I. Tổng quan về lưu vực sông Trà Khúc và thách thức ngập lụt
Sông Trà Khúc là một trong những lưu vực sông quan trọng tại tỉnh Quảng Ngãi, với vị trí địa lý chiến l略ngành kinh tế - xã hội của khu vực. Lưu vực này có đặc điểm địa hình đa dạng, từ vùng núi cao đến đồng bằng ven biển, với khí hậu nhiệt đới gió mùa. Tuy nhiên, ngập lụt lưu vực sông Trà Khúc là một vấn đề ngày càng trở nên nghiêm trọng, gây thiệt hại kinh tế và xã hội đáng kể cho cộng đồng địa phương. Tình hình lũ lụt được hình thành bởi nhiều nhân tố tự nhiên như mưa lớn mùa mưa, địa hình thấp trũng, và đặc biệt là tác động của biến đổi khí hậu hiện nay.
1.1. Đặc điểm địa lý và khí hậu lưu vực Trà Khúc
Lưu vực sông Trà Khúc nằm ở khu vực ven biển Quảng Ngãi với đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa. Khu vực này chịu ảnh hưởng mạnh của mưa mùa hè - thu, đặc biệt là mưa lớn từ tháng 9 đến tháng 12. Địa hình lưu vực bao gồm các vùng núi cao phía tây, vùng đồng bằng trung gian, và vùng delta ven biển phía đông, tạo điều kiện thuận lợi cho việc tích tụ nước mặt và gây ngập lụt vùng đồng bằng.
1.2. Nhân tố hình thành lũ lụt tại lưu vực
Các nhân tố hình thành lũ lụt bao gồm: mưa lớn kéo dài, địa hình thấp trũng, hệ thống sông suối chưa hoàn thiện, sự kết hợp giữa lũ sông và nước biển dâng. Đặc biệt, nước biển dâng do biến đổi khí hậu làm cản trở khả năng thoát nước của hạ lưu, dẫn đến tình trạng ngập lụt kéo dài và diện tích ngập rộng hơn so với các năm trước.
II. Tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến ngập lụt
Biến đổi khí hậu được xem là một trong những nguyên nhân chính làm gia tăng tình trạng ngập lụt sông Trà Khúc trong thời gian gần đây. Các kịch bản biến đổi khí hậu cho tỉnh Quảng Ngãi chỉ ra rằng nhiệt độ trung bình sẽ tăng, lượng mưa sẽ thay đổi không đều, và nước biển dâng với tốc độ từ 0,6 - 1,0 cm/năm. Những thay đổi này làm tăng cường độ các trận lũ, kéo dài thời gian ngập nước, và mở rộng vùng chịu ảnh hưởng. Nước biển dâng đặc biệt tác động lên vùng hạ lưu, cản trở quá trình thoát nước tự nhiên, dẫn đến tình trạng ngập lụt kéo dài ở các vùng đồng bằng ven biển.
2.1. Kịch bản biến đổi khí hậu cho lưu vực Trà Khúc
Kịch bản biến đổi khí hậu cho tỉnh Quảng Ngãi được xây dựng dựa trên các mô hình khí hậu toàn cầu. Các kịch bản này dự báo sự gia tăng nhiệt độ từ 1,2 - 2,4°C vào năm 2100, thay đổi lượng mưa từ -5% đến +15%, và nước biển dâng từ 0,6 - 1,0 cm/năm. Những thay đổi này tạo điều kiện thuận lợi cho việc gia tăng tần suất và cường độ các trận lũ ngập lụt lưu vực Trà Khúc.
2.2. Nước biển dâng và ảnh hưởng đến hạ lưu
Nước biển dâng là một trong những tác động trực tiếp nhất của biến đổi khí hậu đến ngập lụt vùng hạ lưu. Khi mực nước biển tăng, khả năng thoát nước tự nhiên của hạ lưu sông Trà Khúc giảm đi, dẫn đến tình trạng nước tích tụ, ngập lụt kéo dài. Vùng delta ven biển là nơi chịu tác động mạnh nhất, với nhiều khu vực bị ngập lụt thường xuyên, ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp và cuộc sống của cộng đồng.
