Nghiên cứu tính dễ tổn thƣơng do lũ lụt hạ lƣu sông thạch hãn, tỉnh quảng trị

Nghiên cứu tính dễ tổn thương do lũ lụt hạ lưu Abstract: Tổng quan về tính dễ bị tổn thương; sự cần thiết của đánh giá tổn thương lũ.. Nghiên cứu cơ sở khoa học đánh gía tính dễ bị tổn

Nghiên cứu tính dễ tổn thương do lũ lụt hạ lưu

Abstract: Tổng quan về tính dễ bị tổn thương; sự cần thiết của đánh giá tổn

thương lũ Nghiên cứu về đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế - xã hội cũng như tình hình về lũ lụt và những tổn thương do lũ gây ra trong những năm gần đây trên lưu vực sông Thạch Hãn tỉnh Quảng Trị Nghiên cứu cơ sở khoa học đánh gía tính dễ bị tổn thương do lũ: phương pháp; xây dựng bản

đồ nguy cơ lũ; hiệu chỉnh và kiểm định mô hình thủy lực kết nối 1-2 chiều; xây dựng bản đồ nguy cơ với các tần suất 1% Đánh giá tính dễ tổn thưởng

do lũ gây ra trên hạ lưu lưu vực sông thạch hãn tỉnh Quảng Trị: điều tra khả năng chống chịu của cộng đồn; thành lập bản đồ tính dễ bị tổn thương do lũ gây ra vùng hạ lưu lưu vực sông Bến Hải, Thạch Hãn tỉnh Quảng Trị

Keywords: Thủy văn học; Lũ lụt; Quảng Ngãi; Sông Thạch Hãn Content

Lũ lụt ở miền Trung, nói chung và trên lưu vực sông Thạch Hãn, nói riêng là một trong những tai biến tự nhiên, thường xuyên đe dọa cuộc sống của người dân và sự phát triển kinh tế xã hội trong vùng Lũ lụt đã để lại hậu quả hết sức nặng nề, hàng ngàn hộ dân bị ngập lụt, các công trình bị tàn phá, các hoạt động kinh tế - xã hội bị gián đoạn

Để tăng cường ứng phó với lũ lụt ngoài các biện pháp công trình (đê kè, hồ chứa thượng lưu, ) thì các biện pháp phi công trình đóng vai trò rất quan trọng, mà phần lớn trong số

đó có tính dài hạn và bền vững như các biện pháp quy hoạch sử dụng đất và bố trí dân cư, nâng cao nhận thức của người dân Mặt khác, ứng phó nhanh với lũ lụt bằng các biện pháp tức thời như cảnh báo, dự báo vùng ngập, di dời và sơ tán dân cư đến khu vực an toàn, đã tỏ ra rất hiệu quả trong việc hạn chế những thiệt hại về người và tài sản

Do vậy, để đánh giá được tính dễ bị tổn thương do lũ lụt gây ra đối với kinh tế - xã hội thì hướng tiếp cận đa ngành trong công tác quản lý tổng hợp rủi ro thiên tai là cần thiết

để xây dựng các giải pháp nhằm giảm nhẹ tác hại của lũ gây ra Đây cũng là lý do dẫn

đến sự hình thành luận văn “ Nghiên cứu tính dễ bị tổn thương do lũ lụt hạ lưu sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị” Kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở khoa học, thực tiễn cho

các nhà quản lý, các nhà hoạch định chính sách xác định chiến lược phát triển bền vững

và đảm bảo an ninh xã hội Bố cục luận văn bao gồm:

Mở đầu

Chương 1: Tổng quan

Chương 2: Cơ sở khoa học để đánh giá tính dễ tổn thương do lũ

Chương 3: Đánh giá tính dễ tổn thương do lũ gây ra hạ lưu lưu vực sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị

Kết luận

Tài liệu tham khảo

Chương 1 – TỔNG QUAN

1.1 Các khái niệm về tính dễ bị tổn thương

1.1.1 Khái niệm chung về tính dễ tổn thương

Định nghĩa được tính dễ bị tổn thương sẽ giúp ta biết được cách tốt nhất để giảm thiểu chúng Mục đích của việc đánh giá tính dễ bị tổn thương nhằm cung cấp cho các nhà ra quyết định hay các bên liên quan về những lựa chọn nhằm giảm thiểu ảnh hưởng của những mối nguy hiểm do lũ lụt [9] Nghiên cứu tính dễ bị tổn thương là để đưa ra những hành động chính xác có thể làm giảm thiểu thiệt hại do thiên tai gây ra Sự cần thiết của việc phân tích, đánh giá tính dễ bị tổn thương đã được trình bày trong nhiều tài liệu khoa

học [ 10, 13 - 16 ] với các khái niệm bao gồm; tính dễ bị tổn thương tự nhiên, tính dễ tổn thương xã hội và những tổn thương kinh tế

Khái niệm tính dễ bị tổn thương mà tác giả sử dụng dựa trên khái niệm của UNESCO-ihe

“ Tính dễ bị tổn thương là mức độ gây hại có thể được xác định trong những những điều kiện nhất định thông qua tính nhạy, sự tổn thất và khả năng phục hồi” [31]

Để tăng cường tính ứng dụng của các nghiên cứu trong thực tế, đặc biệt là trong chủ động đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ thì Janet Edwards (2007) [15] đã đưa ra một khái

niệm nữa là bản đồ tính dễ bị tổn thương do lũ “là bản đồ cho biết vị trí các vùng nơi mà con người, môi trường thiên nhiên, của cải gặp rủi ro do các thảm hoạ có thể dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng như thiệt hại về người, gây ô nhiễm môi trường”

Khi định lượng được tính dễ bị tổn thương của một vùng nào đó thì nó sẽ cung cấp những thông tin cần thiết hỗ trợ trong việc ra quyết định nhằm chống lại các mối nguy hiểm do

lũ lụt gây ra mà xã hội phải hứng chịu

1.2 Sự cần thiết của đánh giá tổn thương lũ

Trong những năm qua việc quản lý lũ bằng các phương án công trình như đê và hồ chứa, được thiết kế với các trận lũ có tấn suất khác nhau đã chiếm ưu thế Đây là cách tiếp cận nhằm giảm thiên tai lũ, nghĩa là giảm xác suất xuất hiện, cường độ lưu lượng lũ, cũng như giảm diện ngập lụt

Nhưng trong thời gian gần đây đã có sự phát triển quan trọng đó là chuyển mục tiêu quản

lý thiên tai sang quản lý rủi ro lũ, trong đó rủi ro lũ là những thiệt hại do lũ lụt gây ra với một tần suất nhất định trong một khoảng thời gian xác định Vì thế, việc đánh giá những thiệt hại, tổn thương lũ cần được nghiên cứu một cách cẩn trọng trong quản lý rủi ro lũ.Việc đánh giá thiệt hại, tổn thương lũ đang đạt được những kết quả quan trọng phục vụ cho việc đưa ra các quyết định trong quản lý rủi ro lũ thông qua các bước sau:;

Đánh giá tổn thương lũ

Bản đồ hóa tổn thương lũ

Quyết định tối ưu cho các phương án giảm nhẹ lũ

Đánh giá tài chính ngay sau lũ

1.3 Tổng quan về các nghiên cứu trong và ngoài nước

Trong khoảng 30 năm trở lại đây, thì tính dễ bị tổn thương được các nhà khoa học tập trung nghiên cứu nhiều trong các lĩnh vực như: kinh tế - xã hội, môi trường, tự nhiên, thiên tai…Tuy nhiên các nghiên cứu về tính dễ bị tổn thương do ngập lụt thì mới được nghiên cứu trong những năm gần đây theo các cách tiếp cận khác nhau như:

Trong nghiên cứu của Viet Trinh (2010) [27] về “Đánh giá rủi ro do lũ cho lưu vực sông Thạch Hãn tỉnh Quảng Trị”, tác giả đã đánh giá rủi ro do lũ dựa trên bản đồ nguy cơ do

lũ và bản đồ tính dễ bị tổn thương, coi tính dễ tổn thương do lũ là một hàm của bản đồ sử dụng đất và mật độ dân sốchưa xét đến khả năng chống chịu của cộng đồng Với cách tiếp cận này, Viet Trinh chỉ dựa trên mật độ giá trị của các vùng khác nhau trong khu vực nghiên cứu, dựa trên giả thiết tính dễ bị tổn thương của cộng đồng với cùng các điều kiện kinh tế xã hội là giống nhau

