Tổng quan hệ thống đê điều trong và ngoài nước 5
Tổng quan về công trình đê điều trên thế giới 5
1.1.1 Lịch sử phát triển đê điều ngoài nước Đê là một dãy đất nhân tạo hay tự nhiên kéo dài dọc theo các bờ sông hoặc bờ biển Cũng có khi người ta gọi các công trình tạm thời để ngăn nước ngập một khu vực cụ thể như các bờ bao, các khu trồng cây ăn quả, các khu nuôi trồng thủy sản là đê Đê được phân thành đê tự nhiên và đê nhân tạo Đê tự nhiên là loại được hình thành do sự lắng đọng của các trầm tích trong sông khi dòng nước này tràn qua bờ sông thường là vào những mùa lũ Khi tràn qua bờ, vận tốc dòng nước giảm làm các vật liệu trong dòng nước lắng đọng theo thời gian nó sẽ cao dần và cao hơn bề mặt của đồng lụt (khu vực bằng phẳng bị ngập lụt) Trong trường hợp không có lũ, các trầm tích có thể lắng dọng trong kênh dẫn và làm cho bề mặt kênh dẫn cao lên Sự tương tác qua lại này không chỉ làm cao bề mặt của đê mà thậm chí làm cao đáy sông Các đê thiên nhiên đặc biệt được ghi nhận dọc theo sông Hoàng Hà, Trung Quốc gần biển nơi đây các con tàu đi qua ở độ cao mặt nước cao hơn bề mặt đồng bằng Các đê thiên nhiên là đặc điểm phổ biến của các dòng sông uốn khúc trên thế giới Ở ven bờ biển thì các đụn cát cũng có thể coi là đê tự nhiên Đê nhân tạo là đê do con người tạo nên, đê nhân tạo có thể là vĩnh cửu hoặc tạm thời được xây dựng để chống lũ trong trường hợp cần thiết Trong trường hợp khẩn cấp loại đê tạm thời được dựng lên trên đỉnh của đê hiện hữu Vai trò chính của đê nhân tạo là ngăn, chặn nước bảo vệ một vùng dân cư hoặc một phần diện tích sản xuất nông nghiệp, ngư nghiệp nào đó Hiện nay trên thế giới chủ yếu là đê nhân tạo a Cồn cát bờ biển b Cồn cát khu vực Vlieland - Hà Lan
Hình 1.1: Cồn cát - Đê biển tự nhiên
Các quốc gia, đặc biệt là những nước có biển, chú trọng đến việc xây dựng hệ thống đê và các công trình phòng chống thiên tai Mức độ phát triển của các hệ thống này phụ thuộc vào đặc điểm tự nhiên, khí hậu, địa hình và trình độ phát triển của từng quốc gia.
1.1.2 Hệ thống đê điều Hà Lan
Hà Lan, với 2/3 diện tích nằm dưới mực nước biển, đặc biệt chú trọng đến an toàn của hệ thống đê biển Để bảo vệ hiệu quả trước những tác động của thiên nhiên, quốc gia này đã áp dụng nhiều biện pháp chắc chắn nhằm củng cố hệ thống đê.
Bản đồ phân vùng tần suất thiết kế đê biển Hà Lan cho thấy rằng đê biển được xây dựng nhằm ngăn chặn nước tràn trong điều kiện sóng bão Kết cấu của đê được chú trọng đặc biệt và chất lượng xây dựng được kiểm soát chặt chẽ bởi một ủy ban riêng thuộc Nhà nước.
Kết cấu thân đê bao gồm cả cơ ngoài và cơ trong, với sự kết hợp giao thông và thay đổi tùy theo mức độ quan trọng Đê không trực diện với biển thường là đê đất với lõi đất hoặc lõi cát, được bảo vệ bằng đất sét và trồng cỏ, có tần suất thiết kế thấp hơn Ngược lại, đê trực diện với biển có lõi tương tự nhưng nền đê được xử lý cẩn thận với lớp bảo vệ đặc biệt, chuyển từ dạng “bản” sang dạng cột để tăng cường ổn định và dễ sửa chữa Cơ ngoài được bố trí lớn để giảm thiểu năng lượng sóng, đồng thời phục vụ cho giao thông và bảo trì Việc bảo vệ mái ngoài và chân đê là rất quan trọng, đặc biệt ở những vùng có sóng lớn, thường được gia cố bằng lớp vỏ từ bê tông đúc sẵn như Tetrapod, Accrepod, X-block hay Cube, giúp triệt tiêu năng lượng sóng trước khi vào đê.
