TUYEÅN TAÄP KEÁT QUAÛ KHOA HOÏC & COÂNG NGHEÄ 2017 - 2018
152 VIEÄN KHOA HOÏC THUÛY LÔÏI MIEÀN NAM
ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ VÀ THIỆT HẠI DO NGẬP LỤT VÙNG HẠ DU
SÔNG SÀI GÒN – ĐỒNG NAI DƯỚI TÁC ĐỘNG XẢ LŨ TỪ HỒ CHỨA
DẦU TIẾNG 1
ASSESSMENT OF FLOOD RISK AND DAMAGE IN SAIGON-DONGNAI RIVER
DOWNSTREAM UNDER THE IMPACT OF OPERATING REGIME OF DAU
TIENG RESERVOIR
ThS. Đinh Thị Thùy Trang, KS. Đỗ Hồng Lam,
Nguyễn Duy Khang, Hồ Lâm Trường
Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam
Trung tâm Ứng dụng Công nghệ Vũ Trụ TP.HCM
TÓM TẮT
Ngập lụt vùng hạ du sông Sài Gòn – Đồng Nai bị tác động bởi 3 nguyên nhân chính:
mưa, lũ, triều và tổng hợp của cả 3 yếu tố trên. Trong các năm qua, nhiều quy hoạch
đã được thực hiện nhằm chống ngập cho vùng hạ du. Bằng việc sử dụng công cụ mô
hình toán MIKE, phần mềm ArcGIS và ngôn ngữ lập trình Matlab để mô phỏng chế
độ thủy lực dòng chảy trên sông và bãi tràn; xử lý và phân tích không gian; và, thực
hiện các thuật toán; nhóm tác giả phân tích nguy cơ và thiệt hại do ngập lụt vùng hạ
du sông Sài Gòn – Đồng Nai dưới tác động xả lũ từ hồ chứa Dầu Tiếng trong những
điều kiện khác nhau về địa hình, thủy văn, các quy hoạch chống ngập và có xét đến
biến đổi khí hậu nhằm đánh giá hiệu quả của các quy hoạch. Kết quả cho thấy, tổng
diện tích ngập toàn vùng giảm 45% nếu QH1547 được thực hiện và giảm 35% nếu
QH1547 giai đoạn 1 hoàn thành, tương ứng là giá trị thiệt hại giảm từ 78% - 63%
so với hiện trạng.
Từ khóa: ngập lụt sông Sài Gòn, hồ Dầu Tiếng, xả lũ.
ABSTRACT
Flooding in Saigon – Dongnai river downstream is caused by 3 main factors: rain,
flood, tide and the combinatioin of those 3 factors. In recent years, many preventing
flooding plannings have been carried out. With the application of mathematical
models MIKE, ArcGIS software and programing language Matlab to simulate
hydraulic regime in the Saigon River and floodplain; process and analyze geographic
information; and, implement algorithms, the authors conduct research on flood risk
analysis and flood damage assessment in Saigon – Dongnai river downstream under
the impact of operating procedure of Dau Tieng reservoir in different condition of
topohraphy, hydrology, flood prevention planning in the context of climate change in
1 Bài báo là sản phẩm của đề tài “Nghiên cứu đề xuất các giải pháp phân lũ, chậm lũ, giảm lũ sông Sài
Gòn nhằm giảm thiểu ngập lụt Tp.HCM khi hồ Dầu tiếng xả lũ theo thiết kế hoặc xảy ra vỡ đập” do Viện
Khoa học Thủy lợi miền Nam thực hiện.
TUYEÅN TAÄP KEÁT QUAÛ KHOA HOÏC & COÂNG NGHEÄ 2017 - 2018
VIEÄN KHOA HOÏC THUÛY LÔÏI MIEÀN NAM 153
order to evaluate the efficacy of those plannings. The results show that, total inundated
area decreases by 45% with 1547 planning and 35% with 1547 planning – phase 1;
the damage also reduce by 78% - 63% respectively.
Keywords: Saigon river flood, Dau Tiengreservoir, flood discharge.
