Chủ Nhật, 8 tháng 5, 2011

ĐÊ BIỂN CHỐNG MẶN ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

Phạm Phan Long P.E
Ngô Minh Triết S.E

LỜI MỞ ĐẦU:
Công trình xây dựng đê biển chống mặn dọc duyên hải Đồng Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) có tác dụng trực tiếp đến hơn 20 triệu cư dân ĐBSCL và ảnh hưởng đáng kể đến toàn dân Việt nam.
Một công trình có tầm vóc quốc gia như vậy đòi hỏi nổ lực của cả dân tộc, dựa vào nghiên cứu của những bộ óc ưu việt, những kiến thức kỹ thuật tân tiến, và quyết tâm chính trị đúng mức của nhà nước.

Ý thức rằng khả năng và phương tiện giới hạn, bài viết của chúng tôi chỉ nhầm mục đích là gợi ý, đưa ra một ý kiến về phương pháp chống lại sự xâm nhập của nước biển. Chúng tôi hy vọng tiếp theo sẽ có những nghiên cứu khoa học đứng đắn, với phương tiện kỹ thuật, do những chuyên viên cố vấn trong và ngoài nước đảm trách, tìm cách đối phó với vấn đề ngập mặn, bảo vệ ĐBSCL trong kế hoạch phát triển bền vững cho toàn lưu vực. Nhiên cứu này phải dựa vào những cái nhìn tổng thể về môi trường, quy hoạch kinh tế và hệ thống sinh thái của cả ĐBSCL. 

DẪN NHẬP:
Con người đã sinh sống hàng ngàn năm tại Đồng Bằng Sông Cửu Long . Trước hết là người Phù Nam, sau đó là người Khmer, và hiện nay là người Việt Nam. Trong suốt chiều dài lịch sử, những cơn mưa lũ, bão tố và chiến tranh đã đến và đi, đời sống cư dân vẫn không thay đổi. Họ vẫn sinh sống dựa vào đất đai phì nhiêu và con sông Cửu Long dài 4.750 km, cho đến thế kỷ 20.

Từ đầu thế kỷ 20, khoa học và kỹ thuật đã được con người phát triển nhanh chóng. Những thành tựu này phần lớn là dựa vào sự tiêu thụ dầu hỏa và than đá, mà kết quả là sự thải ra khí CO2. Sự hiện diện của khí CO2 đã làm tăng nhiệt độ của bầu khí quyển. Những lượng băng hà ở 2 cực Nam và Bắc của trái đất, và tại các cao nguyên giá lạnh đã tan dần, nước biển tăng nhiệt độ làm mực nước biển dâng cao thêm.

Thêm vào đó, các đập ở thượng nguồn sông Cửu Long do Trung Quốc và Lào xây dựng có nhiều hồ chứa nước dung tích rất lớn và việc chuyển ra khỏi lưu vực tưới tiêu giảm lưu lượng nước ngọt chảy xuống hạ lưu.

Trước đây, lũ kéo về sau mùa mưa hằng năm từ thượng nguồn đã giúp đẩy nước mặn ra biển. Từ khi khởi động, những đập này đã giữ nước lại cho mực hồ chứa có đủ cao độ chạy máy điện, nên lượng nước chảy xuống ĐBSCL đã giảm đi, cộng với tác động tiêu cực của việc phá rừng, chuyển nước ra khỏi dòng chính, và biến đổi khí hậu làm vũ lượng đang giảm dần. Nước biển dâng và nước từ thượng nguồn sông Cửu Long chảy xuống ít đi, nước mặn đã xâm lấn dần vào ĐBSCL.

Một hiểm họa khác từ các đập do Trung Quốc xây là lượng phù sa giảm đi. Phù sa từ cao nguyên Tây Tạng theo dòng song Cửu Long chảy ra biển, hằng năm giúp mũi Cà Mau bồi thêm ra biển Đông. Thiếu phù sa hằng năm, bờ biển Việt Nam, điển hình là mũi Cà Mau, gần đây đã có dấu hiệu sạt lở.
Với các mối họa trước mắt này, Việt Nam không có lựa chọn nào khác hơn là lập một đại quy hoạch xây dựng đê chống sự xâm nhập của nước mặn cho ĐBSCL. Phạm vi bài này có giới hạn, chúng tôi chỉ đề cập đến kế hoạch xây đê dọc theo duyên hải Nam Việt để đối phó và thích ứng với tình trạng nước biển dâng cao do hiện tượng hâm nóng toàn cầu.