Cát §Êt sÐt §Êt sÐt
Z tb Kè gia bảo vệ phía biển
Kè bảo vệ mái phía đồng
Hình 1.3: Cắt ngang đê biển Afsluitdijk - Hà Lan
Hình 1.4: Đê biển Afsluitdijk - Hà Lan a Cấu kiện Accôpde bảo vệ bờ biển b Cấu kiện Tetrapod bảo vệ bờ biển
Hình 1.5: Một số cấu kiện bảo vệ bờ
1.1.3 Hệ thống đê điều Mỹ
Hệ thống đê biển ở Mỹ đa dạng hơn so với Hà Lan do địa hình khác biệt, dẫn đến chiến lược phòng chống thiên tai cũng khác nhau Các khu vực ven biển của Mỹ, mặc dù có nhiều thành phố quan trọng, nhưng phần lớn là ít dân cư và có không gian rộng lớn, vì vậy chiến lược tập trung vào xây dựng cơ sở hạ tầng giao thông tốt để dễ dàng sơ tán khi có rủi ro Do đó, kết cấu đê biển ở Mỹ không kiên cố như ở Hà Lan Mỹ cũng ưu tiên phát triển theo xu hướng "tự nhiên", hạn chế tác động đến môi trường Tại những khu vực xói lở nghiêm trọng, người Mỹ xây dựng tường chắn sóng và tường phá sóng để bảo vệ bờ và chống lũ từ biển Các công trình kè bảo vệ bờ ở Mỹ rất đa dạng, bao gồm kè đá đổ, kè bê tông đổ tại chỗ kiểu bậc, kè mảng bê tông, và kè tấm bê tông tự chèn.
Bờ biển tự nhiên a Kè đá đổ tại Chesapeake, Maryland
0 2m b Kè BT đổ tại chỗ Cambridge, Maryland
0 30m Bê tông Đá vụn Vải địa kỹ thuật Cọc mak kẽm
MN Đ−ờng bờ tự nhiên Khíp nèi c Kè mảng bê tông tại Jupiter, Florida
Cọc bê tông dự ứng lực DÇm mò
D¨m, sái lãt Vải địa kỹ thuật
Vải địa kỹ thuật trải sâu nhất có thể Đá hộc 0.00
11c m 93c m 11c m d Kè tấm bê tông tại Cedahurst, Maryland
Hình 1.6: Một vài mặt cắt kè điển hình của Mỹ
1.1.4 Hệ thống đê điều Nhật Bản
Nhật Bản, quốc gia bốn mặt giáp biển và thường xuyên đối mặt với động đất, sóng thần, đặc biệt chú trọng đến hệ thống đê cửa sông và đê biển, mặc dù phần lớn đất đai cao hơn mực nước biển Quy định thiết kế cho từng loại đê được giám sát chặt chẽ, nhằm đảm bảo an toàn và hiệu quả Đê không chỉ là công trình phòng chống thiên tai mà còn phục vụ nhiều mục tiêu khác, trong đó giao thông được ưu tiên hàng đầu, tạo nên hệ thống đê biển hoàn chỉnh và hiệu quả.
Hệ thống đê biển của các nước phát triển nổi bật với công nghệ xây dựng tiên tiến và quy trình công nghệ được đảm bảo Việc áp dụng máy móc trong từng giai đoạn từ khảo sát, thiết kế, xây dựng đến vận hành và bảo dưỡng giúp giảm thiểu hỏng hóc nhỏ trong điều kiện bình thường, ngoại trừ những sự cố thiên tai lớn Ví dụ, công trình lấn biển ở Úc và công trình bảo vệ bờ ở Nhật Bản đều minh chứng cho hiệu quả của công nghệ này.
Hình ảnh công trình bảo vệ bờ tại các quốc gia như Hà Lan, Đức, Bỉ, Anh, Đan Mạch, Mỹ và Nhật Bản cho thấy sự quan tâm đến việc duy trì bãi trước nhằm tăng cường an toàn cho hệ thống đê biển và phát triển du lịch biển Các giải pháp mềm như nuôi bãi và trồng rừng ngập mặn đóng vai trò quan trọng trong chiến lược này Đội tàu hút cát hoạt động thường xuyên để mở rộng bãi tắm, tạo cảnh quan đẹp và trồng cây chắn sóng ven biển Điều này thể hiện cam kết đối với phát triển bền vững môi trường sinh thái biển trong các dự án phát triển.
