Xây 'tường ngầm' chống ngập cho các thành phố ven biển

Tình trạng ngập lụt do biến đổi khí hậu làm nước biển dâng cộng với triều cường, từ nhiều năm qua luôn làm đau đầu giới chức, các cơ quan chuyên môn cùng hàng triệu người dân TP.HCM và các tỉnh ĐBSCL. Nhiều dự án đã được triển khai, thi công, với nguồn kinh phí khổng lồ được huy động từ vốn ngân sách và các nguồn vốn khác… Mặc dù tình trạng mưa ngập đã được khắc phục một phần sau khi từng dự án hoàn thành và đưa vào khai thác; nhưng nhìn trên tổng thể thì thành phố vẫn ngập.

Từ năm 2016 đến nay, TP HCM  triển khai dự án ngăn triều cho khu vực TP HCM (giai đoạn 1) nhằm kiểm soát ngập do triều; chủ động thích ứng với biến đổi khí hậu trên diện tích 750km2 với khoảng 6,5 triệu dân thuộc khu bờ hữu sông Sài Gòn và trung tâm thành phố (bao gồm các quận 1, 4, 7 và 8).

Công trình gồm 6 cống ngăn triều lớn và 7,8km đê kè ven sông Sài Gòn từ Vàm Thuật đến Sông Kinh với các cống nhỏ.

Tuy nhiên, trò chuyện với Báo Nông nghiệp Việt Nam, kỹ sư Nguyễn Xuân Lương  Tổ Tư vấn Khoa học kỹ thuật Thủy lợi và Địa chất (Liên hiệp các Hội Khoa học kỹ thuật Việt Nam) cho rằng, việc đắp đê ngăn triều chỉ ngăn được nước trên mặt, còn nước biển thông qua các tầng địa chất đệ tứ chui ngầm vào thành phố thì không ngăn được. Vì vậy, cần có các giải pháp và công trình đồng bộ mới giải quyết được vấn đề ngập lụt của thành phố.

Kỹ sư Nguyễn Xuân Lương cũng đưa ra ý tưởng khá mới lạ, đó là xây dựng “tường ngầm” quanh Thành phố Hồ Chí Minh và các thành phố ven biển thuộc đồng bằng sông Cửu Long để chống nước biển dâng do biến đổi khí hậu và triều cường gây ra.

Đồng thời đưa ra các phương pháp và luận cứ khoa học để minh chứng cho tính cấp bách và tính ưu việt, khả thi của ý tưởng này, từ đó chống ngập cho Thành phố Hồ Chí Minh và các thành phố ven biển khác.

Thưa ông, vì sao ông cho rằng việc đắp đê và xây cống đập ngăn triều chưa phải là giải pháp vẹn toàn để giải quyết tình trạng ngập lụt cho Thành phố Hồ Chí Minh?

Chúng ta đã biết, biến đổi khí hậu là vấn nạn toàn cầu nguy hiểm nhất mà toàn thế giới đang phải chịu đựng. Các quốc gia đang cùng nhau tìm mọi phương pháp khắc phục và hạn chế tác hại của nó đối với loài người.

Theo kịch bản năm 2020 do Bộ Tài nguyên và Môi trường công bố: “Nếu nước biển dâng 1m thì Thành phố Hồ Chí Minh sẽ ngập 17,15%, đồng bằng sông Cửu Long sẽ ngập 47,29% diện tích” (theo số liệu quan trắc của Trạm Thủy văn Nam bộ ngày 9/6/2023 đo tại tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu thì đỉnh triều là 3,4m, chân triều là 3m. Như vậy là Nam bộ thường xuyên ngập và ngập 3,4m khi có triều cường).

Chúng ta có thể khắc phục một phần tác hại của xâm nhập mặn theo “nguyên tắc thuận thiên” bằng cách chuyển đổi trồng lúa sang nuôi trồng thủy sản. Nhưng với Thành phố Hồ Chí Minh và các thành phố ven biển thuộc đồng bằng sông Cửu Long, các công trình đã có sẵn, đang tồn tại thì không thể áp dụng nguyên tắc này được.

Để giải quyết bài toán chống ngập, ta cần tìm hiểu bản chất của các nguồn nước gây ra ngập lụt cho vùng ven biển, từ đó nghiên cứu ra các giải pháp hữu hiệu chống lại và hạn chế tác hại của biến đổi khí hậu gây ra.

Cụ thể, có 3 nguồn nước gây ngập lụt cho thành phố. Thứ nhất là biến đổi khí hậu làm quả đất nóng lên. Băng ở hai cực trái đất và trên các đỉnh núi cao tan chảy ngày càng nhiều, làm cho nước biển dâng cao, tràn vào những khu vực thấp trên mặt đất. Hiện tượng này đang xảy ra thường xuyên liên tục từng ngày từng giờ và cường độ ngày càng tăng. Đây là nguyên nhân quan trọng nhất và nguy hiểm nhất do biến đổi khí hậu gây ra.

