Chương 1. Tổng quan tình hình nghiên cứu, phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu. Phân tích và đánh giá các nhân tố ảnh hưởng đến rủi ro ngập lụt vùng hạ lưu sông Ba. Xác lập vùng rủi ro ngập lụt và đề xuất giải pháp ứng phó Biến đổi khí hậu.
TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP LUẬN NGHIÊN CỨU TRONG ĐÁNH GIÁ RỦI RO NGẬP LỤT 1. Một số khái niệm trong đánh giá rủi ro ngập lụt 1. Lũ lụt Lũ là hiện tượng nước sông dâng cao trong một khoảng thời gian nhất định, sau đó giảm dần. Lụt là hiện tượng ngập nước của một vùng lãnh thổ do lũ gây ra.
Lụt có thể do lũ lớn, nước lũ tràn qua bờ sông, đê hoặc làm vỡ các công trình ngăn lũ vào các vùng trũng; có thể do nước biển dâng khi gió bão làm tràn ngập nước vùng ven biển, làm ngập nhà cửa, cây cối, đồng ruộng kéo dài trong một khoảng thời gian [23]. Lũ lụt là một hiện tượng tự nhiên, gần như xảy ra hàng năm. Lũ do nước sông dâng cao trong mùa mưa. Số lượng nước dâng cao xảy ra trên một con sông ở mức tạo thành, lũ có thể xảy ra một lần hoặc nhiều lần trong năm.
Lũ lụt được gọi là lớn và đặc biệt lớn khi nó gây ra nhiều thiệt hại lớn và kéo dài về người và của cải [6]. Để theo dõi diễn biến mực nước trên sông, người ta tổ chức đo đạc mực nước và vẽ thành các thủy đồ. Rủi ro ngập lụt - Là khả năng xảy ra những thiệt hại tiềm năng do lũ với một cường độ nhất định trong một vùng nhất định ở một thời điểm nhất định. - Rủi ro ngập lụt được coi là sản phẩm ngẫu nhiên của nguy cơ và tiềm năng tổn thất của nó.
Trong vài thập kỷ qua, lũ lụt chủ yếu tập trung vào kích thước vật lí của lũ lụt (diện tích, độ sâu…) và thiệt hại trực tiếp của các thành phần kinh tế. Tuy nhiên trong những năm gần đây phân tích rủi ro ngập lụt cũng đã phân tích đến rủi ro môi trường - xã hội đó là hướng tiếp cận tổng hợp lũ theo ADRC (2005) (Asian Disaster Reduction Center) cho rằng giá trị của thiệt hại như là: tính mạng, tài sản… bị ảnh hưởng bởi hiểm họa. Các đặc trưng cơ bản của lũ lụt Nước ta nằm ở vùng khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa nên lũ do mưa sinh ra. Trận lũ là do một trận mưa trên lưu vực gây ra, làm cho mực nước trong sông dâng cao dần cho đến khi đạt tới mức cao nhất, sau đó mực nước hạ thấp dần cho đến khi xấp xỉ bằng mực nước khi bắt đầu dâng cao.
Tùy theo tình hình mưa trên lưu vực mà lũ trong sông có dạng lũ đơn hay lũ kép. Lũ đơn là trận lũ chỉ có một đỉnh cao nhất, do một trận mưa trên lưu vực sinh ra. Lũ kép là trận lũ có nhiều đỉnh, thường 2,3 đỉnh, do hai hay nhiều trận mưa liên tiếp trên lưu vực sinh ra [6]. • Mực nước: là độ cao của mặt nước trong sông tính từ một độ cao chuẩn nào đó (thường là mặt nước biển hoặc theo cao độ quốc gia), thường được biểu thị bằng kí hiệu H và đơn vị là cm.
• Lưu lượng nước: là lượng nước chảy qua một mặt cắt ngang sông trong một đơn vị thời gian, biểu thị bằng kí hiệu và có đơn vị là m3/s hoặc l/s. • Chân lũ lên: là lũ bắt đầu lên (mực nước bắt đầu dâng cao (H1) hay lưu lượng nước bắt đầu lên). • Đỉnh lũ: là mực nước hay lưu lượng nước cao nhất trong một trận lũ. • Chân lũ xuống: là lũ rút xuống thấp nhất, xấp xỉ bằng lúc bắt đầu lên.
