Luận văn: Quản lý hạ tầng Sông Đốc, Cà Mau chống nhiễm mặn do biến đổi khí hậu

Luận văn phân tích hạ tầng kỹ thuật tại Sông Đốc, Cà Mau. Đề xuất giải pháp quản lý công trình dân dụng ứng phó nhiễm mặn do biến đổi khí hậu.

• Tác giả: Lê Thị Thanh Hảo
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Ngọc Trực
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội, Khoa Các Khoa học Liên ngành
• Chuyên ngành: Quản lý Phát triển Đô thị
• Đề tài: Quản lý Hạ tầng Kỹ thuật Các Công trình Dân dụng tại Đô thị Ven biển Sông Đốc, Tỉnh Cà Mau dưới Tác động Nhiễm mặn trong Bối cảnh Biến đổi Khí hậu
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về hạ tầng Sông Đốc Cà Mau

Sông Đốc, tỉnh Cà Mau là một trong những khu vực đô thị ven biển phía Nam Việt Nam đang phải đối mặt với thách thức lớn từ hiện tượng xâm nhập mặn. Khu vực này có vị trí địa lý đặc biệt, nằm ở độ cao thấp, gần với vịnh Thái Lan, khiến hạ tầng kỹ thuật dễ bị tác động bởi nước mặn. Thực trạng quản lý công trình dân dụng hiện nay còn nhiều hạn chế, với các công trình không được thiết kế phù hợp với điều kiện đặc thù của vùng. Việc hiểu rõ tình hình hạ tầng Sông Đốc là bước đầu tiên để phát triển các giải pháp chống nhiễm mặn hiệu quả và bền vững cho tương lai.

1.1. Đặc điểm địa chất và thủy văn

Khu vực Sông Đốc có độ cao trung bình từ 0,5-1,5m so với mực nước biển, đây là điều kiện thuận lợi cho xâm nhập mặn. Đất nơi đây chủ yếu là đất phù sa mới, có khả năng chịu lực thấp, dễ bị ăn mòn và lún subsidence. Nước ngầm chứa độ mặn cao, ảnh hưởng trực tiếp đến công trình hạ tầng dân dụng và đòi hỏi các biện pháp bảo vệ đặc biệt.

1.2. Thực trạng hạ tầng hiện tại

Hạ tầng Sông Đốc hiện nay bao gồm hệ thống đường giao thông, cung cấp nước, xử lý nước thải và điện. Tuy nhiên, nhiều công trình đã bị hư hỏng do nhiễm mặn, gây nên chi phí bảo trì cao. Các công trình không được thiết kế để chống lại tác động của xâm nhập mặn, dẫn đến tình trạng xuống cấp nhanh chóng và ảnh hưởng đến đời sống cộng đồng.

II. Nguyên nhân và tác động của nhiễm mặn đến hạ tầng

Nhiễm mặn tại Sông Đốc phát sinh từ nhiều nguyên nhân, bao gồm nước biển dâng do biến đổi khí hậu, khai thác nước ngầm quá mức, và xâm thực bờ sông. Tác động của xâm nhập mặn lên hạ tầng kỹ thuật là rất nghiêm trọng, gây ăn mòn kim loại, làm yếu kết cấu bê tông, và làm hỏng các hệ thống điện. Đặc biệt, công trình dân dụng như nhà ở, bệnh viện, trường học bị ảnh hưởng trực tiếp, đe dọa an toàn và sức khỏe cộng đồng. Các dự báo cho thấy nếu không có hành động quyết liệt, tình hình sẽ tiếp tục xấu đi trong những năm tới.

2.1. Cơ chế xâm nhập mặn

Xâm nhập mặn xảy ra thông qua các đường cấp nước mặt và nước ngầm. Nước mặn từ sông và biển xâm nhập vào lòng đất khi độ cao nước biển cao hơn độ cao mặt đất. Hiện tượng xâm nhập mặn này gây thay đổi thành phần đất, làm giảm độ bền của nền móng và gây hư hỏng cho hạ tầng Sông Đốc một cách lâu dài.

