Chống ngập và Thoát nước - Bài 1. Quan hệ giữa chống ngập và thoát nước [05-03-23] - Hội đập lớn và phát triển nguồn nước Việt Nam

Lời nói đầu Luật Tài nguyên nước năm 1998 viết: “Nước là tài nguyên đặc biệt quan trọng, là thành phần thiết yếu của sự sống và môi trường, quyết định sự tồn tại, phát triển bền vững của đất nước; mặt khác nước cũng có thể gây ra tai họa cho con người và môi trường. Để tăng cường hiệu lực quản lý nhà nước, nâng cao trách nhiệm của cơ quan nhà nước, tổ chức kinh tế, tổ chức chính trị, tổ chức chính trị - xã hội, tổ chức xã hội, đơn vị vũ trang nhân dân và mọi cá nhân trong việc bảo vệ, khai thác, sử dụng tài nguyên nước; phòng, chống và khắc phục hậu quả tác hại do nước gây ra …, Luật này quy định việc quản lý, bảo vệ, khai thác, sử dụng tài nguyên nước; phòng, chống và khắc phục hậu quả tác hại do nước gây ra”. Như vậy, chống ngập và thoát nước đều liên quan đến khắc phục hậu quả tác hại do nước gây ra.

Quan hệ giữa chống ngập và thoát nước là mối quan hệ giữa 2 giải pháp kỹ thuật khác nhau để xử lý 2 trường hợp ngập nước xảy ra bởi 2 nguyên nhân hoàn toàn khác nhau. Trong đó chống ngập là giải pháp của ngành Thủy lợi đắp đê ngăn nước để bảo vệ cho một vùng đất khỏi bị ngập do nước từ nơi khác đến như nước lũ từ thượng nguồn đổ về hoặc nước từ dưới sông dâng lên khi triều cao; thoát nước là giải pháp của ngành Xây dựng dùng để dẫn nước mưa rơi tại chỗ ra nguồn tiếp nhận. Mối quan hệ giữa thủy lợi với thoát nước chính là mối quan hệ giữa chống ngập và thoát nước. Với Hà Nội và trung du đồng bằng Bắc bộ, công trình chống ngập là đê sông và cống dưới đê, với các vùng đồng bằng ven biển miền Bắc, miền Trung và Đồng bằng sông Cửu Long, Thành phố Hồ Chí Minh, công trình chống ngập là đê biển và cống dưới để biển, đê bao và cống dưới đê bao. Về nguyên tắc, có đê và cống thì cũng có các trạm bơm tiêu.

Đó là mối quan hệ rất gần gũi, là mối quan hệ âm - dương qua lại với nhau, trong đó Chống ngập là dương, ở ngoài để bao bọc, che chở cho Thoát nước là âm, ở trong: Nếu không có các công trình chống ngập ở vùng ngoài để ngăn nước lũ từ thượng nguồn đổ về hoặc ngăn nước triều từ dưới sông dâng lên, thì các công trình thoát nước ở trong sẽ không hoạt động hiệu quả. Thủy lợi có nhiệm vụ bảo đảm an ninh nguồn nước. Thoát nước ngày nay còn bao gồm cả xử lý nước thải đạt quy chuẩn kỹ thuật môi trường trước khi xả ra nguồn tiếp nhận, cũng là bảo đảm an ninh về môi trường cho nguồn nước. Như vậy, thoát nước và xử lý nước thải giống như âm ở trong, âm thầm hậu thuẫn cho dương là nguồn tiếp nhận, là nguồn nước của thủy lợi ở ngoài[1]. Triết lý âm dương đã có từ xa xưa, nay dùng nó để soi sáng vào mối quan hệ giữa chống ngập và thoát nước, giữa thoát nước với chống ngập, giữa thủy lợi với thoát nước, giữa thoát nước với thủy lợi thấy thật là thú vị.

Luật Thủy lợi giải thích từ ngữ: “Thủy lợi là tổng hợp các giải pháp nhằm tích trữ, điều hòa, chuyển, phân phối, cấp, tưới, tiêu và thoát nước phục vụ sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, sản xuất muối; kết hợp cấp, tiêu, thoát nước cho sinh hoạt và các ngành kinh tế khác; góp phần phòng, chống thiên tai, bảo vệ môi trường, thích ứng với biến đổi khí hậu và bảo đảm an ninh nguồn nước”. Tại sao lại dùng các từ ngữ “tiêu và thoát nước”, “tiêu, thoát nước” trong khái niệm này? Tiêu và thoát khác nhau thế nào?

