Tổng quan nghiên cứu

Hệ thống sông ngòi Việt Nam có tổng chiều dài khoảng 41.900 km với mật độ trung bình 0,6 km/km2, giữ vai trò huyết mạch trong phát triển nông nghiệp và ổn định kinh tế xã hội. Riêng hệ thống đê sông trên toàn quốc có quy mô khoảng 10.600 km, trong đó chỉ có 66,4% tổng chiều dài đê đảm bảo ổn định, 28,0% kém ổn định và 5,6% thuộc diện xung yếu nguy hiểm. Trước tác động gay gắt của biến đổi khí hậu toàn cầu và các hình thái thời tiết cực đoan, hạ tầng đê điều đối mặt với áp lực vỡ bờ, thẩm lậu và sạt trượt mái đê rất lớn.

Tỉnh Bắc Giang sở hữu mạng lưới sông ngòi dày đặc thuộc lưu vực sông Thái Bình với diện tích khống chế 12.680 km2 cùng 143 con sông chính và nhánh. Vấn đề nghiên cứu trọng tâm là sự xuống cấp kỹ thuật của các tuyến đê xung yếu và những bất cập trong mô hình quản lý chất lượng công trình đê sông cấp tỉnh. Nhiều đoạn đê xuất hiện các ẩn họa nghiêm trọng như tổ mối, rỗng xốp thân đê, mạch đùn, sủi cát và xói lở bãi sông tiếp diễn phức tạp.

Mục tiêu cụ thể của đề tài là đánh giá toàn diện hiện trạng chất lượng kỹ thuật của hệ thống đê sông tỉnh Bắc Giang, phân tích cơ chế quản lý an toàn đê và đề xuất hệ thống giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý chất lượng công trình, áp dụng cụ thể cho đoạn đê sông Thương thuộc xã Liên Chung, huyện Tân Yên. Phạm vi nghiên cứu bao quát các tuyến đê chính trên địa bàn tỉnh Bắc Giang, tập trung phân tích chuyên sâu dữ liệu thực địa giai đoạn 2010 đến 2014. Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa trực tiếp bảo vệ an toàn tính mạng và tài sản cho hơn 360.000 người dân cùng 55.500 ha diện tích canh tác, giảm thiểu rủi ro ngập lụt hàng năm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu xây dựng dựa trên lý thuyết quản lý chất lượng toàn diện trong công trình xây dựng thủy lợi và lý thuyết quản lý rủi ro thiên tai thích ứng với biến đổi khí hậu. Bản chất của quản lý an toàn đê điều là sự kết hợp chặt chẽ giữa việc kiểm soát nghiêm ngặt các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu đắp đê và duy trì năng lực thoát lũ thiết kế của lòng dẫn.

Các khái niệm then chốt được vận dụng gồm: an toàn đê điều theo Luật Đê điều số 79/2006/QH11, chất lượng công trình xây dựng theo vòng đời từ khảo sát đến vận hành, và cơ chế phá hoại thủy lực qua các hiện tượng thẩm lậu, xói ngầm và mạch đùn. Luật định rõ nguyên tắc bảo vệ đê điều là trách nhiệm của toàn dân, cơ quan nhà nước và mọi tổ chức kinh tế. Mực nước lũ thiết kế được chuẩn hóa ở mức +7,2 m tại trạm thủy văn Phả Lại và +8,0 m tại Phủ Lạng Thương, làm căn cứ tính toán mặt cắt tiêu chuẩn đỉnh đê rộng từ 5 m đến 6 m và độ dốc mái đê phù hợp.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của đề tài được trích xuất từ báo cáo kỹ thuật định kỳ của Chi cục Đê điều và Phòng chống lụt bão tỉnh Bắc Giang, tài liệu quan trắc khí tượng thủy văn trạm Phủ Lạng Thương và hồ sơ thiết kế kỹ thuật các dự án tu bổ đê giai đoạn 2005-2014. Tác giả tiến hành khảo sát thực địa toàn diện trên hơn 280 km đê cấp III, cấp IV và 94,287 km đê bối trên địa bàn toàn tỉnh Bắc Giang.

