Nghiên cứu cơ sở khoa học và thực tiễn để thiết lập phương pháp cảnh báo lũ quét thời gian thực cho khu vực miền núi tỉnh thanh hóa
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.29 MB, 102 trang )
BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
------------------------------------
LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ĐỂ
THIẾT LẬP PHƯƠNG PHÁP CẢNH BÁO LŨ QUÉT THỜI
GIAN THỰC CHO KHU VỰC MIỀN NÚI TỈNH THANH HÓA
CHUYÊN NGÀNH: THỦY VĂN HỌC
NGUYỄN CÔNG TRƯỜNG
HÀ NỘI, NĂM 2017
BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
------------------------------------
LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ĐỂ
THIẾT LẬP PHƯƠNG PHÁP CẢNH BÁO LŨ QUÉT THỜI
GIAN THỰC CHO KHU VỰC MIỀN NÚI TỈNH THANH HÓA
NGUYỄN CÔNG TRƯỜNG
CHUYÊN NGÀNH: THỦY VĂN HỌC
MÃ SỐ: 62440224
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS LÃ THANH HÀ
HÀ NỘI, NĂM: 2017
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
Cán bộ hướng dẫn chính: PGS.TS Lã Thanh Hà
Cán bộ chấm phản biện 1: PGS.TS Nguyễn Thanh Hùng
Cán bộ chấm phản biện 2: PGS.TS Lương Tuấn Anh
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại:
HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
Ngày 27 tháng 12 năm 2017
i
LỜI CAM ĐOAN
Tên tôi là: Nguyễn Công Trường
MSHV: 1698010035
Hiện đang là học viên lớp CH-2AT chuyên ngành Thủy văn học thuộc Khoa Khí
tượng Thủy văn – Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội.
Với luận văn: “Nghiên cứu cơ sở khoa học và thực tiễn để thiết lập phương
pháp cảnh báo lũ quét thời gian thực cho khu vực miền núi tỉnh Thanh Hóa”
Tôi xin cam đoan: các nội dung, số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và
chưa được công bố dưới bất kỳ hình thức nào khác.
Hà Nội,ngày 04 tháng 12 năm 2017
TÁC GIẢ LUẬN VĂN
Học viên thực hiện
Nguyễn Công Trường
ii
LỜI CẢN ƠN
Để hoàn thành được luận văn này, em xin chân thành gửi lời cảm ơn tới:
PGS.TS Lã Thanh Hà, Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi Khí
hậu, Thầy hướng dẫn khoa học cho luận văn của em, những điều đạt được trong luận
văn này là những kiến thực vô cùng quý báu mà Thầy đã tận tình chỉ dẫn cho em trong
suốt thời gian làm luận văn.
Quý Thầy, Cô trong Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội. Đặc
biệt là Thầy, Cô trong Khoa Khí tượng Thủy văn đã nhiệt tình hướng dẫn và giúp đỡ
em trong quá trình học tập và làm luận văn tốt nghiệp.
Lãnh đạo, đồng nghiệp tại Đài Khí tượng Thủy văn Khu vực Đồng Bằng Bắc
Bộ đã tạo điều kiện cho em trong quá trình tham gia và hoàn thành khóa học
Trong quá trình làm luận văn do giới hạn về thời gian cũng như hạn chế về
nguồn số liệu nên không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy, em rất mong nhận được
sự cảm thông và những ý kiến đóng góp quý báu của Thầy, Cô để em có thể hoàn
thiện luận văn tốt nghiệp này.
Xin trân trọng cảm ơn.
Học viên
Nguyễn Công Trường
iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN................................................................................................................................. i
LỜI CẢN ƠN ....................................................................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT................................................................. vi
DANH MỤC BẢNG .........................................................................................................................vii
DANH MỤC HÌNH .........................................................................................................................viii
THÔNG TIN LUẬN VĂN ................................................................................................................ x
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................................... 1
1. Cơ sở khoa học và thực tiễn của Luận văn .................................................................. 1
1.1. Cơ sở khoa học ......................................................................................................... 1
1.2. Cơ sở thực tiễn .......................................................................................................... 2
2. Mục tiêu của Luận văn ................................................................................................ 3
3. Xác định phạm vi nghiên cứu ...................................................................................... 3
4. Phương pháp tiếp cận và nghiên cứu kỹ thuật............................................................. 4
5. Nội dung nghiên cứu ................................................................................................... 5
6. Bố cục của Luận văn ................................................................................................... 6
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP CẢNH BÁO LŨ QUÉT...................... 7
I. Nhận dạng lũ quét ........................................................................................................ 7
1.1. Khái niệm về lũ quét................................................................................................. 7
1.2. Phân biệt lũ thường và lũ quét .................................................................................. 8
1.3. Phân loại lũ quét ....................................................................................................... 9
1.3.1. Phân loại dựa vào nguyên nhân hình thành ........................................................... 9
1.3.2. Phân loại lũ quét theo tính chất của dòng chảy ................................................... 10
1.3.3. Phân loại theo dạng và nguồn gốc phát sinh ....................................................... 11
1.3.4. Lũ ống – dạng lũ quét tổng hợp ........................................................................... 12
II. Tổng quan một số phương pháp cảnh báo và dự báo lũ quét ................................... 13
2.1. Khái niệm cảnh báo và dự báo lũ quét ................................................................... 13
2.2. Phân loại cảnh báo lũ quét ...................................................................................... 15
III. Tổng quan các phương pháp cảnh báo lũ quét hiện có ........................................... 17
3.1. Các phương pháp cảnh báo lũ quét trên thế giới .................................................... 17
3.1.1. Nguyên tắc chung ................................................................................................ 17
3.1.2. Giới thiệu một số hệ thống cảnh báo lũ quét ....................................................... 19
iv
3.2. Hệ thống cảnh báo lũ quét ở Việt Nam .................................................................. 29
3.2.1. Phương pháp cảnh báo đại thể ............................................................................. 29
3.2.2. Phương pháp cảnh báo trên cơ sở thông tin về mưa ........................................... 29
3.3. Phân tích lựa chọn phương pháp cảnh báo lũ quét ................................................. 31
3.3.1. Nguyên tắc chung ................................................................................................ 31
3.3.2. Thiết kế hoạt động của hệ thống cảnh báo lũ quét ở lưu vực sông theo phương
pháp ALERT (WMO) .................................................................................................... 33
3.3.2.1. Nguyên tắc hoạt động của hệ thống cảnh báo ..................................................33
3.3.2.2. Sơ đồ quản lý và điều hành hệ thống cảnh báo lũ quét ....................................33
CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ HIỆN TRẠNG LŨ QUÉT TẠI KHU VỰC 3
HUYỆN MƯỜNG LÁT, QUAN SƠN, QUAN HÓA TỈNH THANH HÓA ...................... 35
2.1. Đặc điểm tự nhiên 3 huyện Quan Hóa, Quan Sơn và Mường Lát tỉnh Thanh Hóa 35
2.1.1.Đặc điểm tự nhiên huyện Quan Hóa .................................................................... 35
2.1.1.1.Vị trí địa lý .........................................................................................................35
2.1.1.2. Địa hình địa chất ..............................................................................................36
2.1.1.3 Thủy văn tài nguyên nước .................................................................................38
2.1.2. Đặc điểm tự nhiên huyện Quan Sơn .................................................................... 39
2.1.2.1.Vị trí địa lý .........................................................................................................39
2.1.2.2. Địa hình, địa chất ..............................................................................................40
2.1.2.3. Thủy văn và tài nguyên nước ...........................................................................41
2.1.3. Đặc điểm tự nhiên huyện Mường Lát ................................................................. 42
2.1.3.1. Vị trí địa lý ........................................................................................................42
2.1.3.2. Địa hình, địa chất ..............................................................................................43
2.1.3.3. Khí hậu, thời tiết ...............................................................................................44
2.1.3.4 Thủy văn và tài nguyên nước ............................................................................44
2.2. Tổng quan diễn biến lũ quét tại Thanh Hóa ........................................................... 45
2.2.1. Tình hình quan trắc và mạng lưới trạm trong khu vực nghiên cứu ..................... 45
2.2.2. Hiện trạng lũ quét trên địa bàn toàn tỉnh Thanh Hóa .......................................... 46
2.2.2.1. Các hình thế gây mưa lũ ở Thanh Hóa: ............................................................46
2.2.2.2. Hiện trạng lũ quét trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa: ..............................................47
2.2.2.3. Nguyên nhân hình thành lũ quét ở vùng núi Thanh Hóa .................................48
2.2.3. Hiện trạng lũ quét và tình hình thiệt hại trên địa bàn 3 huyện Mường Lát, Quan
v
Sơn, Quan Hóa, tỉnh Thanh Hóa ................................................................................... 50
2.2.3.1. Nguồn số liệu thu thập ......................................................................................50
2.2.3.2. Thống kê các trận lũ quét và thiệt hại trên địa bàn 3 huyện Mường Lát, Quan
Sơn, Quan Hóa, tỉnh Thanh Hóa ...................................................................................51
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP CẢNH BÁO LŨ QUÉT THỜI GIAN
THỰC CHO KHU VỰC 3 HUYỆN MƯỜNG LÁT, QUAN SƠN, QUAN HÓA TỈNH
THANH HÓA .................................................................................................................................... 52
3.1. Xác định ngưỡng gây lũ quét ...................................................................................................... 52
3.1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................ 52
3.1.2. Một số phương pháp xác định ngưỡng mưa ........................................................ 53
3.2. Xác định ngưỡng gây lũ quét cho khu vực nghiên cứu ............................................................ 54
3.2.1. Lựa chọn phương pháp ........................................................................................ 54
3.2.2. Cơ sở khoa học của phương pháp ....................................................................... 54
3.2.3. Các bước thực hiện .............................................................................................. 56
3.2.4 .Kết quả xác định ngưỡng mưa cho các trạm đo mưa .......................................... 56
3.2.4.1. Lựa chọn trạm mưa điển hình cho lưu vực ......................................................56
3.2.4.2. Xây dựng biểu đồ mưa các trận mưa lớn nhất năm của 4 trạm đo mưa...........57
3.2.4.3. Lập quan hệ lượng mưa tích lũy thời đoạn và cường độ mưa lớn nhất thời
đoạn trong các trận mưa lớn nhất năm cho 4 trạm đo mưa ...........................................63
3.2.4.4. Xây dựng đường tới hạn CL theo các cấp ngưỡng mưa để xác định mức báo
động tương ứng cho mỗi trạm mưa ...............................................................................67
3.2.4.5. Xác định mức báo động cho 15 trạm đo mưa thuộc 3 huyện Mường Lát, Quan
Sơn, Quan Hóa...............................................................................................................72
3. Lập phương án cảnh báo lũ quét cho 15 trạm đo mưa .............................................. 79
3.3.1. Xác lập thời gian bắt đầu và kết thúc trận mưa ................................................... 79
3.3.2. Xây dựng thuật toán cảnh báo ............................................................................. 80
3.4. Xây dựng phần mềm điều hành cảnh báo lũ quét cho 15 vị trí đặt trạm đo mưa .................. 82
3.4.1 Sơ đồ liên kết của phần mềm điều hành hệ thống cảnh báo lũ quét .................... 82
3.4.2 Các phương án thiết lập hệ thống cảnh báo.......................................................... 83
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................................................ 85
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................................. 86
PHỤ LỤC ........................................................................................ Error! Bookmark not defined.
vi
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
WMO
World Meteorology Organisation - Tổ chức khí tượng
thế giới
FFG
Flash Flood Guidance - Ngưỡng mưa sinh lũ quét
LFWS
Local Flood Warning Subsystems-Hệ thống cảnh báo lũ
ALERT
IFLOWS
EFFS
FFGS
Automated Local Evaluation in Real Time – Hệ thống
cảnh báo lũ quét thời gian thực
Integrated Flood Observing and Warning System
Hệ thống tích hợp quan trắc và cảnh báo lũ
European Flood/Flash Flood Forecasting System Hệ thống dự báo lũ quét Châu Âu
flash flood guidance system - Hệ thống hướng dẫn lũ
quét
AWS
Automatic Weather Station - Trạm đo thời tiết tự động
BoM
Bureau of Meteorology - Cục Khí tượng Bureau
KTTV
Khí tượng Thủy văn
ATNĐ
Áp thấp nhiệt đới
PCTT
Phòng chống thiên tai
PCTT&TKCN
Phòng chống thiên tai và tìm kiếm cứu nạn
KHKTTV
Khoa học Khí tượng Thủy văn
KT-KT
Kinh tế kĩ thuật
QT
Quan trắc
E (j/m2)
Động năng mưa
r
Chỉ số xói mòn
CL
Critcal Line - Đường tới hạn Critcal Line
K
Trọng số mưa
X 1 ngày max
(mm)
Lượng mưa 1 ngày lớn nhất
vii
DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1: Quan hệ thời đoạn mưa và ngưỡng gây lũ quét ............................................53
Bảng 3.2: Quan hệ lượng mưa tích lũy thời đoạn và cường độ mưa trận lớn nhất năm
trạm Hồi Xuân ...............................................................................................................63
Bảng 3.3: Quan hệ lượng mưa tích lũy thời đoạn và cường độ mưa trận lớn nhất năm
trạm Bái Thượng............................................................................................................64
