồ nguy cơ ngập, đánh giá thiệt hại kinh tế giúp các nhà quy hoạch xác định vùng nguy cơ cao, từ đó thiết kế các giải pháp thoát nước, hạn chế xây dựng tại vùng ngập và phát triển đô thị bền vững.

Kết luận

  • Luận văn đã ứng dụng thành công mô hình F28 để mô phỏng nguy cơ ngập và đánh giá thiệt hại kinh tế tại Thành phố Thủ Đức trong giai đoạn 2009-2022.
  • Kết quả cho thấy diện tích và độ sâu ngập tăng theo chu kỳ ngập và thời đoạn mưa, với thiệt hại kinh tế hàng năm đáng kể.
  • Các khu vực trũng thấp phía Nam và Đông Nam có nguy cơ ngập cao nhất, cần ưu tiên xử lý.
  • Đề xuất các giải pháp nâng cấp hệ thống thoát nước, ứng dụng công nghệ GIS, xây dựng hệ thống cảnh báo và nâng cao nhận thức cộng đồng.
  • Nghiên cứu là cơ sở khoa học quan trọng hỗ trợ quản lý rủi ro ngập lụt và phát triển đô thị bền vững tại Thành phố Thủ Đức trong tương lai.

Học viên, nhà nghiên cứu và các cơ quan quản lý được khuyến khích áp dụng kết quả nghiên cứu để triển khai các dự án chống ngập hiệu quả, góp phần xây dựng Thành phố Thủ Đức trở thành đô thị thông minh, đáng sống.