CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước Lũ lụt là một trong những loại hình thiên tai phổ biến và gây thiệt hại nặng nề nhất, thường xuyên nhất. Trong những năm gần đây, ảnh hưởng của lũ lụt trên thế giới ngày càng nặng nề và nghiêm trọng, gây thiệt hại lớn đến nhu cầu sản xuất và sinh hoạt của người dân.
Con người bên cạnh việc phải đối phó và thích nghi với thiên nhiên thì cũng đang phải gánh chịu những hậu quả không nhỏ do chính mình tạo ra. Các thành phố vốn hình thành ở ven sông, biển phải đối mặt với nạn ngập úng. London (Anh quốc) với sông Thames bị thu hẹp lại gặp bão lớn từ biển Bắc, triều cường đã làm cho phần lớn thành phố ngập trong nước năm 1952. Tokyo (Nhật Bản) đã có bão lớn đổ vào, mưa to kéo dài làm ngập các đường ngầm trong thành phố vào năm 1971.
Kulalumpua (Malaysia) vùng trũng trung tâm thủ đô - trước năm 2005, khi chưa làm hệ thống thoát nước SMART, trung tâm thành phố cũng bị ngập nặng khi mưa bão. Bên cạnh các nguyên nhân đến từ tự nhiên như mưa nhiều hơn, bão gió thất thường hơn, nước biển dâng cao. tình trạng lũ lụt trên thế giới còn có chung nguyên nhân là đô thị hoá mạnh, tăng diện tích xây dựng nhà cửa và đường xá, đồng thời giảm diện tích ngập nước, các dòng sông thiên nhiên bị khai thác, tác động và hệ thống kênh rạch tiêu thoát bị thu hẹp. Việc nghiên cứu các giải pháp phòng chống lũ lụt được đặc biệt quan tâm và hướng tiếp cận trên thế giới hầu hết là sự kết hợp giữa các giải pháp công trình và phi công trình.
Các giải pháp công trình thường được sử dụng như hồ chứa, đê điều, cải tạo lòng sông, xây dựng kênh thoát lũ.; các giải pháp phi công trình như xây dựng bản đồ nguy cơ ngập lụt, quy hoạch trồng rừng và bảo vệ rừng, xây dựng và vận hành 4 các phương án phòng tránh lũ lụt và di dân trong trường hợp cần thiết khi có thông tin dự báo và cảnh báo chính xác cũng được sử dụng rất nhiều. Song song với các nghiên cứu việc áp dụng các mô hình thủy văn, thủy lực trong việc diễn toán lũ trong sông đã được sử dụng khá phổ biến; nhiều mô hình đã được xây dựng áp dụng cho dự báo hồ chứa, dự báo lũ cho hệ thống sông, cho công tác quy hoạch phòng chống lũ trên thế giới. Có thể kể đến một số nghiên cứu sau đây: - Tại Thái Lan, sau trận lũ lịch sử năm 2011 khiến 675 người chết, hàng triệu người bị ảnh hưởng, thiệt hại lên đến 15 tỉ USD, một nhóm các chuyên gia về thảm họa từ trường đại học Chulalongkorn ở Bangkok đã nghiên cứu các giải pháp lâu dài để kiểm soát mưa lũ nhằm ngăn chặn những thiệt hại do mưa lũ gây ra trong tương lai. Một trong những giải pháp đó là việc xây dựng một kênh thoát lũ siêu tốc.
Theo đó, các con sông - hiện là kênh thoát nước tự nhiên và trong đó một số sông dài hơn 100km - sẽ phải nối với một tuyến siêu tốc dài 200km có nhiệm vụ chuyển hướng đường nước lũ từ phía bắc. Siêu kênh đào này sẽ có thể điều tiết 1,6 tỷ m3 nước và lưu lượng thoát nước là 6. Kênh thoát lũ siêu tốc này sẽ đưa nước từ trên thượng nguồn chảy thẳng ra biển. - Nghiên cứu “Tăng nguy cơ lũ lụt ở Malaysia: nguyên nhân và giải pháp” đăng trên tạp chí Disaster Prevention and Management cho thấy nguy cơ lũ lụt ở Malaysia đã tăng đáng báo động trong những thập kỷ gần đây.