Bảng 3.4: Quan hệ lượng mưa tích lũy thời đoạn và cường độ mưa trận lớn nhất năm
trạm Yên Định ...............................................................................................................65
Bảng 3.5: Quan hệ lượng mưa tích lũy thời đoạn và cường độ mưa trận lớn nhất năm
trạm Lạc Sơn..................................................................................................................66
Bảng 3.6: Tính toán hệ số thu phóng của 15 vị trí đo mưa theo trạm gốc Hồi Xuân (X1
ngày lớn nhất 135 mm) ..................................................................................................75
Bảng 3.7: Tính toán quan hệ báo động các cấp cho 15 vị trí đo mưa thuộc 3 huyện
Mường Lát, Quan Sơn, Quan Hóa .................................................................................76
Bảng 3.8: Số liệu mưa trạm Thành Sơn ........................................................................81
viii
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống cảnh báo và phòng tránh lũ quét.............................................................. 34
Hình 2.1. Bản đồ vị trí huyện Quan Hóa .......................................................................35
Hình 2.2. Bản đồ địa 3D hình huyện Quan Hóa............................................................36
Hình 2.3: Bản đồ mạng lưới sông ngòi huyện Quan Hóa .............................................39
Hình 2.4:Bản đồ vị trí huyện Quan Sơn …………………………………………….40
Hình 2.5: Bản đồ địa hình 3D huyện Quan Sơn ............................................................41
Hình 2.6: Bản đồ mạng lưới sông ngòi huyện Quan Sơn……………………………..42
Hình 2.7:Bản đồ vị trí huyện Mường Lát ......................................................................43
Hình 2.8: Bản đồ địa hình 3D huyện Mường Lát ..........................................................43
Hình 2.9: Bản đồ mạng lưới sông ngòi huyện Mường Lát ...........................................45
Hình 2.10: Bản đồ hệ thống mạng lưới các trạm khí tượng trong khu vực nghiên cứu 46
Hình 2.11: Bản đồ hiện trạng lũ quét tỉnh Thanh Hóa ..................................................47
Hình 3.1: Biểu đồ quan hệ lượng mưa tích lũy thời đoạnvà cường độ mưa lớn nhất thời
đoạn trong các trận mưa thực đo ...................................................................................55
Hình 3.2: Bản đồ vị trí các trạm Khí tượng dùng để tính toán ngoại suy ngưỡng mưa
cho khu vực dự án..........................................................................................................57
Hình 3.3: Các biểu đồ quá trình mưa lớn nhất năm (1986-2015) trạm Hồi Xuân ........62
Hình 3.4: Biểu đồ quan hệ lượng mưa tích lũy thời đoạn và cường độ mưa lớn nhất và
đường CL trạm Hồi Xuân ..............................................................................................68
Hình 3.5: Biểu đồ quan hệ lượng mưa tích lũy thời đoạn và cường độ mưa lớn nhất và
đường CL trạm Bái Thượng ..........................................................................................68
Hình 3.6: Biểu đồ quan hệ lượng mưa tích lũy thời đoạn và cường độ mưa lớn nhất và
đường CL trạm Yên Định ..............................................................................................69
Hình 3.7: Biểu đồ quan hệ lượng mưa tích lũy thời đoạn và cường độ mưa lớn nhất và
đường CL trạm Lạc Sơn ................................................................................................69
ình 3.8: Biểu đồ trung bình cấp Báo động 1 từ 4 trạm Hồi Xuân, Bái Thượng, Yên
Định, Lạc Sơn ................................................................................................................71
Hình 3.9: Biểu đồ trung bình cấp Báo động 2 của 4 trạm Hồi Xuân, Bái Thượng, Yên
Định, Lạc Sơn ................................................................................................................71
Hình 3.10: Biểu đồ trung bình cấp Báo động 3 của 4 trạm Hồi Xuân, Bái Thượng, Yên
Định, Lạc Sơn ................................................................................................................72
ix
Hình 3.11: Bản đồ đẳng trị mưa 1 ngày lớn nhất huyện Mường Lát ............................74
Hình 3.12: Bản đồ đẳng trị mưa 1 ngày lớn nhất huyện Quan Hóa ..............................74
Hình 3.13: Bản đồ đẳng trị mưa 1 ngày lớn nhất huyện Quan Sơn ..............................75
Hình 3.14:Biểu đồ quan hệ dự báo theo 3 cấp báo động tại 15 xã thuộc 3 huyện
Mường Lát , Quan Sơn, Quan Hóa ................................................................................79
Hình 3.15 : Nhận dạng một trận mưa cảnh báo lũ quét .................................................80
Hình 3.16 : Sơ đồ liên kết phần mềm điều hành hệ thống cảnh báo lũ quét ......................83
x
THÔNG TIN LUẬN VĂN
Họ và tên học viên: Nguyễn Công Trường
Lớp : CH - 2AT
Khóa: 2016 - 2018
Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS Lã Thanh Hà
Tên đề tài: “Nghiên cứu cơ sở khoa học và thực tiễn để thiết lập phương pháp
cảnh báo lũ quét thời gian thực cho khu vực miền núi tỉnh Thanh Hóa”
Tóm tắt:
Việt Nam là một trong số những quốc gia nằm trong khu vực thường xuyên bị
ảnh hưởng của các thiên tai như: Bão, lũ, lốc, nước dâng, úng, hạn, động đất, sạt lở
đất, cháy rừng, trong đó đặc biệt là hiện tượng lũ quét. Trong điều kiện biến đổi khí
hậu toàn cầu đang diễn ra khá gay gắt thì vấn đề lũ quét ngày càng trở nên nguy hiểm,
khốc liệt hơn. Vì vậy, trong điều kiện hiện nay cần phải chọn một hệ thống cảnh báo lũ
quét cho phù hợp với điều kiện từng vùng, từng khu vực.
Luận văn trình bày được kết quả thiết lập phương pháp cảnh báo lũ quét thời gian
thực cho 3 huyện miền núi phía tây tỉnh Thanh Hóa có nguy cơ lũ quét cao nhất, bao
gồm 3 huyện: Mường Lát, Quan Sơn, Quan Hóa. Trong phương pháp cảnh báo lũ quét
tác giả dùng phương pháp xác định ngưỡng mưa để làm tiêu chí cho cảnh báo, là thông
số chìa khóa để xác định thời điểm gây lũ quét. Để xác định được ngưỡng mưa cho 15
trạm đo mưa thuộc 3 huyện, luận văn đã áp dụng phương pháp theo chỉ dẫn của Bộ
Giao thông, Hạ tầng cơ sở của Nhật Bản trên cơ sở sử dụng số liệu mưa thực đo ở các
trạm đo mưa tự ghi.
Đồng thời, luận văn đã thiết lập được phần mềm điều hành hệ thống cảnh báo lũ
quét theo thời gian thực nhằm phục vụ công tác phòng tránh lũ quét hàng năm theo các
cấp báo động.
1
MỞ ĐẦU
1. Cơ sở khoa học và thực tiễn của Luận văn
1.1. Cơ sở khoa học
Hiện tượng lũ núi, lũ bùn - nước xảy ra cực nhanh, có sức tàn phá lớn thường gọi
là lũ quét, xảy ra trên quy mô toàn cầu, đặc biệt trong khoảng vài chục năm trở lại đây, đã
gây ra những tổn thất nghiêm trọng về người, tài sản và hủy hoại môi trường sống.
Hiện tượng lũ quét được coi là một thiên tai đặc thù có liên quan trực tiếp đến
diễn biến chế độ Khí tượng Thủy văn tự nhiên kết hợp với điều kiện mặt đệm và tác
động của con người. Do mối quan hệ phức tạp này, thiên tai lũ quét không thể được
ngăn ngừa một các triệt để mà chỉ có thể hạn chế thiệt hại đến mức thấp nhất kể cả
biện pháp công tình và phi công trình. Vì lý do như vậy, hiện nay trên thế giới cũng
như ở Việt Nam đã có nhiều nghiên cứu để đề xuất các giải pháp giảm thiểu tác hại
của lũ quét. Tuy nhiên ở các mức độ khác nhau, các phương pháp dự báo, cảnh báo lũ
quét vẫn còn nhiều tồn tại, chưa đáp ứng được yêu cầu phòng tránh lũ quét, đặc biệt
đối với khu vực miền núi, nơi còn thiếu các thông tin trợ giúp như mạng lưới thu thập
số liệu, mức độ chi tiết các điều kiện mặt đệm.
