Tổng quan nghiên cứu

Tỉnh Bình Định, nằm ở miền Nam Trung Bộ Việt Nam, có diện tích đồng bằng ven biển nhỏ hẹp nhưng thường xuyên chịu ảnh hưởng nghiêm trọng của lũ lụt, triều cường và nước dâng do bão. Mùa mưa bão diễn ra từ trung tuần tháng 9 đến trung tuần tháng 12 hàng năm, gây ngập lụt diện rộng tại các huyện Phù Cát, An Nhơn, Tuy Phước và các phường thuộc thành phố Quy Nhơn. Theo thống kê, thiệt hại về người và tài sản mỗi năm lên đến vài trăm tỷ đồng, với hàng nghìn ha lúa bị ngập, hàng chục nghìn ngôi nhà và công trình hạ tầng bị ảnh hưởng. Trận lũ tháng 11/1987 và 12/1993 đã gây ngập từ 1.000 đến 1.200 ha lúa, độ sâu ngập trên 1 m, kéo dài 2-3 ngày, ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống và sản xuất.

Tuyến đê Đông tỉnh Bình Định được xây dựng nhằm ngăn mặn, chống bão và nước dâng từ biển, bảo vệ diện tích đất nông nghiệp khoảng 3.600 ha và tiêu úng cho 5.400 ha. Tuy nhiên, sau hơn 10 năm sử dụng, tuyến đê đã xuất hiện nhiều đoạn sạt lở, hư hỏng công trình qua đê, ảnh hưởng đến khả năng thoát lũ và khai thác vùng bãi ngoài đê. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là đánh giá hiện trạng tuyến đê Đông, các công trình qua đê, đồng thời đề xuất giải pháp nâng cấp, sửa chữa và bố trí lại tuyến đê, mặt cắt đê nhằm đảm bảo an toàn, ngăn mặn, chống nước dâng và thoát lũ hiệu quả.

Phạm vi nghiên cứu tập trung vào toàn bộ tuyến đê Đông tỉnh Bình Định, bao gồm các đoạn đê, công trình thủy lợi qua đê như cống, tràn, các đoạn đê tràn lũ, cùng với điều kiện địa hình, địa chất và dân sinh vùng hạ lưu sông Kone - Hà Thanh. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả phòng chống thiên tai, bảo vệ sản xuất và phát triển kinh tế xã hội vùng đồng bằng ven biển Bình Định.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn áp dụng các lý thuyết và mô hình nghiên cứu chuyên sâu về thủy lực, địa chất công trình và quản lý đê điều, bao gồm:

  • Lý thuyết thủy lực sông và triều: Phân tích chế độ dòng chảy, mực nước lũ, triều cường và nước dâng do bão, dựa trên các mô hình Mike 11 và Mike Flood để mô phỏng thủy lực, tính toán lưu lượng lũ và mực nước thiết kế.
  • Lý thuyết địa chất công trình: Đánh giá đặc điểm địa chất, đất đai, thấm nước và áp lực nước trong thân đê, sử dụng phần mềm Geo Slope để phân tích ổn định mái đê, nguy cơ sạt trượt và thấm qua đê.
  • Khái niệm chính: Mực nước thiết kế, tần suất lũ, mặt cắt đê, công trình qua đê (cống, tràn), hệ thống thoát lũ, an toàn đê điều, và tiêu chuẩn phòng chống lũ bão.

Khung lý thuyết này giúp đánh giá toàn diện hiện trạng tuyến đê Đông, xác định các điểm yếu trong thiết kế và thi công, từ đó đề xuất giải pháp kỹ thuật phù hợp.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp tổng hợp, kết hợp điều tra thực địa, thu thập số liệu từ các cơ quan quản lý và các nghiên cứu trước đó, cùng với phân tích mô hình toán học và thủy lực.

