Application of remote sensing to support assessing coastal vulnerability, apply for binh dinh province

Nhiệm vụ: Đánh giá mức độ tổn thương vùng bờ biển theo các điều kiện tự nhiên, trên cơ sở sử dụng tư liệu viễn thám và các phép xử lý ảnh cho tỉnh Bình Định,qua đó đề xuất các giải pháp

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

APPLICATION OF REMOTE SENSING TO SUPPORT

ASSESSING COASTAL VULNERABILITY,

APPLY FOR BINH ĐINH PROVINCE

CHUYÊN NGÀNH: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

MÃ SỐ CHUYÊN NGÀNH: 60.85.01.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, 01/2018

Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG TP HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS.TRẦN THỊ VÂN

Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS.TS LÊ VĂN TRUNG

Cán bộ chấm nhận xét 2: TS LÂM ĐẠO NGUYÊN

Luận văn Thạc sĩ đã được bảo vệ tại trường Đại Học Bách Khoa - ĐHQG TP HCM ngày 31 tháng 01 năm 2018

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

1 Chủ tịch hội đồng: PGS.TS NGUYỄN PHƯỚC DÂN

2 Cán bộ nhận xét 1: PGS.TS LÊ VĂN TRUNG

3 Cán bộ nhận xét 2: TS LÂM ĐẠO NGUYÊN

4 Ủy viên hội đồng: TS PHẠM THỊ MAI THI

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Nguyễn Thị Ngọc Giàu MSHV: 1570456

Ngày sinh: 05/11/1992 Nơi sinh: Bình Định

Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên và môi trường Mã số: 60.85.01.01

TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG VIỄN THÁM ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ TỔN THƯƠNG

VÙNG BỜ BIỂN, ÁP DỤNG CHO TỈNH BÌNH ĐỊNH

I NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG

1 Nhiệm vụ: Đánh giá mức độ tổn thương vùng bờ biển theo các điều kiện tự nhiên,

trên cơ sở sử dụng tư liệu viễn thám và các phép xử lý ảnh cho tỉnh Bình Định,qua đó đề xuất các giải pháp giảm thiểu tác động do ảnh hưởng của nước biểndâng trong điều kiện biến đổi khí hậu hiện nay

2 Nội dung:

- Đánh giá thực trạng vùng bờ biển trong bối cảnh biến đổi khí hậu từ tư liệu

thống kê để định hướng cho luận văn nghiên cứu

- Xây dựng các tham số thành phần tham gia đánh giá tổn thương từ tư liệu viễn

thám

- Xây dựng chỉ số tổn thương vùng bờ biển từ các tham số thành phần nhằm định

lượng mức độ tổn thương cho khu vực nghiên cứu

- Phân tích đánh giá mức độ tổn thương và đưa ra những cảnh báo về tình trạng

sạt lở, bồi tụ mất cảnh quan vốn có và các hậu quả do nước biển dâng

- Đề xuất các biện pháp giảm thiểu tác động và thích ứng trong bối cảnh biến đổi

khí hậu, hỗ trợ cho công tác quản lý môi trường bền vững ở khu vực nghiên cứu

II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:

III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:

IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:

TPHCM, ngày 04 Tháng 05 năm 2018

TRƯỞNG KHOA

LỜI CẢM ƠN

Khi luận văn này được hoàn thành, đó là lúc đánh dấu kết thúc quá trình trên giảng đường của tôi Để hoàn thành tốt đồ án này, ngoài nổ lực của bản thân, tôi đã nhận sự giúp đỡ tận tình của gia đình, thầy cô và bạn bè

Lời đầu tiên, tôi xin chân thành cảm ơn TS.Trần Thị Vân đã nhiệt tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn này;

Tiếp theo chúng em xin chân thành cảm ơn toàn thể thầy cô Khoa Môi trường và tài nguyên, đặc biệt là bộ môn Quản lý môi trường đã giảng dạy, chỉ bảo và truyền đạt nguồn kiến thức và những kinh nghiệm quý báu cho tôi trong suốt thời gian học tập tại trường

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới tập thể lớp cao học khoá 2015 – 2017 đợt 1 đã

hỗ trợ và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập;

Tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình và bạn bè, đồng nghiệp đã ủng hộ và tạo mọi điều kiện để tôi có thể học tập và cũng như thực hiện luận văn này

Tuy có nổ lực và cố gắng nhưng đồ án của chúng tôi cũng không tranh khỏi những sai xót, khuyết điểm trong khi thực hiện Mong nhận được sự đóng góp của các thầy cô

Cuối cùng, tôi xin chúc các thầy cô sức khỏe và thành đạt

Xin chân thành cảm ơn !

Nguyễn Thị Ngọc Giàu

Biến đổi khí hậu (BĐKH) hiện nay là vấn đề chung của toàn cầu và đang rất được quan tâm tại nhiều quốc gia trong đó có Việt Nam Hậu quả của hiện tượng này kéo théo là sự gia tăng mực nước biển và các hiện tượng thời tiết cực đoan khác, đe doạ sự sống cho các cộng đồng dân cư tại các khu vực ven biển Việt Nam là một quốc gia có bờ biển dài và nền kinh tế phụ thuộc và chịu nhiều tác động từ biển, khu vực ven biển duyên hải Nam Trung bộ hiện nay đang là khu vực chịu nhiều tác động của hiện tượng nước biển dâng cao, đặc biệt là khu vực tỉnh Bình Đình Luận văndựa trênphương pháp đánh giá chỉ số CVI để đánh giá mức độ tổn thương cho khu vực ven biển 3 huyện phía Bắc tỉnh gồm huyện Hoài Nhơn, Phù Mỹ và Phù Cát dựa trên việc phân cấp tổn thương từ 5 biến theo điều kiện tự nhiên là địa mạo khu vực, độ dốc, xu hướng biển đổi bờ biển, mực triều trung bình và độ cao sóng bằng phương pháp xử lý ảnh vệ tinh Landsat và STRM, tích hợp mô hình độ cao số DEM và các số liệu thống

kê vào năm 2010 và 2016 Kết quả nghiên cứu cho thấy, khu vực 3 huyện có chỉ số CVI ở mức từ cấp tổn thương trung bình (29) đến rất cao (49) Chỉ số CVI thuộc cấp tổn thương rất cao (>48) tập trung tại các khu vực có cửa biển, vịnh như xã Tam Quan Bắc, Hoài Hương, Hoài Hải và xã Cát Khánh Các khu vực có vách đá, núi lần biển như Hoải Mỹ có chỉ số CVI thuộc cấp tổn thương mức trung bình (29-35) và các khu vực còn lại có chỉ số CVI thuộc cấp tổn thương khá cao (41-47) do đặc điểm địa mạo thấp, thoải Các khu vực này rất dễ bị tác động bởi BĐKH, đặc biệt là nước biển dâng Kết quả nghiên cứu của luận văn có thể sử dụng để hỗ trợ công tác quy hoạch và ứng phó với BĐKH Đồng thời kết quả chứng minh rằng phương pháp viễn thám có thể được xem như một công cụ hữu ích, kinh tế để hỗ trợ giám sát môi trường đặc biệt là ứng dụng vào công tác phòng chống và ứng phó với BĐKH toàn cầu

ABSTRACT

Global climate change is very important in many countries, including Vietnam The consequence of this phenomenon is the rise in sea level and other extreme weather events that threaten the lives of coastal communities Vietnam is a country with a long coastline and it’s dependent and heavily impacted economy The coastal area of the South Central Coast is currently experiencing the effects of rising sea levels, especially

in Binh Dinh province The dissertation provides a method for assessing the CVI index for coastal areas in the three northern districts of Hoai Nhon, Phu My and Phu Cat districts based on the classification of vulnerability from five variables according to natural conditions: gradient, sea change trend, medium tide and wave height using Landsat and STRM satellite image processing methods, incorporating DEM elevation models and statistical data in 2010 and 2016 The results show that the three districts have high CVI (29 - 49) Very high CVI (49) is concentrated in areas with estuaries, bays such as Tam Quan Bac, Hoai Huong, Hoai Hai and Cat Khanh The cliffs, mountainous areas such as Hoai My have average CVI (29-35) and the rest have high CVI (41-47) due to low terrain, comfortable These areas are vulnerable to climate change, especially sea level rise The results of the thesis can be used to support the planning and response to climate change At the same time, the results demonstrate that the remote sensing method can be considered as a useful, economic tool to support environmental monitoring, especially in the application of prevention and response to global climate change

LỜI CAM ĐOAN

Tôi tên là Nguyễn Thị Ngọc Giàu (MSHV: 7141047) khóa 2105 xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi trong quá trình thực hiện luận văn Những hình ảnh, số liệu, thông tin được trình bày trong luận văn được thu thập từ những nguồn đáng tin cậy và có trích dẫn rõ ràng ở phần Tài liệu tham khảo Các

số liệu tính toán, bản đồ, kết quả nghiên cứu là do bản thân tôi thực hiện nghiêm túc, trung thực và chưa từng được công bố trong các công trình nghiên cứu nào khác trước đây

Tôi xin lấy danh dự của bản thân để đảm bảo cho lời cam đoan này

Học viên: Nguyễn Thị Ngọc Giàu

DANH MỤC VIẾT TẮT

BĐKH : Biến đổi khí hậu

CFC : Chlorofluorocarbon

CVI : (Coastal Vulnerability Index): Chỉ số tổn thương bờ biển

DEM : (Digital Elevation Model): Mô hình độ cao số

ENVI : Phần mềm xử lý ảnh viễn thám

ERTS-1 : Earth Resource Technology Satellite

IPCC : (Intergovernmental Panel on Climate Change) Ủy ban Liên chính phủ về

Biến đổi khí hậu

SRTM : Shuttle Radar Topography Mission

TB : Trung bình

TDBTT : Tính dễ bị tổn thương

UTM : Universal Trasverse Mercator

WMO : (World Meteorological Organization): Tổ chức khí tượng thế giới

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Thay đổi nhiệt độ toàn cầu giai đoạn 1860 – 1999 10

Hình 1.2 Chuẩn sai nhiệt độ (oC) trung bình năm (a) và nhiều năm (b) trên quy mô cả nước 16

Hình 1.3 Chuẩn sai nhiệt độ trung bình năm (oC) đối với các trạm ven biển và hải đảo 16