Nguyên nhân phần lớn là do thay đổi đặc tính vật lý của hệ thống thuỷ văn do các hoạt động của con người: tiếp tục phát triển vùng đồng bằng đông dân cư, xâm lấn vào vùng ngập lũ, phá rừng và đồi dốc phát triển. Sự phát triển nhanh chóng và suy thoái môi trường đang bị lãng quên một cách nhanh chóng, con người chỉ xem những lợi ích tích cực của một nền kinh tế đang bùng nổ trong khi không chú ý nhiều đến các tác động tiêu cực của chúng. Tucci, chuyên gia tại Viện nghiên cứu Nước thuộc trường Đại học Liên bang Rio Grande do Sul, đã đưa ra một ví dụ điển hình về một hệ thống đập kiểm soát lũ tại châu thổ sông Itajaí-Açu ở Santa Catarina (Braxin). Đó là hệ thống gồm ba con đập được xây dựng trong những năm 1970 - 1980, gồm đập Tây nằm ở thượng nguồn sông Itajaí-Oeste ở thành phố Taió, đập Nam ở thượng nguồn sông Itajaí do Sul tại thành phố Ituporanga và đập Ibirama trên sông Hercílio.
Thiết kế 5 của các con đập này với sức chứa lớn và cửa cống thấp cho phép xả lũ dần dần trong một thời gian dài. - Tại Ấn Độ, năm 2004, một dự án nghiên cứu kết hợp giữa Viện Công nghệ Quốc gia Ấn Độ với Viện Thủy lực Đan Mạch được thực hiện trên cơ sở ứng dụng mô hình MIKE11 và MIKE SHE để tính toán tối ưu hóa hệ thống thủy nông. Dự án được thực hiện trên hệ thống thủy nông Mahanadi, bao gồm hồ chứa và hệ thống kênh thuộc loại lớn nằm ở miền Trung của Ấn Độ. Nhờ công cụ MIKE 11 và MIKE SHE, dự án đã tiến hành tính toán mô phỏng lượng mưa trên lưu vực, tính toán thủy lực trên các hệ thống sông, xây dựng quy trình vận hành hồ chứa và vận hành hệ thống kênh nội đồng.
Qua các nghiên cứu trên, có thể thấy các hoạt động phát triển của con người ngày càng gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường sống của chúng ta, đặc biệt là các khu dân cư ở hạ lưu các lưu vực sông. Do đó, cần thiết phải có những nghiên cứu chuyên sâu, chi tiết để có thể đánh giá đúng và đầy đủ tác động của các hoạt động kinh tế nói trên đến tình hình lũ lụt thiên tai nói riêng và đến vấn đề quản lý, bảo vệ và sử dụng hợp lý, bền vững tài nguyên nước trên thế giới nói chung. Tình hình nghiên cứu trong nước Ở Việt Nam, phòng chống thiên tai nói chung và phòng chống lũ lụt nói riêng cho các tỉnh miền Trung được Chính phủ đặc biệt quan tâm và đầu tư rất nhiều kinh phí cho công tác nghiên cứu. Các chương trình, dự án, đề tài nghiên cứu về vấn đề này có thể kể đến là: - Đề tài nghiên cứu khoa học độc lập cấp Nhà nước Thoát lũ ra biển Tây năm 1997 được thực hiện bởi nhóm các nhà khoa học gồm: GS.
Nguyễn Sinh Huy (Trường Đại học Thủy lợi), PGS. Hồ Chín và PGS. Nguyễn Thị Hồng Hà (Trung tâm Địa học thành phố Hồ Chí Minh), GS. Nguyễn Tất Đắc (Viện Cơ học ứng dụng)… Các chuyên gia ngành thủy lợi cũng tiến hành khảo sát đo đạc bổ sung toàn diện, sử dụng mô hình toán lũ VRSAP của PGS.
