Tải bản đầy đủ

Nghiên cứu ứng dụng mô hình MIKE 11 để tính toán sự xâm nhập mặn ảnh hưởng đến các nhà máy cấp nước vùng TP hồ chí minh

Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ứng dụng mô hình MIKE 11 để tính toán sự xâm nhập mặn ảnh hưởng đến các nhà máy cấp nước
vùng TP.Hồ Chí Minh

MỤC LỤC
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................................. iii
DANH MỤC BẢNG .....................................................................................................iv
DANH MỤC HÌNH ....................................................................................................... v
PHẦN MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 1
1.
2.
3.
4.
5.
6.

Đặt vấn đề ................................................................................................................ 1
Mục tiêu đề tài ......................................................................................................... 1
Nội dung đề tài ........................................................................................................ 2
Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................... 3
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ......................................................................... 5

Ý nghĩa của đề tài .................................................................................................... 6

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN .......................................................................................... 8
1.1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ................................................................................. 8
Các nghiên cứu trên thế giới ............................................................................................. 8
Các nghiên cứu trong nước ............................................................................................... 8
1.2. TỔNG QUAN KHU VỰC TP.HỒ CHÍ MINH ..................................................... 10
Đặc điểm tự nhiên .............................................................................................................. 10
Đặc điểm kinh tế-xã hội................................................................................................... 20
Hệ thống cấp nước sinh hoạt TP.Hồ Chí Minh ..................................................... 21
Đặc điểm hồ chứa thượng nguồn ................................................................................. 30
1.3. TỔNG QUAN VỀ XÂM NHẬP MẶN .................................................................. 31
Hiện trạng xâm nhập mặn trên địa bàn TP.Hồ Chí Minh ................................. 31
Tình hình xâm nhập mặn ảnh hưởng đến nhà máy nước TP.HCM .............. 34
Nguyên nhân làm xâm nhập mặn lấn sâu vào nội đồng .................................... 35
Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến tình hình xâm nhập mặn ...................... 35
CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................................................ 36
2.1. PHƯƠNG PHÁP LUẬN ........................................................................................ 36
2.2. Mô HÌNH MIKE 11 ................................................................................................ 37
Mô hình Mike 11HD ......................................................................................................... 37
Mô hình Mike 11 AD ....................................................................................................... 40
2.3. Hệ thống thông tin địa lý GIS ................................................................................. 42
Khái niệm và cấu trúc dữ liệu trong GIS ................................................................. 42
Chức năng và ứng dụng của GIS ................................................................................. 42
2.4. ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SURFER .................................................................... 42
Khái niệm ............................................................................................................................... 42
Chức năng và ứng dụng của Surfer ............................................................................ 42
SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương
ThS. Trần Thị Kim

i


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ứng dụng mô hình MIKE 11 để tính toán sự xâm nhập mặn ảnh hưởng đến các nhà máy cấp nước
vùng TP.Hồ Chí Minh

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ................................................................... 44
3.1. THIẾT LẬP VÀ TÍNH TOÁN MÔ HÌNH THỦY LỰC ....................................... 44
Vùng tính toán ..................................................................................................................... 44
Thiết lập lưới tính toán ..................................................................................................... 44
Thiết lập bộ thông số mô hình ...................................................................................... 46
Hiệu chỉnh mô hình thủy lực ......................................................................................... 48
Kiểm định mô hình thủy lực .......................................................................................... 53
3.2. THIẾT LẬP VÀ TÍNH TOÁN LAN TRUYỀN MẶN MIKE 11AD .................... 56
Thiết lập mô hình tính ....................................................................................................... 56
Điều kiện ban đầu và điều kiện biên .......................................................................... 57
Hiệu chỉnh mô hình lan truyền mặn ........................................................................... 57
3.3. XÂY DỰNG KỊCH BẢN XÂM NHẬP MẶN ỨNG VỚI ĐIỀU KIỆN BIÊN ĐỔI
KHÍ HẬU ...................................................................................................................... 60
Cơ sở xây dựng KB xâm nhập mặn dưới tác động của nước biển dâng .... 60
Xác định tiêu chí lựa chọn các ranh giới mặn (RGM) ........................................ 61
Phân tích diễn biến mặn theo các kịch bản BĐKH .............................................. 62
Đánh giá khả năng đẩy mặn của các hồ chứa ........................................................ 75
3.4. ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA CÔNG TRÌNH NGĂN TRIỀU ĐỐI VỚI XÂM
NHÂM NHẬP MẶN ..................................................................................................... 76
Sơ lược vị trí và đặc điểm các công trình theo quy hoạch đến năm 2019 . 76
Kết quả mô hình trong trường hợp có công trình ngăn triều ........................... 80
3.5. Đề xuất giải pháp thích ứng với xâm nhập mặn ..................................................... 83
Nghiên cứu lấy nước từ đầu nguồn............................................................................. 83
Xây dựng hồ trữ nước thô ............................................................................................... 84
Đầu tư nhà máy công nghệ biến nước mặn thành nước ngọt .......................... 85
Xây dựng hệ thống dự trữ và xử lý nước mưa ....................................................... 86
KẾT KUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................... 88
KẾT LUẬN ................................................................................................................... 88
KIẾN NGHỊ ................................................................................................................... 89
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 90
PHỤ LỤC ..................................................................................................................... 92

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương
ThS. Trần Thị Kim

ii


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ứng dụng mô hình MIKE 11 để tính toán sự xâm nhập mặn ảnh hưởng đến các nhà máy cấp nước
vùng TP.Hồ Chí Minh

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
NMN

Nhà máy nước

TPHCM

Thành phố Hồ Chí Minh

BĐKH

Biến đổi khí hậu

DHI

Daish Hydraulic Institute (Viện Thủy lực Đan Mạch)

TNMT

Tài nguyên Môi trường

TCT

Tổng công ty

TB

Trạm bơm

HTCN

Hệ thống cấp nước

MLCN

Mạng lưới cấp nước

TBNN

Trung bình năm năm

BQ

Bình quân

HD

HydroDynamic

AD

Advection-Dipersion

GIS

Geographic Information System

KB

Kịch bản

RM

Ranh mặn

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương
ThS. Trần Thị Kim

iii


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ứng dụng mô hình MIKE 11 để tính toán sự xâm nhập mặn ảnh hưởng đến các nhà máy cấp nước
vùng TP.Hồ Chí Minh

DANH MỤC BẢNG
Bảng.1 Các tài liệu chính thu thập................................................................................... 4
Bảng 1.1 Chiều dài truyền triều của các nhánh sông chính .......................................... 18
Bảng 1.2 Thống kê dân và tỷ lệ gia tăng dân số tự nhiên TP.HCM .............................. 21
Bảng 1.3 Nhu cầu sử dụng nước ................................................................................... 22
Bảng 1.4 Thống kê NMN TP.Hồ Chí Minh .................................................................. 24
Bảng 1.5 Mô tả các nhà máy cấp nước .......................................................................... 26
Bảng 1.6 Kết quả thực đo về các chỉ tiêu độ mặn, độ chua, độ đục, độ dẫn điện ......... 32
Bảng 3.1 Bảng tương quan mực nước các trạm hạ nguồn ............................................ 47
Bảng 3.2 tọa độ các trạm hiệu chỉnh mô hình ............................................................... 48
Bảng 3.3 Tiêu chuẩn đánh giá hệ số Nash..................................................................... 49
Bảng 3.4 Tiêu chuẩn đánh giá hệ số tương quan (Theo Moriasi, 2007) ...................... 49
Bảng 3.5 Hệ số nhám trên các nhánh sông chính sau khi hiệu chỉnh ........................... 50
Bảng 3.6 Chỉ số NSE và R2 sau khi hiệu chỉnh ............................................................ 51
Bảng 3.7 Chỉ số Nash và R2 khi kiểm định mô hình .................................................... 53
Bảng 3.8 Tổng hợp bộ thông số thủy lực ...................................................................... 56
Bảng 3.9 Tọa độ và thời gian hiệu chỉnh mặn ............................................................... 56
Bảng 3.10 Các biên mặn của mô hình Mike 11AD....................................................... 57
Bảng 3.11 Chỉ số NSE sau khi hiệu chỉnh lan truyền mặn ........................................... 58
Bảng 3.12 Mực nước biển dâng theo kịch bản phát thải cao so với năm 2016 ............. 60
Bảng 3.13 Giới hạn độ mặn của nước mặt cho từng mục đích ..................................... 62
Bảng 3.14 Vùng an toàn dùng được cho mục đích cấp nước sinh hoạt ........................ 65
Bảng 3.15 Vùng an toàn dùng được cho mục đích cấp nước sinh hoạt ........................ 66
Bảng 3.16 Vùng an toàn dùng được cho mục đích cấp nước tưới tiêu thủy lợi hoặc các
mục đích sử dụng khác có yêu cầu chất lượng nước tương tự ...................................... 67
Bảng 3.17 Vùng an toàn dùng được cho mục đích cấp nước phù hợp với ................... 68
Bảng 3.18 Thông số chính của các cống ngăn triều ...................................................... 78
Bảng 3.19 Quy tắc vận hành các cống ngăn triều ......................................................... 80

