ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Cấn Thu Văn NGHIÊN CỨU VÀ XÁC LẬP CƠ SỞ KHOA HỌC ĐÁNH GIÁ TÍNH DỄ BỊ TỔN THƢƠNG PHỤC VỤ QUY HOẠCH PHÒNG CHỐNG THIÊN TAI LŨ LỤT LƢU VỰC SÔNG THU BỒN Chuyên ngành: Thủy văn học Mã số: 62.44.02.24 (DỰ THẢO) TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ THỦY VĂN Hà Nội – 2014 Cơng trình đƣợc hồn thành tại: Khoa Khí tƣợng, Thủy văn Hải dƣơng học Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Thanh Sơn Phản biện: Phản biện: Phản biện: Luận án đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng cấp Đại học Quốc gia chấm luận án tiến sĩ họp vào hồi ngày tháng năm 20 Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thƣ viện Quốc gia Việt Nam - Trung tâm Thông tin - Thƣ viện, Đại học Quốc gia Hà Nội MỞ ĐẦU 0.1 TÍNH CẤP THIẾT Tai biến thiên nhiên, nói chung lũ lụt, nói riêng đã, mang đến nhiều thiệt hại Đánh giá hậu lũ lụt gây ra, báo cáo tổ chức liên quan, thƣờng tập trung thống kê thiệt hại ngƣời của, thiệt hại hữu hình Trong đó, di chứng thiên tai lũ lụt, cịn có thiệt hại , nhận nhƣ tình trạng bệnh dịch sức khỏe ngƣời dân, ô nhiễm môi trƣờng, sinh kế cộng đồng vv cần đƣợc nghiêm túc đánh giá bàn tổn thƣơng lũ lụt Tuy nhiên tính dễ bị tổn thƣơng khái niệm tồn nhiều định nghĩa với quan điểm khác Ở Việt Nam, tính dễ bị tổn thƣơng đƣợc nghiên cứu, triển khai áp dụng đánh giá thiệt hại lũ lụt lƣu vực sông Luận án “Nghiên cứu xác lập sở khoa học đánh giá tính dễ bị tổn thương phục vụ quy hoạch phòng chống thiên tai lũ lụt lưu vực sơng Vu Gia-Thu Bồn (LVS VGTB)” có ý nghĩa khoa học thực tiễn Tính dễ bị tổn thƣơng nghiên cứu đƣợc thể thông qua xác định số cho lƣu vực sơng đƣợc trình bày chi tiết phần sau Một số dễ bị tổn thƣơng phân bố lƣu vực sở khoa học góp phần giúp cho cơng tác quy hoạch, quản lý, phòng tránh giảm nhẹ hậu thiên tai lũ lụt bao gồm: (1) xét yếu tố lũ cực đoan tác động lên mặt đệm có khả gây hại tối đa; (2) tích hợp khía cạnh kinh tế - xã hội vào phân tích tác động lũ lụt 0.2 MỤC TIÊU LUẬN ÁN Mục tiêu chung luận án xác lập đƣợc có sở khoa học phƣơng pháp đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng lũ lụt LVS Vu Gia-Thu Bồn phục vụ quy hoạch, phòng chống thiên tai lũ lụt Mục tiêu cụ thể đề tài luận án là: (1) Luận giải, phân tích lựa chọn đƣợc phƣơng pháp đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng có sở khoa học; (2) Thiết lập đƣợc tiêu chí phù hợp cho việc đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng lũ lụt LVS VG-TB; (3) Xây dựng thành công số đồ đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng lũ lụt LVS VG-TB; (4) Từ số đồ tính dễ bị tổn thƣơng lũ lụt đề xuất giải pháp quy hoạch quản lý lũ lớn LVS nghiên cứu 0.3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU Phạm vi khoa học luận án là: 1) Xây dựng sở khoa học phƣơng pháp đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng lũ lụt; 2) Thiết lập tiêu chí phù hợp cho việc đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng lũ lụt LVS VG-TB Phạm vi lãnh thổ LVS VG-TB 0.4 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI (1) Lựa chọn xây dựng đƣợc phƣơng pháp tính tốn tính dễ bị tổn thƣơng lũ sở kết hợp thuật tốn phân tích hệ thống phân cấp (AHP) thuật tốn tính trọng số Iyengar-Sudarshan áp dụng LVS VG-TB; (2) Thiết lập đƣợc tiêu chí để đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng lũ lụt lƣu vực sông; (3) Xây dựng đƣợc đồ số dễ bị tổn thƣơng lũ lụt chi tiết đến tiểu lƣu vực LVS VG-TB; (4) Bộ số đồ dễ bị tổn thƣơng cho thấy tranh toàn cảnh thiệt hại lũ giúp ích có hiệu quả cho cơng tác quy hoạch, quản lý, phòng chống giảm thiểu thiên tai lũ lụt 0.5 LUẬN ĐIỂM BẢO VỆ Luận điểm 1: Bộ số dễ bị tổn thƣơng, sử dụng kết hợp thuật tốn