Tìm hiểu nguyên nhân hình thành lũ quét, những thiệt hại và biện pháp phòng tránh

Lũ quét là loại hình thiên tai xảy ra từ lâu trên thế giới. Dựa vào hình thức, quy mô phát triển và các vật chất mang theo trong dòng chảy lũ mà lũ quét được phân ra các lọai chính sau: Lưu vực là điều kiện đủ để hình thành dòng chảy lũ nhưng lưu vực thường chịu tác động của con người như việc khai thác gỗ củi, đốt, phá rừng làm nương rẫy, khai thác khoáng sản vô tổ chức dẫn đến bề mặt lưu vực bị rửa trôi mạnh mẽ, tập trung dòng chảy nhanh.

I Đặt vấn đề

Lũ quét xảy ra ở hầu khắp các nước trên thế giới, đặc biệt ở các lưu vựcsông nằm

trong vùng nhiệt đới chịu ảnh hưởng của khí hậu gió mùa và bão

Những nơi thường bị lũ quét nhiều nhất là: miền Nam nước Pháp, Bắc Ý,sườn núi Andes, Ấn Độ, Trung Quốc, Pakistan, Thái Lan, Việt Nam, Nepan,Indonesia, Malaysia, Nhật Bản, lưu vực sông quanh vùng núi San – Gabriel(bang Califonia – Mỹ), Chilê, Peru, Colombia… Lũ lụt, thiên tai nói chung

và lũ quét nói riêng ở các nước có khí hậu gió mùa và xoáy thuận nhiệt đớichâu Á ngày càng gia tăng cả về tần suất và cường độ

Ở Việt Nam, trong những năm gần đây, hiện tượng lũ lớn, lũ bất ngờ,cường độ lên nhanh, biên độ lũ cao có sức tàn phá lớn thường xảy ra ở cáclưu vực nhỏ và vừa ở miền núi được gọi là lũ quét Có thể thấy hầu như nămnào cũng xảy ra hàng chục trận lũ quét ở các vùng núi nước ta Lũ quét xuấthiện ngày càng nhiều, những trận lũ quét dồn dập và có sức tàn phá lớn

I Nội dung

I.1 Khái niệm cơ bản về lũ quét

I.1.1 Định nghĩa lũ quét

Định nghĩa: Lũ quét thường là những trận lũ lớn, xảy ra bất ngờ, tồn tại

trong một thời gian ngắn (lên nhanh, xuống nhanh), dòng chảy xiết có hàmlượng chất rắn cao và có sức tàn phá lớn

Hình 1: Lũ quét tại các tỉnh phía Bắc năm 2008

Lũ quét là hiện tượng tự nhiên, chịu ảnh hưởng của nhiều nhân tố như:Mưa với cường suất lớn trên địa hình đặc biệt; Nơi có độ dốc lưu vực trên

20% - 30%; Nhất là nơi có độ che phủ của thực vật thưa do lớp phủ thực vật

bị tàn phá mạnh, độ ổn định của lớp đất mặt lưu vực kém, tạo điều kiện tậptrung hình thành dòng chảy dồn vào các sông suối thuận lợi, làm cho lượngnước tích tụ ngày càng nhanh và tạo ra thế năng rất lớn

Sự xuất hiện của lũ quét thường chỉ trong vài ba giờ sau khi có mưa vớicường độ lớn Sự hình thành lũ quét có liên quan mật thiết với cường độmưa, điều kiện khí hậu, đặc điểm địa hình, các hoạt động của con ngườicũng như điều kiện tiêu thoát lũ của lưu vực

I.1.2 Phân biệt lũ quét và lũ thông thường

Lũ quét là một dạng lũ lớn chứa

nhiều vật chất rắn, xảy ra bất ngờ

trong một thời gian ngắn trên các lưu

vực nhỏ, địa hình dốc, lưu tốc cao

Lũ là hiện tượng nước sông dângcao trong một khoảng thời gian nhấtđịnh, sau đó giảm dần

