Tài liệu Nghiên cứu dòng dẫn sông tiền (dòng chảy qua tỉnh đồng tháp) phục vụ phòng tránh thiên tai

i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------- TRỊNH PHI HOÀNH NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN LÒNG DẪN SÔNG TIỀN (ĐOẠN CHẢY QUA TỈNH ĐỒNG THÁP) PHỤC VỤ PHÒNG TRÁNH THIÊN TAI LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA LÝ TP. Hồ Chí Minh - 2017 ii BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------- TRỊNH PHI HOÀNH NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN LÒNG DẪN SÔNG TIỀN (ĐOẠN CHẢY QUA TỈNH ĐỒNG THÁP) PHỤC VỤ PHÒNG TRÁNH THIÊN TAI Chuyên ngành Mã số : Địa lý Tài nguyên và Môi trường : 62 44 02 19 LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS. NGUYỄN THÁM 2. TS. VŨ THỊ THU LAN TP. Hồ Chí Minh - 2017 iii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu được sử dụng trong luận án là trung thực, những tham khảo được trích dẫn rõ ràng, đã được công bố theo quy định, các công trình công bố của luận án được đồng tác giả cho phép sử dụng. Nghiên cứu sinh Trịnh Phi Hoành iv LỜI CẢM ƠN Luận án được hoàn thành ngoài sự nỗ lực của bản thân, nghiên cứu sinh (NCS) còn nhận được sự hỗ trợ, giúp đỡ của nhiều cá nhân, tổ chức, cơ quan và đơn vị. Tác giả luận án xin gửi lời cảm ơn: Đầu tiên, NCS bày tỏ sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc đến người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Thám và TS. Vũ Thị Thu Lan - Thầy, Cô đã luôn đồng hành, quan tâm, chỉ bảo, hướng dẫn NCS trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu; góp phần không nhỏ vào kết quả của luận án. NCS chân thành cảm ơn các nhà khoa học tại Viện Địa lý Tài nguyên TP. Hồ Chí Minh và Viện Địa lý thuộc Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam; Hội Đệ tứ - Địa mạo Việt Nam; Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam; Viện Kỹ thuật Biển; Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐHQG TP. Hồ Chí Minh… đã góp ý, chỉnh sửa và cung cấp tài liệu phục vụ cho việc hoàn thiện luận án. Đồng thời, luận án hoàn thành với sự giúp đỡ của các cá nhân và cơ quan: - Lãnh đạo và giáo vụ, chuyên viên đào tạo của Khoa Địa lý, Viện Địa lý và Viện Địa lý Tài nguyên TP. Hồ Chí Minh, Học viện Khoa học và Công Nghệ thuộc Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam là cơ sở đào tạo, quản lý tạo điều kiện để NCS có thể hoàn thành chương trình học tập và thực hiện luận án. - Ban Chỉ đạo Ứng phó Biến đổi khí hậu - Phòng chống thiên tai và Tìm kiếm cứu nạn tỉnh Đồng Tháp đã cung cấp tư liệu và đóng góp ý kiến cho những nội dung liên quan của luận án. - Lãnh đạo Trường và Khoa Sư phạm Ngữ văn - Sử - Địa, Đồng môn, Đồng nghiệp, bạn bè và các em sinh viên ở Trường Đại học Đồng Tháp - cơ quan công tác cũ và lãnh đạo Viện, các phòng, trung tâm ở Viện Địa lý Tài nguyên TP. HCM - cơ quan công tác hiện tại của NCS đã tạo điều kiện thuận lợi, quan tâm và hỗ trợ để tác giả thực hiện luận án. Đặc biệt, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến toàn thể gia đình đã luôn ở bên, động viên, khích lệ, hỗ trợ để NCS toàn tâm thực hiện luận án. NCS. Trịnh Phi Hoành v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................... iii LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... iv MỤC LỤC .................................................................................................................. v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU .................................................. ix DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ (GLOSSARY) ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN ................................................................................................................... x DANH MỤC BẢNG BIỂU .....................................................................................xii DANH MỤC HÌNH ẢNH ...................................................................................... xiv MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN ÁN ............................................................... 1 2. MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU ................................................. 2 3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU ................................................................................ 3 4. CƠ SỞ TÀI LIỆU CỦA LUẬN ÁN ................................................................. 4 5. LUẬN ĐIỂM BẢO VỆ...................................................................................... 4 6. NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN ............................................................ 4 7. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN ......................... 5 8. CẤU TRÚC LUẬN ÁN ..................................................................................... 5 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN .... 6 1.1. CÁC KHÁI NIỆM LIÊN QUAN ................................................................. 6 1.1.1. Lòng dẫn sông (river channel) ............................................................... 6 1.1.2. Thiên tai (disaster) ................................................................................. 14 1.2. TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN LÒNG DẪN SÔNG ... 14 1.2.1. Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông trên thế giới ............................... 