CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan về lũ ống, lũ quét 1. Khái niệm Lũ quét: Cho đến nay các nhà khoa học tương đối thống nhất với định nghĩa lũ quét rất chung chung sau: “Lũ quét là một loại hình lũ miền núi có cường suất, vận tốc dòng chảy và biên độ mực nước rất lớn, lũ lên nhanh và xuống nhanh, dòng nước có lượng lớn bùn rác”.
Lũ ống: Là một dạng của lũ quét, là sự chảy dồn nước bộc phát đột ngột từ cao xuống thấp với tốc độ rất cao vào một thung lũng suối nhỏ hoặc một khe hẻm có quy mô nhỏ (từ vài trăm mét đến vài km) theo sườn rất dốc, tạo thành một khối nước hình ống, thời gian xảy ra ngắn và sức tàn phá cũng rất mạnh. Phân loại lũ ống, lũ quét và phương pháp nhận dạng lũ ống, lũ quét Lũ ống, lũ quét là lũ ở các suối, sông nhỏ miền núi, xảy ra bất ngờ với cường độ cao, tốc độ nhanh, duy trì trong một thời gian ngắn và có hàm lượng chất rắn cao. Lũ ống, lũ quét xuất hiện chỉ khi tồn tại hai yếu tố đồng thời: * Tồn tại đất đá bở rời hoặc đất đá liên kết yếu trên đường đi của dòng chảy. * Dòng chảy với vận tốc đủ lớn để cuốn trôi đất đá bở rời tạo thành pha rắn của dòng chảy.
Có rất nhiều cách phân loại lũ ống, lũ quét, song có ý nghĩa thực tế hơn cả là a) phân loại theo nguồn gốc lò phát sinh lũ ống, lũ quét; b) theo thành phần độ hạt của vật liệu rắn; c) theo tỷ lệ nước trong dòng bùn đá; d) theo đặc điểm vận chuyển của dòng bùn đá. Quá trình hình thành phát sinh lũ ống, lũ quét có thể chia thành các nhóm sau liên quan với các nguyên nhân: a) sự tích tụ các vật liệu bở rời trong lòng các dòng tạm thời hoặc dòng suối nhỏ; b) chặn dòng; c) hoạt động núi lửa [4]. Nhóm thứ nhất: Bao gồm các lò sinh lũ nằm trong lưu vực của các suối nhỏ và các dòng theo mùa. Đặc điểm phân biệt các lưu vực này là có mực nước mùa khô rất ít hoặc hầu như không có, đây chính là điều kiện thuận lợi để tích tụ vật liệu.
Việc hình thành lũ ống, lũ quét kiểu này trong các lò sinh lũ thường liên quan với lượng mưa to đột biến. Đây là kiểu lò rất phổ biến và hầu hết các trận lũ ống, lũ quét đều liên quan đến kiểu lò này. Nhóm thứ hai: Liên quan đến chặn dòng có thể chia làm 2 phụ nhóm: 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Phụ nhóm thứ nhất: Chặn dòng có thể do lũ, hoặc do lũ ống, lũ quét từ các chi lưu nhánh. Trong trường hợp này thì khối lượng đất đá, vật liệu rắn phải đủ lớn để làm thành đập chặn dòng tạm thời.
Nguồn nước trong các dòng lũ ống, lũ quét này do nước bị chặn dòng tích lại. Thời gian xảy ra lũ ống, lũ quét mang tính thảm họa không phụ thuộc vào lượng mưa. Phụ nhóm thứ hai: Là hiện tượng chặn dòng cổ tạo thành các hồ, đập, các hồ chứa nước. Việc phá hủy các đập hay nước tràn qua các đập này kéo theo các thảm họa do nước cuốn đi và làm phát sinh lũ ống, lũ quét (thí dụ như đập Vaiont ở Italia bị tràn nước do một khối lượng đất đá khổng lồ đã lũ xuống hồ làm mực nước dâng cao lên hàng trăm mét tràn qua đập chắn cuốn trôi hàng ngàn ha ở phía dưới đập).
