. Đặc điểm tự nhiên
1.3. Lịch sử nghiên cứu
1.3.2. Tổng quan các cơng trình nghiên cứu về sông Thao (đoạn từ Hà Khẩu,
Lào Cai đến Việt Trì, Phú Thọ)
Sơng Hồng bắt nguồn từ cao nguyên Tây Tạng, Trung Quốc, chảy vào Việt Nam ở Lào Cai theo hướng TB - ĐN, đoạn chảy trong lãnh thổ Việt Nam dài khoảng 300 km. Sông Hồng nằm trên một trũng địa hào, trùng với đứt gãy sâu sông Hồng và được chia làm 3 đoạn: đoạn thượng lưu nằm trên đất Trung Quốc, đoạn trung lưu kéo dài từ Lào Cai đến Việt Trì (cịn có tên gọi là thung lũng sơng Hồng); Đoạn hạ lưu kéo dài từ Việt Trì tới bờ biển. Sơng Thao với chiều dài khoảng 200 km, có đặc điểm hẹp, khá thẳng, q trình xâm thực, tích tụ đang diễn ra. Thung lũng sơng Hồng có cấu trúc địa chất và vị trí địa lý khá đặc biệt. Về mặt địa chất, một bên là vùng Tây Bắc thuộc đới cấu trúc Fansipang, một bên là vùng Đông Bắc thuộc đới cấu trúc sông Hồng. Về mặt địa lý, dọc theo thung lũng sông Hồng tập trung nhiều điểm dân cư, các khu đơ thị, ở đó thường xảy ra tai biến địa chất. Bên cạnh đó, sơng Hồng đóng vai trị vơ cùng quan trọng trong kinh tế, văn hóa và đời sống chính trị của người dân Việt Nam; là dịng sơng gắn liền với nền văn hóa lúa nước, là một trong những thành phần tạo nên nguồn tài nguyên đa dạng sinh học của Việt Nam. Vì vậy, đoạn sơng nghiên cứu trong luận văn là khu vực thu hút khá nhiều nhà khoa học đến tìm hiểu, nghiên cứu ở các lĩnh vực khác nhau như đia chất, địa chất môi trường, thủy văn, địa mạo, sinh thái, nuôi trồng thủy sản…
Các nghiên cứu ban đầu về sông Thao tập trung chủ yếu vào đặc điểm địa mạo, biến dạng địa hình, cơ chế dịch trượt cũng như cự ly dịch chuyển của đứt gãy
tiêu biểu như nghiên cứu của Nguyễn Địch Dỹ và nnk. đã xác định có mặt bãi bồi thấp, bãi bồi cao và năm bậc thềm sông trong vùng nghiên cứu. Tác giả cho rằng việc chưa phát hiện được các trầm tích sơng trên các thềm bậc III, IV, V là do vật liệu trầm tích ở các thềm này trải qua thời gian dài của q trình xâm thực, rửa trơi nên đã bị xâm thực rửa trôi hết, chỉ cịn trơ lại các bề mặt sót dạng đồi [3]. Năm 2001, Lê Đức An và nnk sử dụng phương pháp địa mạo truyền thống để nghiên cứu sự biến dạng địa hình, đã chỉ ra đặc điểm các kiểu bề mặt san bằng, thềm sông ở dãy núi Con Voi và cự ly nâng của chúng trong Paleogen - Đệ Tứ. Các cơng trình nghiên cứu địa mạo, tân kiến tạo, địa động lực thung lũng sông Hồng tập trung trong giai đoạn 2001-2003, thuộc Chương trình nghiên cứu cơ bản cấp Nhà nước về đới đứt gãy sơng Hồng, dưới sự chủ trì của Nguyễn Thị Kim Thoa đã quan tâm đặc biệt đến đứt gãy sông Hồng và được tổng kết trong Chuyên khảo “Đới đứt gãy sông Hồng, đặc điểm địa động lực, sinh khoáng và tai biến địa chất (Kết quả nghiên cứu cơ bản 2001 - 2003)”. Cơng trình này đã tổng hợp những vấn đề về địa động lực, sinh khống của đới đứt gãy sơng Hồng. Năm 2003, Đặng Văn Bào đã xác định quá trình biến động hiện tại của sơng Hồng tại thị xã Lào Cai có xu hướng kế thừa các hoạt động đã xảy ra trong quá khứ, đó là sự tăng cường xâm thực ngang gây xói lở bờ, sự hình thành các đảo trơi tạo nên dịng chảy phân nhánh [2]. Tuy nhiên tác giả cũng chỉ ra rằng cần có thêm những tài liệu quan trắc để làm sáng tỏ xu hướng biến động và tìm ra các giải pháp hợp lý nhằm giảm thiểu tác hại do sự phá hủy bờ sông đang xảy ra khá mạnh ở đây. Sản phẩm của quá trình biến động lịng sơng dưới dạng các lịng sơng cổ thể hiện khá rõ tại khu vực thị xã Lào Cai. Đó chính là các khu vực có thể phát sinh tai biến vào mùa mưa do chúng bị ngập sâu, kéo dài và định hướng các dịng chảy lũ có tốc độ lớn.