Hình 1.4 Bản đồ hành chính tỉnh Bình ĐỊnh 25

Hình 1.5 Bản đồ hành chính Huyện Phù Mỹ 26

Hình 1.6: Bản đồ hành chính huyện Hoài Nhơn 28

Hình 1.7 Bản đồ hành chính huyện Phù Cát 30

Hình 1.8 Đậm Đam Thuỷ 31

Hình 1.9 nh vệ tinh vùng Duyên hải miền Trung 33

Hình 1.10 Một số hình ảnh lũ lụt ở miền Trung 35

Hình 2.1 Mô hình nguyên tắc hoạt động của viễn thám 39

Hình 2.2 Sơ đồ tổng quan phương pháp nghiên cứu 57

Hình 2.3 Sơ đồ quy trình thực hiện nghiên cứu 58

Hình 3.1 Các điểm nắn ảnh năm 2010 59

Hình 3.2 Các điểm nắn ảnh năm 2016 59

Hình 3.3 Sai số nắn chỉnh RMSE ảnh năm 2010 60

Hình 3.4 Sai số nắn chỉnh RMSE năm 2016 60

Hình 3.5 Bản đồ địa mạo khu vực nghiên cứu 62

Hình 3.6 Bản đồ phân cấp độ dốc 65

Hình 3.7 Bản đồ sự thay đổi đường bờ qua các năm 2010 và 2016 68

Hình 3.8 Sự thay đổi đường bờ khu vực Huyện Hoài Nhơn 69

Hình 3.9 Sự thay đổi đường bờ khu vực Huyện Phù Cát 69

Hình 3.10 Sự thay đổi đường bờ khu vực Huyện Phù Mỹ 69

Hình 3.11 nh chụp vệ tinh cửa biển Tam Quan 70

Hình 3.12 Sự thay đổi đường bờ cửa Tam Quan 70

Hình 3.13 nh vệ tinh chụp cửa biển An Dũ 70

Hình 3.14 Sự thay đổi đường bờ Cửa biển An Dũ 70

Hình 3.15 nh vệ tinh chụp cửa biển Vình nước ngọt 71

Hình 3.16 Sự thay đổi đường bờ khu vực cửa Đề Gi 71

Hình 3.17 Biểu đồ giá trị CVI toàn bộ khu vực nghiên cứu 79

Hình 3.18 Bản đồ phân loại CVI khu vực nghiên cứu 80

Hình 3.19 Một số hình ảnh cho thấy tổn thương tại khu vực nghiên cứu 82

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Các khoảng nhiệt độ tăng dự kiến cho năm 2080 13

Bảng 1.2 Thay đổi lượng mưa trong 57 năm ở các vừng khí hậu 17

Bảng 1.3 : Số liệu về dân số, diện tích khu vực nghiên cứu 26

Bảng 2.1 Bảng phân loại mức độ tổn thương của các biến trong đánh giá CVI được dùng trong nghiên cứu của luận văn 53

Bảng 2.2 Đặc trưng phổ của ảnh Landsat 8 55

Bảng 3.1 Bảng phân cấp tổn thương cho biến địa mạo 63

Bảng 3.2 Bảng phân cấp tổn thương cho biến độ dốc bờ biển 66

Bảng 3.3 Phân cấp tổn thương biến Xu hướng thay đổi đường bờ 71

Bảng 3.4 Độ cao sóng trung bình tại 6 khu vực biển trên cả nước 72

Bảng 3.5 Dữ liệu mức triều trung bình qua các năm từ 2010 – 2016 73

Bảng 3.6 Phân loại rủi ro biến Mức triều trung bình và độ cao sóng trung bình 74

Bảng 3.7 Kết quả CVI khu vực nghiên cứu 78

Bảng 3.8 Thống kê kết quả phân loại CVI 79

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN I TÓM TĂT LUẬN VĂN II ABSTRACT III LỜI CAM ĐOAN IV DANH MỤC VIẾT TẮT V DANH MỤC HÌNH ẢNH VI DANH MỤC BẢNG VII MỤC LỤC VIII

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Phương pháp thực hiện 3

5 Nội dung nghiên cứu 4

6 Ý nghĩa của đề tài 5

6.1 Ý nghĩa khoa học 5

6.2 Ý nghĩa thực tiễn 5

Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 6

1.1 Tổng quan về Tổn thương bờ biển 6

1.1.1 Khái niệm 6

1.2 Biến đổi khí hậu và nước biển dâng 7

1.2.1 Tổng quan về BĐKH toàn cầu 7

1.2.2 Hiện trạng BĐKH trên thế giới và Việt Nam 11

1.2.3 Tác động của mực nước biển dâng từ BĐKH tại Việt Nam 19

1.3 Tình hình nghiên cứu viễn thám về nghiên cứu về chỉ số tổn thương bờ biển 20

1.3.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu trên thế giới 21

1.3.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước 22

1.4 Tổng quan khu vực nghiên cứu 24

1.4.1 Điều kiện tự nhiên tỉnh Bình Định 24

1.4.2 Điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu: 26

1.4.3 Tác động của BĐKH đến các tỉnh Nam Trung Bộ và 3 huyện phía bắc tỉnh Bình Định 32

Chương 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38

2.1 Cơ sở khoa học về viễn thám và thống kê 38

2.1.1 Cơ sở khoa học về Viễn thám 38

2.1.1 Khái quát về GIS 40

2.1.3 Viễn thám trong nghiên cứu BĐKH và nước biển dâng 43

2.2 Cơ sở tính toán chỉ số tổn thương bờ biển 44

2.2.1 Tính dễ bị tổn thương của môi trường 44

2.2.2 Phân loại tính dễ tổn thương 46

2.3 Phương pháp nghiên cứu 47

2.3.1 Chỉ số chỉ số tổn thương vùng bờ biển 47

2.3.2 Cơ sở lựa chọn các biển đánh giá CVI 50

2.4 Dữ liệu sử dụng 54

2.4.1 nh vệ tinh 54

2.4.2 Dữ liệu khác 56

2.5 Quy trình các bước nghiên cứu 56

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 59

3.1 Tiền xử lý ảnh vệ tinh Landsat 59

3.2 Phân tích đánh giá các yếu tố thành phần 60

3.2.1 Địa mạo khu vực nghiên cứu 60

3.2.2 Độ dốc bờ biển 64

3.2.3 Tốc độ xói mòn bờ biển 66

3.2.4 Độ cao sóng và mức triều trung bình 72

3.3 Chỉ số tổn thương bờ biển 75

Chương 4: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC, PHÒNG NGỪA ĐỐI VỚI SỰ TỔN THƯƠNG BỜ BIỂN BÌNH ĐỊNH 83

4.1 Công tác ứng phó hiện tại của các địa phương 83

4.2 Giải pháp quản lý môi trường trong điều kiện BĐKH 85

4.2.1 Chiến lược ngắn hạn 85

4.2.2 Các chiến lược dài hạn 86

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 89

TÀI LIỆU THAM KHẢO 91

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Biến đối khí hậu (BĐKH) là một hiện tượng tự nhiên và diễn ra một cách liên tục qua các giai đoạn phát triển của lịch sử Trái đất Thực tế cho thấy, BĐKH tự thân nó không phải là một mối đe dọa, bởi lẽ trong quá khứ loài người đã từng thích ứng với rất nhiều dạng BĐKH khác nhau Theo Công ước chung của Liên Hợp Quốc về BĐKH (United Nations Framework Convention on Climate Change), BĐKH là “một

sự thay đổi của khí hậu mà nó trực tiếp hoặc gián tiếp do các hoạt động của con người, làm thay đổi thành phần của khí quyển toàn cầu và làm tăng thêm vào sự thay đổi tự nhiên của khí hậu được quan sát thấy trong một chuỗi thời gian” (Thục, Thắng et al., 2016)

Nhiệt độ bình quân toàn cầu đang gia tăng trong thế kỷ qua Trong khi sự nóng lên toàn cầu trong thế kỷ qua đã được ước tính là 0,8°C, sự gia tăng nhiệt độ trong ba thập kỷ vừa qua là 0,6°C với tỷ lệ 0,2°C/thập kỷ, các loại khí nhà kính là tác nhân chủ đạo trong quá trình này Tác động dễ nhận thấy nhất của sự nóng lên toàn cầu là sự gia tăng mực nước biển do sự hấp thu nhiệt của nước biển và băng tan chảy Các băng Greenland đang tan chảy với tốc độ 239 ± 23 km3 mỗi năm Mức độ biển băng Bắc Cực đã được gần 8% mỗi thập kỷ kể từ giữa thế kỷ trước Vào mùa hè, thời gian hao hụt của biển băng Bắc Cực trong tháng Tám năm 2007 là ở 31%, đây là mức chưa từng thấp hơn mức trung bình dài hạn và mức độ thấp nhất từ trước đến nay cho bất kỳ tháng nào Nhìn chung, sự gia tăng biến đổi khí hậu gây ra mực nước biển toàn cầu được ước tính là 1-3 mm/năm IPCC dự đoán rằng mực nước biển toàn cầu sẽ tăng ít nhất 59 cm vào năm 2100 Tuy nhiên, nhiều người cảm thấy có mâu thuẫn trong dự đoán của IPCC (Meehl, Arblaster et al., 2005, Pielke Jr, Prins et al., 2007, Serreze, Holland et al., 2007)

Một đánh giá gần đây dựa trên một mô hình mới cho phép xây dựng chính xác của mực nước biển hơn 2.000 năm qua cho thấy sự tan chảy của sông băng, biến mất của dải băng và nước nóng lên có thể nâng mực nước biển lên nhiều như 1,5 m vào cuối thế kỷ Tác động trực tiếp của nước biển dâng cao là trên các vùng ven biển, là vùng thấp sẽ phải chịu sự gia tăng tốc xói mòn và sự rút lui bờ biển do tăng cường

mực sóng, độ sâu nước tăng ở gần bờ bên cạnh đó dẫn đến xâm nhập mặn vào tầng ngậm nước ngầm ven biển, ngập lụt của vùng đất ngập nước cửa sông và đe dọa nguồn lịch sử, văn hóa cũng như cơ sở hạ tầng của khu vực (Pendleton, Hammar-Klose et al., 2004) Sự gia tăng nhiệt độ bề mặt biển cũng sẽ cho kết quả trong hoạt động xoáy thường xuyên và tăng cường, bão triều cường kèm theo ảnh hưởng đến các vùng ven biển (Shuang-Ye Wu, 2002, K Nageswara Rao & P Subraelu, 2009)

