Tổng quan nghiên cứu

Biến đổi khí hậu đang tạo ra những sức ép nặng nề lên hạ tầng và quỹ đất tại các đô thị ven biển Việt Nam, một trong năm quốc gia chịu tác động nghiêm trọng nhất toàn cầu. Thành phố Quy Nhơn, trung tâm kinh tế - xã hội của tỉnh Bình Định, sở hữu chiều dài bờ biển hơn 42 km cùng tổng diện tích tự nhiên 28.552,85 ha và dân số đạt 285,5 nghìn người với mật độ 998,3 người/km². Nằm ở hạ lưu hai lưu vực sông lớn là sông Kôn và sông Hà Thanh, khu vực này thường xuyên đối mặt với các hình thái thời tiết cực đoan, triều cường và ngập lụt nghiêm trọng, đe dọa sự phát triển bền vững của đô thị.

Theo Quyết định số 495/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Điều chỉnh Quy hoạch chung xây dựng thành phố Quy Nhơn và vùng phụ cận đến năm 2035, tầm nhìn đến năm 2050, thành phố đang đứng trước yêu cầu mở rộng không gian và chuyển dịch cơ cấu kinh tế mạnh mẽ. Tuy nhiên, công tác quy hoạch sử dụng đất truyền thống trước đây chủ yếu tập trung vào các chỉ tiêu kinh tế, thiếu vắng sự lồng ghép định lượng của các kịch bản khí hậu dài hạn. Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là xác lập cơ sở khoa học và đề xuất khung định hướng lồng ghép yếu tố biến đổi khí hậu, nước biển dâng vào quy hoạch sử dụng đất thành phố Quy Nhơn mở rộng. Nghiên cứu cung cấp hệ thống luận cứ vững chắc giúp giảm thiểu từ 15% đến 20% nguy cơ thiệt hại tài sản hạ tầng, đồng thời bảo vệ an toàn sinh kế cho hàng trăm nghìn người dân trước các kịch bản thiên tai trong tương lai.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu xây dựng trên nền tảng lý thuyết quy hoạch sử dụng đất bền vững do Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc cùng các công trình khoa học của Dent và Fresco đề xuất. Lý thuyết này khẳng định quy hoạch đất đai là một hệ thống biện pháp kinh tế, kỹ thuật và pháp lý nhằm tối ưu hóa việc phân bổ quỹ đất, cân bằng đồng thời ba trụ cột kinh tế, xã hội và bảo vệ môi trường sinh thái.

Bên cạnh đó, nghiên cứu tích hợp khung lý thuyết đánh giá tính dễ bị tổn thương và thích ứng biến đổi khí hậu theo chuẩn mực của Ủy ban Liên Chính phủ về Biến đổi Khí hậu và Công ước Khung của Liên Hợp Quốc về Biến đổi Khí hậu. Mô hình lồng ghép thích ứng không gian được áp dụng để đưa các mục tiêu giảm nhẹ rủi ro thiên tai vào từng bước của quy trình lập phương án sử dụng đất. Các khái niệm trọng tâm được vận dụng xuyên suốt bao gồm: lồng ghép biến đổi khí hậu, phát thải khí nhà kính từ thay đổi sử dụng đất, nước biển dâng cực trị và mô phỏng thủy lực dòng chảy tràn hai chiều.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu phục vụ nghiên cứu được thu thập toàn diện từ chuỗi số liệu khí tượng thủy văn hơn 35 năm (giai đoạn 1979 - 2014) tại các trạm quan trắc đại diện như Quy Nhơn, Vân Canh, Bình Tường và An Vinh. Cơ sở dữ liệu không gian bao gồm hệ thống bản đồ nền địa hình tỷ lệ 1/2.000 hệ tọa độ VN-2000, bản đồ độ sâu đáy biển tỷ lệ 1/100.000, bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2014 và kịch bản biến đổi khí hậu chi tiết của tỉnh Bình Định. Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm toàn bộ chuỗi số liệu đo đạc mực nước, lượng mưa của 5 trạm thủy văn chủ lực trên lưu vực sông Kôn có diện tích 3.067 km² và sông Hà Thanh có diện tích 580 km², kết hợp khảo sát thực địa tại các điểm ngập lũ xung yếu như khu vực phường Nhơn Bình, phường Nhơn Phú và thị trấn Diêu Trì. Phương pháp chọn mẫu chỉ tiêu có chủ đích này đảm bảo tính bao quát và độ chính xác cao cho toàn bộ vùng hạ lưu chịu tác động ngập kép từ lũ sông và triều cường.

