Nghiên cứu áp dụng công thức BALICA-UNESCO phát triển để tính mức độ tổn thương do lũ lụt trên lưu vực sông Thạch Hãn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --- Trương Thị Minh Thư NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÔNG THỨC BALICA-UNESCO PHÁT TRIỂN ĐỂ TÍNH MỨC ĐỘ TỔN THƯƠNG DO LŨ LỤT TRÊN LƯU V

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Trương Thị Minh Thư

NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÔNG THỨC BALICA-UNESCO PHÁT TRIỂN

ĐỂ TÍNH MỨC ĐỘ TỔN THƯƠNG DO LŨ LỤT TRÊN

LƯU VỰC SÔNG THẠCH HÃN, TỈNH QUẢNG TRỊ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Trương Thị Minh Thư

NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÔNG THỨC BALICA-UNESCO PHÁT TRIỂN

ĐỂ TÍNH MỨC ĐỘ TỔN THƯƠNG DO LŨ LỤT TRÊN

LƯU VỰC SÔNG THẠCH HÃN, TỈNH QUẢNG TRỊ

Chuyên ngành: Thủy văn học

Mã số: 60440224

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Nguyễn Thanh Sơn

Hà Nội - Năm 2016

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH

DANH MỤC BẢNG

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN 3

1.1 Tổng quan về các nghiên cứu trong và ngoài nước về tính dễ bị tổn thương do lũ lụt 3

1.2 Đặc điểm địa lý tự nhiên lưu vực sông Thạch Hãn, Quảng Trị 7

1.3 Tình hình lũ lụt và những thiệt hại do lũ gây ra trong những năm gần đây trên lưu vực sông Thạch Hãn 13

Chương 2: PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TÍNH DỄ BỊ TỔN THƯƠNG DO LŨ LỤT 15

2.1 Khái niệm chung về tính dễ bị tổn thương do lũ lụt 15

2.1.1 Khái niệm về tính dễ bị tổn thương 15

2.1.2 Khái niệm về tính dễ bị tổn thương do lũ lụt 15

2.2 Phương pháp Balica-Unesco phát triển 16

2.2.1 Cơ sở phương pháp Balica - Phương pháp Connor & Hiroki 16

2.2.2 Phương pháp Balica-Unesco phát triển 17

Chương 3: ÁP DỤNG CÔNG THỨC BALICA-UNESCO PHÁT TRIỂN ĐỂ TÍNH MỨC ĐỘ TỔN THƯƠNG DO LŨ LỤT TRÊN LƯU VỰC SÔNG THẠCH HÃN, QUẢNG TRỊ 25

3.1 Lựa chọn bộ chỉ số xác định mức độ tổn thương cho lưu vực sông Thạch Hãn, Quảng Trị 25

3.2 Nguồn số liệu, phân tích số liệu 30

3.3 Xác định mức độ tổn thương do lũ lụt cho lưu vực sông Thạch Hãn,

tỉnh Quảng Trị 33

KẾT LUẬN 41

TÀI LIỆU THAM KHẢO 43

Phụ lục 46

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 Vị trí khu vực nghiên cứu 7

Hình 2 Các chỉ số theo các thành phần FVI của Connor & Hiroki 17

Hình 3 Các thành phần của chỉ số tính dễ bị tổn thương do lũ lụt 19

Hình 4 Bản đồ độ dốc lưu vực sông Thạch Hãn, Quảng Trị 31

Hình 5 Bản đồ mức độ dễ bị tổn thương do lũ lụt trên lưu vực sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị - trường hợp 1 có ngập lụt xảy ra 37

Hình 6 Biểu đồ phân bố mức độ dễ bị tổn thương do lũ lụt theo xã –TH1 37

Hình 7 Bản đồ mức độ dễ bị tổn thương do lũ lụt trên lưu vực sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị - trường hợp 2 không có ngập lụt xảy ra 39