14 1.2.1.1. Các hướng tiếp cận nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông ................ 15 1.2.1.2. Những nghiên cứu về sông phân nhánh ............................................ 21 1.2.2. Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông ở Việt Nam ................................ 23 1.2.2.1. Các hướng tiếp cận nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông ................ 23 1.2.2.2. Nghiên cứu về sông phân nhánh ........................................................ 25 vi 1.2.3. Các nghiên cứu DBLD sông ở vùng ĐBSCL và địa bàn nghiên cứu .. 26 1.2.3.1. Các hướng tiếp cận nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông ................ 26 1.2.3.2. Những nghiên cứu về sông phân nhánh ............................................ 28 1.2.4. Nhận xét chung về những thành tựu và vấn đề còn tồn tại trong nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông .......................................................................... 29 1.2.4.1. Thành tựu ............................................................................................... 29 1.2.4.2. Tồn tại liên quan đến nội dung nghiên cứu của luận án ................. 30 1.2.4.3. Vấn đề nghiên cứu của luận án .......................................................... 30 1.3. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................ 31 1.3.1. Cách tiếp cận ........................................................................................ 31 1.3.1.1. Tiếp cận địa lý tổng hợp........................................................................ 31 1.3.1.2. Tiếp cận lịch sử...................................................................................... 31 1.3.1.3. Tiếp cận ngẫu nhiên ............................................................................. 32 1.3.2. Quan điểm nghiên cứu ......................................................................... 32 1.3.2.1. Quan điểm hệ thống .............................................................................. 32 1.3.2.2. Quan điểm tổng hợp.............................................................................. 32 1.3.2.3. Quan điểm liên kết lưu vực với cảnh quan và phát triển bền vững 33 1.3.3. Phương pháp nghiên cứu ..................................................................... 33 1.3.3.1. Phương pháp kế thừa ........................................................................... 33 1.3.3.2. Phương pháp điều tra, khảo sát và đo đạc thực địa .......................... 34 1.3.3.3. Phương pháp viễn thám và GIS............................................................ 34 1.3.3.4. Phương pháp chuyên gia...................................................................... 36 1.3.3.5. Phương pháp phân tích, tổng hợp ....................................................... 36 1.3.4. Các bước nghiên cứu............................................................................ 37 1.4. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU ........................... 38 1.4.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội lưu vực sông Mekong ................. 38 1.4.2. Đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực sông Tiền tỉnh Đồng Tháp................................................................................................................ 44 TIỂU KẾT CHƯƠNG 1 .................................................................................... 51 vii CHƯƠNG 2. ĐÁNH GIÁ DIỄN BIẾN LÒNG DẪN SÔNG TIỀN TỈNH ĐỒNG THÁP ....................................................................................................... 52 2.1. DIỄN BIẾN LÒNG DẪN THỜI KỲ 1966 - 2015........................................ 52 2.1.1. Diễn biến lòng dẫn sông theo dọc sông ............................................... 52 2.1.1.1. Diễn biến trên mặt bằng ....................................................................... 52 2.1.1.2. Diễn biến theo đáy sông ........................................................................ 59 2.1.2. Diễn biến lòng dẫn sông theo chiều ngang .......................................... 62 2.1.2.1. Khu vực huyện Hồng Ngự và thị xã Hồng Ngự ................................ 62 2.1.2.2. Khu vực huyện Thanh Bình ................................................................ 69 2.1.2.3. Khu vực thành phố Cao Lãnh - huyện Cao Lãnh............................. 71 2.1.2.4. Khu vực thành phố Sa Đéc - huyện Châu Thành ............................. 73 2.1.3. Mối liên hệ giữa diễn biến lòng dẫn sông Tiền theo hướng dọc và theo hướng ngang sông .......................................................................................... 74 2.1.4. Đặc điểm chung (cơ chế) diễn biến lòng dẫn sông Tiền tỉnh Đồng Tháp ........................................................................................................................ 75 2.1.3.1. Diễn biến lòng dẫn sông Tiền theo quy luật xói lở, bồi tụ của sông phân nhánh.................................................................................................................... 76 2.1.4.2. Xói lở và bồi tụ lòng dẫn sông là hai hiện tượng luôn tồn tại đan xen và có mối liên hệ mật thiết ................................................................................. 78 2.1.4.3. Diễn biến lòng dẫn sông vùng chịu ảnh hưởng của thượng nguồn lớn hơn đoạn chịu ảnh hưởng của triều .......................................................... 