Nhóm thứ ba: Liên quan với hoạt động của các dòng dung nham núi lửa, ít có khả năng xảy ra ở Việt Nam. Qua điều tra, phân tích, thống kê các trận lũ ống, lũ quét xảy ra trên khu vực vùng núi, có thể thống kê được các loại hình lũ ống, lũ quét chủ yếu sau: - Lũ ống, lũ quét sườn dốc: Thường phát sinh do mưa lớn trên khu vực có độ dốc lớn, độ che phủ thảm thực vật thưa, đất đá bở rời… là nhân tố tạo ra dòng chảy mặt sườn dốc lớn, tập trung nước nhanh về các suối tạo nên dòng lũ ống, lũ quét ở phía hạ lưu. - Lũ ống, lũ quét nghẽn dòng: Lũ ống, lũ quét thường phát sinh từ các khu vực có nhiều lũ ven sông, suối. Đó là các khu vực đang có biến dạng mạnh, sông suối đào xẻ lòng dữ dội, mặt cắt hẹp thường có dạng chữ V, sườn núi rất dốc.
Lũ ống, lũ quét dễ phát sinh sau các đợt mưa liên tục dài ngày và kết thúc bằng một trận mưa lớn. Mưa dài ngày làm cho mặt đất bão hoà, khi mưa lớn dòng chảy mạnh, đất đá bị xói lở chân khối đất có nguy cơ trượt làm cho khối đất này tăng khả năng mất ổn định và trượt xuống lòng suối, gây hiện tượng hợp long dòng chảy. Lòng suối bị chặn lại đột ngột và tích nước lại ở vùng thung lũng phía thượng lưu, tạo ra thế năng biến thành động năng hình thành lũ ống, lũ quét. - Lũ ống: Mưa lớn tạo dòng lũ lớn chảy trên thung lũng hẹp và sâu - Lũ ống, lũ quét do mưa lớn kết hợp với vỡ đập: Mưa lớn kết hợp với vỡ đập cũng gây ra lũ ống, lũ quét trên diện rộng, gây thiệt hại đáng kể đến khu vực chịu ảnh hưởng của lũ ống, lũ quét.
- Lũ cát bùn: Dòng lũ cát bùn tràn xuống đường nhựa và nhà dân mang theo các vật dụng trôi ra biển. 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Việc nhận dạng lũ ống, lũ ống, lũ quét cần xây dựng được hệ thống tiêu chí để nhận dạng. Các tiêu chí đó là: dấu hiệu lũ lớn (dấu hiệu mưa và lượng trữ nước trong sông; dấu hiệu cường suất lũ lớn và mưa vẫn còn lớn); Mực nước trước lũ lớn (cường suất lũ dòng chính lớn và mưa lớn). Các nhân tố gây ra lũ ống, lũ quét Các nhân tố hình thành lũ ống, lũ quét bao gồm 3 nhóm nhân tố chính: Nhân tố ít biến đổi, biến đổi chậm và biến đổi nhanh.
Các nhân tố trên tác động lẫn nhau và mức độ tác động này phụ thuộc rất chặt chẽ vào loại hình lưu vực để tạo ra các dạng lũ ống, lũ quét khác nhau. Do vậy, việc xác định tiêu chí hình thành lũ ống, lũ quét chính là phân tích sự tác động của mối quan hệ này cho mỗi lưu vực cụ thể. Mối quan hệ của các nhân tố hình thành lũ ống, lũ quét - Nhân tố ít biến đổi: bao gồm các yếu tố: Địa hình, địa chất, địa mạo, thổ nhưỡng. - Nhân tố biến đổi chậm: Tình hình sử dụng đất, các chuyển động kiến tạo, biến đổi khí hậu.
- Nhân tố biến đổi nhanh: mưa lũ, độ ẩm lưu vực, dòng chảy mặt, động đất, xói mòn, sạt lở. Các hình thức hoạt động của con người trên lưu vực có thể ảnh hưởng đến cả 3 nhóm nhân tố trên. Song tác động rõ nhất là tác động đến nhóm yếu tố biến đổi nhanh. Đây là nhóm nhân tố được chọn làm đặc trưng để phân biệt lũ ống, lũ quét với lũ thường.
