5. Phương pháp nghiên cứu của ựề tàị
2.1.TỒNG QUAN TÌNH HÌNH NGẬP LỤT
2.1.1. Tổng quan ngập lụt trên thế giới
Ngày nay, các nhà thống kê học ựã ựưa ra những con số về sự gia tăng ựến mức chóng mặt những thiệt hại do ngập lụt gây rạ Nếu như ựầu thế kỷ 20, trung bình mỗi năm trên thế giới, thiệt hại do ngập lụt vào khoảng 100 USD, thì ựến nửa sau của thế kỷ con số này ựã vượt quá 1 tỷ, trong mười năm trở lại ựây là trên 10 tỷ USD
Ở Trung Quốc, vào năm 1583 toàn bộ Thành phố An Cương (nằm trên bờ Nam sông Hàn Thùy - một nhánh lớn của sông Dương Tử) ựã bị ngập lụt, gần 5000 người ựã tử vong. Do Thành phố An Cương nằm ở vị trắ thấp, cộng thêm ựặc ựiểm lũ nơi ựây thường ựột ngột và mạnh mẽ nên thành phố bị nhấn chìm trong lũ có khi ựến 15 lần/năm. Hình 2.1: Cảnh ngập lụt ựô thịở Trung Quốc Trận ngập lụt khủng khiếp nhất thế kỷ 20 xảy ra ở hạ lưu sông Hằng (Ấn độ) vào năm 1970. Những ựợt sóng biển cao ựến 10m làm ngập hơn 20.000 km2 ựất ựaị Trên mặt ựất, nước lũ ựã cuốn trôi ựi hàng chục thành phố, hàng trăm làng mạc và số người thiệt mạng gần 500 ngàn người
Ở Châu Âu, năm 1953 ựã xảy ra trận ngập lụt kinh hoàng tại Hà Lan, Anh và đức. Trong ựó, người Hà Lan phải chịu thiệt hại nặng nề nhất về người và củạ Trong mưa bão, những cơn sóng với sức tàn phá khủng khiếp ựã ựổ ập xuống vùng ven biển Bắc Âu làm nước dâng cao 3 ọ 4 m tại các cửa sông Rhine, Maasa,
Schelde và các sông khác.
Hình 2.3: Cảnh ngập lụt ở Hà Lan
Tai họa này ựã cướp ựi sinh mạng của gần 2000 người dân Hà Lan, phá hủy hơn 470 nghìn ngôi nhà Ầ
2.1.1.1. Nguyên nhân ngập các thành phố lớn trên thế giới
Có thể nói, ngập lụt tại các thành phố lớn trên thế giới xảy ra do một số nguyên nhân chắnh sau :
- Thành phố ựặt tại vị trắ ven sông, biển, có ựịa hình cốt nền thấp;
- Do biến ựổi khắ hậu dẫn tới tình trạng mưa cực ựoan, nước biển dâng cao ựột ngột;
- Do lũ thượng nguồn ựổ về;
- Do tốc ựộ ựô thị hóa nhanh, dẫn tới không gian chứa lũ, thoát lũ bị co hẹp lại, lượng nước chảy tràn tại các ựô thị tăng lên.
Các trận lũ lớn tái diễn liên tục tại nhiều thành phố trên thế giới ựã dẫn ựến sự ra ựời của nhiều giải pháp nhằm giảm thiểu tác ựộng của ngập lụt, bao gồm các giải pháp công trình và phi công trình.