Lũ quét chuyển động rất nhanh, Lũ lớn trên sông diễn biến chậm

tập trung gần như tức thời, đỉnh lũ

thường xuất hiện chỉ từ 3h đến 4h sau

khi bắt đầu mưa, thường chỉ bằng 1/2

hoặc 1/3 thời gian truyền lũ thông

thường

và thường xảy ra trên diện rộng vàkéo dài

I.1.3 Đặc điểm của lũ quét

 Là những trận lũ bất ngờ,duy trì trong một thời gian ngắn (khoảng vài

ba giờ hoặc chưa đến 1 ngày) và có sức công phá lớn

 Có sự tham gia của nước chảy tràn cùng các vật liệu tảng,cuội,bùncát,cây cối lẫn lộn trong nước

 Lượng vật liệu rắn trong dòng nước lũ từ 10% đến 60%

 Lưu lượng từ 500-2500 m3/s

 Tốc độ dòng nước rất lớn,kèm theo những đợt sóng tràn

 Lũ quét thường xuất hiện vào đầu mùa mưa

I.1.4 Các dạng lũ quét

Lũ quét là loại hình thiên tai xảy ra từ lâu trên thế giới Dựa vào hìnhthức, quy mô phát triển và các vật chất mang theo trong dòng chảy lũ mà lũquét được phân ra các lọai chính sau:

 Lũ quét sườn dốc (Sweeping flood, flash flood) : mưa lớn đột ngột

xuất hiện trên lưu vực có sườn dốc cao, độ dốc lớn và hình dạng thích hợpcho mạng sông suối tập trung nước nhanh Lũ xảy ra trong thời gian ngắn(thường vào đêm và sáng), có tốc độ lớn, quét đi mọi chướng ngại vật trênđường nó đi qua

 Lũ bùn đá (Mudflow) : lũ có mang nhiều bùn, đá trong dòng lũ Hầu

hết những dòng bùn đá thường bắt nguồn từ sự trượt lở đất gây ra bởi nhiềunhân tố như nước mưa, động đất, xói mòn, trượt ngầm, nước ngầm, nhữngmảnh vụn (đất, đá) do trượt đất cuốn đi hoà với nước sông, suối trở thànhdòng bùn

 Lũ nghẽn dòng (Debris flood) : Lũ mang nhiều rác, cành cây, đất đá,

cuội sỏi

 Sự cố hồ chứa nước nhân tạo : Khi đập của hồ chứa nước bị vỡ, sóng

lũ sẽ gây ra lũ quét tương tự như lũ quét nghẽn dòng

Các dạng lũ quét thường gây thiệt hại ở nước ta là lũ quét sườn dốc, lũbùn đá và lũ nghẽn dòng.

I.2 Nguyên nhân hình thành lũ quét

I.2.1 Những điều kiện thuận lợi cho việc xuất hiện lũ quét ở Việt Nam

- Lưu vực là điều kiện đủ để hình thành dòng chảy lũ nhưng lưu vựcthường chịu tác động của con người như việc khai thác gỗ củi, đốt, phá rừnglàm nương rẫy, khai thác khoáng sản vô tổ chức dẫn đến bề mặt lưu vực bịrửa trôi mạnh mẽ, tập trung dòng chảy nhanh

- Đặc điểm địa hình chia cắt, các dẫy núi cao thường có hướng Tây Bắc

- Đông Nam gần như vuông góc với hướng gió mùa Đông Bắc - Tây Nam.Các dãy núi này tựa như bức tưòng thành chặn giữ các dải hội tụ, tạo ra cáctâm mưa lớn Các sông suối có diện tích lưu vực nhỏ (nhỏ hơn 500 km2)nằm ở thượng nguồn các lưu vực sông, đặc biệt là đối với những vùng gầncác tâm mưa lớn

- Sườn lưu vực có độ dốc cao từ 15% đến trên 30%, làm cho cường độdòng chảy mặt lớn và tạo điều kiện cho việc xuất hiện dòng chảy vượt thấm

I.2.2 Những giai đoạn chính hình thành lũ quét

- Mưa lớn hình thành dòng lũ mặt lớn và đặc biệt lớn tràn ngập trên mặtlưu vực nhỏ của vùng núi dốc, nơi có độ che phủ thảm thực vật nhỏ do bịkhai thác mạnh mẽ

