Trong bối cảnh yêu cầu bảo đảm an ninh nguồn nước ngày càng cấp thiết đối với khu vực đồng bằng Bắc Bộ, diễn biến hình thái lòng dẫn sông Hồng, đặc biệt là tình trạng xói lở bờ, hạ thấp đáy sông và biến động mực nước mùa kiệt, đang đặt ra nhiều thách thức đối với hoạt động của các công trình thủy lợi trọng điểm. Trên cơ sở tổng hợp số liệu mặt cắt ngang nhiều năm, ảnh viễn thám và chuỗi quan trắc thủy văn dài hạn, nghiên cứu này đánh giá xu thế biến đổi lòng dẫn sông Hồng đoạn từ Sơn Tây qua Hà Nội đến Hưng Yên, đồng thời phân tích các tác động trực tiếp đến khả năng lấy nước phục vụ sản xuất nông nghiệp và cấp nước sinh hoạt cho khu vực hạ du.
Sông Hồng – trục thủy văn chiến lược của miền Bắc
Sông Hồng là trục thủy văn – thủy lợi quan trọng bậc nhất của miền Bắc, giữ vai trò cung cấp nước tưới cho hàng trăm nghìn hecta đất nông nghiệp, cấp nước sinh hoạt và duy trì dòng chảy môi trường cho toàn bộ vùng đồng bằng Bắc Bộ.
Dọc tuyến sông từ Sơn Tây đến Hưng Yên tập trung nhiều công trình lấy nước quy mô lớn, như trạm bơm Phù Sa, Trung Hà, Hồng Vân; các cống Liên Mạc, Xuân Quan, Long Tửu…, đóng vai trò đầu mối bảo đảm an ninh nguồn nước cho các hệ thống thủy lợi lớn của Hà Nội, Hưng Yên, Hà Nam và các tỉnh lân cận.
Tuy nhiên, trong khoảng hai thập kỷ trở lại đây, chế độ thủy văn và hình thái sông Hồng đã có những biến đổi rõ rệt. Quá trình vận hành các hồ chứa lớn trên thượng nguồn, hoạt động khai thác cát, tác động của biến đổi khí hậu và sự phát triển mạnh mẽ của hạ tầng kinh tế – xã hội đã làm thay đổi cấu trúc dòng chảy, phân bố bùn cát và đặc điểm lòng dẫn.
Hệ quả dễ nhận thấy là mực nước mùa kiệt ngày càng có xu hướng hạ thấp, lòng sông bị xói sâu, luồng chính dịch chuyển và mặt cắt dòng chảy bị thu hẹp cục bộ tại nhiều đoạn. Những biến động này làm gia tăng số ngày mực nước thực tế thấp hơn mực nước khống chế thiết kế của các công trình lấy nước, kéo theo suy giảm năng lực bơm, tăng chi phí vận hành và phát sinh nhu cầu bổ sung các giải pháp bơm dã chiến, cải tạo, nâng cấp công trình.
Ảnh minh họa
Cơ sở dữ liệu và phương pháp tiếp cận khoa học
Nghiên cứu sử dụng các nguồn dữ liệu sau: Mặt cắt ngang đáy sông từ các năm đo đạc 2001, 2013, 2022; Số liệu mực nước – lưu lượng trạm thủy văn Sơn Tây, Hà Nội giai đoạn 2000-2024; Hồ sơ công trình thủy lợi: cao trình cửa lấy nước, mực nước thiết kế … Ảnh vệ tinh Landsat, Sentinel-2 phục vụ phân tích thay đổi đường bờ, diễn biến luồng chính. Hồ sơ kỹ thuật công trình thủy lợi, gồm cao trình cửa lấy nước, mực nước thiết kế và các thông số vận hành.
Phân tích biến động hình thái lòng dẫn
Dựa trên các mặt cắt ngang nhiều thời kỳ, nhóm nghiên cứu tính toán sự thay đổi cao trình đáy sông, diện tích mặt cắt ướt và vị trí luồng chính. Kết quả cho thấy tại các đoạn Sơn Tây – Ba Vì, đáy sông đã hạ thấp 2–3 m so với giai đoạn đầu những năm 2000.
Phân tích thay đổi đường bờ và dịch chuyển luồng chính
Kết quả phân tích ảnh vệ tinh cho thấy, nhiều đoạn sông có xu hướng dịch chuyển luồng chính về phía bờ hữu, đặc biệt từ Sơn Tây đến Phúc Thọ. Một số đoạn ghi nhận bồi tụ mạnh, khiến mặt cắt bị thu hẹp. Tốc độ xói lở hoặc dịch chuyển trung bình: 5–15 m/năm, đặc biệt tại các khu vực chịu khai thác cát mạnh. Sự dịch chuyển này gây hình thành các hố xói cục bộ, nhiều vị trí nằm gần các cửa lấy nước, đe dọa sự ổn định công trình.
Phân tích biến động mực nước mùa kiệt và tác động đến công trình lấy nước
Số liệu thực đo tại các trạm thủy văn Sơn Tây và Hà Nội trong giai đoạn từ năm 2018 đến nay cho thấy, mực nước trong các tháng mùa kiệt có xu hướng giảm mạnh qua các năm, trong khi lưu lượng đến mùa kiệt nhìn chung không giảm tương ứng và thậm chí có xu thế gia tăng nhẹ.