phân tích hệ thống phân cấp (AHP) thuật tốn tính trọng số Iyengar-Sudarshan có sở khoa học Luận điểm 2: Bộ tiêu chí số đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng LVS VG-TB đƣợc xây dựng phù hợp với trạng phát triển kinh tế-xã hội điều kiện tự nhiên lƣu vực nghiên cứu Luận điểm 3: Áp dụng số đồ số dễ bị tổn thƣơng lũ lụt vào công tác quản lý lũ lớn, quy hoạch phòng chống giảm nhẹ thiên tai lũ lụt LVS VG-TBlà có tính thực tế 0.6 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN Ý nghĩa khoa học: Kết luận án góp phần hồn thiện phƣơng pháp đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng lũ, Ý nghĩa thực tiễn: Kết luận án đƣợc sử dụng làm sở phục vụ quy hoạch , quản lý phòng chống thiên tai lũ lụt cấp LVS VG-TB 0.7 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Các phƣơng pháp nghiên cứu luận án gồm: Phương pháp điều tra thực địa, phân tích hệ thống, mơ hình tốn thủy văn, hệ thống thông tin địa lý (GIS), thống kê CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÍNH DỄ BỊ TỔN THƢƠNG LŨ LỤT 1.1 NGHIÊN CỨU VỀ LŨ LỤT Trong năm qua tai biến lũ lụt ngày diễn phức tạp có xu ngày gia tăng số lƣợng nhƣ mức độ khốc liệt Ở miền Trung, nơi sơng ngịi có độ dốc lớn, tập trung nƣớc cao, thời gian lũ lên nhanh thời gian chảy truyền ngắn cộng với việc điều hành không hợp lý hồ thủy lợi, thủy điện nên tƣợng lũ chồng lũ phổ biến gây khó khăn cho cơng tác quản lý phịng chống lũ lụt Vì hàng năm ngƣời dân miền Trung nói chung LVS VGTBluôn phải hứng chịu tổn thất nặng nề vật chất lẫn tinh thần Nhiều cơng trình nghiên cứu để ứng phó với lũ lụt giảm nhẹ tác hại chúng đƣợc quan tâm diện rộng Các hƣớng nghiên cứu là: (1) Mơ tả lũ lụt xác định nguyên nhân hình thành, quan hệ thời gian, không gian cho lƣu vực sông miền Trung; (2) Nghiên cứu phƣơng pháp, phƣơng án cảnh báo, dự báo lũ lụt nâng cao độ xác thời gian xuất hiện, quy mô trận lũ nhƣ thời gian dự kiến; (3) Đề xuất phƣơng án phòng tránh lũ lụt phƣơng án ứng phó hiệu (cơng trình, phi cơng trình) Hiện nay, việc đề xuất quy hoạch tổng thể thích ứng lũ hƣớng nghiên cứu đƣợc nhiều nhà khoa học quan tâm, có nội dung quan trọng xác định tính dễ bị tổn thƣơng lũ lụt 1.2 NGHIÊN CỨU TÍNH DỄ BỊ TỔN THƢƠNG Khái niệm tính dễ bị tổn thƣơng có nhiều thay đổi theo hƣớng phát triển nhiều năm qua, qua việc xem xét thành phần, tham gia để đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng Có hai hƣớng tiếp cận để đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng: nghiên cứu lĩnh vực khoa học tự nhiên thƣờng trọng vào khái niệm rủi ro (risk), nghiên cứu thuộc lĩnh vực khoa học xã hội thƣờng nhắc đến thuật ngữ tính dễ bị tổn thƣơng (vulnerability) Khái niệm tính dễ bị tổn thƣơng đƣợc nhà khoa học xã hội gắn với nhóm yếu tố kinh tế - xã hội xác định khả cộng đồng việc chống chọi với tƣợng thiên tai Đối với khoa học tự nhiên, nhƣ nhà khoa học khí hậu lại thƣờng xem khái niệm tính dễ bị tổn thƣơng khả xuất tác động tiềm tàng tƣợng thời tiết khí hậu có liên quan Nhìn chung, nghiên cứu đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng trƣớc phần lớn chủ yếu tập trung vào đánh giá tác nhân vật lý mà xét đến trạng thái hệ thống xã hội thành phần cộng đồng dân cƣ Theo thời gian, quan điểm tiếp cận đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng ngày hoàn thiện cho thấy tính tồn diện, đa chiều (tự nhiên, kinh tế, xã hội, môi trƣờng) nhằm xác định sâu sắc thành phần gây nên thiệt hại hệ thống trƣớc tai biến Từ nhóm quan điểm thứ 1, trọng nhiều đến yếu tố tự nhiên nhƣ độ lớn, xác suất tai biến mà coi nhẹ gây hại đến cộng đồng dân cƣ; đến nhóm quan điểm thứ 2, trọng nhiều đến yếu tố xã hội có khả thích ứng hay chống chịu với tai biến mà chƣa sâu phân tích nhiều đến chất tự