2.1.1.2. Giải pháp công trình, công nghệ chống và kiểm soát ngập cho các thành phố lớn trên thế giới phố lớn trên thế giới
Ngập lụt là một trong những loại thiên tai gây nhiều thiệt hại nhất cho loài người, từ cổ chắ kim, khắp nơi trên thế giới ựã phải chịu những thảm họa khốc liệt do ngập lụt gây nên. Sau những thảm họa do ngập lụt trong thế kỷ 20, một số công trình lớn ựược xây dựng. Giải pháp công trình trong phòng chống lũ lụt là sử dụng
các loại hình công trình ựể làm thay ựổi ựặc tắnh lũ và môi trường tự nhiên, nhằm ựạt ựến mục tiêu ngăn ngừa và giảm thiểu tác hại do lũ gây rạ để phòng chống lũ, thường có 5 biện pháp công trình cơ bản là: Chỉnh trị sông, ựắp ựê, xây dựng công trình phân lũ, xây dựng hồ chứa lũ và chậm lũ, xây dựng các công trình xử lý ựất ựaị Ngoài ra còn có một số loại công trình kiêm dụng khác như: đê bối, ựập ngăn lũ cục bộ, ựê bao khu dân cư, khu tôn cao tránh lũ, ựê vây sản xuất (có trạm bơm ựi kèm). Sau ựây, tác giả xin nêu ra một vài công trình phòng chống ngập lụt tiêu biểu tại các thành phố lớn trên thế giớị
a) Công trình chắn sóng Maeslant - Hà Lan
Có thể nói rằng ựây là sự kỳ diệu của trắ tuệ con người trong lĩnh vực xây dựng công trình. Theo Wikipedia, ựây là kết cấu ựộng lớn nhất hành tinh. Công trình có tên gọi Maeslant Barrier ựược xây dựng như một lá chắn bảo vệ thành phố Rotterdam của Hà Lan trước bão mạnh.
Hình 2.4: Công trình chắn sóng Maeslant - Hà Lan
b) Công trình chắn sóng hạ lưu đông Schelde
Với việc ựưa vào sử dụng từ tháng 10 năm 1986, ngoài chức năng phòng chống thiên tai, công trình ựã bảo vệ ựược vùng ựất phắa đông Schelde khỏi xâm nhập mặn, góp phần cải tạo ựất và môi trường, là nơi nghỉ mát, du lịch lý tưởng cho người dân ựịa phương và Quốc tế..
Hình 2.5: Công trình đông Schelde c) Công trình chống ngập sông Thames - Anh
Ngập lụt ựã ựe dọa London trong nhiều năm. Theo chu kỳ, nước do gió và sóng tràn từ sông Thames làm ngập nhiều khu phố. Thảm họa nước ngập do bão năm 1953 ựã cướp ựi sinh mạng của 300 người dân vùng phắa ựông nước Anh. Vùng ựất nằm trong khu vực nguy hiểm (bị ựe dọa bởi nước dâng) có diện tắch 340 km2.
Hình 2.6: Công trình chống ngập sông Thames
Ngoài chức năng chắnh là bảo vệ thành phố trước thiên tai, Thames Barrier còn là ựịa ựiểm hành hương của khách du lịch trên thế giớị Hằng năm, tổ hợp này thu hút tham quan của gần 70.000 du khách từ khắp nơi ựổ về. điều này có ựược là nhờ các nhà quản lý ựã thành lập Trung tâm chuyên dành cho du khách, ở ựó người ta có thể nghiên cứu mô hình trình diễn, làm quen vơi các quy trình ảo về vận hành công trình và vai trò của nó trong bảo vệ thành phố trước thiên taị
d) Tổ hợp công trình chống ngập ở Saint - Petersburg Ờ Nga
Ở Nga, thành phố Saint - Petersburg với hơn 300 năm tồn tại cho ựến nay ựã có ựến 307 lần phải chịu cảnh ngập lụt do nước biển dâng. Trong ựó, 220 lần nước dâng cao ựến 2,1 m; 67 lần cao ựến 3 m và 3 lần vượt quá 3,0 m. Trận ngập khủng khiếp nhất trong lịch sử thành phố xảy ra vào ngày 7 tháng 11 năm 1824. Khi ựó nước dâng cao kỷ lục 3,89 m làm ngập 2/3 thành phố, ựại lộ Neva biến thành dòng sông hung dữ cuốn phăng 324 ngôi nhà, gần 4000 ngôi nhà khác bị hư hỏng nặng và làm 208 người thiệt mạng.
