(New Systematically Measured Sand Mining Budget for the Mekong Delta Reveals Rising Trends and Significant Volume Underestimations)
Charles-Robin Gruel, Edward Park, Adam D. Switzer, Sonu
Kumar, Huu Loc Ho, Sameh Kantoush, Doan Van Binh and Lian Feng – Bình Yên Đông
lược dịch
International Journal of Applied Earth Observations and
Geo Information – 2022
1. Phần giới thiệu
Nhu cầu cát gia tăng cho việc xây cất và đấp nền, châm ngòi bởi tăng trưởng dân số và kinh tế nhanh chóng ở Á Châu, tạo nên mức khai thác cát sông chưa từng thấy (de Leeuw et al., 2010; Dan Gravrietea, 2017; Torres et al., 2017; UNEP, 2019; Best, 2019) trong những thập niên gần đây. Việc lấy cát từ đáy sông thường không được kiểm soát trong nhiều quốc gia Nam và Đông Nam Á (ĐNA) và khối lượng và ảnh hưởng phần lớn vẫn còn ẩn núp khi những người khai thác chìm xuống. Tuy nhiên, cát sông là một tài nguyên có hạn và phải được quản lý thích hợp để tránh những thay đổi tai hại cho thủy học của sông có thể châm ngòi cho những biến đổi không thể đảo ngược của những hệ thống tự nhiên và sinh thái-xã hội. Những biến đổi nầy có thể gồm có cuộc sống và làm suy thoái đáng kể các dịch vụ sinh thái (Kondolf, 1997; Kondolf et al. 2014; Loc et al., 2017; Lamb et al., 2019).
Khai thác cát có những hậu quả ngắn hạn lẫn dài hạn. Ảnh hưởng ngắn hạn của việc khai thác cát gồm có sạt lở bờ sông, đáy sông bị cắt, và thay đổi mực nước ngầm trong khi trong dài hạn, khai thác cát có thể làm tổn thương nguồn cung cấp nước toàn đồng bằng, tăng cường sự xâm nhập của nước mặn, và làm giảm nối kết đồng lụt (Kondolf, 1997; Torres et al., 2017; Beiser, 2018; Park et al., 2020; Park et al., 2021; Loc et al., 2021). Mặc dù có những hậu quả được biết rõ nầy, nghiên cứu về khai thác cát bị hạn chế bởi thiếu dữ kiện khu vực về những ngân sách khai thác phần lớn được thúc đẩy bởi sự vắng mặt không còn hy vọng của những hệ thống theo dõi hữu hiệu (Peduzzi, 2014).
Khai thác cát bất hợp pháp hay thiếu kiểm soát là một vấn đề toàn cầu (Koehnken and Rintoul, 2018). Điều nầy đặc biệt đáng lo ngại ở Á Châu trong các nước như Việt Nam, Cambodia và Lào nơi thiếu rõ rệt các khuôn khổ kiểm soát và cấp giấy phép, cùng với việc theo dõi không hữu hiệu (Nguyen, 2011; Bravard et al., 2013; Koehnken and Rintoul, 2018; Koehnken et al., 2020). Vì đều hành đại qui mô bắt đầu trong thập niên 1990s, sông Mekong ở Việt Nam bị ảnh hưởng nặng nề bởi việc nạo vét đáy sông đáng kể (Bravard et al., 2013). Khai thác cát trong Mekong phần lớn được thực hiện bằng xáng cạp cơ giới trên các xà lan để cung cấp cho 1 đoàn tàu hay xà lan. Các hoạt động nạo vét có khuynh hướng ở trong cùng vùng chuyển nhượng cho đến khi hết cát hay giấy phép khai thác cát hết hạn (Ng and Park, 2021).
Ở Việt Nam, việc cấp giấy phép được phân quyền vào năm 2005, thay đổi từ cấp quốc gia đến cấp tỉnh, gây ra một sự gia tăng lũy tiến trong số giấy phép khai thác cát được cấp ra (Schiappacasse et al., 2019). Việc phân quyền cũng ngăn cản nghiêm trọng khả năng xác định con số chính xác và khả năng hoạt động của doanh nghiệp đang hoạt động. Điều nầy có lẽ do hạn chế về nhân sự và khả năng kỹ thuật trong chánh quyền tỉnh, cũng như việc phối hợp hạn chế giữa các bộ liên hệ (Schiappacasse et al., 2019). Chánh phủ Việt Nam tiên đoán nhu cầu của cát từ đáy sông vào khoảng 2,1 đến 2,3 tỉ m3 từ năm 2016 đến 2020 và những tiên đoán hiện nay nằm ở 1,5 tỉ m3 vào năm 2040 ở Đồng bằng sông ửu Long (ĐBSCL) (SIWRP, 2015; Koehnken and Rintoul, 2018; Eslami et al., 2019). Tuy nhiên, các ước tính chính xác của việc lấy cát trong ĐBSCL vẫn không được biết và tài liệu khoa học đề nghị rằng khối lượng cát được khai thác có lẽ khác đáng kể với các số thống kê chánh thức (Jordan et al., 2019). Kết quả là, không chỉ đánh giá ảnh hưởng của các hoạt động khai thác cát từ đáy sông rất phức tạp vì qui mô rộng lớn và môi trường năng động, nó cũng làm phức tạp thêm bởi quyền kiểm soát hạn chế trong những quốc gia bị ảnh hưởng. Vì thế, có sự cần thiết cấp bách để cứu xét những đường lối mới lạ để đánh gia việc khai thác cát từ đáy sông dựa trên khu vực.
Nhiều hệ quả tiêu cực của các hoạt động khai thác cát bất hợp pháp hay không kiểm soát ở ĐNA đã bắt đầu đi vào đàm luận môi trường. Trong vùng ĐBSCL, những ý định đáng chú ý trong việc định lượng những ngân sách cát gồm có Bravard et al. (2013) đã khảo sát nhửng người khai thác và cung cấp một tóm lược của việc khai thác đáy sông gia tăng mạnh dọc theo Mekong; Brunier et al. (2014) phân tích một bộ dữ kiện về độ sâu ở ĐBSCL từ năm 1998 đến 2008 và làm nổi bật thêm ảnh hưởng của việc khai thác cát quá mức; Anthony et al. (2015) đi xa hơn việc khảo sát để liên kết sạt lở bờ sông ở đồng bằng với việc khai thác cát sông; và Eslami et al. (2019), phân tích sự xâm nhập của nước mặn được khuếch đại một phần bởi khai thác cát ở đáy sông mạnh mẽ.
Đối với đường lối ngân sách, Jordan et al. (2019) đo đạc khối lượng cát được lấy dọc theo một khúc sông ngắn (20 km) của sông Tiền và cung cấp những ngân sách lấy cát chi tiết trong những tỉnh khác nhau ở ĐBSCL, mặc dù những ngân sách nầy phần lớn được dựa trên những tuyên bố chánh thức. Ở Cambodia, Hackney et al. (2020, 2021) đã chú trọng đến sự mất ổn định của bờ sông liên quan đến việc khai thác cát và đo đạc một ngân sách cát được suy ra bằng cách dùng hình ảnh của PlanetScope. Tuy nhiên, những ý định nầy để ước tính các trị số cát được khai thác được ước tính ở địa phương (Jordan et al., 2019) chỉ phản ánh những thời gian nhất định (Brunier et al., 2014), hay dựa trên những tuyên bố chánh thức không đầy đủ hay không chính xác (Bravard et al., 2013; Eslami et al., 2019). Thay vào đó, các ước tính phức tạp vì bản chất năng động cao của thành phần vì các xà lan có thể di chuyển hàng ngày, và các tiến trình sông tự nhiên có thể xóa dần bất cứ dấu vết của việc khai thác cát qua bồi lắng hay tái lập.
