Hiện tượng sạt ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) đã xảy ra từ nhiều thập kỷ tuy nhiên trong 10 năm trở lại đây hiện tượng sạt lở xảy ra nghiêm trọng và ngày càng gia tăng. Để tìm hiểu nguyên nhân làm gia tăng sự sạt lở ở ĐBSCL, các số liệu về sạt lở được thu thập và phân tích.
BÀI BÁO KHOA HỌC PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN GÂY GIA TĂNG XĨI LỞ BỜ SƠNG Ở ĐỒNG BẰNG SƠNG CỬU LONG Huỳnh Cơng Hồi1, Nguyễn Thị Bảy1, Đào Ngun Khơi2, Trà Nguyễn Quỳnh Nga1 Tóm tắt: Hiện tượng sạt Đồng sông Cửu Long (ĐBSCL) xảy từ nhiều thập kỷ nhiên 10 năm trở lại tượng sạt lở xảy nghiêm trọng ngày gia tăng Để tìm hiểu nguyên nhân làm gia tăng sạt lở ĐBSCL, số liệu sạt lở thu thập phân tích Kết cho thấy có nhiều nguyên nhân ảnh hưởng đến trạng sạt lở địa chất, hình thái sông, chế độ thủy lực, chế độ phù sa bùn cát, khai thác cát, giao thông thủy, xậy dựng hạ tầng Tuy nhiên từ số liệu phân tích cho thấy từ năm 2012 hồ chứa dòng Mekong vào hoạt động, thể tích tích nước tích lại hồ chứa gia tăng từ 920 triệu khối lên 16370 triệu khối Cũng từ thời điểm diễn biến sạt lở ĐBSCL bắt đầu gia tăng từ 100 điểm tăng dần 600 điểm sạt Song song với thời gian tích nước hồ chứa thượng nguồn, số liệu đo đạt cho thấy lượng phù sa bùn cát ĐBSCL giảm đáng kể, đặc biệt Tân Châu giảm đến 50% so với trước 2012 Điều cho thấy việc thiếu hụt phù sa bùn cát phù sa bùn cát tích tụ hồ chứa dòng sơng Mekong có mối liên hệ chặt chẽ đến gia tăng xói lở ĐBSCL Bên cạnh trạng khai thác cát bừa bãi làm thiếu hụt phù sa bùn cát thêm trầm trọng tạo ổn định cho lòng sơng tác động làm gia tăng xói lở Từ khóa: Bờ sơng, sạt lở, Đồng sơng Cửu Long, phù sa bùn cát, thủy lực, hình thái sơng, khai thác cát Ban Biên tập nhận bài: 08/06/2019 Ngày phản biện xong: 12/07/2019 Ngày đăng bài: 25/07/2019 Giới thiệu Đồng sông Cửu Long (ĐBSCL) đồng non trẻ hình thành cách 7000 năm Quá trình diễn biến hình thành ĐBSCL mơ tả hình Hình Quá trình hình thành thành ĐBSCL [5] Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh Đại học Khoa học Tự Nhiên TP Hồ chí Minh Email: hchoai@gmail.com 42 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦYVĂN Số tháng 07 - 2019 Cách 7000 năm mực nước biển lên đến Phnom Penh, toàn ĐBSCL chưa hình thành, sau ĐBSCL bắt đầu bồi đắp phù sa từ sông Mekong đổ dòng phù sa ven bờ từ phía bắc biển Đơng chảy Đến cách 3000 năm ĐBSCL bồi đắp đến Cần Thơ đến cách 2000 năm ĐBSCL có hình hài ngày Với q trình hình thành từ phù sa sơng biển nên tồn ĐBSCL có địa chất yếu, có nguồn gốc trầm tích sơng biển đầm lầy, nguyên nhân dẫn đến tượng xói lở ĐBSCL Bên cạnh tính chất đặc thù địa chất ĐBSCL, chế độ dòng chảy sơng, ảnh hưởng thủy triều, với tác động người tác nhân quan trọng gây xói lở bờ sơng Theo số liệu thu thập chúng tôi, sơng Tiền có 202 điểm sạt với tổng chiều dài 218 km, sơng Hậu có 90 BÀI BÁO KHOA HỌC điểm sạt với tổng chiều dài 183 km khu vực tỉnh Cà Mau có 61 điểm sạt với tổng chiều dài 150 km (Hình 2) Nếu xét tồn sơng rạch ĐBSCL tổng số điểm sạt lên đến 665 điểm với tổng chiều dài 1048 km Hình Vị trí điểm sạt lở ĐBSCL Vấn đề sạt lở ĐBSCL xảy từ nhiều thập kỷ, nhiên tượng sạt lở thời gian 10 năm trở lại xảy lúc nghiêm trọng tốc độ sạt lở lúc gia tăng Trong dựa vào số liệu thu thập để phân tích yếu tố ảnh hưởng đến sạt lở lòng sơng tác động làm cho tượng sạt lở ĐBSCL ngày xảy nhiều gây sạt lở sông rạch Nhữngnguyên nhân ĐBSCL Hiện tượng sạt lở sông rạch ĐBSCL nhiều [1], [3], [5], [7] nghiên cứu ra nguyên nhân ảnh hưởng đến diễn biến bờ sông sau: sạt lở Địa chất; - Địa hình - hình thái sơng; - Chế độ thủy lực; - Chế độ phù sa bùn cát; Khai thác cát; Giao thông thủy; Xây dựng sở hạ tầng 2.1 Địa chất ĐBSCL hình thành địa chất chủ yếu có nguồn gốc trầm tích sơng, biển đầm lầy Trong nghiên cứu [2] khảo sát địa chất dọc sơng Tiền cho đặc trưng lòng sơng như hình 3, Hồng Ngự, An Long, Sa Đéc, Mỏ Cày sét (d < 0,0015 mm), Tân Châu, Mỹ Thuận bùn sét (0,0015 < d < 0,003 mm) Bến Tre, Ba Tri sét Ngoài hố khoan khảo sát địa chất kênh Long Xuyên Rạch Giá cho thấy lớp đất từ – m chủ yếu đất sét pha có đường kính hạt từ 0,002 0,075 mm Theo biểu đồ Hjulstrom-Sundborg [2] cho thấy với cỡ hạt từ 0,002 - 0,075 mm với dòng chảy có vận tốc lớn 0,005 m/s có khả mang hạt di chuyển vận lớn 0,3 m/s - 0,4 m/s hạt bùn cát với kích thước có khả bị tách khỏi đáy theo dòng chảy Hình Tính chất lòng sơng Tiền [2] Theo số liệu dòng chảy hệ thống sông Tiền sông Hậu phân bố mùa lũ mùa kiệt Bảng 1, vận tốc trung bình - 1,2 m/s có khả sơng dao động từ 0,5 tách các hạt bùn cát khỏi đáy gây xói lở Do địa chất đặc thù ĐBSCL tượng với xói lở lòng dẫn tất yếu xảy ra thường xuyên khơng mùa lũ mà thời gian lại Bảng Phân bố vận tốc sông Tiền sông Hậu ( )* " + ,%+! ( 3!* " ,%+! 4 ! "! #$% - *- -* - - -*- - * - - -*- -* - - * -5 - *- - * - - %& ' /' 01 /' 2 /' 01 /' 2 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 07 - 2019 43 BÀI BÁO KHOA HỌC 2.2 Địa hình - Hình thái sơng Hệ thống sơng ĐBSCL bao gồm hai sơng sơng Tiền, sơng Hậu mạng lưới sông nhánh kênh đào chằng chịt (Hình 4) Đoạn sông cù lao Ba – Châu Đốc vị Hình trí bị xói (Từảnh vệ tinh - màu đỏ) Hình Mạng lưới sơng rạch Ngồi sơng Tiền sơng Hậu có nhiều cù lao làm thay đổi cục dòng chảy Theo phân tích Dave Rosgen [6] từ việc khảo sát 100 sông tiêu biểu, cho thấy sơng đất sét bùn, có độ dốc nhỏ 0,02 tỷ số độ cong (sinuosity) chiều dài uốn khúc sông chiều dài thẳng đầu sơng L/L’ > 1,2 có xu hướng xói bên bờ lõm bồi bên bờ lồi Khảo sát đoạn sông sông Tiền và sông Hậu, đoạn sơng có tỷ số độ cong L/L’ > 1,2 nhiều đoạn sông