(KTSG) - Lún sụt địa chất hiện là một vấn nạn ở nhiều thành phố lớn và vùng đồng bằng trên thế giới. Nó như một nguy nan âm thầm diễn ra mà không dễ có thể giải quyết hậu quả và chặn đứng các rủi ro, thiệt hại về mặt công trình dân dụng và hệ sinh thái nước tự nhiên. Các nghiên cứu cho thấy sự sụt lún đất ở vùng châu thổ Cửu Long đã tăng tốc trong hai thập kỷ qua do các hoạt động của con người.
Tình trạng lún sụt địa chất hiện là một vấn nạn ở nhiều thành phố lớn và vùng đồng bằng trên thế giới. Đây là một trong những nguyên nhân dẫn đến hiện tượng hư hỏng, nghiêng, nứt nẻ, thậm chí sụp đổ các công trình cơ sở hạ tầng, gây khó khăn cho việc thoát nước đô thị và có thể làm nước mặn xâm nhập nếu ở gần biển.
Lún sụt là một vấn nạn nan giải, bởi nó âm thầm diễn ra mà không dễ có thể giải quyết hậu quả và chặn đứng các rủi ro, thiệt hại về mặt công trình dân dụng và hệ sinh thái nước tự nhiên. Với kỹ thuật bơm nén nước ngầm liên tục nhiều năm thì có khả năng cải thiện tình trạng lún và phục hồi cao độ, tuy nhiên giải pháp bơm nén khá tốn kém về mặt công nghệ và năng lượng.
Ba nguyên nhân chính khiến quá trình sụt lún xảy ra nhanh
Giuseppe Gambolati và Pietro Teatini - hai tác giả cuốn “Land Subsidence and its Mitigation” (2015) - đã thu thập số liệu các nơi có hiện tượng lún sụt đất nền, và kể cả phục hồi cao độ, trên thế giới và cho hình ảnh và số liệu ở hình 1 và bảng 1. Nếu các yếu tố tự nhiên làm mức độ chìm lún diễn ra chậm, một cách từ từ, thì các yếu tố nhân tạo khiến tình trạng lún sụt và sạt lở diễn ra nhanh hơn và khốc liệt hơn rất nhiều.
Có nhiều hoạt động của con người đã gây hiện tượng lún sụt, các nguyên nhân này có thể riêng rẽ hoặc tích hợp nhiều lý do lại khiến quá trình lún sụt diễn ra nhanh hơn. Ba nguyên nhân chính làm quá trình lún sụt xảy ra nhanh:
Thứ nhất, con người khai thác quá mức tài nguyên dưới đất như hút nước ngầm để phục vụ nhu cầu nước sinh hoạt và sản xuất công nghiệp ở các đô thị và khu công nghiệp tập trung có thể làm mực thủy cấp hạ thấp, gây mất tác dụng phản áp trong đất, dẫn đến hệ quả đất bị lún sụt.
Ở các vùng có các hoạt động khai thác dầu mỏ, khí đốt hoặc khoáng sản trong đất cũng gây nên hiện tượng hạ thấp cao độ mặt đất. Ở các vùng nông thôn hoặc ven biển, nếu canh tác thâm canh nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản với mức gia tăng nhu cầu khai thác nguồn nước ngọt dưới đất cũng sẽ gây hiện tượng hạ thấp cao độ mặt đất.
Thứ hai, quá trình xây dựng công trình tập trung sẽ gia tăng sức tải lên nền đất, nhất là những nơi có những tòa nhà cao ốc lớn, các hệ thống giao thông cao tốc nhiều tầng hoặc các nhà máy công nghiệp có quy mô cao. Tải trọng công trình trên nền đất mềm yếu sẽ làm gia tăng quá trình nén dẽ địa chất gây lún.
Thứ ba, biến đổi khí hậu với biểu hiện gia tăng nhiệt độ, ít mưa gây khô hạn cũng có thể sẽ đẩy nhanh quá trình sụt lún đất do quá trình oxy hóa chất hữu cơ diễn ra nhiều hơn do nhiệt độ cao hơn và hạn hán thường xuyên hơn. Ngoài ra khai thác nước ngầm dẫn đến gia tăng quá trình oxy hóa chất hữu cơ trong đất, làm tăng vùng ngập úng, ẩm ướt tạo điều kiện gia tăng phát thải khí carbon dioxide CO2 và khí metane CH4.
