GIỚI THIỆU Theo National Drought Mitigation Center, hạn hán được xem là bắt nguồn từ sự thiếu hụt của lượng mưa trong một thời gian dài, dẫn đến sự khan hiếm nước phục vụ trong các hoạt
Trang 1HỘI THẢO ỨNG DỤNG GIS TOÀN QUỐC 2011
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG HẠN HÁN TẠI HUYỆN BẮC BÌNH, TỈNH BÌNH THUẬN
(DROUGHT ASSESSMENT USING GIS: A CASE STUDY IN BAC BINH DISTRICT,
BINH THUAN PROVINCE)
Phạm Thị Thu Ngân (1) , Phạm Bách Việt (2)
(1) Phân viện Điều tra Quy hoạch Rừng Nam bộ
(2) Trường Khoa học Xã hội và Nhân văn TP HCM
Email: phamthungan89@gmail.com
Abstract: In Vietnam, drought is natural disasters which caused the third severest damage after
floods, storms and tends to occur more severe, more difficult to control due to climate change Particularly in BacBinh district, BinhThuan province, drought has had a profound effect on the life and economy of the region.The objective of this study was to build map of drought in BacBinh district, assess its impact on agricultural areas and suggest preventive measures to minimize damage to the area By integrating GIS and Multi-Criteria Analysis (MCA), six factors including precipitation, evaporation, groundwater, river density, soil type and slope were overlaid for identify drought risk areas The results had three levels of drought in the dry season at BacBinh district, of which 42.3% of the serious drought areas; 57.5% the medium drought areas and 0.2% of the mild drought areas Based on analysis of the drought areas and the local cultivation that the impact of drought on agriculture in 2005 was very strong, which the area of rice drought were up 61.5%, annual plants were up 95% and 89% of perennial
plants drought
Keywords: GIS, Multi-Criteria Analysis (MCA), drought, BacBinh district
1 GIỚI THIỆU
Theo National Drought Mitigation Center, hạn hán được xem là bắt nguồn từ sự thiếu hụt của lượng mưa trong một thời gian dài, dẫn đến sự khan hiếm nước phục vụ trong các hoạt động kinh tế- xã hội và môi trường.Tại Việt Nam, hạn được đánh giá là thiên tai gây thiệt hại nặng nề đứng thứ ba sau lũ, bão và có xu hướng xảy ra gay gắt do biến đổi khí hậu Bắc Bình là một trong hai huyện của tỉnh Bình Thuận có nguy cơ suy thoái đất và hoang mạc hóa hàng đầu ở khu vực Duyên hải Nam Trung bộ, mà tác nhân chính gây ra là do hạn hán Với số lao động trong ngành nông nghiệp chiếm 88,4% tổng số lao động, nên khi hạnxảy ra sẽ tác động trực tiếp đến sản xuất nông nghiệp và gây nhiều khó khăn cho người dân trong vùng Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về hạn hán, họ đã đưa ra các chỉ số để đánh giá mức độ hạn Các chỉ số được sử dụng như tỷ chuẩn lượng mưa (PN), thập phân vị (decile), chỉ số chuẩn hóa lượng mưa (SPI), chỉ số khắc nghiệt của hạn (PDSI), chỉ số ẩm cây trồng (CMI), chỉ số phục hồi hạn (RDI), chỉ số cung cấp mặt nước (SWSI) Cũng có những nghiên cứu về việc sử dụng viễn thám, GIS vào đánh giá nguy cơ hạn, phần lớn các nghiên cứu đều đưa ra các chỉ số hạn dựa vào phân tích ảnh viễn thám như chỉ số khác biệt thực vật (NDVI), chỉ số trạng thái thực vật (VCI), chỉ số tình trạng nhiệt độ (TCI)