Tổng quan về công trình đê điều ở Việt Nam 10
1.2.1 Tình hình lũ và giải pháp phòng chống
1.2.1.1 Đặc điểm tự nhiên Việt Nam và đồng bằng Bắc Bộ:
Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa Đông Nam Á, chịu ảnh hưởng của khí hậu lục địa Trung Ấn từ phía Bắc và phía Tây, cùng với hai hệ thống sông lớn là sông Hồng và sông Cửu Long Đất nước này còn bị tác động bởi khí hậu biển Đông từ phía Đông và phía Nam, nơi giao giữa Thái Bình Dương và Ấn Độ Dương, đồng thời nằm trong ổ bão biển Đông, một trong năm ổ bão lớn nhất thế giới Mùa bão trùng với mùa mưa, địa hình phức tạp với đồng bằng hẹp và thấp trũng, núi cao sườn dốc, trong khi rừng cây bị tàn phá ngày càng nghiêm trọng Do đó, lũ bão đã gia tăng đáng kể trong ba thập kỷ qua, trở thành mối đe dọa thường xuyên đối với đời sống và sản xuất của người dân Việt Nam.
Việt Nam có lượng mưa bình quân hàng năm từ 1.800 mm đến 2.500 mm, với sự phân bổ không đều, 70-80% lượng mưa tập trung vào các tháng 7, 8, 9 ở Bắc bộ và Nam bộ, cũng như tháng 8, 9, 10 ở Trung bộ Trong mùa mưa, lượng mưa thường tập trung vào một số đợt lớn, với lượng mưa ngày lớn nhất trung bình từ 130-200 mm Lượng mưa lớn nhất trong một ngày đạt 731 mm, trong khi lượng mưa lớn nhất trong một đêm là 702 mm vào ngày 9/11/1984 Đặc biệt, lượng mưa trong 2 ngày lớn nhất tại Huế vào tháng 10/1983 lên tới 1217 mm Sự phân bổ không đều này là nguyên nhân chính dẫn đến các trận lũ lụt trên các triền sông.
Hệ thống sông suối tại Việt Nam dài khoảng 25.000 km, được chia thành ba hệ thống chính: sông Hồng và sông Thái Bình ở Bắc Bộ, các sông miền Trung, và hệ thống sông Cửu Long cùng sông Đồng Nai ở Nam Bộ.
Do sự khác biệt về địa hình, các con sông ở Việt Nam thể hiện nhiều đặc điểm riêng biệt: sông ở Nam Bộ hiền hòa, sông ở Bắc Bộ có độ dốc vừa phải, trong khi sông ở miền Trung thường ngắn và có độ dốc lớn Nhiều sông lớn như hệ thống sông Hồng ở Bắc Bộ và sông Cửu Long ở Nam Bộ bắt nguồn từ các nước láng giềng và chảy ra biển.
Tất các các con sông đến mùa mưa đều có lũ, mức độ ác liệt hàng năm có khác nhau
Từ đầu thế kỷ 20, hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình ở Bắc Bộ đã ghi nhận 26 trận lũ lớn, trong đó trận lũ lịch sử năm 1971 là lớn nhất Trước đó, trận lũ năm 1945 cũng được xem là một sự kiện lịch sử, mặc dù mực nước của nó thấp hơn trận lũ năm 1971.
Năm 1971, mực nước sông đã vượt quá khả năng chịu đựng của đê, cao hơn mặt đất đồng ruộng từ 5-10 m Trong 45 năm từ 1900 đến 1945, đã có 18 năm xảy ra vỡ đê ở đồng bằng Bắc Bộ, trung bình cứ 2 năm lại có một năm vỡ đê và mất mùa Đặc biệt, trận lũ năm 1945 đã làm vỡ 79 đoạn đê, gây ngập 11 tỉnh với 312.000 ha đất canh tác và khoảng 4 triệu người bị ảnh hưởng Trận lũ năm 1971 cũng gây ra thiệt hại lớn khi làm vỡ 3 đoạn đê lớn, gây ngập 250.000 ha và ảnh hưởng nghiêm trọng đến 2,7 triệu người.
Trận lũ năm 1986, mặc dù chỉ đứng thứ 5 về độ lớn trong lịch sử quan trắc từ đầu thế kỷ, đã gây ra thiệt hại nghiêm trọng, bao gồm việc vỡ một đoạn đê sông Hồng tại Trung Châu - Đan Phượng và sập một cống dưới đê sông Cầu - Quế Võ Hà Bắc Các trận lũ khác cũng đã xảy ra ở nhiều địa phương, như năm 1906 tại Bình Định, năm 1983 tại Huế, và năm 1952 tại các tỉnh miền Đông Nam Bộ.
Năm 1964, hầu hết các tỉnh khu 5 cũ ở Trung bộ Việt Nam đã trải qua những trận lũ lớn, gây ra nhiều thảm cảnh và đau thương Lũ lụt trên sông Cửu Long và các nhánh của nó cũng đã xảy ra vào các năm 1961 và 1966, làm tăng thêm sự tàn phá cho khu vực này.
