Xây dựng các công trình ngăn chặn, kiểm soát lũ quét, sạt lở đất

Việc nghiên cứu lũ quét, sạt lở đất ở nước ta được tiến hành chậm hơn hầu hết các nước trên thế giới, chỉ bắt đầu từ những năm đầu thập kỷ 90 của thế kỷ trước sau một số trận lũ quét gây thiệt hại lớn ở Lai Châu và Sơn La. Trong khi đó, trên thế giới, nhằm phòng chống và giảm thiểu tác hại lũ quét, nhiều giải pháp công trình đã được nghiên cứu áp dụng hiệu quả ở các nước phát triển như: Mỹ, Ý, Đài Loan, Trung Quốc, đặc biệt là Nhật Bản.

Theo TS. Đoàn Thị Tuyết Nga, Vụ trưởng Vụ Khoa học, Công nghệ và Hợp tác quốc tế, Tổng cục Phòng, chống thiên tai (Bộ NN&PTNT), để ứng phó lũ quét, sạt lở đất, Nhật Bản đã sử dụng nhiều giải pháp công trình rất hiệu quả. Điển hình là việc xây dựng các đập sabo để phòng, chống lũ quét. Đập sabo được xây dựng ở những con suối dốc để ngăn trầm tích lở xuống do bị nước xói, ngăn lượng lớn trầm tích trôi xuống hạ lưu và chặn đất cát, đá và gỗ nổi khi xảy ra lũ quét.

Có thể chia thành hai loại đập sabo: đập kín và đập hở. Đập sabo kín có tường chắn và từ phía hạ lưu không thể nhìn thấy phía đầu nguồn. Khi xảy ra lũ quét, đập sẽ giữ lại các trầm tích bao gồm đá lớn và gỗ nổi để ngăn thiệt hại cho vùng hạ lưu. Ngoài ra, sự tích dồn trầm tích tại đập kín làm chậm dòng chảy của nước do mái dốc sẽ thoải hơn và sông suối trở nên rộng hơn.

Đối với loại đập sabo hở, trên tường chắn của đập sẽ có các khoảng hở và có thể nhìn thấy phía thượng nguồn từ phía dưới hạ lưu. Đập sabo hở có nhiều loại khác nhau. Ở điều kiện bình thường, nước và bùn đất vẫn chảy xuống dưới hạ lưu, nhưng khi xảy ra lũ quét, trầm tích với những khối đá lớn và gỗ nổi sẽ mắc và lắng tại đập. Quan điểm về cơ sở lựa chọn và bố trí các giải pháp phòng chống lũ quét của Nhật Bản cũng tương đồng với châu Âu và Trung Quốc.

Sạt lở đất là sự kết hợp của nhiều yếu tố như địa hình, địa chất, kết cấu địa tầng, lượng mưa, yếu tố con người nên các biện pháp ứng phó sạt lở đất cũng khác nhau. Nói chung, có thể phân loại các biện pháp này ra thành các công trình kiểm soát và công trình ngăn chặn. Trong đó, mục đích của công trình kiểm soát là làm giảm hoặc loại bỏ các yếu tố gây ra sạt lở đất, trong khi mục đích của công trình ngăn chặn là ổn định đất bằng các công trình chống trượt lở.

Sơ đồ quy hoạch các giải pháp phòng chống đá rơi, sạt lở đất và lũ quét tại Nhật Bản.

Công trình kiểm soát bao gồm công trình giếng thu nước, trong đó, nước ngầm tại khu vực sạt lở được thu gom và thoát nước bằng cách đào giếng ngầm với ống khoan thu nước hoặc đặt ống khoan ngang, trong đó nước ngầm được thu lại và thoát ra bằng ống khoan được đặt theo hướng ngang trên bề mặt. Các công trình ngăn chặn bao gồm các công trình gia cố bằng neo trong đó dây được chôn dưới mặt trượt để ngăn khối đất trượt di chuyển và các công trình đặt cọc móng sâu trong đó đóng cọc bê tông bên dưới mặt trượt để ngăn khối đất trượt di chuyển.

