ứng dụng tổ hợp phương pháp gis và mô hình hóa đánh giá nguy cơ lũ quét lưu vực sông kôn - hà thanh tỉnh bình định và đề xuất các giải pháp phòng tránh

Tổng quan về các công trình nghiên cứu về lũ quét và phương pháp xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ lũ quét...21... Để góp một phần định lượng hóa nguy cơ lũ quét, chúng tôi lựa chọn tổ h

ĐẠI HỌC HUẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

HỒ ĐẮC MẠNH

ỨNG DỤNG TỔ HỢP PHƯƠNG PHÁP GIS VÀ MƠ HÌNH HĨA ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ LŨ QUÉT LƯU VỰC SƠNG KƠN - HÀ THANH TỈNH BÌNH ĐỊNH VÀ ĐỀ XUẤT

CÁC GIẢI PHÁP PHỊNG TRÁNH

CHUYÊN NGÀNH: ĐỊA CHẤT HỌC

MÃ SỐ: 60.44.02.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

KHOA HỌC TRÁI ĐẤT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS TRẦN HỮU TUYÊN

Huế, 2014

Trong suốt quá trình thực hiện và viết luận văn , học viên đã nhậnđược sự quan tâm , dẫn dắt tận tình của giáo viên hướng dẫn TS TrầnHữu Tuyên và sự giúp đỡ của quý thầy cô giáo Khoa Địa lý – Địa chấtthuộc Trường Đại học khoa học Huế trong suốt thời gian học tập vànghiên cứu tại Trường Nhân dịp này học viên xin bày tỏ lòng cảm ơnchân thành và tri ân nhất đến quý thầy cô giáo.

Để hoàn thành cuốn luận văn này học viên không thể không kểđến sự giúp đỡ và tạo điều kiện của các Ban ngành và chính quyền địaphương các huyện thuộc khu vực đề tài của tỉnh Bình Định; đặc biệt là

Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Bình Định, phòng Đào tạo Sau đại học,trường Đại học Khoa học Huế đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để họcviên hoàn thành luận văn đúng thời hạn

Một lần nữa xin chân thành cảm ơn!

Thừa Thiên Huế, tháng 9 năm 2014

Tác giả

Hồ Đắc Mạnh

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu độc lập của cá nhân tôi dưới

sự hướng dẫn khoa học của TS Trần Hữu Tuyên Số liệu và kết quả sử dụng trongluận văn là do chính tác giả tham gia đi khảo sát thực địa, thu thập các tài liệu cóliên quan về vùng nghiên cứu, tham khảo tài liệu có trích dẫn và chưa từng được aicông bố trong bất kỳ công trình nào khác./

Thừa Thiên Huế, ngày 15 tháng 9 năm 2014

Chữ ký của tác

Hồ Đắc Mạnh

CSHT Cơ sở hạ tầngKHCN Khoa học công nghệKTXH Kinh tế xã hộiKTTV Khí tượng thủy vănPCLB Phòng chống lụt bãoTCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết đề tài 1

1.1 Lý do chọn đề tài 1

1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn: 2

2 Tính mới của đề tài: 2

3 Mục đích nghiên cứu 2

4 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu 2

5 Nội dung nghiên cứu 3

6 Phương pháp nghiên cứu 3

7 Cấu trúc của luận văn 3

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC VÀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .4 1.1 Điều kiện địa lý tự nhiên và kinh tế xã hội: 4

1.1.1 Điều kiện địa lý – tự nhiên 4

1.1.1.1 Vị trí địa lý 4

1.1.1.2 Địa hình 4

1.1.2 Cấu trúc địa chất 6

1.1.2.1 Địa tầng 6

1.1.2.2 Magma 8

1.1.2.3 Kiến tạo 9

1.1.3 Khí hậu – Thủy văn 9

1.1.3.1 Nhiệt độ không khí 9

1.1.3.2 Độ ẩm không khí 10

1.1.3.3 Chế độ mưa 10

1.1.3.4 Đặc điểm thủy văn 12

1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 15

1.3 Cơ sở hạ tầng và phát triển kinh tế 15

1.4 Tổng quan về lũ quét 16

1.4.1 Khái niệm về lũ quét 16

1.4.2 Các dạng của lũ quét 17

1.5 Tổng quan về các công trình nghiên cứu về lũ quét và phương pháp xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ lũ quét 21

1.5.2 Các phương pháp xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ lũ quét 23

Chương 2 HIỆN TRẠNG VÀ NGUYÊN NHÂN LŨ QUÉT LƯU VỰC SÔNG KÔN – HÀ THANH 30

2.1 Về các phương pháp thành lập bản đồ hiện trạng lũ quét 30

2.1.1 Phương pháp thu thập tài liệu và điều tra xã hội học: 31

2.1.2 Phương pháp phân tích ảnh viễn thám 31

2.1.3 Phương pháp khảo sát thực địa 32

2.2 Hiện trạng lũ quét lưu vực sông Kôn – Hà Thanh 33

2.2.1 Hiện trạng lũ quét sông Hà Thanh năm 2009 33

2.2.1.1 Tại huyện Tây Sơn 35

2.2.1.2 Tại huyện Vĩnh Thạnh 36

2.2.2 Hiện trạng lũ quét sau trận lũ tháng 11/2013 37

2.3 Nguyên nhân xảy ra lũ quét lưu vực sông Kôn – Hà Thanh 37

2.3.1 Điều kiện địa hình-địa mạo 38

2.3.2 Cấu trúc địa chất và hoạt động kiến tạo 38

2.3.3 Mưa 39

2.3.4 Lớp phũ thực vật 39

2.3.5 Hoạt động kinh tế - công trình con người 39

Chương 3 XÂY DỰNG BẢN ĐỒ PHÂN VÙNG NGUY CƠ LŨ QUÉT 41

3.1 Xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ lũ quét sườn thượng lưu các lưu vực sông Kôn – Hà Thanh 41

3.1.1 Phương pháp sử dụng: 41

3.1.2 Xây dựng các bản đồ thành phần, các yếu tố ảnh hưởng 44

3.1.2.1 Bản đồ lượng mưa ngày lớn nhất 44

3.1.2.2 Bản đồ khả năng sinh lũ các tiểu lưu vực 46

3.1.2.3 Bản đồ phân cấp độ ổn định sườn 48

3.1.2.4.Bản đồ phân cấp khả năng tiêu thoát nước của lưu vực 49

3.1.2.5 Bản đồ phân vùng nguy cơ lũ quét theo mức độ bão hòa nước đất đá 50

3.1.2.6 Bản đồ phân vùng nguy cơ lũ quét theo độ dốc lòng suối 51

3.1.3 Kết quả xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ lũ quét thượng lưu các lưu vực sông Kôn – Hà Thanh 52

3.2.1 Nội dung của phương pháp xây dựng bản đồ nguy cơ lũ ống lũ quét 52

3.2.1.1 Phân chia lưu vực tính toán 53

3.2.1.2 Tính toán, xác định lưu lượng tại các tiểu lưu vực theo mô hình mưa-dòng chảy HEC-HMS 54

3.2.1.3 Ứng dụng mô hình MIKE FLOOD mô phỏng dòng chảy trên các lưu vực sông Kôn – Hà Thanh tỉnh Bình Định 56

Chương 4 ĐÁNH GIÁ ĐỘ RỦI RO VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP PHÒNG TRÁNH LŨ QUÉT 65

4.1 Đánh giá độ rủi ro 65

4.1.1 Đánh giá rủi ro về con người trong vùng nguy cơ lũ quét 65

4.1.1.1 Độ rủi ro về lũ quét ở thượng lưu lưu vực sông Kôn – Hà Thanh 65

4.1.1.2 Độ rủi ro về lũ quét ở hạ lưu lưu vực sông Kôn – Hà Thanh 67

4.1.2 Đánh giá rủi ro về cơ sở hạ tầng trong vùng nguy cơ lũ ống, lũ quét.69 4.1.2.1 Các công trình CSHT 71

4.1.2.2 Các công trình giao thông: cầu, đường 72

4.2 Các giải pháp phòng tránh lũ quét: 74

4.2.1.1.Xây dựng các trạm cảnh báo nguy cơ lũ quét, lũ ống 75

4.2.1.2 Xây dựng các tháp cảnh báo lũ quét, lũ ống 75

4.2.2 Xây dựng chương trình cảnh báo nguy cơ lũ quét, lũ ống 75

4.2.3 Di dời dân cư ra khỏi vùng nguy hiểm khi có nguy cơ lũ quét, lũ ống xảy ra 76

4.2.4 Nạo vét, khai thông các đường thoát lũ 76

4.2.5 Nâng cấp, làm mới đường giao thông phục vụ cứu hộ, cứu nạn 76

4.2.6 Các giải pháp định hướng quy hoạch, sử dụng lãnh thổ 76

4.2.7 Trồng và bảo vệ rừng, phủ xanh đất trống đồi núi trọc, đặc biệt là rừng đặc dụng và phòng hộ đầu nguồn 77

4.2.8 Thực hiện công tác thông tin tuyên truyền về lũ quét: 77

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

Số hiệu bảng Tên bảng Trang

1.1 Một số đặc trưng mưa năm trên các trạm KTTV 101.2 Bảng lượng mưa ngày lớn nhất tháng và năm 111.3 Bảng tần suất lượng mưa ngày lớn nhất năm 111.4 Bảng mực nước cao nhất các trạm KTTV trên lưu vực

1.5 Bảng tần suất lưu lượng đỉnh lũ, modun đỉnh lũ 151.6 Một số giá trị tỷ lệ khi so sánh hai đối tượng 27

1.8 Thống kê hiện trạng lũ quét huyện Vân canh 352.1 Thống kê hiện trạng lũ quét huyện Tây Sơn 362.2 Thống kê hiện trạng lũ quét huyện Vĩnh Thạnh 362.3 Giá trị tầm quan trọng các yếu tố ảnh hưởng đến lũ

