Siêu đập thủy điện lớn nhất thế giới đã tích tụ gần 2 tỷ tấn bùn thải sau gần 20 năm hoạt động: Chuyên gia hiến kế kiểm soát lũ lụt, xói mòn

Đập Tam Hiệp - Con đập thủy điện lớn nhất thế giới

Theo một bài viết của CNN, đập Tam Hiệp của Trung Quốc được xem là dự án thủy điện lớn nhất từng tồn tại trên thế giới và đến hiện tại kỷ lục này vẫn chưa bị phá vỡ.

Dự án đập Tam Hiệp tiêu tốn khoảng 200 tỷ Nhân dân tệ (28,6 tỷ USD), kéo dài gần 20 năm để hoàn thành và yêu cầu di dời hơn 1 triệu người sống dọc theo sông Dương Tử. Năm 2006, đập Tam Hiệp được hoàn thiện với chiều cao 181m và dài 2.335m nằm bắc ngang qua sông Dương Tử.

Khởi công vào năm 1994, con đập này không chỉ nhằm sản xuất điện để thúc đẩy kinh tế Trung Quốc mà còn để kiểm soát dòng sông dài nhất châu Á (sông Dương Tử, hay còn gọi là sông Trường Giang - dài thứ ba thế giới), nhằm bảo vệ hàng triệu người khỏi lũ lụt.

Chặn dòng sông dài thứ ba thế giới tại điểm dốc và nguy hiểm nhất là một bước tiến lớn trong việc xây dựng Đập Tam Hiệp. Siêu đập này được so sánh với kim tự tháp của các Pharaoh Ai Cập, theo bình luận của Washington Post. Truyền thông Trung Quốc cho biết, đập Tam Hiệp là một "nhà máy sản xuất điện khổng lồ" với công suất phát điện ấn tượng. Nhà máy thủy điện Tam Hiệp (hoàn thiện năm 2012) có tổng công suất lắp đặt là 22.500 Megawatt, gấp hơn 3 lần công suất của Đập Grand Coulee - con đập lớn nhất ở Mỹ, theo thông tin từ CNN.

ECNS của Trung Quốc cho biết, trong gần hai thập kỷ qua, đập Tam Hiệp đã đóng góp hơn 22.000 tỷ Nhân dân tệ (hơn 3.000 tỷ USD) cho sự phát triển kinh tế của Trung Quốc.

Trong các năm 2018, 2020 và 2021, sản lượng điện hàng năm của nhà máy thủy điện Tam Hiệp đã vượt quá 100 tỷ kilowatt-giờ (kWh). Riêng năm 2020, đập Tam Hiệp đã sản xuất tổng cộng 111,8 tỷ kWh điện sạch, lập kỷ lục thế giới.

"Mặc dù dự án Tam Hiệp mang lại những lợi ích toàn diện to lớn, nhưng vẫn còn những vấn đề cấp bách cần được giải quyết", Quốc vụ viện Trung Quốc tuyên bố.

>> Phá hủy đê đổ 186.000m3 đất đá xuống lòng sông xây 'siêu đập', Trung Quốc thả 10.000 con cá để 'cấp cứu' dòng sông dài nhất châu Á?

Những nguy hiểm tiềm tàng của đập Tam Hiệp

Không chỉ khiến hàng triệu người phải di dời, đập Tam Hiệp còn gây tác động nghiêm trọng đến địa chất và môi trường.

Tân Hoa xã đưa tin, sức nặng khổng lồ của lượng nước sau đập Tam Hiệp đã bắt đầu xói mòn bờ sông Dương Tử ở nhiều khu vực, cùng với mực nước thường xuyên thay đổi, đã gây ra nhiều trận lở đất.

Ngoài ra, NASA cũng từng cho biết rằng điều đáng ngạc nhiên nhất là đập này thực sự có thể làm chậm tốc độ quay của Trái đất do khối lượng lớn của hồ chứa.

Mối quan ngại sâu sắc nhất tại đập Tam Hiệp chính là vấn đề trầm tích. Việc cắt dòng chảy của sông Dương Tử khiến lượng lớn phù sa bị giữ lại, không chỉ làm giảm khả năng kiểm soát lũ lụt bằng cách lấp đầy hồ chứa mà còn gây ra xói mòn đáng kể ở vùng hạ lưu.

Sohu đưa tin, trong 18 năm kể từ khi đập Tam Hiệp được xây dựng (2006-2024), đập đã tích tụ 1,8 tỷ tấn trầm tích, có thể tạo thành một ngọn núi nhỏ.

