Trầm tích – bản chất và thách thức

Xói lở

Xói lở địa chất rất đa dạng ở các khu vực khác nhau trên bề mặt trái đất bởi sự khác biệt về tính chất của đất đá và các điều kiện khí hậu, sinh dưỡng. Kiểm soát xói lở địa chất thường rất khó đạt được bởi các điều kiện tự nhiên đã tồn tại qua nhiều thế kỷ không thể dễ dàng thay đổi để hạn chế xói lở một cách đáng kể. Tuy nhiên, tùy vào điều kiện địa phương, vẫn có thể tạo ra những bước cải thiện để giảm xói lở.

Xói lở đang bị các hoạt động của con người làm cho trở nên trầm trọng, đến mức hiện tượng xói lở gia tăng gấp 100 lần so với xói lở địa chất chẳng phải là chuyện hiếm hoi. Các hoạt động sản xuất nông nghiệp, đô thị hóa, xây dựng đường sá, khai thác khoáng sản và biến đổi điều kiện dòng chảy, kiểm soát các dòng chảy sông đang làm tình trạng xói lở trở nên trầm trọng hơn.

Xói lở và quá trình phân phối lại trầm tích là những nguyên do đầu tiên dẫn đến việc thay đổi diện mạo cảnh quan và đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển đất. Xói lở đất có mối liên hệ chặt chẽ với suy thoái đất; hiện tượng mất đất quá mức do quản lý yếu kém có liên quan mật thiết đến sản lượng và an ninh lương thực và vì vậy cũng liên quan đến sử dụng tài nguyên đất bền vững trên toàn cầu.

Xói lở đất có sự biến động lớn theo không gian nên cần được theo dõi trên từng khu vực rất nhỏ. Chính thế, rất khó để đưa ra tỷ lệ xói lở cho một khu vực rộng lớn, chưa kể đến khảo sát tổng thể cho một quốc gia và nhất là toàn cầu.

Ở khu vực miền núi, lở đất, lở đá và sụt lở các sườn núi có thể là nguồn chính tạo ra trầm tích và là thảm họa nghiêm trọng nhất trong số các thảm họa liên quan đến nguồn nước. Tại Nhật Bản, số người bị thiệt mạng do thảm họa lở đất trung bình hàng năm là 170 người. Ở Mỹ, lở đất gây thiệt hại ước tính 2 tỷ USD và 20-25 người chết mỗi năm.

Tình hình còn tồi tệ hơn ở các nước đang phát triển và các khu vực miền núi xa xôi do thiếu nguồn tài chính và nền quản lý thảm họa một cách hợp lý. Lở đất là hiện tượng phổ biến ở khu vực miền núi trên khắp thế giới.

Mức độ xói lở đất toàn cầu hiện nay ước tính vào khoảng 10,2 tấn/ha mỗi năm, với tốc độ mất đất tăng khoảng 1,5 tấn/ha mỗi năm (khoảng 17,2%) trong thế kỷ 20. Ước tính tới những năm 2090 con số này sẽ tăng thêm 14%, với 65% tỷ lệ gia tăng là hệ quả của biến đổi khí hậu cùng gia tăng xói mòn và khoảng 35% là do dân số gia tăng kết hợp với việc  thay đổi mục đích sử dụng đất.

Để giảm nhẹ thiệt hại, các hoạt động kiểm soát thảm họa phải được thiết lập ở nhiều khu vực xói lở.

Khu vực xói lở nghiêm trọng nhất được dự đoán là Châu Á và nước bị ảnh hưởng nặng nề nhất là Trung Quốc, Ấn Độ và Pakistan. (Ảnh: China Yangtze Three Gorges Project Development Corporation).

Biến động trầm tích

Cần lưu ý rằng mức độ xói lở và khối lượng trầm tích là hai khái niệm khác nhau. Khối lượng trầm tích từ một lưu vực sông chỉ phản ánh phần trầm tích xói lở trên lưu vực sông đến được tới cửa sông.

Rất nhiều con sông trên thế giới có thể cho thấy bằng chứng biến động về dòng trầm tích do mục đích sử dụng đất bị thay đổi. Tác động của thay đổi mục đích sử dụng đất đến dòng trầm tích đặt ra giả thiết rằng các dòng trầm tích “tự nhiên”, nghĩa là trước khi có sự tác động của con người, bị nhân đôi bởi các tác động của con người. Song, với gần 50% dòng trầm tích đã bị giữ lại trong các hồ chứa, cùng với việc xét đến các nguyên nhân khác của việc giảm dòng trầm tích, thì dường như dòng trầm tích thực tế hiện nay còn ít hơn dòng trầm tích tự nhiên, khi chưa có sự tác động của con người.

Tuy nhiên, các chuyên gia hàng đầu nhấn mạnh rằng điều quan trọng là tính nhạy cảm của dòng trầm tích sông đối với những thay đổi môi trường gần đây có thể nhận thấy ở cả tính chất nghiêm trọng tiềm ẩn của những thay đổi này đối với chức năng của hệ sinh thái trái đất, ví dụ thông qua chu trình địa chất; đối với các tác động và vấn đề mang tính địa phương và khu vực như sự thu hẹp các đồng bằng do giảm phù sa cung cấp, sự hủy diệt các rạn san hô do gia tăng trầm tích tới khu vực ven biển…

Bởi lẽ, trầm tích của dòng sông không chỉ là nguồn gây ô nhiễm nước do chính khối lượng và trọng lượng của nó, trầm tích còn đóng vai trò là chất xúc tác chuyên chở và lưu giữ các dạng ô nhiễm khác. Thông thường, mật độ trầm tích càng cao thì chất lượng nước càng tệ. Ngoài ra, các hóa chất và chất thải cũng được hấp thu vào các hạt trầm tích.