1. GIỚI THIỆU
Thành phố Hố Chí Minh nằm ở hạ lưu hệ thống sông Sài Gòn - Đồng Nai, giáp
biển Đông, nằm trên vùng cửa các con sông lớn, một mặt chịu áp lực của nước nguồn từ
trên đổ xuống trong mùa mưa lũ, một mặt chịu áp lực của biển từ dưới lên quanh năm:
triều cao, gió bão. Với đặc điểm địa hình thấp và bằng phẳng, 75% diện tích có cao trình
thấp hơn +2,0 m; nơi đây thường xuyên xảy ra tình trạng ngập úng.
Các nguyên nhân khách quan gây ngập úng có thể tóm tắt như sau: (i) ngập do
mưa, hệ thống kênh, cống tiêu nội thành chưa đủ đáp ứng, (ii) ngập do lũ: ngoài lũ từ
thượng nguồn sông Sài Gòn – Đồng Nai còn có lũ từ lưu vực sông Mê Kông thông qua
hệ thống kênh rạch nối liền các sông Vàm Cỏ với vùng TP.HCM, (iii) ngập do triều,
những lúc triều lên hoặc triều cường, mực nước trong sông kênh lên cao gây khó khăn
cho việc tiêu thoát, (iv) tổng hợp của các nguyên nhân trên.
Từ năm 1985, với vai trò là điều tiết nhiều năm, hồ Dầu Tiếng có thể giữ lại hầu
như toàn bộ dòng chảy trong hồ, ngay cả với lũ có tần suất trên 10%. Đối với lũ có tần
suất trên 1%, hồ cũng có tác dụng cắt đỉnh từ 20 - 40% làm giảm dòng lũ xuống hạ lưu.
Các quy hoạch phục vụ chống ngập cho vùng hạ du, đặc biệt là khu vực Thành phố Hồ
Chí Minh cũng đã được nghiên cứu và thực hiện.
Để đánh giá tác động xả nước hồ Dầu Tiếng cũng như hiệu quả của các quy hoạch
đến ngập lụt Tp.HCM nói riêng và hạ lưu hồ nói chung, nhóm tác giả đã tiến hành phân
tích nguy cơ và tính toán thiệt hại do ngập cho các kịch bản tính toán phù hợp với điều
kiện hiện trạng, quy trình vận hành của các hồ chứa lớn, gắn liền với các quy hoạch đã
được phê duyệt và có cập nhật yếu tố biến đổi khí hậu.
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Vùng nghiên cứu
Vùng nghiên cứu là lưu vực sông Sài Gòn và một phần hạ du lưu vực sông Đồng
Nai thuộc các tỉnh Tây Ninh, Bình Dương, Long An, Đồng Nai và trọng tâm là
Tp.HCM.
2.2. Phương pháp thực hiện
a. Nguy cơ ngập lụt
Nguy cơ ngập lũ được xác định bằng phương pháp mô hình toán và phân tích
không gian mô phỏng mức độ ngập theo độ sâu và diện tích.
Để mô phỏng tương tác dòng chảy trên bãi, mô hình 2 chiều MIKE 21 FM được
thiết lập cho toàn vùng hạ du (diện tích khoảng: 6.585 km²) đảm bảo bao phủ những vùng
có khả năng bị ngập. Phạm vi vùng tính toán được xây dựng ở dạng lưới tam giác bất quy
TUYEÅN TAÄP KEÁT QUAÛ KHOA HOÏC & COÂNG NGHEÄ 2017 - 2018
154 VIEÄN KHOA HOÏC THUÛY LÔÏI MIEÀN NAM
Hình
1
.
Phạm vi vùng nghiên cứu
tắc với 523.627 ô và 997.612 điểm, trong
đó kích thước ô không vượt quá 10.000 m2,
diện tích ô nhỏ nhất là 190 m2.
Kết quả tính toán độ sâu ngập lớn
nhất của mô hình được trích xuất để xử lý
bằng phần mềm ArcGIS để tính toán diện
tích theo các khoảng sâu ngập và xây dựng
bản đồ nguy cơ ngập lũ.
b. Tính toán thiệt hại do ngập
Phần mềm ArcGIS và MATLAB
được ứng dụng để xử lý thông tin và tính
toán thiệt hại do ngập đối với các nhóm sử
dụng đất.