78 2.1.4.4. Xói lở lòng dẫn sông theo xu thế lùi dần về hạ lưu ........................... 80 2.1.4.5. Phạm vi diễn biến lòng dẫn sông nằm trong vùng sông cổ .............. 81 2.2. NGUYÊN NHÂN DIỄN BIẾN LÒNG DẪN SÔNG TIỀN ...................... 83 2.2.1. Tác động của các yếu tố tự nhiên ......................................................... 83 2.2.1.1. Địa chất................................................................................................... 83 2.2.1.2. Hình thái lòng dẫn sông ....................................................................... 86 2.2.1.3. Đặc điểm thủy văn ................................................................................. 89 2.2.1.4. Mối liên hệ giữa hình thái lòng dẫn với động lực dòng chảy, xói lở, bồi tụ ..................................................................................................................... 97 viii 2.2.2. Tác động của các hoạt động nhân sinh ................................................ 98 2.2.2.1. Các hoạt động phát triển kinh tế - xã hội trên lưu vực ..................... 98 2.2.2.2. Các hoạt động kinh tế - xã hội trong vùng ....................................... 105 TIỂU KẾT CHƯƠNG 2 .................................................................................. 118 CHƯƠNG 3. CẢNH BÁO VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THÍCH ỨNG VỚI DIỄN BIẾN LÒNG DẪN SÔNG TIỀN TỈNH ĐỒNG THÁP ..................................... 119 3.1. CẢNH BÁO DIỄN BIẾN LÒNG DẪN SÔNG TIỀN ............................. 119 3.1.1. Cơ sở cảnh báo ................................................................................... 119 3.1.2. Phương pháp và kết quả cảnh báo...................................................... 122 3.1.2.1. Cảnh báo biến động bờ sông theo xu thế diễn biến......................... 122 3.1.2.2. Cảnh báo diễn biến lòng dẫn sông Tiền theo động lực dòng chảy 122 3.1.2.3. Đánh giá diễn biến lòng dẫn sông Tiền tỉnh Đồng Tháp bằng phương pháp tổng hợp địa lý ......................................................................................... 124 3.1.2.4. Cảnh báo tổng hợp xu thế diễn biến lòng dẫn sông Tiền tỉnh Đồng Tháp đến năm 2030 .......................................................................................... 130 3.2. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THÍCH ỨNG ..................................................... 131 3.2.1. Quan điểm đề xuất ............................................................................. 131 3.2.2. Cơ sở đề xuất giải pháp ...................................................................... 131 3.2.3. Giải pháp thích ứng với diễn biến lòng dẫn sông Tiền tỉnh Đồng Tháp.............................................................................................................. 132 3.2.3.1. Giải pháp phòng ngừa ........................................................................ 134 3.2.3.2. Giải pháp né tránh .............................................................................. 136 3.2.3.3. Giải pháp kháng vệ ............................................................................. 139 3.2.3.4. Đề xuất biện pháp cho một số đoạn sông cụ thể.............................. 143 TIỂU KẾT CHƯƠNG 3 .................................................................................. 145 KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ ................................................................................... 146 DANH MỤC CÁC CÔNG BỐ KHOA HỌC LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ........ a TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ c PHỤ LỤC ................................................................................................................... 1 ix DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU Ký hiệu, chữ viết tắt cs (hoặc et al) CSLL CSTT DBLD ĐBSCL GIS IMHEN Được hiểu là: : Cộng sự : Cơ sở lý luận : Cơ sở thực tiễn : Diễn biến lòng dẫn : Đồng bằng sông Cửu Long : Geographic Information System - Hệ thống thông tin Địa lý : Institute of Meteorology Hydrology and Environment - Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu IPCC : Intergovernmental Panel on Climate Change - Uỷ ban Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu KH&CN : Khoa học và công nghệ KT-XH : Kinh tế - xã hội MRC : Mekong River Commission - Ủy hội sông Mekong quốc tế NCS : Nghiên cứu sinh NN&PTNT : Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Nxb : Nhà xuất bản PL : Phụ lục PPNC : Phương pháp nghiên cứu RCP4.5 : Representation Concentration Pathways - kịch bản nồng độ khí nhà kính đặc trưng (RCP4.5 - kịch bản nồng độ khí nhà kính TB thấp) Sông Tiền tỉnh Đồng Tháp : Sông Tiền đoạn chảy qua tỉnh Đồng Tháp TN&MT : Tài nguyên và Môi trường TB : Trung bình TP : Thành phố tr (hoặc pp) : trang (page) trang (-3-) : sau trang (3) UBND : Ủy ban nhân dân UNDP : United Nations Development Programme - Chương trình phát triển Liên Hợp Quốc VNMC : Vietnam National Mekong Committee - Ủy hội sông Mekong Việt Nam [1, tr. 41] : Tham khảo ở trang 41 của tài liệu số thứ tự 1 trong danh mục tài liệu tham khảo của luận án. [2] : Tham khảo theo tài liệu số thứ tự 2 trong danh mục tài liệu tham khảo của luận án. x DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ (GLOSSARY) ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN Thuật ngữ (Glossary) Được hiểu là: TT Tiếng Anh Tiếng Việt 1. Abandoned course river Dòng sông cổ : Những đoạn sông dài bị bỏ rơi trong giai đoạn phát triển đồng bằng châu thổ. Dòng sông cổ có thể kéo dài hàng chục km và bề rộng có thể vài km [1, tr. 41]. 