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương
ThS. Trần Thị Kim

iv


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ứng dụng mô hình MIKE 11 để tính toán sự xâm nhập mặn ảnh hưởng đến các nhà máy cấp nước
vùng TP.Hồ Chí Minh

DANH MỤC HÌNH
Hình.1 Sơ đồ cấp nước .................................................................................................... 5
Hình.2 Bản đồ phạm vi nghiên cứu mở rộng .................................................................. 6
Hình 1.1 Các vùng kinh tế trọng điểm phía Nam .......................................................... 11
Hình 1.2 Bản đồ hành chính TP.Hồ Chí Minh (Tỷ lệ 1:300.000) ................................. 12
Hình 1.3 Bản đồ phân bố sông ngòi khu vực hạ lưu sông Sài Gòn-Đồng Nai ............. 16
Hình 1.4 Quá trình mực nước thể hiện giao động trong ngày ....................................... 17
Hình 1.5 Hướng truyền triều lên khu vực hạ lưu sông Sài Gòn-Đồng Nai ................... 19
Hình 1.6 Tổng GDP hàng năm của thành phố .............................................................. 20
Hình 1.7 Đồ thị dự báo cấp nước đến năm 2020 ........................................................... 21
Hình 1.8 Sơ đồ hệ thống cấp nước TP.Hồ Chí Minh .................................................... 23
Hình 1.9 Biểu đồ độ mặn đầu mùa khô năm 2016-TP.Hồ Chí Minh ............................ 33
Hình 2.1 Khung định hướng nghiên cứu ....................................................................... 36
Hình 2.2 Sơ đồ mô tả phương trình liên tục .................................................................. 38
Hình 2.3 Sơ đồ dòng chảy giữa hai mặt cắt tính toán ................................................... 38
Hình 2.4 Sơ đồ Abbott-Ionescu ..................................................................................... 39
Hình 3.1 Bản đồ vùng tính toán..................................................................................... 44
Hình 3.2 Mạng lưới tính trong mô hình Mike 11 .......................................................... 45
Hình 3.3 Mặt cắt tính toán trên nhánh sông Sài Gòn .................................................... 46
Hình 3.4 Đồ thị mực nước và lưu lượng trạm Bình Phước sau khi hiệu chỉnh ............. 52
Hình 3.5 Đồ thị mực nước và lưu lượng trạm Cát Lái sau khi hiệu chỉnh .................... 52
Hình 3.6 Đồ thị mực nước và lưu lượng trạm Nhà Bè sau khi hiệu chỉnh.................... 52
Hình 3.7 Mực nước và lưu lượng trạm Bình Phước sau khi kiểm định ........................ 54
Hình 3.8 Mực nước và lưu lượng trạm Cát Lái sau khi kiểm định ............................... 54
Hình 3.9 Mực nước và lưu lượng trạm Cát Lái sau khi kiểm định ............................... 54
Hình 3.10 Tổng hợp chỉ số NSE và R2 trong hiệu chỉnh Mike 11HD.......................... 55
Hình 3.11 Độ mặn tại trạm Nhà Bè sau khi hiệu chỉnh................................................ 59
Hình 3.12 Độ mặn trạm Cát Lái sau khi hiệu chỉnh ..................................................... 59
Hình 3.13 Diễn biến độ mặn theo thời gian trên sông Sài Gòn (KB 1) ........................ 63
SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương
ThS. Trần Thị Kim

v


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ứng dụng mô hình MIKE 11 để tính toán sự xâm nhập mặn ảnh hưởng đến các nhà máy cấp nước
vùng TP.Hồ Chí Minh

Hình 3.14 Diễn biến độ mặn theo mặt cắt sông trên sông Sài Gòn............................... 64
Hình 3.15 Diễn biến độ mặn theo mặt cắt sông trên sông Đồng Nai ............................ 64
Hình 3.16 Bản đồ mặn khu vực thành phố Hồ Chí Minh hiện trạng năm 2013 ........... 70
Hình 3.17. Bản đồ mặn kịch bản phát thải cao khu vực TP.HCM năm 2020 ............... 71
Hình 3.18. Bản đồ mặn kịch bản phát thải cao khu vực TP.HCM năm 2030 ............... 72
Hình 3.19 Bản đồ mặn kịch bản phát thải cao khu vực TP.HCM năm 2050 ................ 73
Hình 3.20Bản đồ mặn kịch bản phát thải cao khu vực TP.HCM năm 2070 ................. 74
Hình 3.21 Vị trí cách ranh mặn trên nhánh Sài Gòn năm 2013 .................................... 76
Hình 3.22 Vị trí cách ranh mặn trên nhánh Đồng Nai năm 2013.................................. 76
Hình 3.23 Vị trí các cống ngăn triều đang xây dựng khu vực Tp.Hồ Chí Minh ........... 77
Hình 3.24 Phối cảnh cống ngăn triều Bến Nghé ........................................................... 79
Hình 3.25 Phối cảnh cống ngăn triều Tân Thuận .......................................................... 79
Hình 3.26 Công trình đang thi công tại điểm cống Tân Thuận ..................................... 80
Hình 3.27. Đồ thị thể hiện hiệu quả ngăn mặn xâm nhập của cống Bến Nghé ............. 82
Hình 3.28 Đồ thị thể hiện hiệu quả ngăn mặn xâm nhập trên nhánh kênh Đôi ........... 82
Hình 3.29 Đồ thị thể hiện hiệu quả ngăn mặn xâm nhập trên nhánh Sài Gòn .............. 83
Hình 3.30 Sơ đồ đường cấp nước ................................................................................. 84
Hình 3.31 vị trí dự kiến xây dựng hồ trữ nước .............................................................. 85
Hình 3.32 Sơ đồ công nghệ xử lý nước mặn thành nước ngọt ..................................... 86

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương
ThS. Trần Thị Kim

vi


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ứng dụng mô hình MIKE 11 để tính toán sự xâm nhập mặn ảnh hưởng đến các nhà máy cấp nước
vùng TP.Hồ Chí Minh

PHẦN MỞ ĐẦU
1.