3.9 Phân cấp nguy cơ lũ quét theo độ dốc sông suối 51

3.11 Số lượng mặt cắt trên hệ thống sông Kôn – Hà Thanh 593.12 Thống kê mức độ rủi ro các khu vực dân cư nằm trong

4.1 Thống kê các khu dân cư có độ rủi ro rất cao về lũ

4.2 Thống kê các khu dân cư có độ rủi ro rất cao về lũ

4.3 Thống kê các khu dân cư có độ rủi ro khác nhau về lũ

4.4 Thống kê các khu dân cư có độ rủi ro rất cao , cao về 72

Số hiệu hình Tên hình Trang

1.1 Bản đồ địa hình lưu vực sông Kôn – Hà Thanh 51.2 Bản đồ địa chất lưu vực sông Kôn – Hà Thanh 71.3 Bản đồ hệ thống sông suối lưu vực sông K ôn – Hà Thanh 132.1 Qui trình xây dựng bản đồ hiện trạng lũ quét 31

2.3 Bản đồ hiện trạng lũ quét lưu vực sông Kôn – Hà Thanh 34

3.5 Bản đồ phân cấp nguy cơ lũ quét theo hệ số tiêu thoát

3.6 Bản đồ phân cấp mức độ bão hòa nước đất đá 50

3.8 Bản đồ phân chia các tiểu lưu vực sông Kôn – Hà Thanh 543.9 Đường quá trình lưu lượng tại các tiểu lưu vực trong trận

3.10 Mạng lưới sông tính toán trong bài toán mô phỏng trên

3.11 Mạng lưới mô phỏng trên sông Kôn – Hà Thanh trong

3.12 Vị trí các mặt cắt trong hệ thống sông Kôn – Hà Thanh 593.13 Vị trí gán biên trong mô hình MIKE11 trên sông K ôn –

3.15 Vận tốc dòng chảy tại sông Kôn – Hà Thanh 623.16 Bản đồ phân vùng nguy cơ lũ quét Lưu vực sông Kôn – Hà

Trong những năm gần đây, do biến đổi khí hậu cũng như tác động tiêu cựccủa hoạt động kinh tế, xây dựng các công trình của con người nên các tai biến tựnhiên liên quan đến hiện tượng thời tiết thủy văn như ngập lụt, lũ quét thườngxuyên xảy ra và gây tác hại rất lớn đến tính mạng con người và cơ sở hạ tầng ởnước ta, trong đó có lưu vực sông Kôn – Hà Thanh Trong thực tế đã có những trận

lũ quét đã xảy ra vào các năm 1999, 2009, 2013 khi có mưa lũ lớn trên lưu vực

Mặt khác, lưu vực sông Kôn – Hà Thanh là một trong vùng có kinh tế pháttriển nhất, nên tập trung đông khu dân cư với thành phố Quy Nhơn, thị xã An Nhơn

và nhiều cơ sở kinh tế quan trọng khác Tác hại cũa lũ quét trên một khu vực cóđiều kiện kinh tế - xã hội phát triển như vậy thường rất nghiêm trọng Chính vì vậy,việc nghiên cứu đánh giá phân vùng nguy cơ lũ quét ở lưu vực sông Kôn – HàThanh càng trở nên cấp thiết

Về mặt khoa học, từ trước đến nay để thành lập bản đồ phân vùng nguy cơ lũquét, các nhà khoa học thường sử dụng phương pháp phân tích các nhân tố ảnhhưởng trên nền GIS Mặc dù đã có thành công nhất định trong việc ứng dụngphương pháp này, nhưng nó vẫn mang tính định tính và chủ quan của người thựchiện Để góp một phần định lượng hóa nguy cơ lũ quét, chúng tôi lựa chọn tổ hợpphương pháp GIS và mô hình hóa trong xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ lũ quétđối với lưu vực sông Kôn – Hà Thanh

Vì những lý do trên nên tôi đã chọn đề tài “ Ứng dụng tổ hợp phương phápGIS và mô hình hóa đánh giá nguy cơ lũ quét lưu vực sông Kôn – Hà Thanh tỉnhBình Định và đề xuất các giải pháp phòng tránh”

1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn:

a/ Ý nghĩa khoa học:

Phương pháp GIS và mô hình hóa là phương pháp hiện đại lần đầu tiên được sửdụng trong nghiên cứu lũ quét ở Việt Nam, góp phần định lượng hóa việc đánh giánguy cơ lũ quét

b/ Ý nghĩa thực tiễn:

Việc đánh giá nguy cơ lũ quét bằng các phương pháp hiện đại như phươngpháp GIS, mô hình hóa nhằm chỉ ra các vùng, khu vực có nguy cơ cao, rất cao về lũquét, tạo cơ sở khoa học cho công tác quy hoạch, bố trí các khu dân cư hợp lý ở lưuvực sông Kôn - Hà Thanh tỉnh Bình Định

Đề tài luận văn cung cấp luận cứ khoa học trong công tác phòng chống thiêntai, quy hoạch sử dụng hợp lý môi trường địa chất cho các cơ quan ban ngành củatỉnh Bình Định

2 Tính mới của đề tài:

Lũ quét là hiện tượng thiên tai xảy ra phức tạp, vấn đề dự báo, cảnh báo nguy cơ

lũ quét vẫn là thách thức đối với các nhà khoa học Các nghiên cứu trước đây mớichỉ dừng lại ở mức độ định tính Việc ứng dụng tổ hợp phương pháp GIS và môhình hóa sẽ góp phần định lượng hóa trong nghiên cứu lũ quét trên các lưu vựcsông

3 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng được bản đồ phân vùng nguy cơ lũ quét tại lưu vực sông Kôn - HàThanh trên cơ sở sử dụng tổ hợp phương pháp GIS và mô hình toán và đề xuất cácgiải pháp phòng tránh

4 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu của luận văn hiện tượng lũ quét ở lưu vực sông Kôn

- Hà Thanh thuộc tỉnh Bình Định, tập trung loại hình lũ quét chính: lũ quét sườn dốc

và lũ quét dòng phía hạ lưu sông

- Phạm vi nghiên cứu của luận văn là lưu vực sông Kôn - Hà Thanh thuộctỉnh Bình Định gồm các huyện: Vĩnh Thạnh, Tây Sơn, Vân Canh, An Nhơn, TuyPhước và thành phố Quy Nhơn.

5 Nội dung nghiên cứu

- Thu thập tất cả các tài liệu liên quan đến hiện tượng lũ quét liên qua đến khu vựcsông Kôn – Hà Thanh

- Thu thập các tài liệu liên quan đến nội dung nghiên cứu (địa hình, địa chất, thảmthực vật, sử dụng đất, khí tượng thủy văn )

- Thu thập số liệu của các trận lũ và lũ quét trước đây

- Xây dựng các bản đồ thành phần các yếu tố gây ra lũ quét và bản đồ phân vùngnguy cơ lũ quét khu vực thượng lưu bằng phương pháp GIS

- Xây dựng mô hình dòng chảy MIKE trong mô phỏng dòng chảy lưu vực Xâydựng bản đồ nguy cơ lũ quét trên cơ sở vận tốc dòng chảy lớn nhất trong trận mưangày lớn nhất có tần suất 1%

- Xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ lũ quét trên cơ sở tổ hợp GIS và mô hìnhhóa

- Đề xuất các giải pháp phòng tránh

6 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp điều tra thu thập, xử lý số liệu khí tượng thuỷ văn, số liệu địahình, bình đồ khu vực, tổ chức đi khảo sát thực địa

- Phương pháp bản đồ và hệ thống thông tin địa lý (GIS)

- Sử dụng các mô hình toán thủy văn, thủy lực và các công nghệ xử lý sốliệu, để hỗ trợ cho công tác tính toán, lập bản đồ phân vùng nguy cơ lũ quét

7 Cấu trúc của luận văn

Chương 1: Tổng quan về khu vực nghiên cứu và các vấn đề nghiên cứuChương 2: Hiện trạng và nguyên nhân lũ quét lưu vực sông Kôn – Hà ThanhChương 3: Xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ lũ quét

Chương 4: Đánh giá độ rủi ro và đề xuất các giải pháp phòng tránh

Kết luận và kiến nghị

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC VÀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Điều kiện địa lý tự nhiên và kinh tế xã hội:

1.1.1 Điều kiện địa lý – tự nhiên

1.1.1.1 Vị trí địa lý

Lưu vực sông Kôn - Hà Thanh được tạo bởi hai con sông lớn nhất thuộc lưuvực: sông Kôn và sông Hà Thanh, chảy qua 5 huyện và 1 thành phố: Vĩnh Thạch,Tây Sơn, Vân Canh, An Nhơn, Tuy Phước và thành phố Quy Nhơn Có tổng diệntích lưu vực: 3.606km2

Tọa độ vị trí địa lý như sau:

Về mặt trắc lượng hình thái có thể phân chia địa hình lưu vực ra thành 3 dạngchính: Địa hình núi, địa hình đồi núi xen lẫn đồng bằng, địa hình đồng bằng lòngchảo xen lẫn thung lũng và địa hình đầm phá ven biển

Vùng núi chiếm 2/3 diện tích lưu vực thường có độ cao trung bình từ 700 1.000 m, trong đó có 11 đỉnh cao trên 1.000 m Các dãy núi liên kết với nhau chạytheo hướng Bắc – Nam và Tây Bắc – Đông Nam Đặc điểm của núi ở khu vực này

-có sườn dốc đứng, đỉnh nhọn, chúng thường bị chia cắt bởi nhiều đường phân thủy.Nhiều khu vực núi ăn ra sát biển tạo thành các mỏm núi đá dọc theo bờ, vách núidốc đứng và dưới chân là các dải cát hẹp Chính đặc điểm này làm cho vùng hạ lưu

có nguy cơ cao về lũ ống, lũ quét

Vùng đồi núi sót xen lẫn đồng bằng bao gồm các đồng bằng bóc mòn tích tụnằm phía hạ lưu sông: Quy Nhơn, An Nhơn v.v thường có những đồi núi sót nằmrải rác không theo qui luật, độ cao trung bình khoảng 50 - 200 m.

