sụt lún đất là hiện tượng tự nhiên, nhưng gây ra bởi hoạt động con người, thường là việc lấy đi những chất lỏng - dầu mỏ, nước nóng tự nhiên (địa nhiệt) và nước ngầm - khỏi những tầng ngậm nước
khi lấy nước ra khỏi những tầng ngậm nước, động thái sẽ bỏ lại ứng suất thực trên những hạt đất; những hạt đất sẽ nén vào nhau và đặc hơn, gây ra sụt lún [sink]
bơm thêm nước sẽ gây ra hiện tượng ngược lại - đắp cao lên [uplift] - nhưng chỉ đến mức nhất định; phần lớn đất bị sụt lún là không thể đảo ngược, nén đất và đất sét, cùng với lưu trữ nước bị mất vĩnh viễn
Mô hình
thứ nhất, không dễ mô hình hoá kích thước, hình thù và trữ lượng của những tầng ngậm nước và địa chất của chúng; ví dụ, đất sét sẽ có hạt đất nhỏ hơn, cho nên những yếu tố sụt lún sẽ ảnh hưởng khác với đất thường
hiện tượng sụt lún cũng bị phụ thuộc những yếu tố bên ngoài; ví dụ toà nhà ở San Francisco có thể khiến đất bị sụt
thứ hai, dữ liệu về lượng nước ngầm thực tế được bơm vào hoặc lấy ra khỏi hệ thống là rất thiếu tin cậy; đôi khi, nước được lấy ra một cách mê tín
thứ ba, ta thiếu hiểu biết về quá trình đắp cao hoặc sụt lún đất; mô hình nổi tiếng nhất là MODFLOW của cơ quan khảo sát địa chất Mỹ, độ chính xác cũng tuỳ; ta không nên kỳ vọng rằng lượng đất sụt lún hoặc đắp cao ở một khu vực sẽ tỷ lệ thuận với lượng nước lấy ra hoặc bơm thêm vào những tầng ngậm nước
Hậu quả
những hố sụt và khe nứt trên mặt đất sẽ làm mất ổn định nhà cửa, nhưng thường thì mối nguy hiểm cho hạ tầng như đường ống, đường xá, đường ray xe lửa và tàu điện ngầm; sụt lún có thể khiến nước ngầm bị rò rỉ trong những đường hầm và thậm chí phá vỡ đường ray
sai số chiều dọc tối đa của những đường ray của đường sắt cao tốc là 15 milimet, có nơi con số này chỉ mất 1 năm của quá trình sụt lún
vấn đề chất lượng nước cũng có 2 yếu tố: một là khi tầng ngậm nước bị cạn, chất lượng nước sẽ kém đi; hai là chất thải công nghiệp và xâm nhập mặn sẽ gây ô nhiễm tầng ngậm nước
lũ lụt, nhiều thành phố bị lún nằm ở cạnh sông hoặc biển; người ta phải đầu tư những biện pháp phòng vệ bờ biển, ví dụ tường thành, đê điều
ví dụ thành phố Mexico được xây dựng trên đáy hồ Texcoco cũ, nước sinh hoạt được lấy từ nước ngầm, đã khiến thành phố đang lún nhanh; có nơi đang sụt với tốc độ 500 milimet mỗi năm, gây ra thiệt hại cho hệ thống tàu điện ngầm
hay Jakarta là thành phố sụt lún nhanh nhất thế giới, miền bắc và miền tây đang lún với tốc độ 200-600 milimet mỗi năm; đặt thành phố Jakarta vào tình thế dễ bị lũ lụt, hoặc từ biển Java, hoặc từ một trong số 13 con sông chảy qua
ví dụ nữa là Iran, Băng Cốc ở Thái Lan, Venice ở Ý và các đại đô thị ở Trung Quốc
Lạm dụng nước ngầm
Trung Quốc ngày nay có 1 tỷ dân sống ở thành thị, nhiều đô thị không đủ nước bề mặt và cũng không đủ lượng mưa hoặc tuyết, nhất là ở miền bắc và miền tây bắc
ở đại lục, 15-20% nhu cầu nước là lấy nước ngầm; ví dụ tỉnh Hồ Bắc dân số 75 triệu, tỷ lệ sử dụng nước ngầm là 70%
đến 60% nước ngầm lấy lên phục vụ công nghiệp và nông nghiệp; ví dụ một trong những mục đích sử dụng nước cao nhất Trung Quốc là ngành nhiệt điện, dùng cho mục đích tản nhiệt