  • Nguồn dữ liệu: Số liệu mưa, lũ, triều cường từ các trạm thủy văn như Quy Nhơn, Vân Canh; số liệu địa chất, địa hình; hiện trạng công trình đê, cống, tràn; báo cáo quản lý đê điều và phòng chống lũ bão tỉnh Bình Định.
  • Phương pháp phân tích: Sử dụng mô hình Mike 11 và Mike Flood để mô phỏng dòng chảy, tính toán mực nước lũ thiết kế với tần suất 5-10%; phần mềm Geo Slope phân tích ổn định đê; thống kê và phân tích số liệu mưa lũ, triều cường; đánh giá hiện trạng công trình qua đê.
  • Cỡ mẫu và chọn mẫu: Toàn bộ tuyến đê Đông dài khoảng 47 km được khảo sát, chia thành 4 đoạn theo đặc điểm địa hình và dòng chảy; các công trình qua đê gồm 55 cống và 21 tràn được kiểm tra chi tiết.
  • Timeline nghiên cứu: Thu thập số liệu và khảo sát thực địa trong vòng 6 tháng; phân tích mô hình và đánh giá hiện trạng trong 4 tháng; đề xuất giải pháp và hoàn thiện luận văn trong 2 tháng.

Phương pháp nghiên cứu đảm bảo tính khoa học, chính xác và phù hợp với yêu cầu thực tiễn của công tác quản lý và nâng cấp tuyến đê Đông.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hiện trạng tuyến đê Đông: Tuyến đê dài khoảng 47 km, chia làm 4 đoạn với cao trình đỉnh đê từ 1,2 đến 4,5 m, mặt đê rộng 3-5 m, mái đê phía biển được bảo vệ bằng bê tông hoặc đá lát khan, phía đồng trồng cỏ bảo vệ. Tuy nhiên, nhiều đoạn đê bị sạt lở, mái đê và chân đê bị xói mòn nghiêm trọng, đặc biệt sau các trận lũ lớn năm 1996, 1999 và 2009. Khoảng 40% chiều dài tuyến đê đã được sửa chữa kiên cố, còn lại trong tình trạng xuống cấp nghiêm trọng.

  2. Công trình qua đê: Toàn tuyến có 55 cống và 21 tràn với tổng số cửa lên đến hàng trăm, kích thước cửa cống phổ biến 2 m. Nhiều công trình bị hư hỏng cửa vào, cửa ra, thiết bị cơ khí và kết cấu bê tông không còn đảm bảo năng lực thoát lũ, gây tắc nghẽn và ngập úng vùng đồng bằng. Ví dụ, tràn Quy Nhơn II có 122 cửa, cao trình ngưỡng tràn +0,63 m, nhưng nhiều cửa đã xuống cấp.

  3. Mực nước thiết kế và tần suất lũ: Mực nước thiết kế lũ phía đồng với tần suất 10% khoảng +1,6 đến +1,7 m, mực nước triều cao nhất tại trạm Quy Nhơn lên đến 296 cm (khoảng +2,96 m so với mực nước chuẩn). Tuy nhiên, thiết kế ban đầu chưa tính đến nước dâng do bão và ảnh hưởng của hồ chứa Định Bình, dẫn đến mực nước thực tế có thể cao hơn, gây nguy cơ tràn đê.

  4. Nguyên nhân hư hỏng: Thiết kế đê chưa tính toán đầy đủ các yếu tố thủy văn, địa chất và tác động của lũ thượng nguồn; công trình thi công chưa đảm bảo kỹ thuật, vật liệu không đồng bộ; hệ thống tràn, cống chưa bố trí hợp lý, gây ứ đọng nước và phá hủy chân đê; quản lý vận hành còn hạn chế do thiếu kinh phí và nhân lực.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy tuyến đê Đông đã phát huy hiệu quả trong việc ngăn mặn, giữ ngọt và phòng chống bão, triều cường cho vùng đồng bằng ven biển Bình Định. Tuy nhiên, sự xuống cấp của công trình qua đê và các đoạn đê sạt lở làm giảm khả năng thoát lũ, gây ngập úng kéo dài và thiệt hại kinh tế.