III. Phương pháp nghiên cứu và mô hình đánh giá ngập lụt
Để đánh giá tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến ngập lụt, nghiên cứu sử dụng các mô hình toán học tiên tiến. Mô hình MIKE FLOOD được áp dụng để mô phỏng quá trình ngập lụt lưu vực Trà Khúc bằng cách kết hợp ba mô hình con chính: mô hình mưa - dòng chảy MIKE NAM, mô hình thủy lực 1 chiều MIKE 11, và mô hình thủy lực 2 chiều MIKE 21. Phương pháp này cho phép mô phỏng chi tiết quá trình hình thành lũ từ vùng thượng lưu đến hạ lưu, tính đến ảnh hưởng của nước biển dâng và các kịch bản biến đổi khí hậu.
3.1. Mô hình MIKE NAM và quá trình mưa dòng chảy
Mô hình MIKE NAM là một mô hình mưa - dòng chảy được phát triển để mô phỏng quá trình biến đổi mưa thành dòng chảy. Mô hình này chia lưu vực thành các tiểu lưu vực và tính toán lượng nước chảy đến sông dựa trên dữ liệu mưa từ các trạm đo. Các thông số của mô hình được hiệu chỉnh dựa trên dữ liệu dòng chảy thực đo, giúp mô hình phản ánh chính xác hành vi của lưu vực.
3.2. Mô hình MIKE 11 MIKE 21 và MIKE FLOOD
Mô hình MIKE 11 mô phỏng dòng chảy trong sông bằng phương trình nước nông 1 chiều, trong khi mô hình MIKE 21 mô phỏng dòng chảy 2 chiều vùng ngập lụt. Mô hình MIKE FLOOD kết hợp cả ba để mô phỏng ngập lụt từ các đỉnh lũ từ sông tràn vào vùng đồng bằng. Điều này cho phép đánh giá chi tiết phạm vi, độ sâu, và thời gian ngập lụt.
IV. Kết quả đánh giá và giải pháp giảm thiểu ngập lụt
Kết quả từ mô phỏng cho thấy ngập lụt lưu vực Trà Khúc sẽ gia tăng đáng kể trong các kịch bản biến đổi khí hậu. Diện tích ngập lụt lớn nhất ứng với trận lũ có xác suất 1% hiện tại là khoảng 5,000 - 7,000 hectare, nhưng theo các kịch bản biến đổi khí hậu đến năm 2050, con số này có thể tăng đến 8,000 - 10,000 hectare. Độ sâu nước ngập cũng tăng từ 0,5 - 1,5 mét lên 1,0 - 2,5 mét ở nhiều vùng. Để giảm thiểu tác động ngập lụt, cần áp dụng giải pháp phi công trình như cải thiện quản lý đất đai, và giải pháp công trình như nâng cao đê, xây dựng hệ thống thoát nước.
4.1. Sự thay đổi diện tích và cường độ ngập lụt theo kịch bản
Theo các kịch bản biến đổi khí hậu, diện tích ngập lụt sẽ tăng liên tục từ hiện tại đến năm 2100. Thời kỳ 2020 - 2050 sẽ thấy gia tăng 20 - 30%, thời kỳ 2050 - 2080 tăng 35 - 50%. Nước biển dâng đóng vai trò quyết định, làm tăng thêm 10 - 15% diện tích ngập. Những vùng đồng bằng ven biển chịu tác động mạnh nhất với thời gian ngập kéo dài từ 15 - 30 ngày.
4.2. Các giải pháp giảm thiểu ngập lụt hiệu quả
Giải pháp phi công trình bao gồm: cải thiện quản lý sử dụng đất, bảo vệ rừng ngập mặn, hoàn thiện hệ thống dự báo cảnh báo. Giải pháp công trình gồm: nâng cao tiêu chuẩn đê, xây dựng hệ thống thoát nước hiện đại, tạo vùng giảm áp lũ. Cần kết hợp cả hai loại để giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến ngập lụt lưu vực Trà Khúc.