ĐẶT VẤN ĐỀ

Biến đổi khí hậu đang là vấn đề được toàn nhận loại quan tâm, nó tác động trực
tiếp đến đời sống kinh tế – xã hội và môi trường toàn cầu. Biểu hiện là sự thay đổi nhiệt
độ, lượng mưa, mực nước biển ngày càng dâng cao…, gián tiếp ảnh hưởng đến quá trình
xâm nhập mặn và đặc biệt ảnh hưởng đến chất lượng nước mặt. Vào mùa kiệt, nhiệt độ
trung bình gia tăng, lượng mưa giảm khiến cho lưu lượng nước phía thượng nguồn giảm,
kết hợp với mực nước biển dâng dẫn đến nước mặn từ biển xâm nhập sâu vào nội địa.
Vì vậy mà hiện nay có nhiều nghiên cứu quan tâm đến vấn đề xâm nhập mặn ở các cùng
cửa sông, cửa biển.
Trong những năm gần đây, nguồn nước trên sông Sài Gòn độ mặn ngày càng tăng
cao và chưa có xu hướng giảm. Tình trạng thiếu nước, xâm nhập mặn trong mùa khô
diễn ra ngày càng gay gắt, ảnh hưởng trực tiếp đến hệ thống cấp nước cho TP.HCM.
Mặc dù đã chủ động thực hiện nhiều biện pháp nhưng các công ty cấp nước vẫn gặp
nhiều khó khăn và các nhà máy phải ngưng lấy nước thô trong nhiều thời điểm do độ
mặn vượt quy chuẩn cho phép, chi phí vận hành sản xuất nước sạch gia tăng. Theo kết
quả khảo sát của Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam, tháng 4/2016, tại trạm bơm nước
thô Hòa Phú (nằm trên sông Sài Gòn thuộc huyện Củ Chi) cho thấy từ cuối tháng 12016 đến nay, độ mặn thường xuyên trên ngưỡng 150 mg/lít. Đặc biệt, có những thời
điểm độ mặn vượt 250 mg/lít nhiều đợt, mỗi đợt kéo dài 2-3 giờ buộc Nhà máy nước
(NMN) Tân Hiệp (huyện Hóc Môn) phải ngừng lấy nước thô tổng cộng 15 giờ. Tại khu
vực cầu Hóa An (vị trí khai thác nước thô của các NMN Thủ Đức, BOO Thủ Đức, Thủ
Đức 3) độ mặn có xu hướng tăng và gây ra nhiều khó khăn cho vận hành, sản xuất. Từ
việc nguồn nước thô đầu vào của các nhà máy bị nhiễm mặn cao dẫn đến tình trạng thiếu
nước sạch sử dụng ngày càng diễn ra thương xuyên. Để tìm hiều về tình hình xâm nhập
mặn hiện trạng và diễn biến trong tương lai nhằm kịp thời dự báo và đưa ra những giải
pháp hợp lý bảo vệ, xử lý nguồn nước , luận văn sẽ trình bày về “Nghiên cứu ứng dụng
mô hình Mike 11 để tính toán sự xâm nhập mặn ảnh hưởng đến các nhà máy cấp
nước vùng Thành phố Hồ Chí Minh”.
2.

MỤC TIÊU ĐỀ TÀI

a.

Mục tiêu chung

Đề tài thực hiện nhằm mục tiêu tính toán, mô phỏng diễn biến dịch chuyển ranh
giới mặn của các sông chính và sự ảnh hưởng tới các vị trí lấy nước khu vực TP.Hồ Chí
Minh trong điều liện biến đổi khí hậu - nước biển dâng.
SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương
ThS. Trần Thị Kim

1


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ứng dụng mô hình MIKE 11 để tính toán sự xâm nhập mặn ảnh hưởng đến các nhà máy cấp nước
vùng TP.Hồ Chí Minh

b.

Mục tiêu cụ thể

Để hướng tới mục tiêu chung mà luận văn đã đề ra cần vạch định rõ những mục
tiêu cụ thể phải hoàn thành như sau:
- Mô phỏng được hiện trạng xâm nhập mặn tại TPHCM năm 2013 (xây dựng làm
trường hợp cơ sở).
- Mô phỏng diễn biến xâm nhập mặn trong tương lai ứng với các kịch bản BĐKH
năm 2020, 2030, 2050 và 2070.
- Xây dựng bản đồ xâm nhập mặn khu vực nghiên cứu ứng với kịch bản BĐKH.
- Đánh giá hiệu quả của các công trình cống ngăn triều đối với độ mặn tại các vị trí
lấy nước trong tương lai.
- Đánh giá được mức độ xâm nhập mặn ảnh hưởng đến các vị trí lấy nước cho năm
hiện trạng cũng như tương lai.
- Đề xuất một số giải pháp thích ứng và giảm thiểu xâm nhập mặn góp phần phục
vụ cấp nước an toàn.
3.

NỘI DUNG ĐỀ TÀI

Nhằm đạt được mục tiêu nghiên cứu đã nêu trên, các nội dung sau sẽ được triển
khai thực hiện trong luận văn:
Nội dung 1: Tìm hiểu về tổng quan điều kiện tự nhiên, kinh tế- xã hội, hiện trạng
xâm nhập mặn vùng hạ du sông Sài Gòn-Đồng Nai và tình hình cấp nước TP.Hồ Chí
Minh. Trong nội dung này cần tiến hành thu thập các thông tin về vị trí địa lý, khí hậu,
chế độ thủy văn và chế độ triều của thành phố. Bên cạnh đó cần tổng hợp các điều kiện
kinh tế-xã hội cũng như hiện trạng chất lượng nước, xâm nhập mặn vùng hạ lưu nghiên
cứu. Và để phục vụ cho phân tích mức độ ảnh hưởng của xâm nhập mặn đến các NMN,
luận văn sẽ thống kê đặc điểm của mạng lưới cấp nước toàn thành phố.
Nội dung 2: Tính toán chế độ thủy lực sông trong khu vực. Để tính toán chế độ
thủy lực sông cần thiết lập bộ thông số tính toán cho mô hình MIKE 11HD. Sau khi xây
dựng được thông số sẽ tiến hành các bước hiệu chỉnh và kiểm định để xem xét mức độ
tin cậy của mô hình, chọn ra bộ thông số ổn định để sử dụng tính toán cho các kịch bản.
Đánh giá dựa vào tiêu chuẩn Nash-Sutcliffe (NSE) và hệ số tương quan R2.
Nội dung 3: Tính toán modun truyền tải khuếch tán Mike 11AD trên mạng sông.
Sau khi có được bộ thông số MIKE 11HD, luận văn tiếp tục thiết lập thông số cho môdun
truyền tải khuếch tán MIKE 11AD và tiến hành các bước hiệu chỉnh thông số để xem
độ chính xác của mô hình tương tự như MIKE 11HD. Cuối cùng đưa ra bộ thông số sử
SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương
ThS. Trần Thị Kim

2


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ứng dụng mô hình MIKE 11 để tính toán sự xâm nhập mặn ảnh hưởng đến các nhà máy cấp nước
vùng TP.Hồ Chí Minh

dụng cho mô hình và tính toán mô phỏng xâm nhập mặn năm 2013 làm trường hợp cơ
sở.
Nội dung 4: Tính toán mô phỏng mức độ xâm nhập mặn trong tương lai cho khu
vực dựa theo kịch bản Biến đổi khí hậu của GS.TS Nguyễn Kỳ Phùng-ĐH Tài nguyên
& Môi trường TPHCM, xây dựng bằng mô hình Simclim. Xây dựng các kịch bản xâm
nhập mặn cho các năm 2020, 2030, 2050 và 2070 theo kịch bản BĐKH trong trường
hợp phát thải cao và không có công trình ngăn triều. Trích xuất dữ liệu tính toán từ mô
hình và xây dựng bản đồ xâm nhập mặn ứng với từng năm, từ đó mô phỏng diễn biến
xâm nhập mặn trong tương lai và đánh giá mức độ ảnh hưởng đến các vị trí lấy nước
cho từng trường hợp. Tính toán bổ sung trường hợp xâm nhập mặn trong điều kiện sử
dụng cống ngăn triều tại các nhánh sông. So sánh kết quả giữa hai trường hợp và đánh
giá hiệu quả ngăn mặn của các công trình.
Nội dung 5: Đề xuất một số giải pháp thích ứng với tình hình xâm nhập mặn tại
khu vực TPHCM cho vấn đề cấp nước an toàn.
4.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Trong luận văn đã sử dụng một số phương pháp hỗ trợ để xây dựng và hoàn thành
kết quả. Các phương pháp nghiên cứu chính được sử dụng suốt quá trình thực hiện luận
văn bao gồm:
a.

Phương pháp kế thừa tài liệu

Đây là phương pháp cho phép sử dụng các kết quả của các nghiên cứu tương tự để
làm dữ liệu hoặc tài liệu cho sử dụng. Luận văn kế thừa một số tài liệu có liên quan đến
đề tài nghiên cứu, các chuyên đề và báo cáo có liên quan đến vấn đề xâm nhập mặn
nhằm phân tích hiện trạng, quá trình, diễn biến và các tác nhân ảnh hưởng đến xâm nhập
mặn, ví dụ như chuyên đề “Xây dựng tập bản đồ khí tượng thủy văn cho Tp.Hồ Chí
Minh”.
b.

