Tổng quan nghiên cứu

Huyện đảo Bạch Long Vĩ giữ vị trí chiến lược đặc biệt quan trọng về quốc phòng, an ninh và phát triển kinh tế biển trên vùng vịnh Bắc Bộ. Nằm cách đảo Hòn Dấu của thành phố Hải Phòng khoảng 110 km và có tổng diện tích quy hoạch không gian 620 ha, huyện đảo đóng vai trò là trung tâm dịch vụ hậu cần nghề cá trọng điểm cho toàn khu vực phía Bắc. Tuy nhiên, sự cô lập về mặt địa lý cùng điều kiện tự nhiên khắc nghiệt khiến hòn đảo có diện tích tự nhiên chỉ hơn 3 km² này trở thành một trong những điểm nóng dễ chịu tổn thương nhất trước hiện tượng biến đổi khí hậu và nước biển dâng.

Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là phân tích, đánh giá toàn diện các tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến địa hình, địa mạo và các phân khu chức năng theo đồ án quy hoạch không gian tỷ lệ 1:2000 của đảo. Trên cơ sở đó, đề tài xây dựng các định hướng giải pháp khoa học nhằm lồng ghép yếu tố khí hậu vào quy hoạch phát triển kinh tế xã hội và kế hoạch sử dụng đất bền vững.

Phạm vi nghiên cứu tập trung vào không gian toàn huyện đảo Bạch Long Vĩ với chuỗi số liệu khí tượng hải văn thực đo 30 năm từ năm 1986 đến năm 2015 kết hợp kịch bản biến đổi khí hậu cập nhật năm 2016. Giá trị khoa học và thực tiễn của công trình thể hiện ở việc lượng hóa mức độ rủi ro cho từng nhóm ngành kinh tế, bảo vệ giá trị sản xuất toàn đảo đạt 375,5 tỷ đồng trong năm 2015 và thiết lập căn cứ kỹ thuật phục vụ công tác quy hoạch phân khu thích ứng đến năm 2030.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng lý thuyết quy hoạch không gian theo chuẩn mực châu Âu từ Hiến chương Torremolinos năm 1983 và khung hướng dẫn của Ủy ban châu Âu năm 1997. Khái niệm này xác định quy hoạch không gian là phương thức tích hợp đa ngành nhằm phân bổ hợp lý các hoạt động kinh tế, xã hội và bảo vệ môi trường trên một phạm vi lãnh thổ xác định.

Song song đó, khung lý thuyết đánh giá tính dễ bị tổn thương của Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế (OECD) năm 2003 kết hợp định nghĩa của Ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) được áp dụng để lượng hóa các rủi ro khí hậu. Mô hình nghiên cứu vận hành dựa trên việc xác định mối tương quan giữa ba thành tố cốt lõi: Mức độ phơi lộ (E), Độ nhạy cảm (S) và Năng lực thích ứng (AC). Chỉ số tổn thương tổng hợp (V) được tính toán theo công thức tích hợp chuẩn hóa: V = (E + S + 1 - AC) / 3, với giá trị biến thiên từ 0 đến 1 thể hiện 5 cấp độ tổn thương từ rất thấp đến rất cao.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của luận văn được thu thập từ chuỗi quan trắc 30 năm giai đoạn 1986-2015 của Trạm Khí tượng Hải văn Bạch Long Vĩ với cỡ mẫu gồm 360 tháng quan trắc liên tục về nhiệt độ, lượng mưa và 216 tháng quan trắc mực nước biển giai đoạn 1998-2015. Phương pháp chọn mẫu là thu thập toàn bộ dữ liệu chuỗi thời gian chuẩn quốc gia để đảm bảo độ tin cậy và tính đại diện khí hậu theo tiêu chuẩn Tổ chức Khí tượng Thế giới. Toàn bộ 620 ha diện tích không gian theo Quyết định số 1056/QĐ-UBND ngày 02/06/2009 của Ủy ban nhân dân thành phố Hải Phòng được khảo sát toàn diện.