Bên cạnh các nghiên cứu về địa mạo, địa chất thì thung lũng sơng Hồng cũng là khu vực thường xuyên chịu ảnh hưởng bởi các tai biến. Năm 2001, trong đề tài NCKH “Nghiên cứu dự báo phịng chống sạt lở bờ sơng hệ thống sơng Hồng - sơng Thái Bình”, Trần Xuân Thái và cs đã thực hiện khảo sát nghiên cứu chế độ thuỷ động lực bùn cát dẫn đến nguyên nhân sạt lở bờ sông Hồng đoạn trọng điểm Bạch Hạc - Việt Trì bao gồm đo bình đồ khu vực sạt lở, 2 đợt trước và sau lũ năm 2000;
Đo thuỷ văn tại các mặt cắt ngang trong khu vực sạt lở, lấy mẫu bùn cát trong đoạn sông, hai đợt trước và trong lũ năm 2000 [18]. Hay như đề tài NCKH QG.07.20 “Nghiên cứu cơ sở khoa học điều hành hệ thống hồ chứa thượng nguồn sông Hồng phục vụ phát điện và cấp nước chống hạn hạ du” của Nguyễn Hữu Khải và cs đã thực hiện phân tích đặc điểm dịng chảy mùa cạn của hệ thống sơng Hồng và đánh giá thực trạng hoạt động phát điện và cấp nước chống hạn của các hồ chứa thượng nguồn sông Hồng. Tập thể tác giả cũng đã ứng dụng mơ hình HEC-RESSIM diễn tốn hệ thống hồ chứa Hịa Bình - Tun Quang và mơ hình MIKE11 diễn tốn hạ lưu sông Hồng để xác định cơ sở khoa học điều hành hệ thống 2 hồ chứa; trên cơ sở các kết quả phân tích tính tốn, đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống 2 hồ chứa cho mục tiêu phát điện và cấp nước chống hạn [8].
Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong đánh giá chất lượng nước sơng Hồng mặc dù cịn rất ít song cũng bước đầu được đưa vào áp dụng, tiêu biểu có thể kể đến nghiên cứu “Đánh giá ô nhiễm arsen trên lưu vực sông Hồng: quan trắc tần suất cao kết hợp với phân tích khơng gian GIS” của Dang and Coynel [35]. Các nghiên cứu trong lĩnh vực ứng dụng viễn thám và GIS khu vực này chủ yếu tập trung vào nghiên cứu hiện trạng sử dụng đất và hiện trạng tài nguyên như “Ứng dụng viễn thám và hệ thông tin địa lý nghiên cứu hiện trạng tài nguyên lãnh thổ các tỉnh dọc sơng Hồng Việt Nam” của Nguyễn Đình Minh [12]. Đáng chú , năm 2018, Pham et al đã xây dựng một phương pháp thích hợp để mơ hình hóa sự biến đổi theo khơng gian và thời gian của hàm lượng SSC tại ngã ba hợp lưu sông Lô - Đà - Thao sử dụng dữ liệu ảnh Landsat 8 [64]. Kết quả bước đầu đã chỉ ra rằng sơng Thao đóng vai trị quan trọng nhất trong việc cung cấp phù sa cho hệ thống sơng Hồng. Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng chỉ ra rằng hàm lượng phù sa lơ lửng tại khu vực ngã ba sông trong mùa mưa cao gấp đôi so với hàm lượng thu được vào mùa khô.