Phương pháp chọn mẫu có chủ đích được áp dụng để xác định cỡ mẫu nghiên cứu sâu gồm 60 km đê hữu sông Thương, trọng tâm là đoạn K12+148 đến K12+350 qua xã Liên Chung, huyện Tân Yên và các điểm xung yếu tại K14+070 đến K14+640. Lý do chọn mẫu tập trung vào các đoạn đê này vì đây là khu vực sông cong, dòng chủ lưu áp sát bờ bãi, nền địa chất là trầm tích pha sỏi cuội và á sét nhiều khe nứt, thường xuyên xuất hiện sự cố rò rỉ và sạt lở đứng thành cao từ 6 m đến 10 m. Nghiên cứu sử dụng phương pháp thống kê mô tả, phân tích tổng hợp kỹ thuật công trình thủy công và đối chiếu tiêu chuẩn quy chuẩn xây dựng Việt Nam. Timeline nghiên cứu được thực hiện tập trung từ tháng 10 năm 2013 đến tháng 10 năm 2014.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phát hiện thứ nhất chỉ ra sự thiếu hụt nghiêm trọng về cao trình đỉnh đê và mặt cắt thiết kế trên toàn bộ các tuyến đê chính. Tuyến đê tả sông Cầu có tổng chiều dài trên 80 km với 60,458 km đê cấp III còn 2 đoạn đê dài 3.250 m (K34+800 - K36+200 và K37+750 - K39+600) thiếu cao độ từ 20 cm đến 40 cm. Tỷ lệ cứng hóa mặt đê tả Cầu mới đạt 35% tương đương 21,150 km, trong khi diện tích trồng tre chắn sóng mới đạt 9 km trên tổng số 60,458 km đê.

Phát hiện thứ hai làm rõ thực trạng tuyến đê hữu sông Thương dài gần 60 km với 43,8 km đê cấp III còn tới 6.000 m đê thiếu độ cao từ 30 cm đến 100 cm, cá biệt đoạn K22+100 đến K26+100 trùng tỉnh lộ 398 thiếu từ 0,9 m đến 1,0 m so với mực nước thiết kế. Đoạn đê qua xã Liên Chung tại K12+148 đến K12+350 xuất hiện vết nứt dài 200 m, rộng từ 5 cm đến 20 cm và sâu từ 50 cm đến 150 cm, tạo thành 3 cung sạt đứng ăn sâu vào bãi sông từ 6 m đến 10 m, điểm gần nhất chỉ cách chân đê 6 m.

Phát hiện thứ ba ghi nhận tuyến đê tả sông Thương dài 51 km có tỷ lệ cứng hóa đạt 70,5% tương đương 18,7 km, nhưng còn hơn 10.000 m đê thâm trùng chưa được đắp cơ phản áp. Toàn tỉnh Bắc Giang hiện có 23 tuyến đê bối với tổng chiều dài 94,287 km bảo vệ 17.498 ha diện tích và 46.728 người dân, nhưng mặt đê chỉ rộng 2 m đến 3 m và chỉ chịu được mực nước lũ dưới báo động số 3.

Phát hiện thứ tư phản ánh sự xuống cấp của hệ thống công trình phụ trợ trên đê. Tuyến đê tả Cầu có 33 cống dưới đê và tuyến đê hữu Thương có trên 30 cống, trong đó nhiều cống xây dựng từ thời Pháp thuộc như cống Đại La, Lạc Xuân, Yên Ninh, Đa Mai đều bị han rỉ ty van, nứt vòm cống và khẩu độ nhỏ hẹp không đáp ứng lưu lượng tiêu úng. Hệ thống điếm canh đê trên các tuyến đều thiếu thốn, nhiều điếm xây dựng trước năm 2000 bị bong lở vữa trát và thấm dột.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi gây suy giảm an toàn đê bắt nguồn từ sự tương tác phức tạp giữa địa chất và dòng chảy. Thân đê được bồi trúc qua nhiều thế kỷ bằng đất á sét không đồng nhất, dẫn đến hiện tượng co ngót tạo khe nứt khi thời tiết khô hạn. Mật độ tổ mối ngầm phát triển mạnh tạo thành hệ thống hang rỗng bên trong thân đê, khi lũ sông Thương dâng cao sẽ tạo thành đường dẫn nước hình thành các dòng xoáy xói ngầm cực kỳ nguy hiểm.

Bên cạnh đó, hoạt động phát triển kinh tế xã hội và khai thác cát trái phép tại lòng sông Thương đã làm biến đổi dòng chủ lưu, gây xói lở chân bãi và làm mất cân bằng mái dốc. Công tác quản lý đê điều cấp xã còn hạn chế do cán bộ phụ trách phải kiêm nhiệm nhiều lĩnh vực giao thông, thủy lợi, thiếu trang thiết bị và kinh phí bảo dưỡng thường xuyên.