Vùng đồng bằng lòng chảo xen lẫn thung lũng ở Tuy Phước

Hình 1.1 Bản đồ địa hình lưu vực sông Kôn – Hà Thanh

Vùng đầm phá ven biển và bờ biển khá phổ biến trong vùng duyên hải Cácđầm phá được ngăn cách với biển bởi các đồi cát hoặc các dãy núi thấp và trao đổinước với biển qua một cửa rất hẹp thuộc dạng bờ biển tích tụ - mài mòn đang bị sanbằng.

1.1.2 Cấu trúc địa chất

Theo thuyết minh bản đồ địa chất khoáng sản Bình Đinh do Liên đoàn Địachất Trung Trung bộ, trên lưu vực sông Kôn – Hà Thanh có mặt các phân vị địatầng sau (Hình 2.1)

1.1.2.1 Địa tầng

a Giới Ackeiozoi:

1 HỆ TẦNG KON COT (A-PPkc): Trong phạm vi nghiên cứu, các đá thuộc

hệ tầng Kon Cot chỉ lộ ra trên diện tích nhỏ vùng cực tây huyện Tây Sơn

Thành phần thể đá gneis biotit - granat - cordierit dày 15m, đôi khi gặp khánhiều tập granulit mafic Vài nơi còn gặp thể đá amphibolit, đá gneis biotit dày

2 HỆ TẦNG XA LAM CÔ (A-PPxlc): Hệ tầng Xa Lam Cô phân bố chủ yếu

tại các khu vực Sông Kôn, Bình Nghi Hệ tầng Xa Lam Cô có thành phần thạch học

từ dưới lên gồm đá phiến plagioclas - biotit - hypersten xen lớp mỏng đá gneis biotit

- silimanit - granat - cordierit, plagiogneis biotit - granat xen lớp mỏng granulitmafic hai pyroxen, đá phiến thạch anh - biotit - silimanit - granat - cordierit

3 HỆ TẦNG ĐẮC LÔ (A-PPđl): Hệ tầng Đắc Lô phân bố ở khu vực thượng

nguồn sông An Lão, thượng nguồn sông Kôn, khu vực sông Biên và khu vực xã CanhLiên huyện Vân Canh Thành phần gồm các đá plagiogneis biotit - granat, plagiogneisbiotit - granat - silimanit - cordierit xen đá hoa wolastonit - olivin - granat

b Giới Mezozoi:

4 HỆ TẦNG MANG YANG (T2my): Trên diện tích của lưu vực sông Kôn –

Hà Thanh, các thành tạo nguồn núi lửa sinh thuộc hệ tầng Mang Yang chỉ phân bố ởphần phía nam của tỉnh, chủ yếu ở khu vực Diêu Trì - Vân Canh (70 km2) tạo mộttrũng núi lửa hẹp, rộng 3-7 km, kéo dài chừng 15km theo phương ĐB-TN Thànhphần thạch học các đá bao gồm chủ yếu là ryolit, ryodacit, felsit và tuf vụn núi lửacủa chúng, xen kẹp các lớp mỏng hoặc thấu kính trầm tích (đá phiến sét silic) vàtrầm tích nguồn núi lửa sinh (cuội sạn kết tufogen, cát kết tufogen, bột kết tufogen,tufit, sét kết tufogen)

c Giới Kainozoi:

Hình 1.2 Bản đồ địa chất lưu vực sông Kôn – Hà Thanh

* Hệ thứ tư (Q): Gồm các trầm tích bở rời cuội, sỏi, cát, bột, sét, phân bố

trong các thung lũng sông suối và đồng bằng ven biển Các trầm tích bở rời phân bố

ở thượng nguồn sông, suối Thành phần thường ở phần dưới là cuội, cuội tảng, cátthô, dần lên trên là cát, cát pha sét, có bề dày 2 - 5 m Chiều dày phổ biến 10 - 15m.

1.1.2.2 Magma

Đá Magma khá phổ biến và đa dạng, chiếm một phần khá lớn trong diện tíchcủa lưu vực, có mặt các đá từ basic đến axit, từ cổ nhất (Ackei) đến trẻ nhất (Kreta)

núi nhỏ và vừa ở khu vực Phù Mỹ, đèo An Khê và Tây Nam Vân Canh Cấu trúccủa nó kéo dài trùng phương với cấu trúc đá biến chất Protezozoi, đặc trưng bởi các

đá granitogơnai biotit, granit micatit, piaziogranit micatit và các đại mạch pecmatit.Cấu tạo gơnai dạng vân, dạng dải

biến, có cùng nguồn gốc với phun trào axit hệ tầng Măng Giang (T2mg), như các

khối Phương Mai (Quy Nhơn), có một diện tích tổng cộng khoảng 10km2, cóhình dạng kéo dài theo hướng Bắc - Nam Ở Phía Đông và Tây Nam gặp quan hệtrực tiếp granitbiotit hạt lớn đến vừa màu hồng thuộc pha 2 phức hệ Vân Canh bịxâm nhập nông gabrodiorit pocfia phức hệ Cù Mông tuổi Paleogen xuyên cắt gâybiến chất nhiệt

khu vực Hòn Giang, Nam Tây Sơn; đặc trưng bởi các đá diorit, hocblen, granodioritsẫm màu bị ép, cấu tạo dạng gơnai Tuổi của phức hệ là Paleozoi

tạo, Có tính chất phân dị từ Basic đến axit, phân bổ chủ yếu ở khu vực sông Kôn

Giằng, Quế Sơn và các đá biến chất cổ Phân bố khá phổ biến nhiều nơi, nhưng tậptrung chủ yếu ở phần phía Nam của tỉnh Phức hệ Vân Canh phân dị nhiều pha.Thành phần chủ yếu là granit kiềm đốt và granit kiềm

tích nhỏ ở khu vực Phú Tài, đèo Cù Mông, đặc trưng bởi các đá granit, granodiorit

có amfibol, hạt trung đến thô, màu xám sáng, xám sẫm Tuổi của phức hệ Phú Tài

là Paleozoi

1.1.2.3 Kiến tạo

Trong lưu vực sông Kôn – Hà Thanh các hoạt động kiến tạo phá hủy xảy rakhá mạnh mẽ và đa dạng Nhìn chung có 2 hệ thống đứt gãy chính, đó là hệ thốngTây Bắc - Đông Nam (á kinh tuyến) và hệ thống Đông Bắc - Tây Nam (á vĩ tuyến).Chúng phát triển thành đới kéo dài từ vài chục km đến 50 - 70 km

a Hệ thống đứt gãy theo phương Đông Bắc - Tây Nam:

Hệ thống đứt gãy này có thể được hình thành trong giai đoạn tạo núiPaleozoi và tái hoạt động trong Mezozoi Chúng phát triển thành đới đứt gãy kéo ranhững khoảng nâng khác nhau trong từng mảng của địa khối Kon Tum Điển hìnhcho hệ thống đứt gãy phương Đông Bắc - Tây Nam là đới đứt gãy Phù Mỹ - PhúPhong, đới đứt gãy Tuy Phước - Vân Canh Các đứt gãy này có độ sâu đến vỏgranit, tạo thuận lợi cho sự phát triển các magma xâm nhập tuổi Paleozoi muộn

b Hệ thống đứt gãy theo phương Tây Bắc - Đông Nam:

Chuyển dần theo phương á kinh tuyến, có thể được phát sinh muộn hơn hệthống đứt gãy trên và tái hoạt động mạnh mẽ trong giai đoạn tạo núi Mezozoi muộn

- Kainozoi Đặc trưng cho hệ thống đứt gãy này là các đới đứt gãy Sông Phước Lãnh dài trên 150 km Đới đứt gãy An Lão - Phù Mỹ, đứt gãy Phú Phong -Tuy Phước, Hội Vân - Phương Phi (Phù Cát) Những đới đứt gãy sâu này đã tạothuận lợi cho sự phát triển các phức hệ đá xâm nhập Mezozoi cùng các phun tràotương ứng trong Mezozoi giữa và Neogen - Đệ Tứ[15]

Kôn-1.1.3 Khí hậu – Thủy văn

1.1.3.1 Nhiệt độ không khí

Nhiệt độ không khí trung bình năm ở khu vực miền núi biến đổi từ 20,1 26,1 oC, cực đại trung bình 25,0 - 31,7 oC và cực tiểu 16,5 - 22,7 oC Tại vùng duyênhải, nhiệt độ không khí trung bình năm là 27,0 oC, nhiệt độ cực đại 39,9 oC và cựctiểu 15,8 oC Tổng nhiệt độ năm trong tỉnh (tại Quy Nhơn) đạt 9.636 oC

-1.1.3.2 Độ ẩm không khí

Độ ẩm tuyệt đối trung bình tháng trong năm 22,5 - 27,9 % và độ ẩm tươngđối từ 79 - 92 % tại khu vực miền núi

Độ ẩm tương đối trung bình là 79 % và cực tiểu là 31%

1.1.3.3 Chế độ mưa

Mưa là một yếu tố chính của khí hậu, là yếu tố chi phối khả năng hình thành

và phát triển của hiện tượng ngập lụt, lũ ống, lũ quét

a Lượng mưa trung bình nhiều năm

Lượng mưa trung bình nhiều năm trên lưu vực sông Kôn – Hà thanh từ 2.220– 3.030 mm Vùng mưa lớn là vùng núi Vĩnh Kim, huyện Vân Canh thượng nguồnsông Hà Thanh từ 2.000 - 2.180 mm Những vùng còn lại như vùng ven biển phíaNam tỉnh, huyện Tây Sơn, phía đông huyện miền núi Vĩnh Thạnh và lưu vực hạ lưusông Kôn lượng mưa năm trung bình đạt từ 1.610 - 1.880 mm trong đó tâm mưathấp nhất là khu vực Tân An và các xã phía đông huyện Tuy Phước với lượng mưanăm trên dưới 1.600 mm