So sánh với các nghiên cứu trong và ngoài nước về đê biển và đê cửa sông, việc thiết kế và thi công cần dựa trên mô hình thủy lực chính xác, tính toán mực nước thiết kế bao gồm cả nước dâng do bão và ảnh hưởng của hồ chứa. Các nước phát triển như Hàn Quốc, Hà Lan đã áp dụng hệ thống công trình đồng bộ, kết cấu bê tông cốt thép kiên cố và hệ thống tràn, cống hiện đại để đảm bảo an toàn đê.

Việc sử dụng mô hình Mike 11 và Mike Flood trong nghiên cứu giúp mô phỏng chính xác dòng chảy, mực nước lũ và triều cường, từ đó đề xuất mặt cắt đê và bố trí công trình qua đê phù hợp. Phân tích địa chất bằng Geo Slope cũng chỉ ra các vị trí nguy cơ sạt trượt, thấm nước cần được gia cố.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ mực nước lũ thiết kế theo tần suất, bản đồ phân bố hiện trạng hư hỏng đê và công trình qua đê, bảng thống kê số lượng và trạng thái các cống, tràn. Điều này hỗ trợ trực quan cho việc đánh giá và đề xuất giải pháp nâng cấp.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Nâng cao cao trình đê và gia cố mái đê: Tăng cao trình đỉnh đê lên mức phù hợp với mực nước thiết kế mới, tối thiểu +1,8 m, đồng thời gia cố mái đê phía biển bằng bê tông cốt thép hoặc đá lát khan, mái phía đồng trồng cỏ và gia cố chân đê để chống xói mòn. Thời gian thực hiện trong 3-5 năm, do Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Bình Định chủ trì.

  2. Sửa chữa, nâng cấp hệ thống công trình qua đê: Thay thế, sửa chữa các cống, tràn bị hư hỏng, mở rộng khẩu độ cửa cống để đảm bảo thoát lũ hiệu quả, lắp đặt thiết bị cơ khí hiện đại để điều tiết nước. Ưu tiên các công trình có tần suất sử dụng cao như tràn Quy Nhơn II, tràn Cao Đoàn. Thời gian thực hiện 2-4 năm, phối hợp giữa Ban Quản lý Đê điều và các đơn vị thi công.

  3. Xây dựng mô hình thủy lực và địa chất chi tiết: Áp dụng mô hình Mike 11, Mike Flood và Geo Slope để tính toán lại mực nước thiết kế, lưu lượng lũ, áp lực nước trong đê, từ đó xác định mặt cắt đê tối ưu và các vị trí cần gia cố đặc biệt. Nghiên cứu này nên được cập nhật định kỳ 5 năm/lần để thích ứng với biến đổi khí hậu.

  4. Tăng cường công tác quản lý và vận hành: Đầu tư trang thiết bị, đào tạo nhân lực cho Hạt Quản lý Đê điều, xây dựng hệ thống cảnh báo sớm lũ, bão; tổ chức kiểm tra, bảo trì định kỳ công trình đê và công trình qua đê. Thực hiện ngay và duy trì liên tục, có sự phối hợp chặt chẽ giữa các cấp chính quyền và cộng đồng dân cư.

  5. Quy hoạch và di dời dân cư trong hành lang an toàn đê: Lập kế hoạch di dời các hộ dân xây dựng trái phép trên hành lang đê, xây dựng khu tái định cư phù hợp để đảm bảo an toàn cho tuyến đê và người dân. Thời gian thực hiện 5-7 năm, phối hợp giữa chính quyền địa phương và các cơ quan liên quan.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý đê điều và phòng chống thiên tai: Luận văn cung cấp dữ liệu hiện trạng, phân tích kỹ thuật và đề xuất giải pháp nâng cấp tuyến đê Đông, hỗ trợ công tác quản lý, bảo trì và phát triển hệ thống đê điều.

