Kinh nghiệm quốc tế trong ứng phó với sạt lở đất

Hệ thống cảnh báo sớm sạt lở đất (LEWS)

Trong ứng phó với thiên tai, tầm quan trọng của các hệ thống cảnh báo sớm (EWS) là không thể phủ nhận. Thực tế cho thấy, nhiều quốc gia đã và đang triển khai hiệu quả những hệ thống này, qua đó giúp giảm tới mức thấp nhất thiệt hại về người, tài sản và sinh kế khi thiên tai xảy ra.

Những diễn biến gần đây về thảm họa sạt lở đất trên khắp thế giới nhấn mạnh sự cần thiết phải tăng cường các hệ thống cảnh báo sớm sạt lở đất (LEWS), nhất là ở các nước có thu nhập thấp và trung bình thấp, vốn dễ bị tổn thương trước những rủi ro thiên tai.

LEWS thường có tác động kinh tế và môi trường thấp hơn so với các biện pháp can thiệp về mặt cấu trúc, nhờ khả năng cảnh báo cho những người tiếp xúc với nguy cơ sạt lở đất để họ có thể hành động nhằm tránh hoặc giảm thiểu rủi ro và chuẩn bị ứng phó hiệu quả. Vì vậy, ngày càng nhiều quốc gia và vùng lãnh thổ áp dụng các hệ thống này trong ứng phó với thảm họa sạt lở đất.

Những diễn biến gần đây về thảm họa sạt lở đất trên khắp thế giới nhấn mạnh sự cần thiết phải tăng cường các hệ thống cảnh báo sớm sạt lở đất. (Ảnh: USGS)

Nhật Bản được biết đến là hình mẫu điển hình trong nỗ lực và năng lực ứng phó với rủi ro thiên tai như lũ lụt và sóng thần. Trong ứng phó với sạt lở đất, quốc gia này cũng đã triển khai hệ thống cảnh báo sớm.

Theo đó, các trạm quan trắc lượng mưa được xây dựng nhiều để đo lượng mưa hằng giờ. Các trung tâm thủy văn có một hệ thống máy tính rất hiện đại để tính toán lượng mưa lũy tích và dựa trên đó ban hành các dự báo, cảnh báo.

Hệ thống này sẽ cảnh báo cho người dân trong phạm vi 10.000m2. Khi có nguy cơ sạt lở đất xảy ra, người dân trong phạm vi này sẽ được thông báo để di chuyển tới nơi an toàn.

Ông Yasuhiro Tanaka, chuyên gia JICA, cố vấn quản lý rủi ro thiên tai của Nhật Bản.

“Hiện nay, Nhật Bản đang sử dụng 3 yếu tố để ứng phó với sạt lở đất, đó là: dữ liệu lịch sử ở khu vực; mạng lưới quan trắc lượng mưa tại một khu vực (tính được độ bão hòa trong đất); sau đó kết hợp với phân tích địa chất, địa hình để đưa ra cảnh báo, từ đó có phương án di dời dân ngay lập tức”, ông Yasuhiro Tanaka, chuyên gia JICA, cố vấn quản lý rủi ro thiên tai của Nhật Bản cho hay.

Tại Hồng Kông (Trung Quốc), hệ thống cảnh báo sạt lở đất cũng được nhà chức trách triển khai nhằm thu hút sự chú ý của người dân đối với nguy cơ sạt lở do mưa lớn, nhắc nhở họ thực hiện các biện pháp phòng ngừa để giảm mức độ phơi nhiễm với rủi ro do sạt lở đất gây ra.

Khi xác định có nguy cơ cao xảy ra sạt lở do mưa lớn kéo dài, Cơ quan giám sát và dự báo thời tiết Hồng Kông (HKO) sẽ phối hợp cùng Văn phòng Địa kỹ thuật đưa (GEO) ban hành cảnh báo sạt lở đất

Sau đó, một thông báo đặc biệt về sạt lở đất sẽ được gửi đến đài phát thanh và truyền hình địa phương để phát sóng đến công chúng. Thông báo này sẽ được cập nhật liên tục cho tới khi khả năng xảy ra sạt lở đất giảm đi.

Nhằm cung cấp dữ liệu lượng mưa theo thời gian thực cho Hệ thống cảnh báo sạt lở đất, một mạng lưới gồm hơn 120 thiết bị đo lượng mưa tự động được HKO và GEO lắp đặt trên khắp vùng lãnh thổ.

Bản đồ phân bố các hệ thống đo mưa tự động của Hồng Kông (Trung Quốc). (Nguồn: HKSS)

Dữ liệu lượng mưa theo thời gian thực được truyền đến trung tâm điều khiển của GEO thông qua mạng điện thoại di động.