Lý do lựa chọn phương pháp phân tích thống kê chuỗi thời gian kết hợp mô hình chỉ số OECD và hệ thống thông tin địa lý (GIS) là khả năng chuyển đổi các dữ liệu phi cấu trúc thành các chỉ số không thứ nguyên có thể so sánh trực tiếp. Công nghệ viễn thám và GIS cho phép chồng xếp các lớp bản đồ ngập lụt theo kịch bản nước dâng 50 cm và 100 cm lên bản đồ hiện trạng sử dụng đất, trực quan hóa chính xác các vị trí xung yếu để đưa ra giải pháp điều chỉnh quy hoạch sát với thực tế địa hình.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, phân tích chuỗi số liệu khí hậu 1986-2015 cho thấy nhiệt độ không khí trung bình năm tại Bạch Long Vĩ đạt 23,8°C với xu thế tăng nhẹ qua các thập kỷ. Lượng mưa trung bình năm đạt 1133,6 mm nhưng phân bố rất bất đối xứng, trong đó giai đoạn mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 chiếm tới 85,8% (đạt 973,0 mm), trong khi mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau chỉ chiếm 14,2% (đạt 160,6 mm). Tổng lượng mưa năm có xu thế tăng đáng kể qua 3 thời kỳ: từ 944,0 mm (1986-1995) lên 1130,0 mm (1996-2005) và đạt 1326,7 mm (2006-2015), tương đương mức tăng 40,5%. Lượng mưa ngày cực đại đo được lên tới 361,1 mm vào ngày 30/08/2004.

Thứ hai, chế độ hải văn ghi nhận mực nước trung bình nhiều năm đạt 147 cm, với mực nước cường cực đại đạt 359 cm vào ngày 28/11/2007. Khi đối chiếu với kịch bản nước biển dâng 50 cm và 100 cm, dải địa hình thấp từ 1-3 m quanh bờ đảo và toàn bộ 61,11 ha đất bãi đá (chiếm 10,15% tổng diện tích quy hoạch) sẽ bị ngập triều thường xuyên, làm suy giảm nghiêm trọng đường bờ và thu hẹp không gian tự nhiên của đảo.

Thứ ba, kết quả tính toán chỉ số tổn thương V chỉ ra rằng phân khu kết cấu hạ tầng kỹ thuật và 19,94 ha đất du lịch thuộc nhóm có chỉ số tổn thương cao nhất (V dao động từ 0,60 đến 0,80) khi mực nước biển dâng 100 cm. Phân khu công nghiệp và dịch vụ hậu cần nghề cá (13,03 ha) tập trung tại khu vực ven cảng cũng chịu mức độ phơi lộ rất lớn trước các đợt triều cường kết hợp gió bão giật tới 57 m/s.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến sự tổn thương nghiêm trọng của huyện đảo là do cấu trúc địa hình phân bậc với sườn dốc hẹp, lớp phủ thổ nhưỡng mỏng chỉ từ vài chục đến hơn 100 cm và hệ thống chứa nước ngầm tự nhiên rất hạn chế. So sánh với các trạm ven bờ như Cửa Ông (mực nước cực đại 505 cm) hay Bãi Cháy (442 cm), Bạch Long Vĩ có biên độ triều nhỏ hơn nhưng lại chịu tác động trực tiếp của các đợt gió mùa Đông Bắc với tần suất gần 30 đợt mỗi năm và bão mạnh cấp 11-12 mà không có vùng đệm che chắn.

Các kết quả nghiên cứu này có thể được trình bày và trực quan hóa rất hiệu quả thông qua hệ thống bản đồ GIS đa tầng tích hợp ranh giới ngập lụt cùng biểu đồ cột so sánh mức độ biến thiên chỉ số tổn thương V giữa các phân khu kinh tế theo từng kịch bản nước dâng. Điều này mang lại bằng chứng khoa học vững chắc khẳng định quy hoạch không gian truyền thống cần phải chuyển dịch sang mô hình quy hoạch không gian thích ứng khí hậu.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, nâng cao cốt nền xây dựng và nâng cấp hệ thống đê kè chắn sóng ven bờ. Toàn bộ các công trình công cộng, khu dân cư mới (quy mô 7,98 ha) và 13,03 ha khu hậu cần nghề cá phải được thiết kế với cốt nền vượt ngưỡng ngập cực đại từ +3,59 m đến +4,50 m. Ủy ban nhân dân huyện Bạch Long Vĩ cùng Sở Xây dựng thành phố Hải Phòng cần chủ trì hoàn thành dự án nâng cấp đê kè trước năm 2025.

Thứ hai, tái cấu trúc mạng lưới hạ tầng kỹ thuật và công trình phòng chống thiên tai. Đẩy nhanh tiến độ hoàn thiện dự án xây dựng cảng và khu neo đậu tàu phía Tây Bắc đảo quy mô 21,64 ha nhằm khắc phục hạn chế của âu cảng Tây Nam hiện hữu. Đồng thời, đưa vào vận hành ổn định dự án hồ chứa nước ngọt với tổng mức đầu tư 85 tỷ đồng để đảm bảo an ninh nguồn nước sinh hoạt trong các tháng mùa khô kéo dài, giao Ban Quản lý Dự án huyện thực hiện giai đoạn 2018-2023.

Thứ ba, mở rộng dải rừng phòng hộ và thiết lập hành lang sinh thái bảo vệ bờ đảo. Thực hiện khoanh nuôi và bảo vệ nghiêm ngặt 46,05 ha đất rừng tự nhiên và trồng mới 19,68 ha rừng chắn sóng ven thềm biển trẻ. Nâng cao mật độ che phủ thực vật lên trên 90% tại các sườn dốc để hạn chế xói mòn bề mặt do lượng mưa cực đoan, giao Tổng đội Thanh niên Xung phong phối hợp Ban Chỉ huy Quân sự huyện thực hiện liên tục từ năm 2018 đến năm 2030.

Thứ tư, điều chỉnh các phân khu chức năng trong đồ án quy hoạch tỷ lệ 1:2000. Chuyển dịch các cơ sở chế biến thủy sản và kho bãi có nguy cơ ô nhiễm sang khu vực tránh hướng gió chính, đồng thời thiết lập vùng đệm an toàn cách ly bờ biển tối thiểu từ 100 m đến 150 m cho các công trình dịch vụ du lịch (19,94 ha). Sở Quy hoạch - Kiến trúc phối hợp Sở Tài nguyên và Môi trường Hải Phòng tiến hành rà soát, cập nhật định kỳ 5 năm một lần.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nhóm cơ quan quản lý nhà nước và nhà hoạch định chính sách tại thành phố Hải Phòng và huyện Bạch Long Vĩ: Luận văn cung cấp hệ thống số liệu quan trắc 30 năm và phương pháp luận rõ ràng giúp đánh giá tính khả thi khi phê duyệt, điều chỉnh các đồ án quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội và quy hoạch sử dụng đất đến năm 2030.

Nhóm kỹ sư quy hoạch xây dựng và tư vấn thiết kế hạ tầng biển đảo: Nghiên cứu cung cấp các thông số kỹ thuật thực tế về mực nước dâng cực đại 359 cm và gió giật 57 m/s, giúp các chuyên gia tính toán chính xác cốt nền xây dựng, kết cấu mái che dốc và bố trí đê kè an toàn cho âu cảng quy mô 21,64 ha.

Nhóm viện nghiên cứu, giảng viên và học viên cao học chuyên ngành Biến đổi khí hậu: Đề tài là nguồn tài liệu tham khảo mẫu mực về quy trình chuẩn hóa chỉ số OECD để xây dựng bản đồ nguy cơ tổn thương trên nền tảng GIS, có thể mở rộng áp dụng cho hơn 3.000 hòn đảo trên lãnh thổ Việt Nam.

Nhóm doanh nghiệp đầu tư dịch vụ du lịch và khai thác hậu cần nghề cá: Bản đồ phân vùng tổn thương giúp các nhà đầu tư nhận diện chính xác các khu vực an toàn để xây dựng cơ sở hạ tầng, giảm thiểu thiệt hại tài sản cho 142 tỷ đồng doanh thu dịch vụ thương mại hàng năm trên đảo.

Câu hỏi thường gặp

Vì sao huyện đảo Bạch Long Vĩ chịu tác động rất lớn từ biến đổi khí hậu? Huyện đảo có diện tích tự nhiên rất nhỏ với chỉ khoảng 2,33 km² ở mực nước trung bình, nằm hoàn toàn cô lập giữa vịnh Bắc Bộ cách đất liền 110 km. Đảo không có sông suối tự nhiên, nguồn nước ngọt khan hiếm và thường xuyên chịu gió bão cực đoan giật tới 57 m/s khiến các hệ sinh thái và hoạt động dân sinh rất dễ bị tổn thương.