  2. Các nhà nghiên cứu và chuyên gia thủy lợi, công trình thủy: Tài liệu chi tiết về mô hình thủy lực, địa chất công trình và phương pháp phân tích hiện trạng công trình qua đê giúp nghiên cứu sâu hơn về thiết kế và vận hành đê biển, đê cửa sông.

  3. Chính quyền địa phương và các đơn vị phát triển kinh tế xã hội: Thông tin về tác động của lũ lụt, triều cường và giải pháp phòng chống giúp hoạch định chính sách phát triển bền vững, bảo vệ sản xuất nông nghiệp và dân cư vùng ven biển.

  4. Cộng đồng dân cư và tổ chức xã hội: Luận văn cung cấp kiến thức về nguy cơ thiên tai, vai trò của hệ thống đê và công trình thủy lợi, từ đó nâng cao nhận thức, tham gia quản lý và phòng chống thiên tai hiệu quả.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tuyến đê Đông tỉnh Bình Định có chiều dài bao nhiêu?
    Tuyến đê Đông dài khoảng 47 km, chia thành 4 đoạn theo đặc điểm địa hình và dòng chảy, phục vụ ngăn mặn, chống bão và thoát lũ cho vùng đồng bằng ven biển.

  2. Hiện trạng công trình qua đê như thế nào?
    Toàn tuyến có 55 cống và 21 tràn, nhiều công trình bị hư hỏng, cửa cống xuống cấp, ảnh hưởng đến khả năng thoát lũ và tiêu úng, cần được sửa chữa và nâng cấp.

  3. Mực nước thiết kế lũ được xác định ra sao?
    Mực nước thiết kế lũ phía đồng với tần suất 10% khoảng +1,6 đến +1,7 m, mực nước triều cao nhất tại trạm Quy Nhơn lên đến 2,96 m, tuy nhiên cần tính toán lại với mô hình thủy lực hiện đại để đảm bảo an toàn.

  4. Nguyên nhân chính gây hư hỏng tuyến đê là gì?
    Nguyên nhân gồm thiết kế chưa đầy đủ, thi công không đảm bảo kỹ thuật, vật liệu không đồng bộ, hệ thống tràn, cống chưa hợp lý, cùng với tác động của lũ thượng nguồn và quản lý vận hành còn hạn chế.

  5. Giải pháp nâng cấp tuyến đê được đề xuất là gì?
    Nâng cao cao trình đê, gia cố mái đê, sửa chữa công trình qua đê, xây dựng mô hình thủy lực và địa chất chi tiết, tăng cường quản lý vận hành, đồng thời quy hoạch di dời dân cư trong hành lang an toàn đê.

Kết luận

  • Tuyến đê Đông tỉnh Bình Định đóng vai trò quan trọng trong phòng chống lũ, bão và ngăn mặn, bảo vệ sản xuất nông nghiệp và dân cư vùng ven biển.
  • Hiện trạng đê và công trình qua đê còn nhiều đoạn xuống cấp, sạt lở, hư hỏng ảnh hưởng đến hiệu quả phòng chống thiên tai.
  • Mực nước thiết kế và tần suất lũ cần được tính toán lại bằng mô hình thủy lực hiện đại, kết hợp phân tích địa chất công trình để đảm bảo an toàn.
  • Đề xuất nâng cấp toàn diện tuyến đê, sửa chữa công trình qua đê, tăng cường quản lý và vận hành, đồng thời quy hoạch di dời dân cư trong hành lang an toàn.
  • Các bước tiếp theo bao gồm triển khai mô hình thủy lực, khảo sát chi tiết hiện trạng, lập kế hoạch nâng cấp và huy động nguồn lực thực hiện trong vòng 3-5 năm tới.

Hành động ngay hôm nay để bảo vệ vùng đồng bằng ven biển Bình Định trước nguy cơ thiên tai ngày càng gia tăng!