Lượng mưa năm lớn nhất gấp 3 - 4 lần lượng mưa năm nhỏ nhất, có nơi gấp

5 lần lượng mưa năm nhỏ nhất

Bảng 1.1 Một số đặc trưng mưa năm trên các trạm KTTV (mm)

Trạm Mưa trung

bình năm

Năm mưalớn nhất

Năm xuấthiện

Năm mưanhỏ nhất

Năm xuấthiện

b Phân bố lượng mưa thời đoạn ngắn

Để phục vụ tính toán ngập lụt, lũ ống và lũ quét, lượng mưa thời đoạn ngắn(ngày và giờ) có vai trò rất quan trọng

Lượng mưa ngày lớn nhất tháng và năm ở một số địa điểm trên địa bàn tỉnhBình Định như sau (Bảng 1.2):

Bảng 1.2 Bảng lượng mưa ngày lớn nhất tháng và năm (mm)

Tháng/Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm

Vĩnh Sơn 51 22 51 69 92 86 57 70 148 278 240 173 278 Vĩnh Kim 47 78 54 73 97 115 83 73 119 377 285 217 377 Bình Quang 44 33 47 80 91 191 96 130 140 304 300 163 304 Bình Tường 50 65 60 76 134 141 86 60 187 259 284 260 281 Vân Canh 83 61 88 100 97 103 99 70 158 365 368 268 368 Qui Nhơn 44 90 67 55 105 129 51 115 129 338 293 165 338Tần suất lượng mưa ngày lớn nhất năm trên một số trạm tỉnh Bình Định (Bảng 1.3)

Bảng 1.3 Bảng tần suất lượng mưa ngày lớn nhất năm (mm)

Vĩnh Sơn 411 367 346 325 311 302 293 282 266 234 222 178Vĩnh Kim 451 400 377 352 337 327 317 305 287 252 240 192Bình Quang 377 341 324 306 294 287 279 269 255 227 217 175Bình Tường 353 323 309 294 284 278 271 263 251 228 220 185Vân Canh 516 451 424 394 377 365 353 339 318 279 265 211Qui Nhơn 456 400 375 348 331 320 309 296 277 241 228 179

c Mưa trong bão và áp thấp nhiệt đới

Mùa bão ở lưu vực sông Kôn – Hà Thanh từ tháng IX đến tháng XII hàngnăm, nhiều nhất là tháng X và tháng XI, nhưng cũng có năm từ giữa tháng VI đã cóbão đổ bộ

Mưa lớn trong bão tập trung trong bán kính 100-200 km, nhưng phạm vimưa lớn không hoàn toàn đồng đều như nhau quanh tâm bão Thời gian mưa lớntrong bão trung bình từ 2-3 ngày, tuy nhiên khi bão kết hợp với không khí lạnh thìdiện mưa lớn sẽ mở rộng và thời gian mưa lớn cũng kéo dài từ 3-5 ngày Hậu quảcủa nó là những trận mưa rất lớn, thời gian mưa lớn tập trung trong vài ngày thườnggây ra lũ lớn, đe dọa cuộc sống của nhân dân sinh sống ven sông hoặc các vùngtrũng thấp, có khi c ̣n lũ quét, lũ ống ở vùng núi

1.1.3.4 Đặc điểm thủy văn

a Mạng lưới thủy văn

Các sông trong lưu vực bắt nguồn từ những vùng núi cao của sườn phía đôngdãy Trường Sơn Ở thượng lưu có nhiều dãy núi bám sát bờ sông nên độ dốc rấtlớn, lũ lên xuống rất nhanh, thời gian truyền lũ ngắn

- Sông Kôn: Sông Kôn là sông lớn nhất trong các sông trong tỉnh có tổngdiện tích lưu vực là 3.067 km2, dài 178 km Sông bắt nguồn từ vùng rừng núi của dãyTrường Sơn 700 – 1.000 m Sông chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam đến ThanhQuan - Vĩnh Phúc sông chảy theo hướng Bắc Nam về đến Bình Tường sông chảytheo hướng Tây Đông và đến Bình Thạnh sông chia thành hai nhánh chính: NhánhĐập Đá chảy ra cửa An Lợi rồi đổ vào đầm Thị Nại; nhánh Tân An có nhánh sông

Gò Chàm cách ngã ba về phía hạ lưu khoảng 2 km, sau khi chảy trên vùng đồng bằngrồi nhập với sông Tân An cùng đổ vào đầm Thị Nại tại cửa Tân Giảng

- Sông Hà Thanh: Sông Hà Thanh bắt nguồn từ những đỉnh núi cao 1100mphía tây nam huyện Vân Canh chảy theo hướng Tây Nam - Đông Bắc Khi chảy vềđến Diêu Trì sông chia thành hai nhánh: nhánh Hà Thanh và Trường Úc đổ vào đầmThị Nại qua hai cửa Hưng Thạnh và Trường Úc rồi thông ra biển qua cửa QuyNhơn Diện tích lưu vực toàn bộ là 539 km2, dài 58 km [12]

Hình 1.3 Bản đồ hệ thống sông suối lưu vực sông Kôn – Hà Thanh

b Dòng chảy mùa lũ

Mùa lũ ở lưu vực sông Kôn – Hà Thanh bắt đầu từ tháng 10 và kết thúc vàotháng 12 Dòng chảy mùa lũ các sông trong tỉnh rất lớn và biến đổi rất phức tạp.Tổng lượng dòng chảy trong mùa lũ chiếm tới 70% lượng dòng chảy cả năm

*Mưa sinh lũ

Ở lưu vực sông Kôn – Hà Thanh các loại hình thời tiết gây mưa sinh lũthường các loại sau: Bão, ATNĐ đơn thuần đổ bộ vào đất liền hoặc hoạt động vùngven biển từ 11 - 16 độ vĩ Bắc; Bão, ATNĐ đổ bộ vào đất liền hoặc ven biển từ 8 -

16 độ vĩ Bắc kết hợp với không khí lạnh; Không khí lạnh kết hợp với dải hội tụnhiệt đới, rãnh thấp từ 8 - 16 độ vĩ Bắc; Không khí lạnh kết hợp nhiễu động trongđới gió Đông trên cao hoặc gió Đông Bắc mạnh

* Chế độ lũ

Qua số liệu thống kê trong nhiều năm cho thấy: Lưu vực sông Kôn (đến trạmBình Tường) trung bình có khoảng 3 trận lũ mỗi năm trong đó lũ sớm chiếmkhoảng 5%, lũ muộn chiếm khoảng 11%, còn lũ chính vụ chiếm khoảng 84%;

Các đặc trưng lũ:

*Mực nước đỉnh lũ và lưu lượng đỉnh lũ: Mực nước và lưu lượng cao nhất

đóng một vai trò rất quan trọng trong việc chủ động điều hành các hoạt động kinh

tế, chính trị, xã hội của tỉnh và nhất là trong công tác quy hoạch thiết kế các côngtrình có nguy cơ chịu ảnh hưởng bởi độ cao mực nước và phòng chống lũ lụt [12]Bảng 1.4 Mực nước cao nhất các trạm KTTV lưu vực sông Kôn – Hà Thanh

Sông Trạm Thời gian

19/11/1987Thạnh Hoà 1976- 2003 9,44 19/11/1987

Hà Thanh Vân Canh 1988- 2003 47,56 07/11/1988

Diêu Trì 1993- 2003 6,60 23/10/1993

Bảng 1.5 Tần suất lưu lượng đỉnh lũ, modun đỉnh lũ

Trạm Đặc trưng Tần suất (%)

* Cường suất và biên độ mực nước lũ:

Cường suất, biên độ mực nước lũ thay đổi theo dọc sông, càng về phía hạ lưucường suất, biên độ mực nước lũ giảm

Đối với các sông trong tỉnh ở thượng lưu biên độ lũ lớn nhất khoảng 6 - 7 mvới cường suất lũ lớn nhất khoảng 2 - 2,50 m/giờ, vùng hạ lưu biên độ lũ lớn nhấtkhoảng 4,5 - 5 m với cường suất lũ khoảng 1 - 1,50 m/giờ

1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội

Khu vực nghiên cứu là lưu vực sông Kôn – Hà Thanh gồm: 4 huyện VĩnhThạnh, Tây Sơn, Tuy Phước, Vân Canh, 01thị xã An Nhơn và 01 thành phố QuyNhơn với tổng diện tích 3.609 km2 Trong đó diện tích đồi núi chiếm 2/3 diện tíchtoàn vùng Mật độ dân số trung bình 750 (người/km2) tập trung ở TP Quy Nhơn, thị

xã An Nhơn, huyện Tuy Phước và huyện Tây Sơn; còn mật độ dân số ở 2 huyệnmiền núi Vĩnh Thạnh và Vân Canh thấp hơn nhiều trung bình từ 36 (người/km2)

Tất cả các huyện, thị xã đều có trường học đạt chuẩn, các thôn bản làng xãđều có trường THCS, các huyện có 1 trường THPT; các công trình phúc lợi xã hộitương đối đầu đủ và khang trang; mạng lưới điện quốc gia phủ kín khu vực.[22]

1.3 Cơ sở hạ tầng và phát triển kinh tế

Giao thông đi lại trong khu vực khá thuận tiện, có tuyến đường sắt và tuyếnđường QL1A Bắc – Nam đi qua; có đường Quốc lộ 19 thuộc địa bàn huyện TâySơn nối liền với các tỉnh Tây Nguyên, Nam Lào Đường nội địa liên thôn liên xãphần lớn đã được bê tông hóa và thảm nhựa giúp bà con trong vùng thuận tiện trongviệc lưu thông hằng hóa, phát triển kinh tế của vùng