2. Adaptation Thích ứng : là quá trình điều chỉnh các yếu tố liên quan để ứng phó, giảm nhẹ những thiệt hại và tận dụng cơ hội có lợi. 3. Braided river Sông phân nhánh : Là những dòng sông mà dòng chảy tách, nhập bởi các cồn, bãi bồi tụ trong lòng dẫn. 4. 3 Change of river channel DBLD sông : Sự biến đổi về hình dạng, kích thước của đáy sông và bờ sông trên mặt bằng, mặt cắt dọc và mặt cắt ngang theo thời gian. 5. 5 Disaster Thiên tai : Hiện tượng tự nhiên bất thường có thể gây thiệt hại về người, tài sản, môi trường, điều kiện sống và các hoạt động KT - XH, bao gồm: bão, áp thấp nhiệt đới, lốc, sét, mưa lớn, lũ, lũ quét, ngập lụt, sạt lở đất do mưa lũ hay dòng chảy, sụt lún đất do mưa lũ hay dòng chảy, nước dâng, xâm nhập mặn, nắng nóng, hạn hán, rét hại, mưa đá, sương muối, động đất, sóng thần và các loại thiên tai khác (IPCC, 2012 [2]). 6. 6 Disaster preparedness Phòng tránh thiên tai : Các biện pháp phòng tránh thiên tai bao gồm các biện pháp cảnh báo sớm và xây dựng các kế hoạch dự phòng hoặc khẩn cấp, có thể được coi là một hợp phần và là cầu nối giữa giảm nhẹ rỏi ro thiên tai và quản lý thiên tai (IPCC, 2012 [2]). xi b Mechanism of river’ channel changes Cơ chế 8. Morphology river Hình thái sông : Bao gồm các đặc trưng như loại hình sông, mặt cắt ngang, mặt cắt dọc, hình dạng tuyến sông trên mặt bằng và mối quan hệ giữa chúng cũng như các yếu tố thủy văn, thủy lực. 9. 8 Riverbank Bờ sông : Giới hạn của lòng sông. Trong luận án, bờ sông được quan niệm theo nghĩa rộng, bao gồm cả bờ sông và bờ bãi bồi. 10. 9 Riverbank erosion Xói lở bờ sông : Là sự tách ra và kéo theo các vật liệu bở rời hay các khối vật liệu khỏi bờ sông bởi quá trình dòng chảy sông hay các quá trình địa kĩ thuật khác. 11. 1 Riverbank deposition Bồi tụ bờ sông : Tích tụ và bồi đắp phù sa. Sản phẩm của bào mòn lưu vực và xói lở bờ sông. 12. 2 River channel Lòng dẫn sông : Lòng dẫn sông là phần sông có nước chảy quanh năm (có nước chảy trong mùa kiệt năm ít nước). 13. Sediment Trầm tích : Là vật chất vô cơ hoặc hữu cơ do phong hóa và xói mòn đất đá tạo ra được vận chuyển theo dòng chảy hoặc lắng đọng ở sông, hồ. 14. 1 River bar/ island Cồn sông, : Sản phẩm bồi tích của dòng sông, nằm giữa hoặc ven sông. Thalweg/ talweg Đường đáy thung lũng sông/ đường tụ thủy 7. 15. DBLD sông cù lao sông : Cách thức mà quá trình diễn biến (xói lở, bồi tụ) lòng dẫn sông diễn ra. : Trục động lực dòng chảy sông [3]. Thalweg là đường nối các điểm có độ sâu lớn nhất, nước chảy mạnh nhất trong lòng dẫn sông. xii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Tỷ lệ đóng góp vào dòng chảy sông Mekong theo các đoạn sông ...........40 Bảng 1.2. Phân phối khối lượng dòng chảy năm [MRC, 2010] ...............................40 Bảng 1.3. Tỷ lệ đóng góp dòng chảy năm của sông Mekong tại trạm Kratie [15] ..42 Bảng 1.4. Các đặc trưng thủy văn sông Tiền [90, tr. 125].......................................45 Bảng 1.5. Tổng lượng nước sông Tiền chảy qua Tân Châu giai đoạn 2009 - 2011 46 Bảng 1.6. Tổng lượng nước sông Tiền chảy qua Mỹ Thuận giai đoạn 2009 - 2011 46 Bảng 1.7. Tỷ số chia nước sông Tiền và sông Hậu qua sông Vàm Nao (%) ............47 Bảng 2.1. Diễn biến các cồn khu vực huyện Hồng Ngự - thị xã Hồng Ngự .................54 Bảng 2.2. DBLD sông Tiền khu vực An Hiệp - cồn Linh [78] .................................58 Bảng 2.3. Sự phát triển hố xói khu vực Sa Đéc - Châu Thành năm 2010 và 2015 .......61 Bảng 2.4. Diễn biến phân chia lưu lượng sông Tiền ở cù lao Long Khánh theo các nhánh qua các thời kỳ [27] .......................................................................................76 Bảng 2.5. Quy luật diễn biến các hố xói trên sông Tiền giai đoạn 1991 - 2003 ......80 Bảng 2.6. Xói lở đầu các cù lao, cồn trên sông Tiền tỉnh Đồng Tháp [20] .............80 Bảng 2.7. Mô hình diễn biến tiêu biểu đoạn sông nghiên cứu .................................82 Bảng 2.8. Diễn biến kích thước các vực sâu trong khoảng 28 năm [90] .................87 Bảng 2.9. Vận tốc dòng chảy sông Tiền ở một số mặt cắt và vận tốc cho phép không xói của bờ sông tương ứng (Đơn vị m/s)...................................................................90 Bảng 2.10. Khả năng và thời gian duy trì khả năng bào xói lòng dẫn sông mùa lũ trên sông Tiền giai đoạn 2000 - 2003 .......................................................................90 Bảng 2.11. Khả năng và thời gian duy trì khả năng bào xói lòng dẫn sông mùa kiệt trên sông Tiền giai đoạn 2000 - 2003 .......................................................................90 Bảng 2.12. Sức tải cát dòng chảy mùa lũ (tháng 8 - 10) trên sông Tiền tại Tân Châu giai đoạn 1980 - 2011 ...............................................................................................91 Bảng 2.13. Diễn biến hàm lượng chất lơ lửng TB tháng tại trạm Tân Châu và Mỹ Thuận (g/m3) [Trần Quang Minh, 2013] ..................................................................93 Bảng 2.14. Hàm lượng phù sa (g/m3) TB tháng các tháng mùa lũ năm 2011 từ mặt cắt Tân Châu đến Mỹ Thuận [Trần Quang Minh, 2013]..........................................93 Bảng 2.15. Sự thay đổi tỉ lệ che phủ rừng các quốc gia hạ lưu sông Mekong .........99 xiii Bảng 2.16. Khối lượng và tỷ lệ loại trầm tích khai thác theo kích thước của các nước .................................................................................................................................100 Bảng 2.17. Ước lượng TB hàng năm của sự bồi lắng dinh dưỡng và phù sa sông Mekong (ICEM, 2010 [101]) ..................................................................................102 Bảng 2.18. Tổng hợp dung tích hữu ích của các hồ trên lưu vực theo các giai đoạn ...104 Bảng 2.19. Kết quả phân tích thay đổi (%) số năm lũ theo các mức báo động tại Tân Châu ứng với các kịch bản phát triển ở thượng lưu [97] .......................................105 Bảng 2.20. Tổng hợp nguyên nhân DBLD sông Tiền tỉnh Đồng Tháp ..................114 Bảng 3.1. Bối cảnh phát triển thượng lưu dự kiến đến năm 2030 [97] .................121 Bảng 3.2. Tỷ lệ % suy giảm phù sa về Kratie theo các kịch bản [97] ....................121 Bảng 3.3. Thang đánh giá động lực DBLD sông Tiền tỉnh Đồng Tháp .................122 Bảng 3.4. Đánh giá động lực DBLD các đoạn sông Tiền tỉnh Đồng Tháp ............123 Bảng 3.5. Mức độ tác động của hướng dòng chảy so với hướng bờ ......................124 Bảng 3.6. Tác động của chiều cao bờ sông đến DBLD sông .................................125 Bảng 3.7. Tác động của độ dốc bờ đến DBLD sông ..............................................125 Bảng 3.8. Mức độ ảnh hưởng của thành phần thạch học và tính chất cơ lý đến DBLD .................................................................................................................................126 Bảng 3.9. Mức độ ảnh hưởng của hình thái tới DBLD sông ..................................126 Bảng 3.10. Ảnh hưởng của phân bố dân cư, các công trình xây dựng đến DBLD sông .................................................................................................................................126 Bảng 3.11. Mức độ ảnh hưởng của khai thác cát đến DBLD sông ........................127 Bảng 3.12. Đánh giá tổng hợp mức độ tác động của các nhân tố đến DBLD sông .................................................................................................................................127 Bảng 3.13. Đặc điểm các nhân tố phục vụ đánh giá DBLD sông bằng phương pháp tổng hợp địa lý.........................................................................................................128 Bảng 3.14. Điểm đánh giá tổng hợp các khu vực DBLD sông Tiền tỉnh Đồng Tháp .................................................................................................................................129 Bảng 3.15. Cảnh báo tổng hợp xu hướng DBLD sông Tiền đến năm 2030 ...........130 Bảng 3.16. Các giải pháp đề xuất ứng phó với DBLD sông Tiền ..........................144 xiv DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình i. Sơ đồ không gian, thời gian nghiên cứu của luận án................................ - 3 Hình 1.1. Sơ đồ hình thái thung lũng sông [3, tr. 122] ................................................6 Hình 1.2. Phân loại sông phân nhánh [dẫn theo Trần Bá Hoằng [27]] ...................9 Hình 1.3. Hình thái mặt nước ở khu vực phân lưu [30] ...........................................10 Hình 1.4. Đường đẳng trị mực nước khu vực phân lưu [27] ...................................10 Hình 1.5. Phân bố lưu tốc trên mặt cắt ngang khu vực phân lưu [27] ....................11 Hình 1.6. Độ dốc mực nước khu vực hợp lưu [27] ..................................................11 Hình 1.7. Đường đẳng tốc mặt cắt khu vực hợp lưu [27] ........................................11 Hình 1.8. Mặt bằng và mặt cắt ngang phân nhánh đơn [30]...................................12 Hình 1.9. Sơ đồ ứng dụng viễn thám và GIS trong nghiên cứu biến động bờ sông Tiền ...................................................................................................................................35 Hình 1.10. Sơ đồ các bước nghiên cứu của luận án ........................................... - 37 Hình 1.11. Lưu vực sông Mekong [Nguồn: MRC] ...................................................38 Hình 1.12. Biểu đồ thể hiện tỷ lệ diện tích lưu vực và dòng chảy đóng góp của các nước thuộc lưu vực sông Mekong (Nguồn số liệu: MRC).........................................39 Hình 1.13. Phân bố tổng lượng dòng chảy (tỉ m3) trên sông Mekong .....................41 Hình 1.14. Các đập thủy điện trên dòng chính sông Mekong ............................. - 43 Hình 1.15. Bản đồ mạng lưới thủy văn tỉnh Đồng Tháp [20] ............................. - 45 Hình 2.1. DBLD sông Tiền trên mặt bằng đoạn từ biên giới Campuchia đến xã Thường Thời Tiền huyện Hồng Ngự thời kỳ 1966 - 1996...................................................... - 53 Hình 2.2. DBLD sông Tiền trên mặt bằng đoạn từ biên giới Campuchia đến xã Thường Thời Tiền huyện Hồng Ngự thời kỳ 1996 - 2013...................................................... - 53 Hình 2.3. DBLD sông Tiền trên mặt bằng khu vực cù lao Long Khánh thời kỳ 1966 1996 ...................................................................................................................... - 53 Hình 2.4. DBLD sông Tiền trên mặt bằng khu vực cù lao Long Khánh thời kỳ 1996 2013 ...................................................................................................................... - 53 Hình 2.5. DBLD sông Tiền trên mặt bằng khu vực phía Bắc cù lao Tây thời kỳ 1966 - 1996.................................................................................................................... - 