- Nước mưa hình thành dòng chảy mặt xói mòn và rửa trôi bề mặt lưuvực làm tăng đáng kể lượng bùn, cát, rác trong dòng nước lũ

- Nước lũ tập trung hầu như đồng thời, đổ về rất nhanh từ các sườn dốclưu vực (thường có độ dốc trên 20-30%) đổ vào lòng dẫn (thời gian tập trungchỉ 1-3 giờ cho đến dưới 6 giờ) Dòng lũ có tốc độ xói mạnh, tàn phá mọi vậtcản trên đường chuyển động, có thể tạo ra lòng dẫn mới, bồi lấp lòng dẫn cũ,làm cho tốc độ truyền lũ về phía hạ du nhanh hơn

- Dòng lũ xói sâu ở những khu vực cao, bồi lắng bùn, cát, đá, rác ở cácvùng trũng dọc đường đi như các bãi lầy, đồng ruộng, vườn tược, thậm chí

Như vậy, lũ quét là một hiện tượng thiên tai thường xảy ra ở những lưu vựcnhỏ (diện tích không quá 300-400 km2) ở miền núi nơi có độ dốc lớn (trên

15-30%), mức độ khai thác lưu vực lớn chỉ còn lớp phủ thực vật không đáng

kể (dưới 10-15%)

I.2.3 Các nhân tố hình thành lũ quét

Lũ quét xảy ra do ảnh hưởng của tổ hợp các điều kiện tự nhiên và cáchoạt động của con người trên lưu vực

Lũ quét

Mưa

Biến đổi khí hậu và các hiện tượng khí hậu cực đoan

Địa hình Mạng lưới sông suối

Rừng và thảm phủ thực vật

Tác động của con người

2.2.3.1 Mưa

Trong cùng một lưu vực hoặc một miền, vùng núi thường có lượng mưalớn hơn vùng đồng bằng, do đặc điểm địa hình có sườn núi chắn gió và cácthung lũng có tác dụng hút luồng không khí ẩm từ biển vào Các tâm mưalớn của nước ta hầu hết đều tập trung ở các vùng núi có điều kiện địa hìnhnhư vậy

Bảng 1: Các ngưỡng mưa sinh lũ quét

Thời điểm(giờ) 1 3 6 12 24

100 120 140 180 220

Nguồn: Trung tâm dự báo khí tượng thủy văn trung ương

2.2.3.2 Biến đổi khí hậu và các hiện tượng khí hậu cực đoan

Theo số liệu thống kê của trung tâm dự báo khí tượng thủy văn trungương, có khoảng 70% số thiên tai là do các hiện tượng khí tượng, thủy văncực đoan gây ra Biến đổi khí hậu là nhân tố biến đổi chậm Nhiều đáng giácho rằng con người đã đóng góp đáng kể vào quá trình biến đổi này mànguyên nhân chủ yếu là hiện tượng phá rừng và làm hủy hoại môi trường

Mức độ suy thoái môi trường hiện nay trên thế giới nói chung và ở ViệtNam nói riêng đã đến mức báo động.Những hậu quả của suy thóai môitrường có những biểu hiện đáng chú ý là:

- Số trận bão ảnh hưởng tới Việt Nam tăng lên, nhất là đối với vùngTrung Bộ

- Tiết mùa khí hậu thay đổi, mưa lũ dị thường đã xảy ra ở một số nơi.Một số vùng bị hạn hán nghiêm trọng đã làm cho nhiều dòng sông bị cạn

kiệt, thiếu nước phục vụ sản xuất nông nghiệp, có nơi không đủ nước chocon người sinh hoạt và gia súc.