Ở đây, chúng tôi cung cấp ước tính đầu tiên của ngân sách
khai thác cát cho toàn thể ĐBSCL (~700 km2 hệ thống thủy lộ) bằng
cách sử dụng một phương pháp đo đạc tại chỗ mới lạ để tránh những điều không
chắc chắn và thiên vị của các phương pháp hiện có và công bố các trị số. Trước hết, chúng tôi thiết lập một xà lan cát
mẫu bằng cách dùng hình ảnh có độ phân giải cao (Google Earth và PlanetScope),
nơi chúng tôi xác định loại tàu riêng biệt để thiết lập một hệ thống xếp loại
tàu. Kích thước được kiểm chứng qua khảo
sát tại chỗ trong 2020-2021. Bước thứ
hai liên quan đến việc phát triển một mối liên hệ định lượng giữa bản đồ cường
độ của tàu được thúc đẩy bởi loạt hình ảnh radar theo thời gian Sentinel-1 và
một bản đồ khác biệt chiều sâu (từ 2014-2017) cùng với khúc sông được khai thác
mạnh mẽ trong sông Tiền (bao trùm 15% của ĐBSCL). Trong bước cuối cùng, mối liên hệ toán học
được áp dụng cho toàn thể ~700 km2 của ĐBSCL (Vùng chọn lọc trong nghiên cứu
nầy) để thiết lập một ngân sách khai thác cát hàng năm và tính mức cắt đáy sông
từ năm 2015 đến 2020. Những ngân sách
mới của chúng tôi được so sánh với các ước tính địa dư và lịch sử trước đây từ
nhiều tài liệu được công bố khác nhau.
2. Dữ kiện và phương pháp
2.1. Vùng nghiên cứu: Đồng bằng sông Cửu Long ở Việt Nam (ĐBSCL)
ĐBSCL là đồng bằng rộng thứ 3rd trên thế giới và có diện tích 40.000 km2 nằm bên trong biên giới của Việt Nam. Diện tích lòng lạch ~875 km2 (700 km2 được phân tích trong công việc nầy) được chia bởi 2 nhánh chánh, Hậu (Bassac) và Tiền (Mekong), được nối với nhau bởi lòng lạch Vàm Nao. Lưu lượng hàng năm của ĐBSCL ở Neak Luong và Koh Kehl (Cambodia) vào khoảng 13.000 m3/sec. 75% lưu lượng của Mekong từ sông Tiền ở trên lòng lạch Vàm Nao nơi nó chia gần bằng nhau giữa các nhánh Tiền và Hậu (Brunier et al., 2014). Chế độ thủy học có đặc tính của mùa khô từ tháng 11 đến tháng 5 và mùa mưa từ tháng 6 đến tháng 10 chiếm khoảng 80% tổng số lưu lượng hàng năm (MRC, 2019). Các nhánh chánh trong ĐBSCL chảy qua 9 tỉnh, một phần được chia bởi trung tâm của lòng lạch (Hình 1).
2.2. Khảo sát chiều sâu tại chỗ và bản đồ vết cắt
Khảo sát chiều sâu được thực hiện bằng cách sử dụng Teledyne RD Instrument Workhorse Rio Grande 600 KHz Acoustic Doppler Current Progiler (ADCP) cho 491 mặt cắt trong tháng 7 năm 2014 và 380 trong tháng 9 năm 2017 (Supplementary Table 2) dọc theo khúc sông dài 100 km của sông Tiền (TS). Diện tích của TS được ước tính vào khoảng 120 km2 (Binh et al., 2020), bắt đầu từ 15 km hạ lưu của biên giới Việt Nam-Cambodia và kết thúc khoảng 2 km hạ lưu của cầu Mỹ Thuận, ngay trước khi lòng lạch chia thành các nhánh Mỹ Tho và Cổ Chiên. Diện tich bao gồm lòng lạch Vàm Nao. Chúng tôi tạo ra một bản đồ khác biệt chiều sâu (độ phân giải 40 m) từ tích lũy và vết cắt liên tục giữa năm 2014 và 2017. Để tối thiểu hóa tính méo mó trong các trị số ở ngoại biên, trước hết chúng tôi tính trung bình của dữ kiện chiều sâu bằng cách dùng thống kê tiêu điểm (focal statistics). Sau đó, chúng tôi lấp các khoảng trống trong dữ kiện bằng cách dùng bilinear interpolation (phương pháp để suy ra hàm số của 2 biến số (x,y) bằng cách lặp lại nội suy thẳng) (ô 5x5).
ĐBSCL chịu ảnh hưởng của nhiều tiến trình sông khác
nhau. Sự hiện diện của các đập làm giảm
nguồn cung cấp phù sa, tạo nên những độ dốc thoai thoải, khi sạt lở và chuyển
động ngang được giữ tương đối thấp. Khác
biệt chiều sâu đạt được ở đây tương ứng với khoảng 15% lòng lạch của toàn thể
ĐBSCL (98 km2) vào khoảng vết cắt trung bình hàng năm và tương ứng
với vài mùa nước cao và thấp với nguồn cung cấp phù sa và bồi lắng nhỏ được cân
bằng mỗi năm. Vì thế khác biệt chiều sâu
được dùng trong nghiên cứu nầy được xem như ước lượng chiều sâu vết cắt chiếm
ưu thế bởi các hoạt động khai thác cát.
Hình 1 Bản đồ ĐBSCL cho thấy sự phân phối và cường độ của xà lan với cần trục và bản đồ kèm theo tương ứng với lưu vực sông Mekong cho thấy các đập (Mekong River Commission), KK = trạm Koh Kehl, NL=trạm Neak Luong. Khúc sông Tiền (TS) tương ứng với khảo sát chiều sâu được giới hạn bên trong hình chữ nhật chấm xanh. Các chấm đen tương ứng với các thành phố ven sông chánh. Thượng và hạ lưu sông Tiền được phân chia bởi mũi tên ở Mỹ Thuận. AG = An Giang, BL= Bạc Liêu, BT=Bến Tre, CM=Cà Mau, CT=Cần Thơ, DT=Đồng Tháp, HG=Hậu Giang, KG=Kiên Giang, LA=Long An, ST=Sóc Trăng, TG=Tiền Giang, TV=Trà Vinh, VL=Vĩnh Long (Nguồn: OpenStreetMap, Humanitarian Data Exchange) (Để suy ra tham khảo màu của chú thích trong hình nầy, người đọc nên đọc phiên bản trên mạng.)
2.3. Hệ thống xếp loại tàu
Dựa trên một khảo sát tại chỗ trong năm 2020-2021 và quan sát hình ảnh Google Earth (2019-2020), chúng tôi thấy rằng chiều dài của các tàu hoạt động dọc theo sông của ĐBSCL thay đổi từ 5 đến 80 m. Cho mục đích của chúng tôi, chúng tôi chỉ cứu xét những tàu liên quan đến việc khai thác cát có thể phân biệt dễ dàng bởi hình dạng, dự hiện diện của cát và tổ chức thành đoàn. Điều nầy cho phép chúng tôi xác định các điểm nóng khai thác cát và ước tính cường độ của chúng. Bằng cách sử dụng hình ảnh Google Earth có độ phân giải cao (~0,5 m) từ 2019 đến 2020, chúng tôi theo dõi toàn thể đoàn tàu 1.150 chiếc dọc theo khúc sông dài 130 km dọc theo sông Tiền, và một phần của sông Cổ Chiên. Để kiểm chứng hệ thống xếp loại tàu của chúng tôi, chúng tôi thực hiện một khảo sát tại chỗ dọc theo 80 km của sông Tiền trong 3 ngày (22 tháng 12 năm 2020 và 3 và 15 tháng 1 năm 2021). Các điểm nóng khai thác cát được thăm viếng vào những ngày được chỉ định vào khoảng 5:45 AM và 6:11 PM, để phù hợp với hình ảnh vệ tinh Sentinel-1 bay qua. Tọa độ GPS của các tàu được ghi nhận, và hình của mỗi tàu được chụp. Dữ kiện nầy đoạn được so sánh với các tàu trong hình ảnh Sentinel-1. Những đo đạc từ hình ảnh của Google Earth và khảo sát tại chỗ cho phép chúng tôi nhắm đến các xà lan khi thác cát có hiệu quả. Quan sát của chúng tôi cho thấy rằng những xà lan được trang bị với cần trục (BC) có hình dáng riêng biệt và thường được bao quanh bởi một số tàu để vận chuyển cát. Những vị trí ngẫu nhiên của các tàu ở chung quanh BC, sự gần gũi, và sự nối kết tần suất cao (chiều dài cộng dồn) có vẻ như một vùng sáng lớn duy nhất (~50% lớn hơn) trong các hình radar. Vì đường lối phát hiện của chúng tôi không thể phân biệt loại và từng tàu riêng biệt, chiều dài tối thiểu được dùng như tiêu chuẩn để phát hiện.