Để việc thực thi mọi biện pháp phòng tránh lũ quét một cách có hiệu quả nhất,
các nước đều rất chú trọng tới giải pháp phi công trình, trọng tâm là nhiệm vụ cảnh
báo và dự báo. Dự báo phải kịp thời, chính xác và phải phối hợp với các kế hoạch,
chương trình để ra các thông tin dự báo, cảnh báo cho dân chúng, trong đó có cả
hướng dẫn cho họ hiểu rõ phải làm gì, như thế nào khi biết các thông tin dự báo. Ví dụ
như phải lo phòng chống, tránh, sơ tán,... ở những vùng bị lũ quét trực tiếp đe dọa.
Công tác cảnh báo, dự báo phải được xem là biện pháp phi công trình quan trọng
bậc nhất để quản lý khu vực, giảm thiệt hại.
Phương pháp cảnh báo cần phải tức thời: Có thể áp dụng linh hoạt phương pháp
Alert cho hình thức cảnh báo này. Tin cảnh báo được thực hiện khi mưa và mực nước
đã xuất hiện với xu thế tăng về cường độ và thời gian kéo dài có khả năng xảy ra lũ
quét. Để thực hiện được cảnh báo này cần có các thiết bị đo được lưu trữ liên tục và tự
động truyền số liệu diễn biến mưa đến người phát tin cảnh báo.
Các thông tin cảnh báo lũ quét truyền đến trực tiếp cho người dân theo hình thức
nghe được, nhìn thấy được qua các phương tiện: loa, kẻng, đèn tín hiệu, đuốc, hoặc
2
truyền qua điện thoại hữu tuyến nếu có. Trong trường hợp đối với các hộ dân ở vùng
không nghe, nhìn thấy được thiết bị báo động thì có thể dùng phương tiện đơn giản
(chạy bộ, ngựa, …) để thông báo.
Trong luận văn này, học viên mong muốn xây dựng một phương pháp cảnh báo
lũ quét dựa trên việc bố trí thiết lập mạng lưới đo đạc các thông tin đầu vào kết hợp
với các thông tin chi tiết về điều kiện địa hình, địa chất…. để ra các bản tin cảnh báo
theo thời gian thực ở một khu vực cụ thể.
1.2. Cơ sở thực tiễn
Việt Nam là một trong số những quốc gia nằm trong khu vực thường xuyên bị
ảnh hưởng của các thiên tai như: Bão, lũ, lốc, nước dâng, úng, hạn, động đất, sạt lở
đất, cháy rừng, trong đó đặc biệt là hiện tượng lũ quét. Trong điều kiện biến đổi khí
hậu toàn cầu đang diễn ra khá gay gắt thì vấn đề lũ quét ngày càng trở nên nguy hiểm,
khốc liệt hơn.
Số liệu thống kê tình hình lũ quét trong tỉnh Thanh Hóa cho thấy, lũ quét là một
hiện tượng Khí tượng Thuỷ văn nguy hiểm gây thiệt hại trước hết là tính mạng con
người nên cần phải có các biện pháp giảm thiểu càng sớm càng tốt. Trong khoảng
chục năm trở lại đây, chu kỳ lặp lại (tái diễn) của lũ quét có xu hướng ngày càng ngắn,
cường độ lũ tăng và xuất hiện nhiều vị trí mới, gây bất ngờ cho nhiều địa phương, khu
vực, đặc biệt là các huyện miền núi của tỉnh Thanh Hóa.
Mức độ thiệt hại về người do lũ quét gây ra đều vượt xa so với các thiên tai khác
như bão, lũ và tập trung chủ yếu xảy ra ở khu vực dân cư vùng sâu, vùng xa, nơi sinh
sống chủ yếu là cộng đồng các dân tộc ít người.
Chỉ tính trong vòng 10 năm gÇn ®©y ở các huyện miền núi tỉnh Thanh Hóa đã xảy
ra 3 trận lũ quét ảnh hưởng trực tiếp tới các vùng dân cư, làm chết 9 người, bị thương
5 người; 39 căn hộ bị trôi; 12 căn nhà bị ngập, hư hại nặng và các công trình giao
thông thủy lợi, dân sinh kinh tế bị hư hỏng nặng. Điển hình năm 2005, trên địa bàn các
huyện miền núi Thanh Hóa đã xảy ra 2 trận lũ quét ở huyện Thường Xuân và Quan
Hóa , làm chết 8 người, bị thương 1 người, làm sạt lở và ách tắc hàng chục km đường
giao thông, cuốn trôi 17 ngôi nhà, 76 đập loại nhỏ, hàng trăm cột điện... hàng chục ha
đất canh tác bị mất vĩnh viễn. Năm 2007 lũ quét xảy ra tại 6 xã ở huyện Bá Thước và
Bát Mọt, Thường Xuân.
Trước tình hình nguy cơ lũ quét có xu hướng tăng về độ lặp lại, tăng về diện và
cường độ nguy hiểm, ngày 21 tháng 11 năm 2013 UBND Tỉnh Thanh Hóa đã ban
hành Quyết định số 4110/QĐ –UBND: “Về việc ban hành Kế hoạch hành động thực
hiện Nghị quyết số 24-NQ/TW ngày 3/6/2013, Hội nghị lần thứ 7 BCH Trung ương
3
Đảng khóa XI về chủ động ứng phó với biến đổi khí hậu, tăng cường quản lý tài
nguyên, bảo vệ môi trường”.
Do vậy, trong điều kiện hiện nay ở Việt Nam nói chung và ở Thanh Hóa nói
riêng cần phải chọn một hệ thống cảnh báo lũ quét cho phù hợp với điều kiện từng
vùng, từng khu vực và căn cứ điều kiện kinh tế - kỹ thuật hiện có.
Từ những lý do nêu trên, trong Luận văn đề xuất xây dựng một hệ thống cảnh báo lũ
quét có tính khả thi cho các huyện miền núi tỉnh Thanh Hóa, trước mắt cho 3 huyện
Mường Lát, Quan Sơn, Quan Hóa là những khu vực có nguy cơ lũ quét cao nhất.
2. Mục tiêu của Luận văn
Xây dựng cơ sở khoa học và thực tiễn để thiết lập phương pháp cảnh báo lũ quét
có tính khả thi, hiệu quả cao giúp tạo môi trường sống an toàn hơn cũng như giảm
thiểu thiệt hại do lũ quét gây ra tại 3 huyện miền núi phía tây tỉnh Thanh Hóa là Quan
Sơn, Quan Hóa và Mường Lát.
Phạm vi không gian nghiên cứu là 3 huyện miền núi phía tây tỉnh Thanh Hóa:
Quan Sơn, Quan Hóa và Mường Lát.
