Tổng quan nghiên cứu

Lũ lụt là một trong những thảm họa thiên nhiên gây thiệt hại nghiêm trọng về kinh tế, xã hội và môi trường, đồng thời ảnh hưởng trực tiếp đến tính mạng con người. Tại Việt Nam, đặc biệt là khu vực miền Trung với địa hình dốc, tình trạng lũ lụt ngày càng trở nên nghiêm trọng do biến đổi khí hậu và sự phát triển hạ tầng đô thị nhanh chóng. Khu vực hạ lưu hồ chứa Kẻ Gỗ, tỉnh Hà Tĩnh, nằm trong lưu vực sông Rao Cái có diện tích khoảng 892 km², thường xuyên chịu ảnh hưởng bởi các đợt lũ lớn, gây thiệt hại nặng nề cho đời sống và sản xuất của người dân. Theo báo cáo, các trận lũ năm 2010 đã làm ngập sâu nhiều khu vực với độ sâu từ 1,8 đến 5 mét, gây thiệt hại hàng nghìn tỷ đồng và ảnh hưởng đến hàng chục nghìn hộ dân.

Mục tiêu nghiên cứu nhằm đánh giá rủi ro lũ lụt tại khu vực hạ lưu hồ Kẻ Gỗ dựa trên ba yếu tố chính: nguy cơ lũ (hazard), tính dễ tổn thương (vulnerability) và khả năng ứng phó (coping capacity). Nghiên cứu tập trung vào việc mô phỏng lũ với các chu kỳ lặp lại 200 và 1000 năm, xây dựng bản đồ ngập lụt và bản đồ rủi ro lũ, từ đó đề xuất các biện pháp quản lý và giảm thiểu thiệt hại. Phạm vi nghiên cứu bao gồm toàn bộ lưu vực sông Rao Cái và khu vực hạ lưu hồ Kẻ Gỗ, với dữ liệu thu thập từ năm 1975 đến 2013. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc hỗ trợ hoạch định chính sách phòng chống lũ, quy hoạch không gian và nâng cao nhận thức cộng đồng tại Hà Tĩnh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên ba khái niệm trọng tâm trong quản lý rủi ro lũ lụt: nguy cơ lũ (flood hazard), tính dễ tổn thương (vulnerability) và rủi ro lũ (flood risk). Nguy cơ lũ được định nghĩa là khả năng xảy ra các sự kiện lũ có cường độ và tần suất nhất định, được đánh giá qua các thông số như độ sâu nước, vận tốc dòng chảy và thời gian ngập. Tính dễ tổn thương phản ánh mức độ tổn thương của cộng đồng và tài sản trước tác động của lũ, thường được đánh giá qua mật độ dân số, cơ sở hạ tầng và khả năng ứng phó. Rủi ro lũ được xác định là tích của nguy cơ lũ và tính dễ tổn thương, thể hiện mức độ thiệt hại tiềm tàng.

Mô hình nghiên cứu sử dụng phương pháp mô phỏng thủy văn và thủy lực kết hợp GIS để xây dựng bản đồ ngập lụt và bản đồ rủi ro. Các mô hình MIKE (MIKE UHM, MIKE 11, MIKE 11 GIS) được áp dụng để mô phỏng dòng chảy, lũ lụt và phân tích không gian. Các khái niệm chính bao gồm: mô hình thủy văn Unit Hydrograph Model (UHM), mô hình thủy lực động lực học (dynamic wave approach), và các chỉ số đánh giá nguy cơ, tính dễ tổn thương và rủi ro.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm số liệu thủy văn, khí tượng (lượng mưa, mực nước, lưu lượng) từ các trạm đo Ha Tĩnh, Kẻ Gỗ, Hương Khê, Kỳ Anh trong giai đoạn 1975-2013; dữ liệu địa hình số (DEM) với độ phân giải 30x30 m; dữ liệu dân số và sử dụng đất. Cỡ mẫu dữ liệu thủy văn được chọn dựa trên tính đầy đủ và độ tin cậy, với các chuỗi số liệu hàng ngày và giờ phục vụ cho việc hiệu chỉnh và kiểm định mô hình.