Ngoài ra, Nhật Bản còn sử dụng hiệu quả các biện pháp ngăn trượt mái dốc. Theo đó, ở những nơi có nguy cơ trượt mái dốc, người ta thường dùng khung bê tông để giữ, tường và hàng rào được xây dựng để hứng khối đất cát khi bị sụp xuống. Công trình khung giữ là các khung bê tông ổn định dốc.

Trong một số trường hợp, Nhật Bản cho trồng cây trong khung bê tông này. Công trình tường chắn là tường rào được áp dụng để hứng đất, cát khi bị đổ sụp xuống. Phương pháp neo đất là phương pháp nối dây thép luồn vào nền đất cứng với công trình khung bê tông giữ cho mái dốc ít bị khả năng sập hơn.

Giải pháp trong quan trắc và cảnh báo lũ quét, sạt lở đất

Theo các nhà nghiên cứu về thiên tai, cảnh báo lũ quét hiện nay vẫn là thách thức rất lớn đối với các nhà quản lý, nghiên cứu. Mặc dù, có mưa lớn nhưng lũ quét có thể hoặc không xảy ra, tùy thuộc vào đặc điểm thủy văn, mặt đệm, địa chất của lưu vực. Ở hầu hết các nước, cảnh báo và dự báo lũ quét được xem như một biện pháp đặc biệt, rất quan trọng trong số các biện pháp phi công trình nhằm phòng tránh, giảm nhẹ rủi ro do lũ quét gây ra.

TS. Đoàn Thị Tuyết Nga cho rằng, tại Việt Nam, qua tổng hợp, phân tích kết quả thực hiện một số đề án, dự án, đề tài về lũ quét, sạt lở đất những năm qua cho thấy, nước ta đã đạt được một số thành tựu nhất định. Điển hình là việc tạo được nguồn cơ sở dữ liệu về lũ quét, sạt lở đất; lập bản đồ phân vùng nguy cơ lũ quét với các tỷ lệ ngày càng chi tiết hơn từ 1:500.000, 1:250.000, 1:100.000 và có một số vùng đến 1:50.000. Đồng thời, đề xuất và thực hiện được một số hệ thống cảnh báo lũ quét với hình thức thử nghiệm cho một số vùng, lưu vực sông dựa vào lượng mưu và mực nước sông.

Tuy nhiên, hiệu quả phục vụ cho công tác phòng tránh lũ quét trong thực tiễn chưa cao. Nguồn dữ liệu không tập trung, gây khó khăn trong việc tìm hiểu và tra cứu. Bên cạnh đó, các bản đồ tĩnh phân vùng nguy cơ lũ quét, sạt lở đất có tỷ lệ quá lớn, được xây dựng dựa trên các số liệu lịch sử, chỉ phân vùng cảnh báo được về không gian, nhưng không đủ chi tiết để cảnh báo đúng vị trí thiên tai, không dự báo được theo thời gian thực và chính xác vị trí xảy ra lũ quét, sạt lở đất; trong khi địa điểm gây lũ quét, sạt lở đất phần lớn ở mức quy mô cấp xã, bản. Cùng với đó, các giải pháp công trình và phi công trình nhằm phòng, chống và giảm thiểu thiệt hại lũ quét tại khu vực dân cư miền núi chưa được nghiên cứu một cách tổng thể, tiêu chuẩn hóa và đưa ra được các giải pháp vừa kinh tế, hiệu quả và phù hợp với điều kiện dân cư miền núi.