Bài báo cáo tập trung xác định các yếu tố tự nhiên tác động đến hạn, phân hạng các yếu
tố dựa vào các chỉ số hạn, đồng thời kết hợp chồng lớp các yếu tố này trong GIS thành lập bản
đồ hạn hán
Trang 2HỘI THẢO ỨNG DỤNG GIS TOÀN QUỐC 2011
2 PHƯƠNG PHÁP
2.1 Dữ liệu
Dữ liệu thu thập gồm các loại bản đồ và số liệu khí tượng từ các trạm khí tượng thủy văn phân bố ở các huyện và các tỉnh lân cận huyện Bắc Bình
Bảng 1: Dữ liệu bản đồ
Tên Nội dung Năm Tỉ lệ Nguồn
Bản đồ địa hình tỉnh Bình
Thuận
Đường bình độ, thủy văn, giao thông, ranh giới
2005 1/100.000 Sở tài nguyên môi
trường tỉnh Bình Thuận
Bản đồ hiện trạng sử dụng
đất tỉnh Bình Thuận
Phân loại 5 nhóm sử dụng đất chính
2005 1/100.000 Sở tài nguyên môi
trường tỉnh Bình Thuận
Bản đồ Hiện trạng tài nguyên
nước dưới đất tỉnh Bình
Thuận
Tuổi địa chất, hệ tầng- phức
hệ
nguyên nước Bản đồ hiện trạng khai thác,
sử dụng tài nguyên nước
vùng cực Nam Trung Bộ
nguyên nước vùng cực Nam Trung Bộ”
2.2 Phương pháp nghiên cứu
2.2.1 Quy trình tiến hành
Để xác định vùng hạn hán, đề tài tiếp cận theo phương pháp đánh giá nhiều tiêu chí kết hợp với GIS được trình bày ở sơ đồ Hình 1
2.2.2 Xác định và chuẩn hóa các tiêu chí
Trên cơ sở tổng hợp tài liệu nghiên cứu trong nước và trên thế giới về hạn, 6 yếu tố gây hạn được lựa chọn: lượng mưa, lượng bốc hơi, mực nước ngầm, mật độ sông, loại đất và độ dốc Chuẩn hóa (hay gắn điểm) cho đặc điểm của từng tiêu chí theo mức độ hạn, cụ thể 4: hạn khắc nghiệt, 3: hạn nặng, 2: hạn trung bình, 1: hạn nhẹ
- Lượng mưa tiến hành phân cấp theo ngưỡng giá trị từ 5- 25: trong đó lượng mưa tháng
< 5mm là bắt đầu tháng kiệt, < 25 mm là bắt đầu tháng hạn (Thái Văn Trừng, 1978), giá trị chuẩn hóa xem bảng 3
- Lượng bốc hơi gắn giá trị theo nguyên tắc: lượng bốc hơi càng lớn càng làm gia tăng hạn Lượng bốc hơi trong vòng 6 tháng dao động từ 84- 127mm, chia làm 4 cấp như bảng 3
- Dựa vào thành phần cơ giới của từng loại đất suy ra sức chứa ẩm cực đại (FC) của từng loại (bảng 2)
- Độ dốc: dựa vào khả năng giữ nước cho mục đích trồng trọt cây nông nghiệp trên đất dốc, phân chia độ dốc thành 4 cấp: < 80, 80 - 150, 15- 250, > 250
- Mực nước ngầm: Từ bản đồ địa chất thủy văn, xác định mực nước tiềm năng ở các tầng chứa nước, phân làm 3 cấp như sau: trung bình (tiềm năng khai thác > 5m3/h), nghèo (tiềm năng khai thác từ 0.5 – 5 m3/h), rất nghèo nước hoặc không chứa nước (< 0.5 m3/h)
Trang 3HỘI THẢO ỨNG DỤNG GIS TOÀN QUỐC 2011
Hình 1: Sơ đồ tiến trình thực hiện
- Mật độ sông: Từ bản đồ thủy văn, tính mật độ sông ở khu vực huyện Bắc Bình và tiến
hành chia thành 4 cấp: ≤ 0.5 (mật độ thưa); 0.5 – 1.0 (mật độ trung bình); 1.0 – 1.5 (mật độ
dày); 1.5 – 2 (mật độ dày đặc)
Bảng 2: Sức chứa ẩm cực đại của từng loại đất
Loại đất FC Loại đất FC
Cồn cát đỏ 10% Đất nâu đỏ 55%
(Nguồn: Hội khoa học đất Việt Nam, 2000; Hanson, 2000 in Juan M.Enciso et al.)