Phương pháp phân tích gồm: phân tích tần suất mưa sử dụng phân phối Pearson Type III để xác định lượng mưa thiết kế cho các chu kỳ lặp lại 200 và 1000 năm; mô hình thủy văn MIKE UHM để tính toán dòng chảy từ lượng mưa; mô hình thủy lực MIKE 11 HD để mô phỏng quá trình lũ và ngập lụt; GIS để xây dựng bản đồ ngập và bản đồ rủi ro dựa trên kết quả mô phỏng kết hợp với dữ liệu mật độ dân số. Quá trình nghiên cứu được thực hiện theo timeline từ thu thập dữ liệu, hiệu chỉnh mô hình, mô phỏng lũ, đến phân tích kết quả và xây dựng bản đồ.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Nguyên nhân gây lũ lụt: Mưa lớn kéo dài và tập trung trong mùa mưa (từ tháng 8 đến tháng 11), đặc biệt là tháng 10 chiếm tới 29% tổng lượng mưa hàng năm, kết hợp với việc xả lũ từ hồ Kẻ Gỗ với lưu lượng lên đến 600 m³/s trong các đợt lũ lớn, là nguyên nhân chính gây ngập lụt tại hạ lưu. Sự phát triển hạ tầng và đô thị hóa nhanh cũng làm giảm khả năng thoát nước tự nhiên.

  2. Hiệu quả mô hình mô phỏng: Mô hình MIKE 11 được hiệu chỉnh và kiểm định bằng dữ liệu lũ tháng 10 năm 2010 cho kết quả phù hợp với số liệu quan trắc, sai số lưu lượng đỉnh dưới 10%. Mô phỏng lũ với chu kỳ 200 và 1000 năm cho thấy vùng ngập lụt mở rộng, độ sâu nước có thể lên tới 3-5 mét tại một số khu vực.

  3. Bản đồ rủi ro lũ: Kết hợp giữa bản đồ nguy cơ lũ (dựa trên độ sâu nước) và bản đồ tính dễ tổn thương (dựa trên mật độ dân số), bản đồ rủi ro cho thấy các khu vực có mật độ dân số cao như thành phố Hà Tĩnh, huyện Cam Xuyên và Thạch Hà có mức rủi ro từ cao đến rất cao, chiếm khoảng 60% tổng diện tích ngập.

  4. Thiệt hại kinh tế và xã hội: Trong đợt lũ năm 2010, thiệt hại về tài sản ước tính khoảng 1281 tỷ đồng, với hơn 59.000 hộ dân bị ảnh hưởng, 126 trường học bị ngập, và hơn 11.600 ha đất nông nghiệp bị thiệt hại. Tỷ lệ thiệt hại về nhà cửa chiếm tới 60% tổng thiệt hại.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của lũ lụt là sự kết hợp giữa yếu tố tự nhiên (mưa lớn, địa hình dốc) và nhân tố con người (xả lũ hồ chứa, phát triển đô thị). Kết quả mô hình phù hợp với các nghiên cứu trước đây và phản ánh chính xác diễn biến lũ thực tế, cho thấy tính khả thi của phương pháp mô hình thủy văn-thủy lực kết hợp GIS trong đánh giá rủi ro lũ. Bản đồ rủi ro cung cấp thông tin quan trọng cho việc quy hoạch không gian và xây dựng các biện pháp phòng chống lũ hiệu quả. So với các nghiên cứu trước, nghiên cứu này mở rộng phạm vi đánh giá rủi ro, bao gồm cả yếu tố xã hội và kinh tế, giúp nâng cao tính ứng dụng trong quản lý rủi ro thiên tai tại địa phương.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ thể hiện phân bố lượng mưa theo tháng, lưu lượng xả hồ, bản đồ ngập lụt với các mức độ sâu nước khác nhau, và biểu đồ phân bố thiệt hại theo khu vực, giúp trực quan hóa mức độ rủi ro và thiệt hại.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng hệ thống cảnh báo sớm lũ lụt: Triển khai hệ thống giám sát mưa, mực nước và lưu lượng xả hồ theo thời gian thực, nhằm nâng cao khả năng dự báo và cảnh báo sớm cho cộng đồng, giảm thiểu thiệt hại về người và tài sản. Thời gian thực hiện: 1-2 năm; chủ thể: Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Ban chỉ huy phòng chống thiên tai tỉnh.

  2. Quy hoạch sử dụng đất và phát triển đô thị phù hợp: Áp dụng bản đồ rủi ro lũ trong quy hoạch phát triển đô thị và nông nghiệp, hạn chế xây dựng tại các vùng có rủi ro cao, đồng thời cải tạo hệ thống thoát nước để giảm ngập úng. Thời gian thực hiện: 3-5 năm; chủ thể: Sở Xây dựng, UBND các huyện, thành phố.

  3. Nâng cao nhận thức và năng lực ứng phó cộng đồng: Tổ chức các chương trình đào tạo, tập huấn về phòng chống lũ, kỹ năng sơ tán và bảo vệ tài sản cho người dân tại các khu vực nguy cơ cao. Thời gian thực hiện: liên tục; chủ thể: Ban chỉ huy phòng chống thiên tai, các tổ chức xã hội.