Nguyễn Như Khuê tính toán cho cả Đồng bằng sông Cửu Long lấy biên trên từ Kratie, đặc biệt tính chi tiết cho vùng Tứ giác Long Xuyên. Kết quả nghiên cứu đã được Hội đồng Khoa học 6 cấp Nhà nước do GS. Nguyễn Ân Niên, Viện trưởng Viện Khoa học kỹ thuật thủy lợi miền Nam, làm Chủ tịch đánh giá cao và đã được sử dụng làm cơ sở khoa học để thiết kế và xây dựng một hệ thống công trình điều khiển lũ ở Tứ giác Long Xuyên mà công trình đầu tiên là kênh thoát lũ Tuần Thống - T5 (hiện nay có tên là kênh Võ Văn Kiệt). - Nghiên cứu Đánh giá các phương án lựa chọn kiểm soát lũ vùng Đồng Tháp Mười, châu thổ sông Mêkông, Việt Nam được thực hiện bởi ThS.
Ngô Văn Quận và TS. Nguyễn Đăng Tính trường Đại học Thủy lợi cơ sở 2. Trong nghiên cứu này sử dụng hình thủy lực VRSAP để tính toán mực nước lũ trên các đoạn sông, các ô ruộng trong nội đồng, đồng thời sử dụng phần mềm Acrview GIS xây dựng bản đồ ngập lũ và mô phỏng khả năng ngập lũ. Đề tài đã đề xuất mở rộng, nạo vét tuyến các kênh chính dọc theo hướng chảy tràn lũ biên giới An Phong - Mỹ Hòa và xây dựng cống thoát lũ cuối kênh.
- Đề tài cấp Nhà nước Nghiên cứu dự báo chống xói lở bờ sông miền Trung do Đại học Thủy lợi thực hiện từ đầu năm 2000 đến cuối 2002 đã nghiên cứu thực trạng và nguyên nhân gây xói lở bờ sông các tỉnh miền Trung, trong đó có nguyên nhân do lũ lớn, và dự báo diễn biến xói lở, đề xuất các giải pháp khắc phục. - Đề tài cấp Nhà nước Nghiên cứu giải pháp thoát lũ cho một số sông lớn miền Trung nhằm bảo vệ các khu kinh tế tập trung, các khu dân cư ven sông, dọc quốc lộ do Đại học Thủy lợi thực hiện từ năm 2004 đến 2006 đã nghiên cứu đặc điểm lũ lụt miền Trung tìm ra các giải pháp nhằm giảm thiểu thiên tai lũ lụt giúp phát triển kinh tế - xã hội. Đề tài đã nghiên cứu và chọn hai lưu vực sông Thạch Hãn - Quảng Trị và sông Kone-Hà Thanh tỉnh Bình Định để nghiên cứu điển hình. - Dự án Quy hoạch thủy lợi vùng ven biển Bắc Bộ và Bắc Trung bộ (2007) do Viện Quy hoạch Thủy lợi chủ trì thực hiện với sự phối hợp thực hiện của Trường Đại học Thủy lợi, Viện Kinh tế Quy hoạch Thủy sản, với mục tiêu đề xuất phương án quy hoạch giải quyết vấn đề cấp nước, tiêu thoát nước, phòng chống lũ và giảm nhẹ thiên tai đáp ứng quá trình phát triển của vùng duyên hải ven biển từ Quảng Ninh đến Thừa Thiên Huế.
Đánh giá hiện trạng đã làm rõ tồn tại chính ở lĩnh vực 7 cấp nước, tiêu thoát nước và phòng chống lũ bão. Phương án quy hoạch đề xuất giải pháp đảm bảo cấp đủ nước cho toàn vùng, đảm bảo tiêu thoát cũng như yêu cầu phòng chống lũ bão đến năm 2020; Kết quả đạt được từ những đề tài, dự án từ trước đến nay đã có đóng góp đáng kể vào công tác phòng chống lũ lụt ở miền Trung ở những cấp độ và khía cạnh khác nhau. Tuy nhiên, phòng chống lũ lụt ở nước ta vẫn cần phải tiếp tục được nghiên cứu vì sự biến đổi của khí hậu toàn cầu, các hiện tượng khí hậu cực đoan vẫn thi nhau hoành hành sinh mưa lũ lớn gây ngập lụt ở các tỉnh miền Trung hàng năm.