Bình Định là một tỉnh thuộc vùng duyên hải Miền Trung, đới bờ Bình Định tập trung đông dân cư, các vùng đất canh tác nông nghiệp chính, hệ sinh thái đa dạng và

có ý nghĩa an ninh quốc phòng quan trọng Đây là khu vực có địa mạo trũng thấp, có các bờ cát nhạy cảm với sự thay đổi của mực nước biển, thường xuyên đối mặt với các tai biến như lũ lụt, xói lở bờ sông, bờ biển, ngập chìm các vùng đất canh tác… nên dễ dàng tạo nguy cơ tổn thương đới bờ, thế nên để đánh giá được hiện trạng và mức độ bị ảnh hưởng của BĐKH đối với tỉnh Bình Định, đặc biệt là khu vực dễ bị ảnh hưởng nhất là vùng bờ biển, phương pháp tính toán chỉ số tổn thương bờ biển dựa trên điều kiện tự nhiên và phân tích không gian từ công nghệ viễn thám đang là tiềm năng Vì

vậy đề tài “Ứng dụng viễn thám đánh giá mức độ tổn thương vùng bờ biển, áp dụng

cho tỉnh Bình Định” được hình thành

2 Mục đích nghiên cứu

Đánh giá mức độ tổn thương vùng bờ biển theo các điều kiện tự nhiên, trên cơ sở

sử dụng tư liệu viễn thám và các phép xử lý ảnh cho tỉnh Bình Định, qua đó đề xuất các giải pháp giảm thiểu tác động do ảnh hưởng của nước biển dâng trong điều kiện biến đổi khí hậu hiện nay

3 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Là các yếu tố theo các điều kiện tự nhiên tác động đến

nhạy cảm vùng bờ biển gồm: Địa mạo, địa mạo, sóng và triều Từ đó, tích hợp các nhân tố này để xây dựng chỉ số tổn thương vùng bờ biển CVI (Coastal Vulnerability Index) trên cơ sở trích xuất thông tin trực tiếp từ tư liệu viễn thám nhằm, để chi tiết hóa thông tin về mặt không gian phân bố trên toàn vùng nghiên cứu

Dữ liệu sử dụng: Đề tài lựa chọn sử dụng các ảnh vệ tinh gồm: ảnh Landsat 8 và

ảnh độ cao STRM và các dữ liệu thu thập về triều và sóng của khu vực nghiên cứu

Giới hạn nghiên cứu: Tính tổn thương của bờ biển xảy ra trên diện rộng, trong

thời gian dài và chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố tự nhiên và kinh tế xã hội Tuy nhiên,

với thời lượng hạn chế của luận văn, đề tài chỉ xem xét các yếu tố tác động được trích

xuất trực tiếp từ ảnh vệ tinh để tính toán, chủ yếu là các điều kiện tự nhiên

Khu vực nghiên cứu: là khu vực bờ biển 3 huyện ven biển phía Bắc tỉnh bao

gồm huyện Hoài Nhơn, Huyện Phù Cát, Huyện Phù Mỹ, là các huyện chịu tác động trực tiếp của hiện tượng nước biển dâng do biến đổi khí hậu gây ra Các khu vực nghiên cứu sẽ được phân chia cụ thể theo đặc điểm riêng của từng khu vực như khu vực cửa sông, khu vực bãi bồi

Thời gian nghiên cứu: năm 2010 và 2016

4 Phương pháp thực hiện

(1) Phương pháp tổng quan tài liệu, thu thập dữ liệu

Phương pháp này dùng để tổng hợp thông tin tài liệu về vấn đề nghiên cứu trong

đề tài Các thông tin được thu thập từ các bài báo khoa học, luận văn, luận án, các sách, tập san cũng như từ các nguồn thông tin đáng tin cậy trên mạng Internet và các

cơ quan quản lý liên quan như: Sở Tài Nguyên Môi Trường, Chi cục bảo vệ môi trường…

(2) Phương pháp điều tra thực địa

Khảo sát địa mạo bờ biển tại khu vực nghiên cứu bằng cách chụp ảnh, chọn điểm tọa độ bằng máy GPS để so sánh với kết quả giải đoán ảnh viễn thám Lựa chọn lấy tọa độ một số điểm bờ đảm bảo nguyên tắc rải đều trên khắp dải bờ trên địa bàn nghiên cứu, trong đó thực hiện với mật độ dày hơn tại các đoạn bờ có mức độ biến động cao Các điểm tọa độ được cài đặt thống nhất với hệ tọa độ đã đăng ký ảnh viễn thám Các điểm tọa độ này sẽ được công tác nội nghiệp đặt lên trên bản độ biến động đường bờ để kiểm chứng với kết quả giải đoán ảnh

- Thu thập dữ liệu bao gồm bản đồ nền, ảnh vệ tinh… của khu vực nghiên cứu;

- Xử lý dữ liệu: Dữ liệu nền sau khi được thu thập sẽ đưa vào GIS, phân lớp bản

đồ theo mục đích nghiên cứu

+ Đăng ký toạ độ;

+ Tạo các lớp dữ liệu (Điểm, đường, vùng);

+ Xây dựng lớp dữ liệu (điểm, đường, vùng) cho các lớp;

+ Chồng lớp bản đồ và truy xuất bản đồ;

Phần mềm sử dụng: ArcGIS 10

Bản đồ CVI được thành lập từ phép chồng lớp các kết quả phân tích từ phương pháp Viễn thám và GIS Từ kết quả phân tích trong ENVI, ảnh phân loại sẽ được đánh giá và đưa vào làm dữ liệu cho GIS để biên tập và xây dựng các lớp dữ liệu cho các biến trong nghiên cứu này

5 Nội dung nghiên cứu

 Tổng quan các tài liệu, cơ sở khoa học, tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về ứng dụng viễn thám để đánh giá tính dễ tổn thương của bờ biển

 Đánh giá thực trạng vùng bờ biển trong bối cảnh biến đổi khí hậu từ tư liệu thống kê để định hướng cho luận văn nghiên cứu

 Xây dựng các tham số thành phần tham gia đánh giá tổn thương từ tư liệu viễn thám

 Xây dựng chỉ số tổn thương vùng bờ biển từ các tham số thành phần nhằm định lượng mức độ tổn thương cho khu vực nghiên cứu

 Phân tích đánh giá mức độ tổn thương và đưa ra những cảnh báo về tình trạng sạt lở, bồi tụ mất cảnh quan vốn có và các hậu quả do nước biển dâng

 Đề xuất các biện pháp giảm thiểu tác động và thích ứng trong bối cảnh biến đổi khí hậu, hỗ trợ cho công tác quản lý môi trường bền vững ở khu vực biển 3 huyện Hoài Nhơn, Phù Cát, Phù Mỹ

6 Ý nghĩa của đề tài

6.1 Ý nghĩa khoa học

Cơ sở lý thuyết của phương pháp xác định tính tổn thương của bờ biển từ kỹ thuật viễn thám là giải pháp khoa học trong đánh giá tính tổn thương bờ biển trên một khu vực do tác động của biến đổi khí hậu và con người gây ra Kết quả của đề tài sẽ minh chứng khả năng của công nghệ vũ trụ giám sát hiện trạng bề mặt trước nguy cơ của biến đổi khí hậu, hỗ trợ con người bằng cách không cần tiếp xúc trực tiếp với đối tượng cũng có thể biết mọi sự thay đổi trên bề mặt trái đất

6.2 Ý nghĩa thực tiễn

Trong những năm gần đây, một trong những tác động của biến đổi khí hậu đó là hiện tượng nước biển dâng đã làm biến đổi tính chất tự nhiên vốn có của bờ biển Bình Định Các yếu tố như thủy triều, độ cao sóng… dần dần thay đổi những tính chất vốn

có, thay vào đó đã thay đổi cường độ lẫn mức độ của chúng Do vậy, ứng dụng viễn thám để nghiên cứu và đánh giá tính dễ tổn thương bờ biển sẽ góp phần theo dõi, đánh giá nguy cơ và ứng phó với các thiên tai hoặc biến tướng khác của thiên nhiên tại khu vực nghiên cứu

Kết quả của đề tài góp phần hoàn thiện phương pháp phân tích hiện trạng biến đổi của bờ biển theo không gian và thời gian, đưa ra những cảnh báo về nguy cơ cũng như các biện pháp phòng chống, giúp chính quyền địa phương có cái nhìn tổng quan

về tình trạng này để đưa ra những chính sách và quy hoạch tài nguyên hợp lý, góp phần giảm nhẹ thiên tai, thích ứng với tình trạng biến đổi khí hậu như hiện nay

Đề tài cũng cung cấp cơ sở dữ liệu, bản đồ để làm tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu có liên quan trong tương lai

Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan về Tổn thương bờ biển

Liên hợp quốc phân biệt 2 khái niệm quan trọng trong định nghĩa TDBTT Trước tiên, phân biệt TDBTT kinh tế và tính nhạy cảm (Sensitivity) sinh thái và cho rằng tổn thương kinh tế bao gồm cả các yếu tố sinh thái Do vậy, TDBTT phản ánh tính nhạy cảm kinh tế và sinh thái đối với những sự cố hay biến động từ bên ngoài Tiếp theo là phân biệt giữa TDBTT cấu trúc bắt nguồn từ tình hình chính trị và TBDTT bắt nguồn

từ các chính sách kinh tế Theo đó, TDBTT được coi là sự mất mát/tổn thất do các hiện tượng tự nhiên có cường độ khác nhau

Theo quan niệm của Cục Bảo vệ Môi trường Hoa kỳ trong Chương trình đánh giá TDBTT vùng (Regional Vulnerability Assessment Programme) thì TDBTT của một hệ thống là mức độ tổn thất của hệ đó dưới tác động của một áp lực nào đó từ bên ngoài hay bên trong hệ thống Ví dụ, suy thoái chất lượng nước mặt và ô nhiễm môi trường khí là căn cứ để nhận biết TDBTT của hệ môi trường

Liên quan đến khía cạnh BĐKH, TDBTT do BĐKH là mức độ mà hệ thống dễ bị tác động và không có khả năng chống chịu trước những tác động bất lợi (IPCC, 2007) Như vậy, theo các định nghĩa trên thì TDBTT gồm 2 yếu tố:

1) Mức độ tổn thất, suy thoái của (hệ thống) và;

2) Mức độ chống chịu, phục hồi, ứng phó của đối tượng bị tổn thương

Theo cách tiếp cận này, định nghĩa TDBTT của tài nguyên – môi trường biển

là mức độ tổn thất, suy thoái về tài nguyên – môi trường biển, mức độ chống chịu,

phục hồi, ứng phó của tài nguyên – môi trường biển trước các tác động từ bên ngoài

(tai biến và các hoạt động nhân sinh) (Tân, 2012)