Trầm tích sông hồ đóng vai trò quan trọng trong việc xác định chất lượng nước. Trầm tích lơ lửng hút các chất ô nhiễm từ nước, nhờ thế mà làm giảm mật độ của chất gây ô nhiễm trong nước. Tuy nhiên, chất gây ô nhiễm cũng có thể bị giải phóng khi trầm tích bị nhiễu loạn.

Bồi lắng hồ chứa

Thật khó để tìm kiếm một dòng sông chưa bị con người can thiệp. Bằng việc sử dụng chỉ số hồ chứa (Reservoir index – RI), các dòng sông có thể được phân loại thành sông tự nhiên (RI dưới 10%), bán tự nhiên (RI trong khoảng 10-50%), bán kiểm soát (RI trong khoảng 50%-100) và bị kiểm soát (RI lớn hơn 100%). RI là tỷ lệ công suất chứa của các hồ chứa trên sông so với giá trị lưu lượng trung bình hàng năm của dòng sông. Theo đó, các dòng sông Colorado, sông Nile, sông Hoàng Hà và Mississippi là các dòng sông bị kiểm soát, sông Dương tử và sông Pearl là sông bán tự nhiên.

Việc xây dựng và vận hành các hồ chứa có thể mang lại nhiều lợi ích cho xã hội như kiểm soát lũ, cung cấp nước, thủy điện, tưới tiêu, phục vụ giải trí và các lợi ích môi trường. Tuy nhiên, các tác động mặt trái của hồ chứa cũng có thể tồn tại song song. Ngay khi hồ chứa bắt đầu trữ nước, quá trình luân chuyển trầm tích trên sông sẽ bị gián đoạn. Phần lớn các trầm tích bị giữ lại tại các hồ chứa, tạo thành một “châu thổ” và một vùng nước tù ảnh hưởng rộng đến hạ nguồn. Trầm tích hồ chứa cũng giảm sức chứa của hồ và vì vậy cũng gây suy giảm chức năng của nó. Tương tự, nước “đói” từ các hồ chứa có thể gây suy thoái lòng sông hạ nguồn. Nếu không có biện pháp để giải quyết vấn đề trầm tích, hồ chứa có thể mất đi chức năng thiết kế ban đầu và tạo ra các vấn đề về an toàn.

Theo thống kê của Ủy ban Đập lớn Quốc tế (ICOLD), năm 2003 thế giới có tổng số 49.697 đập lớn, trong đó Trung Quốc sở hữu 25.800 đập, tiếp theo là Mỹ với 8.724 đập, rồi đến Liên Xô cũ, Nhật và Ấn Độ. Đập lớn theo định nghĩa của ICOLD là đập có độ cao từ 15m trở lên tính từ đáy đến đỉnh đập hoặc có công suất chứa lớn hơn 1 triệu m ³. Ủy ban này cũng ước tính rằng tỷ lệ giảm công suất chứa của hồ do trầm tích là khoảng 0,5-1,0% – tương ứng với mức tổn thất mỗi năm khoảng 45 tỷ m3 (tính theo tỷ lệ 0,75%).

Đây quả là một tổn thất lớn!

Giải pháp cho vấn đề trầm tích

Cùng với nhận thức về tầm quan trọng của các vấn đề liên quan tới trầm tích, xã hội đã dành sự chú ý ngày càng tăng cho vấn đề bồi lắng trầm tích và xói lở. Rất nhiều các giải pháp nhờ thế đã được triển khai trong nửa đầu thế kỷ 21.

Đẩy mạnh nghiên cứu:Hiện vẫn còn rất nhiều vấn đề, hiện tượng cần được làm sáng tỏ và thiết lập các quy tắc mới để công việc quản lý bồi lắng và xói lở trong tương lai dựa trên cơ sở mang tính khoa học và bền vững hơn.

Lên kế hoạch tổng thể và hợp nhất: Lên kế hoạch quản lý bồi lấp và xói lở rõ ràng rất cần một cách tiếp cận tổng thể và hợp nhất hơn để quản lý tác động nước-đất và các chính sách phù hợp với thực tế ở cấp độ dẫn nước, bao gồm cả tương tác với vùng nước ven biển.

Củng cố hoạch định chính sách:  Hiện vẫn còn rất ít luật định trong lĩnh vực nước, và có vẻ như công tác thực thi còn khó khăn hơn so với ban hành luật. Chính vì vậy, thiết lập các nhóm thực thi pháp luật là một trong các biện pháp cần áp dụng.

Thắt chặt quản lý: Định nghĩa “sự hài hòa giữa con người và tự nhiên” đã trở nên phổ biến hơn trong việc giải quyết mối quan hệ giữa hai thực thể này. Quản lý trầm tích cũng vì thế mà thay thế kiểm soát dòng sông. Quản lý cần trở thành khái niệm cơ bản của việc quy hoạch và thiết kế dòng sông.

Hợp tác quốc tế:Hợp tác quốc tế bao gồm nhiều hoạt động liên quan đến hiện tượng xói lở và bồi lắng, đặc biệt là ở phương diện quản lý.

Những thách thức của việc quản lý dòng sông hiện tại không còn chỉ là vấn đề kỹ thuật – làm thế nào để kiểm soát dòng sông, mà còn là vấn đề quản lý – làm thế nào để phân phối nước giữa các nguồn tiêu dùng cạnh tranh trong khi vẫn duy trì được các dịch vụ hệ sinh thái.