Thứ hai, triều cường phát sinh mỗi ngày một lần dưới tác động qua lại giữa quả đất và mặt trăng. Triều cường chỉ xảy ra một lần, kéo dài nhiều giờ trong ngày, rồi rút đi nên ảnh hưởng của triều cường không lớn, mà chỉ bổ sung cho mực nước dâng cao thêm lúc có triều cường.

Thứ ba, nước mưa và nước lũ từ các con sông trực tiếp đổ xuống thành phố. Nguồn nước này mang tính tức thời một thời gian nào đó có mưa lũ (mùa mưa). Hết mùa mưa lũ thì nguyên nhân gây ra ngập lụt cũng giảm và hết dần.

Trước tình hình ngập lụt nặng nề đang xảy ra thường xuyên hiện nay, các tỉnh Nam bộ đã có nhiều chương trình, dự án khắc phục tác hại của biến đổi khí hậu làm nước biển dâng và triều cường.

Nhận thức được hiểm họa và quyết tâm chống lại nó là việc quan trọng, nhưng tìm ra phương pháp khoa học để chống lại nó một cách hữu hiệu, tiết kiệm được nguồn lực còn quan trọng hơn.

Để chống nước biển dâng do biến đổi khí hậu và triều cường, chúng ta phải đắp đê và làm các cống triều như Thành phố Hồ Chí Minh đã và đang thực hiện trong Dự án 10.000 tỷ để ngăn nước biển dâng cao, tràn trên mặt đất.

Nhưng dự án này lại thiếu hạng mục công trình ngăn nước ngầm chui qua các lớp địa chất đệ tứ dưới đất đang từng giây từng phút chui vào làm ngập thành phố. Như vậy thì không thể chống ngập hữu hiệu được. Nó giống như kẻ thù thầm lặng tác động vào đất liền, nhưng chúng ta dửng dưng với nó.

Thưa ông, vì sao nước biển có thể dễ dàng xuyên thủng tầng địa chất đệ tứ để thâm nhập vào đất liền, âm thầm phá hủy các thành phố ven biển?

Nói về tầng địa chất, khi ta nhìn trên bề mặt thì sẽ nghĩ rằng dưới lòng đất sẽ kín. Tuy nhiên, trên thực tế, đặc điểm của tầng địa chất đệ tứ là tính phân lớp. Trong quá trình trầm tích lắng đọng theo nguyên lý chung của vật lý, vật liệu to, nặng sẽ lắng trước. Vật liệu nhỏ, nhẹ sẽ lắng sau, từ đó tạo thành các tầng phân lớp: tầng đá tảng, tầng đá cuội sỏi, tầng sạn, cát...

Các tầng địa chất đều có lỗ hổng nên khi nước biển dâng càng cao (chiều cao cột nước càng lớn), thì áp suất của chất lỏng càng lớn, lượng nước mặn từ biển tống vào các khe hở dưới đất và đùn lên mặt đất tại các khu vực trũng thấp càng nhiều.

Nếu chúng ta chỉ nghĩ cách chống nước mặt tràn vào các thành phố ven biển là chưa toàn diện. Do đó, chúng tôi muốn bổ sung thêm một giải pháp để chống ngập cho các thành phố ven biển, nhất là các tỉnh phía Nam thông qua “tường ngầm” bằng sét Bentonite, lấp đầy một mặt cắt địa chất trong tầng đệ tứ bao quanh các thành phố để ngăn nước biển từ ngoài biển vào trong đất liền, trong đó có Thành phố Hồ Chí Minh.

Có thể hiểu giải pháp xây dựng hệ thống “tường ngầm” ra sao? Liệu rằng chúng ta có phải đào hào rồi xây tường dưới lòng đất?

Cách hiểu như vậy là hoàn toàn không đúng. Tường ngầm ở đây là một lát cắt địa chất tại tầng đệ tứ, được trám các lỗ hổng bằng sét Bentonite để chống thấm nước từ biển vào đất liền.

Quá trình nghiên cứu, các nhà khoa học phát hiện đất sét (Bentonite) có tác dụng chống thấm nước rất hữu hiệu. Nếu chúng ta coi cả thành phố Hồ Chí Minh là một cái hồ thì tầng đất sét chính là đáy hồ (ngăn không cho nước từ dưới đùn sủi lên). Muốn ngăn nước từ bên ngoài tràn vào hồ thì xung quanh hồ cũng cần phải trát một lớp đất sét đủ dầy.

Theo nguyên lý đó, chúng ta chỉ cần khoan sâu xuống đến tầng sét dày ≥ 1m (đáy tường ngầm), sau đó bơm ép dung dịch sét Bentonite để bít kín các khe hở của tầng địa chất đệ tứ là có thể ngăn nước ngầm từ biển xâm nhập vào. Khi bơm xong, chỉ cần rút mũi khoan lên và lấp đất trở lại là xong.

Bentonite có tính chất rất vững chắc và trường tồn theo thời gian, do đó đây chính là tấm lá chắn vững chắc cho thành phố trong không gian ngầm.

Ý tưởng của ông rất độc đáo nhưng có vẻ như nó rất mới mẻ ở Việt Nam và khó khả thi?

Cách đây gần 20 năm, Bộ Nông nghiệp có một dự án do Canada chuyển giao công nghệ về hệ thống giếng giảm áp đê Hà Nội, Hà Tây với 8 lô thầu. Tôi là một trong những nhà thầu tham gia làm 3 lô của dự án.

Hồi đó, cứ vào mùa mưa lũ là khu vực ven đê sông Hồng đoạn qua địa phận huyện Thanh Trì (Hà Tây cũ, nay là Thành phố Hà Nội) xuất hiện rất nhiều mạch sủi (nguyên nhân gây ra vỡ đê).

Lý do là vì nước sông dâng cao tạo áp lực mạnh đẩy nước qua lớp địa chất đệ tứ dưới chân đê, phá hủy từ lòng đất và đùn sủi vào mặt đất phía trong đê. Nếu không xử lý kịp thời thì sẽ dẫn đến nguy sơ sụt thân đê, vỡ đê.

Cách khắc phục sự cố là dùng máy khoan để khoan các giếng chống các cột ống lọc cho nước thoát ra ngoài một cách an toàn, ngăn không cho nước tiếp tục đùn sủi tự do từ dưới lên mặt đất kéo theo đất cát làm rỗng thân đê làm vỡ đê.

Lúc đầu, chính các chuyên gia Canada cũng hoài nghi về năng lực của các nhà thầu thi công phía Việt Nam, nhưng về sau, khi nghiệm thu đánh giá thực tế công trình, các chuyên gia đánh giá rất cao năng lực của chúng ta. Bởi thế, tôi vẫn hay nói rằng, “tường ngầm” chống ngập là giải pháp lạ mà quen.

Từ trước đến nay chúng ta đã xây dựng rất nhiều công trình đê kè, cống ngăn triều để chống hiện tượng ngập lụt và đã có rất nhiều kinh nghiệm trong lĩnh vực này. Nhưng những công trình ngăn sự xâm nhập của nước ngầm vào làm ngập lụt thành phố thì còn rất ít, nếu không muốn nói là chưa có và chưa được sự quan tâm đúng mức về tầm quan trọng của nó.

Vậy theo ông, làm thế nào để ý tưởng trên được hiện thực hóa bằng các đề tài nghiên cứu hoặc dự án thí điểm để chống ngập cho các thành phố ven biển có cốt nền thấp?

Xây dựng các công trình ngầm để ngăn nước ngầm xâm nhập vào thành phố là một việc phức tạp, đòi hỏi phải có một phương pháp khoa học đúng, phù hợp với điều kiện địa chất của từng khu vực. Đồng thời phải tìm ra được một quy trình công nghệ thi công phù hợp, cộng với thiết bị thi công hiện đại và vật liệu chống thấm hiệu quả thì mới biến ý tưởng khoa học của phương pháp thành hiện thực được.

Lấy ví dụ điển hình ở Thành phố Hồ Chí Minh, không phải chỗ nào chúng ta cũng xây dựng tường ngầm. Như vậy là vô cùng lãng phí. Chúng ta chỉ tạo tường ngầm bao quanh các vùng đất có cốt nền thấp trũng so với mực nước biển, nơi hệ thống hạ tầng đô thị, khu dân cư, công sở, cơ sở sản xuất... đã hình thành từ lâu đời, thường xuyên bị ngập lụt. Còn những khu đất mới, cần nghiên cứu để quy định cốt nền phù hợp với tốc độ nước biển dâng để tránh ngập lụt.

Việc lựa chọn vị trí xây dựng tường ngầm cần nghiên cứu, đánh giá tầng địa chất dưới lòng đất và trên mặt đất. Về cơ bản, hiện nay tài liệu về địa chất rất nhiều và được lưu trữ đầy đủ, chúng ta có thể tham khảo để nắm được tầng địa chất đệ tứ như thế nào ở từng khu vực. Qua đó, tìm ra được tầng sét tạo đáy là nông hay sâu. Nhưng tôi biết khu vực Nam bộ thì độ sâu từ mặt đất tới tầng sét không quá 50m và máy móc, thiết bị của chúng ta hoàn toàn có thể khoan và bơm ép dung dịch sét Bentonite được.

Vậy chi phí để thiết lập “tường ngầm” ngăn nước ngầm từ biển xâm nhập vào đất liền có tốn kém hay không, thưa ông?

Thứ nhất, tùy thuộc vào cấu tạo tầng địa chất ở mỗi khu vực, chi phí thi công sẽ khác nhau. Nhưng tôi tính toán một cách sơ bộ thì chiều dày của “bức tường ngầm” địa chất sét Bentonite khoảng 3m. Dựa vào tài liệu địa chất, chúng ta sẽ bố trí mạng lưới mũi khoan mau hay thưa; nông hay sâu. Tất nhiên, vị trí tầng sét càng nông thì chi phí càng giảm. Thứ hai, sau khi tạo được giếng khoan rồi thì chúng ta lựa chọn công nghệ gì để ép chất chống thấm, bịt các khe hở trong tầng đệ tư.

Bentonite thực chất là đất sét chất lượng tốt. Quá trình làm địa chất tôi biết các loại Bentonite cả ba miền Bắc - Trung - Nam đều có. Trong đó đất sét vùng Di Linh (Lâm Đồng) rất tốt. Nhưng chúng ta không nhất thiết phải dùng Bentonite ở đó, vì nó đắt. Chúng ta có thể dùng ở các vùng khác rẻ hơn, gần hơn để tiết giảm chi phí.

Vậy kết cấu của mặt cắt địa chất được trám Betonite có độ bền ra sao?

Tôi có thể khẳng định rằng độ bền của nó là vĩnh viễn, vì thực tế đó là tầng địa chất nguyên thủy được bơm thêm sét Bentonite và bịt kín các khe hở. Chúng ta chỉ bịt các khe hở phía dưới lòng đất để tăng độ cứng vững và chống thấm của các tầng địa chất đệ tứ mà thôi.

Hiện nay, Tổ Tư vấn Khoa học kỹ thuật Thủy lợi và Địa chất, Liên hiệp các Hội Khoa học kỹ thuật Việt Nam đã chuyển phát văn bản để nêu ý tưởng về xây dựng “tường ngầm sét Bentonite” chống nước biển xâm nhập cho các địa phương có thành phố ven biển. Và chúng tôi rất mong có một hội thảo với sự tham gia của các cơ quan chuyên môn như Bộ Tài nguyên và Môi trường, Bộ Xây dựng, Bộ NN-PTNT, Bộ Khoa học và Công nghệ; Ban Kinh tế Trung ương... từ đó xem xét bố trí một dự án thí điểm, từ kết quả đó mới nhân rộng ra các địa phương.

Một lần nữa, tôi muốn nhấn mạnh rằng, Việt Nam hội tụ điều kiện cần và đủ để triển khai đại trà phương pháp này. 

Xin chân thành cảm ơn ông đã dành thời gian chia sẻ với Báo Nông nghiệp Việt Nam!

7 ưu điểm của phương pháp xây dựng tường ngầm ngăn nước ngầm vào làm ngập lụt thành phố:

• Hiệu quả ngăn nước ngầm chui vào thành phố rất cao, vì toàn bộ thành phố được một hệ thống tường ngầm xây dựng trên một lớp đất sét dày nên gần như cách ly hoàn toàn với nước.
• Vật liệu chống thấm cho toàn bộ hệ thống tường ngầm có tính chống thấm cao, có sẵn trong nước, rẻ tiền.
• Việc thi công xây dựng tường ngầm được tiến hành hoàn toàn bằng thiết bị, công nghệ hiện đại, theo logic khoa học và được giám sát, kiểm tra nghiêm ngặt bởi các thiết bị đo chính xác do các kỹ sư chuyên sâu của Tổ Tư vấn khoa học kỹ thuật cao cấp, có chuyên môn cao và giàu kinh nghiệm thực tế thuộc hai chuyên ngành thủy lợi và địa chất tiến hành.
• Thiết bị thi công có rất nhiều và đang được sử dụng phổ biến để thi công các công trình ở trong nước, nên rất thuận lợi cho tiến độ thi công dự án.
• Vị trí tường ngầm có thể điều chỉnh thay đổi linh hoạt để tránh các công trình đang có trên mặt đất mà không ảnh hưởng đến chất lượng của hệ thống tường ngầm.
• Trong quá trình thi công cũng như quá trình làm việc của hệ thống tường ngầm không gây ô nhiễm môi trường.
• Thi công xong nhà thầu trả lại mặt bằng cho thành phố như ban đầu, không mất đất, tiết kiệm một nguồn đầu tư quỹ đất và vốn lớn cho thành phố.