1.2 Biến đổi khí hậu và nước biển dâng

1.2.1 Tổng quan về BĐKH toàn cầu

Biến đổi khí hậu Trái Đất là sự thay đổi của hệ thống khí hậu gồm khí quyển, thủy quyển, sinh quyển, thạch quyển hiện tại và trong tương lai bởi các nguyên nhân tự nhiên và nhân tạo trong một giai đoạn nhất định từ tính bằng thập kỷ hay hàng triệu năm Sự biển đổi có thế là thay đổi thời tiết bình quân hay thay đổi sự phân bố các sự kiện thời tiết quanh một mức trung bình Sự biến đổi khí hậu có thế giới hạn trong một vùng nhất định hay có thế xuất hiện trên toàn Địa Cầu Trong những năm gần đây, đặc biệt trong ngữ cảnh chính sách môi trường, biến đổi khí hậu thường đề cập tới sự thay đổi khí hậu hiện nay, được gọi chung bằng hiện tượng nóng lên toàn cầu Nguyên nhân chính làm biến đổi khí hậu Trái Đất là do sự gia tăng các hoạt động tạo ra các chất thải khí nhà kính, các hoạt động khai thác quá mức các bể hấp thụ và bể chứa khí nhà kính như sinh khối, rừng, các hệ sinh thái biển, ven bờ và đất liền khác Chính sự tan băng ở Greenland, Bắc cực và Nam cực đã làm cho mực nước biển tăng nhanh hơn trong thời kỳ 1993 - 2003 Ngoài ra, nhiệt độ trung bình của đại dương toàn cầu tăng lên (ít nhất là tới độ sâu 3000 m) cũng góp phần vào sự tăng lên của mực nước biển (IPCC, 2007) Số liệu vệ tinh cho thấy, diện tích biển băng trung bình năm ở Bắc Cực đã thu hẹp 2,7%/thập kỷ Riêng mùa hè giảm 7,4%/thập kỷ Diện tích cực đại của lớp phủ băng theo mùa ở Bắc bán cầu đã giảm 7% kể từ năm 1990, riêng trong mùa xuân giảm tới 15%

Tại Hội nghị quốc tế về biến đổi khí hậu họp tại Bruxen (Bỉ), các báo cáo khoa học cho biết, ở Bắc cực, khối băng dày 2 dặm (khoảng trên 3 km) đang mỏng dần và

đã mỏng đi 66 cm Ở Nam Cực, băng cũng đang tan với tốc độ chậm hơn và những núi băng ở Tây Nam cực đổ sụp Những lớp băng vĩnh cửu ở Greenland tan chảy Ở Alaska (Bắc Mỹ, trong những năm gần đây nhiệt độ đã tăng 1,50C so với trung bình nhiều năm, làm tan băng và lớp băng vĩnh cửu đã giảm 40%, những lớp băng hàng năm dày khoảng 1,2 m đã giảm 4 lần, chỉ còn 0,3 m Báo cáo cũng cho biết, các núi băng trên cao nguyên Thanh Hải (Trung Quốc) ở độ cao 5000 m mỗi năm giảm trung

bình 7% khối lượng và 50 - 60 m độ cao, uy hiếp nguồn nước của các sông lớn ở Trung Quốc Trong 30 năm qua, trung bình mỗi năm, diện tích lớp băng trên cao nguyên Tây Tạng bị tan chảy khoảng 131 km2, chu vi vùng băng tuyết bên sườn cao nguyên mỗi năm giảm 100 - 150 m, có nơi tới 350 m Diện tích các đầm lầy trong khu vực này cũng giảm 10% Tất cả đang làm cạn kiệt hồ nước Thanh Hải, một hồ lớn nhất Trung Quốc, đe dọa hồ sẽ bị biến mất trong vòng 200 năm tới Nếu nhiệt độ trái đất tiếp tục tăng, khối lượng băng tuyết ở khu vực cao nguyên sẽ giảm 1/3 vào năm 2050

và chỉ còn 1/2 vào năm 2090

Nguyên nhân dẫn tới BĐKH:

Phần lớn các nhà khoa học đều khẳng định rằng hoạt động của con người đã và đang làm BĐKH toàn cầu Nguyên nhân chủ yếu của sự biến đổi đó là sự tăng nồng độ khí nhà kính trong khí quyển dẫn đến tăng hiệu ứng nhà kính Đặc biệt quan trọng là khí CO2 được tạo thành do sử dụng năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch (như dầu mỏ, than đá, khí tự nhiên…), phá rừng và chuyển đổi sử dụng đất Để đánh giá vai trò của khí nhà kính đến BĐKH cần xét 4 đặc trưng sau:

-Thay đổi nồng độ khí nhà kính;

-Đặc tính hấp thụ bức xạ của khí nhà kính;

-Thời gian tồn tại (tuổi thọ) của khí nhà kính;

-Tác động qua lại giữa các khí nhà kính

Khí quyển hiện nay có khoảng 750 tỷ tấn cacbon Đại dương chứa lượng cacbon gấp khoảng 50 lần, sinh quyển trái đất khoảng 3 lần và lục địa khoảng 5 lần nhiều hơn trong khí quyển Số liệu về sản xuất năng lượng cho thấy nồng độ CO2 tăng hàng năm khoảng 4,4% cho tới khi có cuộc khủng hoảng năng lượng năm 1975 Sau đó, mức tăng giảm dần vào khoảng năm 1980 mặc dù có biến động hàng năm Theo những đánh giá mới nhất, than và dầu hỏa góp phần thải CO2 gần tương đương nhau (khoảng 40%), khí đốt khoảng 20%, tuy mức thải CO2 cho mỗi đơn vị khối lượng của từng loại nhiên liệu có khác nhau

Nhu cầu về năng lượng của nhân loại ngày càng nhiều, trong đó năng lượng hóa thạch chiếm phần lớn Mặc dù năng lượng hạt nhân hoặc một số dạng năng lượng sạch khác có xu hướng tăng lên nhưng vẫn chỉ chiếm một phần nhỏ so với nhu cầu năng

lượng nói chung Sử dụng nhiều năng lượng hóa thạch là nguyên nhân làm tăng đáng

kể nồng độ khí CO2 trong khí quyển, trong đó các nước phát triển đóng góp phần lớn Tăng nồng độ khí nhà kính dẫn đến tăng hiệu ứng nhà kính của khí quyển và kết quả là tăng nhiệt độ trung bình bề mặt trái đất Trên phạm vi khu vực, sự phát ra những chất khí và những phần tử gây ô nhiễm khác dẫn đến những tác động lớn, mặc dù một

số trong các khí đó có thể có tác động ngược lại Ví dụ, chất muội mồ hóng (sooty aerosols) có khuynh hướng làm khí hậu khu vực ấm lên, trong khi chất sunfat làm lạnh

đi bởi phản xạ ánh sáng mặt trời nhiều hơn Trong khi ta có cảm giác chịu tác động trực tiếp ở các vùng công nghiệp, các chất sol khí này còn có thể tác động gián tiếp lên nhiệt độ trung bình toàn cầu

Việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch phát thải 70 - 90% lượng CO2 vào khí quyển Năng lượng hóa thạch được sử dụng trong giao thông vận tải, chế tạo các thiết bị điện:

tủ lạnh, hệ thống điều hòa nóng lạnh và các ứng dụng khác Lượng CO2 còn do hoạt động trong nông nghiệp và khai thác rừng (kể cả cháy rừng), khai hoang và công nghiệp

Tiêu thụ năng lượng do đốt các nhiên liệu hóa thạch đóng góp khoảng một nửa (46%) vào tiềm năng nóng lên toàn cầu Phá rừng nhiệt đới đóng góp khoảng 18% và hoạt động nông nghiệp tạo ra khoảng 9% tổng số các khí thải gây ra lượng bức xạ cưỡng bức làm nóng lên toàn cầu Sản phẩm hóa học (CFC, Halon…): 24% và các nguồn khác như chôn rác dưới đất, nhà máy xi măng…:3%

Theo đánh giá lần thứ 4 của Ban liên Chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC, 2007) đã nhận định rằng sự nóng lên của hệ thống khí hậu trái đất hiện nay là chưa từng có, điều đó đã được minh chứng từ những quan trắc về sự tăng lên của nhiệt độ không khí và đại dương trung bình toàn cầu, sự tan chảy băng và tuyết trên phạm vi rộng lớn, sự dâng lên của mực nước biển trung bình toàn cầu

Nhiệt độ trung bình toàn cầu tăng khoảng 0,74O

độ trên đại dương với thời kỳ tăng nhanh nhất là mùa đông (tháng XII, I, II) và mùa xuân (tháng III, IV, V) Nhiệt độ cực trị cũng có chiều hướng biến đổi tương tự như nhiệt độ trung bình (OCCA, 2016)

Hình 1.1 Thay đổi nhiệt độ toàn cầu giai đoạn 1860 – 1999

(Nguồn: OCCA, 2016)

Lượng mưa có chiều hướng tăng lên trong thời kỳ 1900 - 2005 ở phía Bắc vĩ độ 30ºN, tuy nhiên lại có xu hướng giảm đáng kể từ năm 1970 ở vùng nhiệt đới Lượng mưa ở khu vực từ 10ºN đến 30ºN tăng lên từ năm 1900 đến 1950 ở vùng nhiệt đới và giảm trong thời kỳ sau đó Nhìn chung, lượng mưa có xu hướng biến đổi theo mùa và theo không gian rõ rệt hơn hẳn so với nhiệt độ Hiện tượng mưa lớn có dấu hiệu tăng lên trong thời gian gần đây;

Mực nước biển trung bình toàn cầu đã tăng với tỷ lệ trung bình 1,8mm/năm trong thời kỳ 1961 - 2003 và với tỷ lệ 3,1mm/năm trong thời kỳ từ năm 1993 - 2003 Trong những năm gần đây, tổng cộng mực nước biển đã dâng 0,31m (± 0,07m) Diện tích băng biển trung bình năm ở Bắc cực đã thu hẹp với tỷ lệ 2,7%/1 thập kỷ Diện tích cực đại của lớp phủ băng theo mùa ở bán cầu Bắc đã giảm 7% kể từ 1990, riêng trong mùa xuân giảm tới 15%

Các báo cáo tại Hội nghị Quốc tế về BĐKH tại Brucxen (Bỉ) cho biết trung bình mỗi năm, các núi băng trên cao nguyên Thanh Hải (Trung Quốc) bị giảm 7% khối lượng và 50 - 60 m độ cao Trong 30 năm qua, trung bình mỗi năm cao nguyên Tây Tạng bị tan chảy khoảng 131km2 , chu vi vùng băng tuyết bên sườn cao nguyên mỗi năm giảm 100 - 150m có nơi tới 350m;

Hạn hán xuất hiện thường xuyên hơn ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới từ năm