nhiên tƣợng; để tổng hòa hai trƣờng phái này, hƣớng nghiên cứu mang tính tổng hợp, tồn diện tự nhiên xã hội tạo nên nhóm quan điểm thứ Vấn đề đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng Việt Nam đƣợc nhà nghiên cứu đề cập đến gần nhƣ đồng hành với nghiên cứu biến đổi khí hậu nhƣ: Mai Trọng Nhuận, Nguyễn Kim Lợi, Nguyễn Mai Đăng, Thái Thành Lƣợm, Trần Thục, Hà Hải Dƣơng…Tuy nhiên, nghiên cứu trọng đến tự nhiên xã hội, nghiên cứu cho ngành cụ thể phần lớn yếu tố đƣa vào tính tốn cịn hạn chế Các định nghĩa tính dễ bị tổn thƣơng dần đƣợc phát triển thể nhìn toàn diện xã hội, liên quan đến nhiều lĩnh vực sống nhƣ: tự nhiên, kinh tế, xã hội môi trƣờng Luận án hƣớng đến nghiên cứu tính dễ bị tổn thƣơng bao hàm yếu tố tự nhiên, xã hội, kinh tế, môi trƣờng – yếu tố thuộc nguy cơ, độ phơi nhiễm, tính nhạy khả chống chịu cộng đồng dân cƣ trƣớc tai biến lũ lụt Qua tổng quan số cơng trình cho thấy phức tạp tính đa dạng vấn đề nghiên cứu Tùy vào tốn đặt mà có điều chỉnh phù hợp cách vận dụng lý luận vào thực tiễn để lựa chọn phƣơng pháp, tiêu chí cách thể Trong luận án lựa chọn cách tiệm cận tổng hợp phù hợp việc xác định số dễ bị tổn thƣơng cho LVS VG-TB, chi tiết đƣợc bàn phần Định nghĩa đƣợc sử dụng luận án phát triển theo quan điểm IPCC, UNESCO-IHE, “Tính dễ bị tổn thƣơng mức độ mà hệ thống dễ bị ảnh hƣởng chống chịu với tác động tiêu cực lũ lụt Nó đƣợc xác định điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội mơi trƣờng thơng qua độ phơi nhiễm, tính nhạy khả chống chịu trƣớc nguy lũ lụt định” Luận án khơng có tham vọng xây dựng quy trình hồn chỉnh, mà cố gắng đƣa sở khoa học để xây dựng tiêu chí, số đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng lũ lụt cho lƣu vực sông cụ thể (VG-TB) CHƢƠNG 2: NGHIÊN CỨU XÁC LẬP CƠ SỞ KHOA HỌC ĐÁNH GIÁ TÍNH DỄ BỊ TỔN THƢƠNG LŨ LỤT 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT Tổn thƣơng lũ lụt để lại lĩnh vực tự nhiên, kinh tế - xã hội mơi trƣờng khơng hữu hình mà cịn thiệt hại vơ hình Tổng hợp thiệt hại đƣợc gói trọn khái niệm tính dễ bị tổn thƣơng theo cách tiếp cận tổng hợp bàn Chƣơng Một đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng gây nên lũ lụt đƣợc xem xét hai mối liên hệ là: (1) quy mô tần suất lũ tăng lên điều kiện biến đổi khí hậu quy mơ tồn cầu, việc quản lý vận hành cơng trình thủy bề mặt lƣu vực chƣa tối ƣu điều kiện thích ứng sở hạ tầng trƣớc tai biến lũ; (2) phát triển quy mô dân số kinh tế - xã hội dẫn đến tăng nguy thiệt hại ngƣời trƣớc tai biến lũ lụt Trong tốn cụ thể tính dễ bị tổn thƣơng đƣợc xét mối quan hệ tƣơng hỗ tai biến lũ lụt điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội môi trƣờng lƣu vực sông Việc lựa chọn phƣơng pháp gián tiếp hay trực tiếp, đơn giản hay phức tạp để đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng phụ thuộc nhiều vào liệu khía cạnh nêu Để làm đƣợc điều cần thiết phải xem xét tính dễ bị tổn thƣơng nhƣ hệ thống chịu tác động tai biến lũ lụt Thơng thƣờng, tính dễ bị tổn thƣơng đƣợc cấu thành từ tiêu chí nguy lũ lụt, độ phơi nhiễm, tính nhạy khả chống chịu: Chỉ số dễ bị tổn thƣơng đƣợc coi hàm số tiêu chí nguy lũ, độ phơi nhiễm, tính nhạy khả chống chịu theo công thức (2.1): V = f(H, E, S A) Cụ thể: Vj = Hj*wH + Ej*wE + Sj*wS + Aj*wA (2.1) (2.4) đó: Vj – số dễ bị tổn thƣơng lũ lụt nút j; Hj, wH: giá trị trọng số tiêu chí nguy lũ lụt; Ej, wE: giá trị trọng số tiêu chí độ phơi nhiễm; Sj, wS; giá trị trọng số tiêu chí tính nhạy; Aj, wA: giá trị trọng số tiêu chí khả chống chịu; Nguy lũ lụt H đƣợc hiểu nhƣ mối đe dọa trực tiếp, bao hàm tính chất, mức độ lũ lụt: độ sâu ngập lụt, thời gian ngập lụt vận tốc dòng chảy lũ: Hj = H1j*wH1 + H2j*wH2 + H3j*wH3 (2.5) đó: Hj – giá trị tiêu chí nguy lũ lụt