cứu lũ lụt
Cơ sở ph−ơng pháp luận của bất cứ ngành khoa học nào cũng đều đ−ợc xây dựng từ mối liên hệ biện chứng giữa đối t−ợng và mục tiêu nghiên cứu của nó. Đối t−ợng nghiên cứu của khoa học địa mạo nói chung là địa hình mặt đất, còn mục tiêu của nó là làm rõ bản chất của địa hình.
Lý thuyết của khoa học địa mạo đã xác nhận địa hình là sản phẩm của mối tác động t−ơng hỗ rất phức tạp, lâu dài và th−ờng xuyên bị thay đổi theo không gian và thời gian giữa các quá trình nội sinh và ngoại sinh lên bề mặt Trái Đất. Sự phát sinh, phát triển của địa hình có mối liên hệ cụ thể và chặt chẽ với đặc điểm của môi tr−ờng mà nó tồn tại. Nó đ−ợc xem nh− là một hợp phần của môi tr−ờng vốn có khả năng tự điều chỉnh, nghĩa là nó luôn có quan hệ t−ơng hỗ và quan hệ chi phối nhân-
30
quả với những hợp phần khác. Bề mặt Trái Đất chính là tr−ờng hoạt động của các lực đối lập nhau, nh−ng tác động của chúng lại có mối quan hệ mật thiết với nhau. Chúng th−ờng xuyên thay đổi và làm cho địa hình mặt đất cũng biến đổi không ngừng: có sinh ra, phát triển và bị mất đi, nghĩa là biến đổi từ trạng thái này sang trạng thái khác. ở mỗi thời điểm và không gian cụ thể, địa hình mặt đất có một trạng thái nhất định phụ thuộc vào mối quan hệ giữa các nhân tố lúc bấy giờ.
Địa hình mặt đất là những thực thể vật chất có cấu trúc ba chiều, đ−ợc sinh ra và tiến hoá phụ thuộc vào mối quan hệ vật chất và năng l−ợng trong môi tr−ờng nó tồn tại. Khi tích tụ vật chất thì xảy ra quá trình giải phóng năng l−ợng, còn khi giải phóng vật chất thì xảy ra quá trình tích lũy năng l−ợng và ng−ợc lại.
Để làm rõ bản chất của địa hình, các nhà địa mạo còn phải tìm hiểu thêm đối t−ợng nghiên cứu của một số môn khoa học khác, nh− tính chất của đất đá (đối t−ợng của Thạch học), sự chuyển động của n−ớc (đối t−ợng của Thuỷ văn học), của không khí (đối t−ợng của Khí hậu, Khí t−ợng học), hay các quá trình chuyển động của vỏ Trái Đất (đối t−ợng của Kiến tạo học)... Mặt khác, địa hình phát triển còn tuân theo quy luật vận động của thế giới vật chất. Bởi vậy, ngoài việc sử dụng các tài liệu về địa chất, địa lý để làm rõ bản chất địa hình, địa mạo học còn phải áp dụng cả những định luật trong vật lý nh−: định luật bảo toàn và biến đổi năng l−ợng và vật chất, các định luật về chuyển động vật chất... Mặt khác, cũng nh− các khoa học khác, nghiên cứu địa mạo cũng đ−ợc dựa trên những nguyên lý của riêng mình. Các nguyên lý địa mạo đó là:
1) Tính đồng dạng (Uniformity). Nguyên lý nói lên rằng, các sự kiện địa
mạo đã, đang và sẽ xảy ra đều có những nét t−ơng đồng. Đây là cơ sở quan trọng cho việc khôi phục và dự báo các hoạt động địa mạo khi xác định đ−ợc các nhân tố tham gia vào quá trình trên cơ sở nghiên cứu hiện tại. Nghiên cứu những dấu vết lũ lụt để lại trên địa hình hay trong những tập trầm tích cổ, có thể khôi phục lại đ−ợc những điều kiện cổ địa mạo lũ, hay cũng có thể nhận biết đ−ợc quy mô và mức độ tàn phá của những trận lũ mới xảy ra, làm cơ sở cho công tác cảnh báo nguy cơ tai biến trong những trận lũ tiếp theo. Quan điểm này đã đ−ợc đúc kết lại thành câu “hiện tại là chìa khoá đi vào quá khứ”.