1978, 1984, 1991 cũng đã làm ngập hàng chục vạn ha lúa của dồng bằng sông Cửu long (Nam bộ) [7]
Trong những năm gần đây, tình hình lũ lụt tại các tỉnh miền núi phía Bắc và Tây Nguyên, như Lạng Sơn, Cao Bằng, Lai Châu, Đak Lak và Bắc Thái, đã trở nên nghiêm trọng Các trận lũ lụt vào các năm 1980, 1986 và 1991 đã gây thiệt hại nặng nề cho nhiều khu vực dân cư và hạ tầng cơ sở, đặc biệt là tại hai thị xã Lai Châu và Sơn La, khi dòng lũ quét đã cuốn trôi nhiều tài sản và gây ra sự tàn phá lớn.
Với tầm quan trọng đặc biệt của hệ thống sông Hồng, ngay từ những năm
Năm 1960, Đảng và Nhà nước Việt Nam đã thành lập Uỷ ban trị thủy và khai thác sông Hồng, với Phó Thủ tướng giữ vai trò chủ tịch, trong khi Bộ Thủy lợi đảm nhiệm chức năng Văn phòng thường trực.
Sau trận lũ lịch sử năm 1971, Đảng và Nhà nước ta quyết định về biện pháp phòng chống lũ cho hệ thống sông Hồng là:
1) Trồng và bảo vệ rừng đầu nguồn để hạn chế khả năng tập trung lũ về hạ du
2) Xây dựng các hồ chứa nước loại lớn và loại vừa ở thượng nguồn sông
3) Củng cố hệ thống đê
4) Chuẩn bị chu đáo để làm tốt việc phân lũ, chậm lũ khi cần thiết
5) Giải phóng lòng sông, khai thông dòng chảy để thoát lũ
6) Tăng cường công tác hộ đê phòng lụt Đến nay những biện pháp đó đã được triển khai tích cực và vẫn còn nguyên giá trị của nó, song có những mặt chúng ta thiếu biện pháp kiên trì tổ chức thực hiện như trồng rừng, giải phóng lòng sông [7]
Để đối phó với lũ lụt tương đương năm 1971 (tần suất 0,4%), cần điều tiết hồ Hòa Bình và Thác Bà nhằm giữ mức nước Hà Nội không vượt quá báo động III (11,50 m) Trong trường hợp lũ lớn hơn như năm 1986 (12,35 m) hoặc năm 1996 (12,48 m), nếu xảy ra lũ như năm 1971, mức nước tại Hà Nội có thể đạt 13,3 m Tuy nhiên, nếu gặp lũ như năm 1971 kết hợp với kiểu lũ năm 1964, 1969, việc giữ mức nước ở 13,30 m sẽ khó khăn, do đó cần xem xét biện pháp phân lũ qua sông Đáy Vào tháng 8 năm 1998, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Thông báo 164 TB/TW ngày 3/9/1998 để đề cập đến vấn đề này.
- Xây dựng các chỉ tiêu ban bố tình trạng khẩn cấp về thiên tai
- Xây dựng các phương án xử lý lũ đặc biệt lớn và quyết định phân lũ
Cần thiết phải phát triển một kế hoạch lâu dài và bền vững để củng cố hệ thống đê điều trên toàn quốc, đặc biệt là hệ thống sông Hồng Điều này nhằm bảo đảm an toàn cho sự phát triển bền vững về kinh tế, xã hội và an ninh quốc phòng cho đồng bằng sông Hồng và thủ đô Hà Nội.
1.2.2 Hệ thống đê sông Việt Nam
Lịch sử hệ thống đê điều Việt Nam bắt đầu từ thời Lý - Trần, khi Lý Công Uẩn, vị vua đầu tiên của triều đại Lý, lên ngôi Triều đại này được đánh giá cao về những đóng góp trong việc phát triển và củng cố hệ thống đê điều, nhằm bảo vệ mùa màng và đời sống của người dân trước thiên tai.
Bắt đầu công việc xây dựng đất nước với quy mô lớn, tạo nền tảng vững chắc cho sự phát triển của dân tộc và quốc gia phong kiến độc lập Việc đắp đê trị thủy có ảnh hưởng trực tiếp đến quyền lợi quốc gia, không thể để tự phát Năm 1077, triều đình Lý quyết định xây dựng những con đê quy mô lớn, trong đó có đê sông Như Nguyệt (Sông Cầu) dài 67.380 bộ (khoảng 30 km) theo ghi chép trong Việt sử lược.