nước ngầm ở Tân Cương, Nội Mông, Hà Nam và Hắc Long Giang được khai thác và chuyển đến Bắc Kinh, Quảng Đông và Chiết Giang tiêu thụ
Phân tích InSAR
đo lường sụt lún đất, sử dụng kỹ thuật vệ tinh "rađa khẩu độ tổng hợp giao thoa" [InSAR interferometric synthetic aperture radar] đo lường tốc độ sụt lún của đất theo thời gian, đã được sử dụng ở châu Âu, Mỹ và Nhật Bản để xem xét xu hướng lún sụt đất
từ năm 2015 đến 2022 điều tra InSAR 82 thành phố ở Trung Quốc và Đài Loan cho thấy 44% khu vực 'bôi đậm' được điều tra ở những thành phố đã sụt nhanh hơn 3 milimet mỗi năm, 16% sụt nhanh hơn 10 milimet và 5% sụt nhanh hơn 22 milimet
Thượng Hải
năm 1921 đất sụt lún đã được phát hiện ở đại đô thị Thượng Hải; Thượng Hải nằm trên 5 tầng ngậm nước, ký hiệu A1 đến A5
trước thập niên 1960 phần lớn nước ngầm bơm từ tầng A2 và A3 dưới khu vực thành thị; bấy giờ, đất đã lún 1.6 mét trung bình
năm 1966 chính quyền bắt đầu quy định những biện pháp tiết kiệm nước, cắt giảm khai thác nước ngầm và tiến hành đổ thêm nước xuống các tầng ngậm nước, gọi là nạp nước nhân tạo
ít thập kỷ sau đó, biện pháp đã phát huy hiệu quả và xuất hiện hiện tượng đắp-cao-lên
thập niên 1990 dân số Thượng Hải bùng nổ 5% mỗi năm, từ năm 1990 đến 2000 dân số tăng từ 5.9 triệu lên thành 14.2 triệu người; thành phố bắt đầu lại lấy nước ngầm, thêm công trình xây dựng, đất sụt lún đã tái diễn
năm 2001 sụt lún đất đã tích luỹ ở Thượng Hải lên đến 2 mét
Tác hại của sụt lún đất
bên cạnh những hố sụt và khe nứt gây mất mỹ quan, một nghiên cứu dài hạn hệ thống tàu điện ngầm Thượng Hải cho thấy đất sụt lún đã khiến 2 trong số 12 tuyến tàu phải được sửa chữa; nghiên cứu như trên đã báo động chính quyền Thượng Hải lại dừng khai thác nước ngầm, động thái đã giúp ổn định lại đất sụt lún những năm gần đây; động thái đã bao gồm cả việc khai thác nước ngầm ở những nơi khác và nhập khẩu đến Thượng Hải, cho nên Thượng Hải vẫn là một trong những nơi tiêu thụ nước ngầm lớn nhất Trung Quốc
Bắc Kinh
Bắc Kinh 21 triệu người và thành phố Thiên Tân láng giềng 14 triệu người nằm ở đồng bằng miền bắc Trung Quốc, là nơi thiếu nước, nhận được dưới 100 mét khối nước kết tủa mỗi người
nghiên cứu mới đây cho thấy 47% dân số Bắc Kinh sống ở nơi sụt lún 3 milimet mỗi năm, 30% sụt lún đất 10 milimet mỗi năm; 19% dân số Thiên Tân sống ở nơi đất sụt 3 milimet mỗi năm, và 66% dân số ở nơi sụt 10 milimet mỗi năm; tính toàn bộ Trung Quốc, ước thấy 38% dân số sống ở nơi đất sụt lún
năm 1935 phát hiện sụt lún đất Bắc Kinh, nhưng 20 năm sau ấy đất chỉ sụt lún thêm 58 milimet
cuối thập niên 1950 sang 1960 Bắc Kinh bắt đầu công nghiệp hoá
từ năm 1955 đến 1983 đất ở ngoại ô phía đông Bắc Kinh sụt 16-28 milimet mỗi năm
cuối thập niên 1990 biện pháp tiết kiệm nước Bắc Kinh bắt đầu được thực hiện
thập niên 2000 Bắc Kinh hạn hán và tiếp tục tăng nhu cầu nước, giống những thành phố khác ở đồng bằng miền bắc; ví dụ thành phố Bảo Định dân số 11 triệu, Hành Thuỷ 4.2 triệu, Lang Phường 5 triệu và Thạch Gia Trang 11.2 triệu