Phương pháp thu thập và xử lý số liệu

Phương pháp này giúp thu thập, tổng hợp, khai thác có hiệu quả những số liệu thực
tế, rút ra được các nhận xét kết luận khoa học, khách quan đối với những vấn đề cần tìm
hiểu. Thu thập số liệu bằng cách truy cập, tìm kiếm thông tin từ mạng internet qua các
trang web chính phủ, cơ quan uy tín và từ các cơ quan chuyên nghành có liên quan như:
Cục thống kê TP. Hồ Chí Minh, Viện Quy hoạch Thủy lợi miền Nam, Đài khí tượng
thủy văn khu vực Nam Bộ, Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam, Đài Khí tượng Thủy
văn khu vực Nam bộ, Viện Khí tượng Thủy văn Hải văn và Môi trường... Bên cạch đó,

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương
ThS. Trần Thị Kim

3


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ứng dụng mô hình MIKE 11 để tính toán sự xâm nhập mặn ảnh hưởng đến các nhà máy cấp nước
vùng TP.Hồ Chí Minh

luận văn tổng hợp thông tin và các số liệu cần thiết thông qua các báo cáo, đề tài liên
quan và các nguồn thông tin tin cậy cẩn thiết phục vụ cho việc thực hiện đề tài.
Một số tài liệu chính được thu thập phục vụ trong luận văn là:
Bảng.1 Các tài liệu chính thu thập
STT

c.

Tên tài liệu

Năm

Đơn vị

1

Bản đồ địa hình và độ cao
TP.Hồ Chí Minh

2015

Sở Khoa học công nghệ, Viện Địa
lý tài nguyên TPHCM

2

Dữ lưu lượng, mực nước thực
đo tại các trạm quan trắc

2013

Viện Khí tượng Thủy văn-Hải văn
và Môi trường

3

Dữ liệu mặn thực đo

2013

Đài Khí tượng Thủy văn khu vực
Nam Bộ

4

Tài liệu về mặt cắt sông,

2013 Viện Quy hoạch Thủy lợi miền Nam

5

Số liệu biên thượng lưu

2013

Ban quản lý hồ Trị An, Phước Hòa,
Dầu Tiếng

Số liệu biên hạ lưu

2013

Đài Khí tượng thủy văn khu vực
Nam Bộ

6

Dữ liệu mặn hiện trạng 2016

2016 Viện Quy hoạch Thủy lợi miền Nam

7

Kịch bản BĐKH năm 2016

2016

Ủy ban liên Chính phủ về Biến đổi
khí hậu (IPCC) và BTNMT

Phương pháp mô hình toán MIKE 11

Mike 11 là sản phẩm phần mềm kỹ thuật chuyên môn được phát triển bởi các
chuyên gia thuộc Viện kỹ thuật Tài nguyên nước và Môi trường Đan Mạch (DHI Water
& Environment). Đây là phần mềm chuyên mô phỏng lưu lượng, chất lượng nước và
vận chuyển bùn cát ở cửa sông, sông, hệ thống tưới…Mike 11 dựa trên khái niệm của
Mike Zero bao gồm: giao diện người dùng, đồ họa tích hợp trong Windows. Đây là công
cụ lập mô hình động lực một chiều và thân thiện với người sử dụng nhằm phân tích chi
tiết, thiết kế, quản lý và vận hành cho hệ thống sông và kênh dẫn đơn giản hay phức tạp.
Với môi trường đặc biệt thân thiện với người sử dụng, linh hoạt và tốc độ, mô hình cung
SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương
ThS. Trần Thị Kim

4


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ứng dụng mô hình MIKE 11 để tính toán sự xâm nhập mặn ảnh hưởng đến các nhà máy cấp nước
vùng TP.Hồ Chí Minh

cấp một môi trường thiết kế hữu hiệu về kỹ thuật công trình, tài nguyên nước, quản lý
chất lượng nước và các ứng dụng quy hoạch.
Thủy động lực (HD: Hydrodynamic) là một phần trọng tâm của hệ thống mô hình
Mike 11, cơ sở cho hầu hết các module khác bao gồm dự báo lũ (FF: Flood Forecast),
truyền tải (AD: Advection-Dipersion), chất lượng nước (ECOLab), module vận chuyển
bùn cát không kết dính (ST: Sediment Transport)…
Trong luận văn, mô đun thủy động lực HD được thiết lập để tính toán thủy lực
trong sông, sau đó, mô đun truyền tải khuếch tán AD sẽ được ứng dụng để tính toán lan
truyền mặn trên các sông chính thuộc lưu vực sông Sài Gòn-Đồng Nai.
d.

Phương pháp hệ thống thông tin địa lý GIS và phần mềm nội suy Surfer

Luận văn sử dụng phần mềm Surfer để nội suy đường đồng mức mặn từ kết quả
trích xuất của mô hình Mike 11, sử dụng ArcGIS để thành lập số hóa chỉnh sửa mạng
sông và ranh giới TP.Hồ Chí Minh. Bên cạnh đó, sử dụng ArcGIS để trình bày, biên tập
bản đồ thể hiện sự dịch chuyển của các ranh mặn theo từng kịch bản.
5.

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

a.

Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của luận văn hướng đến là: diễn biến xâm nhập mặn trên
sông và ảnh hưởng của nó tới các nhà máy cấp nước khu vực TP. Hồ Chí Minh

Hình 1 Sơ đồ cấp nước
SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương
ThS. Trần Thị Kim

5


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ứng dụng mô hình MIKE 11 để tính toán sự xâm nhập mặn ảnh hưởng đến các nhà máy cấp nước
vùng TP.Hồ Chí Minh

Hiện tại NMN Tân Hiệp sử dụng nước từ trạm bơm thô Hòa Phú (Củ Chi), thuộc
nhánh sông Sài Gòn; NMN Thủ Đức sử dụng nước từ trạm Hóa An thuộc nhánh Đồng
Nai, vì vậy luận văn tập trung xem xét mức độ ảnh hưởng của XNM tới 2 trạm bơm này.
b.

Phạm vi nghiên cứu

Hình 2 Bản đồ phạm vi nghiên cứu mở rộng
Phạm vi nghiên cứu của luận văn là khu vực sông Sài Gòn thuộc thành phố Hồ Chí
Minh. Nhưng vì chế độ thủy lực trên sông Sài Gòn chịu ảnh hưởng và chi phối của 3 hồ
điều tiết nước phía thượng lưu là hồ Trị An phía thượng nguồn sông Đồng Nai (huyện
Vĩnh Cửu, Đồng Nai), hồ Dầu Tiếng phía thượng nguồn sông Sài Gòn (Tây Ninh) và hồ
Phước Hòa phía thượng nguồn sông Bé (huyện Phú Giáo, Bình Dương), thêm vào đó là
các nhánh sông Vàm Cỏ nên cần mở rộng khu vực nghiên cứu tương ứng với các biên
trên (Hình 2).
6.

Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

a.

Ý nghĩa khoa học

Luận văn đánh giá được một cách tương đối những diễn biến, tác động của quá
trình xâm nhập mặn trước những ảnh hưởng của biến đổi khí hậu như mực nước biển

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương
ThS. Trần Thị Kim

6


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ứng dụng mô hình MIKE 11 để tính toán sự xâm nhập mặn ảnh hưởng đến các nhà máy cấp nước
vùng TP.Hồ Chí Minh

dâng, thay đổi chế độ triều cường, chế độ thủy lực và thủy văn…gây ảnh hưởng đến
chất lượng nước cấp của nhà máy cấp nước thành phố Hồ Chí Minh.
Bên cạnh đó, luận văn còn dự báo, đưa ra đề xuất các định hướng giải pháp ứng
phó quá trình xâm nhập mặn trên địa bàn nghiên cứu, đóng góp cơ sở khoa học cho việc
xây dựng và triển khai các kế hoạch hành động như: điều chỉnh quy hoạch tổng thể cho
khu vực, điều tiết chế độ xả nước của các hồ phía thượng lưu, phát triển các công nghệ
mới trong nhà máy xử lý nước cấp để thích ứng với tình hình xâm nhập mặn, xây dựng
và hoàn thiện hệ thống công trình thủy lợi giữ nước ngọt cho khu vực, xây dựng đập
ngầm và đê biển đê sông.
b.