Đây là công trình xây dựng một hệ thống đê biển, chạy dọc theo bờ biển Việt Nam, từ Gò Công, vòng qua mũi Cà Mau đến Hà Tiên.



Hình 1: Vị trí của đê biển và độ sâu của biển1

CẤU TRÚC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG (ĐBSCL)

ĐBSCL thường được coi là bắt đầu từ Phnom Penh, được hình thành bởi phù sa của sông Cửu Long. Sông Cửu Long phát nguồn từ cao nguyên Tây Tạng, chảy dài 4750 km ra đến biển Đông.

Hạ lưu sông Cửu Long nuôi sống 60 triệu cư dân. Số lượng phù sa hằng năm là 160 triệu tấn1. So với những đồng bằng khác, ĐBSCL tương đối có một diện tích lưu vực (watershed) nhỏ, nhưng lượng phù sa thì rất đáng kể, tương đương với đồng bằng sông Dương Tử. Chính số lượng phù sa này đã tạo ra ĐBSCL.

ĐBSCL có diện tích 62,500 km2. Đứng thứ ba trên thế giới, chỉ sau đồng bằng Amazon và sông Hằng (Ganges). Sự hình thành của ĐBSCL bắt đầu 6000 năm trước. Trong thời gian này, bờ biển đã di chuyển 270 km từ Phnom Penh cho đến vị trí hiện tại, với tốc độ 16 m một năm. Hầu hết vùng này thấp, cao hơn mặt biển không đến 5 m.

Phù sa di chuyển ra biển được tích tụ lại các cửa sông trong mùa mưa, và được tiếp tục mang đi dọc theo bờ biển về hướng tây- nam theo gió mùa vào mùa khô.

Cuộc khảo cứu của Xue et al1 cho thấy là độ dốc ra hướng biển khá phẳng, từ 0.8:1000 tại Zone II đến 5.0:1000 tại zone III.

Zone Độ dốc
I 2.5:1000
II 0.8:1000
II 5.0:1000
IV 1.0:1000

Cũng theo công trình nghiên cứu trên, trung bình 25% đất ở đáy biển là đất sét, 65% là silt, và phần còn lại là cát.

Thủy triều thay đổi từ 0,50m- 0,80m ở vịnh Thái Lan, và 3,50m- 4,50m ở biển Đông.



Hình 2. Diễn tiến của sự hình thành ĐBSCL1
 
Diễn biến này bồi đắp duyên hải từ ngàn năm trước đang có khuynh hướng thoái bộ. TS Tô Văn Trường gần đây thông báo mũi Cà Mâu đang bị biển nuốt chửng, và từ năm 1975 đến nay, vùng ven sông Cần Giuộc đã lở 200 m đất.

SỰ XÂM NHẬP CỦA NƯỚC BIỂN

sự xâm nhập nước biển vào đất liền sẽ tăng vì những lý do sau:

Độ dâng cao của nước biển tăng tốc theo nhiệt độ của khí quyển: trong thế kỷ 20, nước biển dâng cao 14- 20 cm, và sẽ dâng nhanh hơn vì nhiệt độ khí quyển tăng theo số lượng CO2 khí thải ra do việc tiêu thụ dầu hỏa và than của con người.

Theo bản báo cáo thứ tư AR4 của Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), nước biển có thể dâng thêm 0,59 m vào năm 2100. Những nghiên cứu khác đưa ra con số từ 0,80 m đến 1,50 m.
Nếu nước biển tăng cao 1,00m, 6% diện tích quốc gia sẽ nằm dưới mực nước biển, ảnh hưởng đến 11% dân số toàn quốc2.

Mặt đất lún: mặt đất lún vì lý do đất nén theo thời gian, vì công trình xây cất, và vì cư dân bơm nước ngầm lên để sử dụng và cho hoạt động sản xuất. Dựa vào dữ kiện tại châu thổ sông Mississippi, mặt đất ĐBSCL có thể lún đến 10 mm một năm3.

Lưu lượng nước trên sông Cửu Long giảm: trong vòng 20 năm qua, Trung Quốc đã và đang xây dựng những chuỗi đập trên dòng sông chính. Thái Lan và Việt Nam thì xây những đập trên phụ lưu của sông. Những đập này sẽ tạo ra những hồ trữ và giữ nước để sử dụng trong mùa khộ, và giảm lượng phù sa trôi ra biển. Nước từ các hồ chứa này có thể được chuyển ra các lưu vực khác. Lưu lượng thấp sẽ làm sự đẩy nước mặn ra lại biển ít hữu hiệu. Lượng phù sa giảm sẽ tạo ra tình trạng sạt lở dọc theo bờ biển.