Thoát là tự chảy nhờ trọng lực, tiêu là phải dùng bơm nên gọi là bơm tiêu. Tiêu, thoát nước ở đô thị hoặc khu dân cư tập trung khác với tiêu, thoát nước ở các vùng đất khác (dùng biện pháp thủy lợi) là do địa bàn khác nhau mà các loại hình công trình khác biệt với nhau, nhưng đều có chung nguyên lý về tiêu, thoát nước. Đó là: Thoát nước thì tự chảy nhờ trọng lực, nếu không tự chảy được thì dùng máy bơm để đảm bảo điều kiện tự chảy. Kênh mương thủy lợi đều là công trình tự chảy. Mạng lưới thoát nước cũng hoạt động tự chảy nhờ trọng lực. Nước từ hồ chứa nước hay nước dùng máy bơm để đưa lên cao, vào tới hệ thống kênh tưới rồi thì đều tự chảy. Trước hố bơm của trạm bơm, nước trong kênh tiêu thủy lợi hoặc trong mạng lưới thoát nước đều tự chảy được về hố bơm của trạm bơm là nhờ máy bơm hạ mực nước trong hố bơm, tạo thành độ dốc thủy lực cho nước tự chảy về hố bơm. Một chân lý cực kỳ đơn giản mà không phải ai cũng nhớ.

Trong giải thích từ ngữ hệ thống thoát nước có cụm từ: “nhằm mục đích thu gom, chuyển tải, tiêu thoát nước mưa, nước thải, chống ngập úng và xử lý nước thải” là cũng đã có ý phân biệt “tiêu” với “thoát”, và cũng đã bao gồm cả “chống ngập”. Cho nên, có thể nói: Chống ngập với thoát nước, thủy lợi với thoát nước tuy hai mà một, vì cùng một nguyên lý nước chảy chỗ trũng/thấp nhờ trọng lực. Thoát nước với chống ngập, với thủy lợi, tuy một mà hai, vì tuy cùng một nguyên lý nhưng anh làm ở chỗ này, tôi làm ở chỗ khác, mỗi nơi đều có đặc thù riêng nên biến hóa khác nhau, có thể loại công trình khác nhau. Khác nhau thì khác nhau nhưng vẫn có cái chung: Bên này có tưới, có tiêu thì bên kia có thoát nước và xử lý nước thải. Thủy lợi tưới tập trung thì xử lý nước thải cũng đưa nước thải tập trung về nhà máy xử lý nước thải.

Ngày 13/6/2022, Báo VietNamNet đăng bài viết “Úng ngập ở Hà Nội, TP.HCM: Rà lại thiết kế thoát nước nội đô, xây hồ đa mục tiêu”[2] của GS.TS Đào Xuân Học, nguyên Thứ trưởng Bộ NN&PTNT, trong đó tác giả đặt vấn đề: Cấp thoát nước ở đô thị phải có sự phối hợp nhịp nhàng giữa hai ngành Thủy lợi và Xây dựng. Điều tưởng là dễ hiểu vì cả hai đều là thành viên của Hội Liên hiệp khoa học kỹ thuật Việt Nam, nhưng thực tế lại đòi hỏi phải đặt vấn đề như vậy.

Khác biệt giữa chống ngập và thoát nước còn ở chỗ: Một bên công trình nằm trên đê bao, ở ngoài, bên kia công trình nằm trong đô thị hoặc khu dân cư tập trung, ở trong. Nhưng ranh giới giữa thủy lợi và thoát nước lại nằm ở sâu bên trong, tại cửa thoát ra nguồn tiếp nhận của mạng lưới thoát nước (cửa thoát nước). Cho nên chống ngập thì ở ngoài, tách biệt với thoát nước ở trong, nhưng thủy lợi hóa ra lại khác: len lỏi vào sâu bên trong, tiếp xúc với mỗi lưu vực thoát nước nhỏ của đô thị và khu dân cư tập trung tại cửa thoát nước nên các nguyên lý của thủy lợi hoàn toàn có thể được áp dụng, và áp dụng có lợi cho thoát nước. Thí dụ:

