Nhóm các nhà khoa học Viện Môi trường và Tài nguyên nước đã nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật để chống ngập.

Kiểm soát ngập lụt do mưa và triều cường

Ngập lụt đô thị đang là một trong những thách thức đe dọa sự phát triển bền vững kinh tế - xã hội khu vực TPHCM. Hệ thống hạ tầng thoát nước (HTTN) chưa đầy đủ và đồng bộ cùng với những tác động của biến đổi khí hậu (BĐKH), nước biển dâng (NBD), đô thị hóa quá mức cho phép đang làm trầm trọng thêm tình hình ngập lụt tại TPHCM.

Đầu tư nâng cấp và cải tạo HTTN đang là một trong những ưu tiên hàng đầu ở TPHCM. Tuy nhiên, quy mô nâng cấp và cải tạo HTTN thường rất khó xác định chính xác vì tính bất định trong tương lai của lượng mưa và mực nước. Do đó, các nhà khoa học ở Viện Môi trường và Tài nguyên (thuộc ĐHQG TPHCM) đã thực hiện nhiệm vụ khoa học và công nghệ “Nghiên cứu cải tạo và nâng cấp hệ thống thoát nước nhằm kiểm soát ngập lụt do lượng mưa và triều cường tăng trong điều kiện BĐKH trên địa bàn TPHCM”.

PGS.TS Châu Nguyễn Xuân Quang (Chủ nhiệm nhiệm vụ) chia sẻ: “Nghiên cứu cải tạo và nâng cấp HTTN ứng phó với mưa và triều cường tăng do tác động của BĐKH, NBD là việc làm rất cần thiết để tìm kiếm các giải pháp kỹ thuật công nghệ, quản lý tiên tiến, khả thi và đề xuất tiến độ đầu tư hợp lý để đạt hiệu quả cao nhất”.

Theo PGS.TS Châu Nguyễn Xuân Quang, các yếu tố đầu vào như mưa, mực nước trong sông thay đổi liên tục theo thời gian và có yếu tố bất định cao nên giải pháp nâng cấp, cải tạo HTTN cần được lựa chọn theo hướng linh hoạt, mềm dẻo có khả năng mở rộng trong tương lai. Vì thế, nên ưu tiên các giải pháp có khả năng mở rộng hoặc thu hẹp một cách thuận tiện ví dụ như giải pháp tường chắn, mương hở, hồ điều tiết ngầm. Hơn nữa, các giải pháp lựa chọn phải đảm bảo hài hòa giữa ngắn hạn và dài hạn.

Giải pháp quy mô nhỏ có thể giải quyết nhanh các điểm ngập cục bộ nên được ưu tiên lựa chọn. Song song với các giải pháp ngắn hạn, cần triển khai các giải pháp dài hạn, quy mô lớn đồng bộ giúp kiểm soát tốt tình trạng ngập lụt khu vực. Kết hợp hài hòa giữa giải pháp ngắn hạn và dài hạn sẽ nâng cao hiệu quả đầu tư nâng cấp và cải tạo HTTN và kiểm soát ngập lụt.

Kết quả mô phỏng cho thấy, khu vực TPHCM bị ngập khá nhiều tại các tuyến cống nhánh với trường hợp mưa thiết kế với chu kỳ lặp lại P=5 năm. Nguyên nhân chính là do các cống nhánh được thiết kế với chu kỳ lặp lại P=1 - 2 năm theo tiêu chuẩn quy phạm. Đây cũng là một trong những thách thức đối với công tác quản lý ngập lụt hiện nay.

Chia nhỏ khu vực để chống ngập

Sau khi khảo sát HTTN quy mô lớn và phức tạp ở TPHCM, nhóm triển khai nhiệm vụ khuyến nghị áp dụng giải pháp quản lý nâng cấp và cải tạo HTTN theo quy mô từng tiểu lưu vực. Theo đó, khu vực TPHCM (trừ huyện Cần Giờ) được phân chia thành 47 tiểu lưu vực, thực hiện kiểm soát dòng chảy tại các cửa ra của lưu vực để khống chế hệ số chảy tràn chung cho toàn tiểu lưu vực.

Đối với các lưu vực đã xảy ra ngập thì cần xác định nguyên nhân, từ đó lập kế hoạch ứng phó cũng như triển khai các giải pháp phù hợp thực tiễn tại lưu vực. Đối với các lưu vực chưa ngập, thì cần đánh giá rủi ro, dự báo nguy cơ ngập lụt để lên kế hoạch và lập các phương án phù hợp phòng ngừa các rủi ro đó.

Nhóm nghiên cứu đã xây dựng được phương pháp đánh giá mức độ ưu tiên và xây dựng bản đồ khuyến nghị ưu tiên áp dụng các giải pháp nâng cấp và cải tạo HTTN phù hợp với điều kiện tự nhiên và hiện trạng kỹ thuật của các khu vực cụ thể.

Nhóm giải pháp khuyến nghị áp dụng gồm: Kỹ thuật thoát nước bền vững, hồ điều tiết hở, hồ điều tiết ngầm, sửa chữa, gia cường cống, bổ sung cống mới bằng giải pháp thi công ngầm, bổ sung cống mới bằng giải pháp thi công đào hở, bổ sung máy bơm, áp dụng tiêu chuẩn thiết kế mới. Mức độ ưu tiên áp dụng các giải pháp sẽ được khuyến nghị dựa trên điều kiện cụ thể của từng tiểu lưu vực.

Bên cạnh các đề xuất về tiếp cận và giải pháp nâng cấp và cải tạo HTTN tổng thể, nhóm triển khai đã nghiên cứu điển hình tiểu lưu vực số 9 (TLV09) ở lưu vực rạch Thủ Đức (TP Thủ Đức, TPHCM) về nâng cấp cải tạo HTTN ứng phó với BĐKH.

TLV09 có độ dốc khá lớn, mật độ đô thị hóa cao nên thời gian tập trung nước nhanh, hệ số dòng chảy tràn lớn. Dòng chảy tràn sẽ tập trung nhanh về phía hạ lưu nơi có địa hình thấp gây ra ngập lụt nghiêm trọng. Khi các tuyến cống bị quá tải, nước mưa sẽ chảy tràn trên các tuyến đường giao thông và có thể gây ra ngập lụt tại các khu vực trũng thấp cục bộ theo tuyến đường. Hơn nữa, do độ dốc dọc của đường khá lớn nên vận tốc dòng chảy tràn khá lớn gây nguy hiểm cho người và phương tiện lưu thông.

Vì vậy, nhóm triển khai kiến nghị ứng dụng các giải pháp điều tiết kiểm soát nước mưa tại nguồn để giảm hệ số dòng chảy tràn khu vực xuống 0,65 (theo kinh nghiệm của Singapore). Cùng với đó là bổ sung các tuyến mương hở dọc theo các tuyến đường để tăng cường khả năng thoát nước và giảm dòng chảy tràn trên mặt đường.