2.4. Ước tính ngân sách khai thác cát của ĐBSCL bằng cách dùng viễn thám
Chúng tôi xác định vùng nghiên cứu trong ĐBSCL bằng cách dùng Chỉ số Khác biệt Nước Bình thường hóa (Normalized Difference Water Index (NDWI) từ hình ảnh của Landsat 8 Operational Land Imager (OLI). Để có được một phạm vi trung bình của những lòng lạch, mỗi hình ảnh được rút ra mỗi năm từ 2014 đến 2020 (McFeeters, 1996) (Supplementary Text 1) và gộp lại vì khó khăn trong việc rút hình ảnh không có mây. Chúng tôi áp dụng ngưỡng 0,1 DN để xác định khối nước từ đất. Sau khi loại bỏ những vùng không phải lòng lạch chẳng hạn như kinh đào, đồng lúa, nhà nổi, cầu và đường phà, chúng tôi loại bỏ tất cả diện tích bên trong 50 m của mép lòng lạch để tối thiểu hóa âm thanh từ các tàu không hoạt động (được dùng để khai thác cát hay mục đích khác cũng như các tàu đậu dọc theo bờ sông), để loại bỏ bất cứ âm thanh rãi rác dội lại từ việc xây cất và phát hiện không phải tàu. Dựa trên việc diễn dịch hình ảnh của Google Earth, những vùng chung quanh cầu Vàm Cống và Mỹ Tho và một phần nhỏ của Cần Thơ đươc loại khỏi phân tích vì cường độ cao của tàu đậu không liên quan đến điểm khai thác cát. Chúng tôi dùng hình ảnh Sentinel-1A (L1) với độ phân giải 20 m của quỹ đạo đi xuống (no18) của Synthetic Aperture Radar (SAR) Ground Range Detected High Resolution (GRD-H) trong phân cực kép (VV +VH) được thu thập trong Interferometric Wide (IW) (Supplementary Text 3). Toàn thể ĐBSCL được bao phủ bởi một băng duy nhất trong cùng ngày (lúc 5:45 AM), mỗi 12 ngày từ 6 tháng 10 năm 8 2014, thí dụ, ít hơn 2 tháng sau khảo sát chiều sâu thứ nhất của chúng tôi (Supplementary Fig 1, Supplementary Table 1). Lợi điểm của SAR nằm trong việc miễn nhiễm đối với độ bao phủ của mây, các hiện tượng của khí quyển, và góc cao độ của mặt trời. SAR cũng có độ phân giải đủ để phát hiện tàu và cho thấy sự tương phản cao giữa nước và tàu. Vì năng lượng radar phản hồi rãi rác thay đổi với nhiều yếu tố chẳng hạn như hình dáng, kích thước, hướng, vận tốc và vật liệu của mục tiêu, rất quan trọng để chọn độ phân cực thích hợp (Kurekin et al., 2019; Lanz et al., 2020). Trong khi tài liệu khoa học đã báo cáo rằng phân cực VV cho thấy một sự liên hệ tốt hơn nhiều giữa các tàu được phát hiện và bộ dữ kiện khác biệt chiều sâu.
Trước hết chúng tôi biến chế tất cả hình ảnh Sentinel-1A (đi xuống lẫn đi lên) có sẵn (N=293) trong ĐBSCL từ 6 tháng 10 năm 2014 đến 22 tháng 12 năm 2020 (xem thêm phương pháp trong Supplementary Text). Những hình ảnh nầy được biến chế trước với việc điều chỉnh vô tuyến, hình học, loại bỏ âm thanh nhiệt và tham khảo địa dư trong WGS84, bằng cách dùng ESA SeNtinel Applications Platform (SNAP). Sau khi làm thí nghiệm lọc lốm đốm, quan sát bằng mắt và mô phỏng, sau cùng chúng tôi áp dụng ngưỡng 0,5 cho chỉ số rải rác (ɣ0) cho mỗi hình ảnh để lấy ra những pixels nhân tạo. Sau đó, chúng tôi biến các chùm pixels được chọn thành hàng số nhị phân (binary). Điều nầy được thực hiện để loại ra tiếng ồn, phân biệt các tàu gần nhau và để loại những tàu nhỏ. Hàng số có được được cắt bằng cách dùng mặt nạ của vùng nghiên cứu trong ĐBSCL. Sau khi vector hóa các tàu được rút ra (mặt tàu bị phản hồi rãi rác), chúng tôi tự động đo đạc chiều dài và diện tích. Sau đó, chúng tôi rút ra trung tâm của từng tàu như 1 điểm.
Bằng cách chỉ dùng dữ kiện quỹ đạo đi lên, chúng tôi thực hiện nhiều mô phỏng cùng với dữ kiện tại chỗ để phân biệt tàu khai thác cát với các tàu khác. Những mô phỏng nầy cho thấy một ngưỡng chiều dài tàu ≥ 70 m là tối ưu để phù hợp với những vùng bị cắt. Những tàu nầy (≥ 70 m) được chọn theo năm và rồi theo từng giai đoạn của năm (đó là, tháng 10 năm 2014 đến tháng 12 năm 2017). Đoạn, chúng tôi tạo nên một bản đồ cường độ tàu có độ phân giải 10 m và định nghĩa một vùng đệm 200 m sau khi mô phỏng với các đường bán kính khác nhau (100-300 m). Các bản đồ nhiệt cho thấy cường độ tàu (số tàu trong 1 km2) được bình thường hóa bằng cách chia các trị số hàng ngang với số hình ảnh trong giai đoạn (91 hình ảnh từ 2014 đến 2017). Cuối cùng, bản đồ nhiệt được điều chỉnh đến 40 m để phù hợp với bản đồ khác biệt chiều sâu và đổi ra thành điểm (N=61.663). Các trị số tương ứng giữa chiều sâu và cường độ tàu được vẽ và sự khác biệt chiều sâu ở giữa cho mỗi 0,1 tia cường độ tàu được tính. Một phương trình hồi quy được thiết lập. Từ đây, chúng tôi dùng cường độ tàu mỗi ngày (1 hình cho mỗi 12 ngày), được bình thường hóa mỗi 3 năm để ước tính mức cắt và khối lương cát được khai thác từ phương trình hồi quy ở qui mô ĐBSCL. Đường lối nầy được áp dụng cho mỗi năm từ năm 2015 đến 2020 trong giai đoạn 5 năm (đó là, các trị số đặc thù cho 2015-2017, 2016-2018, v.v.) Từ đây, chúng tôi tính trung bình các trị số chồng lên nhau để được trị số trung bình cho từng năm (thứ tự công việc được trình bày trong Hình 2). Đối với kết quả của chúng tôi với các tuyên bố của cơ quan (Supplementary Text 4 and 5, Table 6 and 7), chúng tôi tính khối lượng cát được khai thác trong các tỉnh khác nhau bằng cách dùng các ranh giới hành chánh.
Để kiểm chứng mối liên hệ giữa cường độ tàu và cường độ khai thác cát, chúng tôi vẽ bản đồ
của các xà lan được trang bị ít nhất một cần trục (BC) trên khắp ĐBSCL từ năm
2014 đến 2020 bằng cách dùng 1 hình ảnh mỗi năm trên Google Earth. Nơi nào thiếu năm, chúng tôi dùng +/- 1
năm. Rồi chúng tôi đo đạc cường độ tàu
cho mỗi km2 (bán kính 200 m) cho mỗi tàu ≥ 70 m trong quỹ đạo đi
xuống (N=42.054) và khoảng cách với BC gần nhất (N=1.181) ở ĐBSCL trong thời
gian từ 2014 đến 2020. Số tàu (chiều dài
≥ 70 m) và sự tiến hóa của chúng cũng được điều tra trên qui mô toàn ĐBSCL từ
năm 2014 đến 2020 bằng cách dùng dữ kiện của quỹ đạo đi lên lẫn đi xuống. Hai khúc sông nằm dọc theo TS được phân
tích. Khúc A (7,2 km) được chọn vì nó
nằm trên dòng chánh của sông Tiền và được quan sát có cường độ tàu thấp hơn (sự
vắng mặt của hoạt động khai thác cát) trong thời gian nghiên cứu. Trong khi đó, khúc B (9,4 km) nằm gần Sa Đéc,
là một điểm nóng khai thác cát được nghiên cứu trước đây trong tháng 4-5 năm
2018 bởi Jordan et al. (2019). Chúng tôi
lấy mẫu kết quả của chúng tôi trong cùng khúc sông từ năm 2015 đến 2020 và so
sánh các trị số của chúng tôi với các trị số của họ. Các trị số từ nhiều tài liệu khác nhau chú
trọng đến khúc sông và thời gian nhất định cũng được so sánh theo thời gian và
không gian ở qui mô ĐBSCL.