Thủy lợi có nguyên tắc: “Tiêu làm từ dưới lên” thì thoát nước cũng nên bảo tồn, nạo vét, mở rộng nguồn tiếp nhận. Không nên san lấp kênh rạch, vì làm thế là bịt mất hoặc làm hẹp đường thoát nước của mạng lưới thoát nước, là tự làm hại mình. Đầu tư xây dựng mới, mở rộng mạng lưới thoát nước ở bên trong mà quên không nạo vét, mở rộng nguồn tiếp nhận ở dưới trước là trái với nguyên tắc “Tiêu làm từ dưới lên”. Làm trái nguyên tắc này thì có đầu tư bao nhiêu cũng không thể thoát nước nhiều hơn trước được. Thoát nước mà làm trái nguyên tắc “Tiêu làm từ dưới lên” thì tốn nhiều kinh phí mà hiệu quả kém, gây lãng phí trong đầu tư.

Thủy lợi có nguyên tắc: “Tiêu phân tán” thì thoát nước cũng nên phân tán: các cống lớn không nên mải chạy dài dọc theo đường phố lớn mà ngay mỗi khi có thể là phải tách ra, dẫn nước thoát theo đường ngắn nhất tới nguồn tiếp nhận. Nếu cứ dẫn nước bằng cống lớn đi dọc đường phố lớn càng xa đường càng dài mới tới nguồn tiếp nhận thì cống càng phải lớn, kinh phí càng cao, trong khi độ dốc thủy lợi càng bị triệt tiêu, kết cục là có hiệu quả thảm hại về đầu tư.

Ngập do thoát nước không kịp là ngập do nước mưa. Vì vậy, ở những nơi mà nguồn tiếp nhận ở xa, thì phải có kênh mương thoát nước mưa lộ thiên dẫn nước đi, trên đường đi của nó phải bố trí những hồ nước để điều hòa, tạm trữ nước nhằm hạn chế ngập khi mưa rồi rải nước hồ thoát đi dần dần sau khi mưa. Chính vì lý do này mà hồ điều hòa là thành phần của mạng lưới thoát nước (gồm: đường ống, cống, kênh, mương, hồ điều hòa …). Làm quy hoạch các hồ điều tiết mà quên mất điều này thì làm mãi cũng không xong (mà rủi nếu có xong thì e rằng rồi cũng thất bại)!

Vùng hạ du đập, hồ chứa nước là nơi tập trung đông dân cư. Xây dựng các hồ chứa nước ở thượng nguồn là để điều hòa nguồn nước, giữ lại lượng nước dư thừa mùa lũ, trữ nước trong hồ dành để dùng trong mùa khô, nhưng cũng có mục đích điều tiết cắt giảm lũ để bảo đảm an toàn cho vùng hạ du đập. Tuy nhiên, vấn đề đảm bảo an toàn về xả lũ cho vùng hạ du đập chưa bao giờ được giải quyết đến nơi đến chốn. Chẳng hạn, thiết kế và quy trình vận hành được duyệt của hồ Dầu Tiếng cho phép xả tối đa 2.800 m³/s trong mùa lũ để bảo an toàn cho đập (thực tế hồ chưa bao giờ vận hành xả quá 400 m³/s, trừ trường hợp xảy ra sự cố đứt tai cửa xả lũ hồ Dầu Tiếng, nước chảy tự do qua tràn về hạ lưu khoảng trên 500 m³/s đã gây ngập nặng cho thành phố, nhưng việc cho phép xả tối đa 2.800 m³/s trong mùa lũ để bảo an toàn cho đập, hồ chứa nước Dầu Tiếng cho đến nay vẫn là một quy định pháp lý thiếu trí tưởng tượng).