2) Tính đột biến ng−ỡng (Threshold Stress). Đây là nguyên lý nói về sự đột biến của các sự kiện địa mạo. Tính đột biến ng−ỡng chính là b−ớc nhảy vọt trong quá trình tiến hoá để chuyển từ trạng thái địa mạo này sang trạng thái khác, ví dụ sự chuyển đổi trạng thái của các lòng sông cổ đ−ợc khôi phục hoạt động trở lại nh− một con sông thực thụ, hiện t−ợng phá hủy bờ làm cắt cổ khúc uốn do dòng lũ, hay các bãi bồi bên cung bờ lồi bị xói lở và vật liệu đ−ợc đ−a sang tích tụ ở cung bờ lõm bởi tác động đột ngột của dòng lũ.
3) Phản ứng dây truyền (Complex response). Khi có một nhân tố địa mạo nào đó thay đổi v−ợt quá giá trị ng−ỡng thì các nhân tố khác trên phạm vi một lãnh thổ nào đó cũng bị thay đổi. Trong quá trình này, các phản ứng sẽ dần tiến đến trạng thái ổn định trong điều kiện mới với sự chiếm −u thế của một hoặc vài nhân tó nào đó.
4) Thời gian (Time). Khoảng thời gian hoạt động của một quá trình (hay
nhân tố) địa mạo nào đó rất khác nhau. Nó có thể mất đi hoặc bị thay thế vai trò trong quá trình phát triển địa hình lãnh thổ theo thời gian. Tuy nhiên, theo thời gian nó cũng có thể đ−ợc lặp lại nh−ng trong hoàn cảnh khác và có thể với c−ờng độ khác. Trong thực tế, đa số các quá trình địa mạo đều diễn ra lâu dài, nh−ng cũng không hiếm tr−ờng hợp đột biến.
Tóm lại, nghiên cứu địa hình mặt đất trong trạng thái vật chất luôn biến động trên cơ sở các nguyên lý địa mạo là cách đi tốt nhất để hiểu rõ bản chất của địa hình. Đó là cơ sở ph−ơng pháp luận chung cho việc nghiên cứu địa mạo ở bất kỳ quy mô nào, bất cứ quá trình địa mạo nào. Đó cũng là cơ sở lý thuyết chung của địa mạo học: địa hình đ−ợc sinh ra và tiến hoá trong mối tác động t−ơng hỗ giữa các lực nội sinh và ngoại sinh, do những nguyên nhân khách quan và chủ quan theo không gian và thời gian.
Trong nghiên cứu giảm thiểu tai biến lũ lụt, địa hình đ−ợc xem xét d−ới góc độ vừa là đối t−ợng bị tác động trực tiếp bởi dòng lũ, nh−ng vừa là nhân tố tham gia vào quá trình phát sinh tai biến lũ lụt.