Nghiên cứu lựa chọn ứng dụng công nghệ Hệ thống Thông tin Địa lý kết hợp mô hình thủy lực MIKE FLOOD do Viện Thủy lực Đan Mạch phát triển. Lý do lựa chọn bộ công cụ này là khả năng liên kết hoàn hảo giữa mô hình thủy lực một chiều MIKE 11 (mô phỏng dòng chảy trong lòng dẫn mạng lưới sông) và mô hình thủy lực hai chiều MIKE 21 (mô phỏng trường dòng chảy tràn và vận tốc trên mặt phẳng đồng bằng ngập lũ). Sự kết hợp này khắc phục triệt để hạn chế tính toán của các mô hình thủy lực đơn lẻ, phản ánh chính xác ranh giới ngập lụt theo từng kịch bản dâng cao của mực nước biển. Toàn bộ quá trình nghiên cứu được triển khai thực hiện từ tháng 7 năm 2015 đến tháng 4 năm 2016.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phân tích chuỗi số liệu lịch sử cho thấy nhiệt độ trung bình năm tại trạm Quy Nhơn đã tăng 0,7°C trong giai đoạn 1979 - 2010. Theo kịch bản phát thải cao, nhiệt độ trung bình năm tại thành phố Quy Nhơn được dự báo sẽ tăng khoảng 1,3°C vào giữa thế kỷ 21 và tăng tới 2,9°C vào cuối thế kỷ 21 so với thời kỳ cơ sở. Chế độ mưa có sự phân hóa mùa sâu sắc: lượng mưa trong mùa mưa (tháng 9 đến tháng 12) chiếm tới 65% đến 80% tổng lượng mưa cả năm đạt từ 1.700 mm đến 1.800 mm. Lượng mưa ngày lớn nhất vào giữa thế kỷ 21 được dự báo tăng từ 75% đến 125%, làm gia tăng đột biến lưu lượng dòng chảy mặt tràn qua các khu dân cư.

Theo các kịch bản nước biển dâng, mực nước ven biển Quy Nhơn tăng từ 8 cm đến 9 cm vào năm 2020, tăng từ 23 cm đến 30 cm vào năm 2050, và có thể dâng cao từ 79 cm đến 99 cm vào năm 2100 theo kịch bản phát thải cao. Khi tích hợp trận lũ lịch sử tháng 11 năm 2009 (với lượng mưa 24 giờ tại trạm Vân Canh đạt kỷ lục 754 mm) cùng kịch bản nước biển dâng 97 cm, diện tích đất ngập sâu trên 1,0 m mở rộng mạnh mẽ. Nguy cơ ngập úng đe dọa trực tiếp hơn 35% diện tích đất nông nghiệp trũng thấp và vùng nuôi trồng thủy sản ven đầm Thị Nại có cao độ dưới 0,5 m.

Toàn bộ dữ liệu ngập lụt được trực quan hóa thông qua bản đồ nguy cơ ngập lụt tỷ lệ 1/2.000 và bảng phân cấp mức độ thích hợp đất đai, phân chia theo 4 cấp độ ngập: dưới 0,5 m; từ 0,5 m đến 1,0 m; từ 1,0 m đến 2,0 m; và trên 2,0 m, hỗ trợ đắc lực cho việc định vị không gian xây dựng đô thị.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng ngập sâu trên diện rộng tại Quy Nhơn xuất phát từ sự kết hợp bất lợi giữa yếu tố tự nhiên và nhân tạo. Về tự nhiên, địa hình thành phố dốc mạnh từ Tây sang Đông, cao độ vùng đồng bằng ven đầm Thị Nại chỉ dao động từ 0,5 m đến 2,0 m, khiến tổng lượng dòng chảy hơn 675 triệu m³/năm của sông Hà Thanh đổ dồn nhanh chóng về hạ lưu. Khi gặp triều cường dâng cao từ Biển Đông, dòng lũ bị ứ nghẽn và tràn bờ dữ dội. Về nhân tạo, tốc độ đô thị hóa nhanh chóng và việc san lấp mặt bằng xây dựng đã thu hẹp các không gian thoát lũ tự nhiên.

