Tại Việt Nam, lũ quét xuất hiện nhiều ở khu vực miền núi và trung du như Tây Bắc, Đông Bắc, Bắc Trung Bộ và Tây Nguyên. Tuy nhiên, trong bối cảnh đô thị hóa nhanh, biến đổi khí hậu và suy thoái môi trường, nguy cơ lũ quét, lũ bùn đá cũng đang lan xuống cả vùng hạ du và các đô thị lớn. Để hiểu rõ nguyên nhân gây ra lũ quét, chúng ta cần bắt đầu từ cơ chế hình thành cốt lõi của hiện tượng này.
Lũ quét được hình thành như thế nào?
Về bản chất thủy văn, lũ quét xảy ra khi lượng mưa lớn trong thời gian ngắn vượt quá khả năng thâm thấu của đất. Bình thường, đất hoạt động như một miếng bọt biển, hấp thụ và giữ lại nước mưa. Nhưng khả năng này là có giới hạn. Trong khoa học thủy văn, quá trình thâm thấu của đất thường được mô tả bằng phương trình Horton: f(t)=fc+(f0-fc)e^-kt
Trong đó:
- f(t) là tốc độ thâm thấu của đất tại thời điểm t
- f0 là tốc độ thâm thấu ban đầu, khi đất còn khô
- fc là tốc độ thâm thấu ổn định, khi đất đã bão hòa
Khi cường độ mưa lớn hơn f(t), nước mưa không thể tiếp tục ngấm xuống đất. Phần nước dư thừa sẽ chảy tràn trên bề mặt. Ở địa hình dốc, hẹp và chia cắt mạnh như vùng núi Việt Nam, dòng chảy mặt này tập trung rất nhanh vào các khe suối, lòng dẫn nhỏ, tạo thành lũ quét chỉ trong vài chục phút đến vài giờ.
Xem thêm: Tìm hiểu cơ chế hình thành lũ lụt ở Việt Nam
Nguyên nhân do mưa lớn
Mưa lớn là nguyên nhân trực tiếp và quan trọng nhất gây ra lũ quét. Theo các nghiên cứu rủi ro thiên tai tại Việt Nam, yếu tố này chiếm khoảng 22% trọng số trong tổng các tác nhân kích hoạt. Không phải cơn mưa nào cũng dẫn đến lũ quét, nhưng khi mưa vượt qua những ngưỡng tới hạn, thảm họa có thể xảy ra chỉ trong thời gian rất ngắn.
Khi tổng lượng mưa của một đợt đạt 200 – 300 mm, nguy cơ lũ quét có thể tăng lên hơn 60%, đặc biệt tại các lưu vực nhỏ, sườn dốc lớn và đất đá phong hóa mạnh.
Nghiên cứu tại lưu vực suối Chu Va (Lai Châu) cho thấy, lũ quét thường được kích hoạt khi cường độ mưa trung bình đạt khoảng 19,05 mm/giờ. Với địa hình núi cao, mức mưa này đủ để làm đất nhanh chóng bão hòa và tạo dòng chảy mặt dữ dội.
Ngoài ra, sự chuyển pha khí hậu từ El Niño sang La Niña, kết hợp với hiện tượng nước biển ấm lên, đang làm gia tăng các đợt mưa cực đoan. Mưa không chỉ lớn hơn mà còn tập trung trong thời gian ngắn, vượt xa các kịch bản khí hậu truyền thống.
Nguyên nhân do đặc điểm địa hình
Nếu mưa lớn là ngòi nổ thì địa hình chính là nòng súng quyết định mức độ nguy hiểm của lũ quét. Ở khu vực miền núi phía Bắc và dãy Trường Sơn, địa hình bị chia cắt mạnh, lưu vực nhỏ, sườn dốc lớn. Nhiều nơi có độ dốc trung bình từ 18 đến 30 độ, đủ để biến dòng chảy mặt thành dòng lũ có năng lượng rất cao.
Về mặt thủy lực, vận tốc dòng lũ quét phụ thuộc trực tiếp vào độ dốc đáy lòng dẫn. Mối quan hệ này được mô tả bằng công thức Manning: v=1/n*R²/3*S½
Trong đó:
- v là vận tốc dòng chảy
- R là bán kính thủy lực
- n là hệ số nhám lòng dẫn
- S là độ dốc đáy lưu vực
Khi độ dốc S tăng, vận tốc v cũng tăng nhanh theo hàm căn bậc hai. Trong điều kiện địa hình dốc, lòng suối hẹp và ngắn, nước mưa không có thời gian phân tán mà bị dồn lại rất nhanh. Lưu vực lúc này hoạt động như một phễu thu nước, tập trung dòng chảy về hạ lưu chỉ trong vài giờ.