Ý nghĩa thực tiễn

Các kết quả của nghiên cứu cung cấp dữ liệu về mức độ xâm nhập mặn của nước
sông Sài Gòn trong điều kiện hiện biến đổi khí hậu-nước biển dâng trong tương lai và
có thể được sử dụng như cơ sở và thực tiễn cho việc hoạch định các đề án liên quan đến
quá trình xâm nhập mặn, đề ra các phương hướng ứng phó, giải quyết cho ban quản lý
dự án nhà máy cấp nước trên địa bàn TP.Hồ Chí Minh.

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương
ThS. Trần Thị Kim

7


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ứng dụng mô hình MIKE 11 để tính toán sự xâm nhập mặn ảnh hưởng đến các nhà máy cấp nước
vùng TP.Hồ Chí Minh

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1.

TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
Các nghiên cứu trên thế giới

Vấn đề xâm nhập mặn đang được nhiều quốc gia trên thế giới quan tâm.Tính đến
thời điểm hiện tại đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về sự xâm nhập mặn. Điển hình
như : “Mathematical modelling of salt water intrusion in a Northern Portuguese estuary”
đã nghiên cứu sự xâm nhập mặn ở vùng cửa sông Lima, khu Tây Bắc của bán đào Iberia
dựa trên mô hình thủy động lực học và khối lượng mô hình vận chuyển hai chiều (WESHL, 1996, WES-HL, 2000) đã tính toán được khoảng cách mặn xâm nhập tiến vào trong
sông, cách cửa sông khoảng 12km về phía thượng lưu, điều này rất bất lợi khi vào mùa
xuân có dòng nước chảy chậm (José L.S Pinho và José M.P Vieria, 2003).
Bên cạnh đó đề tài “Simulation of seawater intrusion into the tymbaki aquifer,
south central cret, greece” của tác giả Savvas N.Paritsis tính toán sự khác biệt giữa khu
vực phía Nam và khu vực phía Bắc bờ biển khi mặn xâm nhập sâu nội địa dựa trên mô
hình SEAWAT đã cho thấy được nguyên nhân mặn xâm nhập nhiều vào phái Bắc và
phía Nam là do ảnh hưởng bởi sự bổ cập nước từ con sông Geropotamos (Savvas
N.Paritsis, 2005).
Ngoài ra, có nhiều các nghiên cứu tương tự đã thành công như “Simulation of
seawater intrustion in coastal Aquifers: Forty-Five-Year exploitation in an Eastern Coast
Aquifer in NE Tunisia” của nhóm tác giả N.Gaaloyl, F.Pliakas, A.Kallioras, C.Schuth
and P.Marinos đã cải tiến bằng sử dụng mô hình 3D để mô phỏng sự lan truyền mặn ở
các tầng ngầm ven biển, kết quả cho thấy rằng mặn bắt đầu xâm nhập vào những năm
1960 và hầu hết là do nước biển lấn sâu vào, xảy ra phần lớn ở tầng chứa nước vùng bờ
biển phía Đông (N.Gaaloyl, F.Pliakas, A.Kallioras and P.Marinos, 2004).
Có thể nhận thấy rằng mức độ ảnh hưởng của việc nước bị nhiễm mặn ảnh hưởng
lớn đến đời sống của con người, và các nhà khoa học đã và đang tiếp tục phát triển,
nghiên cứu nhiều hơn các quá trình xâm nhập mặn và đưa ra các dự báo về sự thay đổi
trong tương lai.
Các nghiên cứu trong nước
Từ nhiều năm nay, ở Việt Nam, hiện tượng mặn lấn sâu vào nội địa đang dần trở
nên gay gắt, đặc biệt là các vùng giáp cửa sông, cửa biển. Có rất nhiều nhà khoa học đã
tiến hành nghiên cứu về chế độ thủy văn, thủy lực và diễn biến mặn theo thòi gian, cụ
thể như:
SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương
ThS. Trần Thị Kim

8


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ứng dụng mô hình MIKE 11 để tính toán sự xâm nhập mặn ảnh hưởng đến các nhà máy cấp nước
vùng TP.Hồ Chí Minh

Đề tài “Phân tích mối quan hệ giữa lượng nước xả xuống sông Sài Gòn từ hồ Dầu
Tiếng với hiệu quả đẩy mặn” của nhóm tác giả Nguyễn Bình Dương, Đinh Công Sản và
các cộng sự năm 2013. Nghiên cứu này trình bày về quản lý và phát triển bền vững hệ
thống công trình hồ Dầu Tiếng phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng kinh tế trọng điểm
phía Nam, nhóm nghiên cứu bước đầu đã tiến hành ứng dụng mô hình MIKE 11 mô
phỏng xâm nhập mặn hệ thống sông Sài Gòn- Đồng Nai từ số liệu thực đo giai đoạn
năm 2000-2006. Trên cơ sở đó, một số kịch bản có sự tham gia xả nước của các hồ Dầu
Tiếng, Trị An, Phước Hòa để đẩy mặn trên sông Sài Gòn đã được tính toán (có tính đến
mực nước biển dâng). Mục tiêu của nghiên cứu là tối ưu hóa hiệu quả đẩy mặn với sự
phối hợp xả nước từ các hồ phía thượng nguồn, phục vụ cho phát triển vùng kinh tế
trọng điểm phía Nam. Nghiên cứu đã đưa ra kết luận xâm nhập mặn trên sông Sài Gòn
phụ thuộc vào các yếu tố chính như: mức độ sử dụng nước lưu vực sông, chế độ triều
(nước biển dâng) và lưu lượng xả nước từ các hồ thượng nguồn, bên cạnh đó hồ Dầu
Tiếng tuy có lưu lượng xả kém hơn hồ Trị An nhưng khả năng đóng góp vào việc đẩy
mặn trên sông Sài Gòn lại rất lớn. Do vậy, trong việc xả nước đẩy mặn trên sông Sài
Gòn, hồ Dầu Tiếng là nguồn hiệu quả để đối phó với nguy cơ xâm nhập mặn (Nguyễn
Bình Dương, Đinh Công Sản và các cộng sự, 2013).
Ngoài ra, đề tài “Dự báo xâm nhập mặn trên các sông chính tỉnh Quảng Trị theo
các kịch bản phát triển kinh tế xã hội đến năm 2020” của nhóm tác giả Trần Ngọc Anh,
và các cộng sự đã áp dụng Mike 11 để dự báo tình hình xâm nhập mặn đến năm 2020.
Các điều kiện biên được kết hợp giữa việc dự báo tình hình sử dụng nước thượng nguồn,
kết hợp với các kịch bản nước biển dâng. Kết quả mô phỏng bằng mô hình cho thấy,
đến năm 2020 mặn có thể xâm nhập khá sâu vào đồng bằng. Điều đó sẽ đặt ra những
thách thức cho các hoạt động canh tác cây nông nghiệp sử dụng nguồn nước tưới từ sông
nhưng đồng thời cũng tạo ra thời cơ tăng diện tích sản xuất cho nghành nuôi trồng thủy
sản nước lợ. Tính đến năm 2020, kể cả trong trường hợp bất lợi nhất, sự dâng nước biển
do hiện tượng ấm lên toàn cầu chưa có ảnh hưởng đáng kể đến tình hình xâm nhập mặn
trên các khu vực sông chính tỉnh Quảng Trị (Trần Ngọc Anh và các cộng sự, 2012).
Đề tài “Ứng dụng mô hình Mike 11 dự báo thử nghiệm xâm nhập mặn vùng hạ lưu
sông Vu Gia” của nhóm tác giả Nguyễn Thế Hùng vàNguyễn Hữu Thêm (trường ĐH
bách khoa, ĐH Đà Nẵng) đã áp dụng mô hình Mike 11 để dự báo xâm nhập mặn vùng
hạ lưu sông Vu Gia. Qua tính toán hiệu chỉnh và kiểm định mô hình đã tìm được bộ
thông số tương đối ổn định của mô hình để dự báo xâm nhập mặn vùng hạ lưu khu vực.
Mô hình đã dự báo thử nghiệm độ mặn nước sông tại 3 vị trí sau: cầu Nguyễn Văn Trỗi
(sông Hàn), trạm thủy văn Cẩm Lệ (sông Cẩm Lệ) và điểm đo mặn Cổ Mân (sông Vĩnh
Điện) trong mùa kiệt năm 2010. Với phương án dự báo bằng mô hình toán nhằm ứng
SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương
ThS. Trần Thị Kim

