Luận án Tiến sĩ: Ứng dụng kỹ thuật sinh thái giảm ngập lụt TP.HCM của Huỳnh Lưu Trùng Phùng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ -------------------------- HUỲNH LƯU TRÙNG PHÙNG ỨNG DỤNG KỸ THUẬT SINH THÁI GIẢM NHẸ TÁC ĐỘNG CỦA NGẬP LỤT TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH THÁI HỌC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ---------------------------- HUỲNH LƯU TRÙNG PHÙNG ỨNG DỤNG KỸ THUẬT SINH THÁI GIẢM NHẸ TÁC ĐỘNG CỦA NGẬP LỤT TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Chuyên ngành: Sinh thái học Mã số: 9 42 01 20 LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH THÁI HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. Nguyễn Kỳ Phùng 2. Lê Công Nhất Phương THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, 2023 ii LỜI CÁM ƠN Sau thời gian tiến hành triển khai nghiên cứu, người viết đã hoàn thành nội dung luận án “Ứng dụng kỹ thuật sinh thái giảm nhẹ tác động của ngập lụt tại Thành phố Hồ Chí Minh”. Luận án được hoàn thành không chỉ là công sức của bản thân tác giả mà còn có sự giúp đỡ, hỗ trợ tích cực của nhiều cá nhân và tập thể.

Người viết xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo, Quý Thầy, Cô giáo của Học viện Khoa học và Công nghệ đã hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận án này. Xin gửi lời tri ân tới Quý Thầy, Cô Viện Sinh học Nhiệt đới đã tận tình giảng dạy các môn chuyên ngành trong quá trình học tập, nghiên cứu tại Viện. Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS. Nguyễn Kỳ Phùng và TS.

Lê Công Nhất Phương đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn người viết trong suốt quá trình thực hiện luận án. Xin chân thành cảm ơn các đơn vị: Phân viện Khoa học Khí tượng thủy văn và Biến đổi khí hậu, Sở Xây dựng TP. HCM, Trung tâm Quản lý hạ tầng kỹ thuật, Trung tâm Hệ thống thông tin Địa lý Thành phố Hồ Chí Minh, đã nhiệt tình giúp đỡ cũng như cung cấp cho người viết những số liệu, cơ sở dữ liệu cần thiết để hoàn thành luận án này một cách tốt nhất. Xin chân thành cảm ơn các bạn bè, đồng nghiệp cùng gia đình, những người đã không ngừng ủng hộ, khích lệ và tạo điều kiện thuận lợi, giúp tôi hoàn thiện luận án này.

Huỳnh Lưu Trùng Phùng iii TÓM TẮT Thành phố Hồ Chí Minh là một trong những thành phố lớn của Việt Nam chịu ảnh hưởng nặng nề nhất của tình trạng biến đổi khí hậu và nước biển dâng. Công tác chống ngập luôn là ưu tiên hàng đầu và là nhiệm vụ cấp bách của Thành phố từ hơn 15 năm qua. Trong thời gian qua, chính quyền Thành phố đã thực hiện nhiều biện pháp công trình, phi công trình: xây dựng hồ điều tiết, xây dựng các cống kiểm soát triều, xây dựng đê bao, nạo vét các trục tiêu thoát nước chính và kênh rạch, xây dựng các tuyến thu gom nước thải và nhà máy xử lý, … nhằm giải quyết vấn đề ngập. Tuy nhiên với bất lợi về thời tiết và tốc độ đô thị hóa như hiện nay, nhiều khu vực sẽ tiếp tục ngập nặng nếu không có biện pháp ứng phó kịp thời.

Như vậy, việc nghiên cứu và đề xuất giải pháp hiệu quả để giảm ngập theo cách tiếp cận mới với kỹ thuật phù hợp là rất cần thiết cả về mặt khoa học lẫn thực tiễn. Mục tiêu của nghiên cứu này nhằm đề xuất giải pháp giảm ngập dựa trên ứng dụng các kỹ thuật sinh thái, phù hợp với điều kiện Thành phố Hồ Chí Minh thông qua phương pháp mô hình hóa, với việc kết hợp các mô hình MIKE NAM, MIKE FLOOD, MIKE URBAN để tính toán nguy cơ ngập cho Thành phố Hồ Chí Minh đến năm 2030 với hai kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng RCP 4.5 của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Kết quả cho thấy còn nhiều khu vực ở thành phố bị ngập và có dấu hiệu tăng lên về độ sâu ngập theo các kịch bản trung bình thấp và cao của kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng, điều này cần được sớm khắc phục và có các giải pháp kịp thời cho quy hoạch thoát nước, đồng thời cũng góp phần phát triển đô thị và hạ tầng cho thành phố. Đây là nghiên cứu đầu tiên đề xuất ứng dụng tổ hợp kỹ thuật sinh thái trong việc giảm thiểu mức độ ngập, đã được thực hiện tính toán tại một địa điểm cụ thể và cho kết quả khả quan.

Kết quả nghiên cứu kỳ vọng cung cấp được cơ sở khoa học, là nền tảng trong việc định hướng cho công tác giảm ngập trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh. iv ABSTRACT Ho Chi Minh City is one of the major cities of Vietnam that is most affected by climate change and sea level rise. Flood control has always been a top priority and an urgent task of Ho Chi Minh City for more than 15 years. There are many structural and non-structural solutions to deal with urban flooding in Ho Chi Minh City: regulator lake, controlled reduced tide system, construction sea dikes, wastewater collection system and treatment plants, etc in Ho Chi Minh City.