7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nhóm nhân tố biến đổi chậm tham gia vào quá trình hình thành lũ ống, lũ quét khi quá trình biến đổi vượt quá một ngưỡng nào đó. Những phân tích riêng sẽ tập trung vào một số nhân tố chính và những nhận xét về đặc điểm và vai trò của chúng đối với sự hình thành lũ ống, lũ quét sẽ được trình bày dưới đây: a.Mưa Trong cùng một lưu vực hoặc một miền, vùng núi thường có lượng mưa lớn hơn vùng đồng bằng, do đặc điểm địa hình có sườn núi chắn gió và các thung lũng có tác dụng hút luồng không khí ẩm từ biển vào. Các tâm mưa lớn của nước ta hầu hết đều tập trung ở các vùng núi có điều kiện địa hình như vậy. Mưa là nhân tố quyết định gây ra lũ ống, lũ quét, thường tập trung trong vài giờ với cường độ rất lớn trên diện tích hẹp từ vài chục đến vài trăm km2.
Điều đó giải thích lý do tại sao nhiều khi lũ ống, lũ quét xảy ra trên một số khu vực lại không đồng bộ với lũ trên sông lớn. Mưa gây ra lũ ống, lũ quét thường tập trung với cường độ lớn hiếm thấy trong 1giờ hoặc 2 giờ; Mưa với cường suất lớn có ý nghĩa quyết định trong sự hình thành lũ ống, lũ quét. Mưa lớn còn là động lực chủ yếu gây ra xói mòn, sụt lở tạo thành phần rắn của dòng lũ ống, lũ quét.Biến đổi khí hậu toàn cầu và các hiện tượng khí hậu cực đoan Theo số liệu thống kê cho thấy có khoảng 70 % số thiên tai là do các hiện tượng khí tượng, thuỷ văn cực đoan gây ra. Biến đổi khí hậu là nhân tố biến đổi chậm.
Nhiều đánh giá cho rằng con người đã đóng góp đáng kể vào quá trình biến đổi này mà nguyên nhân chủ yếu là hiện tượng phá rừng và làm huỷ hoại môi trường.Địa hình Địa hình vùng núi Việt Nam nói chung rất dốc, do đó độ dốc lòng sông lớn, đó là một trong những điều kiện thuận lợi để phát sinh lũ ống, lũ quét. Ở những nơi có địa hình núi cao thường là nơi có lượng mưa lớn và phân hoá rất mạnh. Qua khảo sát các khu vực bị lũ ống, lũ quét cho thấy: Các lưu vực đã xảy ra lũ ống, lũ quét thường ở nơi có dạng đường cong lõm, địa hình bị chia cắt dữ dội, sườn núi rất dốc (> 30 %). Độ dốc lòng sông ở phần đầu nguồn rất lớn, tạo điều kiện thuận lợi hình thành lũ ống, lũ quét.
Mặt cắt dọc sông nhiều nơi có điểm gãy mà sau điểm này là vùng thường bị lũ ống, lũ quét ác liệt. Sườn núi dốc chuyển đột ngột sang các mặt bằng bồn địa là đặc trưng của địa hình miền Trung. 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Các lưu vực sinh lũ ống, lũ quét thường nhỏ (diện tích < 500 km2), sông suối bắt nguồn từ các đỉnh núi cao (khoảng 1000 – 2000 m). Lưu vực có hình rẻ quạt hoặc tròn, xung quanh có núi cao bao bọc, có hướng thuận lợi đón gió ẩm hình thành những tâm mưa.
Sườn dốc được phủ bởi lớp đất đá có độ liên kết kém, dễ xói mòn, sụt lở. Khi có mưa lớn, lũ ống, lũ quét kéo theo nhiều vật rắn: đá, cát, sỏi, cây cối.Mạng lưới sông suối Địa hình chia cắt tạo nên mạng lưới sông suối dày đặc. Ớ vùng đầu nguồn, nhiều nơi mật độ sông suối lớn hơn 1 km/km2, thậm chí tới 2 km/km2.