Nguyên nhân chính gây ra lũ quét thường là mưa lớn với cường độ cao. Tuy nhiên, lũ quét chỉ thực sự nguy hiểm khi xảy ra ở lưu vực có sườn núi dốc, địa hình bị chia cắt mạnh mẽ tạo thành các hẻm, vực sâu, lớp phủ thực vật thưa bị phá hủy bừa bãi. Ngoài ra, lưu vực các sông suối có mặt lưu vực bị phong hóa mạnh, kết cấu kém cũng dễ xảy ra lũ quét.
Đặc điểm chính của lũ quét là chứa một lượng vật rắn rất lớn, thường là bùn, đá... nên còn được gọi là lũ bùn đá, rất hay xảy ra ở nước ta. Lũ quét thường xảy ra nhất vào ban đêm và sáng sớm, kéo dài từ 3 - 6 tiếng trong các tháng mùa lũ. Ngoài ra, cũng có thể bắt gặp các loại hình khác của lũ quét, như lũ quét nghẽn dòng, lũ quét do vỡ đập, đê, hồ chứa...
Lũ quét khác gì lũ ống?
Lũ quét và lũ ống đều là hiện tượng thiên nhiên xảy ra trong mùa mưa bão. Về cơ bản, hai loại lũ này đều được hình thành do nước từ trên cao đổ xuống đột ngột, tạo ra sức tàn phá lớn đối với hạ lưu, có thể quét mọi thứ gặp phải trên đường đi. Tuy nhiên, loại hình lũ ống thường gặp hơn ở những vị trí khe suối, sông nhỏ chảy qua 2 bên sườn đồi núi thung lũng bị khép lại khiến đường thoát nước bị hẹp dần và co thắt ở 1 điểm. Khi xảy ra mưa ở thượng nguồn, nước đổ về nhiều và không kịp thoát tại điểm co thắt khiến mực nước dâng nhanh, tạo dòng chảy xiết.
Trong khi đó, lũ quét xảy ra khi hình thành một khối lượng nước khổng lồ trong thời gian ngắn, chủ yếu do những cơn mưa dông, bão nhiệt đới... hoặc do đập bị vỡ, hay xả lũ đập một cách vội vàng với khối lượng có thể lên tới hàng ngàn mét khối/giây. Chính bởi yếu tố có lượng nước lớn, nên lũ quét có sức tàn phá rất lớn, có thể cuốn phăng mọi vật cản trên đường, kể cả nhà cửa, công trình, cây cối.
Trượt lở đất thường xảy ra ở đâu?
Trượt lở là hiện tượng mất ổn định và dịch chuyển sườn dốc, mái dốc, gây mất ổn định công trình, vùi lấp người và tài sản, phá hoại diện tích canh tác và môi trường sống, có thể dẫn tới những thảm hoạ lớn cho con người và xã hội. Các loại hình trượt lở thường gặp nhất bao gồm: trượt lở, sạt lở, lở đá.
Trượt lở đất xảy ra nhiều ở các sườn đồi núi dốc, đường giao thông, hệ thống đê đập, các bờ mỏ khai thác khoáng sản, các hố đào xây dựng công trình... Đây là loại hình tai biến thường có qui mô từ trung bình tới lớn, phạm vi phát triển rộng, diễn biến từ rất chậm (2- 5 cm/năm) gây chủ quan cho con người, tới cực nhanh (lớn hơn 3 m/s) làm cho con người không đối phó kịp. Đất đá trượt lở từ vài chục vạn m3 tới 1 - 2 triệu m3, trườn đi xa tới 0,5 - 1 km, đủ lớn để chặn dòng sông suối, dòng nước, tạo nên lũ quét nghẽn dòng, đặc biệt nguy hiểm cho các cụm dân cư ở hạ du.
Sạt lở đất thường xảy ra tại các thung lũng và triền sông, dọc các bờ biển bị xói lở. Trong quá trình sạt lở, có sự đan xen giữa hiện tượng dịch chuyển trượt, hiện tượng sụp đổ. Hiện tượng sạt lở thường được báo trước bằng các vết nứt sụt ăn sâu vào đất liền và kéo dài theo bờ sông, bờ biển. Diễn biến phá hoại của sạt lở nhanh và đột ngột. Sạt lở bờ thường có xu hướng tái diễn nhiều năm, phạm vi ảnh hưởng rộng, đe doạ phá hỏng cả cụm dân cư, đặc biệt là các cụm dân cư kinh tế lâu năm ở các vùng đồng bằng, ven biển.
Sạt lở đất hay xảy ra ở các tuyến đường giao thông, các tuyến đê. Sụt lở đất ở các triền đồi núi thường làm mất một phần mặt đường hoặc cả đoạn đường đồi núi, phá hoại cả một tuyến đường, gây ách tắc vận chuyển và hệ quả kinh tế xã hội nghiêm trọng.
Lở đá là hiện tượng các tảng đá, mất gắn kết với cả khối, sụp đổ và lăn xuống vùng thấp. Xuất hiện ở các vùng núi bị phong hoá mạnh, tầng đá mặt bị nứt nẻ, kết cấu kém hoặc ở những vùng tầng đất mặt không đồng nhất, xen lẫn giữa đất và đá tảng. Khi có mưa lớn, kéo dài, rửa trôi tầng đất, làm lộ các tảng đá, đến một lúc nào đó, do trọng lực, các tảng đá lở xuống chân sườn dốc.
Tham khảo một số phương pháp về phòng chống lũ quét, sạt lở do Bộ Đất đai, Cơ sở hạ tầng và Giao thông Nhật Bản là nước có nhiều kinh nghiệm chống đỡ với động đất, họ đề xuất biện pháp ngăn chặn các khu vực có nguy cơ lũ bùn đá bằng giải pháp xây đập ngăn. Hiện Tổng cục PCTT cũng đang đưa ra nghiên cứu đập Sabo để làm thử nghiệm. Việc làm thử nghiệm phải chọn được địa điểm phù hợp, dạng lũ quét phù hợp. Nếu thành công có thể sẽ áp dụng ở một số vùng có dạng lũ quét lặp lại nhiều lần.
Chống sạt lở đất đá trên sườn dốc
- Phòng chống lũ quét, sạt lở đất: xây dựng các hệ thống thoát nước, trồng cây gây rừng, các công trình bảo vệ sườn dốc nhằm giảm ảnh hưởng của mưa xuống lưu vực. Chủ động di dời những vùng đất cao có nguy cơ bị sạt trượt; Giảm thiểu lũ quét, sạt lở đất: Củng cố thảm phủ bề mặt trên sườn dốc, duy trì các công trình tường ngăn,...
- Xây dựng công trình, nhà ở có tường cách nước: Biện pháp này thường được sử dụng rộng rãi ở các khu dân cư, thị tứ nơi xảy ra lũ quét. Biện pháp cho phép sử dụng chính các tường nhà làm các con đê nhân tạo để ngăn sự tàn phá của lũ quét, giảm thiệt hại. Việc thiết kế xây dựng các tường nhà trong mục đích này đòi hỏi những tính toán bổ sung tính tới tác động của dòng lũ bùn cát, tình trạng ngập nước... Các tường nhà có thể mỏng, nhưng có vách ngăn, ở giữa nhồi chặt các túi đất, cát, sét để gia tải khi cần thiết. Loại tường này có thể là biện pháp tạm thời để giảm vận tốc của lũ quét.
Biện pháp phân dòng lũ quét để giảm tính ác liệt
Phân lũ là biện pháp thay đổi lại sự phân bố theo không gian (thường là tập trung cao độ ở vùng thung lũng hạ lưu, cửa sông) nhờ dẫn một phần hoặc toàn bộ lưu lượng lũ quét (cả lỏng và rắn) đi theo một tuyến khác ra sông chính hoặc vùng trữ để không gây thiệt hại cho vùng bảo vệ ở thung lũng sông. Lượng lũ được dẫn tới sông, hồ hoặc đơn giản là lại trở về dòng sông của nó nhưng ở sau khu vực được bảo vệ.
Xây dựng bể chậm lũ, các khu trữ lũ để giảm tính ác liệt của lũ quét
Bản chất của biện pháp này là chọn các vùng trũng cô lập thường bị ngập lũ song gần sông chính, ngay thung lũng hoặc có thể nối với thung lũng bằng các kênh dẫn có cửa lấy nước thoát lũ được điều khiển theo yêu cầu. Các bể chứa chậm lũ có thể quây bằng đê. Các công trình đều có cửa thoát lũ thiết kế riêng phù hợp với yêu cầu thoát lũ quét ở cao độ mực nước hoặc lũ tần suất hiếm nào đó.
Hạn chế lũ quét bằng hồ chứa, đập kiểm soát
Xây dựng các hồ chứa đa mục tiêu: chống lũ, tích nước phục vụ sản xuất, phát điện kết hợp điều tiết lũ, phòng chống lũ quét. Đắp đập ngăn nước ở các khe suối, xây dựng hồ chứa nhỏ, vừa với nhiều kỹ thuật và biện pháp khác nhau trên cơ sở quy hoạch tổng thể những lưu vực có khả năng xuất hiện lũ quét cao, cần chú trọng bố trí tràn sự cố, kiểm tra điều kiện làm việc, an toàn các đập, hồ chứa.
Một số biện pháp công trình khác hạn chế, giảm lũ quét
Để loại trừ phần nào các đặc tính này có thể sử dụng một số loại biện pháp công trình nhằm lưu giữ, giảm bùn cát, vật chất rắn khác của lũ quét:
- Loại trừ các vật chất rắn có kích thước lớn trong lòng dẫn.
- Cản trở sự tập trung nhanh dòng nước - bùn cát vào lòng thung lũng, vùng trũng.
- Bẫy bùn cát.
- Để loại trừ bớt bùn đá của dòng lũ quét còn có thể dùng loại biện pháp công trình trong lòng dẫn dạng đơn giản.
- Lợi dụng đoạn cong của lòng dẫn để giữ bùn cát và phân chia dòng lũ quét bằng tường để giữ bùn đá.
Biện pháp phòng tránh sạt lở đất
Giải pháp đầu tư xây dựng các công trình với mục tiêu can thiệp vào môi trường tự nhiên hoặc hạn chế tối đa các hoạt động làm mất cân bằng tự nhiên (đặc biệt là trong quá trình xây dựng các công trình khai khoáng, giao thông, thủy điện, thủy lợi), nhằm giảm thiểu tối đa các nguyên nhân tiềm ẩn gây tai biến địa chất trên một phạm vi nhất định. Tuy nhiên, các giải pháp công trình thường mang tính thụ động, nếu không được thiết kế, thi công cẩn thận và xem xét chúng trong mối tương quan hỗ trợ với các biện pháp khác thì sẽ không thể mang lại hiệu quả như mong đợi. Có thể chia ra các nhóm công trình sau:
- Tiêu thoát nước, làm giảm ứng suất cắt và tăng sức chống cắt của đất.
- Bạt thoải mái dốc địa hình, hạ thấp độ cao mái dốc bằng cách giật cấp, tạo các đường cơ, đặc biệt là trong xây dựng hệ thống đường giao thông trên các đới vỏ phong hóa.
- Bảo vệ bề mặt mái dốc (trồng cỏ, sử dụng vật liệu địa kỹ thuật, xây phủ bằng bê tông,...), tăng cường bảo dưỡng các taluy sườn dốc hệ thống đường giao thông.
- Làm giảm lưu lượng và cản trở sự truyền lũ. Trong đó có thể xây dựng các hồ chứa nước trên lưu vực, nhằm mục tiêu điều tiết nước, hạn chế tập trung nước gây lũ quét, giữ lại một phần dòng chảy bùn rác, cắt đỉnh lũ cho hạ lưu trên lưu vực vào mùa mưa. Tuy nhiên, khi xây dựng các hồ này, nên tính tới hiệu quả kinh tế - xã hội, coi các công trình đó có thể phục vụ đa mục tiêu (chống lũ, chống hạn phục vụ sản xuất nông nghiệp, nuôi thủy sản, phát điện, gián tiếp hạn chế nạn phá rừng thu hẹp tầng phủ...).
- Tăng khả năng điều tiết dòng chảy ở những vị trí có nguy cơ tắc nghẽn trên sông suối.
+ Gia cố tăng cường sự bền vững của đập nước, và bờ sông suối ở những vùng phát triển kinh tế - xã hội.
+ Bảo vệ rừng đầu nguồn và trồng cây nhằm gia tăng độ che phủ rừng trên bề mặt địa hình.
+ Xây dựng các công trình cơ sở hạ tầng, công trình thủy lợi, thủy điện, nhà ở,.. cần tính toán tới việc đầu tư đảm bảo tính kháng trượt, kháng lũ, kháng sụt, kháng chấn,...trong những giới hạn cho phép ở các khu vực phát triển kinh tế - xã hội có độ rủi ro cao về tai biến địa chất.
- Đối với các điểm trượt lở trong đá phong hóa dọc theo các vách taluy theo đường giao thông:
+ Tiến hành bóc bỏ lớp đá phong hóa có kết cấu yếu, kết hợp hạ độ dốc mái taluy; phân bậc mái dốc thành các cấp và kè đá kín bề mặt khối trượt để chống tác động phá hoại của nước mặt; xây dựng hệ thống rãnh thoát nước, các rãnh nghiêng phân bậc trên sườn dốc, nhằm hạn chế quá trình thấm nước.
+ Xây kè hộ chân mái núi hoặc kè hộ chân vách taluy âm. Kết hợp gia cố các khối đất đá bằng các công trình chắn đỡ và neo giữ - nhằm chống lại sự dịch chuyển của khối đất đá. Tại chân các khối trượt không ngập nước có thể xây tường chắn, kè chắn; phần chân khối trượt ở bờ sông hoặc ngập nước có thể xếp rọ đá, lồng đá kết hợp khoan cọc nhồi phun bê tông và xây kè chắn.
+ Tháo khô đất đá bị sũng nước - nhằm chặn nước dưới đất không thấm vào khu vực trượt lở đất, tháo dẫn nước dưới đất ra khỏi khu vực trượt lở đất và hạ thấp mực nước, áp lực của nước dưới đất trong khu vực trượt. Đồng thời kết hợp cải tạo tính chất đất đá - nhằm làm tăng độ cố kết của đất đá, giảm độ ẩm và độ thấm nước, tăng độ ổn định, sức chống trượt của chúng.
+ Bảo vệ thảm thực vật xung quanh và trên bề mặt khối trượt, kết hợp trồng cỏ (cỏ vetiver) trên thân trượt hạn chế xói lở bề mặt địa hình.
Đối với các điểm trượt tịnh tiến: Tùy từng khối trượt có thể dùng nêm cố định khối trượt bằng cách khoan và cắm một mạng lưới các cọc bê tông- sắt vuông góc với bề mặt trượt (các cọc cắm sâu vào tầng đất đá ổn định tùy vị trí cụ thể) hoặc xây tường chắn ở chân khối trượt.
Đối với trượt hỗn hợp quy mô lớn: Các điểm trượt hỗn hợp có mặt trượt ẩn sâu thường có quy mô lớn, tính chất phức tạp, là sự tác động tổng hợp của nhiều nguyên nhân, trong đó vai trò của yếu tố kiến tạo rất lớn, nên việc xử lý bằng các giải pháp công trình rất tốn kém và hiệu quả không cao. Đối với một số điểm trượt lớn cần nghiên cứu chi tiết để xác định chiều dày khối trượt, hình thái mặt trượt, trên cơ sở đó tính toán lực tác động của đất đá trên xuống phía dưới để đề xuất giải pháp cụ thể.
Đối với xói lở sông: Khắc phục xói lở bờ sông là rất khó khăn do thung lũng sông hẹp, cấu tạo đất đá đường bờ ít ổn định, dòng chảy hướng thẳng vào bờ, nên vào mùa lũ xói lở tất yếu sẽ xảy ra và sẽ kéo theo hiện tượng trượt lở phá đường bờ, gây mất nền đường. Giải pháp khả thi hiện nay là xây kè bê tông hoặc xếp rọ đá, lồng đá dọc đoạn bờ sông bị xói lở.