1.4 Đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế - xã hội

1.4.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên

Hình 1 Khu vực nghiên cứu

1.4.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội

a, Dân số và dân tộc

Theo Niên giám thông kê tỉnh Quảng Trị năm 2010, dân số trên lưu vực khoảng 370.000

người Dân số phân bố không đều đặc biệt có sự khác biệt lớn giữa đồng bằng và miền núi Mật độ dân số trung bình toàn tỉnh: 139người/km2

, thành phố Đông Hà 1140 người/km2, trong khi đó huyện miền núi Đakrông 30người/km2 Dân cư trong vùng chủ yếu là người Kinh, sống tập trung ở đồng bằng ven biển, các thị trấn Số còn lại là các dân tộc ít người như người Sách, Thái, Dao, Vân Kiều, Sào, Pa Cô tập trung chủ yếu ở Đakrông

b, Văn hóa và giáo dục

So với mặt bằng dân trí chung của cả nước thì trình độ dân trí của Quảng Trị đang ở mức trung bình, vùng sâu, vùng xa trình độ dân trí thấp hơn Các xã trong vùng đồng bằng đã thực hiện tốt công tác xoá mù chữ Lực lượng lao động vùng nông thôn có tới 60% đã qua trình độ văn hoá cấp cơ sở và 20% số lao động có trình độ văn hoá phổ thông trung học Ở vùng núi, tình trạng bỏ học còn phổ biến Tỷ lệ mù hoặc tái mù chữ còn cao

1.5 Tình hình về lũ lụt và những tổn thương do lũ gây ra trong những năm gần đây trên lưu vực sông Thạch Hãn

Quảng Trị là một trong các tỉnh duyên hải Miền Trung có đặc điểm về khí hậu và địa hình phức tạp Là nơi chịu ảnh hưởng của hầu hết các loại thiên tai thường xảy ra ở Việt Nam nhưng với tấn suất cao hơn, mức độ ác liệt hơn như bão lũ, ngập lụt Mùa lũ ở đây đựơc chia làm 3 thời kỳ trong năm

Lũ tiểu mãn xảy ra vào tháng V, VI hàng năm Tính chất lũ này nhỏ, tập trung nhanh, xảy ra trong thời gian ngắn, đỉnh lũ nhọn, lên xuống nhanh, thường xảy ra trong 2 ngày nên ít ảnh hưởng đến đời sông dân cư, chủ yếu ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp

và nuôi trồng thủy sản

Lũ sớm xảy ra vào tháng 6 đến đầu tháng IX hàng năm Lũ này không có tính chất thường xuyên nhưng lũ có tổng lượng lớn hơn lũ tiểu mãn, tập trung lũ nhanh Thời kỳ xảy ra lũ sớm thường bắt đầu vào thời kỳ triều bắt đầu cao Do vậy mực nước lũ cao hơn

lũ tiểu mãn Lũ này ít ảnh hưởng tới dân sinh mà chủ yếu là ảnh hưởng tới nông nghiệp

và thủy sản

Nguồn Chi cục PCLB & TKCN tỉnh Quảng Trị

Hình 2: Những thiệt hại về kinh tế do lũ lụt gây ra trong những gần đây

Nguồn Chi cục PCLB & TKCN tỉnh Quảng Trị

Hình 3 Những thiệt hại về người do lũ lụt gây ra trong những năm gần đây

Lũ chính vụ xảy ra từ trung tuần tháng IX đến cuối tháng XI đầu tháng XII hàng năm Đây là thời kỳ mưa lớn trong năm và lũ thời kỳ này có thể xảy ra lũ quét sườn dốc gây đất đá lở hay ngập lụt ở hạ du Lũ này thường đi liền với bão gây thiệt hại lớn cho kinh tế xã hội, gây chết người và hư hỏng công trình, cơ sở hạ tầng Lũ kéo dài 5 – 7 ngày, đỉnh lũ cao, tổng lượng lớn Do đó những tổn thất do lũ lụt gây ra cho tỉnh Quảng Trị là đáng kể [6,7]