9


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ứng dụng mô hình MIKE 11 để tính toán sự xâm nhập mặn ảnh hưởng đến các nhà máy cấp nước
vùng TP.Hồ Chí Minh

phó và giảm thiểu đến mức thấp nhất các thiệt hại do nhiễm mặn gây ra trong sản xuất
nông nghiệp, đồng thời sử dụng trong công tác dự báo xâm nhập mặn cho hạ lưu sông
Vu Gia, thành phố Đà Nẵng (Nguyễn Thế Hùng, Nguyễn Hữu Thêm, 2008).
Để tìm hiểu xu hướng của xâm nhập mặn khu vực Đồng bằng sông Cửu Long đề
tài “Mô phỏng xâm nhập mặn đồng bằng sông Cửu Long dưới tác động của mực nước
biển dâng và sự suy giảm lưu lượng từ thượng nguồn” của nhóm tác giả Trần Quốc Đạt,
Nguyễn Hiếu Trung và các cộng sự đã mô phỏng cho những kịch bản khác nhau của
mực nước biển dâng và sự giảm lưu lượng thượng nguồn bằng mô hình Mike 11. Mô
hình được xây dựng dựa trên cơ sở dữ liệu của năm 1998 và 2005. Kết quả mô phỏng
xâm nhập mặn nặm 1998 được chọn làm kịch bản gốc so sánh với bốn kịch bản xâm
nhập mặn vào các năm 2020 và 2030. Bốn kịch bản này được xây dựng dựa trên kịch
bản CRES B2, kịch bản tăng diện tích nông nghiệp và kịch bản diện tích nông nghiệp
không đổi. Hai kịch bản đầu là mực nước biển dâng 14cm và lưu lượng thượng nguồn
giảm 11% và 22% (Trần Quốc Đạt, Nguyễn Hiếu Trung và các cộng sự, 2012).
1.2.

TỔNG QUAN KHU VỰC TP.HỒ CHÍ MINH
Đặc điểm tự nhiên

a.

Vị tií địa ý và địa hình

a1.

Vị trí địa lý

Theo tổng Cục thống kê TP.Hồ Chí Minh năm 2009, thành phố có diện tích là
2.095,239 km2, tổng dân số vào khoảng 7.123.340 người bao gồm các dân tộc như :
Việt, Hoa, Khơme, Chăm…và có tất cả 24 quận/huyện trực thuộc thành phố. Thành phố
Hồ Chí Minh nằm ở tọa độ từ 10°10' – 10°38' Bắc và 106°22' – 106°54' Đông và gồm
có bốn điểm cực:
 Cực Bắc là xã Phú Mỹ Hưng, huyện Củ Chi.
 Cực Tây là xã Thái Mỹ, huyện Củ Chi.
 Cực Nam là xã Long Hòa, huyện Cần Giờ.
 Cực Đông là xã Thạnh An, huyện Cần Giờ.
Nằm ở miền Nam Việt Nam, Thành phố Hồ Chí Minh cách Hà Nội 1.730 km theo
đường bộ, trung tâm thành phố cách bờ biển Đông 50 km theo đường chim bay. Và với
vị trí tâm điểm của khu vực Đông Nam Á, Thành phố Hồ Chí Minh là một trong những
đầu mối giao thông quan trọng về cả đường bộ, đường thủy và đường không, nối liền
các tỉnh trong vùng và còn là một cửa ngõ quốc tế. Phía Bắc thành phố giáp với tỉnh
Bình Dương, phía Tây Bắc giáp tỉnh Tây Ninh, phía Đông Bắc giáp tỉnh Đồng Nai và
SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương
ThS. Trần Thị Kim

10


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ứng dụng mô hình MIKE 11 để tính toán sự xâm nhập mặn ảnh hưởng đến các nhà máy cấp nước
vùng TP.Hồ Chí Minh

phía Tây-Tây Nam là tỉnh Long An và Tiền Giang (Hình 1.1), vị trí địa lý thuận lợi cho
phát triển kinh tế-xã hội.

Hình 1.1 Các vùng kinh tế trọng điểm phía Nam
a2. Địa hình
Theo Tổng cục thống kê TPHCM, thành phố nằm trong vùng chuyển tiếp giữa
miền Ðông Nam bộ và đồng bằng sông Cửu Long, địa hình tổng quát có dạng thấp dần
từ Bắc xuống Nam và từ Đông sang Tây. Nó có thể chia thành 3 tiều vùng địa hình.
Vùng cao nằm ở phía Bắc - Ðông Bắc và một phần Tây Bắc (thuộc bắc huyện Củ
Chi, đông bắc quận Thủ Ðức và quận 9), với dạng địa hình lượn sóng, độ cao trung bình
10-25 m và xen kẽ có những đồi gò độ cao cao nhất tới 32m, như đồi Long Bình (Q.9).
Vùng thấp trũng ở phía Nam-Tây Nam và Ðông Nam thành phố (thuộc các quận
9, 8,7 và các huyện Bình Chánh, Nhà Bè, Cần Giờ). Vùng này có độ cao trung bình trên
dưới 1m và cao nhất 2m, thấp nhất 0,5m.
Vùng trung bình được phân bố ở khu vực trung tâm thành phố, gồm phần lớn nội
thành, một phần các quận 2, 12, Thủ Đức, Hóc Môn. Độ cao trung bình 5-10m.
SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương
ThS. Trần Thị Kim

11


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ứng dụng mô hình MIKE 11 để tính toán sự xâm nhập mặn ảnh hưởng đến các nhà máy cấp nước
vùng TP.Hồ Chí Minh

Nhìn chung, địa hình thành phố Hồ Chí Minh không quá phức tạp, song cũng lại
đa dạng phong phú, có điều kiện để phát triển nhiều mặt.

Hình 1.2 Bản đồ hành chính TP.Hồ Chí Minh
(Tỷ lệ 1:300.000)
b.

Khí hậu

Theo các báo cáo thống kê của Tổng cục Thống kê Tp.Hồ Chí Minh năm 2009,
thành phố nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa cận xích đạo. Cũng như các tỉnh ở Nam
Bộ, đặc điểm chung của khí hậu Tp.HCM là nhiệt độ cao đều trong năm và có hai mùa
mưa - khô rõ rệt làm tác động chi phối môi trường cảnh quan sâu sắc. Mùa mưa từ tháng
SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương
ThS. Trần Thị Kim

12


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ứng dụng mô hình MIKE 11 để tính toán sự xâm nhập mặn ảnh hưởng đến các nhà máy cấp nước
vùng TP.Hồ Chí Minh

