Các giải pháp phòng trị lũ bùn đá

7

Lũ bùn đá là một hiện tượng địa chất tự nhiên thường xuất hiện ở các vùng núi. Lũ bùn đá là một dạng dịch chuyển khối tốc độ lớn và trong dòng chứa một lượng lớn vật liệu dạng hạt có kích thước khác nhau từ khối, tảng, dăm, cuội… đến vật liệu đất hạt nhỏ như cát, bụi, …với hơn 50% là các hạt vật liệu kích thước lớn (Cruden and Varnes 1996, Varnes 1978). Lũ bùn đá thường xảy ra khi mưa lớn tập trung trong thời gian ngắn, hoặc mưa kéo dài nhiều ngày, trong những khu vực có địa hình chia cắt, độ dốc lưu vực và độ dốc sông suối lớn, nhất là các lưu vực có độ dốc từ 20◦đến 30◦. Lũ bùn đá thường xảy ra đột ngột, di chuyển nhanh, nguy hiểm và khó lường. Do có mặt các tảng đá trong dòng lũ, năng lượng do dòng lũ bùn đá mang đến có sức phá hoại cao, thường gây thiệt hại lớn về người, công trình và tài sản trên đường lũ dịch chuyển. Một số hình ảnh về hậu quả của lũ bùn đá tại một số địa điểm ở Việt Nam (Hình 1).
Có nhiều biện pháp phòng trị có thể được áp dụng để giảm thiểu ảnh hưởng do lũ bùn đá gây ra. Để có cơ sở tốt cho việc lựa chọn biện pháp phòng trị lũ bùn đá, cần có một cái nhìn đúng đắn về các biện pháp. Bài báo này trình bày tổng quan về các giải pháp phòng trị và giảm thiểu tác hại của lũ bùn đá.

Hình 1. Hiện trường sau lũ bùn đá ở Việt Nam (a) Lũ bùn đá xảy ra ở thị trấn Mù Cang Chải, Yên Bái;
(b) Lũ bùn đá tại Bản Khoang, Sapa, Lào Cai (Nguồn: vietnamnet.vn); (c) Tìm kiếm người bị nạn sau Lũ bùn đá ở Trà Leng và (d) Lũ bùn đá qua quốc lộ 4D tại Lai Châu (Nguồn: internet)

Tổng quan về các giải pháp phòng trị

Nghiên cứu về các giải pháp phòng trị lũ bùn đá cho thấy có nhiều biện pháp phòng trị lũ bùn đá khác nhau và có thể phân loại theo nhiều cách khác nhau: theo cách tiếp cận (Reihsen and Harrison 1971), theo hình thức đối phó (Huebl and Fiebiger 2005), theo thời gian áp dụng và theo dạng giải pháp. Tổng quan về phân loại giải pháp phòng trị lũ bùn đá đã được trình bày trong bài báo của các tác giả Tuấn, Trang and Hằng (2021) và có thể tóm lược như trong Hình 2. Theo dạng giải pháp, các giải pháp phòng trị lũ bùn đá được chia thành 2 nhóm : giải pháp phi công trình và giải pháp công trình. Chi tiết về phân loại này cũng đã được trình bày ở bài báo (Thao 2020). Một số biện pháp công trình chỉnh trị lũ bùn đá phổ biến được Theo, Xiangjun and Anping (2004) minh họa, các giải pháp phi công trình gồm: dự báo nguy cơ, cảnh báo, sơ tán , quản lý sử dụng đất và quy hoạch công trình, đào tạo tuyên truyền nâng cao nhận thức của người dân.

Hình 2. Phân loại các giải pháp phòng trị lũ bùn đá

Qua nghiên cứu tài liệu và các công bố về các giải pháp phòng trị cho thấy, trong điều kiện kinh tế hạn hẹp thì các biện pháp bị động và các biện pháp phi công trình được đánh giá là thích hợp hơn. Ở Việt Nam, trong những năm gần đây đã bắt đầu quan tâm tới tai biến lũ bùn đá và cách phòng trị. Các công tác nghiên cứu phân vùng nguy cơ lũ bùn đá và quan trắc cảnh báo đã bắt đầu được tiến hành. Hình 3 là sơ đồ hệ thống quan trắc cảnh báo sớm được thiết lập và hoàn thành năm 2019 cho khu vực Bản Khoang, SaPa, Lào Cai – đây là hệ thống quan trắc cảnh báo sớm nguy cơ lũ bùn đá đầu tiên ở Việt Nam. Bên cạnh đó, các công tác tuyên truyền nâng cao ý thức của người dân đã được triển khai.

Hình 4. Một số biện pháp công trình phòng trị lũ bùn đá và khu vực áp dụng tương ứng: (a) hố lắng ở nón phóng vật; (b) đập ngăn bùn đá khu vực di chuyển; (c) tường chắn định hướng dòng bùn đá; (d) tường /đê nắn dòng; (VanDine and Branch 1996)
Hình 8. Công trình tường nắn dòng ở Nhật (trái) và đê nắn dòng ở đảo Vancouver (phải) (Photo: H. Nasmith) (Nguồn: Mt. Unzen)
Hình 10. Một số biện công trình phòng trị lũ bùn đá: (a) đập ngăn, (b) Sabo hở, (c) đập khe hở bằng bê tông và lưới chắn đá (Vagnon 2020)