56 Hình 2.6. DBLD sông Tiền trên mặt bằng khu vực phía Bắc cù lao Tây thời kỳ 1996 - 2013.................................................................................................................... - 56 - xv Hình 2.7. DBLD sông Tiền trên mặt bằng khu vực phía Nam cù lao Tây huyện Thanh Bình thời kỳ 1966 - 1996 ...................................................................................... - 56 Hình 2.8. DBLD sông Tiền trên mặt bằng Tiền khu vực phía Nam cù lao Tây huyện Thanh Bình thời kỳ 1996 - 2013 ........................................................................... - 56 Hình 2.9. DBLD sông Tiền trên mặt bằng khu vực Bắc cù lao Giêng thời kỳ 1966 1996 ...................................................................................................................... - 56 Hình 2.10. DBLD sông Tiền trên mặt bằng khu vực Bắc cù lao Giêng thời kỳ 1996 2013 ...................................................................................................................... - 56 Hình 2.11. DBLD sông Tiền trên mặt bằng khu vực TP Cao Lãnh thời kỳ 1966 - 1996 .............................................................................................................................. - 57 Hình 2.12. DBLD sông Tiền trên mặt bằng khu vực TP Cao Lãnh thời kỳ 1996 - 2013 .............................................................................................................................. - 57 Hình 2.13. DBLD sông Tiền trên mặt bằng khu vực huyện Cao Lãnh thời kỳ 1966 1996 ...................................................................................................................... - 57 Hình 2.14. DBLD sông Tiền trên mặt bằng khu vực huyện Cao Lãnh thời kỳ 1996 2013 ...................................................................................................................... - 57 Hình 2.15. DBLD sông Tiền trên mặt bằng khu vực đoạn Sa Đéc - Châu Thành thời kỳ 1966 - 1996 ...................................................................................................... - 58 Hình 2.16. DBLD sông Tiền trên mặt bằng khu vực đoạn Sa Đéc - Châu Thành thời kỳ 1996 - 2013 ...................................................................................................... - 58 Hình 2.17. Diễn biến đáy sông Tiền đoạn Tân Châu - Hồng Ngự giai đoạn 1895 - 2004 ....... .................................................................................................................................................... - 59 Hình 2.18. Diễn biến đáy sông nhánh trái khu vực Tân Châu - Hồng Ngự........ - 59 Hình 2.19. Diễn biến đáy sông nhánh phải Hồng Ngự [78] ............................... - 59 Hình 2.20. Tiến hóa hình thái khu vực cù lao Tây (km 195 - 220) (aI), năm 1998 (aII); năm 2008 (b) [Brunier G. at el, 2014] ....................................................... - 60 Hình 2.21. Diễn biến đáy sông khu vực huyện Thanh Bình giai đoạn 2006 - 2015 .. - 60 Hình 2.22. Diễn biến đáy sông Tiền khu vực Sa Đéc - Mỹ Thuận (1895 - 2004)- 61 Hình 2.23. Diễn biến tuyến đáy sông khu vực Cao Lãnh - Châu Thành giai đoạn 2007 - 2015 [78] .................................................................................................. - 61 Hình 2.24. Diễn biến hố xói sâu sông Tiền khu vực xã An Hiệp, huyện Châu Thành giai đoạn 2010 - 2015 [78] .................................................................................. - 61 Hình 2.25. Vị trí mặt cắt ngang sông Tiền khu vực xã An Hiệp - cồn Linh ........ - 61 - xvi Hình 2.26. Diễn biến mặt cắt ngang đầu cồn Liệt Sỹ [78] ......................................63 Hình 2.27. Diễn biến mặt cắt ngang giữa cồn Liệt Sỹ [78] .....................................63 Hình 2.28. Diễn biến mặt cắt khu vực đuôi Cồn Béo [78] .......................................64 Hình 2.29. Diễn biến mặt cắt ngang khu vực hợp lưu [78] .....................................64 Hình 2.30. Diễn biến mặt cắt ngang khu vực co hẹp Tân Châu - Hồng Ngự [78] ..65 Hình 2.31. Diễn biến mặt cắt ngang khu vực đầu nhánh trái cù lao Long Khánh .......65 Hình 2.32. Diễn biến mặt cắt ngang khu vực phường An Lạc - xã Long Khánh B ......66 Hình 2.33. Diễn biến mặt cắt ngang khu vực kênh Sở Thượng [78] .......................66 Hình 2.34. Diễn biến mặt cắt ngang đầu nhánh phải cù lao Long Khánh [78] ......67 Hình 2.35. Diễn biến mặt cắt ngang khu vực xã Long Khánh A - Long Thuận .......67 Hình 2.36. Diễn biến mặt cắt ngang cồn Châu Ma [78]..........................................68 Hình 2.37. Diễn biến mặt cắt ngang tiêu biểu đoạn cù lao Long Khánh đến cù lao Tây.....69 Hình 2.38. Diễn biến mặt cắt ngang khu vực xã An Phong - Tân Bình [78] ...........70 Hình 2.39. Diễn biến mặt cắt ngang khu vực xã Bình Thành [78] ..........................70 Hình 2.40. Mặt cắt ngang sông khu vực khu công nghiệp Trần Quốc Toản, Phường 11....71 Hình 2.41. Mặt cắt ngang điển hình khu vực nhánh trái Cồn Tre [78] ...................71 Hình 2.42. Mặt cắt ngang điển hình khu vực lòng dẫn sông nhánh giữa cồn Đông Định và Cồn Tre [78] ................................................................................................72 Hình 2.43. Mặt cắt ngang lòng dẫn sông khu vực xã Mỹ An Hưng B, huyện Lấp Vò ....73 Hình 2.44. Diễn biến mặt cắt ngang khu vực Phường 4, TP. Sa Đéc [78] ..............73 Hình 2.45. Diễn biến mặt cắt ngang lòng dẫn sông khu vực xã An Hiệp - cồn Bình Tân ....74 Hình 2.46. Vị trí các hố sâu trên sông Tiền và sông Hậu ........................................75 Hình 2.47. Diễn biến hình thái cù lao Long Khánh qua các năm 1997, 2000, 2005 và 2014 [Nguồn ảnh Landsat, [112]] ....................................................................... - 77 Hình 2.48. Sơ đồ phân bố các đoạn bờ sông cổ trên sông Tiền đoạn chảy qua vùng Đồng Tháp Mười [1] ............................................................................................ - 81 Hình 2.49. Phạm vi bờ sông cổ khu vực TP. Cao Lãnh ...................................... - 81 Hình 2.50. Phạm vi bờ sông cổ khu vực TP. Sa Đéc ........................................... - 81 Hình 2.51. Mối quan hệ giữa cấu tạo địa chất và diễn biến lòng dẫn sông Tiền tỉnh Đồng Tháp ............................................................................................................ - 84 - xvii Hình 2.52. Mặt cắt địa tầng dọc sông Tiền [64] ......................................................85 Hình 2.53. Mặt cắt địa tầng trầm tích khu vực xã An Bình A, thị xã Hồng Ngự .....85 Hình 2.54. Đặc trưng hình thái và động lực dòng sông Tiền, sông Hậu [1] ...... - 86 Hình 2.55. Sơ đồ các mặt cắt [Trần Quang Minh, 2013] ........................................93 Hình 2.56. Lưu hướng dòng chảy lúc 9h00 ngày 17/3/2015 khu vực xã An Hiệp .....94 Hình 2.57. Phân bố vận tốc khi triều xuống 9h ngày 17/3/2015 [78] .....................94 Hình 2.58. Diễn biến mực nước mùa mưa qua một số năm ở Kratie.......................94 Hình 2.59. Phần trăm thay đổi dòng chảy TB năm do biến đổi khí hậu so với giai đoạn 1986 - 2000 (ICEM, 2010) [101]. ....................................................................96 Hình 2.60. Vị trí, tỷ lệ, khối lượng khai thác cát, sỏi, cuội ở hạ lưu sông Mekong ..... ............................................................................................................................ - 100 Hình 2.61. Tổng lượng bùn cát lơ lửng của sông Mekong vào Việt Nam ..............103 Hình 2.62. Sản lượng khai thác cát sạn sông Tiền tỉnh Đồng Tháp ......................108 Hình 2.63. Biến đổi độ sâu và trầm tích đáy sông Tiền (a) và sông Hậu (b) và quỹ trầm tích tại từng vị trí (c)trong giai đoạn 1998 - 2008 [107] ...................................... - 108 Hình 2.64. Sơ đồ sự thay đổi độ sâu của hố xói ở một số khu vực sông Tiền, sông Hậu .................................................................................................................................109 Hình 2.65. Nguyên nhân tổng thể gây DBLD sông Tiền tỉnh Đồng Tháp .............113 Hình 3.1. Bản đồ hiện trạng DBLD sông Tiền tỉnh Đồng Tháp (thu nhỏ từ bản đồ tỷ lệ 1:110.000) ...................................................................................................... - 119 Hình 3.2. Bản đồ cảnh báo xu hướng biến động bờ sông Tiền tỉnh Đồng Tháp đến năm 2030 dựa trên xu thế diễn biễn bằng phương pháp viễn thám và GIS....... - 122 Hình 3.3. Sơ đồ góc âm (-) giữa dòng chảy và bờ sông .........................................125 Hình 3.4. Bản đồ cảnh báo DBLD sông Tiền tỉnh Đồng Tháp đến năm 2030.. - 130 Hình 3.5. Sơ đồ hệ thống giải pháp thích ứng với DBLD sông Tiền tỉnh Đồng Tháp .................................................................................................................................133 Hình 3.6. Hướng khai thác cát hợp lý cho đoạn sông Tân Châu - Hồng Ngự .......138 Hình 3.7. Công trình gia cố bờ điển hình áp dụng cho sông Tiền đoạn Phường 3, TP. Sa Đéc...........................................................................................................................143 1 MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN ÁN Sông Mekong là một con sông lớn trên thế giới, chảy qua 6 quốc gia ở khu vực Đông Á và Đông Nam Á (Trung Quốc, Myanmar, Lào, Thái Lan, Campuchia và Việt Nam) với chiều dài dòng chính 4.800 km (theo số liệu công bố trên website của MRC là 4.909 km), diện tích lưu vực 795.000 km2. Sông có nguồn tài nguyên nước phong phú với tổng lượng dòng chảy TB năm đạt 475 tỷ m3, phân hóa theo không gian và thời gian [4, p. 17]. Sông Mekong có vai trò quan trọng đối với tự nhiên và phát triển kinh tế - xã hội (KT-XH) của các quốc gia trong lưu vực. Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) nằm ở hạ lưu sông Mekong chảy qua lãnh thổ Việt Nam với diện tích 40.576 km2 và có 17,590 triệu người sinh sống [Năm 2015, Niên giám thống kê 2016]. Hàng năm, dòng chảy sông Mekong cung cấp cho vùng ĐBSCL một nguồn nước lớn và lượng trầm tích dồi dào (khoảng 160 triệu tấn phù sa mịn, 30 triệu tấn cát sỏi); góp phần hình thành nên vùng đất ngập nước có tầm quan trọng quốc tế và khu vực, có độ đa dạng sinh học cao (đứng thứ 2 trên thế giới sau đồng bằng Amazon). Do đó, ĐBSCL có vai trò lớn đối với nền kinh tế và an ninh lương thực của Việt Nam (chiếm 47% diện tích trồng lúa, sản lượng gạo chiếm 56%, xuất khẩu thủy sản chiếm trên 60%, đóng góp 217 GDP cả nước [5], [6]). Sông Tiền đoạn chảy qua tỉnh Đồng Tháp (sau đây gọi ngắn gọn là sông Tiền tỉnh Đồng Tháp) là một trong hai chi lưu (cùng với sông Hậu) của sông Mekong chảy vào nước ta đầu tiên. Sông Tiền tỉnh Đồng Tháp có chiều dài khoảng 122,9 km, nằm ở vùng thượng châu thổ, phần cuối đồng bằng ngập lũ (floodplain) của sông Mekong. Vì thế, sông Tiền tỉnh Đồng Tháp vừa là kết quả của sự tương tác giữa dòng chảy thượng nguồn và điều kiện địa phương; vừa mang những đặc trưng