nút j; H1j, wH1: giá trị trọng số biến độ sâu ngập lụt; H2j, wH2: giá trị trọng số biến thời gian ngập lụt; H3j, wH3: giá trị trọng số biến vận tốc dịng chảy lũ - Độ phơi nhiễm E tính chất mức độ tiếp xúc hệ thống với tai biến lũ lụt, thể qua loại hình sử dụng đất Giá trị tiêu chí độ phơi nhiễm đƣợc xác định từ giá trị biến sử dụng đất; giai đoạn phát triển vùng thứ i, yi đƣợc xác định theo tổng tuyến tính sau: ̅ ∑ [∑ √ √ ] (0 < w < tổng wj = 1) trọng số Theo phƣơng pháp Iyengar - Sudarshan trọng số đƣợc giả định tỷ lệ nghịch với phƣơng sai tiêu dễ bị tổn thƣơng, trọng số wj đƣợc xác định theo công thức (2.15), c số chuẩn hóa + Phƣơng pháp AHP: Hình 2.3: Sơ đồ khối bƣớc thực thuật tốn AHP Áp dụng theo cách tính trọng số Iyengar-Sudarshan: đơn giản, khách quan thuận tiện cho việc tính trọng số với nhiều biến, nhiều thành phần tiêu chí Tuy nhiên, hạn chế phƣơng pháp phụ thuộc vào phân bố giá trị biến-nghĩa biến có dao động phạm vi 12 hẹp trọng số cao ngƣợc lại Vì biến có dao động tƣơng đồng áp dụng đạt kết tốt - Áp dụng theo phƣơng pháp AHP có xét đến tính thực tế vai trị biến, thành phần tiêu chí Tuy nhiên, áp dụng phƣơng pháp khó khăn việc xác định hệ số ma trận tƣơng quan cặp biến, việc xây dựng, thu thập xử lý phiếu điều tra công phu, thời gian phụ thuộc vào đối tƣợng đƣợc hỏi Phƣơng pháp AHP nên áp dụng với số lƣợng biến, thành phần tiêu chí ít, biến rõ ràng mang tính định lƣợng cao Vì hai phƣơng pháp bổ sung cho mặt hạn chế nhƣ kết hợp để tính trọng số Bước 5: Tính số Sau giá trị biến đƣợc thiết lập, chuẩn hóa đƣợc sử dụng để tính tốn giá trị thành phần theo công thức (2.8), từ giá trị thành phần tiến hành tính tốn giá trị tiêu chí theo cơng thức (2.3) – (2.7) cuối tính tốn số dễ bị tổn thƣơng lũ lụt từ tiêu chí theo cơng thức (2.4) Bước 6: Xây dựng đồ tính dễ bị tổn thương Bản đồ tính dễ bị tổn thƣơng lũ lụt đƣợc xây dựng dựa số dễ bị tổn thƣơng tính cơng nghệ GIS Ngồi đồ tính dễ bị tổn thƣơng cịn xây dựng đồ tiêu chí nguy lũ lụt, độ phơi nhiễm, tính nhạy khả chống chịu để hỗ trợ cho việc phân tích, xác định nguyên nhân, đánh giá khắc phục tính dễ bị tổn thƣơng vùng hay toàn lƣu vực Bước 7: Đánh giá mức độ dễ bị tổn thương Trên sở số đồ tính dễ bị tổn thƣơng phân tích, đánh giá mức độ dễ bị tổn thƣơng tổng hợp, theo 13 tiêu chí để rút đƣợc chất tự nhiên, xã hội môi trƣờng vùng nghiên cứu trƣớc tai biến lũ lụt Nhƣ vậy, sở khoa học để xác lập đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng lũ lụt đƣợc lựa chọn thơng qua phƣơng pháp tính tốn số Trọng số đƣợc xác định việc kết hợp sử dụng phƣơng pháp AHP Iyengar-Sudarshan Triển khai đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng cần thực bƣớc, khâu quan trọng xác định giá trị biến, thành phần, tiêu chí cuối số (sơ đồ dƣới) Cụ thể LVS VG-TB có 43 biến, 11 thành phần tiêu chí đƣợc thiết lập để tính số dễ bị tổn thƣơng CHƢƠNG 3: ĐÁNH GIÁ TÍNH DỄ BỊ TỔN THƢƠNG LŨ LỤT TRÊN LƢU VỰC SÔNG VU GIA – THU BỒN 3.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI LVS VG-TB trải dài từ 14057'10'' đến 16003'50'' vĩ độ Bắc, 107012'50'' đến 108044'20'' kinh độ Đông thuộc khu vực Kon Tum – Nam Nghĩa, tỉnh Quảng Nam thành phố Đà Nẵng Vị trí thuộc khu vực đƣợc giới hạn phía bắc dãy núi Bạch Mã khối núi Nam - Ngãi - Định phía Tây đâm biển, điều kiện thuận lợi cho việc sinh thủy lƣu vực Với địa hình có núi cao, sơng ngắn có hƣớng chủ yếu tây nam – đông bắc, đổ biển, lƣu vực nhỏ, lịng sơng hẹp có độ dốc lớn, nên với lƣợng mƣa lớn nhƣ trút xuống điều kiện gây nên lũ lớn, lũ lên nhanh sức tàn phá khốc liệt Lƣợng mƣa hàng năm lớn, dịng chảy có độ dốc lớn, nên khu vực ẩn chứa tiềm thủy điện lớn Ở có dự án thủy điện xây dựng Sự diện cơng trình 14 tác nhân gây cho lũ lƣu vực trở nên tàn