2.2. Ảnh hưởng đến các công trình dân dụng

Công trình dân dụng tại Sông Đốc chịu tác động tiêu cực từ nhiễm mặn. Kết cấu bê tông bị ăn mòn, sắt thép bị gỉ sét, nước cấp bị nhiễm mặn làm không thể sử dụng. Các biện pháp chống nhiễm mặn là cấp thiết để đảm bảo chất lượng và tuổi thọ của công trình, cũng như bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

III. Giải pháp chống nhiễm mặn cho hạ tầng Sông Đốc

Để ứng phó với thách thức xâm nhập mặn, cần áp dụng một hệ thống giải pháp chống nhiễm mặn toàn diện. Các giải pháp này bao gồm cả kỹ thuật xây dựng, quản lý nước, và phát triển đô thị bền vững. Hạ tầng Sông Đốc cần được nâng cấp với các công nghệ hiện đại như sử dụng vật liệu chống ăn mòn, xây dựng hệ thống thoát nước hiệu quả, và kiểm soát ngấm nước ngầm. Đồng thời, cần thiết lập các biện pháp quản lý nước tinh vi, bao gồm xây dựng hệ thống đập chắn, cải thiện thoát nước, và hạn chế khai thác nước ngầm. Giải pháp chống nhiễm mặn cũng đòi hỏi sự phối hợp giữa các cơ quan liên ngành và nâng cao nhận thức cộng đồng.

3.1. Giải pháp kỹ thuật xây dựng

Sử dụng vật liệu chống ăn mòn như bê tông chất lượng cao, epoxy coating cho kim loại, và hệ thống chống thấm tiên tiến. Công trình dân dụng mới cần được thiết kế với hệ thống thoát nước bên trong, sàn cao để tránh ngập nước mặn. Các công trình hiện có cần được sửa chữa và nâng cấp theo tiêu chuẩn chống nhiễm mặn.

3.2. Giải pháp quản lý nước

Xây dựng hệ thống đập chắn để ngăn chặn nước mặn xâm nhập vào các khu vực nước ngọt. Cải thiện hệ thống cống, kênh thoát nước để tránh tích tụ nước mặn. Kiểm soát chặt chẽ khai thác nước ngầm để ngăn chặn sụt lún và xâm nhập mặn sâu hơn. Các biện pháp này tạo thành một bộ giải pháp chống nhiễm mặn toàn diện.

3.3. Quản lý và phát triển bền vững

Thành lập ban quản lý hạ tầng Sông Đốc chuyên biệt với trang bị kỹ thuật, con người và nguồn lực đầy đủ. Xây dựng các quy chuẩn thiết kế chống nhiễm mặn riêng cho khu vực. Nâng cao nhận thức cộng đồng về xâm nhập mặn thông qua các chương trình giáo dục.

IV. Kế hoạch triển khai và hướng phát triển tương lai

Triển khai các giải pháp chống nhiễm mặn cần theo từng giai đoạn rõ ràng và có lộ trình cụ thể. Giai đoạn đầu tiên tập trung vào các công trình quan trọng như cấp nước, điện, y tế và giáo dục. Hạ tầng Sông Đốc cần được ưu tiên nâng cấp từng bước, với bước chân đầu là điều tra chi tiết hiện trạng. Cần thiết lập một cơ chế tài chính bền vững, kết hợp nguồn vốn từ ngân sách nhà nước, vay vốn quốc tế, và liên doanh công tư. Giải pháp chống nhiễm mặn dài hạn phải gắn liền với ứng phó biến đổi khí hậu và phát triển đô thị bền vững. Cần theo dõi, đánh giá hiệu quả thực hiện định kỳ và điều chỉnh chiến lược phù hợp với tình hình phát triển.

4.1. Giai đoạn triển khai ngắn hạn

Trong 2-3 năm tới, ưu tiên sửa chữa và nâng cấp công trình dân dụng quan trọng nhất. Hoàn thành các giải pháp chống nhiễm mặn cho hệ thống cấp nước, cơ sở y tế và trường học. Thiết lập hệ thống giám sát xâm nhập mặn và cơ chế cảnh báo sớm.