Kết hợp dữ liệu lượng mưa theo thời gian thực, dự báo lượng mưa trong vài giờ tới và sự phân bố không gian của các đặc điểm độ dốc, cùng với mô hình tương quan giữa lượng mưa và sạt lở đất, HKO và GEO sẽ quyết định việc có cần thiết ban hành cảnh báo sạt lở đất hay không.

Ấn Độ cũng đang thử nghiệm một hệ thống cảnh báo sớm nguy cơ sạt lở đất và kỳ vọng đưa hệ thống đi vào hoạt động chính thức ở ít nhất 10 bang vào năm 2025.

Cơ quan khảo sát địa chất Ấn Độ (GSI) cho biết, hệ thống này sẽ hoạt động song song với hệ thống cảnh báo lốc xoáy nhằm dự báo khả năng sạt lở đất ở một khu vực cụ thể, qua đó cung cấp thông tin quan trọng giúp các cơ quan chức năng bắt đầu các hoạt động chuẩn bị.

Hệ thống sử dụng dữ liệu các vụ sạt lở đất và lượng mưa trước đây trong khu vực để dự đoán khả năng dịch chuyển mái dốc. Theo các quan chức GSI, hơn 80% các vụ sạt lở đất ở Ấn Độ là do mưa lớn gây ra. Các nhà nghiên cứu sẽ tạo ra dữ liệu về ngưỡng lượng mưa - cho biết lượng mưa có khả năng dẫn đến sạt lở.

Theo Trung tâm nghiên cứu cảnh báo tại Đại học University College London (UCL, Vương quốc Anh), quá trình thiết kế và triển khai hệ thống cảnh báo sớm sạt lở đất cần cân nhắc đến 4 thành tố then chốt của một hệ thống cảnh báo sớm, đó là: sự hiểu biết về rủi ro, chức năng cảnh báo - giám sát, thông tin - truyền thông, và năng lực phản ứng; trong đó có sự kết hợp hài hòa giữa các biện pháp kỹ thuật và xã hội.

Lập bản đồ phân vùng nguy cơ sạt lở đất

Bên cạnh xây dựng các hệ thống cảnh báo sớm, việc lập bản đồ phân vùng sạt lở đất là cần thiết bởi đây là một công cụ hữu ích và tiện lợi để thể hiện, cung cấp thông tin về những mối nguy cơ sạt lở. Bản đồ có thể cho thấy nhiều loại thông tin ở các mức độ chi tiết khác nhau.

Theo Cơ quan khảo sát địa chất Mỹ (USGS), việc xây dựng bản đồ nguy cơ sạt lở đất thông thường được tiến hành theo 3 giai đoạn, đầu tiên là lập bản đồ khu vực tổng hợp dữ liệu có sẵn và xác định các khu vực có vấn đề một cách chung chung. Quá trình lập bản đồ khu vực thường được triển khai bởi cơ quan khảo sát địa chất cấp tỉnh hoặc trung ương.

Giai đoạn tiếp theo là lập bản đồ cấp cộng đồng - một chương trình lập bản đồ bề mặt và dưới bề mặt tại những nơi có địa hình phức tạp. Và cuối cùng là lập bản đồ quy mô lớn chi tiết cho từng địa bàn cụ thể.

Một thí dụ về bản đồ phân vùng nguy cơ sạt lở đất. (Nguồn: USGS)

USGS cũng chỉ ra 3 loại bản đồ sạt lở hữu ích nhất đối với các nhà lập kế hoạch và công chúng nói chung, gồm: bản đồ hiện trạng sạt lở đất, bản đồ phân vùng nguy cơ sạt lở đất, và bản đồ cảnh báo nguy hiểm sạt lở đất.

Trong đó, bản đồ hiện trạng sạt lở đất biểu thị các khu vực được xác định là bị phá hủy do quá trình sạt lở đất. Các bản đồ này có thể từ đơn giản như phác họa các khu vực rộng lớn từng xảy ra tình trạng sạt lở cho đến mức độ phức tạp hơn: mô tả và phân loại từng vụ trượt lở đất và cho thấy các vết nứt, khu vực bị trượt lở (còn hoạt động lẫn không hoạt động), tuổi địa chất, tốc độ trượt lở và (hoặc) dữ liệu thích hợp khác về độ sâu và loại vật liệu liên quan đến trượt lở.

Bản đồ hiện trạng đơn giản cung cấp một cái nhìn tổng quan về phạm vi xảy ra sạt lở đất trong khu vực và nêu bật những vùng cần tiến hành các nghiên cứu chi tiết hơn.