Hình 2 Lưu đồ phương pháp mô tả những tính toán của ngân sách cát và vết cắt ở đáy sông dựa trên Sentinel-1 SAR và khác biệt chiều sâu (Copernicus Sentinel data 2020, processed by ESA).
3. Kết quả và thảo luận
3.1. Hoạt động của tàu khai thác cát và các điểm nóng
Quan sát trên hình ảnh của Google Earth trong 2019-2020 cho
thấy các BCs được dùng để khai thác cát chiếm 10% của tất cả các tàu liên quan
đến việc khai thác cát (Bảng 1, Hình 3).
Các xà lan được dùng để vận chuyển cát (BT) được đẩy bởi các tàu đẩy hay
tàu kéo và chiếm 7%. Các tàu màu xanh
(BB) chiếm 40% của tất cả các tàu được gắn máy và cũng có thể được dùng cho vật
liệu khác hay chở lúa. 43% còn lại gồm
có tàu đẩy-tàu kéo, phà, tàu đánh cá và tàu chở hành khách. Các điểm nóng khai thác cát có đặc tính của
sự tập trung tàu cao. Khoảng 82% tàu dọc
theo khúc sông nghiên cứu của chúng tôi thì lẽ loi, trong khi 18% được nối với
1 hay nhiều tàu khác. Chú trọng đến BC,
76% được nối với một tàu khác (BT hay BB) để nhận cát. Ngược lại, chỉ có 25% BB được nối với một tàu
khác, và 59% trong số đó được nối với BC.
Tương tự, BT là lẽ loi nhất hay 25% được nối với một BC.
Bảng 1 Loại tàu dọc theo khúc sông được khảo sát trên hình ảnh Google Earth tương đương (cùng tỉ lệ). Độ lệch ở giữa và tiêu chuẩn của chiều dài và diện tích.
Từ những quan sát của Google Earth, kích thước của tàu lẽ loi
cho thấy một sự phân phối bình thường cho tất cả BC, BT và BB (Hình 3). Mặc dù không thể phân biệt giữa BB và BT bằng
chiều dài, BC, đại diện cho cốt lõi của hoạt động khai thác cát. Tuy nhiên, BC lẽ loi chỉ xảy ra 24% của hoạt
động tổng cộng, vì chúng hầu hết được nối với các tàu vận chuyển cát khác. Từ việc phân tích radar Sentinel-1, kích
thước của đoàn tàu gồm có BC đoạn bị lầm lẫn với các đoàn tàu BB. Tuy nhiên, ngoại trừ khi đậu, hầu hết các
đoàn tàu BB chung quanh BC được dùng cho mục đích khai thác cát. So sánh giữa BC được quan sát tại chỗ và kích
thước phát hiện trên Sentinel-1 trong cùng ngày cho thấy 73% của BC có chiều
dài trên 70 m với hầu hết có chiều dài từ 70 đế 90 m.
Hình 3 Kích thước của tàu và phân phối theo loại. a: chiều dài và tần suất của BC, BT, BB và OB trên Google Earth. Các trị số trung bình di động (thời gian=3) được trình bày. B: chiều dài và tần suất của tất cả tàu lẽ loi và đoàn tàu, chiều dài của đoàn tàu BC và đoàn tàu BB từ Google Earth. Các trị số trung bình di động (thời gian=3) được trình bày. c: chiều dài và tần suất của tất cả các tàu lẽ loi và nối với nhau từ Google Earth, các tàu được đo đạc trên hình ảnh PlanetScope, các tàu được phát hiện bởi Sentinel-1 SAR và chiều dài của BC được quan sát từ Sentinel-1 và được địa phương hóa tại chỗ. Các trị số trung bình di động (thời gian=3) được trình bày ngoại trừ Sentinel-1. d: phân phối của các loại tàu khác nhau ở ĐBSCL.
Đối với các năm 2014, 2016, 2017, 2018 và 2020, hình ảnh Google Earth bao trùm khoảng 55% của ĐBSCL. Trong năm 2015 và 2019, ĐBSCL được bao trùm hoàn toàn bởi Google Earth, ~75% nằm ở phần hạ lưu nơi hoạt động khai thác cát tương đối thấp. Hoạt động của BC ở ĐBSCL đặc biệt cao trong năm 2014 với khoảng 215 tàu. Nó tụt xuống 42 % trong năm 2015 đến 125 BCE trước khi gia tăng dần đến 185 BCE trong năm 2020 (Hình 4). Con số BC sụt giảm được quan sát từ năm 2014 đến 2015 phần lớn nằm trong các nhánh Mỹ Tho, Hàm Luông và Cổ Chiên. Trong phần nầy của ĐBSCL, con số BC tụt giảm (R=0,40) từ năm 2015 đến 2020 trong khi phần thượng lưu của sông Tiền gia tăng (R=0,77) từ 69 đến 100. Con số của BC trong sông Hậu thay đổi nhẹ, với những thay đổi nhỏ sau năm 2016. Con số tổng cộng của BC nằm trong lòng lạch giống nhau trong năm 2015 và 2016, nhưng sự khác biệt nầy gia tăng từ 12 đến 22 từ năm 2017 đến 2020. 7% của BC nằm trong ĐBSCL được quan sát từ năm 2014 đến 2020 không nằm trong vùng nghiên cứu, nhưng dọc theo bờ sông; điều nầy ám chỉ rằng chúng có thể đậu hay có khả năng đươc dùng vào ban đêm.
75% của 244 BCE nằm dọc theo khúc sông Tiền (TS) từ năm 2014
đến 2017 nằm bên trong một vùng vết cắt (với bán kính ở giữa 200 m). 93% của BC với mật độ chung quanh ≥ 3 tàu/km2
cũng nằm bên trong một vùng vết cắt (R2=0,13, độ dốc=-0,76). Các trị số khác biệt chiều sâu ở giữa được
lấy từ mỗi pixel cho thấy sự gia tăng liên tục của vết cắt với sự gia tăng song
song của mật độ tàu. Bằng cách đo khoảng
cách giữa BC và tất cả tàu được phát hiện (N=42.054) ở ĐBSCL, 50% của tàu có
mật độ trên 1,7 tàu/km2 (Hình 4).
Khoảng 50% số tàu nằm cách một BC dưới 224 m, và 50% của những tàu nầy
có mật độ cao hơn 2,8 tàu/km2.
Diện tích bao trùm bởi đường bán kính 224 m của vùng đệm BC chỉ chiếm
11% của diện tích ĐBSCL.
Hình 4 Số xà lan với cần trục, sự phân phối và khoảng cách với các tàu được phát hiện bằng Sentinel-1 từ năm 2014 đến 2020. a: tiến hóa của số BC trong thời gian 2014-2020 ở ĐBSCL và trong vùng lòng lạch nghiên cứu, sông Tiền: thượng và hạ lưu, sông Hậu. Giản đồ thanh (histogram) trình bày tỉ lệ mà Google Earth bao trùm ĐBSCL tương ứng với năm và khung đen là vị trí của ĐBSCL. b: mật độ tàu ở giữa (x) và khác biệt chiều sâu ở giữa chung quanh bán kính 200 m của mỗi BC trong TS. c: biểu đồ cho thấy khoảng cách giữa tất cả các tàu (≥ 70 m) với BC gần nhất (khoảng cách tối đa 4.500 m). Trong mật độ y của các tàu chung quanh mỗi tàu nầy. Đường màu cam tương ứng với tần suất của khoảng cách (m) tử tàu đến BC. Hai đường màu đỏ tương ứng với trị số ở giữa x và y. Sóng giữa 1.000 và 3.000 m tương ứng phần lớn với phần của lòng lạch nơi BC có thể hiện diện, nhưng hình ảnh của Google Earth thiếu sót (Diễn dịch của màu trong ghi chú, người đọc được hướng dẫn đến phiên bản trên mạng của bài.)