Bảng 3: Chuẩn hóa và phân hạng của các tiêu chí
Tiêu chí Số hạng
(r)
Lớp Số điểm
(x)
Tiêu chí Số hạng
(r)
Lớp Số điểm (x)
Lượng
mưa
5 – 15 mm
15 – 25 mm
>25 mm
4
3
2
1
Mật độ sông
< 1,5 Km/Km2
4
3
2
1 Lượng
bốc hơi
106 – 117 mm
95 – 106 mm
< 95 mm
4
3
2
1
20 – 30 %
30 – 40 %
≥ 40 %
4
3
2
1 Mực nước
ngầm
4 < 0,5 m 3 /h 0,5 – 5 m 3 /h
>5 m 3 /h
4
3
1
15- 25 0
8 0 - 15 0
< 8 0
4
3
2
1
( * ) Đối với lớp sông hồ được gắn giá trị 0 (vùng không bị hạn)
Trang 4qua
đượ
tổn
3 K
3.1
khô
tích
bìn
chi
gồm
Bản
D
T
3.2
2.3 Xác định
Căn cứ v
an trọng giảm
ợc tính theo
ng số hạng củ
KẾT QUẢ
Bản đồ hạ
Kết quả
ông hạn, hạn
h là 42,5 %
nh chiếm 57,
ếm 0,14% V
m hồ Bàu Tr
ng 4 Diện tí
Lớp
Diện tích (ha)
Tỉ lệ (%)
Tác động
Sau khi th
HỘ
h trọng số và
ào nguồn tài
m dần từ 6 phương phá
ủa 6 yếu tố.T
ạn hán
chồng lớp c
n nhẹ, hạn tr phân bố ch ,3 % phân b Vùng không rắng, Hồ Sôn
ích các mức
Không
1.036,72 0,57
H
hạn lên nôn
hành lập bản
ỘI THẢO ỨN
à chồng lớp
i liệu tham k đến 1 tương
áp Ranking b Tiến hành ch
cho ra bản đ rung bình, h
hủ yếu ở phí
bố chủ yếu p
g hạn chiếm
ng Lũy, Hồ C
độ hạn
hạn Hạn
2 254,
0,14
Hình 2: Bản
ng nghiệp
n đồ hạn hán
NG DỤNG GIS
bản đồ
khảo nghiên
g ứng với từ bằng cách lấ hồng lớp bản
đồ tiềm năng hạn nặng (ch
ía Đông Bắc phía Tây Bắ 0,57% chính
Cà Giây
n nhẹ Hạ
51 103
56,8
n đồ hạn hán
n, tiến hành c
S TOÀN QUỐ
cứu về hạn, ừng yếu tố nh
ấy số hạng c
n đồ theo phư
g mùa khô n
hi tiết ở bảng
c và Đông N
ắc và Tây N
h là vùng di
ạn trung bìn
.681,62
81
n huyện Bắc
chồng lớp vớ
ỐC 2011
sắp xếp các
hư bảng 3.T của yếu tố đư ương pháp tr
như hình 2,
g 4) Vùng b Nam huyện
Nam huyện V iện tích hồ tự
nh Hạn n
77.534, 42,48
Bình
ới bản đồ hiệ
yếu tố theo Trọng số mỗ ược gắn đó c rọng số tuyế
trong đó có
bị hạn nặng Vùng bị hạ Vùng hạn nh
ự nhiên và n
nặng Tổ
05 182.5
100
ện trạng sử d
mức độ
ỗi yếu tố chia cho
ến tính
ó 4 lớp:
có diện
ạn trung
hẹ rất ít nhân tạo
ổng
506,9
dụng đất
Trang 5tích
hạn
Bản
Kh
Hạn
Hạn
Hạn
Tổn
3.3
Thắ
(ít
cây
cây
mạ
vào
xã H
m 2005 nhằm
h lúa bị hạn t
n trung bình
H
ng 5: Thống
hông hạn
n nhẹ
n trung bình
n nặng
ng
Đề xuất gi
Đối với c
ắng, một phầ
mưa, bốc hơ
y hàng năm
y lâu năm nh
c hóa đất B
o mùa khô M
Hòa Thắng
HỘ
m đánh giá ả trung bình c chiếm 64,8%
Hình 3 Bản đ
g kê diện tích
Diện tích (h
0 28,41 10.889,06 1.381,69 12.299,16
iải pháp giả
các xã nằm
ần các xã Bì
ơi cao, phần thích nghi c
hư xoan… n Bên cạnh đó,
Mở rộng khu
ỘI THẢO ỨN
ảnh hưởng c chiếm 88,5%
% (bảng 5)
đồ phân bố h
h từng mức đ
Lúa ha) Tỉ lệ(%
0 0,23 88,53 11,23
100
ảm thiệt hại
trong vùng ình Tân, Sôn
n lớn đất cát chịu hạn như nhằm ngăn c , vùng này c
u tưới ở xã L
NG DỤNG GIS
của hạn lên
%, cây hàng n
hạn vùng đất
độ hạn đối vớ
Cây
%) Diện tích
175,7 53,6 16.946,27 23.978 41.153,57
hạn lên sản
hạn nặng, ở
ng Lũy, Lươn
t biển và ng
ư sắn, dưa lấ hặn hiện tượ cần xây dựn Lương Sơn, S
S TOÀN QUỐ
vùng nông n năm bị hạn n
t nông nghiệp
ới lúa, cây h
y hàng năm
h (ha) Tỉ lệ(
0,4 0,1
7 41,2 58,3
7 100
n xuất nông
ở phía Nam
ng Sơn do có ghèo nguồn n
ấy hạt, loại ợng cát di ch
ng hồ chứa tr Sông Lũy, B
ỐC 2011
nghiệp (hình nặng chiếm 5
ệp huyện Bắc hàng năm, câ
(%) Diện tí
16,24 7,1 5570,6 3004,2 8.598,1