Hình 3: Những vùng đất màu tím, hiện tại thấp hơn mean sea level4.

MỤC TIÊU CỦA ĐÊ BIỂN
  • Chống sự xâm nhập của nước mặn vào ĐBSCL. Đây là mục đích chính.

  • Chống sự sạt lở dọc theo bờ biển.
LỢI ÍCH CỦA ĐÊ BIỂN XA BỜ: 

Xây một hệ thống đê biển xa bờ sẽ được nhưng lợi ích sau:
  • Không có chi phí bồi thường đất của tư nhân.

  • Tạo thêm diện tích canh tác: Với vị trí trung bình 3- 5 km từ bờ biển, đê biển sẽ tạo ra một diện tích canh tác mới dọc theo đê biển. Những hoạt động như nuôi tôm, khai thác muối có thể bắt đầu ngay

  • Tạo ra hồ chứa nước dọc dọc theo đê biển. Một hồ chứa nước sẽ hình thành nằm giữa đê biển và bờ biển hiện tại. Lúc đầu, nước trong hồ là nước biển, trong những năm sau đó, nước ngày càng ít mặn, nhờ lượng nước mưa hằng năm. Muốn tránh tình trạng ứ nước, đê biển phải có một hệ thống tháo nước và bơm nước hữu hiệu.

  • Xây dựng một hệ thống xa lộ dọc theo bờ biển. Bề mặt của đê biển có thể làm rộng ra đến 25m, đủ để xây một xa lộ 2 chiều. Con đường mới này, ngoài mục đích chính là bảo quản hệ thống đê biển, còn đóng góp nhiều vào mục tiêu kinh tế và quốc phòng.
VỊ TRÍ CỦA ĐÊ BIỂN

Vị trí đê biển và các độ sâu 10 m và 20m được vẽ trong Hình 1. Vị trí tối ưu của đê biển sẽ từ kết quả nghiên cứu chi tiết các yếu tố về độ sâu của biển, giá thành xây cất hệ thống đê, phúc lợi kinh tế so với thất thoát kinh tế, tài nguyên môi trường, di dân biến đổi xã hội lẫn nhân mạng nếu dể biển dâng vì không xây đập, và lợi ích cần có. Trong hình 1, vị trí đê biển ở độ sâu 3m được chọn dùng để làm thí dụ khởi đầu.



Hình 4: Ước tích Chi Phí theo Chiều Cao Đê (The economical optimization line)5

DỰ ÁN ĐÊ BIỂN

Hầu hết các đê biển làm bằng đất. Một số làm chung với bê tông, hoặc thép. Mặt đê biển có thể được củng cố thêm bằng đá để chống sức phá của sóng biển. Có thể trồng rừng đước, tràm, bần giữ phù sa và giảm sói mòn trước sóng đánh.

Design Criteria: Đê biển được thiết kế dựa vào những tiêu chuẩn sau:
  • Độ sâu của biển chân đê: trong bài này, chọn 3 m như cơ sở kỹ thuật sơ khởi.

  • Mực tăng của nước biển do hiện tượng nóng toàn cầu: mức độ trung bình 1m.

  • Thuỷ triều: độ thay đổi mực nước biển 0,40m ở vịnh Thái Lan, và 2,50m ở biển Đông được dùng cho mô hình.

  • Dùng mực nước biển dâng dựa vào mùa bão kỷ lục 200 năm. Vì thiếu dữ kiện cho vùng biển Đông, dữ kiện tại trạm quan trắc Eluanbi, cực nam của Đài Loan được dùng cho bài viết này. Theo nghiên cứu của Sun- Pei Yeh et al, 2006, mực nước biển dâng lên do bão 200 năm là 3,70 m; mực sóng cao đáng kể là 7,10 m6

  • Nhu cầu cung cấp nước lợ cho kỹ nghệ nuôi tôm.

  • Nhu cầu ra biển của các ngư phủ địa phương.

  • Nhu cầu bảo quản (preserve) cho tàu bè di chuyển trên dòng sông Cửu Long, và từ Campuchia.

  • Ưu tiên nguyên liệu, kỹ thuật và nhân công địa phương.
Mô hình đê biển: một mô hình đê biển được phác họa như sau.