Các dữ liệu nghiên cứu thực trạng kỹ thuật được tổng hợp trực quan qua các bảng phân tích hiện trạng cao trình, tỷ lệ cứng hóa mặt đê và thống kê số lượng công trình cống, kè qua từng tuyến sông. Biểu đồ so sánh tỷ lệ cứng hóa mặt đê giữa các tuyến làm nổi bật sự chênh lệch rõ rệt khi đê tả Thương đạt 70,5% trong khi đê tả Cầu chỉ đạt 35%, qua đó minh chứng tính cấp thiết của việc ưu tiên nguồn vốn đầu tư công bằng và đồng bộ.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, thực hiện ngay nhóm giải pháp kỹ thuật công trình xử lý xung yếu và gia cố thân đê. Áp dụng kỹ thuật khoan phụt vữa sét xi măng để lấp đầy các hang mối rỗng và tạo màng chống thấm liên tục trong thân đê cho các đoạn rò rỉ thẩm lậu. Khẩn trương đắp tôn cao 3.250 m đê tả Cầu và 6.000 m đê hữu Thương để đạt cao trình chống lũ chuẩn +7,2 m tại Phả Lại và +8,0 m tại Phủ Lạng Thương. Tiến hành đắp cơ phản áp phía đồng và lấp ao hồ sát chân đê trước mùa mưa bão năm 2015 do Chi cục Đê điều và Ban quản lý dự án tỉnh Bắc Giang chủ trì thực hiện.

Thứ hai, chuẩn hóa quy trình quản lý chất lượng xây dựng và thiết lập cơ sở dữ liệu số hóa hồ sơ đê điều. Xây dựng bản đồ GIS theo dõi chi tiết hiện trạng trắc dọc, trắc ngang và lịch sử sự cố từng đoạn đê, đặc biệt là đoạn đê sông Thương xã Liên Chung nhằm phát hiện sớm biến dạng mái dốc. Thời gian hoàn thành trong vòng 12 tháng với mục tiêu 100% các tuyến đê cấp III được số hóa hồ sơ kỹ thuật do Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn chỉ đạo.

Thứ ba, siết chặt công tác thanh tra, kiểm tra và cưỡng chế xử lý vi phạm hành lang bảo vệ đê. Kiên quyết giải tỏa 100% các bến bãi tập kết vật liệu xây dựng trái phép trên bãi sông, đình chỉ triệt để nạn khai thác cát lậu gây đổi dòng chảy sông Thương. Sửa chữa, nâng cấp toàn bộ 30 cống tiêu xung yếu và xây mới các điếm canh đê bị xuống cấp, thực hiện định kỳ hàng quý do Ủy ban nhân dân huyện Tân Yên phối hợp lực lượng thanh tra chuyên ngành thực hiện.

Thứ tư, nâng cao năng lực cho lực lượng quản lý đê nhân dân và đẩy mạnh tuyên truyền cộng đồng. Tổ chức 100% các lớp tập huấn kỹ năng phát hiện, xử lý sự cố đùn sủi ngay từ giờ đầu cho cán bộ cấp xã. Tăng cường trồng tre chắn sóng ven sông nâng tỷ lệ bao phủ đê tả Cầu từ 14,8% lên trên 50% vào năm 2018 do Ủy ban nhân dân xã Liên Chung và các xã ven đê trực tiếp triển khai.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nhóm đối tượng thứ nhất là cán bộ quản lý Nhà nước tại Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Chi cục Đê điều và Phòng chống lụt bão các tỉnh trung du, đồng bằng Bắc Bộ. Luận văn cung cấp luận cứ khoa học thực tiễn để tham mưu xây dựng quy hoạch phòng chống lũ, bố trí vốn đầu tư tu bổ các đoạn đê xung yếu và hoàn thiện mô hình tổ chức quản lý đê điều địa phương.

Nhóm đối tượng thứ hai là kỹ sư xây dựng công trình thủy lợi, các tổ chức tư vấn khảo sát, thiết kế và giám sát thi công. Tài liệu cung cấp giải pháp xử lý sự cố sạt lở bãi sông, kỹ thuật khoan phụt vữa gia cố thân đê á sét có tổ mối và thiết kế mặt cắt đê kết hợp đường giao thông nông thôn.

Nhóm đối tượng thứ ba là lãnh đạo Ủy ban nhân dân cấp huyện và xã ven sông như huyện Tân Yên và xã Liên Chung. Luận văn hướng dẫn chi tiết quy trình tổ chức lực lượng tuần tra canh gác đê nhân dân, phương án lập hồ sơ quản lý chất lượng và cơ chế phối hợp xử lý vi phạm hành lang an toàn công trình.