3. Xác định phạm vi nghiên cứu
Do nằm ở vị trí chịu ảnh hưởng của tính chất nhiệt đới ẩm gió mùa, nên diễn biến
thời tiết ở Thanh Hóa rất phức tạp: Lũ lụt thường ở diện rộng, nắng lắm, mưa nhiều,
giông, bão, áp thấp nhiệt đới (ATNĐ) thường xuyên xảy ra, do đặc điểm địa lý chi
phối, địa hình của tỉnh Thanh Hóa được hình thành 3 vùng rõ rệt (vùng miền núi; đồng
bằng trung du và đồng bằng ven biển). Vùng miền núi có 11 huyện, trong đó (có 5
huyện biên giới) địa hình dốc, đồi núi cao xen giữa sông, suối, hồ đập tạo thành địa
hình phức tạp, thời tiết khí hậu khắc nghiệt, thất thường; mùa khô kéo dài nên hạn hán
thiếu nước, cháy rừng xảy ra nghiêm trọng, thời kỳ mùa lũ lớn thường ngắn nhưng bất
ngờ, độ dốc lớn, lũ lên xuống rất nhanh, gây không ít khó khăn cho dự báo, cảnh báo
và triển khai các phương án ứng phó; đây cũng là khu vực hội tụ nhiều trận mưa lớn,
đặc biệt lớn hàng năm.
Theo số liệu điều tra chưa đầy đủ toàn tỉnh có 10/11 huyện miền núi, 47 xã, trên
38 điểm đã và có nguy cơ cao có thể xảy ra lũ quét, sạt lở đất với khoảng 1.849
hộ/7.845 khẩu đang sinh sống ở các khu vực trên, cụ thể như sau:
1) Huyện Mường Lát: Các xã Tam Chung (bản Poọng), Pù Nhi (bản Na Tao,
bản Cơm, khu vực suối Sâu), Trung Lý (khu vực suối Táo), Quang Chiểu (bản Xim và
Đồn BP 489), Mường Chanh (bản Chai).
4
2) Huyện Quan Hoá: Các xã Hiền Kiệt (khu vực suối Khiết, bản Chiềng Hin,
Chiềng Căm, Poọng Nưa), Nam Tiến, Thiên Phủ, Phú Lệ, Thanh Sơn và xã Hiền
Trung.
3) Huyện Quan Sơn: Các xã Tam Thanh (bản Bôn),Tam Lư (Muống), Na Mèo
(bản Cha Khót và bản Son); Sơn Thuỷ (bản Chanh, Mùa Xuân và Xía Nọt); Mường
Mìn (bản Yên); Trung Hạ.
4) Huyện ThườngXuân: xã Bát Mọt (bản Cạn, Ruộng Chiềng, Phống và bản
Dưu); Luận Thành; Xuân Lệ; Xuân Chinh.
5) Huyện Bá Thước: Các xã Vân Nho (Làng Nước), Thiết Kế (đập tràn Làng Cha),
Thành Lâm (Khu vực suối Lếch), Cỗ Lũng, Lũng Liên, Thành Long, Văn Công, Lũng Cao.
6) Huyện Lang Chánh: Xã Yên Khương (Bản Yên Lập, Khon Từ Chiềng, Xáng
và bản Muỗng).
7) Huyện Ngọc Lặc: Các xã Thành Lập, Cao Ngọc, Ngọc Liên, Nguyệt Ấn và thị
trấn Ngọc Lặc.
8) Huyện Cẩm Thủy: Các xã Cẩm Tú, Cẩm Quí và ngã ba thôn Án Đỗ xã Cẩm
Châu (do trục đường HCM làm hạn chế và thay đổi dòng chảy)
9) Huyện Thạch Thành: Các xã Thạch Quảng, Thạch Lâm.
10) Huyện Như Xuân: Các xã Xuân Quỳ, Hóa Quỳ, Thanh Sơn, Thanh Xuân,
Thanh Phong và Thanh Lâm.
Trong khuôn khổ Luận văn này học viên sẽ trình bày chi tiết hiện trạng, diễn biến
về lũ quét và đề xuất giải pháp cảnh báo nguy cơ này tại 3 huyện Mường Lát, Quan
Sơn, Quan Hóa là khu vực có nguy cơ lũ quét cao nhất của tỉnh Thanh Hóa.
4. Phương pháp tiếp cận và nghiên cứu kỹ thuật
4.1. Phương pháp tiếp cận
1. Tiếp cận đa ngành
Lũ quét được nhìn nhận là một hiện tượng tự nhiên hình thành từ tổ hợp nguy
hiểm nhất giữa 3 nhân tố chủ đạo: điều kiện KTTV, điều kiện địa hình - địa chất, lớp
phủ thực vật. Do vậy, việc phân tích hiện tượng lũ quét, đặc biệt là xác định tiêu chí
xảy ra lũ quét là một sản phẩm tổng hợp của các khoa học đa ngành.
2. Khảo sát thực địa chi tiết cho từng loại địa hình, lưu vực sông, suối
Địa hình khu vực có nguy cơ xảy ra lũ quét rất dốc (trên 30 độ), địa hình bị chia
cắt mạnh mẽ thành những hẻm, vực sâu, độ dốc rất lớn. Phạm vi bị lũ quét tác động là
5
những lưu vực nhỏ, chỉ 100 - 200 km2, thậm chí chỉ vài chục km2.
Kết hợp sử dụng các tài liệu, số liệu được lưu trữ tại địa phương như bản đồ địa
hình, địa chất, lớp phủ rừng để thiết lập bản đồ phân vùng nguy cơ lũ quét và ngưỡng
mưa gây lũ quét.
3. Kế thừa các nghiên cứu đã có
Hiện tại ở trong nước có một số công trình nghiên cứu về lũ quét. Những kết quả
nghiên cứu cả lũ quét và sạt lở nói trên rõ ràng là rất cần thiết và rất có ích, trước hết là
đối với những quản lý tầm vĩ mô. Về mặt khoa học, các công trình nghiên cứu là
những khai phá rất quan trọng về mặt lý thuyết và phương pháp nghiên cứu về xác
định nguyên nhân, mô tả diễn biến, đánh giá thiệt hại, thành lập bản đồ phân vùng lũ
quét ở nước ta. Các công trình nghiên cứu trên được coi là các nghiên cứu tiền khả thi
của luận văn này.
4.2. Nghiên cứu kỹ thuật
Trong Luận văn sẽ sử dụng các phương pháp chuyên đề như:
- Phương pháp điều tra thu thập số liệu quá khứ, gồm số liệu KTTV, số liệu địa
hình, bình đồ.
- Phương pháp khảo sát, đo đạc số liệu bổ sung: Dùng các thiết bị đo đạc hiện đại để
khảo sát địa hình, đo đạc thu thập lượng mưa tự động có sử dụng sóng điện thoại di động.
- Phương pháp phỏng vấn, chuyên gia.
- Phương pháp phân tích, thống kê dùng để phân tích diễn biến quan hệ mưa –
dòng chảy – lũ quét và xác định ngưỡng gây lũ quét.