Trong khu vực có đủ hệ thống lưới điện các loại: Đường dây cao áp, đường dây

hạ áp cùng các trạm biến áp phân phối Toàn bộ phường, xã trong tỉnh có điện, trong đóchủ yếu sử dụng điện lưới quốc gia Nước sinh hoạt chủ yếu là nước máy và giếng bơm

Mạng lưới bưu chính viễn thông với đủ các loại hình dịch vụ có thể đáp ứng

nhanh chóng nhu cầu trao đổi thông tin, liên lạc

Cảng Quy Nhơn là một trong 10 cảng biển lớn của Việt Nam, có độ sâu 8,50

m và có thể đón tàu trọng tải 30.000 tấn ra vào an toàn

1.4 Tổng quan về lũ quét

1.4.1 Khái niệm về lũ quét

Mặc dù các nhà khoa học đều thống nhất tính chất tàn phá khốc liệt của lũquét nhưng khái niệm về lũ quét cho đến nay vẫn chưa thống nhất

Theo quan điểm của một số nhà khoa học trong và ngoài nước:

- Theo WMO thì lũ quét (flash flood) thường xảy ra trên diện hẹp và trongthời gian ngắn (nhỏ hơn 6 giờ), biểu đồ lũ nhọn, nước lũ bất thần xuất hiện, lênxuống rất nhanh Sự khác nhau cơ bản với lũ thường là sự xuất hiện bất ngờ vàkhoảng thời gian rất ngắn từ hiện tượng cho đến lũ

- Theo Frederik C.C thì các trận lũ quét xuất hiện là kết quả của sự tập trungnhanh chóng một lượng nước mưa dông ở một vùng đồi núi Tốc độ lũ và sức pháhoại do lũ tạo nên sự nguy hiểm của lũ quét

- Theo Vụ Nhân đạo - Liên Hiệp Quốc (DHA) thì lũ quét là lũ có thời đoạnngắn và lũ lớn, khi có bão, mưa lớn tập trung nhanh sinh ra lũ trên các sườn dốc,sóng lũ có thể truyền rất nhanh gây ra những tàn phá bất ngờ và nghiêm trọng Do

lũ hình thành trong một thời gian ngắn nên việc dự báo rất khó khăn

- Theo Cao Đăng Dư, Lê Bắc Huỳnh thì lũ quét là một loại lũ lớn, xảy ra bấtngờ, duy trì trong thời gian ngắn (lên nhanh, xuống nhanh), có sức tàn phá lớn

- Theo Ngô Đình Tuấn, lũ quét là loại lũ có tốc độ rất lớn (quét), xảy ra bấtthần (thường xuất hiện vào ban đêm; nơi xảy ra có khi mưa, lũ ) trên một diện tíchnhỏ hay lớn, duy trì trong một thời gian ngắn hay dài (tùy từng trận mưa lũ), mangnhiều bùn cát, có sức tàn phá lớn

Có thể thấy rằng, lũ quét là lũ hình thành do mưa kết hợp với các tổ hợp bấtlợi về điều kiện mặt đệm (địa hình, địa mạo, lớp phủ thực vật ) sinh ra dòng chảytrên các bề mặt sườn dốc (lưu vực, sông suối); dòng chảy lũ truyền rất nhanh về hạ

lưu và gây ra những tàn phá bất ngờ và nghiêm trọng ở khu vực sườn núi và dọcsông mà nó tràn qua

Sự hình thành lũ quét thông thường trải qua ba giai đoạn sau:

- Giai đoạn hình thành lũ: Mưa lớn, cường độ lớn gây hình thành dòng lũ mặtlớn và đặc biệt tràn ngập trên mặt lưu vực nhỏ vùng núi dốc có độ che phủ rừng ít,

bị khai thác nhiều, tiềm tàng những điều kiện thuận lợi cho xói mòn, rửa trôi đất đá,bùn cát, cây cối, song lòng dẫn lại tiêu thoát kém Khu vực sinh ra lũ là phần thượngnguồn lưu vực sông có độ dốc lớn, thường chiếm 2/3 diện tích lưu vực Tại đây, cácquá trình chính hình thành dòng chảy mặt, xói mòn, rửa trôi mặt đất xảy ra mạnhnhất Quá trình tập trung dòng lũ cũng xảy ra đồng thời, song chưa mạnh mẽ

- Giai đoạn tập trung lũ: Nước lũ gây xói mòn, rửa trôi, sạt, trượt, sụt lởmạnh mặt lưu vực, cuốn theo các vật chất rắn, dòng lũ khi đó thay đổi căn bản vềchất, trở thành dòng chất lỏng – rắn (gồm: nước – bùn đá – cây cối …) tập trungvào sông chính Lũ khi đó có tổng lượng lớn hơn hẳn tổng lượng dòng lũ nước sinh

ra nó Khu vực tập trung dòng lũ quét, nơi quá trình xói sâu còn xảy ra mạnh, sạttrượt lở đất đá, cuốn trôi cây cối, tắc ứ tạm thời rồi sau đó vỡ hàng loạt…

- Giai đoạn vỡ và quét: Nơi bị quét mạnh nhất là cuối sườn dốc khi thế năng đãchuyển hóa thành động năng, trong đó hiện tượng xói sâu, lở, sạt trượt còn xảy ra ởcường độ cao trên đoạn đầu của thung lũng trước khi lũ quét thoát được dòng chính

1.4.2 Các dạng của lũ quét

Cũng tương tự như khái niệm về lũ quét, việc nhận dạng và phân loại lũ quétcũng có nhiều ý kiến khác nhau

Phân loại dựa vào nguyên nhân hình thành:

Theo Cao Đăng Dư, Lã Thanh Hà [5,29], lũ quét được phân thành 4 loại sau:

- Lũ quét xảy ra do mưa lớn, tập trung trên lưu vực mà điều kiện mặt đệmban đầu vẫn được giữ nguyên Đây thường là những trận lũ quét đều đã xảy ra cáchđây nhiều năm, trên lưu vực nhỏ miền núi, hẻo lánh nên thiệt hại trực tiếp về người

và của thường rất ít vì dân thưa thớt Những dấu tích để lại những vết sạt lở có khi

cả mảng núi lớn hoặc những bãi bồi cuội sạn rộng đến hàng ha

- Lũ quét gây ra do mưa lớn tập trung trên lưu vực, mà ở đó có tác động củacon người mạnh mẽ, làm biến đổi lớp phủ, mặt đệm lưu vực và tiết diện dòng chảy,thay đổi khả năng của đất Đây là loại phổ biến đáng quan tâm nhất hiện nay Phárừng, khai thác gỗ, củi thiếu quy hoạch, không dọn sạch trước khi lũ xảy ra, cũng làtăng mức độ nguy hiểm của lũ Gỗ, củi, cây cối cùng với đá sỏi, đất, rác bị lũ cuốntrôi có thể tạo thành barie ngăn nước tạm thời Sau đó, do áp lực nước gia tăng, đậptạm thời bị vỡ, nước lũ tràn xuống và sức tàn phá của lũ tăng gấp bội

- Lũ quét xảy ra tại các công trình nhân sinh Tác động của công trình nhưbắc cầu, xây cống qua sông suối, xây dựng các công trình ven sông suối khôngđược quy hoạch và tính toán thiết kế đầy đủ, không lường hết khả năng xảy ra của

lũ quét đã làm tắc nghẽn lòng dẫn, nước lũ thoát đi khó khăn, tạo nên các điểm tíchnăng Đến một lúc nào đó, nước lũ cuốn trôi cả cầu cống, phá huỷ các công trìnhcản dòng chảy lũ, gây thiệt hại rất lớn ở vùng hạ lưu Trong đó, vỡ đập chắn nướcgây nên một loại lũ quét khốc liệt nhất mà vai trò của con người là rất quan trọng

Theo Vũ Cao Minh [18], lũ quét chia thành 7 dạng theo nguyên nhân:

Lũ quét sườn: Cường suất và tốc độ lũ rất lớn Lũ đến bất thần, tàn phá dạng

cuốn trôi nhanh, rút nhanh Trong dòng lũ chứa ít bùn đá Lũ phát sinh chủ yếu domưa cường độ lớn trên các lưu vực có khả năng tập trung nước nhanh và xảy ra trêncác sườn dốc có điều kiện mặt đệm thuận lợi

Lũ quét vỡ dòng tự nhiên: Lũ quét vỡ dòng phát sinh do các hồ tự nhiên

trong các thung lũng sông miền núi Đặc trưng động lực học của lũ là có dạng sóngvới tốc độ đặc biệt cao

Lũ quét vỡ dòng nhân tạo: gần giống với lũ quét vỡ dòng tự nhiên Điểm

khác biệt ở trường hợp vỡ dòng nhân tạo là do mưa lớn kết hợp với sự cố công trình

hồ đập chứa nước Nguyên nhân chính dẫn đến lũ quét vỡ dòng nhân tạo là mưa lớn

và chất lượng an toàn công trình thấp

Lũ quét nghẽn dòng tự nhiên: Lũ quét nghẽn dòng tự nhiên thường xảy ra đối

với các cụm dân cư ở các vùng thung lũng giữa núi Đặc trưng cơ bản của loại lũ này

là cường suất tương đối cao, kéo dài (nhiều giờ, thậm chí nhiều ngày) Tác nhân chủyếu dẫn đến lũ quét là do nghẽn dòng tự nhiên gây ra bởi cấu trúc địa chất – địa hình

đặc thù và mưa lớn trên diện rộng Lũ quét nghẽn dòng tự nhiên có thể lặp đi lặp tạinhiều lần trên một khu vục nếu phần thu hẹp của dòng chảy không được mở rộng

