CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU MỨC BẢO ĐẢM AN TOÀN HỆ THỐNG KIỂM SOÁT NGẬP LỤT VÙNG HẠ DU SÔNG ĐỒNG NAI – SÀI GÒN 1.1 Tổng quan ngập lụt vùng hạ du sông Đồng Nai-Sài Gòn 1.1 Hiện trạng ngập lụt Vùng hạ lưu sông ĐN-SG đươ ̣c xác định là khu vực từ sau hồ thuỷ điện Trị An trên sông Đồng Nai, sau đập Dầu Tiếng trên sông Sài Gòn và sau đập Phước Hòa trên sông Bé ra đến biển. Ngập tại vùng hạ lưu sông SG- ĐN có thể chia thành hai vùng với đặc trưng khác nhau: Vùng ngập có độ cao mặt đất tự nhiên lớn hơn 2,0m là các dải đất hẹp dọc theo 2 bờ sông thuộc các tỉnh Đồng Nai, Bình Dương, Tây Ninh và một phần ngoại thành TP. Đất đai chủ yếu thuộc vùng nông thôn, trồng cây nông, công nghiệp. Ngập thường do lũ thượng nguồn gây ra và có các đặc trưng của loại lũ này gồm: lưu lượng gây ngập lớn, ngập sâu, dòng chảy nhanh, thời gian ngập lâu, tần suất ngập tính theo năm.
Vùng có cao độ mặt đất tự nhiên thấp hơn 2,0m (đất thấp), nằm phía dưới của vùng hạ lưu ra đến biển gồm địa phận chủ yếu là Tp.HCM và khu vực kinh tế phát triển của các tỉnh Long An, Đồng Nai, Bình Dương. Đất đai chủ yếu là đô thị, khu công nghiệp, khu dân cư ổn định, là vùng chịu thiệt hại rất lớn nếu xảy ra ngập lụt. Nguyên nhân chi phối ngập lụt khu vực này là do thủy triều kết hợp với lũ từ thượng nguồn sông ĐN-SG và lũ trên sông Mê Kông ảnh hưởng thông qua lưu vực sông Vàm Cỏ. Trong luận án này, tác giả đi sâu nghiên cứu đánh giá MBĐAT cho các hệ thống KSNL được xây dựng để bảo vệ cho các vùng đất thấp này.
Kết quả phân tích ngập lụt vùng hạ du sông ĐN-SG do Ngân hàng Phát triển châu Á cho thấy phạm vi ngập bao phủ toàn bộ vùng đất thấp hạ du sông ĐN-SG (Hình 1. Lý do là loại hình sông triều thường có mật độ dày đặc và liên thông với nhau tạo thành hệ thống dễ dàng đưa thủy triều từ biển xâm nhập sâu vào đất liền tràn sang hai bên sông khi triều cường và rút ngược lại vào sông khi triều xuống. 7 Ngập lụt khu vực nghiên cứu phụ thuộc chặt chẽ vào chế độ thủy triều Biển Đông. Tại đây, thủy triều dạng bán nhật triều không đều một ngày có hai pha triều lên và hai pha triều xuống.
Đỉnh triều có cao độ không lớn, giá trị thực đo cao nhất tại Phú An là 1,68m so với cao độ mặt đất phổ biến từ (0,5-1,5)m. Vì thế, đặc điểm ngập lụt của vùng này là chiều sâu ngập nhỏ, dòng chảy tràn chậm, mực nước dâng và rút từ từ, thời gian ngập ngắn, từ 1 đến 3 giờ, nhưng ngập nhiều lần trong năm. Trường hợp mực nước lũ kết hợp với đỉnh triều làm tăng thêm chiều sâu và thời gian ngập [11], [12]. Ngập thường xuyên do thủy triều kết hợp Ngập cực đoan do tổ hợp thủy triều kết với mưa hợp với nước dâng do bão và mưa Hình 1.1: Ngập vùng hạ du sông ĐN-SG năm 2050 trong trường hợp không có công trình KSNL [13] Khu vực Tp.HCM nằm tại trung tâm vùng hạ du sông ĐN-SG, phần lớn diện tích thuộc vùng đất thấp, được đánh giá là vùng điển hình chịu ngập lụt do thủy triều kết hợp lũ.