Quá trình hình thành và phát triển của địa hình có mối liên hệ mật thiết với các đặc tr−ng về cấu trúc địa chất, thành phần thạch học, điều kiện khí hậu, lớp phủ thực vật... và đặc biệt là với hệ thống dòng chảy. Sông suối xâm thực, phá huỷ địa
32
hình, rồi vận chuyển đ−a vật liệu đến nơi khác tích tụ tạo nên những đơn vị địa hình mới. Bản thân địa hình thì chi phối trở lại hoạt động của dòng sông, làm cho chúng khi thì chảy thành dòng êm đềm, khi thì gầm vang dữ dội. Trong một l−u vực sông, hoạt động của lũ lụt là kết quả của mối t−ơng tác giữa khí hậu với các yếu tố mặt đệm, mà trong đó địa hình đóng vai trò chính yếu. Nó không chỉ là nhân tố ảnh h−ởng đến quá trình phát sinh tai biến lũ lụt thông qua những đặc điểm về cấu trúc địa hình, độ dốc, hình dạng của thung lũng sông suối..., mà còn là một nhân tố quan trọng quyết định đến đặc điểm khí hậu của vùng. Đó có thể là tạo nên sự phân hoá khí hậu trong l−u vực hay là hình thành nên các trung tâm m−a lớn... Mặt khác, dòng lũ, với hoạt lực cuồng l−u của mình, tác động mạnh mẽ lên địa hình, làm cho nó bị biến đổi; còn địa hình của lòng dẫn, một mặt, chịu sức công phá của dòng lũ, mặt khác, phản ứng lại động lực của dòng chảy lũ - khi thì tạo dễ dàng, khi thì ngăn cản nó. Qua cuộc đối đầu này, dòng lũ để lại dấu ấn của mình trên địa hình, còn địa hình thì ghi lại tác động của dòng lũ thông qua những biến đổi đa dạng mà nó đã trải qua. Các dấu vết địa mạo này giống nh− những bản ghi chép lại đặc tr−ng của lũ lụt, cung cấp những thông tin quan trọng về quy mô, nguyên nhân và khả năng gây thiệt hại của nó, thông qua đó có thể đ−a ra những cảnh báo về nguy cơ tai biến cho các trận lũ tiếp theo và chỉ ra đ−ợc những địa điểm nhạy cảm với các tai biến này.
Quan điểm tiếp cận nghiên cứu của luận án này là quan điểm tiếp cận hệ thống, quan niệm tất cả các hiện t−ợng tự nhiên cũng nh− xã hội đều đ−ợc tổ chức thành các hệ thống. Mọi hệ thống đều đ−ợc quy định bởi thuộc tính liên hệ với nhau rất chặt chẽ nh−ng lại t−ơng đối độc lập với nhau. Điều này phù hợp với quy luật đấu tranh và thống nhất giữa các mặt đối lập trong một thực thể hoàn chỉnh - hệ thống.
Môi tr−ờng tự nhiên đ−ợc coi là một hệ thống hoàn chỉnh và phức tạp nhất, trong đó các yếu tố của môi tr−ờng (đất, n−ớc, không khí, sinh vật) t−ơng tác lẫn nhau và tạo ra những biến đổi khôn l−ờng của sự sống. Địa hình mặt đất - đối t−ợng nghiên cứu của địa mạo, là sản phẩm của mối tác động qua lại giữa các quá trình nội sinh và ngoại sinh, và th−ờng xuyên thay đổi theo không gian, thời gian. Ph−ơng pháp phân tích hệ thống giúp cho việc nghiên cứu, đánh giá các quá trình
địa mạo nói chung và các tai biến địa mạo nói riêng một cách tổng thể và toàn diện nhất trong mối quan hệ giữa các quá trình tự nhiên và nhân sinh với chúng.
L−u vực sông Thu Bồn đ−ợc xem nh− một hệ thống hoàn chỉnh với đầy đủ những đặc tr−ng về tính liên hệ chặt chẽ giữa các yếu tố trong hệ; tính hợp phần; cấu trúc và chức năng, mối liên hệ với môi tr−ờng bên ngoài và tính lịch sử, còn lũ lụt đ−ợc xem nh− là một trong những sản phẩm của hệ thống. Để làm rõ đ−ợc bản chất của lũ, làm cơ sở cho công tác cảnh báo và giảm thiểu thiệt hại, cần phải phân tích và đánh giá tai biến lũ trong mối quan hệ phức tạp, nhiều chiều giữa nó với cấu trúc địa mạo, địa chất, với lớp phủ thực vật và những đặc tr−ng về điều kiện khí hậu cũng nh− các hoạt động nhân sinh trên phạm vi của cả l−u vực.