5 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau. Theo tài liệu quan trắc nhiều
năm của trạm Tân Sơn Nhất, qua các yếu tố khí tượng chủ yếu cho thấy rằng thành phố
có những đặc trưng khí hậu như sau:
Bức xạ: Lượng bức xạ dồi dào, trung bình khoảng 140 Kcal/cm2/năm. Số giờ nắng
trung bình/tháng là 160-270 giờ và nhiệt độ không khí trung bình vào khoảng 27oC
trong đó nhiệt độ cao tuyệt đối là 40oC, nhiệt độ thấp tuyệt đối là 13,8oC. Trong năm ,
tháng có nhiệt độ trung bình cao nhất là tháng 4 lên tới 28,8oC, tháng có nhiệt độ trung
bình thấp nhất là vào khoảng giữa tháng 12 đến tháng 1 năm sau, xấp xỉ 25,7oC. Hàng
năm có tới trên 330 ngày có nhiệt độ trung bình 25-28oC. Đây là điều kiện nhiệt độ và
ánh sáng thuận lợi cho sự phát triển các chủng loại cây trồng và vật nuôi đạt năng suất
sinh học cao, đồng thời đẩy nhanh quá trình phân hủy chất hữu cơ chứa trong các chất
thải, góp phần làm giảm ô nhiễm môi trường đô thị.
Lượng mưa: Lượng mưa tại thành phố tương đối cao, bình quân/năm 1.949 mm.
Số ngày mưa trung bình năm là 159 ngày và có khoảng 90% lượng mưa hàng năm tập
trung vào các tháng từ tháng 5 đến tháng 11; trong đó hai tháng 7 và 9 thường có lưu
lượng mưa cao nhất. Các tháng 1, 2, 3 mưa rất ít, lượng mưa không đáng kể. Trên phạm
vi không gian thành phố, lượng mưa phân bố không đều, có khuynh hướng tăng dần
theo trục Tây Nam - Ðông Bắc. Ðại bộ phận các quận nội thành và các huyện phía Bắc
thường có lượng mưa cao hơn các quận huyện phía Nam và Tây Nam.
Ðộ ẩm: Độ ẩm tương đối của không khí bình quân năm là 79,5%, bình quân mùa
mưa là 80% và trị số cao tuyệt đối tới 100%. Bên cạnh đó, độ ẩm bình quân vào mùa
khô là 74,5%, mức thấp nhất tuyệt đối xuống tới 20%.
Chế độ gió: Tp.Hồ Chí Minh chịu ảnh hưởng bởi hai hướng gió chính và chủ yếu
là gió Tây - Tây Nam và Bắc - Ðông Bắc. Gió Tây -Tây Nam từ Ấn Ðộ Dương thổi vào
trong mùa mưa, khoảng từ tháng 6 đến tháng 10, tốc độ trung bình 3,6m/s và gió thổi
mạnh nhất vào tháng 8, tốc độ trung bình 4,5 m/s. Gió Bắc- Ðông Bắc từ biển Đông thổi
vào trong mùa khô, khoảng từ tháng 11 đến tháng 2 với tốc độ trung bình 2,4 m/s. Ngoài
ra có gió tín phong, hướng có thành phần lệch Đông, từ Nam Ðông Nam, Đông Nam,
Đông, Đông Đông Nam, thổi vào trong khoảng từ tháng 3 đến tháng 5 với tốc độ trung
bình là 3,7 m/s. Nhìn chung thành phố ít có gió bão và hiện tượng cực đoan khác.
c.

Chế độ thủy văn

Theo báo cáo Chuyên để “Xây dựng tập bản đồ khí tượng thủy văn thành phố Hồ
Chí Minh” của GS.TS Nguyễn Kỳ Phùng năm 2013, hệ thống mạng lưới sông ngòi
thành phố đa dạng với nhiều các con sông, kênh, rạch phân bố trên khắp địa bàn và mức
SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương
ThS. Trần Thị Kim

13


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ứng dụng mô hình MIKE 11 để tính toán sự xâm nhập mặn ảnh hưởng đến các nhà máy cấp nước
vùng TP.Hồ Chí Minh

độ lưu lượng khác nhau. Nằm ở vùng hạ lưu hệ thống sông Ðồng Nai - Sài Gòn, mạng
lưới sông ngòi thành phố chằng chịt và rất phát triển (Hình 1.3).
Sông Ðồng Nai bắt nguồn từ cao nguyên Langbiang (Ðà Lạt) và hợp lưu bởi nhiều
sông khác, như sông La Ngà, sông Bé nên có lưu vực lớn, khoảng 45.000 km2. Nó có
lưu lượng bình quân 20-500 m3/s và lưu lượng cao nhất trong mùa lũ lên tới 10.000 m3/s,
hàng năm cung cấp 15 tỷ m3 nước và là một trong những nguồn nước ngọt chính của
thành phố Hồ Chí Minh.
Sông Sài Gòn bắt nguồn từ vùng đồi Lộc Ninh ở độ cao 200m, đoạn đầu sông chảy
dọc theo biên giới Việt Nam – Campuchia. Từ sau đập Dầu Tiếng sông Sài Gòn đi qua
vùng đồng bằng thấp trũng và chịu ảnh hưởng của triều biển Đông. Chiều dài của sông
khoảng 280km, có diện tích lưu vực 5039 km2. Hằng năm lượng dòng chảy sông đổ vào
sông Đồng Nai 2,96 tỉ m3. Hệ thống các chi lưu của sông Sài Gòn rất nhiều và có lưu
lượng trung bình vào khoảng 54 m3/s (Nguyễn Kỳ Phùng, 2013).
Bề rộng của sông Sài Gòn tại Thành phố thay đổi từ 225m đến 370m và độ sâu tới
20m. Sông Ðồng Nai nối thông qua sông Sài Gòn ở phần nội thành mở rộng, bởi hệ
thống kênh Rạch Chiếc. Sông Nhà Bè hình thành từ chỗ hợp lưu của sông Ðồng Nai và
sông Sài Gòn, các trung tâm thành phố khoảng 5km về phía Ðông Nam. Nó chảy ra biển
Ðông bằng hai nhánh chính: nhánh Soài Rạp dài 59km, bề rộng trung bình 2km, lòng
sông cạn, tốc độ dòng chảy chậm; nhánh Lòng Tàu đổ ra vịnh Gành Rái, dài 56km, bề
rộng trung bình 0,5 km, lòng sông sâu, là đường thủy chính cho tàu bè ra vào bến cảng
Sài Gòn (Nguyễn Kỳ Phùng, 2013).
Ngoài trục các sông chính kể trên ra, thành phố còn có mạng lưới kênh rạch chằng
chịt, như ở hệ thống sông Sài Gòn có các rạch Láng Le, Bàu Nông, rạch Tra, Bến Cát,
An Hạ, Tham Lương, Cầu Bông, Nhiêu Lộc-Thị Nghè, Bến Nghé, Lò Gốm, Kênh Tẻ,
Tàu Hũ, Kênh Ðôi và ở phần phía Nam thành phố thuộc địa bàn các huyện Nhà Bè, Cần
Giờ mật độ kênh rạch dày đặc; cùng với hệ thống kênh cấp 3-4 của kênh Ðông-Củ Chi
và các kênh đào An Hạ, kênh Xáng, Bình Chánh đã giúp cho việc tưới tiêu kết quả, giao
lưu thuận lợi và đang dần dần từng bước thực hiện các dự án giải tỏa, nạo vét kênh rạch,
chỉnh trang ven bờ, tô điểm vẻ đẹp cảnh quan sông nước, phát huy lợi thế hiếm có đối
với một đô thị lớn.
Nước ngầm ở Thành phố Hồ Chí Minh, nhìn chung khá phong phú tập trung ở
vùng nửa phần phía Bắc, càng xuống phía Nam (Nam Bình Chánh, quận 7, Nhà Bè, Cần
Giờ) nước ngầm thường bị nhiễm phèn, nhiễm mặn. Ðại bộ phận khu vực nội thành cũ
có nguồn nước ngầm rất đáng kể, nhưng chất lượng nước không tốt lắm. Tuy nhiên,
trong khu vực này, nước ngầm vẫn thường được khai thác ở ba tầng chủ yếu: 0-20m,
SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương
ThS. Trần Thị Kim

14


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ứng dụng mô hình MIKE 11 để tính toán sự xâm nhập mặn ảnh hưởng đến các nhà máy cấp nước
vùng TP.Hồ Chí Minh