Bản đồ mật độ của tàu khai thác cát của chúng tôi bao trùm ĐBSCL cho thấy sự biến đổi không gian to lớn. Chúng tôi xác định vài điểm nóng khai thác cát chánh dọc theo biên giới Cambodia trên sông Tiền (Supplementary Figs 2 and 3). Những vị trí khai thác mạnh mẽ cũng được thấy chung quanh cù lao Long Khánh, lòng lạch đến Vàm Nao, cù lao Thuận Đông và chung quanh Sa Đéc. Hạ lưu của Mỹ Thuận, điểm nóng quan trọng được phát hiện chung quanh hợp lưu của sông Mỹ Tho và Cổ Chiên, gần thành phố Vĩnh Long và chung quanh An Phước. Điểm nóng cuối cùng ở hạ lưu của cầu Cổ Chiên. Trên sông Hậu, tập trung của các tàu khai thác cát có vẻ thấp hơn với các điểm nóng nằm gần Cần Thơ, Bình Hòa và Cái Dầu. Khai thác cát cũng xày ra gần Định An, vài km cách bờ biển; điều nầy được xác nhận bởi quan sát BC trên Google Earth. Trong năm 2015, 59 điểm nóng được phát hiện ở ĐBSCL với trung bình là 0,29 km2. Trong năm 2020, có khoảng 70 nơi như thế với trung bình cao hơn là 0,34 km2. Từ năm 2015 đến 2020, khoảng 69% của các điểm nóng nằm trên sông Tiền, với diện tích trung bình của điểm nóng vào khoảng 0,44 km2. Các điểm nóng ở hạ lưu của Mỹ Thuận và sông Hậu đại diện cho 11% và 20% các điểm nóng, theo thứ tự, với một diện tích trung bình nhỏ hơn là 0,08 km2.
3.2. Ngân sách khai thác cát đáy sông của Đồng bằng sông Cửu Long
Sự khác biệt chiều sâu từ năm 2014 đến 2017 trên TS cho thấy chiều sâu vắt cắt trung bình là 1,02 m (STD=2,6 m). Dọc theo khúc sông được khảo sát, 60% của diện tích bị sạt lở, trong khi 27% được bồi lắng, và diện tích còn lại thay đổi hạn chế từ 0,5 đến -0,5 m (Hình 5). Mật độ tàu ở giữa của khúc sông được khảo sát vào khoảng 0,35 tàu/km2 với 6% của diện tích nầy cho thấy có trên 3 tàu/km2. 73,4% của khúc sông được khảo sát có mật độ tàu ít hơn 1 tàu/km2.
Bằng cách vẽ mức vết cắt đối với mật độ tàu cho mỗi pixel,
chúng tôi có R2=0,88 của sự khác biệt chiều sâu ở giữa (y= -0,7143x
+ 0,0179) tương ứng với một khác biệt chiều sâu ở giữa khoảng -1 m cho những
nơi có mật độ tàu từ 0 đến 3 (Hình 5).
Độ dốc của mô hình hồi quy thẳng rút ra từ vết cắt đáy sông và mật độ tàu
thì đáng kể thống kê ở 95% (trị số p nhỏ hơn 0,001). Ngoài ngưỡng 3 tàu/km2, khác biệt ở
giữa của chiều sâu giảm 1 m (đó là, vết cắt gia tăng 1m) cho mỗi tàu/km2
thêm vào. Bằng cách so sánh thời gian
2014-2017 với 2018-2020 trong vùng khảo sát, chúng tôi quan sát một sự gia tăng
trong mật độ tàu ~32% của trung bình (từ 0,85 đến 1,13 tàu/km2). Tuy nhiên, 47% của vùng với 3 hay nhiều tàu
hơn trong năm 2014-2017 đã giảm mật độ của tàu (ít hơn 2 tàu/km2)
trong thời gian 2018-2020. Sự sụt giảm
nầy trong mật độ tàu có lẽ do sự cạn kiệt cát trong những nơi nầy hay giấy phép
hết hạn.
Hình 5 Khác biệt chiều sâu và mật độ tàu dọc theo TS. a, d,
f: Mật độ tàu/km2 2014-2017. b, c, e: Khác biệt chiều sâu 2014-2017.
g: Mật độ tàu 2014-2017 đối với khác iệt chiều sâu 2014-2017 vẽ ở độ phân giải
40 m. Các đường màu xanh tương ứng với
Q1 và Q3, đường màu đỏ là khác biệt chiều sâu ở giữa cho mỗi tia mật độ tàu
0,1. (Diễn dịch các màu trong chú thích trong hình, người đọc được hướng dẫn
đến phiên bản trên mạng của bài).
Chúng tôi tính rằng một số lượng tổng cộng là 253,58 triệu m3
cát đã được khai thác trong ĐBSCL từ năm 2015 đến 2020, với một mức trung bình
là 42,26 triệu m3/năm (Hình 6, Supplementary Tables 2 to 5). Nơi được khai thác mạnh nhất nằm trên thượng
lưu của Mỹ Thuận trên sông Tiền và có khối lượng khai thác tổng cộng là 167,17
triệu m3 đại diện cho ~66% tổng số khối lượng được khai thác ở
ĐBSCL. Các điểm nóng ở hạ lưu Mỹ Thuận có
một ngân sách khai thác thấp hơn là 42,1 triệu m3 (~17% của tổng
số). Trái ngược với sông Tiền, sông Hậu
có ngân sách khai thác thấp hơn là 44,22 triệu m3 (~17%).
Hình 6 Khối lượng được khai thác, mức vết cắt và hoạt động của tàu. a, b: bản đồ cho thấy các điểm nóng khai thác cát và vết cắt trung bình ở ĐBSCL. Tỉnh rải rác từ HDX và ngân sách khai thác cát trung bình của từng tỉnh được trình bày bằng độ xám. Ba mặt cắt được nghiên cứu ở ĐBSCL (thượng và hạ lưu sông Tiền, sông Hậu) được đánh dấu bằng đường màu đỏ ở Vàm Nao và Mỹ Thuận. Phần A và B, được thảo luận trong Hình 7, được đánh đấu bằng các khung màu đen. c: khối lượng khai thác hàng năm cho thượng lưu sông Tiền, Mỹ Tho, Hàm Luông và Cổ Chiên (màu cam), sông Hậu (màu vàng) và tổng số cho ĐBSCL (xám đậm ở trên cùng). d: Vết cắt cộng dồn trong cùng thời kỳ và các mặt cắt có cùng màu như c. e: Năm tỉnh hàng đầu với ngân sách khai thác cát hàng năm cao nhất (trung bình ≥ 2 triệu m3/năm), tương ứng với 93% của ngân sách (Supplementary Text 5, Table 7). f: số tàu được phát hiện (≥ 70 m) trong mỗi hình ảnh từ tháng 10 năm 2014 đến tháng 12 năm 2020 cho quỹ đạo lên và xuống ờ ĐBSCL, các trị số thấp ~70 tàu, được quan sát hàng năm tương ứng với thời kỳ Tết Âm lịch (~ tháng 2). (Diễn dịch các màu trong chú thích trong hình, người đọc được hướng dẫn đến phiên bản trên mạng của bài).
Khối lượng khai thác từ 2015 đến 2020 đã gia tăng liên tục ở ĐBSCL với mức gia tăng trung bình hàng năm là 1,9 triệu m3, khiến cho tổng số khối lượng được khai thác gia tăng 25% (9,5 triệu m3) (Hình 6). Đáng chú ý, 2017-2018 tăng trên gấp đôi những năm trước (3,17 triệu m3) trong khi 2015-2016 và 2016-2017 gia tăng vừa phải hơn là 1,30 và 1,38 triệu m3, theo thứ tự. Thời kỳ 2018-2019 và 2019-2020 cho thấy một gia tăng 1,62 và 2,03 triệu m3, theo thứ tự (Supplementary Table 2). Chiều hướng gia tăng nầy phần lớn do việc khai thác trong sông Tiền, được quan sát có sự gia tăng cố định (34% từ năm 2015 đến 2020) trong khối lượng cát được khai thác. Khai thác cát đạt đỉnh trong 2017 đến 2018, chiếm 2,71 triệu m3 (khác biệt từ năm nầy sang năm khác là 1,62 triệu m3).