Tại Nhật Bản, sau khi thông báo về tình trạng mưa lớn có nguy cơ xảy ra thảm họa sạt lở đất, chính quyền tỉnh và Cơ quan Khí tượng Nhật Bản (JMA) cùng đưa ra cảnh báo sạt lở đất, chỉ rõ các thành phố có nguy cơ bị ảnh hưởng và báo động để hỗ trợ thị trưởng thành phố đưa ra lệnh sơ tán hoặc người dân chủ động sơ tán khi thảm họa sạt lở đất nguy hiểm đến tính mạng có thể xảy ra bất cứ lúc nào.

Năm 2019, JMA đã cải thiện việc thông tin cảnh báo sạt lở đất với việc hiển thị thông tin bằng 5 màu cho mỗi diện tích 1 km vuông (lưới) trên bản đồ mà trước đó, đã được hiển thị cho diện tích 5 km vuông. Thông tin cũng được cập nhật liên tục 10 phút một lần để mọi người có được bức tranh chi tiết về những nơi có nguy cơ ngày càng tăng.

Ngoài ra, hệ thống cảnh báo lũ quét của Nhật Bản lấy số liệu đầu vào là mưa radar ước tính theo mưa thực đo (mưa tích lũy 1h), cảm biến hỗ trợ (độ ẩm, sóng âm) với phương pháp dùng mưa thực đo để tính toán chỉ số mưa ngắn hạn. Ngoài ra, Nhật Bản dùng mạng nơ ron nhân tạo tính toán ngưỡng sinh lũ quét trong phạm vi Lưới tính toán 5x5 km2 với thời gian dự báo 1-3h.

Hình ảnh một số loại cảm biến quan trắc lũ quét.

Đối với Việt Nam, TS. Đoàn Thị Tuyết Nga khuyến nghị, tùy vào điều kiện cụ thể của khu vực xảy ra lũ quét mà sử dụng các loại thiết bị quan trắc phù hợp. Một loại cảm biến được sử dụng phổ biến gồm: thiết bị đo mưa (rain gauge); cảm biến siêu âm (ultrasonic device hoặc radar device hoặc water level gauge, đo mực nước hoặc chiều dày và tốc độ dòng lũ); cảm biến sóng âm hoặc cảm biến địa chấn (geophone hoặc seismic sensor hoặc vibration sensor); cảm biến dây (wire sensor); camera CCD. Đồng thời, có thể kết hợp với giải pháp công trình là hệ thống đập chắn bùn đá tại các khu vực có nguy cơ cao xảy ra lũ quét để bảo vệ khu dân cư và cơ sở hạ tầng phía dưới hạ lưu.

Cho đến nay, tại Việt Nam đã có một số ít dự án sử dụng mô hình quan trắc và cảnh báo lũ quét trên lưu vực sông dựa trên số liệu đo mưa. Tuy vậy, việc quan trắc và cảnh báo theo thời gian thực cho lũ quét chưa được nghiên cứu và áp dụng. Một vấn đề khác, phương pháp dự báo lũ quét, sạt lở đất chủ yếu tại Việt Nam là xây dựng các bản đồ rủi ro lũ quét, sạt lở đất bằng cách chồng các bản đồ thành phần dựa trên trọng số. Tuy nhiên các bản đồ này hầu hết ở tỷ lệ nhỏ, việc sử dụng còn nhiều hạn chế và chưa xây dựng được bản đồ phân vùng thảm họa cho khu vực cụ thể.

Trong khi đó, tại các nước có nhiều kinh nghiệm ứng phó với lũ quét như Nhật Bản, bản đồ phân vùng khu vực thảm họa do lũ quét được xây dựng chi tiết đến từng khu dân cư và cơ sở hạ tầng có liên quan. Phương pháp này có thể cảnh báo cho một khu vực hẹp, có thể áp dụng ngay trong thực tiễn nhằm hỗ trợ địa phương có các phương án bảo vệ dân cư, sơ tán, ứng phó kịp thời. Mặt khác, đó là cơ sở để quy hoạch và phát triển việc sử dụng đất hợp lý, an toàn trước thiên tai.