60-90m và 170-200m. Khu vực các quận 12, huyện Hóc Môn và Củ Chi có trữ lượng
nước ngầm rất dồi dào, chất lượng nước rất tốt, thường được khai thác ở tầng 60-90m.
Ðây là nguồn nước bổ sung quan trọng của thành phố.
Về thủy văn: hầu hết các sông rạch thành phố đều chịu ảnh hưởng dao động bán
nhật triều không đều của biển Ðông. Mỗi ngày, nước lên xuống hai lần, theo đó thủy
triều xâm nhập sâu vào các kênh rạch trong thành phố gây nên tác động không nhỏ đối
với sản xuất nông nghiệp và hạn chế việc tiêu thoát nước ở khu vực nội thành.
Mực nước triều: bình quân cao nhất là 1,10m. Tháng có mực nước cao nhất là
tháng 10-11 và thấp nhất là các tháng 6-7. Về mùa khô, lưu lượng của nguồn các sông
nhỏ, độ mặn 4% đã xâm nhập trên sông Sài Gòn đến quá Lái Thiêu (thị xã Thuận An,
Bình Dương), có năm đến tận Thủ Dầu Một (Bình Dương) và trên sông Ðồng Nai đến
Long Ðại. Vào mùa mưa lưu lượng của nguồn lớn, nên mặn bị đẩy lùi ra xa hơn và độ
mặn bị pha loãng đi nhiều.
Từ khi có các công trình thủy điện Trị An và Dầu Tiếng ở thượng nguồn, chế độ
chảy tự nhiên chuyển sang chế độ chảy điều tiết qua tua-bin, đập tràn và cống đóng - xả,
nên môi trường vùng hạ du chịu ảnh hưởng và chi phối của nguồn và được cải thiện theo
chiều hướng ngọt hóa. Dòng chảy vào mùa kiệt tăng lên, đặc biệt trong các tháng từ
tháng 2 đến tháng 5 tăng 3-6 lần so với tự nhiên.
Vào mùa mưa, lượng nước được điều tiết giữ lại trên hồ, làm giảm thiểu khả năng
úng lụt đối với những vùng trũng thấp nhưng ngược lại, nước mặn lại xâm nhập vào sâu
hơn. Tuy nhiên, nhìn chung, đã mở rộng được diện tích cây trồng bằng việc tăng vụ mùa
canh tác. Ngoài ra, việc phát triển các hệ thống kênh mương, đã có tác dụng nâng cao
mực nước ngầm trên tầng mặt lên 2-3m, tăng thêm nguồn cung cấp nước phục vụ cho
sản xuất và sinh hoạt của thành phố.

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương
ThS. Trần Thị Kim

15


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ứng dụng mô hình MIKE 11 để tính toán sự xâm nhập mặn ảnh hưởng đến các nhà máy cấp nước
vùng TP.Hồ Chí Minh

PHÂN BỐ SÔNG NGÒI TPHCM

Hình 1.3 Bản đồ phân bố sông ngòi khu vực hạ lưu sông Sài Gòn-Đồng Nai

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương
ThS. Trần Thị Kim

16


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ứng dụng mô hình MIKE 11 để tính toán sự xâm nhập mặn ảnh hưởng đến các nhà máy cấp nước
vùng TP.Hồ Chí Minh

d.

Chế độ tiiều Tp.Hồ Chí Minh

d1. Đặc điểm
Thủy triều là yếu tố quan trọng về mặt thủy động lực biển, đồng thời cũng là yếu
tố quan trọng có ảnh hưởng đến các điều kiện tự nhiên của tính chất đất, nước vùng đất
liền ven biển và cửa sông. Vùng cửa sông của huyện Cần Giờ chịu sự tương tác sông –
biển, trong đó ảnh hưởng chế độ triều của biển Đông chiếm ưu thế. Biên độ triều có xu
hướng giảm từ phía Nam lên phía Bắc và đạt cực đại đạt 4,2m vào khoảng tháng 10, 11,
thấp nhất vào khoảng tháng 4 và tháng 5.
Chế độ thủy văn ở hạ du sông Đồng Nai chịu ảnh hưởng của triều biển Đông thông
qua hệ thống sông rạch trên địa bàn, đây là chế độ bán nhật triều không đều Biển
Đông.Với chế độ bán nhật triều không đều thể hiện qua các giao động như:
- Giao động ngày: trong một ngày xuất hiện 2 lần triều lên và 2 lần triều xuống.
- Giao động tuần trăng : trong một tháng có 2 lần triều lên (từ ngày 27 tháng trước
đến ngày 5 tháng sau và 13-18 âm lịch) và hai lần triều xuống (ngày 7-12 và ngày
19-24 âm lịch).
- Giao động mùa : Triều cường vào mùa xuân (tháng 10,11,12 và tháng 1 dương
lịch) thời kỳ này được tăng cường bởi dòng lũ vào mùa mưa nên trên địa bàn mùa
triều cường thường kéo dài từ tháng 9 đến hết tháng 1 dương lịch
Biế n trình mực nước giờ trê n s ông Sài Gòn tại Cầu Phú Cường
Thời kỳ 9h ngày 10/08/2010 đế n 9h ngày 13/08/2010
H(cm)

140
120
100
80
60
40
20
0
-20
-40
-60
-80
-100
-120
-140
-160
-180
0

2

4

6

8

10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50

T(giờ)

Hình 1.4 Quá trình mực nước thể hiện giao động trong ngày
(Nguồn: Viện Khí tượng thủy văn và hải văn môi trường TPHCM, 2010)
SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương
ThS. Trần Thị Kim

17


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ứng dụng mô hình MIKE 11 để tính toán sự xâm nhập mặn ảnh hưởng đến các nhà máy cấp nước
vùng TP.Hồ Chí Minh

d2.

Chế độ truyền triều
Bảng 1.1 Chiều dài truyền triều của các nhánh sông chính
Sông

Chiều dài truyền triều L
(km)

Sông Lòng Tàu

67

Vũng Tàu - Cửa rạch Phú Xuân

Sông Nhà Bè

71

Vũng Tàu - Ngã 3 Đèn Đỏ

Sông Nhà Bè

76

Vũng Tàu - Cát Lái

Sông Đồng Nai

79

Vũng Tàu - Cửa trên Sông Tắt

Sông Đồng Nai

104

Vũng Tàu - Biên Hòa

Sông Đồng Nai

116

Vũng Tàu - Cửa Kênh Tẻ

Sông Sài Gòn

85

Vũng Tàu - Trạm Phú An

Sông Sài Gòn

87

Vũng Tàu - Cửa rạch Thị Nghè

Sông Sài Gòn

88

Vũng Tàu - Cửa Rạch Miểu

Sông Sài Gòn

97

Vũng Tàu - Cửa sông Vàm Thuật

Sông Sài Gòn

106

Vũng Tàu - Cửa rạch Lái Thiêu

Sông Sài Gòn

112

Vũng Tàu - trạm Thủ Dầu Một

Sông Sài Gòn

124

Vũng Tàu - Cửa sông Thị Tính

Sông Sài Gòn

137

Vũng Tàu -Chân đập DầuTiếng

Sông Sài Gòn

169

Vũng Tàu - Cửa Vàm Cỏ

Sông Vàm Cỏ

37

Vũng Tàu - Trạm Gò Dầu

Sông Vàm Cỏ
Tây

180

Địa điểm
Vũng Tàu - Nhà Bè

(Nguồn: Viện Khí tượng thủy văn và hải văn môi trường TPHCM, 2010)
SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương
ThS. Trần Thị Kim

18


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ứng dụng mô hình MIKE 11 để tính toán sự xâm nhập mặn ảnh hưởng đến các nhà máy cấp nước
vùng TP.Hồ Chí Minh

Hình 1.5 Hướng truyền triều lên khu vực hạ lưu sông Sài Gòn-Đồng Nai
d3. Thời gian truyền đỉnh triều
Thời gian triều truyền từ Vũng Tàu vào các cửa sông phía Nam Cần Giờ chỉ khoảng
30 – 40 phút, đến Bắc Cần Giờ từ 1 giờ đến 1 giờ 30 phút, có khi 2 giờ tùy thuộc vđặc
điểm của từng kỳ triều. Triều cường thời gian truyền đỉnh triều thường dài hơn triều
trung và triều kém 20 – 30 phút ở tại một nơi quan sát theo dõi. Thời gian xuất hiện đỉnh
và chân triều chuyển dịch dần dần, cách nhau chỉ 30 phút đến một giờ trong một kỳ
triều, do đó thuận tiện cho việc lập kế hoạch đi lại bằng đường thủy, đi biển đánh cá
hoặc thu hoạch thủy sản trong rừng ngập mặn.
SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương
ThS. Trần Thị Kim

19


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×