Hệ quả của lún sụt sẽ làm cho hiện tượng ngập úng đô thị gia tăng ngày một nặng nề, cả về độ sâu ngập, diện tích ngập và thời gian ngập, nhất là vào giai đoạn cao điểm mùa mưa và thời gian xuất hiện triều cường vùng châu thổ ven biển. Lún sụt gây hư hỏng cơ sở vật chất, thiết bị và các công trình công cộng khiến nền kinh tế chậm phát triển.
Đối với người nghèo vùng đô thị (phải sống ở những nơi thấp, chật chội và thiếu điều kiện hạ tầng) và cả vùng nông thôn, ngập úng kéo dài sẽ gây khó khăn về sinh kế, gián đoạn mua bán, mùa màng thất bát, hư hỏng thực phẩm, gia tăng các bệnh tật do nguồn nước bị ô nhiễm, và có thể làm gia tăng hiện tượng di dân cưỡng bức, hệ quả làm gia tăng hố cách biệt giàu - nghèo trong xã hội cao hơn.
Cần Thơ, Cà Mau: ngập úng, sụp đất đột ngột
Vùng châu thổ sông Cửu Long ở Việt Nam cũng đang đối diện với vấn đề nan giải này. Do vùng đồng bằng nằm ở cuối các dòng sông lớn hình thành theo dạng tam giác châu do phù sa sông bồi tụ đều có hiện tượng nền đất bị co kết, nén dẽ do tính sa cấu rất rời bở, dễ mềm nhão khi gặp nước, tính chịu lực về mặt vật lý đất khá yếu kém.
Tuy nhiên, nếu hàng năm lượng nước lũ mang phù sa về bù đắp cho phần nền đất bị lún thì cao độ tự nhiên của đồng bằng được duy trì, có thể nâng cao lên dần dần và từng năm trải rộng ra phía biển.
Có ba điều kiện chủ yếu và quan trọng nhất để tránh lún sụt và sạt lở đó là đồng bằng sông Cửu Long thường xuyên phải có nguồn nhận đều đặn được lượng phù sa và bùn cát bồi tụ cao hơn thể tích đất mặt bị nén dẽ, cộng thêm phải duy trì nền thổ nhưỡng có hệ thống rễ cây của thực vật bên trên nền đất mặt ghim giữ và lượng nước dưới đất được tồn tại, có nguồn bổ sung liên tục hàng năm.
Thiếu các điều kiện này, quá trình kiến tạo đồng bằng sẽ không được duy trì và ngược lại, hiện tượng lún sụt hay nói theo ngôn ngữ cảm thán của dân gian: “đồng bằng đang chìm” (the delta is sinking).
Hai đô thị vùng châu thổ Cửu Long bị lún đáng chú ý là thành phố Cần Thơ (chủ yếu là do công trình xây dựng với mật độ cao và tải trọng lớn gây lún công trình và các vùng lân cận) và thành phố Cà Mau (chủ yếu từ sự khai thác nước ngầm trong khu vực quá mức nên xảy ra lún đất mặt).
Ngoài dấu hiệu đồng bằng đang lún dần, vùng phía Tây sông Hậu, đặc biệt là ở hai tỉnh Cà Mau và Kiên Giang (hình 2), trong các năm khô hạn nặng như 2020 và 2024, còn có hiện tượng sụp đất đột ngột, giống như kiểu nói trong dân gian là “hố tử thần” để chỉ sự nguy hiểm của nó, hay nói theo khoa học là “hố sụp” (sinkhole).
Các nơi này gần các công trình ngăn mặn giữ ngọt, do nước mặn bị chặn lại, nước ngọt không đủ để giữ ẩm tối thiểu cho lớp đất mặt, hậu quả là nhiều đoạn đường đột ngột sụp xuống rất nhanh, gây gián đoạn giao thông và hư hỏng nhà cửa của người dân, nhất là nhà cửa gần kênh rạch, chịu đồng thời cả các tác động lún sụt, trượt mái và sạt lở (hình 3).
Theo báo cáo lược khảo tổng hợp của Minderhoud et al. (2018), Bộ Tài nguyên và Môi trường Việt Nam có lắp đặt các trạm trắc địa trên 287 điểm chuẩn tại bề mặt trên khắp đồng bằng.