của vùng ĐBSCL. Trong những năm qua, diễn biến lòng dẫn (DBLD) với đặc trưng là xói lở, bồi tụ sông Cửu Long đang là một trong những tác nhân ảnh hưởng xấu đến môi trường sinh thái cũng như phát triển KT-XH bền vững của khu vực. Theo báo cáo của Bộ NN&PTNT, tính đến đầu năm 2017, toàn vùng ĐBSCL có 513 điểm sạt lở bờ sông với tổng chiều dài 520 km. Các khu vực có mức độ biến động lớn như sông Tiền đoạn chảy qua khu vực xã Bình Thành, huyện Thanh Bình,bờ sông Vàm Nao, xã Mỹ Hội Đông; khu vực Sa Đéc; sông Hậu đoạn chảy qua huyện An Phú, TP. Long Xuyên tỉnh An Giang…[7], [8]. Trước những thiệt hại to lớn đó, đã có nhiều công trình nghiên cứu về hiện trạng, DBLD sông, nhất là tình trạng xói lở bằng việc ứng dụng các mô hình toán, công thức kinh nghiệm; đo đạc thực tế; ứng dụng mô hình thủy văn, thủy 2 lực; phương pháp viễn thám.... Những nghiên cứu này đã đánh giá được hiện trạng, quá trình diễn biến xói lở, bồi tụ bờ sông; dự báo xói lở cho một số khu vực trọng điểm; một số công trình đã được thực thi nhằm hạn chế xói lở và bước đầu phát huy hiệu quả… Tuy nhiên, những nghiên cứu trước đây chủ yếu được thực hiện bằng các phương pháp riêng lẻ nên những kết quả thu được chủ yếu mang tính chất địa phương và đơn ngành. Mặt khác, những phương pháp (vật lý, mô hình toán…) đòi hỏi số liệu đầu vào lớn và đủ dài mới đảm bảo độ tin cậy; nguồn kinh phí lớn; xói lở, bồi tụ lòng dẫn sông vẫn tiếp tục diễn ra. Chỉ tính riêng 6 tháng đầu năm 2017, toàn tỉnh Đồng Tháp xảy ra 13 vụ sạt lở bờ sông với tổng diện tích đất 5.924 m2, chiều dài sạt lở 65,62 km. Các điểm sạt lở lớn như ở xã Bình Thành, huyện Thanh Bình; các xã Long Thuận, Phú Thuận A của huyện Hồng Ngự… [9]. Do đó, nghiên cứu được hiện trạng, đánh giá được quá trình diễn biến; xác định được cơ chế, quy luật, nguyên nhân diễn biến một cách đồng bộ và hệ thống trên cơ sở tiếp cận địa lý tổng hợp; làm cơ sở khoa học cho việc cảnh báo và đề xuất giải pháp ứng phó với DBLD sông Tiền tỉnh Đồng Tháp đồng bộ, phù hợp với địa phương không những là vấn đề đang đặt ra rất cấp thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao mà còn là nhiệm vụ khó khăn. Mặt khác, việc xác định được nguyên nhân, quá trình DBLD sông Tiền tỉnh Đồng Tháp - đoạn sông tiêu biểu về sự phân nhánh ở vùng thượng châu thổ sông Mekong là cơ sở để mở rộng địa bàn nghiên cứu cho các đoạn sông khác trên hệ thống sông Cửu Long cũng như các khu vực sông có điều kiện địa lý tương đồng. Xuất phát từ yêu cầu lý luận và thực tiễn đặt ra, vấn đề “Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông Tiền (đoạn chảy qua tỉnh Đồng Tháp) phục vụ phòng tránh thiên tai” được NCS lựa chọn nghiên cứu làm đề tài luận án tiến sĩ Địa lý. 2. MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU 2.1. Mục tiêu (i) Đánh giá được hiện trạng, xác định nguyên nhân và cảnh báo nguy cơ DBLD sông Tiền tỉnh Đồng Tháp. (ii) Đề xuất được giải pháp thích ứng phù hợp với DBLD sông Tiền tỉnh Đồng Tháp. 2.2. Nhiệm vụ nghiên cứu  Để đạt được mục tiêu (i), NCS thực hiện các nhiệm vụ sau: - Thu thập, xử lý và tổng hợp tài liệu về DBLD sông. - Nghiên cứu CSLL về DBLD sông trên quan điểm Địa lý tổng hợp. 3 - Đánh giá hiện trạng, quá trình diễn biến xói lở, bồi tụ; các nhân tố ảnh hưởng và nguyên nhân chính gây xói lở, bồi tụ lòng dẫn sông Tiền tỉnh Đồng Tháp. - Nghiên cứu xác định cơ chế diễn biến; đánh giá xu thế diễn biến và cảnh báo nguy cơ DBLD sông Tiền tỉnh Đồng Tháp trong tương lai.  Để đạt được mục tiêu (ii), NCS thực hiện các nhiệm vụ cơ bản: - Lựa chọn quan điểm và cơ sở đề xuất giải pháp phù hợp. - Đề xuất các giải pháp thích ứng với nguy cơ DBLD sông Tiền tỉnh Đồng Tháp. Các giải pháp bao gồm: nhóm giải pháp phòng ngừa, giải pháp né tránh và giải pháp kháng vệ. 3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3.1. Về không gian NCS khoanh vi nghiên cứu ở sông Tiền tỉnh Đồng Tháp (xem hình i) tuy nhiên, để đảm bảo tính toàn diện của đối tượng nghiên cứu, luận án cũng xem xét quá trình diễn biến bờ sông Tiền thuộc tỉnh An Giang trong mối tương quan với bờ đối diện thuộc tỉnh Đồng Tháp. Đồng thời, xem xét khái quát các yếu tố liên quan (đặc điểm địa lý tự nhiên, hoạt động nhân sinh) trên toàn lưu vực sông Mekong. 3.2. Về thời gian Luận án đánh giá hiện trạng và quá trình DBLD sông trong thời gian khoảng 1 thế kỷ. Trong đó, tập trung phân tích quá trình diễn biến thời kỳ từ năm 1966 2015. Trên cơ sở đó, cảnh báo được được xu thế DBLD sông trong tương lai. Phạm vi nghiên cứu về không gian, thời gian của luận án được thể hiện trên hình i. 3.3. Về nội dung DBLD sông thực chất là quá trình xói lở, bồi tụ; bao gồm cả diễn biến đáy sông và diễn biến bờ sông theo hướng dọc và hướng ngang. Trong luận án, tập trung nghiên cứu, đánh giá quá trình biến động bờ sông. Do bờ sông gắn liền với hoạt động của dân cư, những biến động ở khu vực này thường gây ra nhiều thiệt hại về tính mạng và tài sản của người dân. Đồng thời, biến động bờ sông cũng phản ánh sự thay đổi của lòng dẫn sông trên mặt bằng. Bên cạnh đó, quá trình DBLD sông liên quan đến nhiều yếu tố khác nhau (địa chất - kiến tạo, địa mạo, khí tượng, thủy văn, các hoạt động dân sinh). Tuy nhiên, trong phạm vi thời gian từ 1966 - 2015, luận án tập trung phân tích, đánh giá sự tác động của yếu tố nhân sinh đến quá trình DBLD sông do trong khoảng thời gian 50 năm những nhân tố tự nhiên không hoặc ít có sự biến chuyển lớn và cũng đã được đề cập khá nhiều trong những công trình nghiên cứu trước đây.