Khi Thành phố Hồ Chí Minh lên tiếng về việc xả nước xuống hạ lưu gây ngập cho thành phố, phát văn bản yêu cầu hồ Dầu Tiếng chỉ được xả lũ tối đa 200 m³/s, yêu cầu này đã được Thủ tướng Chính phủ chấp thuận. Cụ thể là Thủ tướng đã ký quyết định ban hành quy trình vận hành liên hồ chứa lưu vực sông Đồng Nai số 1895/QĐ-TTg ngày 25/12/2019, trong đó đối với Hồ Dầu Tiếng quy định cho phép xả dưới 200 m3/s trong mọi trường hợp, trừ khi mực nước hồ đạt đến + 25,1 m mà lưu lượng đến hồ còn tiếp tục tăng và có khả năng ảnh hưởng đến an toàn của công trình. Khi đó: “phải thực hiện chế độ vận hành đảm bảo an toàn công trình theo Quy trình vận hành của hồ đã được cấp có thẩm quyền ban hành”, nghĩa là vẫn phải cho phép có thể xả tối đa 2.800 m³/s nếu cần thiết để đảm bảo an toàn công trình. Và mọi chuyện dừng lại ở đó: Thiết kế đập, hồ chứa nước vẫn chỉ mới đáp ứng về an toàn đối với đập, hồ chứa nước như cũ. Vấn đề phải đảm bảo cho vùng hạ du đập như thế nào thì được gọi là an toàn về xả lũ chưa được đặt ra.

Về chống ngập cho đô thị và các khu dân cư tập trung tại Đồng bằng sông Cứu Long và Thành phố Hồ Chí Minh.

Đồng bằng sông Cứu Long và Thành phố Hồ Chí Minh (sau đây viết tắt là ĐBSCL, TP.HCM) vừa chịu ảnh hưởng ngập do lũ của sông Mê Công và lũ của hệ thống sông Đồng Nai, vừa chịu ảnh hưởng ngập do đỉnh triều cao.

Việc bao đê chống ngập do lũ được ngành Thủy lợi thực hiện trước, sớm hơn bao đê chống ngập do triều khoảng 12 năm:

Ngày 09/02/1996 Thủ tướng Chính phủ có Quyết định số 99-TTG phê duyệt Định hướng dài hạn và kế hoạch 5 năm 1996-2000 về phát triển thuỷ lợi, giao thông, xây dựng nông thôn vùng ĐBSC, trong đó chủ trương hình thành các cụm dân cư hoặc các tuyến dân cư được bảo đảm an toàn không bị ngập do lũ sông Mê Công bằng cách đào ao, hồ lấy đất tôn nền theo cụm, đào kênh lấy đất tồn nền dọc bờ kênh, đắp bờ bao khu dân cư hoặc làm nhà trên cọc, kết hợp với việc bố trí hợp lý các công trình phúc lợi công cộng và xây dựng đê bao chống lũ cho một loạt thị xã, thị trấn. Các dự án công trình đê bao chống lũ đã thực hiện theo chủ trương này thời đó gồm: Đê bao thị trấn Tân Hồng, Đê bao thị trấn Sa Rài, Đê bao thị trấn Hồng Ngự, Đê bao chống lũ thị xã Cao Lãnh, Đê bao thị trấn Tân Thạnh, Đê bao thị trấn Thạnh Hóa, Đê bao thị trấn Mỹ An, Đê bao thị trấn Tràm Chim, Đê bao Lai Vung, Đê bảo vệ thành phố Long Xuyên, Đê bảo vệ thị xã. Châu Đốc, Đê bảo vệ thị trấn Thốt Nốt.

Ngày 29/11/2006 Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn có quyết định số 3629/QĐ-BNN-XD phê duyệt Dự án Chống lũ hạ du sông Sài Gòn gồm 2 tiểu dự án là Hệ thống thủy lợi An Sơn - Lái Thiêu thuộc tình Bình Dương và Công trình Thủy lợi bờ hữu ven sông Sài Gòn thuộc TP.HCM.

Ngày 28/10/2008 Thủ tướng Chính phủ có Quyết định số 1547/QĐ-TTG phê duyệt Quy hoạch thủy lợi chống ngập úng khu vực Thành phố Hồ Chí Minh (sau đây viết tắt là Quy hoạch 1547), mở đầu cho việc áp dụng giải pháp thủy lợi để ngăn triều, chống ngập cho đô thị ở TP.HCM và ĐBSCL.