Trong nghiên cứu năm 2024 đăng trên ResearchGate (châu Âu) do PGS. Bas Van Maren (thuộc Đại học Công nghệ Delft, Hà Lan) cùng Giáo sư Shilun Yang (thuộc Đại học Sư phạm Hoa Đông, Trung Quốc) thực hiện, thông tin rằng:

• Tốc độ tải lượng trầm tích của sông Dương Tử (Trung Quốc) đã giảm trong hai thập kỷ qua do ảnh hưởng của đập Tam Hiệp.
• Sông Dương Tử có diện tích lưu vực 1,8×10⁶ km² và lưu lượng khoảng 30×10³ m³/giây. Tải lượng trầm tích trung bình dài hạn (giai đoạn 1950-2000) tại Nghi Xương (hạ lưu đập Tam Hiệp hiện nay) là 501 triệu tấn/năm.
• Sau khi đập Tam Hiệp vận hành, tốc độ giảm tải lượng trầm tích của sông Dương Tử càng kém. Trong giai đoạn đầu tiên của đập (2003-2005), 64% trầm tích đi vào hồ chứa Tam Hiệp đã bị giữ lại. Các năm sau, hơn 80% trầm tích đổ vào hồ chứa này tiếp tục bị mắc kẹt.

Kích thước các hạt trầm tích cũng thay đổi trước và sau khi đập Tam Hiệp vận hành. Trước khi xây dựng đập, kích thước hạt trung bình hàng năm của tải trọng lơ lửng của sông Dương Tử là ∼10 μm (micrometer). Sau khi vận hành, con số đó giảm trung bình xuống còn 4,4 μm. Điều này có nghĩa là, sau khi đập Tam Hiệp vận hành, sông Dương Tử chỉ giải phóng được đất sét và bùn rất mịn ra khỏi đập. Các loại trầm tích thô, to hơn (bùn thô và cát) chỉ được giải phóng khỏi đập khi có lũ lớn.

Vậy vấn đề trầm tích của đập Tam Hiệp bắt nguồn từ đâu?

Trước hết là do thiên tai gây ra. Hiện nay, với biến đổi khí hậu toàn cầu, lượng mưa và thời gian mưa kéo dài hơn, điều này rõ ràng làm tăng lượng bùn cát tích tụ ở đập Tam Hiệp, đặc biệt là khi đối mặt với lũ lụt dữ dội, khả năng kiểm soát của đập cũng có những hạn chế nhất định. Đồng thời, mưa lớn còn làm mực nước sông dâng cao đột ngột, đập chỉ có thể chịu đựng nước lũ mà không thể xả lũ.

Sau khi lũ lụt qua đi, một lượng lớn bùn cát sẽ lắng đọng trong hồ chứa. Mặc dù trong những năm gần đây, đập Tam Hiệp đã cải thiện chất lượng nước vào hồ chứa, nhưng điều này không thể giảm bớt vấn đề trầm tích ở đập Tam Hiệp. Do sự phát triển liên tục của các thành phố ven sông, lượng lớn chất ô nhiễm được thải vào sông, cũng khiến bùn cát trong hồ chứa chứa nhiều keo, không thể lắng đọng, do đó làm tăng lượng bùn cát tích tụ trong hồ chứa.

Ngoài yếu tố thiên tai, còn có vấn đề do con người gây ra. Trong giai đoạn thiết kế đập Tam Hiệp, tiêu chuẩn lũ được đặt ra dựa trên dữ liệu lịch sử. Tuy nhiên, hiện nay những dữ liệu này không còn phù hợp nữa. Trong khi đỉnh lũ của ba mươi năm trước hầu như không đạt đến mức lũ năm 1954, thì trước khi đập Tam Hiệp được xây dựng, dữ liệu mực nước năm 1998 đã vượt xa dự đoán của con người.

Trận lũ lớn này đã làm cho đập Tam Hiệp có khả năng tiến hành xả lũ quy mô lớn, điều này dẫn đến lượng lớn bùn cát tích tụ trong sông, đồng thời mực nước trong hồ chứa giảm rất nhanh, không thể phát huy đầy đủ vai trò của đập Tam Hiệp. Do đó, cách xả lũ phải được điều chỉnh.

Thách thức mới hiện nay mà đập Tam Hiệp phải đối mặt là sự biến đổi khí hậu, với ngày càng nhiều nước đổ về đập Tam Hiệp, điều này có thể làm trầm trọng thêm vấn đề bùn cát tích tụ. Hiện nay, Trung Quốc đã lên kế hoạch xây dựng nhiều hồ chứa quy mô lớn, trong tương lai, đập sẽ chủ yếu thực hiện chức năng trữ nước và điều tiết lưu lượng lũ, hầu như không còn thực hiện chức năng xả lũ.

Thậm chí, còn có quan điểm cho rằng đến năm 2050, logic xây dựng đập có thể sẽ bị thoái lui, nghĩa là tuổi thọ của đập có thể sẽ bị rút ngắn từ vài chục năm trước.