Đặc biệt trong những năm gần đây, do tăng trưởng kinh tế ngày càng nhanh cùng với việc các trận lũ xuất hiện với cường độ ngày càng lớn làm cho những thiệt hại về kinh tế - xã hội ngày càng tăng [2,8] Mức độ thiệt hại do lũ lụt trên địa bản tỉnh Quảng Trị được thể hiện trên hình 2 và hình 3 Với tình hình phát triển kinh tế hiện tại thì với các trận lũ lớn thì người dân không thể khống chế hay làm giảm lũ lụt mà chỉ có thể tránh và chủ động làm giảm mức thiệt hại do lũ gây ra Do đó các biện pháp phi công trình như; cảnh báo

lũ sớm, chủ động thu hoạch hoa màu khi có lũ, lập các phương án ứng cứu khẩn cấp, nâng cao nhận thức của người dân về lũ vv…đóng vai trò chủ đạo trong công tác phòng chống lũ lụt trong tỉnh cũng như trên các lưu vực sông

Chương 2 - CƠ SỞ KHOA HỌC ĐÁNH GIÁ TÍNH DỄ BỊ TỔN THƯƠNG DO LŨ 2.1 Phương pháp

Năm 2006, Villagra’n de Leo’n JC [28] đã đưa ra mối quan hệ giữa tính dễ tổn thương lũ,

sự lộ diện, tính nhạy và khả năng chống chịu qua công thức;

Trong khi đó UNESCO – ihe lại đưa ra một cách tính khác;

Tổn thương lũ = Sự lộ diện + Tính nhạy – Khả năng phục hồi (2)

Trong đó, sự lộ diện được hiểu như là các giá trị có mặt tại vị trí lũ lụt có thể xảy ra

Những giá trị này có thể là hàng hóa, cơ sở hạ tầng, di sản văn hóa, con người, nông nghiệp…hay sự lộ diện có thể được hiểu là mức độ phơi bày của tài sản, con người nằm trong vùng nguy cơ lũ Sự lộ diện phụ thuộc vào tần suất xuất hiện con lũ, cường độ lũ và giá trị tài sản, con người có mặt tại đó

Trong tình hình thực tế, rất khó khăn để đánh giá tính nhạy cảm, khả năng phục hồi

và khả năng đối phó một cách riêng biệt cho các cộng đồng, do vậy những khía cạnh đó

có thể được kết hợp thành khả năng chống chịu, khi đó tổn thương lũ có thể tính như sau:

Tổn thương = Sự lộ diện – Khả năng chống chịu (3) Nếu như sự lộ diện thể hiện sự phơi bày của tài sản, con người trước nguy cơ lũ thì khả năng chống chịu lại đặc trưng cho các biện pháp mà con người sử dụng trước thiên tai nhằm chống lại những thương tổn do lũ gây ra Khả năng chống chịu phụ thuộc vào sự nhận thức của cộng đồng, các biện pháp phòng chống lũ, sự hỗ trợ của các cơ quan chức năng, công tác cảnh báo lũ, sự phục hồi sau lũ Dựa trên công thức (3) tác giả đã xây dựng khung tính toán tính tổn thương lũ (hình 4)

(1)

Hình 4 Các bước xác định tính tổn thương lũ 2.2 Xây dựng bản đồ nguy cơ lũ

Bản đồ nguy cơ lũ có thể được đánh giá thông qua các chỉ số cơ bản như bản đồ ngập lụt, thời đoạn lũ, vận tốc lũ, xung lượng lũ (là tích của mực nước lũ và vận tốc lũ), vật liệu trong dòng lũ (trầm tích, muối, các chất hóa học, nước thải và đất đá) vv…Trong các yếu

tố đó thì độ sâu ngập lụt, vận tốc đỉnh lũ, thời gian ngập lụt đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định các thiệt hại về lũ Sự tích hợp giữa độ sâu ngập và vận tốc đỉnh lũ thể hiện khả năng phá hủy các đối tượng trên vùng mà lũ đi qua, ảnh hưởng trực tiếp đến các đối tượng như nhà cửa, các công trình, tính mạng của người dân và sức khỏe của cộng đồng Thời đoạn lũ hay thời gian ngập lụt lại ảnh hưởng gián tiếp đến sự phá hủy như làm ngập úng hoa màu, gián đoạn các hoạt động kinh tế xã hội, gây ô nhiễm, bệnh dịch vv… Để đánh giá được nguy cơ lũ trong vùng nghiên cứu luận văn đã sử dụng bộ

mô hình MIKE FLOOD để mô phỏng lại các trận lũ trong lịch sử để hiệu chỉnh và kiểm định mô hình và qua đó mô phỏng cho trận lũ với tần suất 1% Dựa trên phương pháp chồng xếp bản đồ độ sâu ngập, vận tốc lũ, thời gian ngập (kết quả đầu ra của mô hình