năm 2013 đồng bằng phía bắc Trung Quốc phát hiện 839 khe nứt liên-quan-đến-nước-ngầm
Đồng bằng Fenwei
đồng bằng Fenwei nằm ở tỉnh Thiểm Tây và Hà Nam, có thành phố Tây An 12 triệu người, Vị Nam 5 triệu, Lạc Dương 6 triệu người; lịch sử từng nềm trải những trận động đất lớn, địa chấn là nguyên nhân lớn thứ nhì làm đất sụt lún
từ năm 1958 đến 2015 xác định được 207 khe nứt dài hơn 1 kilomet, làm rạn nứt nhà cửa, cắt nhỏ đường hầm tàu điện ngầm và làm hư hại đường ống dưới đất
đường sắt cao tốc giữa Đại Đồng ở Sơn Tây và thành Tây An phải vượt qua 24 khe nứt, trong đó có một khe nứt rộng 2.5 mét
Đồng bằng Su Xi Chang
từ năm 1989 Su Xi Chang ở tỉnh Giang Tô là nơi sản xuất dầu khí lớn, đã phát hiện 20 khe nứt
năm 2000 chính quyền bắt đầu cắt giảm sử dụng nước ngầm, giúp giảm tốc độ sụt lún từ 110 milimet mỗi năm xuống còn 10-20 milimet
Dự án dẫn nước Nam thuỷ Bắc điều
dự án chuyển nước Nam-Bắc là dự án 40 tỷ đôla để chuyển nước sông Dương Tử đến thành phố Bắc Kinh và Thiên Tân thông qua hai kênh đào; một kênh thứ ba sẽ dẫn nước đến các tỉnh nội lục, phần này của dự án chưa hoàn thiện
bên cạnh siêu dự án đã buộc tái định cư 30 vạn người ở trên, chính phủ Trung Quốc công bố hàng chục dự án hạ tầng nước tích-hợp hơn; mục tiêu là một mạng lưới nước quốc gia
từ năm 2008 đến 2019 chi tiêu Trung Quốc vào hạ tầng nước đã tăng gấp 7 lần
tháng 3 năm 2024 bộ trưởng nguồn nước Lý Quốc Anh công bố chính phủ đã chi 166 tỷ đôla năm 2023 cho hạ tầng nước, tăng 10% so với năm 2022
năm 2023 chính phủ liên bang Mỹ chi ước tính 4 tỷ đôla cho hạ tầng nước, trong tổng số 45 tỷ đôla chi tiêu cơ sở hạ tầng liên bang; chưa kể 82 tỷ đôla chuyển cho các chính quyền tiểu bang tự ưu tiên, có thể có nước; và có những pháp chế mới cho những dự án nước
40% chi tiêu chính phủ Trung Quốc cho các dự án nước là dành cho siêu dự án chuyển nước Nam-Bắc; 50% chi cho khống chế lũ lụt và mở rộng hồ lưu trữ nước
có những dự án mục đích kép; ví dụ thuỷ điện tích năng
năm 2014 hoàn thiện giai đoạn thứ nhất dự án chuyển nước Nam-Bắc và đi vào hoạt động đã giúp đa dạng hoá nguồn nước Bắc Kinh và giảm bớt phụ thuộc vào nước ngầm
năm 2018 gần 20% nhu cầu nước Bắc Kinh lấy từ miền nam, tuy đâu đó 30% nguồn nước Bắc Kinh vẫn là nước ngầm
Nhu cầu nước
Mỹ đầu tư dưới-mức vào hạ tầng nước, dẫn đến những thảm hoạ nước ngọt
có một thứ ít được đề cập: những chiến lược để cắt giảm đường cong nhu cầu nước ở những đô thị lớn - ví dụ Singapore và Úc cho thấy tầm quan trọng của việc tác động đến khía cạnh nhu cầu là không kém việc tác động đến khía cạnh nguồn cung; tức là sẽ cần những chính sách để đưa chi phí nước tăng cao, chuyển sang khách tiêu thụ nước; và những dự án tái chế nước, hoặc kể cả thị trường mua-bán-phát-thải nước
giảm nhu cầu nước bởi người tiêu dùng, công nghiệp và nông nghiệp sẽ mang lại nhiều lợi ích dài hạn hơn là chỉ bổ sung đập nước bê tông và kênh đào, những biện pháp sẽ gây ra vấn đề môi trường
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét