Nguyên lý của giải pháp “ Hồ tràn” chống lũ và chống hạn cho Đồng Bằng Sông Cữu Long. KS. Doãn Mạnh Dũng
Sự lệnh pha của thủy triều Đông và Tây là cơ sở lý thuyết để có thể chuyển lũ ra vịnh Thái Lan.
Bài số 8 và 9 – Số báo Khoa học Phổ thông 775 và 776 ngày 13/3/1998.
Mô hình tổng quan hệ thống hồ và đường dẩn chuyển lũ ra vịnh Thái Lan.
Đặc điểm tự nhiên và lũ Đồng Bằng Sông Cữu Long
Đồng Bằng Sông Cửu Long ( ĐBSCL) có độ cao trung bình 0,8 m . Phía Tây cao trung bình 1,5 m. Độ dốc theo hướng Tây Bắc- Đông Nam . Thủy triều phía Đông Vũng Tàu trung bình 2,39 cao nhất 4 m . Thủy triều phía Tây- Hà Tiên cao cao trung bình 0,95 m và cao nhất 1,6 m. Sông Tiền là dòng sông chính. Sông Tiền đang có xu hướng thoái hóa chuyển sang sông Hậu qua điểm nối là sông Vàm Nao. Vạm Noa hiện độ rông 300 , bình quân mỗi năm tự mở rông 1 m. Lũ vào Việt Na the 3 hướng : chảy trong dòng sông Tiền và sông Hậu 80-85 %. Bên tả ngạn sông Tiền chiếm 12-16 %, còn bên hữu ngạn sông Hậu là 3-4 %. Lưu lượng phá hoại hạ tầng là lượng nước không chảy trong dòng chảy khoảng 10-13 % vì nhu cầu cần trần để cung ứng phù sa . Mực nước tại Tân Châu 3,6 m là bắt đầu phá hoại cơ sở hạ tầng. Năm 1994, mực nước tại Tân Châu mùa lũ 4,67 m nhưng mùa khô 0,41m. ĐBSCL đang đứng trước mâu thuẫn thừa nước về mùa lũ nhưng thiếu nước về mùa khô.
Mục tiêu của giải pháp “Hồ Tràn”
Giải pháp Hồ Tràn nhằm cắt đỉnh lũ khoảng 10-13 % lưu lượng bằng nâng cao lượng thoát lũ hướng Đông và mở hướng thoát mới về hướng Tây. Kiểm soát mức độ ngập để lấy phù sa và bảo vệ cơ sở hạ tầng. Trữ nước tẩy phèn, đẩy mặn trong mùa khô nhằm mở rộng và nâng cao chất lượng thâm canh. Thực hiện nguyên tắc “ An cư lạc nghiệp” .
Sự lệch pha của thủy triều Đông Tây
Chúng ta hình dung 2 ông thợ Đông Tây đang ngồi kéo cưa cắt gỗ. Ông Đông xưa nay khỏe, ông Tây vốn yếu nên tay kéo yếu hơn ông Đông. Xét về động tác, nếu 2 ông cùng đẩy hoặc cùng kéo thì cưa như đứng yên. Động tác không cùng lúc giống nhau- kẻ đẩy người kéo- được gọi là sự lệch pha đã làm cưa di chuyển. Ta biết với cưa kéo, người thợ chỉ kéo mà không đẩy. Lưỡi cưa kéo có răng chéo qua 2 bên. Vấn đề là phân bổ số rang cắt mỗi bên sao cho phù hợp với lực kéo từng người thợ để có hiệu suất cưa cao nhất. Thủy triều như một loại bơ vô hình. Thủy triều phía Đông- Vũng Tàu là bán nhật triều không đều, còn ở phía Tây – Hà Tiên là nhật triều không đều. Chính sự lệnh pha thủy triều này đã tặng cho chúng ta chiếc “xu páp” vô hình để xã lũ về hướng Tây. Giống như phân bổ rang trên lưỡi cưa, ta cần chọn hướng xã lũ về hướng Tây sao cho phù hợp với biên độ thủy triều Đông và Tây để đạt hiệu quả cao nhất.