- Phương pháp tin học để áp dụng lập phần mềm điều hành hệ thống cảnh báo lũ quét.
5. Nội dung nghiên cứu
5.1 Khái niệm cơ bản về nguyên nhân, diễn biến của hiện tượng lũ quét và công
tác dự báo, cảnh báo.
5.2. Phân tích lựa chọn hệ thống cảnh báo lũ quét phù hợp với khu vực nghiên cứu.
5.3. Tổng quan điều kiện tự nhiên và hiện trạng lũ quét ở khu vực miền núi phía
tây tỉnh Thanh Hóa
- Lựa chọn khu vực nghiên cứu chi tiết
- Đặc điểm địa hình, địa chất
- Đặc điểm khí tượng và phân bố mưa
- Đặc điểm chế độ Thủy văn
6
5.4. Phân tích nguyên nhân, diễn biến lũ quét và tình hình thiệt hại cho khu vực
nghiên cứu
5.5. Nghiên cứu xây dựng mô hình cảnh báo lũ quét thời gian thực cho khu vực
nghiên cứu
- Phân tích lựa chọn ngưỡng mưa gây lũ quét cho các xã thuộc 3 huyện Mường
Lát, Quan Sơn, Quan Hóa;
- Báo cáo kết quả ngưỡng mưa cho các vị trí đã xác định;
- Lập phương pháp cảnh báo lũ quét chi tiết cho các xã thuộc 3 huyện Mường
Lát, Quan Sơn, Quan Hóa;
- Xây dựng phần mềm điều hành hệ thống cảnh báo lũ quét chi tiết theo các cấp
báo động cho các xã thuộc 3 huyện Mường Lát, Quan Sơn, Quan Hóa;
5.6. Thiết lập Trung tâm thu nhận, xử lý và ra bản tin cảnh báo lũ quét cho các xã
thuộc 3 huyện Mường Lát, Quan Sơn, Quan Hóa.
5.7. Báo cáo hướng dẫn sử dụng phần mềm điều hành và đề xuất các phương án
ra quyết định cảnh báo lũ quét.
6. Bố cục của Luận văn
Chương 1. Tổng quan về phương pháp cảnh báo lũ quét
Chương 2. Đặc điểm tự nhiên và hiện trạng lũ quét tại khu vực 3 huyện Mường Lát,
Quan Sơn, Quan Hóa tỉnh Thanh Hóa
Chương 3. Xây dựng phương pháp cảnh báo lũ quét thời gian thực cho khu vực 3
huyện Mường Lát, Quan Sơn, Quan Hóa tỉnh Thanh Hóa
7
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP CẢNH BÁO LŨ QUÉT
I. Nhận dạng lũ quét
1.1. Khái niệm về lũ quét
Lũ quét là một hiện tượng thiên tai tự nhiên nguy hiểm, có nơi có lúc tới mức
thảm họa, xảy ra hầu khắp các lưu vực sông suối miền núi trên thế giới, đặc biệt là các
lưu vực nhiệt đới, cận nhiệt đới vùng núi phụ cận dãy Himalaya thuộc Ấn Độ, ở Trung
Quốc, Pakistan, Thái Lan, Nepan, Inđônêxia, Philippines, Malayxia, Nhật Bản, Hàn
Quốc, Việt Nam,... nơi có mùa hè khô nóng, mưa rào lớn, mưa do bão và xoáy thuận
nhiệt đới, gió mùa, đồng thời tại các lưu vực bị khai thác mạnh mẽ do hoạt động kinh
tế - xã hội của con người.
Do lũ quét mang tính địa phương, khái niệm về lũ quét trên thế giới cho đến nay
vẫn chưa thống nhất về một định nghĩa chung.
Sau đây xin dẫn quan điểm của một số tác giả trong và ngoài nước.
1. Theo WMO [15] thì lũ quét (flash flood) thường xảy ra trên diện hẹp và ngắn
hạn, biểu đồ lũ nhọn, nước lũ bất thần xuất hiện và biến mất ở thượng nguồn, lên
xuống rất nhanh. Sự khác nhau cơ bản với lũ thường là sự xuất hiện bất ngờ và khoảng
thời gian rất ngắn từ hiện tượng nguyên nhân (causative event) đến lũ.
2. Theo tài liệu [18] thì các trận lũ quét xuất hiện là kết quả của sự tập trung
nhanh chóng một lượng nước mưa dông (rainstorm) ở một vùng đồi núi, tốc độ lũ và
sự đổ vỡ do lũ gây nên sự nguy hiểm của lũ.
3. Theo Vụ Nhân đạo – Liên Hiệp Quốc DHA [1] thì lũ quét là lũ có thời đoạn
ngắn và lũ cao, khi có bão, mưa lớn tập trung nhanh sinh ra lũ trên các sườn dốc, sóng
lũ có thể truyền rất nhanh gây ra những tàn phá bất ngờ và nghiêm trọng. Do lũ hình
thành trong một thời gian ngắn nên việc dự báo là rất khó khăn.
4. Theo Ngô Đình Tuấn [12], lũ quét là loại lũ có tốc độ rất lớn (quét), xảy ra bất
ngờ (thường xuất hiện vào ban đêm; nơi xảy ra khi có mưa lớn – lũ ống...) trên một
diện tích nhỏ hay lớn, duy trì trong một thời gian ngắn hay dài (tùy từng trận mưa lũ),
mang nhiều bùn cát, có sức tàn phá lớn.
5. Lã Thanh Hà [4], trên cơ sở phân tích những ý kiến trên, kết hợp với việc khảo
sát tính chất của các trận lũ quét đã xảy ra ở Việt Nam trong khuôn khổ dự án: "Điều
tra, khảo sát, phân vùng và cảnh báo khả năng xuất hiện lũ quét ở miền núi Việt Nam,
Giai đoạn 1- miền núi Bắc Bộ", ®i ®Õn kh¸i niÖm:
8
Lũ quét là lũ hình thành do mưa kết hợp với các tổ hợp bất lợi về điều kiện mặt
đệm (địa hình, địa mạo, lớp phủ...) sinh ra dòng chảy bùn đá trên các sườn dốc (lưu
vực, sông suối) và truyền rất nhanh xuống hạ lưu gây ra những tàn phá bất ngờ và
khủng khiếp ở khu vực sườn núi và dọc sông mà nó tràn qua.
Như vậy khái niệm trên [4] đã đề cập đến:
- Chỉ rõ nguyên nhân hình thành lũ quét, do mưa với cường độ khác nhau làm sạt
lở đất trên các khu vực bề mặt núi dốc, cuốn theo bùn, đất, đá dọc sông, suối.
- Lũ quét tương tự như lũ thường có 3 giai đoạn hình thành dòng chảy nhưng có
tác hại tàn phá lớn do dòng chảy gây sạt lở (quét) bùn đá trên bề mặt dốc lưu vực và
cuốn theo bùn đá xuống hạ lưu các sông, suối.