Trong mô hình này:
  • Nguyên liệu chính là cát và đất sét từ đáy biển ngay bên cạnh. Cát có thể lấy từ các cửa sông. Những vật liệu này được tăng cường với geotextile bags, hoặc geotextile containers. Đê được bảo vệ chống sóng biển bằng concrete hoặc đá nhỏ. Ngoài ra, thực vật như rong biển, cộc gỗ hoặc concrete có thể dùng. Cát từ ngoài cũng có thể được dùng để tạo những bãi biển hay rừng ngập mặn mới phía ngoài đê.

  • Để giảm thiểu tổn phí cho công trình, đê được xây ở các cao độ khác nhaụ.

  • Đê sẽ chạy vào đất liền để nối liền với các trung tâm thương mại địa phương, và tại các cửa sông.

  • Đê được nối với nhau tại các cửa sông bằng các công trình cầu cống.

  • Wave breakers được dùng để tạo những nơi trú ẩn cho ghe đánh cá.

  • Các cảng đang phục vụ cho tàu biển cần được dời ra ngoài đê.

  • Các đê biển chạy từ cửa sông vào đất liền có thể được dùng để nối liền với các cảng biển mới thành lập.


NHỮNG NGHIÊN CỨU SONG SONG VÀ KẾ TIẾP 

Quy hoạch ngăn mặn cần thục hiện song song với việc bảo vệ nguồn nước ngọt và việc thiết lập hệ thống các hồ chứa chiến lược cho toàn lưu vực để;
  1. Cung cấp nước ngọt sinh hoạt.

  2. Cung cấp nước canh nông, chăn nuôi, rửa phèn.

  3. Cung cấp nước cho kỹ nghệ.

  4. Điều tiết lũ và đối phó với hạn hán và thất thoát nước sông từ thượng nguồn.
TỔ CHỨC VÀ CHÍNH SÁCH QUỐC GIA CẦN CÓ
  • Thương thuyết với các nước chung lưu vực ký kết Hiệp Ước quốc tế cho Lancang Mekong.

  • Lập một tổ chức nghiên cứu, thiết kế, xây dựng và quản lý hệ thống hạ tầng hiện đại có thẩm quyền và đội ngũ chuyên viên ở đẳng cấp quốc tế với hậu thuẫn quốc gia.
KẾT LUẬN

Bài này là một nghiên cứu có tính cách gợi ý rất sơ bộ, mục đích đưa ra đây như một đề nghị sơ khai để các nhà quy hoạch, các viện nghiên cứu quốc gia và chính phủ đem vào lịch trình và kế hoạch phát tiển ở tầm vóc quốc gia, để dành tài trợ xứng đáng cần thiết cho một nghiên cứu khoa học quy mô hầu cứu vãn ĐBSCL vựa lúa của dân tộc và thế giới đang bị bủa vây trước các mối nguy từ nhiều phía. 

VÀI HÌNH ẢNH CÁC ĐÊ BIỂN TRÊN THẾ GIỚI


Đê biển Saemangeum – Hàn Quốc.


Đê biển Zuiderzee Works – Hà Lan.


Đê biển Hà Lan.


Cổng ngăn chận nước mặn Maeslandt Barrier – Hà Lan.


Trạm bơm nước.

Chú thích:
  1. Zuo Xue, et al. Late Holocene Evolution of the Mekong Subaqueous Delta, Soutnern Vietnam. Marine Geology 269 (2010) 46-60

  2. Susmita Dasgupta et al. The Impact of Sea Level Rise on Developing countries: A comparative Analysis. World Bank Policy Research Working Paper 4136, February 2007

  3. Thomas W. Doyle et al. Devepolment of Sea Level Rise Scenarios for Climate Change Assessments of the Mekong Delta, Vietnam. US Department of the Interior. US Geology Survey

  4. James P.M. Syvitski et al. Sinking Deltas. Nature Geoscience 2: 681-689.

  5. P.H.A.J.M. Van Gelder et al. Coping with Uncertainty in the Economical Optimization of a Dike Design. Delft University of Technology, Faculty of Engineering, Deft, The Netherlands

  6. Sun-Pei Yeh et al. Joint Probability Analysis of Waves and Water Level during Typhoons. Third Chinese- German Joint Symposium on Coastal and Ocean Engineering. National Cheng Kung University, Taiwan, November 8-16, 2006

Không có nhận xét nào:

Đăng nhận xét