2.3. Dữ liệu bản đồ
Mô hình số độ cao vùng hạ lưu Sài
Gòn - Đồng Nai và khu vực Tp.HCM được
cung cấp từ trung tâm lưu trữ quốc gia -
Cục đo đạc và bản đồ Việt Nam và cập nhật
từ những đề tài, dự án trước đây do Viện
KHTL miền Nam thực hiện. Địa hình đến
năm 2025 dựa vào Điều chỉnh quy hoạch
chung xây dựng đến năm 2025 của Tp.HCM do Viện Quy hoạch Xây dựng thực hiện.
Bản đồ hành chính các tỉnh /Thành phố thuộc phạm vi vùng nghiên cứu, bản đồ
hiện trạng sử dụng đất và quy hoạch sử dụng đất đến năm 2020 được thu thập từ Sở Tài
nguyên và Môi trường các tỉnh Long An, Bình Dương, Đồng Nai và Tp. Hồ Chí Minh.
2.4. Cơ sở tính toán thiệt hại do ngập
Thiệt hại do ngập vùng hạ du Sài Gòn – Đồng Nai được tính toán dựa vào báo cáo
“Global flood depth-damage function” của Ủy ban Châu Âu (Huizinga, De Moel, &
Szewczyk, 2017) cho các nhóm đất khác nhau.
a. Phân loại các nhóm đất
Các loại đất được phân nhóm như sau:
- Nhóm đất nhà ở “Residential buildings”: bao gồm các loại hình nhà ở, kể cả
căn hộ và các hình thức tương tự khác.
- Nhóm đất thương mại “Commercial buildings”: bao gồm các nhà thương mại
và các hình thức tương tự như văn phòng, trường học, bệnh viện, khách sạn,
cửa hàng.
- Nhóm đất công nghiệp “Industrial buildings”: bao gồm các tòa nhà tại khu
công nghiệp và các hình thức tương tự như kho bãi, xưởng sản xuất, nhà máy,
xí nghiệp.
TUYEÅN TAÄP KEÁT QUAÛ KHOA HOÏC & COÂNG NGHEÄ 2017 - 2018
VIEÄN KHOA HOÏC THUÛY LÔÏI MIEÀN NAM 155
Hình 2. Biểu đồ tham số thiệt hại theo độ sâu ngập
- Nhóm cơ sở hạ tầng “Infrastructure”: bao gồm các loại hình cơ sở hạ tầng
như đường giao thông, thủy lợi.
- Nhóm đất nông nghiệp “Agriculture”: đây là các loại đất phục vụ cho hoạt
động canh tác nông nghiệp.
b. Lập tham số thiệt hại
Bộ tham số thiệt hại do ngập
được thành lập cho các nhóm đất
khác nhau ứng với độ sâu ngập
(được tính từ 0 – 6 m).
c. Lập bản đồ dự báo thiệt
hại
Bản đồ dự báo thiệt hại được
tính toán dựa trên giá trị thiệt hại
theo công thức từ báo cáo “Global
flood depth-damage function” của
Ủy ban Châu Âu (Huizinga et al.,
2017) cho từng nhóm đất khác nhau. Trong đó, giá tiền thiệt hại chuẩn hóa đơn vị VND
(đồng), theo chỉ số CPI và chỉ số GDP của Việt Nam năm 2016 (Huizinga et al., 2017),
như Bảng 1.
Bảng 1. Bảng đơn giá thiệt hại các loại đất tính theo
đơn giá Việt Nam đồng
Loại đất Đơn giá thiệt hại (đồng/m2)
Nhóm đất nhà ở 1.471.924,30
Nhóm đất thương mại 3.367.451,15
Nhóm đất công nghiệp 3.052.497,73
Nhóm đất nông nghiệp
6.191,17
Nhóm cơ sở hạ tầng 598.527,73
Từ bảng đơn giá thiệt hại trên kết hợp với bản đồ tham số thiệt hại, giá trị thiệt hại
được tính theo công thức:
Giá trị thiệt hại = Tham số x Đơn giá thiệt hại của từng loại đất
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. Các kịch bản tính toán
Tổng cộng có 5 tổ hợp với 35 kịch bản (KB) thủy lực và được phân tách như sau:
- Tổ hợp 0 bao gồm các 3 kịch bản nền trong điều kiện hiện trạng: KB0001 - các
hồ không xả nước, không mưa, triều tần suất 10%; KB0011 - Dầu Tiếng không xả, các
hồ lớn xả với tần suất 10%, không mưa, triều 10%; KB1011 - Dầu Tiếng không xả, các
hồ lớn xả 10%, mưa và triều 10%.