- Mưa, đặc biệt là mưa có cường suất lơn trong một thời gian ngắn tănglên.Các tháng đầu và cuối mùa mưa có lượng mưa tăng lên Đợt mưa đặcbiệt lớn ở các tỉnh Miền Trung trong những ngày đầu tháng 11 năm 1999 đãchứng tỏ điều đó : Từ ngày 1 tháng 11 đến 4 tháng 11 do ảnh hưởng của đợtkhông khí lạnh mạnh kết hợp với hoạt động của dải hội tụ nhiệt đới, tiếp sau

đó từ ngày 5 tháng 11 đến 6 tháng 11 năm 1999 lại bị ảnh hưởng trực tiếpcủa áp thấp nhiệt đới đã gây ra mưa to đến rất to trên diện rộng Đặc biệt ởmột số địa phương có cường suất rất lớn như:

+ Tỉnh Quảng Trị trong 5 ngày có lượng mưa trung bình 800 – 1.000

mm, riêng Thạch Hãn có lượng mưa gần 1.500 mm

+ Tỉnh Thừa Thiên – Huế trong 7 ngày (từ 1/11 đến 6/11/1999) nhiều nơimưa trên 1.000 mm, một số nơi có lượng mưa trên 2.000 mm, đặc biệt tại ALưới mưa 2.271 mm, Huế mưa 2.288 mm Lượng mưa trong 24h (từ 7hngày 2 đến 7h ngày 3/11/1999) đo được là 1.384 mm

+ Thành phố Đà Nẵng trong 5 ngày mưa (từ 1/11 đến 5/11/1999) cólượng mưa là trên dưới 1.000 mm

+ Tỉnh Quảng Nam trong 5 ngày mưa có lượng mưa đo được là 1.000mm; riêng Hội An là 1.183 mm, Ái Nghĩa là 1.881 mm.

lũ quét ác liệt Sườn núi dốc chuyển đột ngột sang các mặt bằng bồn địa làđặc trưng của địa hình miền Trung

Các lưu vực sinh lũ quét thường nhỏ (diện tích <500 km2), sông suối bắtnguồn từ các đỉnh núi cao (khoảng 1000 - 2000m) Lưu vực có hình rẻ quạthoặc tròn, xung quanh có núi cao bao bọc, có hướng thuận lợi đón gió ẩmhình thành những tâm mưa Sườn dốc được phủ bởi lớp đất đá có độ liên kết

kém, dễ xói mòn, sụt lở Khi có mưa lớn, lũ quét kéo theo nhiều vật rắn: đá,cát, sỏi, cây cối.

Hình 2: Địa hình dốc dễ xảy ra lũ quét

2.2.3.4 Mạng lưới sông suối

Địa hình chia cắt tạo nên mạng lưới sông suối dày đặc ở vùng đầunguồn, nhiều nơi mật độ sông suối lớn hơn 1km/1km2, thậm chí tới2km/km2 Độ dốc lòng sông, suối lớn nên thời gian tập trung dòng chảyngắn, tốc độ dòng chảy lớn, năng lượng, sức tải lớn Độ dốc lòng sông, suốilớn nên dòng nước lũ thường cuốn theo nhiều đất đá, cây cối do xói mòn, sụt

lở như đã xảy ra ở nhiều nơi thuộc vùng Tây Bắc nước ta, có nơi trở thành lũbùn đá

Các sông suối ở vùng núi phía bắc Việt Nam có độ dốc rất lớn Độ dốc lòngsông nhiều khi đạt tới 20-30%, một số sông có độ dốc lớn hơn 35% hoặctrên 40% Do vậy thời gian tập trung lũ nhanh, vận tốc dòng lũ lớn và sứcphá hoại cực kỳ nghiêm trọng

2.2.3.5 Rừng và thảm phủ thực vật

Rừng, lớp phủ thực vật là những yếu tố biến đổi chậm Song do tác độngcủa con người, sự suy thoái đến một “ngưỡng” mà vai trò lá chắn của rừngkhông còn nữa, tổ hợp với các điều kiện khác làm lũ quét xuất hiện nhiềuhơn

Cho đến nay, ở nước ta lớp phủ rừng bị phá nghiêm trọng Khảo sát cáclưu vực đã xảy ra lũ quét tỷ lệ rừng còn lại rất thấp, nhiều nơi còn dưới 5%(Nậm Lay 2%, Nậm Na 5%, Nậm Pàn 2%, SaPa 3%,…).