Ngoài ra, vị trí địa lý và cấu trúc của đập Tam Hiệp cũng quyết định tuổi thọ của đập không được dài. Ban đầu, các loài cây dại có thể sinh trưởng lâu dài, nhưng nay lại không thể tồn tại lâu. Đập Tam Hiệp cũng tương tự, vấn đề trầm tích lâu dài có thể đẩy nhanh tốc độ lão hóa của đập, do đó, đập Tam Hiệp có thể không thể duy trì đến năm 2050.

Những nguy hiểm từ việc tích tụ trầm tích

Đập Tam Hiệp, công trình thủy điện khổng lồ trên sông Dương Tử, đang phải đối mặt với vấn đề bồi lắng trầm trọng, tiềm ẩn nguy cơ gây ra hậu quả môi trường và xã hội to lớn. Sự tích tụ phù sa do lượng nước lớn bị chặn lại bởi con đập ảnh hưởng trực tiếp đến khu vực Trùng Khánh gần đó.

Nhiều nhà thủy văn Trung Quốc cũng cho rằng sự bồi lắng trầm tích sẽ làm giảm dung tích hồ chứa, ảnh hưởng đến khả năng quay tuabin, từ đó làm giảm hiệu quả sản xuất điện năng.

Bên cạnh đó, khi dung tích chứa lũ bị bồi lắng, khả năng điều tiết lũ của đập sẽ giảm đi, làm gia tăng nguy cơ lũ lụt ở khu vực hạ lưu sông Dương Tử, nơi tập trung đông dân cư và các hoạt động kinh tế quan trọng. Bồi lắng cũng làm thay đổi dòng chảy, ảnh hưởng đến hệ sinh thái sông nước, đe dọa đa dạng sinh học.

Lời cảnh báo của Giáo sư Hoàng Vạn Lý cách đây gần 30 năm về nguy cơ bồi lắng tại đập Tam Hiệp đang dần trở thành hiện thực. Sau 18 năm được đưa vào sử dụng, con đập này hiện đã tích tụ 1,8 tỷ tấn trầm tích và quá trình này vẫn đang tăng với tốc độ chóng mặt 100 triệu tấn trầm tích mỗi năm.

Giải pháp được chuyên gia đề xuất

Vấn đề bồi lắng tại đập Tam Hiệp là một bài toán nan giải mà Trung Quốc cần giải quyết. Việc nạo vét bùn cát là giải pháp tạm thời, tốn kém và không hiệu quả lâu dài. Tìm kiếm giải pháp bền vững để bảo vệ môi trường sông Dương Tử, đảm bảo an toàn cho người dân và sử dụng hiệu quả tài nguyên nước là bài toán cấp bách mà Trung Quốc cần quan tâm.

Vấn đề trầm tích tại đập Tam Hiệp hiện nay đang trở nên cấp bách, các chuyên gia và học giả đã đưa ra một số đề xuất. Đề xuất đầu tiên là sử dụng phương pháp nạo vét và làm sạch, vì nạo vét tại chỗ là một cách đơn giản và dễ thực hiện, có thể thấy hiệu quả trong thời gian ngắn, cho phép loại bỏ bùn cát nhanh chóng. Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi chi phí rất lớn và cũng gây ô nhiễm môi trường ở mức độ nhất định.

Do đó, có một phương pháp khác là đào và vận chuyển bùn cát. Dù phương pháp này có thể giảm thiểu ô nhiễm môi trường, nhưng cần phải tạo ra nơi lưu trữ bùn cát, đồng thời phải đầu tư nhiều hơn về nhân lực và vật lực. Ngoài ra, việc vận chuyển và đốt than cũng sẽ tạo ra lượng lớn khí nhà kính.

Một phương pháp khác là xử lý từ gốc, tức là trước khi bùn cát vào hồ chứa, cần đầu tư một lượng tiền và nhân lực nhất định để quản lý, thông qua các phương pháp như nạo vét và làm sạch bùn cát. Phương pháp này không chỉ giảm lượng bùn cát tích tụ tại đập Tam Hiệp mà còn đảm bảo an toàn và ổn định của đập. Còn có một phương pháp khác là đổi mới công nghệ, sử dụng bùn cát làm vật liệu xây dựng. Phương pháp này không chỉ giúp xử lý bùn cát mà còn thúc đẩy việc sử dụng tuần hoàn trong các công trình.

Tham khảo: ECNS, 163.com, Sohu, CNN, Washingtonpost

>> ‘Siêu đô thị’ của láng giềng Việt Nam hứng mưa lũ kỷ lục, 40.000 người bị ảnh hưởng, đập thủy điện lớn nhất thế giới báo động cao