Theo tổng kết của Trung tâm Chống ngập Thành phố, tình hình ngập úng tại khu vực Tp.HCM trong các năm gần đây có diễn biến gia tăng về tuần suất và mức độ ngập lụt. Từ năm 1983 đến 2007, đỉnh triều tại trạm Phú An duy trì ở mức dưới báo động III là +1,5m (Hình 1. Tuy nhiên, từ năm 2008 đến 2014, đỉnh triều luôn vượt mức báo động 8 III. Thêm vào đó, số ngày triều có mức nước cao hơn 1,5m ngày càng xuất hiện nhiều hơn, ví dụ trong 4 năm 2011-2014 đã xuất hiện 76 lần, tăng 506,67% so với thời kỳ 2006- 2010 với 15 lần xuất hiện [5] .1 Thống kê tình trạng ngập lụt khu vực Tp.HCM một số năm STT Thời gian Mực nước đỉnh triều Số điểm ngập do thủy (m) triều 1 5-7/11/2010 1,55 Ngập 58 điểm 2 29/10/2011 1,57 Ngập 28 điểm 3 18/10/2016 1.68 Ngập 59 điểm Hình 1.2: Mực nước triều lớn nhất năm tại trạm Phú An trong giai đoạn 1983 - 2014 Ngập tuyến đường Kinh Dương Vương, ngày Ngập tuyến đường Hòa Bình, ngày 5/11/2013 17/10/2013 Hình 1.3: Một số hình ảnh ngập lụt tại Tp.HCM sau mỗi cơn mưa hoặc triều cường 9 Mức độ ngập lụt vùng hạ du sông ĐN-SG và khu vực Tp.HCM phụ thuộc vào mực nước đỉnh triều trên sông tại vùng nghiên cứu.
Do các hoạt động của con người và tự nhiên tác động lên lưu vực sông ĐN-SG, quy luật và đặc trưng của mực nước đỉnh triều đang có nhiều thay đổi. Các yếu tố chủ yếu ảnh hưởng đến ngập lụt vùng này bao gồm: 1.1 Ảnh hưởng của vị trí địa lý và địa hình thấp và trũng Tp.HCM nằm ở trung tâm vùng hạ du sông ĐN-SG, là nơi tập trung của các cửa thoát nước của cả hệ thống sông Đồng Nai gồm sông Lòng Tàu, Soài Rạp. Thành phố có gần 70% diện tích là vùng đất thấp với cao trình nhỏ hơn +2,0 m trong đó nhiều vùng dân cư sinh sống nên thiệt hại do ngập thường xuyên xảy ra. Viê ̣c mở rộng đô thi ̣trên các vùng có cao đô ̣ thấ p ở các Quâ ̣n 2, Quâ ̣n 7, Quâ ̣n 9, Quận Bình Chánh và Quận Bình Tân đã làm cho thiệt hại do ngập lụt trở nên nghiêm trọng hơn (xem Hình 1.2 Ảnh hưởng của phát triển kinh tế xã hội và quá trình đô thị hóa Hình 1.4: Biểu đồ quan hệ diện tích và cao độ của Tp.HCM Với tốc độ phát triển đô thị rất nhanh, theo dự báo tại qui hoạch điều chỉnh phát triển xây dựng Tp.HCM đến năm 2020, dân số Tp.HCM đến năm 2025 khoảng 12,5 triệu người.
Nhu cầu đất xây dựng tương ứng tăng khoảng 90.000 ha, trong đó khu vực nội thành khoảng 49.000 ha và khu vực ngoại thành khoảng 40. Tình trạng san lấp khu trũng và lấn chiếm kênh rạch đã làm cho không gian trữ và điều tiết dòng triều giảm đáng kể. Theo kết quả nghiên cứu, trước năm 1996 diện tích mặt thoáng có thể trữ nước trong các sông, kênh và khu trũng tại Tp.HCM khoảng 25% so với tổng diện tích tự nhiên. Đến năm 2008, diện tích trữ nước tại khu đô thị cũ chỉ còn khoảng 4,84%, khu đô thị mới khoảng 10,43% [14].
Việc xây dựng các công trình đê ngăn triều, 10 lũ dọc sông làm năng lượng dòng triều bị tập trung vào trong sông dồn nén dâng cao mực nước đỉnh triều và hạ thấp mực nước chân triều. Đây được cho là nguyên nhân chính làm mực nước tại các trạm thủy văn trong sông (Phú An, Nhà Bè) tăng liên tục từ khoảng năm 1994 trở lại đây. Ảnh hưởng của việc phát triển kinh tế xã hội và quá trình đô thị hóa làm dâng cao mực nước trên sông tại vùng nghiên cứu làm trầm trọng thêm tình trạng ngập lụt và gia tăng thiệt hại. Từ đó đòi hỏi qui mô và độ an toàn của công trình ngập lụt cũng tăng theo.