Bất cứ cái gì cũng có vấn đề của nó. Chống ngập và thoát nước cũng vậy. Thoát nước có vấn đề của thoát nước, chống ngập có vấn đề của chống ngập. Có hiểu được vấn đề của thoát nước, có hiểu được vấn đề của chống ngập thì mới làm tốt công tác chống ngập, thoát nước. Ngược lại, nếu làm công tác chống ngập, thoát nước mà thấy hiệu quả không tốt, thì đó là do chúng ta chưa hiểu hoặc hiểu chưa đúng về các vấn đề của chống ngập hoặc chưa hiểu về các vấn đề của thoát nước, hoặc cả hai.

Chống ngập hỗ trợ cho thoát nước nhưng bản thân nó không thoát nước.

Vấn đề của chống ngập nằm ở chính mục đích ngăn không cho nước chảy vào khu vực mà nó bảo vệ. Đặc điểm của dòng nước là bất kể khi nào, bất kỳ ở đâu, nếu có vật cản ngăn nó lại, thì nó sẽ dâng lên để vượt qua. Chống ngập để bảo vệ cho vùng này sẽ làm cho nước sông dâng lên cao hơn, làm hại cho vùng khác, giống như ta đổ trộm nước sang nhà hàng xóm vậy. Phạm vi được bao đê bảo vệ càng rộng thì độ dâng của mực nước bên ngoài sẽ càng cao, Cho nên, không nên bao đê với diện tích lớn, mà nên bao nhỏ, vừa để chừa lại nhiều không gian hơn cho dòng chảy, nhờ đó mà giảm bớt được tác dụng ngược của hiện tượng nước dâng.

Nhưng khi mở rộng vùng bao đến tận cùng thì sẽ có điều kỳ lạ xảy ra. Kinh dịch viết: “vật cùng tắc biến”: Khi mở rộng vùng bao đê ra đến tận biển, thi độ dâng của mực nước biển vì nguyên nhân bao đê là vô cùng nhỏ (bởi biển rộng gần như vô cùng). Đó là lý do nên nghiên cứu đặt cống kiểm soát triều ở vùng cửa biển[4] với mục đích chống ngập (thực ra là kiểm soát năng lượng dòng triều): Vùng giao giữa sông với biển (vùng cửa sông) thường có dạng hình phễu[5], có loa phễu và cuống phễu. Khi triều lên, nước từ biển đi vào loa phễu, vào đến cuống phễu bó hẹp dần sẽ bị dồn lại, làm cho động năng chuyển dần thành thế năng ép dòng triều vượt qua cuống phễu để chảy vào phía trong, làm cho mực nước triều trên sông cao hơn mực nước ngoài biển. Nếu đặt các công trình cống và đê trên tuyến chắn ngang miệng phễu, điều chỉnh chiều rộng để trống trên đường chắn ngang đó (bao gồm phần chiều rộng để trống hoàn toàn và chiều rộng có cửa của các modul cống) bằng thay đổi số lượng các modul cống được mở, có thể kiểm soát được lưu lượng dòng chảy qua khoảng chiều rộng để trống đó, đồng thời kiểm soát năng lượng dòng triều truyền vào trong (do thay đổi chiều rộng thông nước của miệng phễu mà thay đổi lưu lượng và do có các modul cống ở đó mà có tổn thất cột nước thủy lực), qua đó giảm được mực nước triều trên sông theo ý muốn.

Chống ngập có đặc điểm là rất dễ thích ứng với các thay đổi của đieìu kiện tự nhiên: Đỉnh triều cao hơn hay đất nền bị sut lún làm cho cao trình đỉnh đê bị thiếu hụt thì chỉ cần nâng cao trình đỉnh đê, cao trình đỉnh trụ pin, cao trình đỉnh cửa cống lên là được. Mưa ở trong to hơn thì khi triều lên chỉ cần đóng cống sớm hơn, ở mực nước thấp hơn, hoặc tăng cường theem máy bơm tieeuu nước, hoặc sử dụng cả 2 biện pháp cùng lúc đều được.