Bản đồ hiện trạng chi tiết giúp hiểu rõ hơn về các quá trình sạt lở đất khác nhau diễn ra trong một khu vực và có thể được sử dụng để điều chỉnh hoặc ngăn chặn phát sinh ở các khu vực dễ bị sạt lở đất, cũng như hỗ trợ thiết kế các biện pháp khắc phục hậu quả. Chúng cũng cung cấp cơ sở tốt cho việc chuẩn bị các bản đồ phái sinh, chẳng hạn như các bản đồ mô tả sự ổn định của mái dốc, để đánh giá nguy cơ sạt lở đất và để xác định phương hướng sử dụng đất.

Vụ sạt lở kinh hoàng ở Puerto Rico năm 1985 đã phá hủy 120 ngôi nhà và cướp đi sinh mạng của ít nhất 129 người. (Ảnh: USGS)

Bản đồ phân vùng nguy cơ sạt lở đất hiển thị các khu vực có khả năng xảy ra trượt lở đất đá. Các khu vực này được xác định bằng mối tương quan giữa một số yếu tố chính góp phần gây ra trượt lở đất (chẳng hạn như sườn dốc, nền địa chất yếu, và đất, đá thoát nước kém) với sự phân bố sạt lở đất trong quá khứ. Tuy nhiên, những bản đồ này chỉ cho thấy sự ổn định tương đối của các sườn dốc chứ không đưa ra dự đoán tuyệt đối.

Việc lập bản đồ nguy cơ sạt lở đất chính xác có thể giúp chính quyền địa phương lập kế hoạch và thực hiện các biện pháp phát triển bền vững, giảm nguy cơ sạt lở đất và bảo đảm an toàn cho các cộng đồng sống ở các khu vực có nguy cơ cao.

Các bản đồ cảnh báo nguy hiểm sạt lở cho thấy phạm vi khu vực của các quá trình đe dọa, như nơi các quá trình trượt lở đất đã xảy ra trong quá khứ, các lần xảy ra gần đây và quan trọng nhất là khả năng xảy ra trượt lở đất ở các khu vực khác nhau trong tương lai.

Đối với một khu vực nhất định, các bản đồ nguy cơ sạt lở chứa thông tin chi tiết về các loại trượt lở đất, phạm vi độ dốc có thể bị phá hủy và mức độ di chuyển mặt đất tối đa có thể xảy ra. Những bản đồ này có thể được sử dụng để dự đoán mức độ nguy hiểm tương đối trong khu vực sạt lở đất. Các khu vực có thể được xếp hạng theo thứ bậc: nguy cơ thấp, trung bình và cao.

Chia sẻ về kinh nghiệm lập bản đồ phân vùng nguy cơ sạt lở của Nhật Bản, ông Yasuhiro Tanaka, chuyên gia JICA cho biết, Nhật Bản có độ dốc lớn, 70% diện tích trên độ cao nên thường xuyên xảy ra sạt lở đất. Vấn đề khó khăn là rất khó nhận biết khi nào và ở đâu có thể xảy ra sạt lở.

“Có nhiều yếu tố gây ra sạt lở đất, phụ thuộc vào sự phân bổ mưa tại thời điểm đó và đặc điểm địa chất của từng vùng. Đầu tiên, chúng tôi quan tâm tới vấn đề sử dụng đất, tìm hiểu xem lượng mưa tại các vùng như thế nào, sau đó chia thành các vùng “xanh” là vùng an toàn; vùng “đỏ” là vùng có nguy cơ cao xảy ra sạt lở đất; và vùng “vàng” là vùng cận nguy hiểm”, ông Tanaka nói.

Ở vùng “xanh”, địa phương có thể bố trí người dân sinh sống ở đó. Nhưng những hộ dân sống gần vùng có nguy cơ cao thì sẽ có thông báo sơ tán khi có nguy cơ xảy ra lũ lụt, sạt lở đất.

“Mỗi hộ dân ở Nhật Bản đều phải biết rõ họ nằm ở vùng nguy cơ nào, như “đỏ” là nguy hiểm, “vàng” là cận nguy hiểm, “xanh” là an toàn”, cố vấn quản lý rủi ro thiên tai của đất nước Mặt trời mọc nhấn mạnh.

Cũng theo vị chuyên gia Nhật Bản, họ chú trọng tới các công trình để ngăn ngừa sạt lở đất đá, lũ bùn, lũ đá. Dựa vào bản đồ cảnh báo nguy cơ để xây dựng các công trình, cơ sở hạ tầng để ngăn chặn hiện tượng sạt lở, giảm thiểu sự tác động trực tiếp vào các khu dân cư.

Bản đồ phân vùng nguy cơ sạt lở đất của Thái Lan. (Nguồn: IUGS)

Tại Thái Lan, rủi ro về sạt lở đất được xác định bởi 2 yếu tố: mối nguy hiểm (dòng mảnh vụn, các khu vực dễ bị sạt lở đất) và tính dễ bị tổn thương (những người sống trong khu vực nguy cơ). Việc lập bản đồ khu vực dễ bị sạt lở đất dựa trên địa chất học và hình thái học, và tính dễ bị tổn thương của các khu dân cư.