• Thời gian lũ lên: là khoảng thời gian từ thời điểm chân lũ lên đến đỉnh lũ (tl). • Thời gian lũ xuống: là khoảng thời gian từ đỉnh lũ đến thời điểm chân lũ xuống (tx). • Thời gian trận lũ: là khoảng thời gian từ chân lũ lên đến chân lũ xuống và t = tl + tx. • Biên độ mực nước lũ lên: là chênh lệch mực nước giữa mực nước đỉnh lũ với mực nước chân lũ lên (delta Hl).
• Cường suất lũ: là sự biến đổi của mực nước trong một đơn vị thời gian, thường lấy đơn vị là cm/h hoặc m/ngày đêm. 14 • Lượng lũ: là lượng nước do mưa sinh ra trong một trận lũ hoặc trong một đơn vị thời gian nào đó (W, m3) của trận lũ. • Mô đun đỉnh lũ: là lượng nước lũ lớn nhất (lưu lượng đỉnh lũ, Q max, m3/s) được sinh ra trên một đơn vị diện tích lưu vực sông trong một đơn vị thời gian, thường có đơn vị là l/s. (Nguồn: http://phongchongthientai.
Đồ thị diễn tả một quá trình lũ 1. Căn cứ vào mực nước đỉnh lũ trung bình nhiều năm (TBNN), phân thành 5 loại: 1) Lũ nhỏ là loại có đỉnh thấp hơn mức đỉnh lũ TBNN. 2) Lũ vừa là loại có đỉnh đạt mức đỉnh lũ TBNN. 3) Lũ lớn là loại có đỉnh cao hơn mức đỉnh lũ TBNN.
4) Lũ đặc biệt lớn là loại có đỉnh cao hiếm thấy trong các kỳ quan trắc. 5) Lũ lịch sử là loại có đỉnh cao nhất trong thời kì quan trắc hoặc điều tra khảo sát được. Nguyên nhân hình thành Mưa lớn và kéo dài (do bão lớn) là nguyên nhân chính gây ra lũ lụt, ngoài ra ở vùng đồng bằng cửa sông tiếp giáp với biển, triều cường là một 15 nhân tố làm lũ lụt trầm trọng hơn. Ngoài ra, còn một số yếu tố khác ảnh hưởng đến khả năng xuất hiện lũ lớn và bất thường.
- Lưu vực càng rộng thì nước lũ lên chậm nhưng cũng sẽ rút chậm, ngược lại lưu vực hẹp và dài sẽ làm nước lên nhanh. - Một số trường hợp sẽ hình thành lũ quét, lũ ống… Rừng bị tàn phá cũng là một trong các nguyên nhân gây nên lũ lụt và xói mòn đất. - Hiện tượng El Nino (do sự nóng lên của vùng biển xích đạo vùng Nam Mỹ Thái Bình Dương) và La Nina (do sự lạnh lên của vùng biển xích đạo Đông Thái Bình Dương) đã gây ra hiện tượng lũ lụt và hạn hán trên nhiều vùng khác nhau. - Nếu một hệ thống sông có nhiều con sông hợp thành thì khả năng tổ hợp thời điểm xuất hiện lũ đồng thời sẽ làm gia tăng mức độ nghiêm trọng của lũ.
Hình dạng lưu vực liên quan đến sự tập trung và đường quá trình lũ Các loại lũ: Có 3 loại lũ chính gồm lũ quét, lũ sông và lũ ven biển. Lũ quét: Là lũ xảy ra rất bất ngờ, đột ngột, mực nước lên xuống rất nhanh, tốc độ dòng chảy rất mạnh, cuốn theo nhiều bùn, đất đá, cây cối. Thường xảy ra trên các sông nhỏ hoặc ở miền núi, là kết quả của những trận mưa rất lớn ở những vùng có độ dốc cao, cây cối bị phá huỷ, đất không còn 16 khả năng giữ nước và khó dự báo trước lũ quét sẽ xảy ra ở đâu. Có thể xảy ra khi vỡ hồ, đập.