However, with adverse weather conditions, many areas will continue to be flooded if no timely response measures are taken. Thus, it is very necessary to research and propose effective solutions to reduce flooding according to a new approach with appropriate techniques, both in science and in practice. The objective of this study is to propose a solution to reduce flooding based on the application of ecological techniques, suitable to the conditions of Ho Chi Minh City by modeling method, with the combination of MIKE NAM, MIKE FLOOD, MIKE URBAN models to calculate flood risk for Ho Chi Minh City up to 2030 with two scenarios of climate change and sea level rise (RCP4.5) of the Ministry of Natural Resources and Environment. The results show that many areas in the City are flooded and show signs of increasing inundation depth under the low and high emission scenarios, which should be corrected soon and to have timely solutions for the drainage planning.

This contributes to urban development and infrastructure for the City. This is the first study that proposes the application of an ecological technique complex in reducing the level of flooding and its implementation at a specific location showed positive results. The research results are expected to provide a scientific basis, which is a foundation for flood reducing orientation in Ho Chi Minh City. v MỤC LỤC Trang TÓM TẮT.

III MỤC LỤC. V DANH MỤC BẢNG. IX DANH MỤC HÌNH. Tổng quan vấn đề nghiên cứu.

Tổng quan về ngập lụt đô thị. Những nguyên nhân cơ bản gây nên tình trạng ngập lụt đô thị. Phân cấp các điểm ngập theo quy định hiện hành. Tổng quan về các giải pháp giảm ngập.

Tổng quan về nghiên cứu các giải pháp giải giải quyết ngập lụt đô thị trên thế giới. Tổng quan nghiên cứu về ngập lụt đô thị tại TP. Tổng quan về các giải pháp sinh thái để nâng cao khả năng thích nghi và ứng phó ngập lụt đô thị. Công trình thiết kế theo phương pháp tiếp cận liên ngành (SUDS).

Hạ tầng xanh trong giảm ngập lụt. Tổng quan về khu vực nghiên cứu. Vị trí địa lý, đặc điểm tự nhiên của Thành phố Hồ Chí Minh. Vị trí địa lý.

Đặc điểm tự nhiên Thành phố Hồ Chí Minh. Tổng quan khu vực nghiên cứu thí điểm về giải pháp sinh thái giảm ngập. Tổng quan về tình hình ngập trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh. Tình hình ngập do mưa trên địa bàn thành phố.

Tình hình ngập do triều trên địa bàn thành phố. Hệ thống thoát nước hiện hữu và quy hoạch hệ thống thoát nước. Quy mô hệ thống thoát nước hiện hữu. Quy hoạch hệ thống thoát nước của Thành phố.

Các quy hoạch hiện nay so với thực tiễn của Thành phố. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Cách tiếp cận. Dữ liệu bản đồ.

Dữ liệu khí tượng – thủy văn. Dữ liệu mạng lưới thoát nước hiện trạng. Các tài liệu liên quan khác. Các nội dung và phương pháp nghiên cứu.

Đánh giá hiện trạng và nguy cơ ngập tại Thành phố Hồ Chí Minh trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Phương pháp ứng dụng mô hình toán. Phương pháp GIS. Ứng dụng kỹ thuật sinh thái để giảm thiểu tình trạng ngập tại Thành phố Hồ Chí Minh.

Kỹ thuật cây xanh đường phố (Green-Roads- GRs). Kỹ thuật sinh thái JW (Jui-Wen Chen). Kỹ thuật hồ sinh thái. Tạo mảng xanh đô thị.

Đánh giá tính khả thi trong việc áp dụng 3 kỹ thuật sinh thái. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU. Đánh giá hiện trạng và nguy cơ ngập tại Thành phố Hồ Chí Minh trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Đánh giá hiện trạng ngập của khu vực TP.

Thông số thiết kế mô hình và thiết lập thời gian tính toán. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình MIKE 11. Hiệu chỉnh, kiểm định mô hình MIKE FLOOD. Kết quả tính toán ngập hiện trạng.

Bản đồ ngập hiện trạng khu vực TP. Đánh giá nguy cơ ngập tại TP. HCM đến năm 2030 theo các kịch bản biến đổi khí hậu RCP 4. Đánh giá nguy cơ ngập theo kịch bản RCP 4.

Đánh giá nguy cơ ngập cho khu vực TPHCM theo kịch bản phát thải cao RCP 8. Ứng dụng kỹ thuật sinh thái để giảm thiểu tình trạng ngập tại Thành Phố Hồ Chí Minh, tính toán cho trường hợp cụ thể. Đánh giá tình trạng ngập khu vực phường Bình An theo hiện trạng sử dụng đất. Đánh giá nguy cơ ngập khu vực phường Bình An theo kịch bản phát thải trung bình thấp RCP 4.

Đánh giá nguy cơ ngập khu vực phường Bình An theo kịch bản phát thải cao RCP 8. Đánh giá tính khả thi áp dụng kỹ thuật sinh thái giảm ngập phường Bình An. Đánh giá tính khả thi áp dụng kỹ thuật sinh thái giảm ngập theo hiện trạng 105 3. Đánh giá tính khả thi áp dụng kỹ thuật sinh thái giảm ngập theo kịch bản RCP 4.

Đánh giá tính khả thi áp dụng kỹ thuật sinh thái giảm ngập theo kịch bản RCP 8. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 111 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 113 viii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT TP.