Hình 8 Biểu đồ phân bố mức độ dễ bị tổn thương do lũ lụt theo xã –TH2 40

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 Bộ chỉ số tính FVI cho tiểu lưu vực sông 66 Bảng 2 Phân hạng mức độ tính dễ bị tổn thương do lũ lụt 24 Bảng 3 Bộ chỉ số xác định mức độ tổn thương do lũ lụt trên lưu vực sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị 28 Bảng 4: Minh họa các nút tính của xã Cam An – huyện Cam Lộ 32 Bảng 5 Kết quả mức độ tổn thương do lũ cho lưu vực sông Thạch Hãn, Quảng Trị

- trường hợp 1 có xét đến bản đồ ngập lũ 50 Bảng 6 Kết quả mức độ tổn thương do lũ trên lưu vực sông Thạch Hãn, Quảng Trị trường hợp 2 không xét đến bản đồ ngập lũ 55 Bảng 7 Các đặc trưng của từng xã trong lưu vực sông Thạch Hãn 60

LỜI CẢM ON

Với tấm lòng chân thành nhất, em xin chân thành cảm ơn tới:

PGS.TS Nguyễn Thanh Sơn, thầy huớng dẫn khoa học cho luận văn của em,

những kết quả đạt được trong luận văn đều là những kiến thức quý báu mà thầy đã

tận tình chỉ dẫn em trong thời gian qua

Quý thầy, cô trong truờng Ðại học Khoa học Tự nhiên, Ðại học Quốc gia Hà Nội,

đặc biệt là quý thầy cô trong Khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học, quý thầy

cô trong Phòng Ðào tạo sau Ðại học đã nhiệt tình huớng dẫn và giúp đỡ em hoàn

thành chương trình Cao học và luận văn tốt nghiệp

Gia đình, bạn bè đã giúp đỡ, ủng hộ động viên để em vững tâm và phấn đấu học tập,

nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

Trong quá trình làm luận văn do giới hạn về thời gian cũng như hạn chế về kiến

thức nên không tránh được những thiếu sót Vì vậy, em rất mong được sự cảm

thông và những ý kiến đóng góp quý báu của các Thầy cô và những người quan

tâm

Tác giả

MỞ ĐẦU

Trong tình hình biến đổi khí hậu trên thế giới, sự phát triển kinh tế với tốc độ đô thị hóa ngày càng cao, cùng với tình trạng lũ lụt cũng đang dần trở thành thách thức lớn đối với sự phát triển kinh tế - xã hội trên thế giới nói chung và nước ta nói riêng Những năm gần đây, vì sự gia tăng số lượng dân số dẫn tới tác động của lũ lụt đã ngày càng nghiêm trọng hơn tại rất nhiều quốc gia trên thế giới và Việt Nam là một trong các quốc gia đó Đặc biệt, trên lưu vực sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị, lũ lụt thường xuyên xảy ra, đe dọa tới cuộc sống của người dân và sự phát triển kinh tế xã hội của vùng

Đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ lụt cũng là một vấn đề quan trọng đối với cách tiếp cận sự phát triển của nhân loại Mục đích của việc đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ lụt là nhằm cung cấp cho các nhà ra quyết định hay các bên liên quan

về những lựa chọn để giảm thiểu ảnh hưởng của những mối nguy hiểm do lũ lụt Như vậy, đánh giá tính dễ bị tổn thương có thể là một biện pháp để giảm thiểu tác động tiêu cực của lũ lụt, hay thảm họa, rủi ro khác Định nghĩa được tính dễ bị tổn thương do lũ lụt sẽ giúp ta biết được cách tốt nhất để giảm thiểu chúng

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 lũ lụt thì mới được nghiên cứu trong những năm gần đây theo các cách tiếp cận khác nhau