4.2. Hướng phát triển trung và dài hạn

Xây dựng kế hoạch phát triển đô thị bền vững gắn liền với chống nhiễm mặn. Nâng cấp toàn bộ hạ tầng kỹ thuật của Sông Đốc theo tiêu chuẩn mới. Tích hợp các công nghệ tiên tiến, tăng cường nghiên cứu khoa học, và nâng cao năng lực cộng đồng địa phương.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. Tổng quan về phát triển hạ tầng kỹ thuật và công trình dân dụng chống nhiễm mặn Chương 2. Cơ sở lý luận, thực tiễn và phương pháp nghiên cứu Chương 3. Đề xuất giải pháp quản lý phát triển công trình dân dụng chống nhiễm mặn và ẩm thấp cho đô thị ven biển Sông Đốc tỉnh Cà Mau ứng phó với biến đổi khí hậu Kết luận và khuyến nghị.

TỔNG QUAN VỀ PHÁT TRIỂN HẠ TẦNG KỸ THUẬT VÀ CÔNG TRÌNH DẦN DỤNG CHỐNG NHIỄM MẶN 1. Tổng quan về quản lý phát triển hạ tầng kỹ thuật và công trình dân dụng chống nhiễm mặn tại các đô thị ven biển trên thế giới và Việt Nam 1. Khái niệm và thuật ngữ sử dụng Đô thị ở Việt Nam được phân theo 2 hệ thống chính: Phân loại theo đơn vị hành chính và phân loại đô thị Việt Nam. Đối với phân loại theo đơn vị hành chính bao gồm tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương (cấp tỉnh); quận, huyện, thị xã, thành phố thuộc tỉnh (cấp huyện) và xã, phường, thị trấn (cấp xã).

Đối với phân loại đô thị Việt Nam bao gồm 6 loại là loại đặc biệt, loại I, loại II, loại III, loại IV và loại V dựa trên các tiêu chí cơ bản như vị trí, chức năng, vai trò, cơ cấu và trình độ phát triển kinh tế - xã hội của đô thị; quy mô dân số; mật độ dân số; tỉ lệ lao động phi nông nghiệp; trình độ phát triển cơ sở hạ tầng [3]. Theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về quy hoạch xây dựng QCVN 01:2021/BXD ngày 19 tháng 5 năm 2021 thì hệ thống hạ tầng kỹ thuật đô thị và hệ thống hạ tầng xã hội được hiểu là: Hệ thống hạ tầng kỹ thuật: Bao gồm hệ thống giao thông; hệ thống cung cấp năng lượng (cấp điện, xăng dầu, khí đốt…); hệ thống chiếu sáng công cộng; hệ thống thông tin liên lạc (hạ tầng kỹ thuật viễn thông); hệ thống cấp thoát nước; hệ thống thoát nước và xử lý nước thải; hệ thông quản lý chất thải; hệ thống vệ sinh công cộng; hệ thống nhà tang lễ, nghĩa trang và cơ sở hỏa táng; các hệ thống hạ tầng kỹ thuật khác. Hệ thống hạ tầng xã hội: Bao gồm hệ thống dịch vụ - công cộng: Y tế, giáo dục, văn hoá, thể dục thể thao, thương mại và các công trình dịch vụ - công cộng khác; Hệ thống công viên, vườn hoa, sân chơi; các hệ thống hạ tầng xã hội khác. Quản lý hạ tầng đô thị là việc tổ chức, điều phối và vận hành hạ tầng kỹ thuật đô thị và hạ tầng xã hội đô thị.

Quản lý hạ tầng đô thị là công việc nhằm xác lập trật tự, đảm bảo mọi hoạt động của khu đô thị vận động theo một hướng nhất định và mục tiêu phát triển của khu đô thị định ra [1]. 6 Công trình: Điều 3 Luật Xây dựng 2014 nêu rõ, công trình xây dựng là sản phẩm được tạo thành bởi sức lao động của con người, vật liệu xây dựng, thiết bị lắp đặt vào công trình, được liên kết định vị với đất, có thể bao gồm phần dưới mặt đất, phần trên mặt đất, phần dưới mặt nước và phần trên mặt nước, được xây dựng theo thiết kế. Công trình xây dựng bao gồm công trình dân dụng, công trình công nghiệp, giao thông, nông nghiệp và phát triển nông thôn, công trình hạ tầng kỹ thuật và công trình khác [17]. Công trình dân dụng: Theo quy định tại tiểu mục 1.5, mục 1, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia - nguyên tắc phân loại, phân cấp công trình dân dụng, công nghiệp và hạ tầng kỹ thuật đô thị do bộ trưởng Bộ Xây dựng ban hành kèm theo Thông tư 12/2012/TT-BXD [21]: Công trình dân dụng là công trình xây dựng bao gồm các loại nhà ở, nhà và công trình công cộng.