Nhận xét và thảo luận

Qua nghiên cứu tổng quan về các giải pháp phòng trị lũ bùn đá cho thấy có rất nhiều các giải pháp phòng trị lũ bùn đá khác nhau. Đồng thời, có nhiều cách khác nhau để phân loại giải pháp lũ bùn đá: theo mục đích, theo chức năng, theo nguyên lý, theo vật liệu và phân loại theo dạng kết cấu (đối giải pháp công trình).
Việc lựa chọn giải pháp phòng trị lũ bùn đá thích hợp nhất sẽ phụ thuộc vào các yếu tố như kích thước và tần suất của lũ bùn đá, tốc độ bám và phân hủy trên nón trầm tích, khối lượng vận chuyển và ngân sách hiện có. Nhìn chung, các biện pháp tốn kém hơn, nếu được thiết kế chính xác, có khả năng chứng minh hiệu quả cao nhất về lâu dài. Một số giải pháp có thể được sử dụng kết hợp cùng nhau để phòng trị hoặc ngăn lũ bùn đá hiệu quả hơn.
Ở Việt Nam, lũ bùn đá là dạng tai biến địa chất thường xuyên xảy ra. Việc áp dụng các giải pháp phòng trị lũ bùn đá là cần thiết. Ở điều kiện hiện tại, các biện pháp phi công trình có thể coi là phù hợp và hiệu quả. Việc đánh giá và phân vùng nguy cơ lũ bùn đá kết hợp với lập quy hoạch sử dụng lãnh thổ một cách đúng đắn sẽ là cách làm hiệu quả để giảm thiểu các ảnh hưởng của lũ bùn đá. Về lâu dài, để nâng cao sự an toàn cho dân cư và công trình ở những vùng có nguy cơ xảy ra lũ bùn đá, việc áp dụng các biện pháp công trình là cần thiết.
Căn cứ vào tình hình thực tế và kinh nghiệm ứng phó với lũ bùn đá, nghiên cứu này đã giới thiệu một số giải pháp đập ngăn bùn đá được ứng dụng tại một số quốc gia trên thế giới. Từ đó, ở Việt Nam, khi áp dụng các giải pháp, nên nghiên cứu và áp dụng các giải pháp công trình phòng trị lũ bùn đá theo hướng kế thừa, phát triển thành tựu nghiên cứu của nước ngoài nhưng phải biết điều chỉnh sao cho phù hợp với đặc trưng lũ bùn đá và điều kiện kinh tế, kỹ thuật tại các vùng núi Việt Nam.
Phòng trị lũ bùn đá là nhiệm vụ liên quan tới nhiều lĩnh vực, khi lựa chọn và thiết kế giải pháp phòng trị lũ bùn đá, cần có kiến thức và kỹ năng về các lĩnh vực như địa chất công trình, địa mạo, thủy văn, thủy động lực học, kết cấu và cả lâm nghiệp. Rất khó để người làm về công tác phòng trị lũ bùn đá có đầy đủ kiến thức như trên. Hơn nữa, các điều kiện và yếu tố ảnh hưởng tới lũ bùn đá ở các vùng miền địa lý luôn khác nhau. Do vậy, đòi hỏi người làm công tác về phòng trị lũ bùn đá cần có sự trao đổi cả kiến thức lẫn kinh nghiệm từ khắp nơi trên thế giới.
Việt Nam cần sớm có các tiêu chuẩn, chỉ dẫn lựa chọn và thiết kế các giải pháp phòng trị lũ. Dựa trên cơ sở kế thừa, chúng ta nên lựa chọn một trong các tiêu chuẩn hay chỉ dẫn mà quốc tế đã có để dựa vào đó biên soạn thành tiêu chuẩn.

Lời cảm ơn

Các tác giả bài viết xin trân trọng cảm ơn TS. Nguyễn Quang Tuấn cùng các thầy cô trong Khoa Công trình, Trường Đại học Thủy lợi đã góp ý cho bài viết.

Nguyễn Thu Hằng

Trường Đại học Thủy Lợi. Email: thuhang15042k@gmail.com

Vũ Thị Hà Trang

Trường Đại học Thủy Lợi. Email: vuc5973@gmail.com

Tài liệu tham khảo

Cruden, D. M. & D. J. Varnes (1996) Landslide Types and Processes. Special Report – National Research Council, Transportation Research Board, 247, 36-57.
Huebl, J. & G. Fiebiger. 2005. Debris-flow mitigation measures. In Debris-flow Hazards and Related Phenomena, 445-487. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg.
Reihsen, G. & L. J. Harrison. 1971. “Debris-Control Structures”. In Hydraulic Engineering Circular No. 9, ed. F. H. A. U.S. Department of Transportation. Washington, D.C.
Thao, V. B. (2020) Công trình phòng trị lũ bùn đá. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Thủy lợi, 60, 54-63.
Tuấn, N. Q., V. T. H. Trang & N. T. Hằng. 2021. Các biện pháp phòng trị lũ bùn dá – Biện pháp phòng trị kiến nghị cho khu vực Bản Khoang – Sapa – Lào cai. In Hội nghị Khoa học thường niên Đại học Thủy Lợi 2021. Trường Đại học Thủy lợi: Trường Đại học Thủy lợi.
Vagnon, F. (2020) Design of active debris flow mitigation measures: a comprehensive analysis of existing impact models. Landslides, 17, 313-333.
VanDine, D. F. & B. C. M. o. F. R. Branch. 1996. Debris Flow Control Structures for Forest Engineering. Province of British Columbia, Ministry of Forests Research Program.
Varnes, D. J. (1978) Slope movement types and processes. 176, 11-33.
Xiangjun, F. & S. Anping. 2004. Movement mechanism of debris flow and disaster prevention (泥石流运动机理与灾害防治). Beijing (北京): Tsinghua University Press (.清 华 大 学 出 版 社).