Lũ quét nghẽn dòng đột biến: Loại hình lũ này đã xảy ra tại Sơn La và các

nơi khác thuộc miền núi phía Bắc Lũ có diễn biến tương đối giống với lũ quétnghẽn dòng tự nhiên, xong khác biệt ở tác nhân gây nghẽn dòng Ở loại hình lũ quétnày, tác nhân chủ yếu là trượt lở, sập hang, đất đá gỗ cây lấp cửa hang thoát nướclàm cản trở dòng chảy, hình thành hồ chứa tạm thời và đến một lúc nào đó thì gây

vỡ đập và tạo lũ quét ở vùng hạ lưu

Lũ bùn đá (mudflow, debris flow) là một loại hình lũ quét sườn đặc biệt với

dòng nước có lượng vật chất đậm đặc bùn đá và động năng lớn Lũ bùn đá phát sinh

từ thượng nguồn các suối nhỏ, hầu hết là phụ lưu bậc I, II, nơi đất đá bị trượt lởmạnh và tuôn chảy ra các cửa suối

Lũ quét hỗn hợp: Là sự kết hợp cùng một lúc hai hay nhiều loại hình lũ quét

khác nhau Diễn biến và tác hại của lũ quét hổn hợp rất phức tạp và lớn Tác nhângây lũ quét hỗn hợp rất đa dạng

Phân loại lũ quét theo tính chất của dòng chảy

Ngô Đình Tuấn, chia lũ quét (flash flood) thành 3 dạng, được đặt các tênkhác nhau theo các thuật ngữ tiếng Anh:

- Sweeping: Lũ quét xảy ra với tốc độ lớn và ngắn, quét đi mọi chưởng ngạitrên đường nó đi qua

- Mudflow: Lũ bùn đá có mang nhiều bùn, đá trong dòng lũ

- Debris flood: Loại lũ mang nhiều rác, cành cây, cuội sỏi

Ngoài ra còn một số phân loại lũ quét khác như : Phân loại theo độ lớn và nguồngốc phát sinh;lũ quét dòng tự nhiên, lũ quét dòng nhân tạo …

Các trận lũ quét đã xảy ra ở các địa phương trong nước

Trong những năm gần đây hiện tượng lũ quét xuất hiện ngày một tăng vàkhoảng cách ngày một thu hẹp lại; quá trình lũ quét xảy ra chủ yếu ở các tỉnh phíaTây Bắc, Trung Bộ và khu vực Tây nguyên, tính chất và quy mô của các trận lũ quétrất khác nhau nhỏ đến lớn, có trận chỉ bao gồm khu vực nhỏ như một bản, nhóm dân

cư ven sườn núi, có trận trên quy mô lớn trải dài trên một lưu vực sông, suối

Dưới đây là một số trận lũ quét đã xảy ra ở nước ta ở các khu vực có điềukiện tương tự như lưu vực sông Kôn – Hà Thanh

- Trận lũ quét ở Bình Sơn, Quảng Ngãi vào tháng 11 năm 2010 đã gây thiệt hại

lớn về người và tài sản của người dân, nhiều ngôi nhà bị cuốn trôi, trường học vàđường sá bị hư hỏng nặng, nhiều diện tích lúa và hoa màu không thu hoạch được

- Trận lũ quét tại Kon Tum tháng 10/2009 xảy ra ngày 29/9/2009, do ảnh hưởng

của cơn bão số 9, đã xảy ra trận lũ, lũ quét đặc biệt lớn trên sông Đak BLa Do mưalớn, tập trung và kéo dài nhiều ngày đã gây ra lũ ở thượng nguồn, dòng chảy sôngĐak BLa tạo thành dòng lũ quét gây thiệt hại nặng ở các phường Lê Lợi, phườngQuyết Thắng thành phố Kon Tum Cơn lũ cuồng nộ đã san phẳng tất cả nhà cửa,các công trình kiến trúc Hai bên đường Trương Quang Trọng, lúc trước, hàng chụcngôi san sát nhau Thế nhưng, sau một trận lũ, 41 căn nhà không còn dấu tích

- Trận lũ quét tại Bình Sơn, Quảng Ngãi tháng 11/2010 xảy ra ngay tại vùng núi

sát biển thuộc tỉnh Quảng Ngãi Do mưa lớn, nước lũ từ trên núi Đồng Tranh chiều14/11/2010 đổ dồn về xuôi, xén đôi tuyến đường về làng chài Phước Thiện, huyệnBình Sơn, cô lập 1.500 hộ dân Lũ quét đã khoét sâu tuyến đường độc đạo về làngchài Phước Thiện kéo dài hơn 10 mét, kèm theo một điểm sạt lở núi với hàng nghìnmét khối đất đá, cô lập hoàn toàn 1.500 hộ dân với khoảng 6.000 người Trận lũ còncuốn 9 ngôi nhà, cắt đôi khu dân cư ở xóm 3, thôn Phước Thiện, biến con đườnggiữa làng thành một dòng sông chảy xiết ra đến mép biển

- Trận lũ quét tại Sơn Hà, Quảng Ngãi tháng 11/2013 xảy ra chiều ngày 15 tháng 11

năm 2013, do mưa lớn nước lũ lên quá nhanh tạo thành trận lũ quét ở xã Sơn Nam,huyện Sơn Hà Lũ quét đã làm cho ngôi nhà tập thể của giáo viên Trường Sơn Nam bị

đổ sập Ngoài ra còn có 5 ngôi nhà của dân cũng bị nước lũ san thành bình địa

- Lũ quét tại Đại Mỹ, Đại Hưng, Đại Lộc tháng 09 năm 2013 trận lũ quét xuất

phát từ dòng sông Kôn kéo dài 7 giờ tối ngày 18 tháng 9 năm 2013 đến 1 giờ sánghôm sau Một số nhà dân ở đầu thôn bị xói lở, sụt lún rất nghiêm trọng Trận lũ đãgây ngập 1.342 hộ dân, 30 ha lúa gieo vụ đông, một số gia cầm bị cuốn trôi Không

ít nhà bị bùn non, cát ngập sâu Tuyến đường bê tông giao thông nông thôn có đoạncát ngập sâu đến 2m

- Lũ quét ở tỉnh Bình Định trận lũ tháng 11 năm 2013 là trận lũ lớn trên địa

bàn tỉnh Bình Định, đặc biệt trên lưu vực sông Kôn – Hà Thanh Do ảnh hưởngcủa hoàn lưu bão số 15 kết hợp với không khí lạnh tăng cường và nhiễu động gióĐông trên cao, nên từ ngày 14-15/11, tỉnh Bình Định có mưa rất to từ đêm ngày14/11 đến 18/11, lượng mưa phổ biến 250 - 460 mm, gây lũ lịch sử Lũ diễn biếnrất nhanh, trong vòng từ 6 - 8 giờ đã xuất hiện lũ ở hạ lưu các sông Lũ lụt xảy ratrên diện rộng, phạm vi toàn tỉnh, bao gồm 10 huyện, thị xã và một số phường củathành phố Quy Nhơn Nhà dân vùng lũ đều ngập sâu, có nơi ngập 6 - 8 m, và bịchia cắt Mức nước các sông đều trên báo động III Đặc biệt trên sông Kôn đã xuấthiện lũ lớn lịch sử Mức nước tại Thạnh Hòa đạt 9,68 m lúc 5 giờ ngày 16/11/2013,trên báo động III 1,68 m, vượt lũ lịch sử 0,24 m (năm 1987)

Đợt mưa lũ đã gây thiệt hại nặng nề Đã làm 31 người chết, 14 người bịthương; 101.932 nhà bị ngập nước, 292 nhà ở sập đổ, 560 nhà hư hỏng; 1.817 haruộng bị sa bồi thủy phá; cơ sở hạ tầng giao thông, thủy lợi, điện nước, văn hóa -

xã hội bị tàn phá nặng nề… Tổng thiệt hại 2.215 tỷ đồng

Qua các trận lũ quét kể trên, chúng ta có thể thấy rằng, lũ quét xảy ra hầukhắp trong cả nước, từ đồng bằng cho đến miền núi Đây chỉ là một số ít các trận lũquét đã từng xảy ra bởi vì phần lớn các trận lũ quét đều xảy ra ở khu vực miền núihẻo lánh, không có dân cư sinh sống

1.5 Tổng quan về các công trình nghiên cứu về lũ quét và phương pháp xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ lũ quét.

1.5.1 Tổng quan về các công trình nghiên cứu

Việc nghiên cứu lũ quét ở nước ta được tiến hành chậm hơn và cũng mớichỉ bắt đầu từ những năm đầu thập kỷ 90 của thế kỷ trước sau một số trận lũ quétgây thiệt hại lớn ở Lai Châu và Sơn La được khởi đầu bằng đề tài KT-ĐL 92-14của Viện khí tượng thủy văn (nay là Viện Khoa học KTTV và Môi trường) Sau

đề tài này là hai đề tài cấp Nhà nước của Viện Điạ chất thuộc Trung tâm Khoa học

Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia (nay là Viện hàn lâm Khoa học và Công nghệViệt Nam) với nội dung lập bản đồ tai biến môi trường (10 tai biến, trong đó có lũquét) Lần đầu tiên, trên 50 trận lũ quét xảy ra trong những năm gần đây đã được

điều tra đánh giá bước đầu Các nhân tố quan trọng nhất hình thành lũ quét - lũbùn đá đã được phân tích Phương pháp mới đánh giá, xây dựng bản đồ lũ quét lầnđầu tiên được đưa vào nước ta Các giải pháp chung tương đối toàn diện phòngchống lũ quét đã được đề ra Kết quả nghiên cứu đã lập bản đồ phân vùng lũ quéttrên bản đồ tỷ lệ 1:500.000 (một số vùng có tỷ lệ lớn hơn 1:250.000, 1:100.000)trên phạm vi cả nước.