Ở hạ lưu của Mỹ Thuận (khác biệt từ năm nầy sang năm khác trung bình là 0,16 triệu m3) trải qua một sự gia tăng vừa phải trong hoạt động khai thác cát, và một sụt giảm sau năm 2019. Sông Hậu cũng cho thấy một sự sụt giảm ban đầu vừa phải từ năm 2015 đến 2017 và một mức gia tăng từ từ và vừa phải trong những năm sau (khác biệt từ năm nầy sang năm khác là 0,11 triệu m3).
Gia tăng kích thước, chúng tôi ám chỉ rằng toàn thể ĐBSCL chịu một vết cắt tổng cộng vào khoảng 0,34 m trong 6 năm với mức độ 0,06 m/năm. Trong 3 mặt cắt được nghiên cứu (sông Hậu, thượng lưu và hạ luu sông Tiền), hạ lưu sông Tiền có vết cắt ít nhất với mức hạ thấp khoảng 0,09 m trong 6 năm tương đương với một mức trung bình là 0,02 m/năm. Ngước lại, thượng lưu sông Tiền, đến tận biên giới Cambodia, có vết cắt sâu nhất khoảng 1,48m trong 6 năm với mức độ trung bình hàng năm là 0,25 m. Trong sông Hậu, chúng tôi suy ra một vết cắt 0,16 m trong 6 năm, đó là 0,03 m/năm.
Mức độ của vết cắt ở ĐBSCL được ước tính vào khoảng 0,13 m/năm bởi Brunier et al. (2014) trong thời kỳ 1998-2008. Trị số nầy cao hơn gấp đôi mức độ vết cắt trung bình do chúng tôi tính (0,06 m/năm) cho thời kỳ từ 2015 đến 2020. Gần đây hơn, Binh et al. (2021) tính mức độ vết cắt trung bình khoảng 0,16 m/năm cho thượng lưu sông Tiền và sông Hậu trong thời kỳ 1998-2014 và 0,5 m cho thời kỳ 2014-2017. Chúng tôi có được 0,67 m/năm cho thời kỳ 2015-2017, đó là 0,22 m/năm trong phần nầy của sông Tiền đến biên giới.
Từ năm 2015 đến 2020, mật độ của tàu ≥ 70 m chiều dài đã gia
tăng 68% từ 0,21 tàu/km2 đến 0,35 tàu/km2. Thượng lưu sông Tiền có mức gia tăng đáng kể
nhất trong số tàu lớn từ 0,72 đến 1,54 tàu/km2. Ngược lại, hạ lưu sông Tiền cho thấy một sự
gia tăng vừa phải mật độ tàu lớn khoảng 21% với chỉ có 5% trên sông Hậu. Sau khi loại bỏ dữ kiện khác thường trong
thời kỳ Tết Âm lịch, con số tàu được phát hiện trên khắp ĐBSCL đã gia tăng một
cách cố định (R=0,71 và độ dốc=0,06) với trị số trung bình là 202 trong năm
2015, đến khoảng 325 trong năm 2020 (61% gia tăng). Trong Phần A, chúng tôi quan sát một hoạt
động ổn định từ năm 2014 đến 2020, với một trung bình khoảng 0,2 tàu/km2
vào lúc 5:45 AM (sáng) và 0,5 tàu/km2 lúc 6:10 PM (chiều) (Hình 6 và
7). Trong Phần B, tuy nhiên, sự khác
biệt giữa các quỹ đạo sáng và chiều ít đáng kể hơn, với sự khác biệt khoảng 0,1
tàu/km2.
Hình 7 Hoạt động khai thác cát dọc theo Phần A và B gần Sa Đéc. a: con số tàu ≥ 70 m/km2 được phát hiện từ tháng 10 năm 2014 đến tháng 12 năm 2020 vào lúc 5:45 AM (quỹ đạo đi xuống) trên Phần A và B. Con số BC được quan sát dọc theo khúc sông nầy mỗi năm (màu đỏ) trên Google Earth. Các hình thiếu trong năm 2018 tương đương với trị số trung bình 2017-2019. b: khối lượng được khai thác từ năm 2015 đến 2020 trong Phần B và khối lượng được đo đạc bởi Jordan et al. (2019) trong năm 2018 ở cùng nơi (xám nhạt). Vết cắt cộng dồn dọc theo Phần B có màu xanh. c: bản đồ cho thấy vết cắt trong năm 2018 dọc theo Phần B (từ km 6 và 15 trong Jordan et al. (2019). (Diễn dịch các màu trong chú thích trong hình, người đọc được hướng dẫn đến phiên bản trên mạng của bài).
3.3. Phân tích so sánh ngân sách và vết cắt
Bảng 2 Chọn lựa so sánh của những ngân sách khai thác cát ở ĐBSCL.
Các ngân sách khai thác cát được công bố của ĐBSCL, phần lớn chú trọng đến một vùng địa dư riêng biệt của đồng bằng (Jordan et al., 2019) hay dựa vào thống kê chánh thức (Eslami et al., 2019; Jordan et al., 2019). Một ngân sách khai thác cát khu vực của ĐBSCL được ước tính bởi Bravard et al. (2013), đề nghị một ngân sách 7,75 triệu m3 cho năm 2012, dựa trên các báo cáo của những người khai thác dọc theo một phần của ĐBSCL (Bảng 2). Các tính toán của Bravard et al. (2013) bằng với khoảng ~8,5 triệu m3 trong tổng số nếu chúng ta ngoại suy trị số của họ với toàn thể vùng nghiên cứu của chúng tôi. Sau đó, Brunier et al. (2014), dựa trên công việc của họ về khác biệt chiều sâu giữa năm 1998 và 2008 dọc theo một phần của sông Tiền và Hậu, và tuyên bố rằng trung bình 20 triệu m3/năm, đó là 35,5 triệu m3 cát được khai thác dọc theo toàn thể ĐBSCL. Gần đây hơn, Eslami et al. (2019) và Jordan et al. (2019) ước tính các ngân sách 28 triệu m3 (2015) và 17,77 triệu m3 (2018), từ các giấy phép được các cơ quan chánh phủ cấp. Mặc dù chúng nói đến 2 năm khác nhau, hai tài liệu tham khảo cuối cùng nầy ngoại suy ra 28 triệu m3/năm và 22 triệu m3/năm ở qui mô ĐBSCL (Bảng 2). Chúng tôi tính một khối lượng khai thác là 37,8 triệu m3 cho năm 2015. Tính toán nầy cao hơn 35% trị số của Eslami et al. (2019). Đáng kể hơn, ước tính 43,6 triệu m3 cho năm 2018 thì 2,5 lần cao hơn các trị số của Jordan et al. (2019). Đối với thời kỳ 1998-2008, Brunier et al. (2014) báo cáo khai thác cát trong sông Hậu (55%) nhiều hơn trong sông Tiền. Tuy nhiên, tính toán của chúng tôi tiết lộ rằng chỉ có 17% của việc khai thác ở ĐBSCL là từ sông Hậu tương đương với 20% của các điểm nóng từ năm 2015 đến 2020.
Theo Jordan et al. (2019), việc khai thác cát trong tỉnh An Giang được biết là 0,51 triệu m3 mặc dù bất hợp pháp. Tương tự, mặc dù khai thác cát bị cấm ở tỉnh Bến Tre, những tác giả nầy không thể kiểm chứng nếu hoạt động khai thác cát thật sự vắng nặt. Để so sánh với Jordan et al. (2019), phân tích của chúng tôi cho các tỉnh nầy cho thấy việc khai thác nhỏ nhưng cố định trong cùng thời kỳ với các trị số trung bình theo thứ tự là 2,38 triệu m3 và 1,51 triệu m3 ở Tiền Giang và Bến Tre (Supplementary Table 7). Cũng cần ghi nhận rằng Jordan et al. (2019) cho biết mức được họ ước tính cho Tiền Giang trong năm 2018 và có lẽ được ước tính thấp, phù hợp với trị số được ước tính lại là 2,42 triệu m3 trong nghiên cứu nầy. Tương tự, chúng tôi ước tính mức 1,51 triệu m3/năm cho Bến Tre (1,57 triệu m3 trong năm 2018), vì một vài BCs có thể nhìn thấy rõ trên hình ảnh Google Earth.