Diễn biến này phản ánh sự thay đổi rõ rệt của hình thái lòng dẫn, khi đáy sông bị xói sâu làm tăng diện tích mặt cắt và làm mực nước giảm tại cùng một giá trị lưu lượng. Đồng thời, xu thế suy giảm bùn cát đến, đặc biệt trong mùa lũ và trung bình năm, được ghi nhận là mang tính đột biến, góp phần làm gia tăng năng lượng xói của dòng chảy.
Tác động của hạ thấp lòng dẫn đến hoạt động lấy nước của các công trình ven sông ngày càng rõ rệt. Tại thượng lưu cống Liên Mạc, mực nước trong cả ba vụ sản xuất thường xuyên thấp hơn mực nước thiết kế. Có thời điểm mực nước chỉ đạt +0,43 mét, thấp hơn mực nước thiết kế tới 3,34 mét, gây khó khăn lớn cho việc lấy nước vào hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải.
Tại cống Xuân Quan, mực nước trung bình trong giai đoạn đổ ải vụ Xuân năm 2025 chỉ đạt khoảng +1,42 mét, thấp hơn cao trình thiết kế 0,43 mét; trong đợt đổ ải tiếp theo, mực nước bình quân đạt +1,54 mét, vẫn thấp hơn thiết kế khoảng 0,31 mét. Tình trạng này buộc các đơn vị quản lý phải tăng cường bơm dã chiến và phụ thuộc nhiều hơn vào xả nước từ các hồ chứa thượng nguồn.
Việc hạ thấp mực nước trên sông Hồng không chỉ ảnh hưởng đến khả năng lấy nước mà còn kéo theo nguy cơ gia tăng ô nhiễm trong các hệ thống kênh mương thủy lợi do dòng chảy yếu, khả năng tự làm sạch giảm, làm gia tăng tình trạng tù đọng và suy giảm chất lượng nước.
Những thách thức từ vận hành hồ chứa và hệ thống công trình hiện hữu
Nghiên cứu chỉ ra rằng, việc xây dựng và vận hành các hồ chứa thủy điện lớn trên lưu vực sông Hồng đã làm thay đổi sâu sắc chế độ dòng chảy về hạ du. Các hồ tích nước trong mùa lũ và phát điện trong mùa kiệt, đồng thời giữ lại một lượng lớn bùn cát, khiến dòng chảy về hạ du trở nên “đói bùn cát” và có năng lượng lớn, bào xói và làm hạ thấp lòng dẫn sông ở hạ du.
Hệ quả là lòng dẫn hạ du bị bào xói mạnh, đáy sông hạ thấp và hình thái dòng chảy biến đổi nhanh. Trong khi đó, nhiều công trình thủy lợi ven sông được xây dựng từ hàng chục năm trước, nay đã xuống cấp, bồi lắng và chưa được thiết kế để thích ứng với những thay đổi lớn về chế độ thủy văn và hình thái lòng dẫn.
Tư duy vận hành công trình theo mục tiêu đơn lẻ, chủ yếu phục vụ tưới và tiêu, không còn phù hợp với bối cảnh hiện nay, khi dòng sông phải đồng thời đáp ứng các chức năng môi trường, tiêu thoát nước thải và bảo đảm chất lượng nước. Sự mâu thuẫn giữa yêu cầu tích nước để phục vụ tưới và nhu cầu xả nước để cải thiện chất lượng môi trường đã tạo ra nhiều thách thức trong công tác điều hành.
Định hướng giải pháp và quản lý bền vững
Trên cơ sở kết quả nghiên cứu, các chuyên gia nhận định, diễn biến lòng dẫn sông Hồng trong hai thập kỷ qua có xu thế xói sâu, hạ thấp đáy sông và thay đổi hướng dòng, làm giảm đáng kể mực nước mùa kiệt và ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng lấy nước của hầu hết các công trình thủy lợi ven sông.
Để bảo đảm an ninh nguồn nước cho khu vực đồng bằng Bắc Bộ, cần triển khai đồng bộ các giải pháp công trình và phi công trình. Trong đó, ưu tiên rà soát, điều chỉnh cao trình và kết cấu cửa lấy nước của các công trình trọng điểm, nghiên cứu các giải pháp ổn định lòng dẫn, bảo vệ bờ sông và hạn chế khai thác cát trái phép.
Bên cạnh đó, cần tăng cường ứng dụng công nghệ hiện đại trong giám sát diễn biến hình thái sông, bao gồm sử dụng ảnh viễn thám, hệ thống quan trắc tự động và các mô hình thủy động lực để dự báo sớm các khu vực có nguy cơ xói lở, hạ thấp lòng dẫn và ảnh hưởng đến công trình.
Công tác điều hành vận hành liên hồ chứa trên lưu vực cần tiếp tục được hoàn thiện theo hướng hài hòa giữa mục tiêu phát điện, cấp nước, bảo đảm dòng chảy môi trường và ổn định hình thái lòng sông. Đồng thời, tăng cường phối hợp liên ngành giữa các cơ quan quản lý tài nguyên nước, thủy lợi, điện lực và chính quyền địa phương trong việc xây dựng kế hoạch điều tiết nước mùa kiệt.
Việc quản lý hình thái sông theo hướng bền vững, gắn với bảo vệ hành lang sông, kiểm soát hoạt động khai thác tài nguyên và thích ứng với biến đổi khí hậu, được xác định là giải pháp lâu dài nhằm giảm thiểu rủi ro, bảo đảm an ninh nguồn nước và duy trì vai trò chiến lược của sông Hồng đối với phát triển kinh tế – xã hội khu vực miền Bắc.