Số liệu ghi nhận các năm 2005, 2014, 2015 và 2017, cho thấy tốc độ sụt lún trung bình từ năm 2005-2017 đạt cao nhất là 57 mi li mét/năm, với tốc độ trung bình là 9,6 mi li mét/năm. Tính chung, các điểm chuẩn đã sụt lún trung bình 10,6 cen ti mét, với độ sụt lún tích lũy lên tới 62,6 cen ti mét.
Mặc dù bản đồ nội suy dựa trên các phép đo điểm nên được xem xét với sự dè dặt, những dữ liệu này cho thấy bằng chứng rõ ràng về chuyển động đất thẳng đứng xuống rộng rãi trên khắp đồng bằng từ năm 2005-2017.
Năm 2017, Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản Việt Nam (VIGMR) và Viện Địa kỹ thuật Na Uy (NGI) đã lắp đặt ba trạm quan trắc lún tại tỉnh Cà Mau để đo lún của lớp đất 100 mét trên cùng của bề mặt. Kết quả cho thấy trong thời gian từ năm 2017-2019, hai trong ba trạm đo cho biết Cà Mau lún 24-31 mi li mét/năm.
Bên cạnh các phép đo trực tiếp về độ lún như trên, một số nghiên cứu đã ước tính độ lún gián tiếp, suy ra từ chuỗi thời gian từ mực nước sông trên toàn châu thổ Cửu Long và tại thành phố Cần Thơ, ghi nhận độ lún ước tính là 17,1 mi li mét/năm trong giai đoạn 1993 và 2014.
Nghiên cứu của Minderhoud et al. (2019) cho kết luận rằng sự sụt lún đất ở vùng châu thổ Cửu Long đã tăng tốc trong hai thập kỷ qua do các hoạt động của con người.
Tốc độ sụt lún hiện tại vượt quá mực nước biển dâng toàn cầu theo cấp số nhân, dao động từ 10 mi li mét/năm đến hơn 50 mi li mét/năm tại địa phương. Mặc dù một phần là do sự nén chặt tự nhiên, phần lớn tốc độ sụt lún tăng tốc là do khai thác nước ngầm, đã tăng gấp 5 lần trong 20 năm qua.
Những đề xuất
Trong bối cảnh hiện tượng biến đổi khí hậu và nước biển dâng toàn cầu, tiến trình lún sụt khiến quá trình hạ thấp cao độ tương đối giữa nền đất đồng bằng và mực nước biển thể hiện ngày một rõ hơn. Nghiêm trọng hơn nữa, nhu cầu khai thác năng lượng theo dạng phát triển công trình thủy điện - hồ chứa và sử dụng nước ở các quốc gia thượng nguồn đang làm tăng tốc mức tổn thất thiệt hại khó khắc phục.
Việc hạn chế lún sụt phải có chiến lược giảm khai thác nước ngầm, tăng lượng bổ cập nhân tạo nguồn nước dưới đất và có giải pháp lưu trữ nguồn nước lũ và nước mưa trong mùa mưa. Cần phải hạn chế khai thác cát, thay thế cát trong xây dựng bằng các giải pháp nhập cát từ nơi khác, thay đổi kết cấu công trình theo hướng ít sử dụng cát, bớt sử dụng bê tông bằng các vật liệu xây dựng khác.
Nếu tại bản thân nội tại của đồng bằng mà công tác quản lý nước và đất không phù hợp như khai thác nước ngầm và rút nước bề mặt quá mức, khai thác cát không kiểm soát và quá trình đô thị hóa nhanh chóng, các công trình xây dựng chất quá tải lên nền đất yếu thì mức độ “trả giá” cho thiên nhiên sẽ rất lớn và có thể tạo nên những “hối tiếc” khó quay lại trạng thái như ngày trước được.
Giải pháp khác cần được chú ý là tăng cường ngoại giao nước thông qua các thỏa thuận với các nước trong hệ thống sông Mêkông quản lý tài nguyên sông xuyên biên giới với các mức cân bằng hài hòa lưu lượng, mực nước và trầm tích đi xuống đến đồng bằng.
(*) Trường Đại học Cần Thơ