Nhóm đối tượng thứ tư là học viên cao học, giảng viên và sinh viên chuyên ngành Quản lý xây dựng công trình, Kỹ thuật tài nguyên nước tại các trường đại học chuyên ngành. Đề tài là nguồn tài liệu tham khảo giá trị về phương pháp đánh giá an toàn đê sông trong bối cảnh biến đổi khí hậu và đô thị hóa nhanh chóng.

Câu hỏi thường gặp

Nguyên nhân chính gây sạt lở bãi sông Thương tại đoạn đê xã Liên Chung là gì? Sạt lở tại đoạn K12+148 đến K12+350 do sông cong, lòng dẫn hẹp khiến dòng chủ lưu áp sát bờ bãi khi mực nước xuống thấp. Địa chất bãi sông gồm cát pha có độ dính kết kém kết hợp chênh lệch cao độ đỉnh đê và đáy sông lớn gây ra 3 cung sạt sâu 6 m đến 10 m.

Phương pháp khoan phụt vữa sét xi măng có tác dụng như thế nào đối với thân đê? Khoan phụt vữa sét xi măng giúp lấp đầy hoàn toàn các lỗ rỗng, khe nứt và hệ thống hang tổ mối ngầm trong thân đê á sét. Giải pháp này tạo nên màng chống thấm liên tục, ngăn chặn triệt để hiện tượng thẩm lậu, mạch đùn và xói ngầm khi mực nước lũ sông dâng cao.

Tỷ lệ cứng hóa mặt đê tại tỉnh Bắc Giang hiện trạng ra sao? Tỷ lệ cứng hóa không đồng đều giữa các tuyến đê. Tuyến đê tả sông Thương đạt tỷ lệ cao nhất với 70,5% tương đương 18,7 km, tuyến đê hữu sông Thương đạt gần 50% với hơn 22 km, trong khi tuyến đê tả sông Cầu mới chỉ đạt 35% tương đương 21,150 km mặt đê bê tông.

Ẩn họa tổ mối trong thân đê nguy hiểm như thế nào trong mùa mưa lũ? Tổ mối tạo mạng lưới rỗng chằng chịt làm giảm sức chịu tải của thân đê. Khi mực nước lũ ngoài sông lên cao, nước thấm qua các đường hang mối tạo dòng chảy xói ngầm bên trong, dẫn đến sạt trượt mái đê đột ngột hoặc vỡ đê nếu không được phát hiện kịp thời.

Mô hình quản lý đê điều cấp xã tại Bắc Giang đang gặp những khó khăn gì? Cấp xã hiện chưa có cán bộ chuyên trách đê điều mà giao công chức địa chính nông nghiệp kiêm nhiệm nhiều lĩnh vực. Nguồn kinh phí bảo dưỡng hạn hẹp, trang thiết bị tuần tra thiếu thốn và các điếm canh đê bị xuống cấp làm giảm hiệu quả xử lý sự cố trong giờ đầu.

Kết luận

  • Luận văn hệ thống hóa toàn diện cơ sở lý luận về quản lý chất lượng công trình thủy lợi gắn với bảo đảm an toàn hệ thống đê sông.
  • Đánh giá chi tiết hiện trạng hơn 280 km đê sông chính và 94,287 km đê bối tại tỉnh Bắc Giang, chỉ rõ 6.000 m đê hữu Thương thiếu cao trình thiết kế.
  • Xác định nguyên nhân và cơ chế sạt lở nguy hiểm tại đoạn đê hữu sông Thương K12+148 đến K12+350 thuộc xã Liên Chung, huyện Tân Yên.
  • Đề xuất đồng bộ 4 nhóm giải pháp gồm xử lý kỹ thuật khoan phụt chống thấm, số hóa hồ sơ quản lý GIS, tăng cường chế tài thanh tra và đào tạo nhân lực.
  • Đóng góp khung giải pháp quản lý chất lượng công trình khả thi, giúp chính quyền địa phương củng cố năng lực hộ đê bền vững trước mùa lũ.

Các cơ quan quản lý đê điều, chính quyền địa phương và các đơn vị tư vấn xây dựng cần nhanh chóng áp dụng các phát hiện và giải pháp của đề tài vào kế hoạch tu bổ đê điều hàng năm để bảo vệ an toàn tuyệt đối cho cộng đồng dân cư ven sông.