1970 Nguyên nhân chính của sự gia tăng này là lượng mưa giảm và nhiệt độ tăng dẫn đến bốc hơi tăng Khu vực thường xuyên xảy ra hạn hán là phía Tây Hoa Kỳ, Úc, Châu Âu Hoạt động của xoáy thuận nhiệt đới, đặc biệt là các cơn bão mạnh gia tăng

từ những năm 1970 và ngày càng có xu hướng xuất hiện nhiều hơn các cơn bão có quỹ đạo bất thường Điều này có thể thấy trên cả Ấn Độ Dương, Bắc và Tây Bắc Thái Bình Dương, số cơn bão ở Đại Tây Dương ở mức trung bình trong khoảng 10 năm gần đây;

Có sự biến đổi trong chế độ hoàn lưu quy mô lớn trên cả lục địa và đại dương, biểu hiện rõ rệt nhất là sự gia tăng về số lượng và cường độ của hiện tượng El Nino và biến động mạnh mẽ của hệ thống gió mùa

Như vậy BĐKH đã và đang diễn ra trên quy mô toàn cầu, biểu hiện của chúng có thể khác nhau giữa các khu vực nhưng có thể kết luận một số đặc điểm chung là nhiệt

độ tăng lên, lượng mưa biến động mạnh mẽ và có dấu hiệu tăng lên vào mùa mưa, giảm vào mùa ít mưa, hiện tượng mưa lớn gia tăng, hạn hán xuất hiện thường xuyên hơn, hoạt động của bão và áp thấp nhiệt đới phức tạp hơn, hiện tượng El Nino xuất hiện thường xuyên hơn và có biến động mạnh (IPCC, 2007)

1.2.2 Hiện trạng BĐKH trên thế giới và Việt Nam

1.2.2.1 Trên thế giới

Nếu như cách đây khoảng 5 năm, thế giới vẫn còn hoài nghi và tranh luận về vấn

đề liệu biến đổi khí hậu trên thực tế có xảy ra hay không và có phải do con người gây

ra hay không thì ngày nay, cuộc tranh luận này không còn nữa và sự hoài nghi ngày càng thu hẹp Báo cáo đánh giá của IPCC đã phản ánh sự đồng thuận rộng rãi về mặt khoa học khi cho rằng biến đổi khí hậu là có thật và do con người gây ra Mặc dù hiện vẫn còn nhiều điều chưa biết chắc chắn về tốc độ nóng lên, thời gian chính xác và các hình thức tác động, nhưng những nguy cơ gắn liền với thực trạng các lớp băng lớn trên trái đất đang tan ra ngày một nhanh, nhiệt độ các đại dương tăng lên, các hệ sinh thái rừng nhiệt đới bị hủy hoại và những hậu quả khác có thể xảy ra , là hoàn toàn có thật Nhiệt độ trung bình toàn cầu đã trở thành thước đo phổ biến về thực trạng khí hậu toàn cầu Trong khoảng 100 năm qua (giai đoạn 1906-2005), nhiệt độ trung bình toàn cầu đã tăng khoảng 0,7oC (1,3oF) Theo IPCC, sự ấm lên của khí hậu là điều chắc

chắn Hàm lượng khí CO2, loại khí nhà kính quan trọng nhất trong bầu khí quyển toàn cầu, dao động ở mức 200-300 ppm trong suốt 800.000 năm qua, nhưng đã tăng lên ở mức khoảng 387 ppm trong 150 năm qua, chủ yếu là do đốt nhiên liệu hóa thạch và một nguyên nhân nhỏ hơn là từ hoạt động sản xuất nông nghiệp và thay đổi việc sử dụng đất Theo báo cáo gần đây của WMO, năm 2010 là năm nóng nhất trong lịch sử Ngoài ra, trong mười năm qua (2001-2010), nhiệt độ trung bình toàn cầu đã cao hơn 0,5oC so với giai đoạn 1961-1990, mức cao nhất đối với bất kì giai đoạn 10 năm nào

kể từ khi bắt đầu quan trắc khí hậu bằng thiết bị đo đạc Một thập kỷ sau khi Nghị định thư Kyoto (1997) qui định các giới hạn phát thải các khí nhà kính, khi các nước phát triển bắt đầu giai đoạn đầu tiên trong quá trình kiểm kê phát thải, các loại khí nhà kính trong khí quyển vẫn tiếp tục tăng và thậm chí là tốc độ tăng còn nhanh hơn trước Bên cạnh nhiệt độ tăng và mực nước biển dâng, con người cũng đã cảm nhận ngày càng rõ rệt về sự gia tăng các hiện tượng thời tiết cực đoan Hạn hán và lũ lụt xảy

ra thường xuyên hơn; các cơn bão trở nên mạnh hơn; nhiều đợt nắng nóng hơn; số ngày lạnh, đêm lạnh và sương giá giảm đi, trong khi các đợt nắng nóng ngày càng xảy

ra thường xuyên hơn; cường độ của những cơn bão và lốc nhiệt đới đã trở nên nghiêm trọng hơn (Thục, Thắng et al., 2016)

1.2.2.2 Xu hướng biến đổi khi hậu trên thế giới

Trong một vài thập kỷ tới, nhiệt độ trung bình toàn cầu dự kiến sẽ tăng 0,2-0,3oC mỗi thập kỷ Mặc dù nhiệt độ trung bình toàn cầu đang có xu hướng tăng nhưng một câu hỏi được đặt ra là: sự gia tăng đó nên ở mức giới hạn nào, nếu không sẽ tạo ra biến đổi khí hậu nguy hiểm Có một sự đồng thuận ngày càng cao giữa các nhà khoa học khí hậu về ngưỡng đánh dấu biến đổi khí hậu ở mức nguy hiểm và họ đã nhất trí quyết định 2oC là ngưỡng giới hạn trên hợp lý cho sự gia tăng nhiệt độ toàn cầu đến cuối thế

kỷ 21 so với thời kỳ tiền công nghiệp Điều đó có nghĩa là cần giữ cho nhiệt độ Trái đất ở thế kỷ 21 chỉ tăng trong phạm vi 2oC so với thời kỳ tiền công nghiệp, bởi vì nếu vượt qua khỏi giới hạn này, các nguy cơ biến đổi khí hậu trở thành thảm họa trong tương lai sẽ gia tăng rất nhanh (UNPD, 2008)

Tuy nhiên, IPCC trên cơ sở 6 kịch bản xác định những lộ trình phát thải có thể xảy ra, đã xác định các mức thay đổi nhiệt độ có thể xảy ra trong thế kỷ 21 (Bảng 1) Theo các kịch bản này, nhiệt độ trung bình thế giới đến năm 2080 sẽ tăng từ 2,3oC đến

4,5oC so với nhiệt độ thời kỳ tiền công nghiệp hóa IPCC dự kiến mức tăng 3oC là hệ quả có khả năng xảy ra nhất, nhưng cũng không loại trừ các giá trị vượt xa con số 4,5oC, thậm chí nhiệt độ toàn cầu có thể tăng thêm 5oC Như vậy, không có kịch bản nào của IPCC cho thấy sự gia tăng nhiệt độ ở mức dưới 2o

C - là ngưỡng mà quá trình biến đổi khí hậu trở nên nguy hiểm Theo Báo cáo Phát triển Thế giới năm 2010, nếu không thực hiện các nỗ lực giảm thiểu biến đổi khí hậu hiệu quả thì đến cuối thế kỷ

21, nhiệt độ trung bình toàn cầu sẽ tăng từ 2,5oC đến 7oC so với thời kỳ tiền công nghiệp hóa

Cùng với sự gia tăng nhiệt độ, mực nước biển dâng cao cũng là một mối đe dọa khác Vẫn còn những tranh luận giữa các nhà khoa học về các mức gia tăng khác nhau

về mực nước biển vào cuối thế kỷ 21 Các kịch bản của IPCC chỉ ra rằng, đến cuối thế

kỷ 21, mực nước biển có thể tăng thêm từ 26cm đến 59cm đối với kịch bản phát thải cao A1F1 và từ 18cm đến 38cm đối với kịch bản phát thải thấp B1 (Bảng 1.1)

Bảng 1.1 Các khoảng nhiệt độ tăng dự kiến cho năm 2080

Tuy nhiên, các dự đoán về sự gia tăng mực nước biển của IPCC được coi là thấp, bởi vì các dự đoán này chủ yếu dựa trên các ước tính của năm 2005 và chỉ dựa trên kết quả tính toán của sự nóng lên toàn cầu mà chưa tính đến khả năng băng tan Nghiên cứu của Dasgupta và cộng sự (2007) cho rằng sự phát thải các khí nhà kính đang tiếp tục tăng và hiện tượng nóng lên toàn cầu sẽ làm cho mực nước biển dâng từ 1m đến 3m vào cuối thế kỷ 21 Ngoài ra, các tảng băng ở Greenland và Bắc Cực đang tan nhanh ngoài dự kiến có thể làm cho mực nước biển dâng lên 5m Khả năng mực nước biển dâng từ 1m đến 3m vào cuối thế kỷ 21 này rất có thể trở thành hiện thực (Nam, 02/10/2013)

1.2.2.3 Tại Việt Nam

Ở Việt Nam, trong thời gian qua, diễn biến của khí hậu cũng có những nét tương đồng với tình hình chung trên thế giới BĐKH tác động tới tất cả các vùng, miền, các lĩnh vực về tài nguyên, môi trường và kinh tế – xã hội, nhưng trong đó tài nguyên nước, ngành nông nghiệp và phát triển nông thôn, y tế và các vùng ven biển sẽ chịu tác động mạnh nhất

Việt Nam được xếp vào nhóm các quốc gia thiếu nước với tổng bình quân đầu người cả nước mặt và nước ngầm trên phạm vi lãnh thổ là 4.400 m3/người/năm (so với bình quân thế giới là 7.400 m3/người, năm) Trong khai thác, sử dụng tài nguyên nước, Việt Nam có nhiều yếu tố không bền vững

Sự suy thoái tài nguyên nước ngày một tăng về cả số lượng và chất lượng do nhu cầu về nước ngày một lớn, khai thác, sử dụng bừa bãi, thiếu quy hoạch và đặc biệt là

sự suy giảm đến mức báo động của rừng đầu nguồn

Dưới tác động của BĐKH, khi nhiệt độ trung bình tăng, độ bất thường của thời tiết, khí hậu và thiên tai gia tăng sẽ ảnh hưởng rất lớn tới tài nguyên nước ngọt ở các khía cạnh sau:

– Nhu cầu nước sinh hoạt cho con người, nước phục vụ cho sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, năng lượng, giao thông… đều tăng Bên cạnh đó, lượng bốc hơi nước của các thủy vực (hồ ao, sông, suối…) cũng tăng Hậu quả dẫn đến là sự suy thoái tài nguyên nước cả về số lượng và chất lượng sẽ trở nên trầm trọng hơn

– Những thay đổi về mưa, sẽ dẫn tới những thay đổi về dòng chảy của các con sông và cường độ các trận lũ, tần suất và đặc điểm của hạn hán, lượng nước ngầm Theo dự đoán, BĐKH sẽ làm giảm đáng kể lượng nước trong các con sông ở nhiều vùng trên thế giới, trong đó có Việt Nam

– Khi băng tuyết ở các cực và đỉnh núi cao tan sẽ làm tăng dòng chảy ở các sông

và làm tăng lũ lụt Khi các băng trên núi cạn, lũ lụt sẽ giảm đi nhưng khi đó các dòng chảy cũng giảm dần, thậm chí cạn kiệt Nạn thiếu nước sẽ trầm trọng hơn Điều này rất đặc trưng cho các nước châu Á với nguồn nước sông ngòi phụ thuộc nhiều vào nước

thượng nguồn

Nhiệt độ

Nhiệt độ có xu thế tăng ở hầu hết các trạm quan trắc, tăng nhanh trong những thập kỷ gần đây Trung bình cả nước, nhiệt độ trung bình năm thời kỳ 1958-2014 tăng khoảng 0,62oC, riêng giai đoạn (1985-2014) nhiệt độ tăng khoảng 0,42oC (Hình 1.2) Tốc độ tăng trung bình mỗi thập kỷ khoảng 0,10oC, thấp hơn giá trị trung bình toàn cầu (0,12oC/thập kỷ) (IPCC, 2013)

Nhiệt độ tại các trạm ven biển và hải đảo có xu thế tăng ít hơn so với các trạm ở sâu trong đất liền (Hình 1.2) Có sự khác nhau về mức tăng nhiệt độ giữa các vùng và các mùa trong năm Nhiệt độ tăng cao nhất vào mùa đông, thấp nhất vào mùa xuân Trong 7 vùng khí hậu, khu vực Tây Nguyên có mức tăng nhiệt độ lớn nhất, khu vực Nam Trung Bộ có mức tăng thấp nhất

Hình 1.2 Chuẩn sai nhiệt độ (oC) trung bình năm (a) và nhiều năm (b) trên quy

mô cả nước

(Nguồn: Kịch bản BĐKH và nước biển dâng cho Việt Nam năm 2016)

Hình 1.3 Chuẩn sai nhiệt độ trung bình năm (oC) đối với các trạm ven biển và

Đối với các khu vực phía Bắc, lượng mưa chủ yếu giảm rõ nhất vào các tháng mùa thu và tăng nhẹ vào các tháng mùa xuân Đối với các khu vực phía Nam, lượng mưa các mùa ở các vùng khí hậu đều có xu thế tăng; tăng nhiều nhất vào các tháng mùa đông (từ 35,3% ÷ 80,5%/57 năm) và mùa xuân (từ 9,2% ÷ 37,6%/57 năm)

Bảng 1.2 Thay đổi lượng mưa trong 57 năm ở các vừng khí hậu

(Nguồn: Kịch bản BĐKH và nước biển dâng cho Việt Nam năm 2016)

Theo số liệu quan trắc thời kỳ 1961-2014, nhiệt độ ngày cao nhất (Tx) và thấp nhất (Tm) có xu thế tăng rõ rệt, với mức tăng cao nhất lên tới 1oC/10 năm Số ngày nóng (số ngày có Tx ≥35oC) có xu thế tăng ở hầu hết các khu vực của cả nước, đặc biệt là ở Đông Bắc, đồng bằng Bắc Bộ và Tây Nguyên với mức tăng phổ biến 2÷3 ngày/10 năm, nhưng giảm ở một số trạm thuộc Tây Bắc, Nam Trung Bộ và khu vực phía Nam Các kỷ lục về nhiệt độ trung bình cũng như nhiệt độ tối cao liên tục được ghi nhận từ năm này qua năm khác Một ví dụ điển hình như tại trạm Con Cuông (Nghệ An), nhiệt độ cao nhất quan trắc được trong đợt nắng nóng năm 1980 là 42oC, năm 2010 là 42,2oC và năm 2015 là 42,7o

C (Thục, Thắng et al., 2016)

Số lượng các đợt hạn hán, đặc biệt là hạn khắc nghiệt gia tăng trên phạm vi toàn quốc Các giá trị kỷ lục liên tiếp được ghi nhận trong vài năm trở lại đây Từ năm 2000 đến nay, khô hạn gay gắt hầu như năm nào cũng xảy ra Vào năm 2010 mức độ thiếu hụt dòng chảy trên hệ thống sông, suối cả nước so với trung bình nhiều năm từ 60÷90%, mực nước ở nhiều nơi rất thấp, tương ứng với tần suất lặp lại 40÷100 năm Năm 2015 mùa mưa kết thúc sớm, dẫn đến tổng lượng mưa thiếu hụt nhiều so với trung bình nhiều năm trên phạm vi cả nước, đặc biệt là ở Nam Bộ, Nam Trung Bộ và Tây Nguyên

Số ngày rét đậm, rét hại ở miền Bắc có xu thế giảm, đặc biệt là trong hai thập kỷ gần đây, tuy nhiên có sự biến động mạnh từ năm này qua năm khác, xuất hiện những

đợt rét đậm kéo dài kỷ lục, những đợt rét hại có nhiệt độ khá thấp Năm 2008 miền Bắc trải qua đợt rét đậm, rét hại kéo dài 38 ngày (từ 13/1 đến 20/2), băng tuyết xuất hiện trên đỉnh Mẫu Sơn (Lạng Sơn) và Hoàng Liên Sơn (Lào Cai), nhiệt độ có giá trị -

2 và -3oC Mùa đông 2015-2016, rét đậm, rét hại diện rộng ở miền Bắc, tuy không kéo dài nhưng nhiệt độ đạt giá trị thấp nhất trong 40 năm gần đây; tại các vùng núi cao như Pha Đin, Sa Pa hay Mẫu Sơn, nhiệt độ thấp nhất dao động từ -5 đến -4oC; băng tuyết xuất hiện nhiều nơi, đặc biệt là ở một số nơi như Ba Vì (Hà Nội) và Kỳ Sơn (Nghệ An) có mưa tuyết lần đầu tiên trong lịch sử (Thục, Thắng et al., 2016)

Bão và áp thấp nhiệt đới

Theo số liệu thống kê thời kỳ 1959-2015, trung bình hàng năm có khoảng 12 cơn bão và áp thấp nhiệt đới (ATNĐ) hoạt động trên Biển Đông, trong đó khoảng 45% số cơn hình thành ngay trên Biển Đông và 55% số cơn hình thành từ Thái Bình Dương di chuyển vào Mỗi năm có khoảng 7 cơn bão và áp thấp nhiệt đới ảnh hưởng đến Việt Nam, trong đó có 5 cơn đổ bộ hoặc ảnh hưởng trực tiếp đến đất liền nước ta Nơi có tần suất hoạt động của bão và áp thấp nhiệt đới lớn nhất nằm ở phần giữa của khu vực Bắc Biển Đông Khu vực bờ biển miền Trung từ 16oN đến 18oN và khu vực bờ biển Bắc Bộ (từ 20oN trở lên) có tần suất hoạt động của bão và áp thấp nhiệt đới cao nhất trong cả dải ven biển Việt Nam

Theo số liệu thời kỳ 1959-2015, bão và áp thấp nhiệt đới hoạt động trên Biển Đông,ảnh hưởng và đổ bộ vào Việt Nam là ít biến đổi Tuy nhiên, biến động của số lượng bão và áp thấp nhiệt đới là khá rõ; có năm lên tới 18÷19 cơn bão và áp thấp nhiệt đới hoạt động trên Biển Đông (19 cơn vào năm 1964, 2013; 18 cơn vào năm

1989, 1995); nhưng có năm chỉ có 4÷6 cơn (4 cơn vào năm 1969, 6 cơn vào năm 1963,

1976, 2014, 2015) Theo số liệu thống kê trong những năm gần đây, những cơn bão mạnh (sức gió mạnh nhất từ cấp 12 trở lên) có xu thế tăng nhẹ Mùa bão kết thúc muộn hơn và đường đi của bão có xu thế dịch chuyển về phía Nam với nhiều cơn bão đổ bộ vào khu vực phía Nam hơn trong những năm gần đây

Hoạt động và ảnh hưởng của bão và áp thấp nhiệt đới đến nước ta trong những năm gần đây có những diễn biến bất thường Tháng 3/2012, bão Pakhar đổ bộ vào miền Nam Việt Nam với cường độ gió mạnh nhất theo số liệu qua trắc được Bão Sơn Tinh (10/2012) và Hai Yan (10/2012) có quỹ đạo khác thường khi đổ bộ vào miền Bắc

vào cuối mùa bão Năm 2013 có số lượng bão và áp thấp nhiệt đới đổ bộ vào Việt Nam nhiều nhất (8 cơn bão và 1 áp thấp nhiệt đới) (Thục, Thắng et al., 2016)

1.2.3 Tác động của mực nước biển dâng từ BĐKH tại Việt Nam

Với trên 3.000km bờ biển, Việt Nam được coi là quốc gia có mức độ dễ bị tổn thương cao hơn trước sự biến đổi khí hậu Sự tác động của biến đổi khí hậu mà cụ thể

là sự gia tăng của mực nước biển đang có xu hướng làm thu hẹp dần diện tích đất nông nghiệp của nước ta, đặc biệt là các vùng đất ven biển Như ở Nam Định, từ 2005 đến nay, mực nước biển tại huyện Giao Thủy đã dâng cao thêm 20 cm Số liệu quan trắc tại các trạm hải văn dọc bờ biển Việt Nam, trong giai đoạn từ 1998 – 2008, tốc độ dâng lên của mực nước biển ở Việt Nam là khoảng 3 mm/năm Trong khoảng 50 năm qua, mực nước biển tại Trạm hải văn Hòn Dấu dâng lên khoảng 20 cm