Trong đó, công trình xây dựng là sản phẩm được tạo thành bởi sức lao động của con người, vật liệu xây dựng, thiết bị lắp đặt vào công trình, được liên kết định vị với đất, có thể bao gồm phần dưới mặt đất, phần trên mặt đất, phần dưới mặt nước, phần trên mặt nước, được xây dựng theo thiết kế. Đô thị: Từ điển tiếng Việt, khái niệm “đô thị” được định nghĩa là “nơi dân cư đông đúc, là trung tâm thương nghiệp và có thể cả công nghiệp; thành phổ hoặc thị trấn. Đô thị là khu vực tập trung đông dân cư sinh sống và chủ yếu hoạt động trong những lĩnh vực kinh tế phi nông nghiệp, là trung tâm kinh tế, chính trị, văn hoá, xã hội, du lịch và dịch vụ của cả nước hoặc vùng lãnh thổ bao gồm thị trấn, thị xã, thành phố (thành phố trực thuộc tỉnh và thành phố trực thuộc trung ương) [23]. Đô thị ven biển: Khái niệm đô thị được mỗi quốc gia nhận diện khác nhau.

Về bản chất, đô thị là khu vực có sự tập trung cao về dân cư, mật độ xây dựng và tiềm lực kinh tế so với khu vực xung quanh. Khu định cư có dân số từ 4000 người trở lên, có mật độ dân số từ 1000 người/km2 trở lên thì hình thức kinh tế chính của cư dân chủ yếu là phi nông nghiệp. Đặc điểm của đô thị và hình thức kinh tế của đô thị là có quan hệ giao thương rộng lớn hơn phạm vi cư trú của nó với mạng lưới đô thị - nông thôn xung quanh để tăng cường tiềm lực đô thị. Mỗi quốc gia 7 có quy định riêng phù hợp với trình độ quản lý và hệ thống thể chế.

Phạm vi hành chính có thể là cấp tỉnh (thành phố trực thuộc Trung ương), cấp huyện (thành phố/thị xã thuộc tỉnh), cấp xã (thị trấn thuộc huyện). Ngoài ra, đô thị Việt Nam được phân làm 6 loại và quản lý đô thị theo 6 nhóm tiêu chuẩn được nêu rõ tại Nghị quyết số 1210 về phân loại đô thị [5]. Nhiều học giả phân biệt đô thị biển gồm 3 loại là đô thị biển, đô thị đảo, đô thị ven biển. Đây là cách phân loại theo địa lý và chưa có tiêu chí xác định.

Có thể tạm hiểu, đô thị đảo là điểm định cư đô thị trên đảo. Đô thị biển có vị trí nằm trên đường bờ biển bờ vịnh hoặc bán đảo. Về bản chất, đô thị biển là đô thị có mối quan hệ tương tác hữu cơ với không gian biển, có nền kinh tế gắn với đại dương, có lối sống đô thị đặc trưng gắn với nước, tạo lập không gian văn hóa biển; có môi trường biển tác động trực tiếp đến vận hành của đô thị. Về hành chính, đô thị biển có ranh giới hành chính gắn với biển, xác định như vậy sẽ thuận lợi cho công tác thống kê và đánh giá.