Từ tháng 4 và 5 năm 2018, Jordan et al. (2019) ước tính một khối lượng được khai thác là 3,59 triệu m3 đọc theo khúc sông 10 km (km 6 đến 15 trong Jordan et al. (2019)), gần Sa Đéc. Các quan sát theo thứ tự thời gian của BC trên Google Earth, cùng với những phát hiện của Sentinel-1, cho thấy rằng việc khai thác cát dọc theo khúc sông nầy có thể bắt đầu sau năm 2015 (Hình 7a). Hoạt động trở nên thịnh hành hơn và có thế thấy rõ sau tháng 9 năm 2016 với sự gia tăng gấp 4 lần cho đến năm 2020. Điều nầy ám chỉ rằng vùng nầy đã được khai thác mạnh mẽ từ 1,5 năm trước việc khảo sát của Jordan et al. (2019). Con số BCs được phát hiện trong vùng từ 2015 đến 2020 chưa từng vượt quá 8 cho đến năm 2018 và khoảng 14 trong năm 2019 và 2020. Từ năm 2014 đến 2020, con số gia tăng đáng kể đến một tổng số 60 được quan sát, chiếm 5,8% của tất cả BCs được quan sát trên khắp ĐBSCL. Tổng số cát được khai thác trong Phần B trong cùng thời gian là 18,87 triệu m3, tương đương với khoảng 7,4% của ngân sách của toàn thể ĐBSCL trong thời kỳ từ 2015 đến 2020. Giữa 5 năm nầy, khối lượng cát được khai thác gia tăng trên gấp đôi. Trong năm 2018, khối lượng khai thác vào khoảng 3,56 triệu m3 dựa trên ước tính của chúng tôi. Trong cùng năm, những đo đạc tại chỗ của Jordan et al. (2019) cho thấy 3,59 triệu m3 được khai thác ở 8 nơi ≥ 2.500 m2. Dọc theo phần nầy, chúng tôi đo đạc một vết cắt tổng cộng 2,44 m trong 6 năm với trị số trung bình là 0,4 m/năm. Trong năm 2018, vết cắt do khai thác cát được thấy là 0,46 m.
3.4. Khai thác cát bất hợp pháp và những công bố chánh thức
Những ngân sách cát được ước tính trong nghiên cứu nầy thì 34% và 146% cao hơn những ngân sách của Eslami et al. (2019) và Jordan et al. (2019), theo thứ tự. Phân tích so sánh trong các tỉnh khác nhau với các kết quả của các tác giả khác nhau làm nổi bật sự bất đồng đáng kể với những công bố chánh thức. Chúng tôi cũng nhận thấy rằng những ước tính nầy có lẽ được ước tính thấp so với các trị số được lấy từ các nguồn chánh thức. Ngoài ra, nhiều tài liệu (tạp chí, bài viết khoa học) đã báo cáo sự tăng cường gần đây của các hoạt động khai thác cát bất hợp pháp (Beiser, 2018; Bendixen et al., 2019; Duan et al., 2019). Trong bài viết nầy, con số BC gia tăng được quan sát từ Google Earth nằm dọc theo bờ sông vào ban ngày sau năm 2017, có tác dụng hữu hiệu như một chỉ số của khả năng khai thác lan tràn. Tin tức trái ngược khác cũng hiện hữu, thí dụ, Koehnken and Rintoul (2018) ghi nhận một công ty duy nhất (bán trên mạng) nói rằng họ có thể cung cấp từ 0,5 đến 1 triệu m3 cát từ ĐBSCL mỗi tháng, đó là 12 triệu m3/năm. Nhưng trong cùng năm, các cơ quan chánh phủ cung cấp một ngân sách khai thác tổng cộng là 17,7 triệu m3 cho Jordan et al. (2019). Vì Bravard et al. (2013) báo cáo rằng có khoảng 39 công ty khai thác cát ở ĐBSCL trong năm 2012 và nếu số công ty khai thác không giảm trong 6 năm tới, chúng ta có thể dự đoán rằng khối lượng được công bố cho khu vực là quá thấp.
Jordan et al. (2019) báo cáo rằng khai thác cát (ít nhất cho năm 2018) bị cấm trong 2 tỉnh Tiền Giang và Bến Tre, tuy nhiên, 0,51 triệu m3 cát khai thác được khám phá từ một vùng khảo sát nhỏ trong tỉnh Tiền Giang (Jordan et al., 2019). Những nghiên cứu như thế ám chỉ rằng khai thác bất hợp pháp là một vấn đề liên tục trong khu vực. Tương tự, quan sát các BCs trên Google Earth cho thấy một sự sụt giảm đáng kể của hoạt động trong những tỉnh nầy từ năm 2015 đến 2020, nhưng không ngưng hẳn. Con số của BCs được phục hồi hoàn toàn vào năm 2020. Vì ranh giới liên tỉnh hầu như được phân chia bởi giữa sông, những ranh giới không rõ ràng và việc di chuyển của BC trong những vùng nầy tạo điều kiện thuận lợi cho những người khai thác bất hợp pháp lợi dụng các khe hở của luật pháp, nhất là vào ban đêm.
4. Kết luận
Mặc dù ĐBSCL là một trong những nơi khai thác cát mạnh mẽ nhất trên thế giới, những ngân sách khai thác cát hiện nay bị giới hạn bởi nhiều chướng ngại kỹ thuật và tổ chức. Ở đây, chúng tôi trình bày một đường lối mới lạ, dựa trên mối liên hệ của việc đo đạc vật chất (khảo sát chiều sâu) và dữ kiện viễn thám được kiểm chứng tại chỗ để định lượng việc khai thác cát trong quá khứ và hiện nay trong toàn thể ĐBSCL. Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng trung bình, 42 triệu m3 cát được khai thác mỗi năm và điều nầy gây ra một vết cắt ~0,34 m (0,06 m/năm) trên khắp ĐBSCL từ năm 2015 đến 2020. Trong thời gian nầy, mức độ khai thác cát đã gia tăng ~5% mỗi năm. Khác biệt trong các trị số được báo cáo từ các cơ quan ở địa phương thay đổi từ 35% đến 146%. Sông Tiền (kể cả các nhánh) đại diện 65% của vùng ĐBSCL, chiếm khoảng 83% ngân sách của ĐBSCL, mặc dù nó chỉ có 45% trong năm 1998-2008. Chúng tôi nghi rằng những ước tính thấp hiện nay của ngân sách khai thác là do, thứ nhất, phương pháp bị giới hạn, đó là, chú trọng đến những vùng địa dư nhỏ và thứ hai, dựa vào thống kệ được công bố, có lẽ lỗi thời hay không chính xác. Trong khi lý do thứ nhất liên quan đến những chướng ngại dụng cụ của nghiên cứu hiện nay, các hạn chế khác được liên kết bới việc thiếu khả năng để kiểm soát những vùng lớn và sự lan tràn của các hoạt động khai thác cát bất hợp pháp khiến chánh quyền địa phương tuyệt đối không thể quản lý và theo dõi hoàn toàn những hoạt động khai thác. Đường lối của chúng tôi vượt qua tất cả hạn chế nêu trên với chi phí rất ít. Những ngân sách mới của chúng tôi cũng giúp cho việc thực hiện những khuôn khổ kiểm soát được cải thiện cho việc khai thác cát để bảo tồn một sự cân bằng khả chấp giữa nguồn cung cấp và khai thác. Cuối cùng, mặc dù ĐBSCL là thử nghiệm của chúng tôi, đường lối của chúng tôi có thể được thực hiện dễ dàng ở nơi khác với việc khai thác cát đáy sông xảy ra mạnh mẽ hay nơi hoạt động nầy được xác định và kiểm soát kém.
