CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ ÚNG LỤT TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1. Một số khái niệm về ngập úng và ngập lụt Ngập úng là hiện tượng ngập nước do mưa lớn gây ra trên bề mặt ở một vùng đất thấp trũng [20]. Ngập lụt là hiện tượng ngập do nước từ sông tràn vào một vùng lãnh thổ thường khô, do lũ lớn, do vỡ các công trình ngăn lũ hoặc do nước dâng ở vùng cửa sông ven biển [17], [18], [20].
Úng lụt là khái niệm nói chung bao gồm cả ngập úng và ngập lụt. Lũ nhân tạo là lũ do con người gây ra khi vận hành hồ chứa không hợp lý hoặc do sự cố tại các hồ chứa do con người xây dựng. Lũ đầu mùa là lũ xảy ra ở thời kỳ bắt đầu mùa lũ, khi độ ẩm của lưu vực thấp, các hồ chứa có mực nước rất thấp, tổn thất của mưa rất lớn. Vì vậy, dù mưa lớn nhưng lũ thường không lớn.
Trên lưu vực sông Cả, lũ đầu mùa thường xuất hiện từ tháng VII đến tháng VIII. Lũ giữa mùa hay còn gọi là lũ chính vụ là lũ xảy ra ở thời kỳ giữa mùa lũ, khi độ ẩm của lưu vực đã tăng lên rõ rệt, các hồ chứa đã được tích nước ở một mức nhất định. Mưa lớn xuất hiện trong giai đoạn này gây nên lũ lớn. Trên lưu vực sông Cả lũ giữa mùa thường xuất hiện từ tháng IX đến tháng X.
Lũ cuối mùa là lũ xảy ra ở thời kỳ cuối mùa lũ, khi độ ẩm của lưu vực vượt qua mức cao nhất trong năm, các hồ chứa đã được tích đầy nước. Tuy nhiên, mưa trong giai đoạn này thường không lớn nên ít gây ra lũ đặc biệt lớn, nhưng đôi khi vẫn có khả năng gây ra lũ lớn. Trên lưu vực sông Cả, lũ cuối mùa thường xuất hiện vào tháng XI. Mưa lớn là hiện tượng mưa với tổng lượng mưa đạt trên 50 mm trong 24 giờ, trong đó mưa với tổng lượng mưa từ trên 50 mm đến 100 mm trong 24 giờ 6 là mưa to, mưa với tổng lượng mưa trên 100 mm trong 24 giờ là mưa rất to [47].
Thông thường, các trận mưa có tổng lượng khoảng 220 - 250 mm trong 3 ngày sẽ gây úng lụt ở hạ du sông Cả. Tổng quan về úng lụt ở nước ngoài và Việt Nam 1. Tình hình úng lụt ở nước ngoài Thiên tai thường xảy ra hầu hết mọi nơi trên thế giới và Việt Nam, và ngày càng gia tăng về quy mô, tần suất và cường độ. Thiên tai và những tác động của chúng đến kinh tế, xã hội và môi trường ngày càng đáng báo động trên toàn thế giới.
Một trong những thiên tai ảnh hưởng lớn đến đời sống con người là úng lụt. Đặc biệt trong những thập niên gần đây, khi BĐKH có những biểu hiện rõ rệt thì tác động của úng lụt ngày càng khốc liệt. Tính phổ biến của thiên tai có nguồn gốc KTTV, đặc biệt là úng lụt. Một số minh chứng về vấn đề này đã từng diễn ra trên thế giới: Thái Lan, Trung Quốc, Hà Lan, Mỹ, một số nước châu Phi, châu Đại dương.
Tại Thái Lan, trong gần 100 năm qua đã xảy ra 8 trận lũ lớn (1938, 1983, 1995, 2010, 2011, 2013, 2014, 2017). Năm 2011, lũ lịch sử đã gây úng lụt nghiêm trọng ở lưu vực sông Chao Phraya cũng như sông Mekong, bắt đầu từ cuối tháng VII và tiếp tục kéo dài trong hơn hai tháng. Úng lụt đã xảy ra khoảng 6 triệu ha đất, hơn 300.000 ha trong đó đất nông nghiệp, trong 58 tỉnh, từ Chiang Mai ở miền Bắc đến các khu vực của thủ đô Bangkok nằm gần các nhánh của sông Chao Phraya. Đây được mô tả là "trận lũ lụt tồi tệ nhất tính về lượng nước và số người dân chịu ảnh hưởng".
Có 7 khu công nghiệp lớn đã bị ngập sâu đến 3 mét và kéo dài khoảng 40 ngày [23]. Tại Trung Quốc, nơi có nhiều hệ thống sông lớn, trong lịch sử đã có nhiều trận lũ kinh hoàng xảy ra, gây ra những thảm họa vô cùng lớn. Trận lũ năm 1870 là trận lũ lớn nhất trên sông Dương Tử, tại Yichang với diện tích khống chế của lưu vực là 1.000 km2, xác định được lưu lượng đỉnh lũ 7 110.000 m3/s và dẫn đến sự tàn phá lớn ở Thượng Hải [93]; Vào tháng VIII năm 1931, Trung Quốc đã trải qua những trận mưa lớn và gây trận lũ lịch sử, gây thảm họa thiên nhiên chết chóc lớn nhất trong lịch sử Trung Quốc và làm ngập 180.000 km2 [83]; Từ tháng VI đến tháng IX năm 1954, lũ sông Dương Tử gây ngập lụt thảm khốc, chủ yếu ở tỉnh Hồ Bắc. Mực nước lũ đã đạt mức cao lịch sử 44,67 m ở Kinh Châu, Hồ Bắc và 29,73 m ở Vũ Hán [93]; Năm 2020, mưa lũ lớn lại xảy ra trên lưu vực sông Dương Tử, nhiều thành phố của Trung Quốc dọc sông đã ban bố cảnh báo đỏ do nước lũ dâng cao, gây sạt lở nghiêm trọng, làm ngập và phá hủy nhiều đường xá, hoa màu.
Từ tháng VI, mực nước tại hơn 400 con sông của nước này đã dâng lên mức báo động, thậm chí mực nước tại 33 con sông đã phá vỡ kỷ lục trong trận lụt lịch sử năm 1998. Nguyên nhân được cho rằng, do dải mây Mai Vũ (Mei-yu) kéo dài từ Tây Tạng qua miền nam, miền trung Trung Quốc đến phía nam Nhật Bản từ cuối mùa xuân đến mùa hè kết hợp với tác động của BĐKH. Mưa lớn ở Trung Quốc xảy ra dọc dải mây Mai Vũ. Đợt mưa lũ này kéo dài hơn 1 tháng [22].
Trên sông Hoàng Hà, năm 1887, lũ đã gây vỡ đê dẫn đến một trận lụt lớn. Do vùng đồng bằng trũng thấp gần khu vực, lây lan ngập lụt rất nhanh khắp miền Bắc Trung Quốc, trên diện tích khoảng 130.000 km2, làm nghẽn các khu định cư nông nghiệp và các trung tâm thương mại. Sau trận lụt, hai triệu người bị mất nhà cửa [92]. Tại châu Âu, một số trận lũ lụt lớn được Rudolf Brázdil và cộng sự [102] thống kê như sau: Ở Tây Âu (Bỉ, Đan Mạch, Hà Lan, Ireland và Vương quốc Anh) trận lũ lịch sử được ghi lại từ tháng IX và tháng X năm 1763, gây ngập lụt ở Ireland, Anh và Scotland, do mưa bão lớn; Tháng I năm 1809 chứng kiến trận lũ lụt lớn trên phần lớn Anh, Wales và Hà Lan, lũ lụt do băng tan cũng được ghi nhận ở Trung Âu, đáng chú ý là ở Bohemia trên sông Vltava và Elbe, ở Slovakia trên 8 sông Danube.
Ở Anh, lũ lụt ở mức cao được ghi nhận trên một số sông: Thames, Severn, Trent, Exe và Eden, trải dài trên nước Anh. Ở Trung Âu: Tháng VII năm 1342 xảy ra trận lũ lan rộng, được cho là nghiêm trọng ở Trung Âu trong suốt một nghìn năm qua, do mưa lớn kéo dài trong tám ngày gây ra. Trên các lưu vực sông: Mainz, Neckar, Werra, Fulda, Elbe, Danube và sông Rhine đến Mainz đều xuất hiện lũ lớn. Mô đun đỉnh lũ có thể đạt đến 160 -180 l/skm2 trên dòng chính, dẫn đến xói lở trên diện rộng.
Trận lũ tháng II và tháng III năm 1784: do mùa đông 1783/1784 kéo dài trên phần lớn châu Âu. Tháng II năm 1784, một cơn gió Nam ấm dẫn đến sự tan băng bất ngờ trên khắp châu Âu, cũng như trên các dòng sông băng. Ngoài ra, đã có tuyết rơi dữ dội và mưa lớn, gây ra thảm họa lũ lụt trên khắp châu Âu. Ở Trung Âu, lũ lụt kéo dài trên các khu vực rộng lớn của Đức, Áo, Séc và Slo- vakia, Bỉ, Hà Lan, Luxemburg và phía Bắc nước Pháp.
Trận lụt gây thiệt hại nặng nề về tài sản (phá hủy nhiều cây cầu, nhà máy và nhà cửa) và con người. Đây là trận lụt mùa đông lớn nhất từ trước đến nay. Ở Địa Trung Hải: Lũ lụt thảm khốc tháng XI năm 1617 là một trong những trận lụt lớn nhất trên các khu vực ven biển Valencia và Catalonia. Ở Bắc Âu: Một vụ trượt lở đất lớn đã xảy ra vào tháng IX năm 1345, làm nghẽn lòng sông Gaula ở Sør-Trøndelag ở Na Uy và một hồ nước nhanh chóng hình thành.
Khi chỗ nghẽn được giải phóng, một trận lũ lớn di chuyển xuôi dòng về phía vịnh hẹp ở hạ du; Tháng XII năm 1743, một khu vực rộng lớn ở phía tây Na Uy đã bị ngập lụt do tuyết và băng tan ở một phần núi cao của Na Uy. Nước đã ngập 2,5 m trên bức tường của nhà thờ, khoảng 500 trang trại bị thiệt hại, chủ yếu là do tuyết lở và sạt lở đất; Tháng VII năm 1789, trận lụt tàn khốc nhất ở Na Uy, Ofsen hay Storofsen xảy ra vào tại một khu vực rất lớn phía đông Na Uy, làm chết ít nhất 79 người và gây thiệt hại lớn cho hơn 1.500 trang trại, 9 nguyên nhân do mùa đông 1788/1789 tuyết rơi nhiều, đến tháng V năm 1789 tuyết bắt đầu tan đồng thời xuất hiện mưa lớn do bão. Tại châu Mỹ, năm1844 xảy ra trận lụt kỷ lục trên sông Mississippi tại St. Sau trận lụt, Quốc hội năm 1849 đã thông qua Đạo luật đầm lầy cung cấp các khoản trợ cấp đất để xây dựng những con đê lớn hơn; Năm 1927, một trận lũ lụt tàn phá lớn nhất trong lịch sử Hoa Kỳ, bắt đầu khi những cơn mưa lớn trút xuống Mississippi vào mùa hè năm 1926, đến tháng IX, các nhánh sông của Mississippi ở Kansas và Iowa dâng cao.
Vào ngày đầu năm 1927, mực nước đỉnh lũ tại sông Cumberland ở Nashville đạt kỷ lục 17 m. Hệ thống đê bị vỡ 145 chỗ và làm ngập 70.000 km2, có nơi bị ngập sâu tới 10 m; Năm 1965, xảy ra trận lũ lụt tấn công các thị trấn dọc theo thượng nguồn Mississippi, bao gồm Wabasha, Trin. Đây là trận lũ lịch sử trên sông này. Một trong những nơi bị ảnh hưởng nặng nề nhất là thị trấn Clinton, Iowa, nơi bị ngập đến 9 m; Trận lụt nghiêm trọng năm 1983, lớn thứ hai ở lưu vực hạ lưu Mississippi trong 56 năm, tại Red River Landing ở Louisiana bị ngập trong 115 ngày; Năm 1993, nước lũ dâng dọc theo sông Mississippi và Missouri và các nhánh của chúng ở Trung Tây, diện tích bị ngập lụt lên đến 80.000 km2 và là thảm họa tồi tệ nhất với Mỹ trong 66 năm về mực nước ngập, diện tích bị ngập, số người phải di dời, thiệt hại tài sản và lượng nước sông kỷ lục [90].
Tại châu Phi, từ năm 1997 - 2017 [27] đã xảy ra lũ lớn vào các năm: 1997, 2000, 2001, 2010, 2015, 2017 (Hình 1.