Kịch bản nước biển dâng nào được sử dụng trong đánh giá quy hoạch đảo? Nghiên cứu ứng dụng kịch bản phát thải trung bình RCP4.5 theo công bố năm 2016 của Bộ Tài nguyên và Môi trường với hai ngưỡng ngập chính là 50 cm và 100 cm. Kết quả tính toán cho thấy dải bãi đá rộng 61,11 ha và khu vực thềm ven biển cao 1-3 m sẽ đối mặt nguy cơ ngập lụt nghiêm trọng, đòi hỏi phải điều chỉnh toàn diện ranh giới xây dựng.

Mô hình đánh giá tổn thương theo chỉ số OECD được tính toán như thế nào? Luận văn chuẩn hóa toàn bộ các dữ liệu thực địa về thang đo chuẩn từ 0 đến 1, sau đó tổng hợp thông qua ba nhóm biến số gồm Mức độ phơi lộ, Mức độ nhạy cảm và Năng lực thích ứng. Chỉ số tổn thương tổng hợp V được chia thành 5 mức độ rõ rệt giúp định lượng chính xác rủi ro cho từng khu chức năng quy hoạch.

Ngành kinh tế nào trên đảo chịu mức độ rủi ro cao nhất trước biến đổi khí hậu? Kết cấu hạ tầng kỹ thuật và ngành du lịch với diện tích quy hoạch 19,94 ha chịu tổn thương cao nhất do phân bố phần lớn ở các dải đất ven biển có độ cao dưới 5 m. Nhóm ngành nông nghiệp và thủy sản tuy giá trị sản xuất chỉ đạt 11,5 tỷ đồng năm 2015 nhưng cũng rất nhạy cảm trước sóng lớn và thời tiết dị thường.

Giải pháp hạ tầng công trình nào cần được ưu tiên triển khai khẩn cấp? Ưu tiên số một là hoàn thiện dự án âu cảng Tây Bắc 21,64 ha để tạo nơi tránh trú bão an toàn cho hơn 7.680 lượt tàu thuyền mỗi năm. Tiếp theo là hoàn thành hồ chứa nước ngọt 85 tỷ đồng nhằm chủ động nguồn cấp nước sinh hoạt cho toàn bộ 38,21 ha đất dân dụng trong các đợt hạn hán kéo dài.

Kết luận

  • Luận văn đã xử lý hệ thống chuỗi dữ liệu khí tượng 30 năm (1986-2015) và hải văn 18 năm (1998-2015), chỉ ra xu thế lượng mưa tăng 40,5% và hiện tượng gió bão cực đoan đạt vận tốc giật 57 m/s.
  • Nghiên cứu đã đánh giá toàn diện 620 ha không gian quy hoạch theo Quyết định 1056/QĐ-UBND, phân tích rủi ro cho 38,21 ha đất dân dụng và 601,79 ha đất ngoài dân dụng.
  • Đề tài ứng dụng thành công khung chỉ số OECD kết hợp công nghệ GIS để xây dựng bản đồ phân vùng tổn thương chi tiết theo các kịch bản nước biển dâng 50 cm và 100 cm.
  • Kết quả khẳng định các phân khu hạ tầng kỹ thuật, dịch vụ cảng biển và 19,94 ha đất du lịch ven bờ là những đối tượng chịu mức độ tổn thương nặng nề nhất trước triều cường cực đại 359 cm.
  • Đề xuất hệ thống 4 nhóm giải pháp chiến lược bao gồm nâng cốt nền công trình, xây dựng hồ nước 85 tỷ đồng, bảo vệ 19,68 ha rừng chắn sóng và hoàn thiện âu cảng Tây Bắc 21,64 ha.

Đóng góp quan trọng nhất của luận văn là cung cấp khung phương pháp luận khoa học và bộ cơ sở dữ liệu số hóa hoàn chỉnh để tích hợp yếu tố biến đổi khí hậu vào quy hoạch không gian biển đảo. Lộ trình tiếp theo đòi hỏi chính quyền địa phương cần cập nhật đồ án quy hoạch phân khu thích ứng trong giai đoạn 2020-2025 và rà soát định kỳ kịch bản đến năm 2030. Các nhà quản lý, kiến trúc sư và nhà nghiên cứu quan tâm hãy khai thác chi tiết các kết quả phân tích trong toàn văn luận văn để áp dụng vào các dự án phát triển không gian biển đảo bền vững.