Lũ quét gồm nhiều loại: lũ bùn, lũ đá, lũ ống. Lũ sông: Xảy ra trên sông khi có mực nước cao hơn và tốc độ dòng nước nhanh hơn mức bình thường. Thường do các trận mưa lớn ở đầu nguồn gây ra. Có thể xuất hiện từ từ như ở vùng Đồng bằng sông Cửu Long hoặc nhanh như ở các sông thuộc Trung Bộ.
Lũ ven biển (nước biển dâng): Xuất hiện khi sóng biển dâng cao đột ngột kết hợp với triều cường, phá vỡ đê hoặc tràn qua đê biển vào đất liền và làm nước sông không chảy thoát ra biển được gây ra ngập lụt đột ngột. Lũ ven biển thường xảy ra khi có áp thấp nhiệt đới hoặc bão vào gần bờ biển. Tổng quan tình hình nghiên cứu ngập lụt trong và ngoài nước. Thiên tai và những tác động của nó đến kinh tế, xã hội và môi trường ngày càng gia tăng trên toàn thế giới với một tốc độ rất đáng báo động.
Con người, tài sản, xã hội và môi trường đang bị ảnh hưởng rất nhiều từ các hiểm họa tự nhiên. Những sự thay đổi như: hiện tượng nóng lên toàn cầu, tăng dân số, tăng trưởng kinh tế, đô thị hóa, công nghiệp hóa, phá rừng, mở rộng khu dân cư, du canh, di cư. đã làm cho xã hội trở nên dễ bị tổn thương hơn trước các hiểm họa. Tình hình nghiên cứu lũ và ngập lụt trên thế giới Các nghiên cứu về ngập lụt vùng cửa sông và ven bờ đã xuất hiện từ khá sớm nhưng những công trình có nội dung nghiên cứu thực sự chỉ mới bắt đầu từ giữa thế kỷ thứ 20, khi mà các vấn đề về thiên tai như lũ lụt và bão trở nên nghiêm trọng trên toàn cầu do sự tác động và nhận biết của nhân loại về sự biến đổi khí hậu được rõ rệt.
Hiện tượng nước dâng gây ra ngập lụt vùng ven bờ và cửa sông được nghiên cứu từ những năm 1950 tại các Quốc gia có biển như Mỹ, Nga, Anh, Đức, Nhật Bản v.v… Bắt đầu là những nghiên cứu thống kê dự báo mức độ ngập lụt qua số liệu thực tế thu thập được tại các khu vực ven bờ và cửa sông (Connnor, W.v… Với sự phát triển về kỹ thuật tính toán, ngày nay việc nghiên cứu tính toán và dự báo ngập lụt 17 tại các vùng hạ du các con sông và vùng cửa sông, ven biển nói chung được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu, đặc biệt trong vài thập kỷ gần đây. Các kỹ thuật tính toán ngày càng được hoàn thiện và ngày càng được nhiều nước trên thế giới sử dụng làm công cụ dự tính, dự báo và cảnh báo các hiện tượng thiên tai như ngập lụt, xói lở và bồi lấp tại các vùng cửa sông ven bờ biển nhằm làm giảm những thiệt hại về người và của giúp cho việc hoạch định các chiến lược khai thác và phát triển bền vững vùng hạ du các con sông và vùng cửa sông ven biển. Hiện nay vấn đề nghiên cứu tổng hợp rủi ro ngập lụt tại hạ lưu các hệ thống sông cũng như các vùng cửa sông và ven bờ biển được quan tâm tại nhiều nước có biển. Các nghiên cứu ngày càng được hoàn thiện về phương pháp, cách tiếp cận và về tính tổng hợp, độ chính xác trong tính toán cũng như dự báo và cảnh báo không ngừng được nâng cao và là công cụ không thể thiếu trong việc nghiên cứu về rủi ro do lũ lụt tại các khu vực ven bờ biển.
Tại Đức việc nghiên cứu rủi ro ngập lụt ven bờ và hai cửa sông đã được thực hiện qua dự án “XtremRisk” vào năm 2008 (Andreas Bruzei at all, 2010).