khốc khó lƣờng Đặc điểm tự nhiên tạo cho vùng đặc trƣng mƣa lũ khốc liệt, hoạt động sống ngƣời bề mặt góp phần tạo nên khó lƣờng thiệt hại mức độ ảnh hƣởng lũ lụt đến đời sống ngƣời dân Thành phố Đà Nẵng tỉnh Quảng Nam địa phƣơng có phát triển nhanh kinh tế, xã hội, kéo theo q trình thị hóa, cơng nghiệp hóa diễn nhanh chóng tác nhân gây nên tai biến lũ lụt lớn 3.2 THIẾT LẬP BỘ TIÊU CHÍ + Tiêu chí nguy lũ lụt biến độ sâu ngập lụt, thời gian ngập lụt vận tốc dòng chảy lũ Các biến đƣợc xác định việc mô trận lũ thực từ 28/IX – 5/X/2009 (trận lũ đặc trƣng tƣơng đối lớn) mơ hình MIKE FLOOD Giá trị tiêu chí tính cho điểm nút đƣợc mơ mơ hình, tổng số 148.407 điểm Bảng 3.12: Minh họa giá trị đặc trƣng ngập lụt Stt Tọa độ X Y 829350 1758172 829226 1758053 829267 1759320 829557 1758566 Địa phƣơng Đại Hiệp Đại Hiệp Đại Hiệp Đại Hiệp Tiêu chí nguy lũ lụt H1 (m) H2 (h) H3 (m/s) 1.18 31 0.77 3.14 72 0.87 0.08 0.00 0.00 0.00 + Tiêu chí độ phơi nhiễm Dữ liệu thu thập để xác định giá trị biến sử dụng đất đƣợc tổng hợp từ đồ trạng sử dụng đất năm 2010 Sở Tài nguyên Môi trƣờng thành phố Đà Nẵng tỉnh Quảng Nam cung cấp Phân loại đất thành nhóm chính: An ninh quốc phịng, cơng cộng, đất - đô thị, 15 nông nghiệp, trồng rừng cơng nghiệp, đất trống-sơng ngịi Mỗi nhóm đất theo mức độ ảnh hƣởng tai biến lũ lụt đƣợc gán giá trị định từ đến Bảng 3.16: Minh họa giá trị sử dụng đất nút tính tốn TT X 829350 829226 829267 829557 Y 1758172 1758053 1759320 1758566 Xã Đại Hiệp Đại Hiệp Đại Hiệp Đại Hiệp Loại đất Đất nông nghiệp Đất nông nghiệp Đất nông nghiệp Đất AN-QP Giá trị 3 + Tiêu chí tính nhạy gồm 23 biến đƣợc thu thập từ nguồn niên giám thống kê (2012) cấp huyện phiếu điều tra (dành cho hộ dân quyền) Câu trả lời đƣợc gán giá trị tƣơng ứng, xử lý phiếu tính trung bình cho xã Bảng 3.17: Minh họa biến thuộc thành phần nhân Phƣờng Minh An Thanh Hà Cẩm Châu Cửa Đại S.nk1 7.115 11.826 10.544 5.653 S.nk2 2,9 3,1 3,4 3,6 S.nk3 1.200 1.350 176 242 S.nk4 72 26 29 S.nk5 0,90 1,10 1,10 0,97 S.nk6 50,4 61,5 71,5 65,8 S.nk7 1,00 0,98 0,98 0,98 + Tiêu chí khả chống chịu gồm 16 biến đƣợc tổng hợp xử lý tƣơng tự nhƣ tiêu chí tính nhạy Bảng 3.20: Minh họa giá trị biến thuộc thành phần điều kiện chống lũ thành phố Hội An Xã/Phƣờng Minh An Thanh Hà Cẩm Châu Cửa Đại A.đk1 2,3 3,0 2,5 2,2 A.đk2 2,4 2,6 2,5 2,4 A.đk3 2,4 2,6 2,5 2,4 A.đk4 1,2 2,0 1,5 1,6 A.đk5 2,3 2,3 2,2 2,4 A.đk6 28,5 24,6 27,5 29,1 Tƣơng tự thành phần, biến khác thuộc tiêu chí tính nhạy khả chống chịu tất xã lƣu vực đƣợc thiết lập 16 Sau biến đƣợc thiết lập, giá trị thu thập đƣợc có thứ ngun khác nhau, đƣa vào tính tốn đƣợc chuẩn hóa theo phƣơng pháp UNDP (2006) giá trị sau chuẩn hóa nhận giá trị từ 0-1 3.3 TÍNH TỐN CHỈ SỐ Chỉ số dễ bị tổn thƣơng đƣợc tính theo bƣớc sau: tính trọng số biến thành phần   tính giá trị thành phần tính giá trị tiêu chí   tính trọng số tính trọng số tiêu chí  tính số dễ bị tổn thƣơng Theo phân tích đặc điểm lƣu vực nghiên cứu khả ứng dụng phƣơng pháp tính trọng số lựa chọn kết hợp hai phƣơng pháp AHP Iyengar-Sudarshan để tính trọng số Cụ thể: - Sử dụng phƣơng pháp AHP tính trọng số cho tiêu chí nguy ngập lụt số dễ bị tổn thƣơng; - Sử dụng phƣơng pháp Iyengar-Sudarshan tính trọng số cho thành phần hai tiêu chí tính nhạy khả chống chịu 3.3.1 Tính theo AHP: Kết minh họa bảng (3.29) Bảng 3.29: Kết tính giá trị tiêu chí số dễ bị tổn thƣơng theo phƣơng pháp tính trọng số AHP TT Xã Tiểu LV H E S A V Đại Phong Đại Hòa Đại Hiệp VG3, G4 TB2, TB3 VG4 0.91 0.71 0.44 0.22 0.33 0.39 0.47 0.46 0.54 0.43 0.35 0.37 0.58 0.51 0.47 3.3.2 Tính theo Iyengar-Sudarshan: Bảng 3.31: Kết tính giá trị tiêu chí số dễ bị tổn thƣơng theo phƣơng pháp tính trọng số Iyengar-Sudarshan TT Xã Tiểu LV Đại Phong VG3, VG4 