Luận văn “Nghiên cứu áp dụng công thức BALICA-UNESCO phát triển để tính mức độ tổn thương do lũ lụt trên lưu vực sông Thạch Hãn” sẽ tiếp cận một phương pháp tính giá trị dễ bị tổn thương do lũ lụt với sự tham gia trực tiếp của các tham số lượng mưa, bốc hơi, độ dốc khu vực, xem xét việc lựa chọn các tiêu chí từ bản đồ ngập lũ, nhằm đưa ra những kết quả có cơ sở hơn cho nhưng vùng không ngập lụt 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 hợp lý cho từng vùng, khu vực trong vùng ngập và vùng không ngập

Mục tiêu nghiên cứu:

1 Tìm hiểu về phương pháp Balica – Unesco phát triển để xác tính dễ bị tổn

thương do lũ lụt cho khu vực nghiên cứu

2 Lựa chọn được bộ tiêu chí để tính toán tính dễ bị tổn thương do lũ lụt trên

lưu vực sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị

3 Tính toán được mức độ dễ bị tổn thương do lũ lụt gây ra tại lưu vực sông

Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị

Phạm vi nghiên cứu:

- Áp dụng công thức BALICA-UNESCO phát triển để tính mức độ tổn thương

do lũ lụt trên lưu vực sông

- Khu vực nghiên cứu: lưu vực sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị

Phương pháp nghiên cứu:

1 Phương pháp kế thừa: qua việc phân tích và tổng hợp các kết quả nghiên cứu

từ các công trình đăng trên các tạp chí và tuyển tập báo cáo hội thảo quốc gia và quốc tế sẽ được tham vấn trong lựa chọn các chỉ tiêu tổn thương Số liệu từ các đề tài mà nhóm tác giả trước đây đã thu thập được qua các đề tài, dự án được sử dụng triệt để

2 Phương pháp thống kê: được sử dụng trong việc xử lý số liệu

Bố cục của luận văn:

Mở đầu

Chương 1: Tổng quan

Chương 2: Phương pháp xác định mức độ tổn thương do lũ lụt

Chương 3: Áp dụng công thức BALICA-UNESCO phát triển để tính mức độ tổn thương do lũ lụt trên lưu vực sông Thạch Hãn, Quảng Trị

Kết luận, kiến nghị

Tài liệu tham khảo

Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về các nghiên cứu trong và ngoài nước về tính dễ bị tổn

thương do lũ lụt

Trên thế giới, nghiên cứu về tính dễ bị tổn thương đã và đang được các nhà khoa học quan tâm trong nhiều lĩnh vực khác nhau, ví dụ như nghiên cứu tính dễ bị tổn thương dưới tác động của biến đổi khí hậu, sự phát triển bền vững, các hiểm họa thiên nhiên,… Tuy nhiên, trong nghiên cứu này chỉ tìm hiểu về tính dễ bị tổn thương do lũ lụt

Những năm gần đây, tính dễ bị tổn thương do lũ lụt đã được các nhà khoa học trên thế giới tập trung nghiên cứu với các cách tiếp cận và các phương pháp tính toán khác nhau Có thể kể đến một vài hướng nghiên cứu được nhiều người quan tâm như:

- Phương pháp phát triển dữ liệu DEA (Data envelopment analysis): phương pháp này được áp dụng trong phân tích rủi ro thiên nhiên với nghiên cứu của Wei.et.al (2004) và Liu.et.al (2010)

Năm 2012, Dapeng Huang và cộng sự [16] đã đi theo hướng nghiên cứu này nhằm đánh giá tính dễ bị tổn thương lũ lụt cho 31 tỉnh của Trung Quốc Trong nghiên cứu, tổn thương lũ lụt được đánh giá dựa trên số liệu thiệt hại lũ lụt và các số liệu thống kê về kinh tế, xã hội Các yếu tố nhằm tính toán tính tổn thương trong nghiên cứu sẽ được chia làm 4 nhóm tổn thương Tính dễ bị tổn thương dân số với các biến chủ đạo như tổng số dân, số dân bị ảnh hưởng bởi lũ lụt, thiên tai Tính dễ bị tổn thương cái chết với biến như số lượng người chết,… Tính dễ bị tổn thương nông nghiệp có các biến về số lượng cây trồng bị ảnh hưởng, tỉ lệ diện tích cây trồng có bảo hiểm,… Tính dễ bị tổn thương kinh tế có các biến như thu nhập bình quân đầu người, tổng GDP,… Như vậy, trong nghiên cứu này, tác giả mới xét tới tính tổn thương nông nghiệp nhưng lại chưa xem xét tới sự tổn thương về công nghiệp hay