Dự báo đến năm 2100, nhiệt độ trung bình ở Việt Nam sẽ tăng lên 30C và mực nước biển sẽ tăng lên khoảng 1m Nếu mực nước biển dâng 1m sẽ có khoảng 10% dân

số bị ảnh hưởng trực tiếp, khoảng 90% diện tích trồng lúa đồng bằng sông Cửu Long

bị ngập hoàn toàn, 4,4% lãnh thổ Việt Nam bị ngập vĩnh viễn, đồng nghĩa với khoảng 20% xã trên cả nước, 9.200 km đường bộ bị xóa sổ Tại vùng đồng bằng duyên hải Bắc Trung Bộ và Nam Trung Bộ, mực nước biển dâng sẽ thu hẹp diện tích rừng ngập mặn, tạo điều kiện xói lở bờ biển, gây khó khăn cho nghề cá do những thay đổi theo hướng xấu đi của phần lớn nguồn lợi thủy sản Diện tích sinh sống của các khu dân cư ven biển bị thu hẹp, khả năng xói lở bờ biển tăng lên, trực tiếp đe dọa các công trình giao thông, xây dựng, công nghiệp và một số đô thị trên nhiều tuyến bờ biển Riêng đồng bằng sông Cửu Long, dự báo vào năm 2030, khoảng 45% diện tích của khu vực này sẽ bị nhiễm mặn cục độ và gây thiệt hại mùa màng nghiêm trọng do lũ lụt và ngập úng Nếu không có kế hoạch đối phó, phần lớn diện tích của đồng bằng sông Cửu Long sẽ ngập trắng nhiều thời gian trong năm và thiệt hại ước tính sẽ là 17 tỷ USD Gần 6 triệu người – chiếm 7,3% dân số Việt Nam sẽ bị ảnh hưởng trực tiếp do hiện tượng ngập lụt khi nước biển dâng, 82,5% hệ thống cấp nước ở các vùng trũng Nam

Bộ trong đó 71,7% là ở đồng bằng Sông Cửu Long và 10,8% ở Đông Nam bộ sẽ bị ảnh hưởng Hiện tượng ngập lụt này sẽ dẫn tới sự thay đổi độ mặn của nước, thay đổi điều kiện sinh sống, sản xuất và đa dạng sinh học Khu vực vùng núi tuy không chịu tác động trực tiếp của nước biển dâng nhưng chúng chịu những ảnh hưởng gián tiếp

như: gia tăng các hiện tượng lũ ống, lũ quét, vấn đề về nước sạch và đất ở Còn đối với khu vực miền núi, tuy không chịu ảnh hưởng trực tiếp của nước biển dâng nhưng lại chịu không ít các tác động gián tiếp như về an ninh lương thực, vấn đề nước sạch, vấn

đề về chỗ ở và đất sản xuất (Hoè, 2010)

1.3 Tình hình nghiên cứu viễn thám về nghiên cứu về chỉ số tổn thương bờ biển

Tính dễ bị tổn thương (Vulnerability) là một khái niệm khá trừu tượng, được đề

cập trong rất nhiều tài liệu và chưa thống nhất Tính dễ bị tổn thương (TDBTT) bao hàm nhiều vấn đề, từ các biểu hiện vật lý (Mitchell, 1989; Schneider và Chen, 1980; Barth và Titus, 1984), kinh tế, xã hội và tài nguyên (Susman, O’Keefe, và Wisner 1983; Timmerman, 1981; Cannon, 1994); mối quan hệ của nơi xảy ra tai biến với hệ thống xã hội (Dow 1992; Cutter 1996, 2003),… (Tân, 2015)

Theo quan niệm của Cục Bảo vệ Môi trường Hoa kỳ (USEPA, 2006) trong Chương trình đánh giá TDBTT vùng (Regional Vulnerability Assessment Programme) thì TDBTT của một hệ thống là mức độ tổn thất của hệ đó dưới tác động của một áp lực nào đó từ bên ngoài hay bên trong hệ thống Ví dụ, suy thoái chất lượng nước mặt và ô nhiễm môi trường khí là căn cứ để nhận biết TDBTT của hệ môi trường Như vậy, có thể hiểu Tính dễ tổn thương của bờ biển là sự tổn thất của các thành phần liên quan trong hệ môi trường khu vực ven biển (Tân, 2015)

Ở Việt Nam, tiếp cận nghiên cứu TDBTT bắt đầu cuối những năm 90s, với những nghiên cứu TDBTT của hệ thống tự nhiên – xã hội do các tai biến tự nhiên (Mai Trọng Nhuận, 2000 - 2005), BĐKH và dâng cao mực nước biển (Toms, G và cộng sự, 1994-1996), môi trường thay đổi (Adger, 1999) Sau đó, cách tiếp cận đi theo hướng tổng hợp gồm cả tổn thương về tài nguyên thiên nhiên, kinh tế - xã hội, con người và môi trường do các tai biến có nguồn gốc từ cả tự nhiên và hoạt động của con người Cho đến nay, nghiên cứu TDBTT được chú trọng vào nhiệm vụ tăng năng lực của cộng đồng, tăng khả năng phục hồi/chống chịu của các hệ sinh thái qua các đánh giá hiện trạng, dự báo tổn thương của các nhóm cộng đồng, tài nguyên - môi trường, các ngành kinh tế (Mai Trọng Nhuận và cộng sự, 2006-2010; Lê Thị Thu Hiền, 2006; Nguyễn Thị Hồng Huế, 2009; Birkman và cộng sự, 2010; Garschagen, 2011) Trên cơ

sở đó, các giải pháp giảm thiểu thiệt hại tai biến và ứng phó, thích ứng với các thay đổi

môi trường, đặc biệt là BĐKH với các mối đe dọa gia tăng từ bão, lũ lụt, dâng cao mực nước biển được đề xuất.(Tân, 2015)

1.3.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu trên thế giới

Ban đầu, TDBTT được tập trung đánh giá mức độ nguy hiểm từ các mối đe dọa

tự nhiên Cách tiếp cận này cũng được áp dụng cho khía cạnh an ninh lương cũng như trong đói nghèo và sinh kế phát triển các ngành kinh tế - xã hội , bảo tồn tài nguyên và các hệ sinh thái Các mối đe dọa từ bên ngoài được xét đến là các tai biến như lũ lụt, bão, hạn hán và động đất, sóng thần, trong đó BĐKH đã được như là yếu tố gây tổn thương Các đối tượng bị tổn thương là con người, kinh tế và môi trường, hệ sinh thái Các nghiên cứu đã chứng minh, khi cùng tiếp xúc với một đe dọa nhưng tác động đến mỗi nhóm kinh tế - xã hội khác nhau có mức tổn thương khác nhau Theo hướng tiếp cận này đói nghèo, sự cách ly, xung đột, thiếu quyền lợi và nguồn tiếp tế là những yếu

tố quyết định đến tính dễ bị tổn thương

Gần đây, nghiên cứu tính dễ tổn thương được chú trọng vào nhiệm vụ tăng năng lực cho các nhóm bị tổn thương, bằng công tác dự báo, ứng phó, xây dựng khả năng phục hồi và thích ứng với các thay đổi TDBTT ngày càng được tiếp cận toàn diện hơn, nhiều nghiên cứu đã kết hợp sự thay đổi môi trường và rủi ro với khía cạnh kinh

tế - xã hội để xác định TDBTT, khả năng ứng phó của cộng đồng, môi trường và hệ sinh thái trong sự phát triển của các khu đô thị Điển hình là tích hợp đánh giá TDBTT với các nhóm yếu tố của hệ thống sinh thái – xã hội có khả năng ứng phó để thích ứng với những thay đổi, biến động trong thời gian dài Thậm chí, trong các khía cạnh về phát triển bền vững, hội nhập kinh tế, TDBTT cũng được đề cập tới (Tân, 2015)

Chỉ số tổn thương của bờ biển đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới dùng

để nghiên cứu các tác động của biển đổi khí hậu, đặc biệt là hậu quả của nước biển dâng Nghiên cứu đánh giá tính tổn thương ven biển do nước biển dâng tại BOLINAO, PANGASINAN sử dụng hệ thống Viễn thám và thông tin địa lý Nghiên cứu đánh giá tính dễ tổn thương của khu vực bờ biển tại ngôi làng Bolinao Chỉ số tổn thương kinh

tế xã hội (SVI) đã được tính toán dựa trên dân số, độ tuổi, giới tính, việc làm, nguồn thu nhập và kích thước hộ gia đình, được thu thập thông qua một cuộc khảo sát về chất lượng trong các nơi được chọn Chỉ số tổn thương ven (CVI) mô tả các tổn thương vật

lý của các cộng đồng ven biển dựa trên sự bất thường với mực nước biển ghi nhận đo

chiều cao sóng, địa mạo ven biển bằng vệ tinh có nguồn gốc từ mô hình 25 SRTM -m (DEM) mô hình cao độ số (DEM), độ sâu từ dữ liệu WorldView-2 và ghi lại dữ liệu độ cao của mực nước biển bang máy quét laser Các nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu vệ tinh tải về từ cơ sở dữ liệu Radar Altimetry System (RADS), trong khoảng thời gian từ 1991-2010 SVI và CVI được tính toán và đánh giá trong ArcGIS SVI và CVI đã được tích hợp để xác định Chỉ số tổng tính dễ tổn thuơng (TVI) mà đặc trưng cho sự

dễ tổn thương của ba ngôi làng trong năm lớp tử dễ tổn thương rất thấp đến rất cao (S

R C Reyes, 2012)

Nghiên cứu Tác động của mực nước biển dâng về việc xâm nhập mặn vào các tầng ngậm nước đồng bằng sông Nile, Ai Cập Cho thấy các tác động có thể của mực nước biển gia tăng ở Biển Địa Trung Hải trong vấn đề xâm nhập mặn ở đồng bằng sông Nile, tầng ngậm nước được khảo sát bằng FEFLOW Các mô phỏng được thực hiện khi xem xét ảnh hưởng của sự thay đổi đất liền bờ biển sử dụng mô hình số độ cao Ngoài điều kiện hiện tại, sáu kịch bản khác nhau được xem xét Kịch bản một, hai

và ba giả định tăng 0,5 m nước biển trong khi tổng bơm được giảm đi 50, duy trì theo các điều kiện hiện tại và tăng gấp đôi tương ứng Kịch bản bốn, năm, sáu giả định nước biển tăng lên 1m và tổng bơm được thay đổi như trong ba kịch bản đầu tiên Các dải đất ven biển sẽ được đưa vào việc tính toán tăng mực nước biển và lĩnh vực nghiên cứu và ranh giới biển sẽ được sửa đổi cho phù hợp Có thể kết luận rằng, khu vực rộng lớn ở vùng ven biển đồng bằng sông Nile sẽ bị ngập bởi nước biển và đường bờ biển

sẽ được chuyển vào cách vài km ở phía đông và phía tây của đồng bằng Kịch bản sáu đại diện cho trường hợp xấu nhất, theo đó khối lượng nước ngọt sẽ được giảm xuống còn khoảng 513 km3 (tỷ m3) (Sherif, 2014)