cù lao Ba - Châu Đốc có L/L’ = 1,2 (Hình 5) đoạn sơng Năng Cù - phà Mường Thanh có L/L’ = 1,32 (Hình 6) từ phân tích ảnh vệ tinh thấy bị xói bên bờ lõm Trên sơng Tiền nhiều đoạn sơng có tỉ số độ cong L/L’ > 1,2 đoạn cù lao Long Khánh đến cù lao Ma có L/L’ = 1,71 (Hình 7) cho thấy phía bờ lõm bị xói Các đoạn sơng nhánh có đoạn uốn khúc có tỷ số độ cong nhiều sơng 1,2 đoạn rạch Ông Chưởng có tỉ số lớn L/L’ = 1,5 cho thấy bị xói bên bờ lỏm (Hình 8) Ngồi hữu cù lao sơng Tiền sơng Hậu gây bồi xói cục đầu cuối cù lao 44 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 07 - 2019 Hình Đoạn sơng Năng Cù – phà Mường và vị trí bị xói (Từ ảnh vệ tinh - màu đỏ) Thanh Hình Khánh đến Đoạn cù lao Long cù lao Ma vị trí bị xói (Từ ảnh vệtinh - màu đỏ) Hình Đoạn sơng nhánh rạch Ơng Chưởng và vị trí bịxói (từ số liệu khảo sát) BÀI BÁO KHOA HỌC Dòng chảy hệ thống sơng ĐBSCL chịu ảnh hưởng dòng chảy thượng nguồn sơng Mekong, ảnh hưởng triều biển Đơng biển Tây nên chia chế độ thủy lực hệ thống sông ĐBSCL làm khu vực Khu vực ảnh hưởng dòng chảy thượng nguồn chịu ảnh hưởng lũ bao gồm tỉnh An Giang, phần tỉnh Kiên Giang, tỉnh Đồng Tháp Long An Khu vực trung gian chịu phần ảnh hưởng lũ thượng nguồn ảnh hưởng thủy triều bao gồm phần tỉnh An Giang phía tây sông Hậu, Hà Tiên phần tỉnh Đồng Tháp Khu vực ảnh hưởng thủy triều bao gồm tỉnh ven bờ biển Cà Mau, Bạc Liêu, Sóc Trăng, Trà Vinh, Bến Tre… Hình 10 cho thấy mực nước sông Tiền sông Hậu bị ảnh hưởng thủy triều đến Cần Hình Các vị trí đầu cù lao bị xói Như với tính chất hình thái sơng Thơ Mỹ Thuận, sau giảm dần đến Châu ĐBSCL nay, tượng xói lở xảy Đốc Tân Châu vào mùa lũ (tháng 9,10,11) phổ biến từ nhiều thập kỷ qua điều hiển nhiên ảnh hưởng đến Cần Thơ Mỹ Thuận 2.3 Chế độ thủy lực Đối với cù lao thượng nguồn không bị ảnh hưởng thủy triều bị xói đầu cù lao bồi cuối cù lao cù lao Ba, cù lao Long Khánh, cù lao Ông Hổ, cù lao Ma… cù lao nằm ở hạ lưu khu vực ảnh hưởng thủy triều bồi xói hai đầu cù lao (Hình 9) Hình 10 Mực nước dọc theo sông Tiền sông Hậu năm 2017 Chênh lệch mực nước mùa khô mùa lũ cao nên áp lực nước ngầm gần Tân Châu Châu Đốc lên đến 3,5 m, điều khơng Ngồi đất ngậm nước độ kết dính ảnh hưởng lớn đến sạt lở khu vực đất gia tăng làm cho mái dốc giữ ổn Vào mùa lũ dòng chảy có vận tốc lớn tác định Sau mùa lũ, đầu mùa khơ mực nước sơng động vào bờ làm xói lở bờ sông, mái dốc bờ sông hạ thấp, mực nước ngầm hạ thấp lúc dốc, mùa lũ mực nước chậm làm chênh lêch mực nước ngầm mực ngầm dâng cao đồng thời mực nước sông nước sông lớn, áp lực nước ngầm gia tăng TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 07 - 2019 45 BÀI BÁO KHOA HỌC mái dốc, đồng thời đất khơng ngậm nước, độ kết dính giảm đi, nhiên chưa đủ nhỏ để mái dốc ổn định Đến đầu mùa mưa lớp đất khô lại bị thấm nước, đất