Con đường ngắn ra biển
Chống lũ ở hạ lưu là làm sao thoát được lượng nước lớn nhất ra biển trong thời gian ngắn nhất. Vậy độ dài đường di chuyển của lũ ảnh hưởng như thế nào đến lưu lượng. Từ công thức thực nghiệm Se-di, với trạng thái độ dốc quá nhỏ của ĐBSCL, tác giả cho rằng tương quan giữa lưu lượng và cung đường di chuyển xác định bằng công thức : Bình phương của lưu lượng tỷ lệ nghịch với quàng đường dòng chảy.
q2 x L1 = Q2 x L2
Từ Long Xuyên ra bờ biển phía Tây 60 km, còn ra phía Đông 160 Km. Với công thức trên khi cao độ mặt nước biển Đông và Tây bằng nhau thì lưu lượng thoát ra hướng Tây tăng 63,2% so với hướng Đông. Vì vậy khả năng thoát lũ về hướng Tây là hoàn toàn có thể thực hiện được.
Sử dụng động năng dòng chảy để đưa lũ thoát nhanh về hạ lưu.
Thực tế, người ta thấy dòng chảy có tốc độ lớn nhất ở giữa dòng và cách đáy 4/5 độ sâu. Tốc độ dòng chảy càng gần bờ càng giảm và triệt tiêu khi giáp bờ. Năng lượng di chuyển của dòng chảy được gọi là động năng. Chính động năng của dòng chảy tăng khả năng thoát của lũ. Chúng ta biết động năng có thể chuyển thành thế năng và ngược lại. Với tốc độ dòng chảy tại Vàm Nao 3,2m/s tương đương với việc nâng cao thế năng lên 0,52. Nếu đào kênh rút nước với góc 90 độ trở lên tính theo hướng dòng chảy, thì hoàn toàn cắt bỏ đọng năng dòng chảy.
Rừng nguyên sinh nhiều tầng đầu nguồn ngày càng bị tàn phá vì canh tác, định cư, khai thác gổ… và nếu có trồng lại chỉ trồng được loại rừng một tầng. Vì vậy tốc độ lũ ngày càng có xu thế tăng. Một trận mưa , xưa kia nhờ có rừng giữ nước, nên dòng lũ nhỏ Cùng một trận mưa như xưa, rừng không giữ được nước nên lũ lớn hơn nhiều. Vì vậy khi chọn giải pháp chống lũ phải chọn giải pháp có hiệu suất tăng theo tốc độ của lũ.
Chiếc khóa động năng “ Tân Châu – Hồng Ngự “
Động năng dòng chảy sẽ phản tác dụng trong trường hợp hướng dòng không hợp lý. Từ Tân Châu đến Hồng Ngự chạy theo chữ Z đã là xói lỡ Tân Châu và Hồng Ngự và đặc biệt động năng hướng vào Bắc Hồng Ngự và đẩy dòng nước tràn biên giới bên tả ngạn sông Tiền vào sâu Đồng Tháp Mười ( ĐTM). Hay nói cách khác, chiếc khóa động năng Tân Châu -Hồng Ngự đã cản trở dòng chảy chính sông Tiền và cả dòng tràn chính bên tả ngạn sông Tiền. Ý tưởng đào kênh Long Hưng ( Phú Châu), Phú Mỹ ( Phú Tân) 22,5 km sẽ đạt 3 mục tiêu :
- Sử dụng động năng sông Tiền đưa lũ thoát nhanh về hạ lưu.
- Mực nước Hồng Ngự giảm nên nước tràn biên giới bên tả ngạn sẽ thoát ra sông Tiền bằng sông Sở Thượng.
- Chống xói lỡ Tân Châu và Hồng Ngự.
Phương pháp hố ga trong chống lũ
Khi sân vườn bị ngập nước, muốn sân khô nhanh ta phải tì nơi trũng nhất hoặc tạo ra hố trũng để từ đó đào con mương rút nước ra ao. Đó là phương pháp chuyển trạng thái chảy tràn thành trạng thái chảy trong mương dẩn. Về toán học , từ công thức thực nghiệm Se-di khi độ rộng đường tràn quá lớn so với độ sâu dòng chảy , tác giả cho rằng lưu lượng dòng chảy tăng theo đường Parabol khi tăng độ sâu dòng chảy theo công thức
Q= k h
Tình trạng dòng chảy tràn quá rộng sẽ kéo dài thời gian lũ. Vì vậy phải tính đến dùng hồ dồn lũ tại Đồng Tháp Mười.
Bờ biển phía Tây nơi nào thấp nhất ?
Chúng ta sống và khai thác đất từ mặt nước thủy triều thấp nhất. Đó còn gọi là đường cơ sở để tính biên giới hải phận quốc gia. Cao độ mực nước biển chuẩn tại đường cơ sở là độ cao trung bình của thủy triều tại điểm đó. Hai điểm kề nhau trên đường cơ sở, điểm nào có biên độ thủy triều cao hơn thì điểm đó có mực nước biển chuẩn cao hơn. Hay nói cách khác bờ biển có biên độ thủy triều cao thì nơi đố thấp hơn vùng lân cận.
Quy luật nước về chổ trũng, các cửa sông đều có biên độ thủy triều cao so với vùng lân cận. Biên độ thủy triều cường không thay đổi từ Hà Tiên đến Hòn Đất là 0,9m và tăng nhanh khi đến Rạch Giá 1,8 m. Vì vậy từ Hà Tiên đến Rạch Giá, vùng bờ biển Rạch Giá là thấp nhất. Chúng ta đã biết lưu lượng tăng rất nhanh theo hình Parabol khi tăng độ sâu dòng chảy, nên chọn cửa xã lũ mang ý nghĩa rất lớn đến hiệu quả các công trình thoát lũ. Vì các công trình thoát lũ phải đầu tư rất lớn và mất rất nhiều đất.
Xây dựng công trình ở biên giới phải gắn liền với việc bảo vệ chủ quyền đất nước.
Quốc gia nào cũng vậy, các công trình ở biên giới đều phải gắn liền với an ninh quốc phòng. Đúng như ý kiến của Giáo sư Tôn Thất Trình ( Báo KHPT số 772) , vùng phía Bắc N1 là vùng đất tốt, hay đất ít phèn. Nhưng nếu là hồ phía Nam N1, thì nhân dân và lực lượng biên phòng buộc phải phòng thủy biên giới theo “ Bối thủy trận” của Hàn Tín. Xưa, khi phải dùng đội quân ô hợp từ xa đến đánh Triệu , vạn bất đắc dĩ , Hàn Tín phải dùng “ Bối thủy trận” . Với bố cục trên, tiền phương và hậu phương thường xuyên bị hồ nước ngăn cách. Còn theo Tôn Tử binh pháp thì phải dùng “ Hữu bối sơn lăng , tiền tả, hữu trạch” . Chính vì sự an bình lâu dài vùng biên giới mà nên làn hồ phía Bắc đường N1.
Những hạn chế của giải pháp rút lũ từ kênh Vĩnh Tế
Ông cha ta, xưa làm thủy lợi luôn luôn tránh động năng dòng chảy để bảo vệ các công trình thủy lợi. Vì vậy kênh Vĩnh An, kênh Tân Châu rút nước từ sông Tiền sang sông Hậu hoặc kênh Vĩnh Tế rút nước từ sông Hậu ra Hà Tiên đều rút theo hướng lớn hơn hay bằng 90 độ. Với gốc độ phân tích trên, ta dự đoán rằng Cụ Thoại Ngọc Hầu đào kênh Vĩnh Tế nhằm mục tiêu làm thủy lợi kết hợp với bảo vệ biên cương mà không có ý thoát lũ về hướng Vịnh Thái Lan. Lúc đó dân số quá ít. Thiên nhiên còn quá ưu đãi nên ý tưởng chống lũ, đưa lũ về hướng vịnh Thái Lan là chưa có lô gisc xuất hiện. Giữa kênh Vĩnh Tế có dãy núi từ Angco – chây đến núi Cô -tô . Rõ ràng vùng đất trên theo hình mu rùa. Dãy núi trên chia hai lưu vực . Lưu vực phía Đông của sông Hậu. Lưu vực phía Tây của sông Giang Thành. Nước mưa chảy theo độ nghiêng của lưu vực . Chính vì vậy lưu lượng nước mưa chảy qua kênh Vĩnh Tế bị hạn chế. Kênh Vĩnh Tế là kênh nhân tạo, chạy cắt qua vùng đang kiến tại núi đá. Vì vậy đáy kênh Vĩnh Tế chắc chắn có những dãy đá ngầm. Vậy kinh phí nào cho việc đào sâu kênh Vĩnh Tế. Nếu tăng lưu lượng thoát lũ bằng mở rộng kênh thì hiệu quả quá thấp vì lưu lượng tăng nhanh khi tăng độ sâu và tăng rất chậm khi tăng độ rộng kênh. Hơn nữa bờ biển từ Hà Tiên đến Hòn Đất cao hơn vùng Rạch Giá nên thoát lũ bằng kênh Vĩnh Tế càng bị hạn chế. Sau khi đào kênh Vĩnh Tế , việc ổn định đầm nước mặn tại Hà Tiên đã xác định khả năng thoát lũ kém của kênh Vĩnh Tế.
Hạn chế khi chuyển lũ về sông Vàm Cỏ Tây.
Sông Vàm Cỏ Tây có cửa là sông Soài Rạp. So với các nhánh sông Cửu Long ra biển, sông Vàm Cỏ Tây dài chạy quanh co, độ rộng hẹp trên thượng nguồn. Thủy triều 9 cửa của sông Cửu Long và sông Soài Rạp cùng pha nên khả năng rút lũ về sông Vàm Cỏ Tây là rất hạn chế.
Tổng quan của giải pháp hồ tràn
- Đào kênh từ Vàm Nao ra Bắc Rạch Giá dài 60 Km. Phía Vàm Nao có đập tràn để cân bằng lưu lượng Đông và Tây. Phía Rạch Giá có cửa chống nhiễm mặn. Đây là đường thoát lũ chính ra phía Tây và là hồ điều tiết nước về mùa khô. Tuyến kênh này qua phía Nam núi Thoại Sơn- núi cuối cùng của dãy Angko – chây đến Cô -tô. Tác giả dự đoán kênh không gặp đá ngầm, Kênh không ảnh hưởng giao thông Long Xuyên và Rạch Giá về Thành phố Hồ Chí Minh.Kênh cách biên giới 40 Km, nhưng nhờ các điểm cao vùng núi Bắc và Tây Tri Tôn nên không ảnh hưởng đến phòng thủ biên giới.
- Đào kênh Long Hưng – Phú Mỹ dài 22,5 km.
- Quây vùng Đồng Tháp Mười làm hồ với giới hạn phía Tây : sông Sở Thượng, phía Bắc biên giới Việt- Kampuchia, phía Đông : Vàm Cỏ Tây, phía Nam đường N1. Hồ có cửa thoát ra sông Tiền bằng sông Sở Thượng hoặc mở thêm kênh từ phía Nam hồ ra phía Bắc Vàm Nao. Phía Tây hồ ĐTM dùng sông Vàm Cỏ Tây điều tiết nước vào mùa khô. Việc làm hồ không gây ngập cho thượng lưu Kampuchia. Kênh Long Hưng – Phú Mỹ sẽ rút ngắn tuyến sông lên Pnôm-Penh.
Bản in
Chiến lược thực hiện
Mô hình công ty cổ phần với vốn vay dài hạn từ nhiều nguồn trong và ngoài nước như đề xuất của Giáo sư Tôn Thất Trình là phù hợp với tư tưởng chiến lược “ Khơi dậy và phát huy tối đa nội lực” của Đại Hội Đảng VIII.
Đất rừng Phương Nam xưa nay vốn giàu có. Nhưng nghèo nàn và lạc hậu vẩn đeo đuổi dai dẳng người nông dân trong cuộc sống ba chìm, bảy nổi với lũ lụt. Chi khí và hoài bảo của cha ông chúng ta như cây tre vươn thẳng lên giữa trời cao, đất rộng với ước mơ đất nước này sớm sánh vai với các cường quốc Năm châu. Tìm giải pháp tối ưu chống lũ và chống hạn cho ĐBSCL là trách nhiệm và cũng là tình cảm thiêng liêng của mọi người Việt Nam. Chắc chắn mô hình Công ty cổ phần sẽ được sự ủng hộ của mọi người kể cả các tổ chức từ thiện trên thế giới. Việc Đảng, Quốc hội và Chính phủ tạo điều kiện để tập trung trí tuệ Việt Nam, dù trong hay ngoài nước, là điều quyết định sự thành bại của Dự án chống lũ và chống hạn cho ĐBSCL vì TÀI NGUYÊN THÌ CÓ HẠN NHƯNG CHẤT XÁM LÀ VÔ HẠN./.