1.2. Phân biệt lũ thường và lũ quét
Lũ thường là lũ hình thành theo quy luật mưa - dòng chảy trên nền mặt đệm ổn
định. Theo quy định chung, khi mực nước ở một vị trí nào đó vượt mức trung bình
nhiều năm thì quá trình lũ xuất hiện. Lũ thường có thể gây ngập lụt ở một khu vực
rộng lớn tùy theo lượng mưa và chủ yếu hay được nhắc tới ở khu vực hạ lưu vùng
châu thổ các sông lớn.
Đối với khu vực miền núi, rất khó phân biệt giữa lũ thường và lũ quét. Khi lũ
thường có tốc độ chảy tăng đột biến và dòng chảy bắt đầu kéo theo đất, đá, cây cối thì
có thể coi là sự bắt đầu một trận lũ quét.
Lũ quét khác lũ thông thường cả về cơ chế hình thành, quá trình vận động lẫn
hàm lượng vật rắn trong dòng chảy lũ với các đặc điểm sau:
- Đỉnh lũ quét thường cao hơn đỉnh lũ bão hoà do lũ quét lên xuống nhanh hơn
với thời gian chỉ bằng 1/2 hoặc bằng 1/3 lũ bão hoà.
- Hệ số dòng chảy lũ quét thường cao hơn lũ bão hòa vì lũ quét sinh ra thường do
hiện tượng vượt thấm. Do đó lũ quét sinh ra ít bị tổn thất do thấm và hệ số dòng chảy
sẽ cao hơn.
- Thời kỳ xuất hiện lũ quét ở Việt Nam: Lũ quét xảy ra thời gian dài trên phạm vi
toàn quốc vào các tháng mùa lũ (tháng V - XI ở Bắc bộ, VII – XII ở Trung bộ, Tây
Nguyên). Cá biệt, có trường hợp lũ quét không xảy ra vào thời kỳ mùa lũ mà xảy ra do
các nhiễu động thời tiết gây mưa lớn kèm theo dông ở các dạng địa hình đặc thù.
- Thời điểm xuất hiện lũ quét: Khác với lũ thường, lũ quét xuất hiện rất phức tạp,
xảy ra bất ngờ khi hội tụ đủ yếu tố bất lợi như mưa, điều kiện địa hình, địa mạo, địa
9
chất và lớp phủ. Thời điểm bắt đầu xuất hiện lũ quét tại một vị trí thường được xác
định qua ngưỡng cường độ mưa (là nhân tố tác động trực tiếp) và thay đổi liên tục qua
các trận mưa do điều kiện giữ độ ẩm của đất.
- Lũ quét thường xảy ra bất ngờ vào ban đêm và ác liệt, sức tàn phá cực lớn nên
không kịp và rất khó triển khai các biện pháp phòng tránh phù hợp.
Do các đặc điểm trên, muốn nhận biết trận lũ đó có phải là trận lũ quét hay
không, cần phải chú ý các biểu hiện có thể quan sát được như dưới đây:
- Thời gian lũ lên cực nhanh;
- Đỉnh lũ cao hơn đỉnh lũ bình thường trong cùng điều kiện (lượng mưa tương
đương nhau);
- Hàm lượng phù sa lớn hơn bình thường, kéo theo nhiều vật chất rắn;
- Dòng lũ chảy phát ra tiếng động lớn do mang theo đất, đá, cây cối,...
1.3. Phân loại lũ quét
Cũng tương tự như khái niệm về lũ quét, việc nhận dạng lũ quét cũng có nhiều ý
kiến khác nhau. Có thể nêu một số ý kiến được nhắc đến trong các tài liệu tham khảo.
1.3.1. Phân loại dựa vào nguyên nhân hình thành
Theo [2,3], lũ quét được phân thành 4 loại sau đây:
- Lũ quét xảy ra do mưa lớn, tập trung rơi trên lưu vực mà điều kiện tự nhiên hầu
như vẫn được giữ nguyên. Đây thường là những trận lũ quét đã xảy ra cách đây nhiều
năm, trên lưu vực nhỏ miền núi, hẻo lánh nên thiệt hại trực tiếp về người và của
thường rất ít vì dân thưa thớt, kinh tế kém phát triển. Những dấu tích tàn phá môi
trường để lại những vết trượt lở có khi cả mảng núi lớn, những bãi bồi lấp rộng hàng
chục hecta.
- Lũ quét gây ra do mưa lớn, tập trung trên các lưu vực, mà ở đó hoạt động của
con người mạnh mẽ, phá vỡ cân bằng sinh thái, làm biến đổi lớp phủ, mặt đệm chế độ
dòng chảy (thấm ít, dòng chảy mặt là chủ yếu) thay đổi khả năng trữ nước của đất, đất
dễ bị xói mòn sụt lở. Đây là loại phổ biến đáng quan tâm nhất hiện nay.
- Phá rừng, khai thác gỗ, củi thiếu quy hoạch, không dọn sạch trước khi lũ xảy ra,
cũng làm tăng mức độ nguy hiểm của lũ. Gỗ, củi, cây cối cùng với đá sỏi, đất, cát, rác
bị lũ cuốn trôi có thể tạo thành berie ngăn nước tạm, sau bị đổ vỡ tràn xuống, sức tàn
phá của lũ tăng gấp bội. Trận lũ quét xảy ra ngày 26 tháng 5 năm 1989 trên sông Ngàn
Phố là một trường hợp tương tự. Sau khi lũ xảy ra, một số vùng quanh thị trấn Phố
10
Châu, huyện Hương Sơn bị gỗ và cây cối phủ kín.
- Tác động của công trình như xây cầu, cống qua sông suối, xây dựng các công
trình ven sông suối không được quy hoạch và tính toán thiết kế đầy đủ, không lường
hết khả năng xảy ra của lũ quét đã làm tắc nghẽn lòng dẫn, nước lũ thoát đi khó khăn,
tạo nên các điểm tích năng, đến một lúc nào đó, nước lũ cuốn trôi cả cầu cống, phá
huỷ các công trình cản dòng chảy lũ, gây thiệt hại rất lớn.
Ở nước ta, ngoài việc xây dựng cầu cống qua sông suối, các công trình xây dựng
ven sông suối, các đập, phai ngăn sông suối lấy nước ở vùng thượng lưu cũng là những
barie cản lũ, dễ đổ vỡ khi lũ đến, tăng thêm tính khốc liệt của lũ quét.
Vỡ đập chắn nước gây nên một loại lũ quét khốc liệt nhất mà vai trò của con
người trong đó là rất quan trọng. Ảnh hưởng tổng hợp của quá trình tập hợp tài liệu,
tính toán, thiết kế, xây dựng và những hoạt động đa dạng, ở nhiều mức độ trên lưu vực
phía thượng lưu, những thay đổi điều kiện khí hậu, thời tiết trên phạm vi toàn cầu đều
có thể tham gia vào việc hình thành lũ quét do vỡ đập.
Cũng theo nguyên nhân hình thành, Vũ Cao Minh 9, phân lũ quét thành 7 dạng, đã lµ:
- Lũ quét sườn;
- Lũ quét nghẽn dòng tự nhiên;
- Lũ quét nghẽn dòng đột biến;
- Lũ quét vỡ dòng tự nhiên;
- Lũ quét vỡ dòng nhân tạo;
- Lũ bùn đá;
- Lũ quét hỗn hợp.