Đô thị ven biển (ĐTVB) là khái niệm rộng ở quy mô liên quốc gia. Gồm tập hợp các đô thị nằm ở vùng đồng bằng ven biển có liên quan trực tiếp hay gián tiếp đến biển. Đô thị ven biển không chỉ là không gian của từng điểm đô thị cụ thể, mà là không gian rộng lớn bao trùm nhiều đô thị, gọi là vùng đô thị hóa ven biển [10]. Các đô thị ven biển chịu ảnh hưởng trực tiếp và mạnh mẽ, bị tổn thương do BĐKH và nước biển dâng, tổn thất tính mạng, tài sản và sinh kế của người dân, v.v Nhiễm mặn: Nước nhiễm mặn là nguồn nước có chứa hàm lượng lớn các chất muối hòa tan (nhiều nhất là NaCl) lớn hơn rất nhiều so với tiêu chuẩn chung, các muối này được tạo bởi các ion Na+, K+, Ca2+, Mg2+ và Cl- và tập trung chính là ion Na+ và Cl-.

NaCl cũng là thành phần chính trong muối ăn được khai thác từ việc bốc hơi nước biển hoặc tại các mỏ ngầm muối đã kết tinh. Sơ đồ phân tích nước [24]. Nhiễm mặn đất là sự tích tụ quá nhiều muối hòa tan trong đất và vượt quá một ngưỡng giới hạn xác định. Xâm nhập mặn xảy ra khi sự bốc hơi trong sáu đến chín tháng trong một năm lớn hơn lượng mưa, khi đó lượng muối tích lũy tăng dần lên theo thời gian [36].

Theo định nghĩa của tổ chức Nông Lương Liên hiệp quốc (FAO, 1985), đất nhiễm mặn được hiểu và xác xác định thông qua nồng độ muối hòa tan (C, g/l) của dung dịch chiết xuất từ nước lỗ rỗng trong đất. Cụ thể, C = 0 ÷3 g/l: đất không nhiễm mặn; C = 3 ÷ 6 g/l: đất nhiễm mặn thấp; C = 6 ÷ 12 g/l: đất nhiễm mặn trung bình; C > 12 g/l: đất nhiễm mặn cao. Đối với công trình dân dụng, khi nồng độ muối hòa tan của dung dịch chiết xuất từ nước lỗ rỗng trong đất vượt quá 4,95 g/l, công trình sẽ bị ảnh hưởng đáng kể do nền đất bắt đầu bị biến dạng và suy giảm sức chịu tải (Nguyen Ngoc Truc và Lena Mihova, 2015); đồng thời quá trình mao dẫn đưa muối từ nước ngầm trong đất lên thân công trình bắt đầu diễn ra mạnh mẽ, khởi đầu cho một quá trình phá hủy và làm giảm công năng, tuổi thọ của công trình [14]. Nguyên nhân nhiễm mặn có thể do thủy triều, triều cường, nước dâng trong bão tại các vùng ven biển, nước biển dâng liên quan đến BĐKH, lượng mưa ít vào mùa khô làm lượng nước ngọt từ thượng nguồn ít đi.

Cũng có những tác nhân do con người tác động trực tiếp như việc chặn nước ở đầu nguồn để dự trữ hoặc phục vụ cho các nhà máy thủy điện, những việc này cũng làm ảnh hưởng đến nguồn nước ngọt cấp vào các sông hồ. 9 Ở Việt Nam trong vài năm gần đây, nước nhiễm mặn đang là một thực trạng đáng báo động, các đợt nước nhiễm mặn có xu thế diễn ra thường xuyên và kéo dài hơn. Đặc biệt, hiện tượng nước nhiễm mặn xảy ra trên một diện rộng ở các tỉnh Nam Bộ như Bến Tre, Cà Mau. Biến đổi khí hậu: Biến đổi khí hậu là thuật ngữ được dùng để chỉ sự thay đổi của khí hậu do tác động chủ yếu của con người làm thay đổi các thành phần của khí quyển trái đất.

Sự thay đổi này kết hợp với các yếu tố biến động tự nhiên của tự nhiên dẫn tới các biến đổi của khí hậu qua các thời kỳ. Nói một cách dễ hiểu, biến đổi khí hậu chính là sự thay đổi của hệ thống khí hậu từ sinh quyển, khí quyển, thủy quyền tới thạch quyển trong hiện tại và tương lai. Tình hình nghiên cứu trên thế giới Muối luôn có những tác động tiêu cực lên công trình xây dựng nói riêng và cơ sở hạ tầng ven biển nói chung, đặc biệt là những tác động lên nền móng công trình và vật liệu.