TB2, TB3 VG4 Đại Hòa Đại Hiệp H E S A V 0.86 0.22 0.52 0.46 0.50 0.71 0.38 17 0.33 0.39 0.47 0.50 0.48 0.48 0.48 0.48 3.3.3 Tính kết hợp AHP Iyengar-Sudarshan: Bảng 3.32: Kết tính giá trị tiêu chí số dễ bị kết hợp phƣơng pháp tính trọng số AHP Iyengar-Sudarshan Stt Xã Đại Cƣờng Tiểu LV TB2, VG4 H 0.70 E 0.34 S 0.46 A 0.47 0.53 V Đại Hòa TB2, TB3 0.71 0.33 0.47 0.48 0.53 Đại Hiệp VG4 0.44 0.39 0.50 0.48 0.47 3.3.4 Kiểm định số: Bộ số dễ bị tổn thƣơng cấp xã (đã đƣợc tính theo cách trên) đƣợc kiểm định độ tin cậy cách so sánh quan hệ tƣơng quan với giá trị thiệt hại thực tế xã (thơng tin thu thập từ phiếu điều tra dành cho quyền địa phƣơng) Hình 3.18-3.19: Tƣơng quan số dễ bị tổn thƣơng-tính trọng số theo Iyengar-Sudarshan AHP so với thiệt hại thực tế số xã Hình 3.20: Tƣơng quan số dễ bị tổn thƣơng-tính trọng số kết hợp AHP IyengarSudarshan với thiệt hại thực tế số xã lƣu vực Vu Gia–Thu Bồn Theo kết tính tốn kiểm định thấy rõ ràng kết tính số dễ bị tổn thƣơng kết hợp phƣơng pháp trọng số AHP Iyengar-Sudarshan cho hệ số tƣơng quan R2 số 18 dễ bị tổn thƣơng mức độ thiệt hại thực tế cao hai cách tính áp dụng riêng lẻ Vì khẳng định việc tính tốn số theo phƣơng pháp tính trọng số nhƣ phù hợp, thuận tiện đảm bảo kết đủ tin cậy 3.4 ĐÁNH GIÁ TÍNH DỄ BỊ TỔN THƢƠNG 3.4.1 Xây dựng đồ tính dễ bị tổn thƣơng Từ giá trị tiêu chí số dễ bị tổn thƣơng: Hình 3.21: Bản đồ tiêu chí nguy ngập lụt Hình 3.22: Bản đồ giá trị tiêu chí độ phơi nhiễm Hình 3.23: Bản đồ số tiêu chí tính nhạy Hình 3.24: Bản đồ số tiêu chí khả chống chịu 19 Từ số dễ bị tổn thƣơng, tính xác suất theo phân bố Beta để xác định mức tổn thƣơng theo mức độ dễ bị tổn thƣơng - Không đáng kể (V < 0,28) - Vừa phải: (V: 0,28÷0,35) - Tương đối lớn (V: 0,35÷0,48) - Lớn: (V:0,35÷0,55) - Rất lớn: (V>0,55) Hình 3.23: Bản đồ tính nhạy 3.4.2 Đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng Kết tính tốn tồn LVS VG-TBcho thấy: có 23/211 xã (= 10,0%) có mức độ dễ bị tổn thƣơng khơng đáng kể, 110/211 xã (= 52,1%) có mức độ dễ bị tổn thƣơng vừa phải, 63/211 xã (= 29,9%) có mức độ dễ bị tổn thƣơng tƣơng đối lớn, 10/211 (= 4,7%) xã có mức độ dễ bị tổn thƣơng lớn 5/211 (= 2,4%) xã có mức độ dễ bị tổn thƣơng không lớn Đặc trƣng số dễ bị tổn thƣơng đƣợc xác định: giá trị lớn VI = 0,67; giá trị nhỏ = 0,18 giá trị trung bình = 0,32 Đối với vùng tiểu lƣu vực VG-1, VG-2, VG-3, TB-1 TB2 xã phần lớn mức dễ bị tổn thƣơng vừa phải cá biệt tƣơng đối lớn xã thuộc miền núi không chịu ảnh hƣởng nguy lũ lụt, số vùng độ phơi nhiễm đất trồng rừng nên tính nhạy mức thấp Đối với tiểu lƣu vực VG-4 TB-3 vùng hạ lƣu hai nhán, vùng có thành phố Đà Nẵng Hội An, thƣờng xuyên bị ảnh hƣởng ngập lụt nên tính dễ bị tổn thƣơng mức lớn lớn Ở Đà Nẵng Hội An có mức ngập cao nhƣng tính nhạy khơng lớn nhƣ khả chống 20 chịu cao nên làm giảm đáng kể mức độ tổn thƣơng Nhƣng Đại Lộc hay Điện Bàn số xã có mức dễ bị tổn thƣơng lớn Đại Phong, Đại Thắng, Ái Nghĩa Điện Phong, giá trị V >0,6 Những xã mức ngập cao tỷ lệ sản xuất nơng nghiệp cịn cao, đời sống cƣ dân eo hẹp, hệ thống sở hạ tầng trang thiết bị phòng chống lũ hạn chế nguyên nhân làm cho tính dễ bị tổn thƣơng lớn 3.4.3 Quy hoạch phòng chống giảm nhẹ thiên tai lũ lụt + Tiểu lưu vực VG-1, VG-2, VG-3: Có thể quy hoạch xã phía Tây huyện Đại Lộc nơi sơ tán lũ địa phƣơng có mức độ tổn thƣơng lớn lân cận Đối với xã Đại Phong huyện Đại Lộc có mức độ dễ bị tổn thƣơng lớn nguy ngập lụt cao tính nhạy lớn cần quy hoạch cơng trình phịng lũ, ngăn lũ phía thƣợng lƣu hiệu Ngồi ra, cần phát triển cơng tác tun truyền phịng tránh lũ, nâng cao nhận thức ngƣời dân, tạo điều kiện hỗ trợ ngƣời dân cơng tác phịng chống lũ lụt Ở địa phƣơng cần xây dựng công trình chống lũ trƣờng hợp khẩn cấp Hơn nữa, cần giảm