Năm 1979 tổ hợp công trình bảo vệ Leningrad (Saint-Petersburg) khỏi ngập lụt do Viện Thiết kế Thủy công thiết kế dựa trên cơ sở dự án nói trên ựược triển khai xây dựng.
Hình 2.7: Công trình chống ngập ở Saint - Petersburg
Nhiệm vụ chắnh của công trình: Bảo vệ thành phố Saint-Petersburg khỏi ngập lụt do triều cường, tạo tuyến giao thông bộ qua vịnh Phần Lan như là một phần ựường vành ựai bao quanh thành phố, khả năng cải thiện dần chế ựộ thủy văn và môi trường vùng cửa sông Nevạ
e) đập Tam Hiệp trên sông Trường Giang - Trung Quốc
đập Tam Hiệp ở Trung Quốc là một công trình thủy lợi lớn vào loại bậc nhất trên thế giớị Tuyến ựập dài 2.390 m, cao 185 m, tổng dung tắch hồ 38 tỷ m3; diện tắch mặt hồ 13.000 km2; ựây là một công trình thủy lợi phục vụ ựa
mục tiêu; công trình có các nhiệm vụ chắnh: Kiểm soát lũ cho hạ lưu sông Dương Tử, trong ựó có thành phố Vũ Hán (là một thành phố lớn của Trung Quốc), phát ựiện, cải thiện giao thông thủy Ầ
Hình 2.8: đập Tam Hiệp trên sông Trường Giang ở Trung Quốc
Các công trình ngăn cửa sông của nước ngoài, nhất là các công trình lớn hiện nay ựều ựược xây dựng ngay trên lòng sông, có nhiều loại hình kết cấu ựảm trách các nhiệm vụ nhất ựịnh, các công trình này ựều ựể lại những dấu ấn ựặc biệt về khoa học công nghệ và kỹ thuật, chú trọng kết hợp giữa nhiệm vụ công trình là thủy lợi với giao thông, du lịch (ựa mục tiêu). Các công trình này có tắnh bền vững lâu dài, ựẹp thu hút sự chiêm ngưỡng của nhiều du khách trên thế giới, ựem lại lợi ắch kinh tế cao Ờ ựiều này nói lên tắnh thẩm mỹ công trình ựược các nhà thiết kế rất coi trọng.
Mặt khác, những công trình này ựược xây dựng trên sông lớn, nơi cửa sông biển nên phải ựáp ứng nhiều tiêu chắ về xã hội, môi trường ựặc biệt là giao thông ựường biển phải ựược thông suốt và giảm thiểu những tác ựộng bất lợi lên môi trường sinh tháị Các cống ngăn triều trên thế giới là các loại cống ựẹp, bền vững, sử dụng công nghệ hiện ựại và tắnh tự ựộng hóa caọ Tuy nhiên, ựể áp dụng thiết kế các loại cống này cho khu vực nghiên cứu sẽ gặp một số khó khăn sau:
- Khó khăn cho chủ ựầu tư trong việc lựa chọn nhà thầu thiết kế, thi công, nhà thầu cung cấp, lắp ựặt thiết bị ựáp ứng các yêu cầu ựề ra;
- Chi phắ ựầu tư quá cao, mất nhiều thời gian thi công, điều này có thể dẫn ựến gián ựoạn hoặc hủy bỏ khi có khó khăn về tài chắnh hay thay ựổi chắnh sách; - Cửa van cùng với những thiết bị ựóng mở, hệ thống ựiều khiển hiện ựại và phức tạp với những quy trình vận hành ngoạn mục ựòi hỏi tắnh chắnh xác và tự ựộng hóa ở mức ựộ caọ điều này chưa phù hợp với ựiều kiện thực tế ở Việt Nam.
Bên cạnh biện pháp công trình, các biện pháp phi công trình trong phòng chống lũ lụt ựã ựược nhiều nước thực hiện. Biện pháp phi công trình ựược ựề ra là ựể ựối ứng với biện pháp công trình.