Viện Địa chất, Viện KHCN Quốc gia đã thực hiện thành công đề tài theo nghịđịnh thư với chính phủ Vương quốc Bỉ về việc phối hợp nghiên cứu tai biến tựnhiên ở Thừa Thiên Huế bằng việc phân tích viễn thám

Các công trình nghiên cứu theo hướng áp dụng công nghệ viễn thám, GIS về

lũ quét ở Việt Nam đã có nhiều tác giả thực hiện, các kết quả thu được là các bản đồnguy cơ lũ quét Do sự liên quan chặt chẻ giữa lũ quét và sạt lở đất nên có khá nhiềucác công trình nghiên cứu đi sâu vào hai loại hình tai biến này

Có thể tổng hợp các nghiên cứu đó theo các hướng chủ yếu sau:

Xác định các trọng số cho từng lớp dữ liệu theo hướng chủ quan trên cơ sởphân tích tầm quan trọng và sự ảnh hưởng của từng loại dữ liệu đầu vào, sau đó tíchhợp GIS theo mô hình phân tích nhân tố mà không sử dụng mô hình toán học Hạnchế của các nghiên cứu theo phương pháp này là không thể xác định được chính xác

hệ số của từng nhân tố ảnh hưởng

Có sử dụng các mô hình toán học nhưng việc ứng dụng viễn thám vẫn còn hạnchế như ảnh vệ tinh độ phân giải thấp (chủ yếu là dùng ảnh Landsat) và ứng dụngchủ yếu là thành lập bản đồ lớp phủ và hầu hết là thành lập bản đồ nguy cơ lũ quét ở

tỉ lệ nhỏ, các tham số của tự nhiên chưa được xem xét đầy đủ

Hướng nghiên cứu tích hợp công nghệ viễn thám và GIS, hoặc hướng giám sáttheo thời gian thực các tai biến chưa được các nhà khoa học quan tâm đúng mức.Trong số các công trình nghiên cứu đã công bố, có thể đề cập đến một số cáccông trình tiêu biểu sau:

Nguyễn Ngọc Thạch, Trung tâm ứng dụng Viễn thám và GIS, Trường Đại họcQuốc gia Hà nội đã tiến hành nghiên cứu ứng dụng Viễn thám và GIS để cảnh báocác tai biến thiên nhiên trong đó có lũ quét tại tỉnh Hòa Bình Trong đó, tác giả đã

sử dụng ảnh vệ tinh Landsat TM kết hợp với các nguồn thông tin khác như cấu trúcđịa chất, địa mạo, lớp phủ thực vật, độ dốc và hướng dốc (chiết tách từ DEM), hệthống thủy văn và kết quả khảo sát thực địa Từng lớp thông tin về các đối tượngtrong khu vực nghiên cứu được đánh giá và phân loại theo các chỉ số nhạy cảm vớitai biến lũ quét thông qua kinh nghiệm và phân tích định tính mà không sử dụng môhình toán học Tỉ lệ bản đồ nguy cơ lũ quét ở tỷ lệ 1:100.000.

Dưới đây liệt kê một số công trình nghiên cứu tiêu biểu có thể được coi là cơ

sở tư liệu qúy giá tạo ra những bước đi ban đầu không thể thiếu trong nghiên cứu lũquét ở nước ta:

1 Lũ quét và nguyên nhân cơ chế hình thành, TS Lê Bắc Huỳnh, 1994.

2 Xây dựng phương pháp cảnh báo lũ quét, TS Nguyễn Viết Thi và nnk, 1994.

3 Nghiên cứu đánh giá tai biến lũ quét – lũ bùn đá các tỉnh phía Bắc, đề tài

nhánh, Vũ Cao Minh, Viện Địa chất thuộc đề tài: “Nghiên cứu đánh giá tổng hợpcác loại hình tai biến địa chất lãnh thổ Việt Nam và các giải pháp phòng chống”, Đềtài NCKH độc lập cấp Nhà nước 1999 -2003 Chủ trì GS.TS Nguyễn Trọng Yêm

4 Dự án Phòng chống lũ quét ở lưu vực sông Nậm Pàn, Nậm La (Sơn La),

Tổng cục KTTV(cũ), 1995 -1997

5 Nghiên cứu xác định nguyên nhân, sự phân bố lũ quét-lũ bùn đá nguy

hiểm tại các tỉnh miền núi và kiến nghị các giải pháp phòng chống, Đề tài KC08.01

bổ sung, 2005 -2006 (đang thực hiện), Chủ trì GS.TS Nguyễn Trọng Yêm

6 Dự án: Điều tra, khảo sát, phân vùng và cảnh báo khả năng xuất hiện lũ

quét ở miền núi Việt Nam - Giai đoạn I”, Dự án trọng điểm của Bộ Tài nguyên và

Môi trường do Viện KHKTTV&MT chủ trì, 2006-2009

7 Nghiên cứu nguyên nhân hình thành lũ quét và các biện pháp phòng chống - Viện Khí tượng Thuỷ văn, Đề tài NCKH độc lập cấp Nhà nước KT-DL-92-

14, 1992 -1995, Chủ trì PGS.TS Cao Đăng Dư

1.5.2 Các phương pháp xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ lũ quét

Lũ quét tác động đến toàn bộ hoạt động kinh tế xã hội trên một vùng rộng lớn,

do vậy, các nhà quản lý, hoạch định chính sách phát triển rất quan tâm đến khu vực

có nguy cơ lũ quét để đề ra các chính sách và quản lý lãnh thổ hợp lý, hạn chếnhững thiệt hại về con người và cơ sở hạ tầng.

Bản đồ phân vùng nguy cơ lũ quét có tác dụng:

- Chỉ ra vùng có khả năng xuất hiện lũ quét với nguy cơ khác nhau trong lưu vực.Điều này rất cần thiết cho các nhà quản lý khi quyết định xử lý tình huống khẩncấp trong sơ tán dân cư

- Là một trong công cụ tạo cơ sở lựa chọn và phối hợp các biện pháp phòng tránh

lũ quét

- Trợ giúp phân vùng quản lý sử dụng đất trong khu vực có nguy cơ lũ quét

- Là công cụ giúp đề xuất biện pháp phòng lũ quét trong xây dựng cơ bản

- Là tài liệu cơ bản để thiết kế các công trình khống chế lũ quét và ngập úng

- Cung cấp các thông tin cảnh báo để người dân trong vùng lũ quét có biện phápchủ động phòng tránh kịp thời

Hiện nay có rất nhiều các phương pháp xây dựng bản đồ phân vùng cảnh báonguy cơ lũ quét khác nhau, có thể gộp thành 5 nhóm chính:

1 Phương pháp thành lập bản đồ địa mạo trực tiếp;

2 Phương pháp phân tích nhân tố sự xuất hiện lũ quét;

3 Phương pháp kinh nghiệm (heuristic or index based methods);

4 Phương pháp thống kê (statistical methods) trong đó bao gồm cả các phươngpháp có sử dụng thuật toán như mạng thần kinh (neural networks), tập mờ(fuzzy logic) và các hệ thống chuyên gia (expert systems);

5 Các phương pháp nghiên cứu lũ quét dựa trên cơ sở phân tích bài toánthủy văn-thủy lực

Trong các phương pháp nêu trên phương pháp dựa trên mô hình thống kêthường được sử dụng nhiều nhất ở nước ta Mặc dù rất hiện đại và cho kết quả gầnphù hợp với thực tế những các phương pháp nghiên cứu lũ quét dựa trên cơ sở phântích bài toán thủy văn-thủy lực cũng ít được sử dụng do yêu cầu có đầy đủ nguồn sốliệu địa hình, khí hậu – thủy văn và thường áp dụng cho các lưu vực sông suối nhỏ.Trong đề tài luận văn, phương pháp mô hình toán được sử dụng trong xây dựng bản

đồ nguy cơ lũ quét, lũ ống vùng hạ lưu của lưu vực sông Kôn – Hà Thanh

Sau đây, trình bày cụ thể hơn hai phương pháp được sử dụng trong luận văna/ Phương pháp phân tích các nhân tố gây lũ quét (mô hình chuyên gia)

Hiện nay có nhiều phương pháp, mô hình áp dụng công nghệ GIS vào phânvùng nguy cơ lũ quét như đã trình bày ở trên Tuy nhiên do đặc thù của hiện tượng

lũ quét là xảy ra trong thời gian ngắn và những nơi xảy ra hầu như không có thiết bịquan trắc lũ quét cũng như các thiết bị đo dạc khí tượng - thủy văn Do vậy việcđánh giá, phân tích và phân vùng lũ quét là hết sức khó khăn nên việc sử dụng các

mô hình thủy lực hoặc thủy văn nhằm phân vùng nguy cơ lũ quét, lũ bùn đá rất khóthực hiện Chính vì những nguyên nhân khách quan như vậy nên phần lớn các côngtrình phân vùng lũ quét dựa trên cơ sở mô hình kinh nghiệm chuyên gia (Heuristic)

Trong mô hình kinh nghiệm chuyên gia, bước đầu tiên là các yếu tố nguyênnhân gây lũ quét của khu vực nghiên cứu được lựa chọn Mỗi yếu tố nguyên nhângây lũ quét được sử dụng dưới dạng thông số bản đồ Mức độ quan trọng tương đốicủa mỗi thông số bản đồ đối với khả năng xảy ra lũ quét được đánh giá theo kinhnghiệm chủ quan của các chuyên gia, hoặc dựa trên các thông số thống kê của phân

bố lũ quét Trên cơ sở so sánh các thông số gây lũ quét khác nhau, các trọng số sẽđược chỉ định cho mỗi thông số bản đồ Mỗi bản đồ ảnh hưởng tới quá trình lũ quétđược phân chia thành một số lớp khác nhau dựa trên cơ sở về ảnh hưởng tương đốicủa lớp đó với tai biến lũ quét và các giá trị trọng số cũng được chỉ định cho các lớpkhác nhau dựa trên ảnh hưởng của lớp đó đối với quá trình lũ quét Sự chỉ định nàycũng dựa trên cơ sở ý kiến của chuyên gia

Bản đồ giá trị nguy cơ lũ quét được tính toán trong hệ thống GIS cho mộtkhu vực dựa trên công thức của Voogd (1983) cho phân vùng tai biến trượt lở đất,Nguyễn Trọng Yêm và nnk (2006) cải tiến phục vụ cho việc tính toán chỉ số nguy

cơ xảy ra lũ quét, lũ bùn đá (Đề tài nhánh “Nghiên cứu đánh giá trượt lở, lũ quét

-lũ bùn đá một số vùng nguy hiểm ở miền núi Bắc Bộ, kiến nghị các giải pháp phòngtránh, giảm nhẹ thiệt hại” trong đề tài độc lập cấp nhà nước mã số KC-08-01

“Nghiên cứu xây dựng bản đồ phân vùng tai biến môi trường tự nhiên lãnh thổ ViệtNam”, 2006), như sau:

Trong đó: FFI: Chỉ số nguy cơ xảy ra tai biến lũ quét Wj: giá trị trọng số củathông số j wij: Giá trị trọng số của lớp i thuộc tác nhân thứ j gây ra tai biến lũ quét.n: Số lượng tác nhân gây ra lũ quét của khu vực nghiên cứu.