MIKE FLOOD) theo trọng số luận văn đã xây dựng bản đồ nguy cơ lũ ứng với tần suất lũ 1%

2.2.1 Giới thiệu về mô hình MIKE FLOOD

Mô hình MIKE FLOOD được phát triển bởi Viện Thủy lực Đan Mạch (DHI) thực chất là phần mềm liên kết giữa mô hình MIKE 11 và MIKE 21 đã được xây dựng trước đó Mô hình MIKE FLOOD thực hiện các kết nối giữa mô hình MIKE 11 (tính toán thủy lực mạng sông 1 chiều) với mô hình MIKE 21 (mô phỏng dòng chảy nước nông 2 chiều theo phương ngang) bằng 4 loại kết nối [1,5]: a) kết nối tiêu chuẩn: sử dụng khi một nhánh sông một chiều đổ trực tiếp vào vùng ngập 2 chiều; b) kết nối bên: sử dụng khi một nhánh sông nằm kề vùng ngập, và khi mực nước trong sông cao hơn cao trình bờ thì sẽ kết nối với ô lưới tương ứng của mô hình 2 chiều; c) kết nối công trình (ẩn): sử dụng các dạng liên kết qua công trình; và d) kết nối khô (zero flow link): là kết nối không cho dòng chảy tràn qua

Bộ mô hình này có thể tích hợp nhiều mô đun khác nhau, nhưng trong khuôn khổ luận văn chỉ sử dụng mô đun RR (mô hình mưa-dòng chảy NAM) để tạo dòng chảy biên đầu vào cho mô hình thủy lực mạng sông (HD) kết hợp với mô hình thủy lực 2 chiều MIKE

21 Giới thiệu và mô tả chi tiết về mô hình MIKE FLOOD và các khả năng ứng dụng của

mô hình có thể dễ dàng tìm thấy trong các tài liệu và nghiên cứu gần đây [1,4]

2.2.2 Xây dựng mạng lưới thủy lực cho vùng nghiên cứu

Vùng hạ lưu sông Thạch Hãn có chế độ thủy văn phức tạp, chịu sự chi phối của cả hệ thống sông Bến Hải (qua sông Cách Hòm) và Ô Lâu (qua sông Vĩnh Định) Ngoài ra, hiện tượng ngập lụt trong khu vực còn chịu ảnh hưởng bởi mưa nội đồng do vùng nghiên cứu có dải cát ven biển, các dải cát này chạy dọc từ Cửa Việt đến bãi biển Mỹ Thuỷ có vai trò như một tuyến đê, do đó vùng đồng bằng phía trong có dạng thung lũng sâu kẹp giữa các giải đồi thấp và các cồn cát ven dẫn tới vùng này thường xuyên xảy ra hiện tượng ngập lụt khi có mưa lớn

2.2.2.1 Mạng lưới thủy văn và sơ đồ mạng thủy lực 1 chiều (1D)

Qua điều tra khảo sát thực đi ̣a kết hợp với đánh giá tì nh hình số liê ̣u khí tượng thủy văn , số liê ̣u mă ̣t cắt ngang và số liê ̣u đi ̣a hình bề mă ̣t lưu vực , tham vấn cơ quan khí tươ ̣ng thủy văn cấp tỉnh và khu vực cũng như sử dụng các thông tin về tình hình mưa lũ trong các năm gần đ ây, tác giả đã xác đi ̣nh ma ̣ng lưới tính toán thủy lực 1 chiều bao gồm 3 hê ̣ thống sông nói trên và các phu ̣ lưu, chủ lưu chính của chúng

Hình 5 Sơ đồ tính toán thủy lực trên 3 lưu vực sông tỉnh Quảng Tri ̣

2.2.3 Mạng thủy lực kết nối 1 chiều và 2 chiều

a) Thiết lập miền tính hai chiều (2D) trong MIKE 21