bị nhão ra, độ kết dính giảm đi, lúc khối đất sát bờ ổn định trượt xuống lòng sơng [2] (Hình 11) Dựa số liệu khảo sát 10 năm trở lại cho thấy tượng xảy phổ biến Gần 50% điểm sạt lở ĐBSCL xảy vào đầu mùa mưa sau số điểm sạt lở giảm Hình 12 cho thấy bắt đầu mùa mưa vào tháng tháng có số điểm sạt lở gia tăng đột biến, các tháng chiếm gần 50% số điểm sạt lại 2.4 Chế độ phù sa bùn cát Nguồn phù sa bùn cát cung cấp cho hệ thống sông ĐBSCL chủ yếu từ thượng nguồn sông Mekong đưa Theo thống kê Ủy ban sông Mekong hệ thống sơng Mekong có 56 nhà máy thủy điện [9], dòng có nhà máy thủy điện hoàn thành đưa vào sử dụng (Hình 13) Hầu hết nhà máy hồ chứa xây dựng phần đất Trung Quốc Trong đáng ý hồ chứa Xiaowan hồn thành năm 2012 có tổng lượng nước tích hồ lên đến 14560 triệu khối hồ chứa Nuozhadu hồn thành năm 2016 có tổng lượng nước tích hồ lên đến 23703 triệu khối Hình 13 cho thấy năm 2012 năm 2016 hồ Xiaowan thể tích nước tích lại Nouzhadu lớn gấp nhiều lần so với hồ chứa khác vào hoạt động năm 1993, 2002, 2013 Hình 11 Áp lực nước ngầm gây trượt mái dốc Hình 12 Số điểm xảy sạt lở năm Hình 13 Vị trí nhà máy thủy điện dòng sơng Mekơng thể tích nước tích trữ hồ theo năm 46 Với số lượng nước giữ lại hồ kèm theo số lượng phù sa bùn cát bị lắng đọng lại, nguồn phù sa bùn cát hạ du sông Mekong TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 07 - 2019 giảm đáng kể Theo số liệu thu thập trạm Tân Châu Châu Đốc cho thấy năm 2008 tức trước BÀI BÁO KHOA HỌC thời gian hồ chứa thương lưu Mekong tích nước, lượng phù sa Châu Đốc 6,71 triệu Tân Châu 59,82 triệu (Hình 14) Năm 2017 tổng phù sa Châu Đốc 5,28 triệu Tân Châu 38,84 triệu tấn, lượng phù sa bùn cát giảm 1/3, 2/3 lượng phù sa bùn cát so với thời gian trước hồ chứa khổng lồ Xiaowan Nuozhadu vào hoạt động Sự thiếu hụt phù sa bùn cát làm cho dòng chảy mùa lũ gia tăng vận tốc, bào mòn lòng dẫn, hố xói khơng lấp nguồn phù sa trước Sự xói lở tất yếu xảy mãnh liệt Ngoài việc khai thác cát tràn lan không nằm qui hoạch gây tác hại nhiều Những vị trí khai thác thường nằm gần bờ, sau khai thác để lại hố sâu sát mái dốc bờ nên dễ làm bờ sông ổn định Trong nghiên cứu [7] cho thấy riêng sông Hậu đoạn chảy qua tỉnh An Giang khảo sát điểm khai thác cát cấp phép hết điểm khai thác ngồi khu vực cấp phép Khi lượng lớn bùn cát sông bị khai thác dẫn đến cân bùn cát dòng chảy gia tăng, xói lở xảy nhiều điều tất yếu Hình 14 Lượng bùn cát năm Châu Đốc Tân Châu 2.5 Khai thác cát Những tác động việc khai thác cát đến xói lở sau: - Thay đổi dòng chảy vốn ổn định; - Thiếu hụt bùn cát bù đắp làm hố khai Hình 15 Vị trí khai thác cát sông Mekong [10] thác phát triển không kiểm soát được; Bảng Lượng cát khai thác trung bình hàng - Khai thác gần bờ cơng trình năm sơng Mekong [10] sông làm ổn định gây lún sụp %