1.3.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước

Trong thời gian gần đây đã có nhiều nghiên cứu của các nhà khoa học trong nước trong lĩnh vực biến đổi khí hậu Đặc biệt ngày càng có nhiều nghiên cứu về tính

dễ tổn thương của bờ biển để đánh giá các tác động của nước biển dâng dựa trên công nghệ Viễn thám và GIS

Vũ Minh Cát đã đưa ra đề tài ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS nghiên cứu diễn biến bờ biển Nam Định giai đoạn 1912 – 2013, trên cơ sở ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS (hệ thông tin địa lý) cho thấy quá trình biến động của đường bờ biển

Nam Định theo từng đoạn bờ với quá trình bồi xói cường độ khác nhau theo thời gian Thông qua phân tích, chập ảnh các thời kỳ khác nhau, lượng hóa được độ lớn bồi xói

và xác định nguyên nhân Trên cơ sở đó, đề xuất các giải pháp nhằm giảm thiểu tình trạng xói bồi, góp phần ổn định hệ thống đê biển, cơ sở hạ tầng vùng ven biển, đẩy mạnh (Vũ Minh Cát, 2015)

Nguyễn Hoàng Sơn và đồng nghiệp (2014) đã dựa trên cơ sở Viễn thám và chỉ

số tổn thương bờ biển đã đánh giá nguy cơ tổn thương đới bờ tỉnh Thừa Thiên Huế dưới ảnh hưởng của nước biển dâng (Nguyễn Hoàng Sơn, 2014) Kết quả nghiên cứu cho thấy đoạn bờ biển có nguy cơ tổn thương cao nhất do nước biển dâng tập trung tại đoạn bờ Nam Hải Dương - Thuận An - Phú Thuận và đoạn bờ Tư Hiền - Lộc Thuỷ, chiếm 16,781% tổng chiều dài bờ Trong đó nguy cơ tổn thương rất cao tại các vùng cửa sông, là nơi có biến động bờ biển phức tạp và mạnh mẽ có xu hướng xói lở mạnh với tốc độ xói lở khoảng 11 m/năm Các đoạn bờ lõm của vòng cung (xã Lộc Vĩnh) có nguy cơ tổn thương thấp, tại đây có xu hướng bồi tụ với tốc độ bồi tụ từ 2 - 13 m/năm Ứng dụng chỉ số CSoVI để tính nguy cơ tổn thương xã hội đới bờ cho thấy các khu vực tập trung dân cư và có cơ sở hạ tầng, giao thông, dịch vụ phát triển có nguy cơ tổn

thương xã hội cao

Phạm Diễm Kiều, Võ Quang Minh Nguyễn Thị Hồng Điệp, Điệp Văn Đen (2013) Đã rút trích đường bờ bằng công nghệ Viễn Thám, Gis để đánh giá thay đổi đường bờ hai tỉnh Cà Mau và Bạc Liêu Đánh giá diễn biến quá trình sạt lở và bồi tụ Xây dựng bản đồ đường bờ năm 1995, 2000, 2005 và 2010 Kết quả nghiên cứu chỉ ra tình hình sạt lở và bồi tụ ven bờ biển Cà Mau và Bạc Liêu giai đoạn 1995 - 2010 diễn biến phức tạp Quá trình sạt lở và bồi tụ luôn đan xen với nhau trong từng thời kỳ Việc sử dụng ảnh Landsat và kỹ thuật GIS bằng phương pháp làm nổi bật đường bờ trong nghiên cứu tình hình sạt lở và bồi tụ ven biển cho ra kết quả là đáng tin cậy được khi đối chiếu với kết quả đi thực địa (Phan Kiều Diễm, 2013)

Các nghiên cứu hiện nay tập trung đánh giá hiện trạng bờ biển nhưng chưa thực hiện đánh giá về tính dễ bị tổn thương của bờ biển do nước biển dâng và các ảnh hưởng khác của biển đổi khí hậu Đặc biệt, tại khu vực tỉnh Bình Định hiện nay chưa

có nghiên cứu nào về vấn đề trên Việc thực hiện đề tài khá phù hợp xu thế hiện nay

trong công tác ứng phó với BĐKH

1.4 Tổng quan khu vực nghiên cứu

1.4.1 Điều kiện tự nhiên tỉnh Bình Định

là cửa ngõ ra biển Đông gần nhất và thuận lợi nhất của Tây Nguyên, Nam Lào, Đông Bắc Campuchia và Đông Bắc Thái Lan thông qua Quốc lộ 19 và cảng biển quốc tế Quy Nhơn Cảng biển quốc tế Quy Nhơn có khả năng đóng tàu tải trọng

từ 2÷3 vạn tấn, cách Phao số 0 khoảng 6 hải lý, cách hải phận quốc tế 150 hải lý Địa mạo tuơng đối phức tạp, mặt đất có độ dốc dần từ Tây sang Đông Phía Tây là dãy núi cao với độ cao trung bình (500÷700) m và chiếm 70% diện tích toàn tỉnh, vùng đồng bằng duyên hải bị cắt nhỏ thành ô thung lũng bởi các núi chạy ngang ra biển, cùng với những đồi thấp xen kẽ đã tạo nên nhiều ao hồ tự nhiên Vùng biển có chiều dài bờ biển 134 km, thềm lục địa nhỏ dọc theo bờ, các đường đẳng sâu (30m –50m –100m) chạy sát bờ biển, đáy biển không bằng phẳng có độ dốc lớn (Hình 1.4)

Bình Định là tỉnh có tiềm năng về kinh tế biển; với chiều dài bờ biển 134 km; vùng lãnh hải 2,500km2, vùng đặc quyền kinh tế 40,000km2 Dọc theo bờ biển Bình Định có 3 cửa lạch lớn và là 3 tụ điểm nghề cá, đó là: Cảng cá Quy Nhơn, Đề Gi và cửa Tam Quan (Nguồn: Cổng thông tin điện tử tỉnh Bình Định)

1.4.1.3 Hồ chứa và đầm phá

Hồ chứa ở Bình Định có 02 loại hồ: hồ tự nhiên và hồ nhân tạo khoảng 161

hồ Số lượng hồ chứa tập trung nhiều ở huyện Tây Sơn (59 hồ, tổng diện tích 3,108 ha ), huyện Vĩnh Thạnh 1,529 ha, huyện Hoài Ân (22 hồ, tổng diện tích 457.4 ha), huyện An Nhơn 600 ha, huyện Vân Canh 33 ha…

Đầm phá là những vùng nước biển nằm sâu vào trong bờ biển, được các doi bờ che chắn với biển và thường có cửa ăn thông với biển tạo thành một vùng được che chắn tốt, thường là nơi giao hòa giữa hai nguồn nước ngọt và mặn tạo nên một vùng sinh thái rất đa dạng và phong phú Ven biển Bình Định có 03 đầm

phá là đầm Trà Ổ - Phù Mỹ diện tích 1,200 ha, đầm Thị Nại - Quy Nhơn diện tích 5,060 ha, đầm Đề Gi - Phù Cát diện tích 1,580 ha

1.4.2 Điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu:

Khu vực nghiên cứu được giới hạn tại khu vực bờ biển của 3 huyện Hoài Nhơn, Phù Mỹ, Phù Cát (Bắc tỉnh Bình Định) với chiều dài hơn 100km Các số liệu về dân

số, diện tích khu vực nghiên cứu được thể hiện qua bảng 1.2

Bảng 1.3 : Số liệu về dân số, diện tích khu vực nghiên cứu

Huyện Diện tích Chiều dài bờ biển Dân cƣ

(Nguồn: Cổng thông tin điện tử tỉnh Bình Định)

Phù Mỹ giáp các huyện Hoài Nhơn (phía bắc), Phù Cát (nam và tây nam), Hoài

Ân (tây bắc) và biển Đông (đông) Theo thống kê năm 2005 thì huyện Phù Mỹ có diện

tích là 548,9 km2 Khi nghiên cứu về Phù Mỹ người ta chia huyện này ra làm 3 khu vực địa lý là: Đồng bằng phía bắc, Đồng bằng phía nam và dãi cát ven biển (Hình 1.5) Đồng bằng phía bắc là lưu vực của đầm Trà Ổ, đồng bằng này được cung cấp nước tưới tiêu từ những con suối nhỏ bắt nguồn từ những ngọn núi phía bắc huyện, Đồng bằng phía bắc là khu vực của các xã Mỹ Đức, Mỹ Châu, Mỹ Lộc, Mỹ Lợi, thị trấn Bình Dương, Mỹ Phong, Mỹ Thắng, Mỹ An Đồng bằng phía nam là lưu vực của những con sông con suối đổ vào Đầm Nước Ngọt, Đồng bằng phía nam lại được chia

ra làm hai đó là khu vực phía tây Đầm Nước Ngọt thuộc lưu vực sông La Tinh gồm các xã Mỹ Trinh, thị trấn Phù Mỹ, Mỹ Hòa, Mỹ Hiệp, Mỹ Quang, Mỹ Tài, Mỹ Cát,

Mỹ Chánh Tây, Mỹ Chánh; còn khu vực phía đông và phía bắc Đầm Nước Ngọt là hai

xã Mỹ Thành, Mỹ Thọ Đồng bằng phía bắc và Đồng bằng phía nam được ngăn cách bởi những ngọn núi và đèo Nhông là nơi phân cách trên QL1A Huyện Phù Mỹ có dãi cát ven biển, có thể xem dãi cát từ Mỹ An về phía bắc thuộc Đồng Bằng phía bắc và dãi cát từ Mỹ Thọ về phía nam thuộc Đồng bằng phía nam tuy nhiên vì đặc điểm thổ nhưỡng của dãi đất ven biển nên người ta chia nó ra làm một khu vực riêng Dãi cát ven biển gồm các thôn ven biển của các xã Mỹ Đức, Mỹ Thắng, Mỹ An, Mỹ Thọ và

Mỹ Thành Dân số khoảng 198.700 người, trong đó nữ 96.700 người Mật độ dân số

361 người/ km2

(Cập nhật 2015)

Kinh tế của huyện chủ yếu nông nghiệp Ngoài ra các xã ven biển có nghề làm muối, nuôi trồng và đánh bắt thủy hải sản Công nghiệp chưa phát triển, các làng nghề tiểu thủ công nghiệp chỉ nổi tiếng trong địa phương ít tạo được thương hiệu lớn Một

số di tích lịch sử và tự nhiên tuyệt đẹp nhưng chưa được chú ý để phát triển du lịch