Biện pháp phi công trình là những biện pháp mới nhằm giảm nhẹ tổn thất do lũ gây ra, không phải ựể làm thay ựổi ựặc tắnh tự nhiên của lũ, mà thông qua việc quản lý có kế hoạch, từ hai góc ựộ pháp luật và hành chắnh, kiểm soát ựược khu vực ngập lụt. Bằng sự chỉ ựạo và hạn chế kịp thời việc sử dụng ựất và các dự án xây dựng ựối với khu vực dễ ngập lụt, ựạt ựược mục tiêu giảm nhẹ tổn thất. Nội dung của nó có thể tóm lược như sau:
Quản lý vùng ngập lụt, bao gồm việc phân chia các khu vực trong vùng ngập lụt và quản lý, khai thác chúng một cách khoa học, hợp lý.
Thực thi các biện pháp dự báo và cảnh báo lũ, chống lũ cho các vật kiến trúc, cứu hộ và tổ chức sơ tán tạm thờị
Thông qua cứu tế, khôi phục và bảo hiểm lũ ựể chia sẻ tổn thất do lũ. Lập kế hoạch dự phòng cho tổn thất lũ lụt.
Phòng chống lũ bằng biện pháp phi công trình có thể làm thay ựổi mức ựộ nhạy cảm của lũ, thông qua việc ựiều chỉnh cơ cấu sử dụng ựất ựai và các mô hình sản xuất, các chắnh sách khai thác và tài trợ cho các cá nhân bị tổn hại, làm thay ựổi môi trường canh tác, giảm thiểu hậu qủa ngập lụt. Thực chất, biện pháp phi công trình là biện pháp tổ chức và quản lý một cách có khoa học.
Các tài liệu nước ngoài ựều chỉ rõ rằng, 20 ựến 30 năm nay, lũ lụt tăng lên rất rõ rệt. Năm 1968, tại Hội nghị tài nguyên nước, căn cứ vào tình hình công trình phòng chống lũ và tình hình thực hiện qui hoạch phát triển ựồng
bằng ngập lụt, Mỹ ựã dự báo tổn thất do lũ gây ra có thể từ 1,7 tỷ USD năm 1960 tăng lên ựến 5 tỷ USD năm 2020. ở Nhật Bản từ 1960 ựến 1970, số dân trong vùng ngập lụt chiếm 41% số dân toàn quốc ựã tăng lên 52%, tài sản tăng từ 41% lên 56%, giá trị tài sản bình quân trên một ựơn vị diện tắch tăng từ 5 triệu USD/km2 lên 12 triệu USD/km2. Vì vậy việc sử dụng hợp lý tài nguyên ựất vùng ngập lũ và quản lý một cách khoa học sự phát triển kinh tế - xã hội ở ựây là vấn ựề quan trọng nhằm giảm thiểu tổn thất do lũ, phát huy ựầy ựủ, hiệu qủa các giải pháp phòng chống lũ phi công trình.
để quản lý ựất vùng ngập lũ, thông thường trên thế giới người ta chia làm 3 khu vực như sau:
- Khu vực ựiều tiết lũ, không có giá trị sử dụng canh tác:
đây là khu vực thường xuyên bị ngập nước hoặc ựiều tiết lũ, không cho phép canh tác hoặc sử dụng. Cầu qua sông cũng cần bảo ựảm có chiều rộng và ựộ tịnh không lớn, không ựược ảnh hưởng ựến thoát lũ. Tiêu chuẩn tần suất lũ ựể vạch chỉ giới các nước qui ựịnh khác nhau, thông thường là lũ 5 ọ 10 năm gặp một lần. Mỹ qui ựịnh vùng có lũ 10 năm gặp một lần là khu vực chịu thiệt hại lũ, tốt nhất là cấm khai thác ựể giữ nguyên môi trường sinh thái vốn có của ựất ngập lụt. Ở Trung Quốc, khu vực này tương ựương với lòng chắnh của sông tự nhiên và bãi bên (bãi non) hai bờ, ựược sử dụng ựể ựiều tiết lũ; hồ ựầm, vùng trũng dùng ựể tắch nước hàng năm và lân cận cửa phân lũ ựều là khu vực ựiều tiết lũ.