nghiệp
huyện, gồm
ó đặc điểm t nước tưới) n đậu,… đồng huyển vào s rên đất cát đ Bình Tân và x
h 3) Thống 58%, cây lâu
c Bình
ây lâu năm
Cây lâu năm ích (ha) Tỉ
0,19 0,08 64,8 34,9
14 100
m Hồng Phon
tự nhiên khắ nên trồng cá
g thời kết hợ
âu bên trong
để dự trữ nư xây dựng kh
kê diện
u năm bị
m lệ(%)
ng, Hòa
ắc nghiệt
ác giống
ợp trồng
g gây sa ước mưa
hu tưới ở
Trang 6HỘI THẢO ỨNG DỤNG GIS TOÀN QUỐC 2011
Đối với các xã thuộc vùng núi cao gồm Phan Sơn, Phan Tiến, Phan Lâm, Phan Điền chủ yếu phát triển lâm nghiệp Khu vực quanh hạ lưu sông Lũy gồm các xã Phan Hiệp, Phan Thành, Hải Ninh, Phan Rí Thành, Lương Sơn, Sông Lũy do đất có độ trữ ẩm cao, gần nguồn nước mặt, nước ngầm phong phú, lượng mưa khá nên có thể mở rộng diện tích trồng lúa Cần
mở rộng diện tích khu tưới ở khu vực này, xây dựng công trình thủy lợi thích hợp
Đối với các xã thuộc vùng hạn trung bình, đất có độ ẩm tương đối khá gồm Bình An, một phần xã Phan Sơn, Phan Tiến, Sông Lũy, Sông Bình nên trồng giống cây lâu năm chịu hạn, sử dụng phương pháp tưới chủ bổ sung nước vào mùa khô, đồng thời kết hợp trồng đồng
cỏ dưới tán rừng, tán cây lâu năm nhằm bảo vệ giữ ẩm cho đất
4 KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ
4.1 Kết luận
Các yếu tố tự nhiên được chọn cho quá trình đánh giá gồm: lượng mưa, lượng bốc hơi, mực nước ngầm, mật độ sông, loại đất và độ dốc
Kết quả đã xác định 4 mức độ hạn trong mùa khô ở huyện Bắc Bình trong đó có hạn nặng (77.534,05 ha), hạn trung bình (103.681,62 ha), hạn nhẹ (254,51 ha) và không hạn (1.036,72 ha), từ đó đưa ra đánh giá tác động lên diện tích canh tác nông nghiệp năm 2005: Diện tích lúa
là 12.299,16 ha, trong đó 4.743,54 ha diện tích lúa được tưới còn lại 7555,62 ha diện tích lúa bị hạn.Diện tích cây hàng năm là 41.153,57 ha, trong đó 2.032,99 ha diện tích được tưới nước còn lại 39.120,58 ha diện tích cây hàng năm bị hạn Với 8.598,14 ha diện tích cây lâu năm, trong đó
có 938,89 ha diện tích được tưới còn lại 7659,25 ha diện tích cây bị hạn
4.2 Kiến nghị
- Cần có những nghiên cứu chuyên sâu về sự tương quan giữa các yếu tố khí tượng, thủy văn, địa hình và thổ nhưỡng; mức độ ảnh hưởng của các yếu tố này lên hạn nhằm giúp tăng độ chính xác và tin cậy cho bộ trọng số, phù hợp với tình hình hạn ở khu vực nghiên cứu
- Nghiên cứu chỉ đánh giá hạn dựa vào các yếu tố tự nhiên, song hạn tăng hay giảm đi còn phụ thuộc nhiều vào tác động của con người thông qua hệ thống thủy lợi, tính linh động khi tưới tiêu nông nghiệp Nên cần có dữ liệu tình hình thủy lợi chi tiết hơn thể hiện được thời gian và quy mô tưới
Tài liệu tham khảo
Malczewski J., 2004 GIS-based land-use suitability analysis: a critical overview In Progress in
Planning, 62(1), pp 3–65, Londres
Nagarajan, R., 2009 Drought assessment Springer and The Netherlands, India pp.424
Nguyễn Quang Kim và ctv, 2005 Nghiên cứu dự báo hạn hán vùng Nam Trung Bộ và Tây Nguyên và
xây dựng các giải pháp phòng chống Đề tài KHCN cấp nhà nước KC.08
Parual Chopra, 2006 Drought risk assessment using remote sensing and gis: a case study of Gujara
Master thesis, International institure for geo- information science and earth observation (TIC), the NetherLands