Phụ bản A. Tài liệu bổ sung
Dữ kiện bổ sung cho bài viết nầy có thể tìm thấy trên mạng ở https://doi.org/10.1016/j.jag.2020.102736
Tài liệu tham khảo
Anthony, E.J., Brunier, G., Besset, M., Goichot, M.,
Dussouillez, P., Nguyen, V.L., 2015. Linking rapid erosion of the Mekong River
delta to human activities. Sci. Rep.
5 (1) https://doi.org/10.1038/srep14745.
Beiser, V., 2018. Dramatic photos show how sand mining
threatens a way of life in Southeast Asia https://www.nationalgeographic.com/science/article/vietnam-mekong-illegal-sand-mining.
(Online; accessed 01-July-2021).
Bendixen, M., Best, J., Hackney, C., Iversen, L.L., 2019.
Time is running out for sand. Nature
571 (7763), 29–31.
Best, J., 2019. Anthropogenic stresses on the world’s big
rivers. Nat. Geosci. 12 (1), 7–21.
Binh, D.V., Wietlisbach, B., Kantoush, S., Loc, H.H., Park,
E., Cesare, G.d., Cuong, D.H., Tung, N.X., Sumi, T., 2020. A novel method for
river bank detection from landsat satellite data: A case study in the
Vietnamese Mekong delta. Remote Sens.
12 (20), 3298. https://doi.org/10.3390/rs12203298.
Binh, D.V., Kantoush, S.A., Sumi, T., Mai, N.P., Ngoc, T.A.,
Trung, L.V., An, T.D., 2021. Effects of riverbed incision on the hydrology of
the Vietnamese Mekong Delta. Hydrol.
Process. 35 (2) https://doi.org/10.1002/hyp.v35.210.1002/hyp.14030.
Bravard, J.-P., Goichot, M., Gaillot, S., 2013. Geography of
Sand and Gravel Mining in the Lower Mekong River. EchoG´eo (26). https://doi.org/10.4000/echogeo.13659.
Brunier, G., Anthony, E.J., Goichot, M., Provansal, M.,
Dussouillez, P., 2014. Recent morphological changes in the Mekong and Bassac
river channels, Mekong delta: The marked impact of river-bed mining and
implications for delta destabilisation. Geomorphology
224, 177–191.
Dan Gavriletea, M., 2017. Environmental impacts of sand
exploitation. Analysis of sand market. Sustain.
9.
de Leeuw, J., Shankman, D., Wu, G., de Boer, W.F., Burnham,
J., He, Q., Yesou, H., Xiao, J., 2010. Strategic assessment of the magnitude and
impacts of sand mining in Poyang Lake. China. Reg. Environ. Chang. 10 (2), 95–102.
Duan, H., Cao, Z., Shen, M., Liu, D., Xiao, Q., 2019.
Detection of illicit sand mining and the associated environmental effects in
China’s fourth largest freshwater lake using daytime and nighttime satellite
images. Sci. Total Environ. 647,
606–618.
Eslami, S., Hoekstra, P., Nguyen Trung, N., Ahmed Kantoush,
S., Van Binh, D., Duc Dung, D.o., Tran Quang, T., van der Vegt, M., 2019. Tidal
amplification and salt intrusion in the Mekong Delta driven by anthropogenic
sediment starvation. Sci. Rep. 9 (1) https://doi.org/10.1038/s41598-019-55018-9.
Hackney, C.R., Darby, S.E., Parsons, D.R., Leyland, J., Best,
J.L., Aalto, R., Nicholas, A.P., Houseago, R.C., 2020. River bank instability
from unsustainable sand mining in the lower Mekong River. Nat. Sustain. 3 (3), 217–225.
Hackney, C.R., et al., 2021. Sand mining far outpaces natural
supply in a large alluvial river. Earth
Surf. Dyn. 1–20.
Jordan, C., Tiede, J., Lojek, O., Visscher, J., Apel, H.,
Nguyen, H.Q., Quang, C.N.X., Schlurmann, T., 2019. Sand mining in the Mekong
Delta revisited - current scales of local sediment deficits. Sci. Rep. 9 (1) https://doi.org/10.1038/s41598-019-53804-z.
Koehnken, L. & Rintoul, M., 2018. Impacts of Sand Mining on Ecosystem Structure, Process &
Biodiversity in Rivers. WWF.
Koehnken, L., Rintoul, M.S., Goichot, M., Tickner, D.,
Loftus, A.-C., Acreman, M.C., 2020. Impacts of riverine sand mining on
freshwater ecosystems: A review of the scientific evidence and guidance for
future research. River Res. Appl. 36
(3), 362–370.
Kondolf, G.M., 1997. Hungry water: Effects of dams and gravel
mining on river channels. Environ.
Manage. 21, 533–551.
Kondolf, G. M., Rubin, Z. K., and Minear, J. T.. 2014. Dams
on the Mekong: Cumulative sediment starvation. Water Resour. Res. 5158-51–69. doi:10.1002/2013WR014979. Reply.
Kurekin, A., Loveday, B., Clements, O., Quartly, G., Miller,
P., Wiafe, G., Adu Agyekum, K., 2019. Operational monitoring of illegal fishing
in Ghana through exploitation of satellite earth observation and AIS data. Remote Sens. 11 (3), 293. https://doi.org/10.3390/rs11030293.
Lamb, V., Marschke, M., Rigg, J., 2019. Trading Sand,
Undermining Lives: Omitted Livelihoods in the Global Trade in Sand. Ann. Am. Assoc. Geogr. 109 (5),
1511–1528. Lanz, P., Marino, A., Brinkhoff, T., Koster, F., Moller, M., 2020.
The inflatesar campaign: ¨ Evaluating sar identification capabilities of
distressed refugee boats. Remote Sens.
12, 1–32.
Loc, H.H., Thi Hong Diep, N., Can, N.T., Irvine, K.N.,
Shimizu, Y., 2017. Integrated evaluation of Ecosystem Services in Prawn-Rice
rotational crops. Vietnam. Ecosyst. Serv.
26, 377–387.
Loc, H.H., Van Binh, D., Park, E., Shrestha, S., Dung, T.D.,
Son, V.H., Truc, N.H.T., Mai, N.P., Seijger, C., 2021. Intensifying saline
water intrusion and drought in the Mekong Delta: From physical evidence to
policy outlooks. Sci. Total Environ.
757, 143919. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.143919.
McFeeters, S.K., 1996. The use of the Normalized Difference
Water Index (NDWI) in the delineation of open water features. Int. J. Remote Sens. 17 (7), 1425–1432.
Nguyen, M. D., 2011. River sand mining and management: A case
of Cau River in Bac Ninh province, Vietnam. Econ.
Environ. Progr. Southeast Asia Res. Rep. No. 2011-RR7.
Ng, W.X., Park, E., 2021. Shrinking Tonl´e Sap and the recent
intensification of sand mining in the Cambodian Mekong River. Sci. Total
Environ. 777, 146180. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.146180.
Park, E., Ho, H.L., Tran, D.D., Yang, X., Alcantara, E.,
Merino, E., Son, V.H., 2020. Dramatic decrease of flood frequency in the Mekong
Delta due to river-bed mining and dyke construction. Sci. Total Environ. 723, 138066. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.138066.
Park, E., Loc, H.H., Van Binh, D., Kantoush, S., 2021. The
worst 2020 saline water intrusion disaster of the past century in the Mekong
Delta: Impacts, causes, and management implications. Ambio 51 (3), 691–699.
Peduzzi, P., 2014. Sand, rarer than one thinks. Environ. Dev. 11, 208–218.
Schiappacasse, P., Müller, B., Linh, L.T., 2019. Towards
responsible aggregate mining in Vietnam. Resources 8, 1–15.
SIWRP, 2015. Report on existing sand exploitation and sand
demand forecast up to 2020 and 2040 in lower Mekong Delta.
Torres, A., Brandt, J., Lear, K., Liu, J., 2017. A looming
tragedy of the sand commons. Science
(80-. 357 (6355), 970–971.
UNEP, 2019. Sand and Sustainability: Finding new solutions
for environmental governance of global sand resources. 56.
Cám ơn tài liệu rất công phu
ReplyDelete