- Khu vực chậm lũ hoặc khu vực sử dụng bồi thường hạn chế:
Lũ tần suất trung bình có thể làm ngập khu vực này, công trình có tắnh tạm thời sẽ bị uy hiếp, với lũ lớn sẽ bị phá hoại nghiêm trọng. đây là hành lang thoát chủ yếu của lũ lớn hoặc vùng chậm lũ. Ở khu vực này không nên có cư dân và không nên xây dựng các công trình kiên cố, chủ yếu là tiến hành trồng trọt và chăn nuôi, lợi dụng khai thác hạn chế như bãi ựỗ xe, sân vận ựộng, ao cá, vùng nuôi bò sữa, nuôi gia cầm... Khu vực này sử dụng lộ thiên, không ảnh hưởng ựến thoát lũ, thường lấy lũ 20 năm gặp một lần làm ranh giớị
- Khu vực phân lũ hoặc khu vực miễn thuế: Khu vực này ựảm nhận nhiệm vụ phân lũ khi có lũ lớn. Lũ trung bình gây tổn thất nhỏ hoặc không gây tổn thất. đối với khu vực này không có những hạn chế lớn về khai thác. Công trình trong
khu vực nên có những trang thiết bị phòng chống lũ vĩnh cửu, có bố trắ ựường rút và biện pháp tránh nước. Sau khi phân lũ, chắnh phủ miễn thu thuế hoặc thực hiện bảo hiểm lũ. Có những nước, những vùng, ựể giảm nhẹ tổn thất do lũ, ựã qui ựịnh khống chế phát triển kinh tế và sự tăng trưởng nhân khẩu ở khu vực nàỵ
Biện pháp phòng chống lũ phi công trình là biện pháp tôn trọng tự nhiên, thắch ứng với tự nhiên mà không phải là làm thay ựổi tự nhiên một cách cứng nhắc. Kế hoạch quản lý khu ngập lụt theo biện pháp phi công trình, bất kể từ góc ựộ kinh tế hay từ góc ựộ chắnh trị, ựều là thắch hợp; trong giai ựoạn qui hoạch sơ kỳ khai thác lưu vực, nên xét ựến các biện pháp phi công trình. Việc sử dụng hợp lý tài nguyên ựất vùng ngập lũ và quản lý một cách khoa học sự phát triển kinh tế - xã hội ở ựây là vấn ựề quan trọng nhằm giảm thiểu tổn thất do lũ, phát huy ựầy ựủ, hiệu qủa các giải pháp phòng chống lũ.
Tóm lại, nhiều biện pháp phi công trình ựang ựược nhiều quốc gia phải chịu nạn ngập lụt sử dụng, nhưng thông thường ựược phối hợp với các biện pháp công trình. đồng thời, sự lựa chọn và phối hợp giữa các biện pháp công trình và phi công trình còn phụ thuộc vào tình hình chắnh trị, xã hội và kinh tế của mỗi nước. Vì vậy, chắnh sách của chắnh phủ có tác dụng chỉ ựạo ựối với sự lựa chọn các biện pháp phòng chống lũ lụt nói chung.
2.1.2. Tổng quan ngập lụt các thành phố lớn ở Việt Nam
Việt Nam là một trong số các quốc gia ựang phát triển phải thường xuyên ựối mặt với các ựợt lũ lụt nghiêm trọng nhất trên thế giớị Lũ, lụt ở Việt Nam chủ yếu ựược tạo ra bởi mưa gió mùa, bão nhiệt ựới và triều cường. Tại các thành phố lớn của Việt Nam như Hà Nội, TP.HCM, đà Nẵng, Huế, Cần ThơẦ thường xuyên xảy ra ngập lụt