  4. Cải tạo, nâng cấp hệ thống hồ chứa và kênh mương: Đầu tư nâng cấp các công trình thủy lợi, đặc biệt là hồ Kẻ Gỗ và hệ thống kênh mương để tăng khả năng điều tiết nước, giảm áp lực xả lũ đột ngột. Thời gian thực hiện: 5 năm; chủ thể: Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, các đơn vị quản lý hồ chứa.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên nước và phòng chống thiên tai: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, quy hoạch và kế hoạch ứng phó lũ lụt hiệu quả, nâng cao năng lực quản lý rủi ro thiên tai.

  2. Các nhà nghiên cứu và chuyên gia thủy văn, môi trường: Tham khảo phương pháp mô hình thủy văn-thủy lực kết hợp GIS trong đánh giá rủi ro lũ, áp dụng cho các lưu vực sông khác có điều kiện tương tự.

  3. Đơn vị quy hoạch đô thị và phát triển hạ tầng: Áp dụng bản đồ rủi ro lũ để thiết kế các dự án phát triển phù hợp, giảm thiểu tác động của lũ lụt đến hạ tầng và cộng đồng.

  4. Cộng đồng dân cư và tổ chức xã hội tại vùng lũ: Nâng cao nhận thức về rủi ro lũ, chuẩn bị các biện pháp phòng tránh và ứng phó kịp thời, bảo vệ tài sản và tính mạng trong mùa mưa bão.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao cần đánh giá rủi ro lũ thay vì chỉ đánh giá nguy cơ lũ?
    Đánh giá rủi ro lũ kết hợp cả yếu tố nguy cơ lũ và tính dễ tổn thương của cộng đồng, giúp xác định mức độ thiệt hại tiềm tàng và ưu tiên các biện pháp phòng chống hiệu quả hơn.

  2. Mô hình MIKE 11 có ưu điểm gì trong mô phỏng lũ?
    MIKE 11 sử dụng phương pháp động lực học sóng động, mô phỏng chính xác dòng chảy 1 chiều, kết hợp GIS giúp thể hiện không gian ngập lụt chi tiết, phù hợp với địa hình phức tạp.

  3. Dữ liệu nào là quan trọng nhất để mô hình hóa lũ chính xác?
    Dữ liệu lượng mưa, mực nước, lưu lượng dòng chảy và địa hình số (DEM) là các yếu tố quan trọng nhất để mô hình hóa chính xác quá trình lũ và ngập lụt.

  4. Làm thế nào để bản đồ rủi ro lũ hỗ trợ công tác quy hoạch?
    Bản đồ rủi ro lũ giúp xác định các khu vực có nguy cơ cao, từ đó hạn chế phát triển tại vùng này hoặc thiết kế các công trình phù hợp để giảm thiểu thiệt hại.

  5. Các biện pháp giảm thiểu rủi ro lũ nào được ưu tiên tại Hà Tĩnh?
    Ưu tiên xây dựng hệ thống cảnh báo sớm, nâng cấp công trình thủy lợi, quy hoạch sử dụng đất hợp lý và nâng cao nhận thức cộng đồng để giảm thiểu thiệt hại do lũ gây ra.

Kết luận

  • Nghiên cứu đã xây dựng thành công mô hình đánh giá rủi ro lũ tại hạ lưu hồ Kẻ Gỗ, kết hợp mô hình thủy văn-thủy lực và GIS, cho kết quả phù hợp với thực tế.
  • Bản đồ rủi ro lũ cho thấy các khu vực đô thị và nông thôn có mật độ dân số cao chịu rủi ro lớn, cần ưu tiên các biện pháp phòng chống.
  • Các trận lũ lớn năm 2010, 2012 và 2013 đã gây thiệt hại nghiêm trọng, làm nổi bật tầm quan trọng của việc quản lý rủi ro lũ hiệu quả.
  • Đề xuất các giải pháp cụ thể như xây dựng hệ thống cảnh báo sớm, quy hoạch sử dụng đất, nâng cấp công trình thủy lợi và nâng cao nhận thức cộng đồng.
  • Các bước tiếp theo bao gồm triển khai các giải pháp đề xuất, cập nhật dữ liệu và mở rộng nghiên cứu cho các lưu vực khác nhằm nâng cao khả năng quản lý rủi ro thiên tai tại Việt Nam.

Hành động ngay hôm nay để bảo vệ cộng đồng và phát triển bền vững vùng hạ lưu hồ Kẻ Gỗ!