Chính vì vậy, ở các khu vực núi cao như Tây Bắc hay dãy Trường Sơn, sông suối ngắn và dốc thường trở thành máng trượt tự nhiên. Khi mưa lớn xảy ra, khối nước mang theo bùn đất, đá tảng lao xuống với vận tốc lớn, tạo nên lũ quét có sức tàn phá đặc biệt nghiêm trọng.
Xem thêm: Nguyên nhân gây ra lũ lụt – Vì sao lũ ngày càng nghiêm trọng?
Nguyên nhân do địa chất
Thảm họa tại Làng Nủ (Lào Cai) năm 2024 là minh chứng điển hình cho vai trò quyết định của yếu tố địa chất trong lũ quét và lũ bùn đá. Các phân tích địa chất cho thấy khu vực này nằm trên nền đá phong hóa mạnh, với lớp vỏ phong hóa dày khoảng 15-30 m. Bên trong lớp đất này chứa nhiều khoáng vật sét như Smectite và Kaolinite, những thành phần tiềm ẩn rủi ro cao khi gặp nước.
Khoáng sét Smectite có khả năng hút nước và trương nở lớn. Khi mưa kéo dài, các hạt sét giãn nở làm suy giảm lực liên kết giữa các hạt đất, khiến khối đất mất ổn định và dễ trượt. Khi đất bị bão hòa nước, ma sát trong và lực dính kết giảm mạnh. Chỉ cần một tác động nhỏ, toàn bộ khối đất đá có thể chuyển từ trạng thái ổn định sang sạt trượt.
Sau nhiều ngày mưa lớn, nước không chỉ chảy trên bề mặt mà còn tích tụ trong các khe nứt địa chất và lớp phong hóa trên sườn núi. Các khe nứt này hoạt động như những hồ chứa nước ngầm tạm thời. Khi áp lực nước lỗ rỗng vượt quá ngưỡng chịu tải của đất đá, toàn bộ khối vật liệu bão hòa sẽ sụp đổ đột ngột, tương tự một vụ vỡ đập tự nhiên. Khối đất, đá và nước lao xuống với tốc độ lớn, hình thành dòng lũ bùn đá có sức công phá cực mạnh, cuốn trôi mọi thứ trên đường đi.
Cơ chế này giải thích vì sao nhiều trận lũ quét xảy ra bất ngờ, không trùng với thời điểm mưa lớn nhất, mà thường xuất hiện sau nhiều ngày mưa kéo dài, khi hồ chứa đất đã đạt đến giới hạn chịu đựng.
Nguyên nhân do nhân tạo
Lũ quét không chỉ là hệ quả của mưa lớn hay địa hình dốc. Nhiều hoạt động của con người đang làm mất cân bằng hệ thống thủy văn tự nhiên, khiến lũ quét xảy ra thường xuyên hơn và tàn khốc hơn.
Kể từ năm 1945, Việt Nam đã mất khoảng 2 triệu ha rừng tự nhiên. Rừng phòng hộ có vai trò giữ nước, giữ đất và làm chậm dòng chảy mặt. Khi rừng bị chặt phá, đất nhanh chóng bão hòa và nước mưa chảy tràn trực tiếp xuống suối.
Rừng trồng như keo hay bạch đàn không thể thay thế rừng tự nhiên. Hệ rễ của chúng nông và yếu, tán lá thưa, khả năng giữ đất và điều tiết dòng chảy kém. Trong mưa lớn kéo dài, những khu vực này dễ trở thành điểm khởi phát sạt lở và lũ quét.
Ngoài ra, việc xẻ núi làm đường giao thông ở vùng đồi núi đã tạo ra nhiều taluy dốc đứng, phá vỡ cấu trúc ổn định của sườn dốc. Nếu không được gia cố bằng kè, thoát nước và trồng phủ xanh, các taluy này trở thành mặt trượt nhân tạo, rất dễ sạt lở khi mưa lớn, từ đó cung cấp thêm bùn đất cho dòng lũ quét.
Hay hệ thống hồ thủy điện và hồ thủy lợi có vai trò điều tiết lũ, nhưng nếu quy trình vận hành thiếu linh hoạt, rủi ro sẽ tăng cao. Trong những đợt mưa cực đoan, các hồ buộc phải xả nước để bảo vệ công trình. Nếu nhiều hồ cùng xả trong thời gian ngắn, hiện tượng lũ chồng lũ có thể xảy ra, làm gia tăng đột ngột lưu lượng về hạ lưu và đẩy nguy cơ lũ quét lên mức nguy hiểm.
Tổng hợp các yếu tố trên cho thấy, tác động nhân tạo không chỉ là yếu tố phụ. Khi kết hợp với mưa lớn, địa hình dốc và điều kiện địa chất yếu, các hoạt động của con người đã và đang khuếch đại rủi ro lũ quét tại nhiều khu vực ở Việt Nam.