tỷ lệ sản xuất nông nghiệp địa phƣơng việc tăng tỷ lệ ngành công nghiệp, dịch vụ hay nghề phụ…để giảm khả tổn thƣơng trƣớc nguy lũ Đối với ngành giao thông cần xem xét cao trình cơng trình nhƣ đƣờng, cầu…để đảm bảo khơng “đê” ngăn cản việc lũ + Tiểu lưu vực TB-1, TB-2: Khu vực này, phần lớn khơng bị ngập, trị số tính nhạy khơng cao yếu tố giúp cho mức độ dễ bị tổn thƣơng mức thấp, quy hoạch phịng chống giảm nhẹ thiên tai để khơng làm tăng tính dễ bị tổn thƣơng vùng cần lƣu ý Ngồi cần có quy trình vận hành tốt hai 21 thủy điện Sông Tranh Đăk Mi4 để giảm thiểu ảnh hƣởng lũ đến vùng hạ lƣu Hơn nữa, ngƣời dân vùng cao sống du canh, du cƣ nhiều ảnh hƣởng không nhỏ đến việc giữ gìn bảo vệ rừng có, nên cần có chế, sách quy hoạch kết cấu hạ tầng, y tế… vấn đề dân sinh, xã hội vùng cụ thể để đảm bảo khơng làm tăng tính nhạy trƣớc nguy lũ lụt ngƣời dân vùng - Có thể quy hoạch khu tránh lũ khu vực cho ngƣời dân vùng hạ lƣu (TB-3) có mức độ dễ bị tổn thƣơng cao để thuận tiện cho việc sơ tán đảm bảo sống nhƣ bảo vệ tài sản ngƣời dân lũ lụt xảy + Tiểu lưu vực VG-4 vùng hạ lƣu nhánh sông Vu Gia, thƣờng xuyên phải hứng chịu lũ lụt mức độ ngập cao gây mức độ dễ bị tổn thƣơng mức lớn lớn, đặc biệt số xã huyện Hịa Vang huyện Đại Lộc Vì quy hoạch phát triển kinh tế xã hội vùng cần lƣu ý: Quy hoạch giao thông cần cân nhắc đến cao trình đƣờng để tránh việc đƣờng trở thành đê ngăn cản tiêu thoát lũ vùng hạ du Giảm tỷ trọng ngành nông nghiệp, tăng tỷ trọng ngành công nghiệp, dịch vụ, thƣơng mại… để tránh bị ảnh hƣởng nặng nề lũ lụt Tăng cƣờng biện pháp, cơng trình chống lũ cho ngƣời dân nhƣ hỗ trợ hiệu cho ngƣời dân chống lũ + Tiểu lưu vực TB-3 bao gồm địa phƣơng có điều kiện kinh tế phát triển, trung tâm kinh tế, văn hóa vùng Phát triển ngành nghề dịch vụ, thƣơng mại đặc biệt nghề phụ thay dần ngành trồng trọt, chăn ni Chú trọng đến đặc trƣng tính nhạy (dân sinh, kết cấu hạ tầng, y tế, giáo 22 dục ) làm giảm tính tổn thƣơng trƣớc nguy lũ lụt ngƣời dân cộng đồng Nhƣ vậy, với kết tính tốn, phân tích đánh giá cho thấy tiêu chí đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng lũ thiết lập phù hợp với điều kiện LVS VG-TB Bộ đồ gồm: đồ nguy ngập lụt, độ phơi nhiễm, tính nhạy, khả chống chịu đồ mức độ dễ bị tổn thƣơng đƣợc xây dựng dựa tiêu chí số cho thấy khả ứng dụng tốt cơng tác quy hoạch phịng chống thiên tai lũ lụt Qua việc khai thác số đồ đề xuất giải pháp phục vụ quy hoạch quản lý thiên tai lũ lụt LVS VG-TB KẾT LUẬN – KIẾN NGHI Kết nghiên cứu luận án có số kết luận: (1) Có nhiều phƣơng pháp đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng giới Việt Nam đƣợc đề xuất áp dụng cho nhiều ngành, nhiều lĩnh vực khác đƣợc luận án tổng quan, phân tích, từ lựa chọn đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng lũ lụt lƣu vực sông Vu Gia – Thu Bồn theo phƣơng pháp số (2) Bộ tiêu chí đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng đƣợc thiết lập sở tổng hợp điều kiện tự nhiên, tính chất xã hội, điều kiện kinh tế, môi trƣờng thực trạng ảnh hƣởng lũ lụt cộng đồng dân cƣ, phù hợp với sở khoa học đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng lũ lụt khu vực nghiên cứu Dữ liệu, thơng tin biến đƣợc xác định từ mơ hình, thông tin từ địa phƣơng, từ hộ dân, (3) Chỉ số dễ bị tổn thƣơng V đƣợc tính theo cơng thức tổng tuyến tính tiêu chí, thành phần biến với trọng số Kết hợp hai phƣơng pháp AHP Iyengar-Sudarshan để tính 23 trọng số cho thấy khả áp dụng đáp ứng đủ độ tin cậy số Sau số đƣợc kiểm định đảm bảo độ tin cậy, sử dụng công cụ GIS để thể phân bố mức độ dễ bị tổn thƣơng lũ lụt lƣu vực nghiên cứu đồ: đồ mức độ dễ bị tổn thƣơng lũ lụt, đồ nguy lũ lụt, đồ tính nhạy đồ khả chống chịu (4) Trên sở số đồ tính dễ bị tổn thƣơng, từ phân tích, đánh giá mức độ dễ bị tổn thƣơng yếu tố cấu thành nhƣ đặc trƣng xã hội cụ thể chủ yếu gây nên, từ đề xuất, kiến nghị giải pháp phục vụ quy hoạch phòng chống thiên tai lũ lụt lƣu vực Các hướng nghiên cứu tiếp theo: (1) Nghiên cứu chi tiết đến biến để rút gọn biến cho đảm bảo tính toàn diện kết đủ độ tin cậy; (2) Nghiên cứu tiêu chí để làm rõ mức độ ảnh hƣởng đến tính dễ bị tổn thƣơng, từ hỗ trợ tốt cho cơng tác phòng tránh thiên tai lũ lụt; (3) Nghiên cứu xây dựng tƣơng quan số tổn thƣơng mức độ thiệt hại để có phƣơng án ứng phó kịp thời trƣớc nguy lũ lụt địa phƣơng (4) Áp dụng tiêu chí cách tính lƣu vực khác (miền Trung) nhằm tìm tiêu chí phù hợp cho nhiều lƣu vực sơng khác 24 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN [1] Nguyễn Thanh Sơn, Cấn Thu Văn (2012), “Các phƣơng pháp đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng - Lý luận thực tiễn Phần - Khả ứng dụng đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng lũ lụt Miền Trung Việt Nam”, Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội Khoa học Tự nhiên Công nghệ Tập 28(, số 3S), tr.115-122 [2] Cấn Thu Văn, Nguyễn Thanh Sơn (2013), “Các số đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng lũ lụt phƣơng pháp tính toán”, Tuyển tập áo cáo ội thảo Khoa học uốc gia khí tượng thủy văn, mơi trường biến đổi khí hậu lần thứ XVI Tập II Thủy văn - Tài nguyên nƣớc, Biển, Môi trƣờng 27-29 tháng 6, Thành phốP Hồ Chí Minh, tr 203211 [3] Nguyễn Văn Hiếu, Cấn Thu Văn, Nguyễn Thanh Sơn (2013), “Ứng dụng mơ hình MIKE FLOOD tính tốn ngập lụt mơ phƣơng án xây dựng đê cho lƣu vực sông Lại Giang”, Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội Khoa học Tự nhiên Công nghệ Tập 29(, số 1S), tr 64-71 [4] Cấn Thu Văn, Nguyễn Thanh Sơn, Trần Ngọc Anh, Đặng Đình Khá (2013), “Các phƣơng pháp đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng - Lý luận thực tiễn Phần Áp dụng thử nghiệm tính tốn số dễ bị tổn thƣơng lũ thuộc lƣu vực sông Lam - tỉnh Nghệ An”, Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội Khoa học Tự nhiên Công nghệ Tập 29, số (2S), tr 223 – -232 [5] Cấn Thu Văn, Nguyễn Thanh Sơn, Trần Ngọc Anh Ngơ Chí Tuấn (2014), “Xây dựng số dễ bị tổn thƣơng lũ lụt sử dụng phƣơng pháp phân tích hệ thống phân cấp (AHP) - Thử nghiệm cho vài đơn vị cấp xã tỉnh Quảng Nam thuộc vùng hạ lƣu sông Thu Bồn”, Tạp chí Khí tượng Thủy văn số 643, tr.10-18 [6] Cấn Thu Văn, Nguyễn Thanh Sơn, Ngơ Chí Tuấn Nguyễn Xuân Tiến (2014), “Đánh giá ảnh hƣởng sử dụng đất đến kết tính tốn số dễ bị tổn thƣơng lũ – Áp dụng tính cho huyện Điện Bàn tỉnh Quảng Nam thuộc hạ du lƣu vực sơng Thu Bồn”, Tạp chí Khí tượng Thủy văn số 643, tr 40- – 44 [7] Nguyễn Thanh Sơn, Cấn Thu Văn (2014), “Các phƣơng pháp đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng - Lý luận thực tiễn Phần 3: Tính tốn số dễ bị tổn thƣơng lũ phƣơng pháp trọng số - Thử nghiệm cho đơn vị cấp xã vùng hạ lƣu sông Thu Bồn”, Tạp chí khoa 25 học Đại học Quốc gia Hà Nội Khoa học Tự nhiên Công nghệ Tập 30, Số (4S), tr 150-158 26 ... ? ?Nghiên cứu xác lập sở khoa học đánh giá tính dễ bị tổn thương phục vụ quy hoạch phòng chống thiên tai lũ lụt lưu vực sơng Vu Gia-Thu Bồn (LVS VGTB)” có ý nghĩa khoa học thực tiễn Tính dễ bị tổn. .. MỤC TIÊU LUẬN ÁN Mục tiêu chung luận án xác lập đƣợc có sở khoa học phƣơng pháp đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng lũ lụt LVS Vu Gia-Thu Bồn phục vụ quy hoạch, phòng chống thiên tai lũ lụt Mục tiêu... đồ đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng lũ lụt LVS VG-TB; (4) Từ số đồ tính dễ bị tổn thƣơng lũ lụt đề xuất giải pháp quy hoạch quản lý lũ lớn LVS nghiên cứu 0.3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU Phạm vi khoa học luận