Vấn đề của thoát nước nằm ở nguyên lý thiết kế tự chảy nhờ trọng lực của mạng lưới thoát nước: thiết kế với mực nước tiêu thiết kế nào thì thoát nước tốt với mực nước thấp hơn cho tới mực nước tiêu thiết kế đó, cao hơn thì thoát nước kém và có thể gây ngập; thiết kế với trận mưa thiết kế nào thì thoát nước tốt với trận mưa nhỏ hơn cho tới trận mưa thiết kế kế đó, mưa lớn hơn là có thể bị ngập; thiết kế cho lưu vực nào thì thoát nước tốt cho lưu vực đó, nếu mở rộng lưu vực mà quy mô thiết kế vẫn giữ nguyên thì sẽ bị ngập.

Hạt mưa rơi xuống cũng phải mất một thời gian mới hình thành dòng chảy chảy tới miệng thu nước, nên khi có mưa thì trên mặt đường giao thông bao giờ cũng có một lớp nước. Lớp nước đó mỏng hay dày, rộng hay hẹp phụ thuộc nhiều yếu tố của mặt đường, và sau đó là phụ thuộc vào trận mưa thiết kế của mạng lưới thoát nước như trên đã nói. Cho nên có thể nói: ngập là một thuộc tính của thoát nước. Cũng vì vậy mà có một độ ngập cho phép trên mặt đường ở đô thị và các khu dân cư tập trung: Ngập đến mức độ nào thì gọi là ngập nước (là độ sâu ngập mà nếu bằng hoặc nhỏ hơn thì được coi là bình thường, không ngập, còn nếu lớn hơn thì phải xem xét về mức độ tác hại của ngập và sự cần thiết phải xử lý ngập).

Có điều hơi lạ là chúng ta làm công tác chống ngập, thoát nước nhưng chưa từng khái niệm ngập nước là gì, chống ngập là gì, thoát nước là gì, trong khi muốn làm gì cũng phải có khái niệm! Đó là nội dung của phần tiếp theo: Bài 2. Mọi chuyện bắt đầu từ khái niệm./.

[1] Cùng với khả năng kinh tế ngày càng cao, nhận thức và quan điểm bảo vệ môi trường nước của Nhà nước ngày càng được nâng cao. Nội dung nghiêm cấm xả nước thải ra môi trường trước đây chỉ được quy định tại Nghị định TN&XLNT (năm 2014, và cũng chỉ quy định khơi khơi: “Nước mưa, nước thải được thu gom; nước thải phải được xử lý đạt quy chuẩn kỹ thuật theo quy định”). Nay được nâng lên, đưa vào Luật Bảo vệ môi trường 2020 với quy định: “Nghiêm cấm xả nước thải chưa được xử lý đạt quy chuẩn kỹ thuật môi trường ra môi trường”) là rất nghiêm khắc, mức độ đòi hỏi phải tuân thủ cao hơn hẳn.

[2] Nguồn: https://vietnamnet.vn/ung-ngap-o-ha-noi-tp-hcm-ra-lai-thiet-ke-thoat-nuoc-noi-do-xay-ho-da-muc-tieu-2027190.html#vnn_source=trangchu&vnn_medium=box_multimedia1.

[3] Người quan tâm có thể vào đây để tìm hiểu: Một số bất cập của pháp luật về quản lý, phân công quản lý an toàn đập, hồ chứa nước và quản lý tài nguyên nước ở các hồ chứa nước [23-02-23] - Hội đập lớn và phát triển nguồn nước Việt Nam (vncold.vn).

[4] Cửa sông hay cửa biển là tên gọi một khái niệm địa lý, đã được Cụ Nguyễn Du giải quyết bằng thơ từ gần 400 năm trước. Ấy là khi Cụ tả về nỗi u buồn của Kiều ở lầu Ngưng Bích: “Buồn trông cửa bể chiều hôm/Thuyền ai thấp thoáng, cánh buồm xa xa”. Cho nên, cùng một nơi, mà gọi là cửa biển hay cửa sông là tùy thuộc vào vị trí của người nhìn (đang ở ngoài biển hay trong đất liền).

[5] Pritchard (1967) có một định nghĩa riêng cho vùng cửa sông hình phễu - estuary: “đó là một thủy vực nửa kín ven bờ thông với biển khơi, trong đó có sự hoà trộn nhất định giữa nước biển và nước ngọt đưa đến từ lục địa”.