Mặc dù vậy, ảnh hưởng gia tăng mực nước do quá trình phát triển kinh tế xã hội và đô thị hóa là có giới hạn không quá 40cm tại Phú An trong trường hợp xây dựng hoàn thành toàn bộ các tuyến đê KSNL hai bên các sông chính [7].3 Ảnh hưởng của lượng mưa trên vùng nghiên cứu Theo số liệu thống kê, trong vòng 40 năm kể từ năm 1962 đến năm 2001, trên địa bàn thành phố xuất hiện 9 trận mưa trên 100mm. Tuy nhiên, từ năm 2002 đến nay đã xuất hiện 29 trận mưa trên 100mm trong đó đã có 12 trận mưa trên 100mm xảy ra chỉ tính trong bốn năm 2011-2014 [5]. Riêng trong năm 2014, mưa cường độ cao diễn ra thường xuyên hơn với lượng mưa từ 58,1 đến 122,3mm trong 60 phút đầu, tiêu biểu như các trận mưa ngày 15/8, 28/8 và 6/9. Vai trò của mưa trong vùng nghiên cứu là làm tăng mực nước ngoài sông trong tổ hợp ngăn triều kết hợp tiêu để không gây ngập lụt trong vùng nghiên cứu.
Ảnh hưởng của mưa đến mực nước ngoài sông đã được kể đến trong số liệu thực đo mực nước ngoài sông tại vùng nghiên cứu.4 Ảnh hưởng của lũ thượng nguồn Lũ lụt từ các sông thượng nguồn đã xảy ra liên tục và ảnh hưởng trực tiếp đến mực nước trong khu vực Tp.HCM trong vài thập niên qua, điển hình là các năm 1978, 1984, 1991, 1996, 1999 và 2000. Đến nay, hầu hết các hồ chứa lớn có tác dụng điều tiết lũ trên lưu vực sông ĐN-SG đã được xây dựng ở thượng nguồn. Nhờ tác dụng cắt lũ của các công trình hồ chứa thượng lưu, đặc biệt là các hồ Trị An và Dầu Tiếng, lượng lũ xuống hạ du đã giảm đi đáng kể. Cụ 11 thể, trong trận lũ lịch sử năm 2000, hồ Trị An và Dầu Tiếng chỉ xả xuống hạ du lần lượt 2.000 m3/s và 600 m3/s, nhỏ hơn nhiều so với lưu lượng nước đến tự nhiên [12].
Ảnh hưởng của lũ thượng nguồn đến ngập lụt cũng thể hiện thông qua mực nước gây ngập lụt trên sông tại khu vực nghiên cứu.5 Ảnh hưởng của hiện tượng lún nền Hình 1.5: Dự báo tốc độ lún nền (m) trong thời kỳ từ năm 2005 đến năm 2050 với mức độ khai thác nước ngầm hiện trạng ở năm 2007 [15] Phần lớn diện tích của thành phố nằm trên nền đất yếu có chiều dày từ 15m đến hơn 30m. Do quá trình khai thác nước ngầm dẫn đến mực nước ngầm bị hạ thấp cùng với các hoạt động xây dựng trong quá trình đô thị hóa làm tăng tải trọng tác dụng lên nền đất yếu dẫn đến mặt đất nhiều nơi trong thành phố đang bị lún từ 10 mm/năm đến hơn 30 mm/năm. Theo [15] (báo cáo Dự án quản lý chống ngập Tp.HCM), với mức độ khai thác nước ngầm như hiện nay thì đến năm 2050 có nhiều nơi mặt đất sẽ bị lún thêm từ 0,5m đến hơn 1,0m 12 (Hình 1. Với địa hình trũng thấp như đã nêu, cùng với tốc độ lún nền có thể hơn 10 mm/năm thì độ sâu ngập và thời gian ngập sẽ ngày càng nghiêm trọng hơn.
Tuy vậy, hiện nay chưa có một nghiên cứu toàn diện và đầy đủ để làm cơ sở xem xét vấn đề này. Do đó trong nghiên cứu này, tác giả tạm thời chưa kể đến yếu tố lún nền.6 Tác động của Biến đổi khí hậu - Nước biển dâng Theo kịch bản BĐKH-NBD cho Việt Nam, lượng mưa bình quân mùa mưa tại Tp.