Theo Bộ Tài nguyên khoáng sản Thái Lan, bản đồ phân vùng nguy cơ sạt lở được sử dụng để xác định tất cả các khu vực rủi ro; thông qua đó, việc thiết lập mạng lưới quan sát sạt lở đất dựa vào cộng đồng đã có thể giảm thiểu các rủi ro liên quan đến sạt lở đất.

Mạng lưới này tập trung vào việc tuyên truyền để người dân địa phương hiểu những rủi ro liên quan đến sạt lở đất và cung cấp cho các địa phương những công cụ đơn giản để phát hiện sớm các dấu hiệu sạt lở đất đe dọa và sơ tán người dân đến nơi an toàn.

Thực tế cho thấy, việc triển khai các mạng lưới này đã được chứng minh là rất thành công, bởi vì có thể nâng cao nhận thức và huấn luyện người dân về hiểm họa và rủi ro, kết quả là bảo vệ hiệu quả tính mạng con người trong một số sự kiện sạt lở đất

Áp dụng các kỹ thuật nhằm ổn định mái dốc

Theo số liệu từ Cơ quan khảo sát địa chất Mỹ (USGS), trung bình mỗi năm sạt lở đất cướp đi sinh mạng của 30-50 người ở quốc gia này, đồng thời gây thiệt hại kinh tế khoảng 3 tỷ USD. Mỹ đã triển khai nhiều giải pháp để giảm thiểu rủi ro do sạt lở đất gây ra, trong đó các kỹ thuật xây dựng nhằm ổn định mái dốc.

Để bảo đảm hiệu quả các công trình này, trước tiên phải xác định được quá trình kiểm soát quan trọng nhất đang ảnh hưởng đến sự ổn định của mái dốc, từ đó xác định kỹ thuật thích hợp có thể giảm thiểu tác động của quá trình đó.

Một hệ thống tường chắn bê-tông cốt thép gia cố mái dốc để ngăn sạt lở đất. (Ảnh: JICA)

Kỹ thuật được áp dụng phải phù hợp với điều kiện của từng mái dốc, chẳng hạn như việc lắp đặt các đường ống thoát nước vào một con dốc có rất ít nước ngầm là vô nghĩa, không đem lại tác dụng. Các nỗ lực ổn định mái dốc có thể được tiến hành trong quá trình xây dựng hoặc khi các vấn đề về độ ổn định phát sinh ngoài dự kiến sau quá trình xây dựng.

Có thể kể đến một số kỹ thuật như: sửa bề mặt mái dốc (tức là làm thay đổi hình dạng bên ngoài của mái dốc) với mục đích đưa nó về trạng thái cân bằng (trạng thái ổn định) để hạn chế khả năng trượt. Cách thực hiện là làm nhẹ tải trọng phần trên của mái dốc như hạ thấp mái dốc, làm thoải mái dốc, tạo nhiều bậc thang theo sườn dốc…

Một kỹ thuật khác là gia cố mái dốc, thông qua việc tăng tải trọng ở phần chân của mái dốc bằng cách xây dựng các loại tường phản áp hay các khối đất khác nhau tại các chân dốc. Các công trình chống đỡ bao gồm: hệ thống tường chắn (tường kè), có thể là các khối gỗ (cấu trúc hộp gồm các khúc gỗ lồng vào nhau, bên trong lấp đầy với cốt liệu thô); các khối hộp bọc thép bên trong là đất; các khối bê-tông xi-măng và bê-tông cốt thép.

Hệ thống tường chắn rọ đá chống sạt lở dọc một con đường.

Ngoài ra, có thể là hệ thống tường chắn rọ đá (gabion walls) - giống các thùng container làm bằng lưới thép, bên trong chất đầy đá cuội với kích thước 10-20cm.

Tường chắn rọ đá cũng có thể được xây dựng từ các rọ đá xếp chồng lên nhau. Kỹ thuật này thường đơn giản, nhanh chóng thực hiện và không quá tốn kém. Do tính linh hoạt, chúng có thể chịu được nền móng chuyển động, và quá trình xây dựng không yêu cầu chuẩn bị nền móng phức tạp. Với các vật liệu độn thô bên trong, tường rọ đá chúng rất dễ thẩm thấu và do đó cung cấp hệ thống thoát nước tuyệt vời.

Một biện pháp kỹ thuật khác là tạo sự thông thoáng cho nước mặt bằng cách xây dựng hệ thống các rãnh thoát nước ở các độ cao khác nhau. Hệ thống ống thoát nước nằm ngang là kỹ thuật được sử dụng rộng rãi để chống sạt lở trong xây dựng đường cao tốc. Nó hiệu quả nhất khi được lắp đặt trong quá trình đào ban đầu.