So sánh với các nghiên cứu tương tự tại lưu vực sông Thu Bồn và khu vực Đồng bằng sông Cửu Long, kết quả ứng dụng mô hình MIKE FLOOD tại Quy Nhơn thể hiện tính ưu việt vượt trội trong việc mô phỏng hiện tượng ngập lụt cục bộ tại các điểm giao cắt công trình giao thông như Quốc lộ 1A và Quốc lộ 19. Điều này khẳng định quy hoạch sử dụng đất không thể tiếp tục thực hiện theo phương thức tĩnh mà bắt buộc phải chuyển dịch sang mô hình quy hoạch không gian thích ứng động.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm nâng cao hiệu quả quản lý và thực hiện quy hoạch sử dụng đất thích ứng với biến đổi khí hậu tại thành phố Quy Nhơn mở rộng, bốn nhóm giải pháp trọng tâm cần được triển khai:

Thứ nhất, điều chỉnh phân vùng chức năng sử dụng đất và hành lang thoát lũ sinh thái. Chuyển đổi tối thiểu 25% diện tích đất sản xuất nông nghiệp kém hiệu quả tại các vùng trũng ngập sâu trên 1,5 m thuộc hạ lưu sông Hà Thanh sang đất công viên ngập nước và hồ điều hòa sinh thái, hoàn thành trước năm 2026 do Ủy ban nhân dân thành phố Quy Nhơn và Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bình Định chủ trì thực hiện.

Thứ hai, nâng cấp và đồng bộ hóa hệ thống công trình hạ tầng kỹ thuật phòng chống thiên tai. Tiến hành kiên cố hóa 34 km đê bao ven biển và tuyến đê Đông, cải tạo hệ thống cống tiêu thoát lũ tự động tại các trục giao thông chính, nâng cao trình nền xây dựng mới tại các khu đô thị mở rộng vượt mức ngập lũ thiết kế tần suất 5% cộng với mực nước biển dâng 30 cm, triển khai giai đoạn 2025 - 2030 do Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn phối hợp Sở Giao thông Vận tải thực hiện.

Thứ ba, chuẩn hóa và tích hợp cơ sở dữ liệu số ngập lụt vào quy trình thẩm định quy hoạch đất đai. Số hóa 100% bản đồ phân vùng rủi ro ngập lụt tỷ lệ 1/2.000 lên nền tảng Hệ thống Thông tin Địa lý dùng chung, bắt buộc áp dụng tiêu chí kiểm toán rủi ro khí hậu trước khi phê duyệt các dự án khu dân cư mới, giai đoạn 2024 - 2026 do Chi cục Quản lý Đất đai và Văn phòng Điều phối Biến đổi Khí hậu tỉnh phụ trách.

Thứ tư, khôi phục và mở rộng vành đai xanh rừng ngập mặn chắn sóng. Trồng mới và phục hồi hơn 150 ha rừng ngập mặn tại khu vực đầm Thị Nại nhằm giảm 30% năng lượng sóng triều cường và bảo vệ bờ biển, kết hợp chuyển đổi mô hình sinh kế nông nghiệp bền vững cho 10.000 hộ dân địa phương trong giai đoạn 2025 - 2035.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn là tài liệu tham khảo học thuật và thực tiễn chuyên sâu cho bốn nhóm đối tượng chính:

Nhóm thứ nhất là các cơ quan quản lý nhà nước như Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Xây dựng, Sở Kế hoạch và Đầu tư cùng Ủy ban nhân dân các cấp. Tài liệu cung cấp cơ sở dữ liệu định lượng và phương pháp luận chuẩn xác để tích hợp yếu tố biến đổi khí hậu vào kế hoạch sử dụng đất 5 năm và quy hoạch phân khu đô thị.

Nhóm thứ hai là các tổ chức tư vấn quy hoạch, kiến trúc và kỹ sư công trình hạ tầng. Luận văn cung cấp các thông số thủy lực chi tiết về mực nước đỉnh lũ, cao trình ngập và biên độ triều cường để tính toán cốt san nền tối ưu cho các công trình công nghiệp và dân dụng.

Nhóm thứ ba là các nhà nghiên cứu, giảng viên, học viên cao học và sinh viên chuyên ngành Quản lý đất đai, Biến đổi khí hậu, Quy hoạch đô thị và Thủy văn môi trường. Đề tài mở ra hướng tiếp cận thực hành ứng dụng công nghệ mô hình toán MIKE FLOOD và Hệ thống Thông tin Địa lý trong nghiên cứu không gian địa lý.