sự tổn thương của cơ sở hạ tầng,…như vậy chưa thể hiện được toàn diện về tính dễ

bị tổn thương lũ lụt

- Phương pháp đánh giá đa chỉ tiêu (Multicriteria Evaluation (MCE)): Phương pháp này đã được Yalcin.G (2002) [20] áp dụng cho việc phân tích và tìm ra các vùng dễ bị tổn thương lũ lụt ở phía tây bờ biển đen tại Thổ Nhĩ Kỳ Trong nghiên

Luận văn sử dụng 470 phiếu trong bộ phiếu điều tra, phỏng vấn của đề tài

BĐKH-19 (Mẫu phiếu phỏng vấn được thể hiện trong phụ lục 01)

3.3 Xác định mức độ tổn thương do lũ lụt cho lưu vực sông Thạch Hãn,

tỉnh Quảng Trị

Từ bộ chỉ số đã lựa chọn, ta có công thức tính như sau:

(10)

Trong đó: – lần lượt là thành phần xã hội, thành phần kinh tế, thành phần môi trường, thành phần vật lý của chỉ

số tính dễ bị tổn thương do lũ lụt Các ký hiệu viết tắt khác được thể hiện trong bảng 1

Chuần hóa dữ liệu:

Như đã nói ở phần trên, chuẩn hóa dữ liệu được tính theo công thức (5)

Tuy nhiên, trong trường hợp có xét đến bản đồ ngập lụt, sẽ xảy ra hiện tượng phần tách lưu vực sông Thạch Hãn thành hai khu vực là khu vực ngập lụt và khu vực không ngập lụt Khu vực không ngập lụt sẽ không có các giá trị h, v, t; hoặc có thể nói, các giá trị h, v, t ở khu vực này sẽ nhận giá trị bằng 0

Có thể diễn giải như sau: = f(x) f(h,v,t)

Đối với những khu vực không xảy ra ngập lụt, = f(x), như vậy giá trị f(h,v,t) sẽ bằng 1, chính xác hơn nghĩa là: cần thiết rằng, sau khi chuẩn hóa các giá trị h=0, v=0, t=0 sẽ cho ra kết quả f(h,v,t) =1

Từ đó, thiết lập phương trình chuẩn hóa cho 3 tiêu chí h, v, t như sau:

3.5.1 Kết quả mức độ tổn thương do lũ lụt trên lưu vực sông Thạch Hãn,

Quảng Trị - trường hợp 1 khi có xét đến bản đồ ngập lụt

a FVI xã hội 1

Kết quả mức dễ bị độ tổn thương do lũ lụt thành phần xã hội cho lưu vực sông Thạch Hãn, Quảng Trị được thể hiện trong bảng 4

Ta dễ dàng nhận thấy, hầu hết các xã trong lưu vực có mức độ tổn thương do lũ lụt thành phần xã hội đạt thấp (chiếm 65,82% tổng số xã) và rất thấp (chiếm 27.85% tổng số xã)

Xã Hướng Sơn (huyện Hướng Hóa) và xã Húc Nghi, xã Hải Phúc (huyện ĐakRong)

có giá trị FVI xã hội thấp nhất so với các xã trong lưu vực Một vài xã khác có giá trị FVI xã hội rất thấp khác như xã A Vào, Húc, A Ngò, Hướng Linh,… Các xã này nhìn chung đều có mật độ dân số thấp hơn những xã khác; sự chuẩn bị về lương thực, thực phẩm, nhu yếu phẩm cần thiết cho sinh hoạt hàng ngày trước khi có lũ lụt kém hơn những xã khác, hoạt động tập huấn phòng tránh lũ lụt cho người dân của chính quyền và dịch vụ y tế cộng cộng hoạt động trong lũ lụt cũng kém hơn so với các xã khác