Hình 3: Một góc rừng bị cháy tại Séo Mý Tỷ (Sa Pa)

Sự biến đổi của rừng là nhân tố ảnh hưởng quan trọng đến sự hình thành

lũ quét, có trường hợp là nguyên nhân chủ yếu gây ra lũ quét Biết bảo vệrừng, hơn thế nữa biết trồng rừng để bù đắp lại phần đã bị khai phá, rừng sẽ

là bộ máy điều tiết lũ, nó có tác dụng giảm tốc độ dòng chảy mặt, tăng dòng

chảy ngầm (chậm lũ), hạn chế sạt lở.v.v và làm giảm tác hại của lũ quét;thậm chí có trường hợp không để xảy ra lũ quét Ngược lại, nếu khai thácrừng một cách bừa bãi, nguy hại hơn là để cháy rừng, dẫn đến thảm họa lũ

và lũ quét

2.2.3.6 Tác động của con người

Hoạt động dân sinh kinh tế có ảnh hưởng rõ rệt đối với việc hình thành lũquét, có những trường hợp có ảnh hưởng quyết định đối với việc hình thành

lũ quét Cùng một lượng và cường độ mưa, nếu lưu vực được bảo vệ rừngtốt có thể không gây ra lũ quét; ngược lại, nếu rừng bị phá, sông suối tiêuthoát kém, là điều kiện làm tăng lũ quét

Hoạt động dân sinh kinh tế góp phần vào việc gây ra lũ quét chủ yếu

do các loại sau:

a Phát triển dân số:

- Dân số càng tăng thì các hoạt động kinh tế, xã hội cũng tăng theo dẫnđến việc làm biến đổi khí hậu, thời tiết và nhiệt độ trái đất tăng lên làm chocác hiện tượng thời tiết nguy hiểm xảy ra với cường độ thường xuyên hơn

- Sự gia tăng dân số dẫn đến các vùng dân cư được mở rộng, dẫn đếnnhiều vùng đất bị nhựa hoá, bê tông hoá, làm cho lượng nước ngấm xuốngđất bị giảm đi, dòng chảy ngầm hạn chế, dòng chảy mặt tăng lên, nhiều hồ

ao bị lấp, nhiều đoạn sông bị co thắt đã gây ra hiện tượng chậm lũ và tiêu lũkém

b Phát triển nông – công nghiệp:

- Việc đầu tư phát triển công nghiệp đã chiếm các khu đất rộng lớn làmcác khu vực này bị nhựa hóa, bêtông hóa, có nơi làm tắc nghẽn dòng thoátlũ

- Đặc biệt là ở các khu khai thác mỏ, lượng đất san ủi lớn đã làm thayđổi môi trường Chẳng hạn như khu công nghiệp Tuyên Quang tại 2 xãXuân Giao và Tăng Long lưu vực Ngòi Thia, sông Thao, trong giai đoạn thicông khối lượng đất đá rất lớn, nhiều đoạn suối bị đất đá xô xuống gây cohẹp lòng dẫn, làm cho lòng dẫn thay đổi lớn.Vì thế, khi có mưa lớn kéo dài,dòng nước từ các sườn núi ào ạt tràn xuống lòng sông suối nơi bị tắc, ứ tạmthời, dẫn đến tình trạng phá vỡ các vùng tắc ứ, tạo dòng dẫn mới, có sức tànphá rất lớn, gây ra lũ quét nguy hiểm

c Phát triển khu dân cư, xây dựng các công trình Giao thông – Thủy lợi

và các công trình cơ sở hạ tầng thiếu quy hoạch.: Những tác động của conngười vào lưu vực còn do các nguyên nhân sau:

- Xây dựng các khu vực dân cư, xây dựng các công trình hạ tầng nhưđường xá, cầu cống và các vùng canh tác không theo quy hoạch

- Làm ách tắc đột ngột đường thoát lũ

- Xây dựng hệ thống công trình thủy lợi thiếu quy hoạch.: Có nhiềuhoạt động của con người trên các sông suối như xây đập các cỡ, xây dựngcác công trình trên sông hoặc ven sông làm lòng sông thu hẹp,…ảnh hưởngtới khả năng thoát lũ

Việc xây dựng các công trình thủy lợi, thủy điện, giao thông trên sôngthiếu quy hoạch thường gây ra cản trở dòng chảy, nhất là tính toán khôngđúng với tần suất lũ có khi gây vỡ công trình làm tăng tính ác liệt hoặc lànguyên nhân chính gây ra lũ quét

Ví dụ:

- Công trình thuỷ nông Huổi Phàn khi thiết kế dựa vào tài liệu thuỷ văn

từ 1959-1964, lưu lượng lớn nhất 3.000m3/s; ngày 17/7/1994 lũ lịch sử đãxảy ra với lưu lượng đỉnh lũ 4.090m3/s, hậu quả là công trình đã bị vỡ

- Việc xây dựng các hồ chứa nước kiểu bậc thang ở Đắc Lắc, các hồchứa nước này chỉ thiết kế với tần suất P = 5%, khi gặp lũ lớn khẩu diện trànkhông đủ tiêu đã dâng cao làm vỡ đập đất Khi hồ chứa nước ở phía thượnglưu bị vỡ sóng lũ tràn xuống các hồ phía hạ lưu đã gây ra vỡ liên tiếp 4 hồchứa nuớc và kéo theo 4 đập bối dâng nước khác cũng bị vỡ Các hồ, đậpnày vỡ, gây ra sóng lũ quét làm trôi 22 nhà, thiệt hại tài sản của 38 nhà khác,chết 22 người.

d Chặt phá rừng và cháy rừng

Ở Việt Nam cháy rừng là hiện tượng thường xuyên xảy ra, nhưng vềmức độ nhiều năm không thể thống kê được đầy đủ Trong 36 năm qua, từnăm 1963 đến năm 1998 cả nước đã xảy ra 5.492 vụ cháy rừng, thiêu huỷ630.059 ha rừng kinh tế bao gồm rừng trồng và rừng tự nhiên, chưa kể hàngchục vạn ha đồng cỏ, cây bụi lúp xúp

Cháy rừng đã gây ra nhiều tác động suy thoái môi trường, trong đó tácđộng phá vỡ cấu tượng đất, do mất lớp thảm mục nên đã làm tăng độ chặtcủa lớp đất mặt và dẫn đến làm giảm khả năng thấm nước của đất, gây xóimòn, rửa trôi, làm bạc màu đất, làm mất khả năng giữ nước, điều tiết nước,

gây ra lũ lụt Mặt khác, làm tăng nhiệt độ mặt đất dẫn đến hiện tượng sa mạchoá, gây nên lũ quét, lũ bùn đá.

e Khai thác lưu vực

Quá trình khai thác lưu vực làm thay đổi đặc tính, cấu trúc đất, lớp phủthực vật trên đó bao gồm cả việc làm thay đổi địa hình, địa mạo đều có ảnhhưởng tới sự hình thành lũ quét Khai thác lưu vực là cách nhìn tổng quátmọi hình thức hoạt động của con người trên lưu vực, có thể khái quát thành

2 nhóm:

- Nhóm khai thác phổ biến tức là khai thác trên diện rộng, làm biến đổilớp phủ thực vật và lớp đất bề mặt thường diễn ra ở cả khu vực sinh lũ vàchịu lũ như việc khai thác gỗ, củi, phá rừng, đốt nương làm rẫy v v

- Nhóm khai thác cục bộ bao gồm các hoạt động khai thác trong từngkhu vực của lưu vực, địa phương gây biến đổi sâu sắc điều kiện mặt đệm,địa hình, tầng đất mặt, lòng dẫn, làm thay đổi đặc tính thuỷ lực dòng nước,gồm các hoạt động như khai mỏ, khai thác tài nguyên, khoáng sản, đàovàng, xây dựng nhà cửa, cầu cống, đường xá, đập ngăn nước, các công trìnhthuỷ lợi, thuỷ điện