TUYEÅN TAÄP KEÁT QUAÛ KHOA HOÏC & COÂNG NGHEÄ 2017 - 2018
156 VIEÄN KHOA HOÏC THUÛY LÔÏI MIEÀN NAM
Hình 3. So sánh diện tích ngập trong điều kiện hiện trạng
Từ tổ hợp 1 đến tổ hợp 4, mỗi tổ hợp có 8 mức xả 200, 300, 400, 500, 1.000, 1.500,
2.000, 2.800 (m3/s). Tên gọi các kịch bản (KB) thủy lực như sau: KB1.1 là tổ hợp 1, mức
xả 200 m³/s, cho đến KB1.8 – tổ hợp 8, mức xả 2.800 m³/s. Tương tự tổ hợp 4, ký hiệu:
KB4.1 (mức xả 200 m³/s) cho đến KB4.8 (mức xả 2.800 m³/s), tổng cộng 32 KB.
Bảng 2. Các tổ hợp tính toán thủy lực
Tổ
hợp
Địa
hình
Công
trình
Xả thượng lưu Mưa Triều
Dầu Tiếng Phước Hòa, Trị An, Cần
Đăng (có BĐKH)
0 Hiện trạng
Hiện trạng 0/0/0 0/10%/10% 0/0/10%
10%
1 Hiện trạng
Hiện trạng 200 – 2.800 m3/s
10% 10% 10%
2 2025 Hiện trạng 200 – 2.800 m3/s
10% 10% 10%
3 2025 QH 15472 200 – 2.800 m3/s
10% 10% 10%
4 2025 QH1547-GĐ13
200 – 2.800 m3/s
10% 10% 10%
3.2. Phân tích nguy cơ ngập lụt
Trong nội dung này,
nguy cơ ngập lụt được phân
tích trên hai phương diện là
độ sâu và diện tích ngập.
Trong điều kiện hiện
nay, ngập lụt ở hạ du Sài
Gòn – Đồng Nai chịu tác
động sâu sắc nhất từ triều.
Chỉ với triều cường (P =
10%, BĐKH) thì tổng diện
tích ngập đã là 185.101 ha
(trong đó 62,5% ngập dưới
0,5 m).
Khi có xả lũ thượng nguồn với tần suất 10% (từ các hồ Trị An, Phước Hòa, Cần
Đăng) và mưa lớn (P=10%, BĐKH) thì có thêm 26.280 ha đất bị ngập.
Kết hợp với xả hồ Dầu Tiếng với các cấp xả từ 200 m3/s – 2.800 m3/s thì diện tích
ngập tăng thêm là từ 2.942 ha đến 18.617 ha, phần lớn với độ sâu ngập trên 1 m. Tổng
diện tích ngập là từ 214 đến 235 nghìn ha, trong đó TP.HCM chiếm 62% - 66%.
Có thể dễ dàng nhận thấy, tình trạng ngập lụt ở hạ du sông Sài Gòn – Đồng Nai
hiện nay là rất nghiêm trọng, tuy nhiên các quy hoạch chống ngập cho thấy hiệu quả
đáng kể trong việc giảm diện tích ngập ở hạ du. Quy hoạch 1547 gây ra ngập sâu nhất
với tất cả các cấp độ xả hồ Dầu Tiếng, tuy nhiên diện tích ngập trong trường hợp này là
2 Quyết định 1547/QĐ-TTg ngày 28 tháng 10 năm 2008
3 Quyết định 5967/QĐ-UBND ngày 12 tháng 11 năm 2015