Phường 1, phường 5 (thành phố Đông Hà) là xã có giá trị FVI xã hội cao nhất so với các xã trong lưu vực Nhìn chung, các phường/xã này đều có dịch vụ y tế công cộng hoạt động trong lũ; việc chuẩn bị về lương thực, thực phẩm, nhu yếu phẩm cần thiết cho sinh hoạt hàng ngày trước khi có lũ lụt cũng khá tốt; nhưng mật độ dân số của phường/xã lại cao, cùng với số hộ dân có nguy cơ ngập lụt cũng nhiều, dẫn đến việc các phường/xã này trở thành xã có giá trị FVI xã hội cao nhất so với các xã khác trong lưu vực sông Thạch Hãn

Như vậy, có thể nhận thấy sự cần thiết của việc tuyên truyền, tập huấn cho người dân về các biện pháp phòng, tránh lũ lụt; sự quan trọng của việc quản lý quy hoạch dân cư trong khu vực trong công cuộc làm giảm thiểu tính dễ bị tổn thương do lũ lụt thành phần xã hội cho lưu vực sông Thạch Hãn

Kết quả mức độ dễ bị tổn thương do lũ lụt thành phần kinh tế cho lưu vực sông Thạch Hãn, Quảng Trị được thể hiện trong bảng 4

Hầu hết các xã trong lưu vực có mức độ tổn thương do lũ lụt thành phần xã hội đạt thấp (chiếm 48,1% tổng số xã)

Các xã đạt mức độ tổn thương do lũ lụt thành phần xã hội rất thấp chiếm 46,83% tổng số xã, trong đó, xã Húc Nghi, Hải Phúc có giá trị FVI kinh tế thấp nhất so với các xã khác trong lưu vực Các xã này có tỉ lệ đất sử dụng cho công nghiệp, thương mại, dịch vụ; đất nông nghiệp, thủy sản thấp, nên mức độ tính dễ bị tổn thương do

lũ lụt thành phần kinh tế của các xã này cũng thấp hơn các xã khác trong lưu vực Mức độ tổn thương do lũ lụt thành phần xã hội đạt rất cao là xã Triệu Long và phường 2 (thành phố Đông Hà) Các xã này hầu như là các xã có tỉ lệ đất sử dụng cho nông nghiệp, thủy sản lại khá cao; dẫn đến ảnh hưởng của lũ lụt tới hoạt động sản xuất nông nghiệp, thủy sản khá lớn, mà mặt khác, các xã này đều nằm rất gần các con sông có thể gây lũ lụt, nên việc ảnh hưởng của lũ lụt cũng sẽ nhiều hơn, từ

đó mức độ tính dễ bị tổn thương do lũ lụt thành phần kinh tế của các xã này cũng cao hơn các xã khác

c FVI môi trường 1

Kết quả mức dễ bị độ tổn thương do lũ lụt thành phần môi trường cho lưu vực sông Thạch Hãn, Quảng Trị được thể hiện trong bảng 4

Có 1 xã trên lưu vực sông Thạch Hãn có mức độ tổn thương do lũ lụt thành phần môi trường rất thấp là xã Triệu Nguyên và xã Húc, do xã này có tỉ lệ rừng lớn nhất

so với các xã khác trong lưu vực

26,58% tổng số xã trên lưu vực sông Thạch Hãn có mức độ tổn thương do lũ lụt thành phần môi trường thấp và chỉ có 12.66% tổng số xã đạt mức độ tổn thương do

lũ lụt thành phần môi trường trung bình; 29.11% tổng số xã đạt mức độ tổn thương

do lũ lụt thành phần môi trường cao là xã Triệu Phước (huyện Triệu Phong); và