Trong phương pháp chuyên gia, vấn đề tính toán các bản đồ trọng số (hệ sốtầm quan trọng) của các tác nhân gây lũ quét có ý nghĩa rất lớn Mức độ quan trọngtương đối của mỗi thông số bản đồ đối với khả năng xảy ra lũ quét được đánh giátheo chủ quan của chuyên gia Trên sự cơ sở so sánh các thông số gây lũ quét khácnhau, các trọng số sẽ được chỉ định cho mỗi thông số bản đồ Tại Việt Nam,phương pháp phân tích cây hệ thống (AHP) được sử dụng cho việc so sánh mức độquan trọng của các yếu tố, trên cơ sở đó các eigenvector trong ma trận so sánh sẽđược chỉ định làm giá trị trọng số của từng yếu tố

Phương pháp phân tích cây hệ thống (AHP) được Thomas Saaty phát triểntại Trường Thương mại Wharton vào cuối những năm 1970 Đây là một công cụ trợgiúp những những quyết định mang tính phức tạp, không có cấu trúc và đa biến Nótạo nên một phương pháp linh hoạt, dễ hiểu, và dễ sử dụng trong việc phân tíchnhững bài toán phức tạp, và cho phép thể hiện các ý tưởng và giải quyết các vấn đềdựa trên việc xây dựng các giả thuyết Do vậy, công cụ này có tiềm năng cấu trúchóa độ phức tạp và triển khai những quyết định

Phương pháp AHP có thể giải quyết được những bài toán có những trọng sốtùy ý và chấm điểm cho các giải pháp do nó có khả năng tạo cho những người raquyết định có thể suy diễn các giá trị trọng số ưu tiên (Yalcin, 2007) Hơn nữa, điềunày được thực hiện bằng cách sắp xếp lại sự phức tạp đó theo sự phân cấp dạngcành cây và các tính toán tỷ số giá trị thông qua các so sánh tương đối giữa các cặp

Sự so sánh cặp chủ yếu là kết hợp các số dư, làm giảm sai số và tạo ra một sự sosánh nhất quán Như vậy, phương pháp AHP cho phép kết hợp những xem xétkhách quan và chủ quan trong quá trình đưa ra những quyết định

Phương pháp AHP xây dựng dựa trên ba nguyên tắc: phân ly, đánh giá sosánh và tổng hợp ưu tiên Các khái niệm và các công cụ trong AHP gồm: cấu trúc

hóa sự phức tạp theo sự phân cấp dạng cành cây, so sánh cặp, đánh giá số dư,phương pháp eigenvector để tính trọng số và sự xem xét tính không đổi.

Ứng dụng phương pháp AHP cho việc phân vùng nguy cơ tai biến lũ quét, lũbùn đá có thể tìm thấy trong rất nhiều các công trình nghiên cứu khác nhau (Chung

và Leclerc, 1994; Barredo và nnk, 2000; Ayalew và nnk, 2004; Komac, 2006;Nguyễn Trọng Yêm và nnk, 2006) Chỉ số nguy cơ lũ quét trong phương pháp AHPcũng được tính toán trên cơ sở kết hợp tuyến tính các trọng số Trong đó, các trọng

số Wj và các giá trị tỷ số wij được xác định dựa trên các so sánh cặp và các tínhtoán giá trị eigenvector Các giá trị Wj thu được chính là các giá trị eigenvectortrong ma trận mô tả mối quan hệ giữa các yếu tố khác nhau, các giá trị wij sẽ là cácgiá trị eigenvector trong ma trận mô tả mối quan hệ giữa các lớp của một yếu tố

Phương pháp AHP được sử dụng trong nghiên cứu này sẽ thực hiện gán sự

ưu tiên một cách hệ thống theo đề xuất của Saaty (Saaty, 2000) Khi so sánh hai giátrị (giữa các lớp hoặc giữa các tham số trong một lớp), những tỷ lệ tương đối dạng

số sẽ được áp dụng như sau (Bảng 1.6)

Bảng 1.6 Một số giá trị tỷ lệ khi so sánh hai đối tượng

Trọng số Mức độ ưu tiên Giả thích

1 Bằng nhau Hai hoạt động có sự đóng góp bằng nhau khi tác

động đến đối tượng

3 Tương đối Sự đánh giá đối với một hoạt động có phần ưu

tiên hơn so với một hoạt động khác

5 Mạnh Sự đánh giá đối với một hoạt động có sự ưu

tiên hơn hẳn so với một hoạt động khác

7 Rất mạnh Một hoạt động mạnh hơn hẳn hoạt động khác và

sự lấn át của nó có thể thấy được trong thực tế

9 Vô cùng mạnh Bằng chứng về sự lấn át của một hoạt động

đối với hoạt động kia được khẳng định ở mức độcao nhất

Sự đối lập Được sử dụng trong các so sánh nghịch đảo

Một đặc điểm đáng chú ý của phương pháp AHP là nó có khả năng đánh giá

sự không nhất quán theo cặp Các giá trị Eigen cho phép xác định được một giá trị

nhất quán sử dụng như là một dấu hiệu nhận biết sự không nhất quán hoặc tính bắccầu trong một bộ giá trị so sánh giữa hai đối tượng

Saaty (2002) đã chứng minh rằng, đối với một ma trận nghịch đảo nhất quán,giá trị eigen lớn nhất λmax sẽ bằng số cặp đem so sánh n Một giá trị xác định sựmax sẽ bằng số cặp đem so sánh n Một giá trị xác định sựnhất quán, còn được gọi là chỉ số nhất quán (consistency index - CI), được xác địnhnhư sau:

T Saaty (2000) đã tạo ra một cách ngẫu nhiên các ma trận sử dụng các tỷ lệ 1/9,1/8,…, 1, …, 8, 9 để đánh giá cái gọi là chỉ số nhất quán ngẫu nhiên (randomconsistency index - RI) Chỉ số RI trung bình của 500 ma trận được trình bày trong bảng1.7

Bảng 1.7 Chỉ số nhất quán ngẫu nhiên (Random Consistency Index - RI)

Chỉ số nguy cơ lũ quét tính toán theo công thức trên dựa trên các trọng số vàcác tỷ lệ thu được từ các giá trị eigenvector của các ma trận AHP biểu diễn mốiquan hệ giữa các yếu tố khác nhau và của các ma trận biểu diễn mối quan hệ giữacác lớp của một yếu tố Từ đó, bản đồ phân vùng nguy cơ lũ quét sẽ được thành lậptrên cơ sở phân chia tỷ lệ các giá trị FLI thành các lớp nguy cơ lũ quét khác nhau.b/ Phương pháp mô hình thủy văn – thủy lực, xác định dòng chảy để lập bản đồphân vùng nguy cơ lũ quét

Phương pháp này thực chất là sử dụng tài liệu lịch sử các trận lũ quét đãquan trắc được để lập bản đồ ngập lụt hiện trạng Các thông tin bao gồm: lưu lượngđỉnh lũ trên sông, hàm lượng vật chất rắn trong lũ quét, lưu tốc cực đại, thời gian lũlên, cường suất lớn nhất và biên độ lũ Sau đó là xác định vùng sinh lũ, vùng bị

"quét" và vùng bị "bồi lấp", "thoát lũ", "vùng ngập lụt" khi lũ đạt đến đỉnh hoặcmức lụt cao nhất Tiếp theo, sử dụng các mô hình thủy văn, thủy lực để lập bản đồnguy cơ lũ quét trên cơ sở các thông tin dự báo hoặc thiết kế về khả năng mưa vàbiến đổi mặt đệm

Hiện nay, các mô hình thủy văn, thủy lực 1 và 2 chiều được dùng khá rộng rãi

để lập bản đồ ngập lụt do lũ, lũ quét như HEC-RAS (Mỹ), MIKE 11, MIKE 21 (ĐanMạch), ISIS (Anh), VRSAP (Việt Nam), với sự trợ giúp của hệ thống thông tin địa

lư (GIS) Các thông tin cần thiết cho việc sử dụng các mô h́nh thủy văn, thủy lực đểlập bản đồ ngập lụt do lũ, lũ quét bao gồm điều kiện địa hình chi tiết mạng lưới sông,bản đồ sử dụng đất, các thông tin KTTV tại biên vào và ra của mạng sông,

Nhóm phương pháp này thường áp dụng cho một lưu vực sông, suối nhỏ khi

có hoặc tương đối đủ tài liệu về địa hình, thủy văn

Đây là phương pháp khá phổ biến ở trên thế giới trong việc thành lập các bản

đồ cảnh báo nguy cơ trong một khu vực nhỏ, nơi có tầm quan trọng về kinh tế xãhội Ở Việt Nam gần như phương pháp này chưa được sử dụng mặc dù được nhắcđến trong đề án nghiên cứu lũ quét của Viện KTTV và Môi trường