Nhóm thứ tư là các tổ chức quốc tế và quỹ đầu tư phát triển như Ngân hàng Thế giới, Ngân hàng Phát triển Châu Á. Nghiên cứu đóng vai trò là một báo cáo điển hình thực chứng phục vụ xây dựng các dự án tài trợ nâng cao khả năng chống chịu khí hậu cho các đô thị duyên hải miền Trung.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao cần lồng ghép yếu tố biến đổi khí hậu vào quy hoạch sử dụng đất thành phố Quy Nhơn? Thành phố Quy Nhơn có địa hình ven biển đặc thù dài 42 km và nằm ở hạ lưu hai sông lớn. Dưới tác động của biến đổi khí hậu, nhiệt độ dự báo tăng 2,9°C và nước biển dâng tới 99 cm vào năm 2100. Việc lồng ghép giúp chủ động phân bổ quỹ đất an toàn, tránh thiệt hại kinh tế và bảo vệ tính mạng người dân.

Mô hình MIKE FLOOD mang lại ưu điểm gì nổi bật so với các phương pháp đánh giá ngập truyền thống? Mô hình MIKE FLOOD kết hợp linh hoạt dòng chảy một chiều trong lòng sông của MIKE 11 và dòng chảy tràn hai chiều trên bề mặt của MIKE 21. Sự tích hợp này mô phỏng chính xác phạm vi không gian, độ sâu ngập và trường vận tốc dòng chảy dựa trên dữ liệu địa hình thực tế tỷ lệ 1/2.000.

Kịch bản biến đổi khí hậu nào được ưu tiên ứng dụng trong định hướng phát triển không gian của đồ án? Nghiên cứu ưu tiên ứng dụng kịch bản phát thải trung bình và kịch bản phát thải cao theo công bố của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Các mốc thời gian trọng tâm là năm 2050 (nước biển dâng từ 23 cm đến 30 cm) và năm 2100 (nước biển dâng từ 79 cm đến 99 cm) nhằm đảm bảo an toàn cho các công trình hạ tầng kiên cố.

Những khu vực nào tại thành phố Quy Nhơn mở rộng chịu rủi ro ngập lụt nghiêm trọng nhất? Khu vực chịu rủi ro cao nhất là các vùng trũng thấp ven đầm Thị Nại, lưu vực thoát lũ sông Hà Thanh bao gồm phường Nhơn Bình, phường Nhơn Phú và một phần thị trấn Diêu Trì. Những nơi này có cao độ tự nhiên dưới 0,5 m và thường xuyên chịu cảnh ngập sâu trên 1,0 m khi xuất hiện lũ kết hợp triều cường.

Giải pháp phi công trình nào đóng vai trò then chốt trong việc giảm thiểu tổn thất do thiên tai? Giải pháp phi công trình cốt lõi là điều chỉnh phân vùng sử dụng đất thích ứng, thiết lập hành lang thoát lũ sinh thái kết hợp số hóa cơ sở dữ liệu ngập lụt lên nền tảng Hệ thống Thông tin Địa lý. Biện pháp này giúp ngăn chặn triệt để việc cấp phép xây dựng công trình kiên cố tại các khu vực xung yếu.

Kết luận

  • Luận văn đã xác lập khung cơ sở khoa học và thực tiễn vững chắc cho việc lồng ghép các yếu tố biến đổi khí hậu và nước biển dâng vào quy hoạch sử dụng đất thành phố Quy Nhơn mở rộng.
  • Nghiên cứu ứng dụng thành công bộ công cụ tích hợp MIKE FLOOD và Hệ thống Thông tin Địa lý trên nền bản đồ tỷ lệ 1/2.000, tái hiện chính xác kịch bản ngập lũ lịch sử và dự báo rủi ro ngập lụt đến năm 2100.
  • Kết quả nghiên cứu chỉ rõ mức độ tổn thương của hơn 35% diện tích đất trũng ven đầm Thị Nại và hạ lưu sông Hà Thanh, tạo tiền đề để tái cấu trúc không gian đô thị bền vững.
  • Đề xuất hệ thống 4 nhóm giải pháp toàn diện kết hợp giữa công trình hạ tầng và phi công trình với lộ trình triển khai rõ ràng từ năm 2024 đến năm 2035.
  • Các cơ quan quản lý và đơn vị quy hoạch cần sớm đưa bộ bản đồ phân vùng rủi ro ngập lụt vào quy chế quản lý kiến trúc, quy hoạch xây dựng nhằm bảo vệ nguồn lực đất đai và thúc đẩy sự phát triển thịnh vượng của thành phố Quy Nhơn trong kỷ nguyên biến đổi khí hậu.