1.3.2. Phân loại lũ quét theo tính chất của dòng chảy
• Ngô Đình Tuấn 12, chia lũ quét thành 3 dạng, được đặt các tên khác nhau
theo các thuật ngữ Anh:
- Sweeping flood, flash flood: Loại lũ quét xảy ra với tốc độ lớn và ngắn, quét đi
mọi chướng ngại trên đường nó đi qua.
- Mudflow: Loại lũ bùn đá có mang nhiều bùn, đá trong dòng lũ.
- Debris flood: Loại lũ mang nhiều rác, cành cây, cuội sỏi.
Các dạng lũ quét thường gây thiệt hại ở nước ta là lũ kèm theo bùn đá. Lũ
bùn đá là một dạng đặc biệt của lũ quét, có sức tàn phá huỷ diệt ghê gớm.
11
1.3.3. Phân loại theo dạng và nguồn gốc phát sinh
Tổng hợp theo 2 dạng phân loại trên đây và căn cứ vào phân tích đặc điểm của
các trận lũ quét ở Việt Nam từ năm 1953 đến nay, lũ quét có 2 dạng cơ bản sau:
1)Lũ quét sườn dốc: Lũ hình thành do mưa lớn trên bề mặt sườn dốc và xuất hiện
dòng chảy mặt trong 2 trường hợp:
• Khi đất đã bão hòa thấm và
tổn thất cục bộ do mưa cường độ
lớn, tập trung, đã đẩy nhanh quá
trình hình thành dòng chảy mặt (ví
dụ trận lũ quét ngày 18/7/2004 ở 2
xã Du Già, Du Tiến, huyện Yên
Minh, Hà Giang).
• Trận mưa có cường độ không
Một dạng của lũ quét sườn dốc.
lớn nhưng kéo dài nhiều ngày làm tăng độ ẩm đất. Khi lượng ẩm trong đất đã đạt đến
mức bão hòa kết hợp với các điều kiện bất lợi khác như độ dốc, thảm phủ,... sẽ gây sạt
lở đất tạo thành dòng chảy bùn đá trên sườn dốc.
Lũ sườn dốc có tính cục bộ cho một khu vực nhỏ, thường xuất hiện ở đầu nguồn
các suối, khe và gây tác hại trên sườn dốc và vùng thấp liền kề (như thung lũng) và
không tham gia gây lũ lớn trên mạng lưới sông. Sức phá hoại của loại lũ này cực lớn,
diễn ra cực nhanh do dòng bùn đá đổ trực tiếp trên sườn dốc xuống thung lũng, nơi
thường có dân cư sinh sống (như trận lũ quét kinh hoàng ngày 9/8/2008 tại xã Trịnh
Tường, huyện Bát Xát, Lào Cai đã vùi lấp cả một làng, làm chết 22 người, trận lũ quét
ở xã Du Già, Du Tiến, Yên Minh, Hà Giang ngày 18/7/2004 cũng do mưa đặc biệt lớn
đã làm sạt lở sườn núi tạo thành dòng bùn đá làm vùi lập cả một làng dưới chân núi).
2)Lũ quét dòng:Cũng tương tự như lũ sườn dốc về nguyên nhân hình thành, nhưng lũ
quét dòng hình thành do mưa lớn trên diện rộng toàn lưu vực sông gây lũ lớn, đặc biệt
lớn trên sông, suối chính ( hoặc do nhiều lũ quét sườn dốc xảy ra cùng thời điểm hoặc
trước đó), làm ngập và quét tất cả làng mạc, công trình,… dọc hai bên bờ xuống hạ
lưu. Điển hình cho loại lũ quét này là trận lũ trên sông Ngòi Lao ngày 27-28/9/2005
thuộc các tỉnh Yên Bái, Phú Thọ. Do ảnh hưởng mưa lớn của các cơn bão số 6 và 7, lũ
đã hình thành trên các các khu vực thượng nguồn và tập trung nhanh gây lũ lớn kéo
theo bùn cát trên dòng chính sông Ngòi Lao. Trên đường đi khi đến thượng lưu đập Ba
12
Khe do lưu lượng dòng lũ bị chắn. Dòng
chảy lũ bị tràn bờ đã quét gần một nửa
khu dân cư ở thị tứ Ba Khe, xã Cát Thịnh,
huyện Văn Chấn, tỉnh Yên Bái và tiếp tục
quét thêm một số nhà cửa dọc sông Ngòi
Lao thuộc địa phận các huyện Yên Lập,
Hạ Hòa, tỉnh Phú Thọ. Chỉ đến khi ra
vùng cửa sông gặp dòng chính sông Hồng,
dòng lũ mới bớt tính hung dữ của nó.
Lũ quét dòng
1.3.4. Lũ ống – dạng lũ quét tổng hợp
Hiện nay trên các phương tiện thông tin đại chúng (Đài Phát thanh, Truyền hình,
báo viết và báo mạng,...) rất phổ biến các thông tin thiên tai về “lũ ống”. Tuy nhiên,
khái niệm về loại lũ quét này không có trong các tài liệu tham khảo cả trong và ngoài
nước. Vậy lũ ống là gì và có xuất hiện ở Việt Nam hay không?
Qua các đợt khảo sát, phỏng vấn các nhà quản lý và cộng đồng dân cư ở các vùng
có lũ quét tại một số khu vực, có thể tìm hiểu thêm cách nhận dạng và hiểu về dạng lũ
quét này như sau:
Do địa hình trên bề mặt trái đất không bằng phẳng, ở miền núi có nhiều dãy đồi
núi đan xen và kéo dài; giữa chúng là các thung lũng gắn liền với các khe suối, sông
nhỏ. Tại những vị trí khe suối, sông nhỏ chảy qua 2 bên sườn đồi núi thung lũng bị
khép lại làm cho đường tiêu thoát nước bị hẹp dần và co thắt ở 1 điểm, đó là nơi
thường sinh ra lũ ống. Khi mưa ở thượng nguồn lớn, nước đổ về nhiều; điểm co thắt
không tiêu nước kịp làm cho nước dâng nhanh ở phía trên và tạo dòng chảy xiết ở phía
dưới eo co thắt sẽ sinh ra một dòng chảy lũ có tốc độ cực mạnh được gọi là “lũ ống”.
Lũ ống là loại lũ thường xảy ra trên các lưu vực nhỏ, miền núi, nơi có địa hình
khép kín bởi các dãy núi cao bao quanh và chỉ thông với bên ngoài bằng các hang, khe
hoặc suối nhỏ hẹp có bờ dựng đứng (dạng ống). Khi có mưa lớn nước tập trung nhanh
về thung lũng làm nước dâng cao gây ngập lụt vùng thung lũng và lũ lớn tại các cửa
hang, khe, suối nhỏ hẹp và chuyển động nhanh chóng về hạ lưu
Lũ ống cũng có thể xảy ra ở nhưng khu vực núi đá vôi, thường có các hang động,
hồ chứa ngầm được thông với bên ngoài bằng những cửa hang, khe núi nhỏ hẹp. Khi
có mưa lớn, nước tập trung nhanh về phía các hồ, động ngầm làm nước dâng cao, có