Một trong những khía cạnh thu hút sự chú ý của rất nhiều các nhà khoa học trong và ngồi nước tiến hành nghiên cứu trên sơng Thao chính là vấn đề chế độ dòng chảy và vận chuyển trầm tích trên hệ thống sông Hồng liên quốc gia. Năm 2007, Le và cs đã xây dựng một phương pháp mơ hình hóa đơn giản dựa trên cách
tiếp cận phân biệt dòng chảy mặt và dịng chảy ngầm để ước tính tải trọng trầm tích trung bình của sơng Hồng trong giai đoạn đó [53]. Kết quả thu được đã chỉ ra rằng tổng lượng trầm tích lơ lửng trên sơng Hồng giảm 70% kể từ khi hồ chứa Hịa Bình và Thác Bà xuất hiện bắt đầu vào những năm 1980. Dựa trên các kế hoạch xây dựng 2 hồ chứa, mơ hình này dự đốn tải trọng trầm tích lơ lửng có thể giảm thêm 20% nữa trong giai đoạn tới, tuy nhiên chúng có thể được bù đắp bằng sự gia tăng dự kiến về tải trọng trầm tích lơ lửng từ việc gia tăng lượng mưa do biến đổi khí hậu gây ra. Nghiên cứu của Đặng Thị Hà và cs đã một lần nữa khẳng định các biến động về thời gian của vận chuyển trầm tích sơng Hồng chủ yếu là do điều kiện thủy văn và các hoạt động nhân sinh (cụ thể là sự suy giảm một nửa lượng vận chuyển trầm tích sơng là do vận hành các hồ chứa lớn như hồ Hịa Bình) [36-37]. Đến năm 2016, các tác giả này tiếp tục mở rộng nghiên cứu trong việc xác định chế độ dòng chảy và vận chuyển trầm tích trên sông Hồng [34]. Tác giả chỉ ra rằng chỉ có 21% lưu lượng nước có nguồn gốc từ thượng lưu sơng Hồng, 54% xuất phát từ sông Đà và và 25% từ sông Lô. Ngược lại, sự phân bố của vật chất lơ lửng lại có xu hướng ngược lại so với lưu lượng dòng chảy: phần lớn vật chất lơ lửng là các vật liệu bị xói mịn từ lưu vực thượng nguồn ở Trung Quốc (78%). Hơn nữa, lượng vận chuyển trầm tích hàng năm cho thấy sự biến đổi không gian mạnh mẽ giữa lưu vực thượng lưu và các phụ lưu của dịng sơng. Lượng vận chuyển trầm tích trung bình hàng năm là 30 Mt/năm tại Lào Cai; 38 Mt/năm tại địa điểm đo Phú Thọ; 29 Mt/năm tại trạm đo Sơn Tây và 4,1 Mt/năm và 6,6 Mt/năm đối với sông Đà và sơng Lơ. Cả hai q trình xói lở và bồi lắng xảy ra cùng nhau trên đoạn sông Hồng từ Lào Cai đến Phú Thọ, tuy nhiên chúng lại phụ thuộc mạnh vào điều kiện thủy văn. Kết quả này đã chứng minh các tác động phức tạp của q trình xói lở/bồi lắng xảy ra trên lưu vực sông Hồng.
Các nghiên cứu kể trên đã góp phần làm sáng tỏ điều kiện tự nhiên, môi trường, chất lượng nước cũng như các yếu tố ảnh hưởng đến SSC trong nước sơng Hồng nói chung và sơng Thao (đoạn từ Hà Khẩu, Lào Cai đến Việt Trì, Phú Thọ) nói riêng giúp cho phần luận giải các kết quả thu được trong luận văn này thêm có cơ sở khoa học.