Hệ thống cảnh báo sớm trượt lở đất dạng dòng bùn đá

Trong năm 2024, Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản (VIGMR) phối hợp cùng Bộ Nông nghiệp và Môi trường đã thực hiện nghiên cứu và xây dựng thử nghiệm hệ thống cảnh báo sớm trượt lở dạng dòng bùn đất, đá (TLDDBĐĐ) theo thời gian thực tại xã Bản Khoang, huyện Sa Pa, tỉnh Lào Cai. Tai biến TLDDBĐĐ là loại thiên tai phức tạp, thường xuyên xảy ra tại các vùng núi Việt Nam, gây thiệt hại nghiêm trọng về người, tài sản và môi trường sinh thái. Với đặc tính nguy hiểm, đột ngột và sức tàn phá lớn, TLDDBĐĐ xảy ra chủ yếu ở các lưu vực nhỏ, đôi khi tại các khu vực đông dân cư, đòi hỏi sự cấp thiết trong công tác cảnh báo và phòng chống. Thống kê cho thấy, trung bình mỗi năm thiên tai gây thiệt hại 300 người chết và mất tích, tổn thất kinh tế khoảng 1-1,5% GDP. Vì vậy, việc nghiên cứu hệ thống cảnh báo sớm TLDDBĐĐ thời gian thực là cần thiết nhằm giảm thiểu rủi ro tại các vùng trung du và miền núi.

Phân biệt trượt lở đất dạng dòng bùn đá với các kiểu lũ (lũ bùn đá, lũ quét, lũ)

TLDDBĐĐ được định nghĩa là dòng chảy hỗn hợp nước và trầm tích với hàm lượng hạt rắn lớn hơn 50%, vượt trội về thành phần chất rắn so với chất lỏng, phân biệt rõ với các loại lũ quét và lũ bùn đá thông thường. Hệ thống cảnh báo sớm được thiết kế dựa trên quy trình nghiêm ngặt, bắt đầu từ rà soát tài liệu, xác định khu vực nghiên cứu, đến khảo sát chi tiết và đánh giá hiện trạng khu vực. Theo nghiên cứu, lưu vực suối Trắng tại xã Bản Khoang, huyện Sa Pa có các yếu tố địa chất, địa hình phù hợp cho việc triển khai hệ thống cảnh báo sớm, đặc biệt sau sự kiện lũ quét kinh hoàng năm 2013 gây thiệt hại nặng nề về người và tài sản.

Tổng hợp về các hệ thống cảnh báo sớm trượt lở đất dạng dòng bùn đá

Công tác khảo sát thực địa, phối hợp với Đại học Feng Chia (Đài Loan), cho thấy khu vực suối Trắng có khối trượt lở lớn vẫn đang hoạt động, có khả năng tiếp tục gây ra dòng bùn đất đá trong tương lai. Ngoài ra, các khối trượt cổ khác cũng có dấu hiệu tái kích hoạt, làm gia tăng nguy cơ thiên tai. Vì vậy, việc thiết lập trạm cảnh báo tại đây là cần thiết, với phạm vi cảnh báo toàn bộ lưu vực dài khoảng 3,8 km và rộng khoảng 1 km.

Thiết kế hệ thống cảnh báo bao gồm các thiết bị quan trắc hiện đại: trạm đo mưa, camera hồng ngoại quan sát khối trượt, cảm biến chấn rung tại các khu vực vận chuyển trầm tích, cảm biến căng kế và radar đo mực nước. Các thiết bị này được lắp đặt tại các điểm chiến lược: khu vực nguồn trầm tích (thượng lưu), đới vận chuyển (trung lưu) và đới trầm tích (hạ lưu). Hệ thống hoạt động tự động, thu thập dữ liệu theo thời gian thực, truyền về trung tâm xử lý số liệu qua mạng internet tốc độ cao.

Trạm trung tâm được đặt tại một tòa nhà cải tạo từ trạm y tế cũ sau trận lũ năm 2013, được trang bị đầy đủ máy chủ, thiết bị điện, ắc quy dự phòng và máy phát điện, đảm bảo vận hành liên tục ngay cả khi mất điện. Hệ thống phân tích tự động sự thay đổi hình ảnh và rung động để đưa ra cảnh báo sớm. Các cảnh báo được phát đi bằng nhiều phương thức: còi báo động, tin nhắn SMS, thông báo internet để đảm bảo người dân và chính quyền địa phương nhận thông tin kịp thời.

Đặc biệt, hệ thống đã thiết lập các ngưỡng giá trị cảnh báo cụ thể dựa trên tiêu chuẩn quốc gia và nghiên cứu quốc tế, như ngưỡng lượng mưa, độ cao dòng bùn đất, cường độ rung động. Đây là cơ sở khoa học để đánh giá nguy cơ xuất hiện TLDDBĐĐ và kích hoạt cảnh báo tự động. Trạm cảnh báo tại xã Bản Khoang đã được hoàn thiện, vận hành thử nghiệm thành công, và chính thức khánh thành vào cuối năm 2019. Hiệu quả bước đầu cho thấy hệ thống hoạt động ổn định trong mọi điều kiện thời tiết, đặc biệt hữu ích trong mùa mưa bão.

Kết luận, dự án đã xây dựng thành công mô hình hệ thống cảnh báo sớm TLDDBĐĐ theo thời gian thực tại một khu vực miền núi Việt Nam. Đây là công cụ quan trọng hỗ trợ phòng chống thiên tai, giảm thiểu thiệt hại về người và tài sản. Tuy nhiên, để duy trì hiệu quả lâu dài, cần có nguồn kinh phí ổn định hàng năm cho công tác vận hành, bảo trì và nâng cấp hệ thống. Các tác giả đề nghị Bộ Nông nghiệp và Môi trường tiếp tục cấp kinh phí duy trì trạm cảnh báo tại Bản Khoang, đồng thời nhân rộng mô hình này ra các vùng miền núi khác trên cả nước để chủ động ứng phó với nguy cơ TLDDBĐĐ ngày càng gia tăng do biến đổi khí hậu và các yếu tố địa chất phức tạp.