Đang tải... (xem toàn văn)
XÂY DỰNG MÔ HÌNH TÍCH HỢP VIỄN THÁM VÀ GIS XÁC ĐỊNH NGUY CƠ TAI BIẾN LŨ QUÉT LƯU VỰC SÔNG NĂNG, TỈNH BẮC KẠNXÂY DỰNG MÔ HÌNH TÍCH HỢP VIỄN THÁM VÀ GIS XÁC ĐỊNH NGUY CƠ TAI BIẾN LŨ QUÉT LƯU VỰC SÔNG NĂNG, TỈNH BẮC KẠNXÂY DỰNG MÔ HÌNH TÍCH HỢP VIỄN THÁM VÀ GIS XÁC ĐỊNH NGUY CƠ TAI BIẾN LŨ QUÉT LƯU VỰC SÔNG NĂNG, TỈNH BẮC KẠNXÂY DỰNG MÔ HÌNH TÍCH HỢP VIỄN THÁM VÀ GIS XÁC ĐỊNH NGUY CƠ TAI BIẾN LŨ QUÉT LƯU VỰC SÔNG NĂNG, TỈNH BẮC KẠNXÂY DỰNG MÔ HÌNH TÍCH HỢP VIỄN THÁM VÀ GIS XÁC ĐỊNH NGUY CƠ TAI BIẾN LŨ QUÉT LƯU VỰC SÔNG NĂNG, TỈNH BẮC KẠN
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - LÊ NHƯ NGÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH TÍCH HỢP VIỄN THÁM VÀ GIS XÁC ĐỊNH NGUY CƠ TAI BIẾN LŨ QUÉT LƯU VỰC SÔNG NĂNG, TỈNH BẮC KẠN Chuyên ngành: Bản đồ, Viễn thám Hệ thống thông tin địa lý Mã số: 62 44 76 01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA LÍ Hà Nội, 2016 i Luận án hoàn thành Khoa Địa lý - Trường đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Ngọc Thạch PGS.TS Lã Văn Chú Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Quốc gia chấm luận án tiến sĩ họp vào hồi ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Lũ quét thiên tai nguy hiểm chết người [72] Lũ quét nước ta ngày gia tăng tần suất xuất tính cực đoan, xảy năm vùng núi, thượng nguồn, lưu vực nhỏ vừa, nơi thiếu nhiều liệu nghiên cứu [9, 35] Sông Năng lưu vực nhỏ, đồi núi thường xuyên xảy lũ quét gây thiệt hại lớn người [10-20] Hiện tại, độ tin cậy dự báo, mô lũ quét vẫn chưa cao tính chất phức tạp lũ quét Việc nâng cao chất lượng liệu đầu vào, xây dựng áp dụng công cụ, mô hình mới ưu tiên [69] Các mô hình định lượng thủy văn, thủy lực có độ tin cậy cao đòi hỏi nhiều số liệu chi tiết khó áp dụng cho vùng đồi núi Nước ta nay, phương pháp phân tích đa biến áp dụng phổ biến đơn giản mang nhiều định tính loại bỏ tính chất động lũ quét Một mô hình định lượng nhờ tích hợp kế thừa ưu điểm GIS, viễn thám thủy văn cho phép mô nguy lũ quét chi tiết tin cậy cho vùng núi cao thiếu nhiều số liệu khả thi cần thiết Từ yêu cầu thực tiễn luận án chọn đề tài nghiên cứu “Xây dựng mô hình tích hợp viễn thám GIS xác định nguy lũ quét lưu vực sông Năng, Bắc Kạn” Mục đích nhiệm vụ a) Mục đích: Xây dựng mô hình có khả xác định nguy lũ quét cho lưu vực sông vừa/nhỏ, vùng đồi núi, địa hình dốc, phức tạp, thiếu nhiều tài liệu hỗ trợ; Áp dụng mô hình để xác định nguy lũ quét cho lưu vực sông Năng, Bắc Kạn b) Nhiệm vụ: Làm rõ khái niệm, nguyên nhân hình thành phân loại lũ quét; Nghiên cứu công trình khoa học nước lũ quét, từ đánh giá hạn chế phương pháp, mô hình nghiên cứu có; đề xuất hướng nghiên cứu luận án; Đánh giá, xác định công cụ GIS, viễn thám thủy văn áp dụng cho nghiên cứu lũ quét; Xây dựng mô hình xác định nguy lũ quét; Ứng dụng mô hình để tính toán xác định nguy lũ quét cho lưu vực sông Năng, Bắc Kạn Đối tượng phạm vi nghiên cứu a) Đối tượng nghiên cứu: Lũ quét nhân tố gây lũ quét Tập trung vào loại lũ quét điển hình nước ta - lũ quét sườn dốc nghẽn dòng tự nhiên mưa lớn b) Phạm vi nghiên cứu: Các lưu vực sông vừa/nhỏ, vùng đồi núi Áp dụng cho lưu vực sông Năng, tỉnh Bắc Kạn Đóng góp luận án - Đưa mô hình phân bố xác định nguy lũ quét định tính bán định lượng sở phân tích diễn biến đặc trưng thủy văn dưới hỗ trợ GIS viễn thám - Lượng hóa mối quan hệ lũ quét với điều kiện tự nhiên, khí tượng - thủy văn lưu vực sông Năng, tỉnh Bắc Kạn - Trên sở phương pháp, mô hình lũ quét mới xây dựng đồ mới nguy lũ quét cho lưu vực sông Năng, tỉnh Bắc Kạn Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án a) Ý nghĩa khoa học: - Nghiên cứu chứng minh việc tích hợp GIS, viễn thám để xác định nguy lũ quét cho lưu vực nhỏ vùng đồi núi, địa hình phức tạp, thiếu tài liệu hỗ trợ có sở khoa học, phù hợp, khả thi cải thiện chất lượng kết - Củng cố thêm vai trò quan trọng viễn thám xây dựng liệu lớp phủ NDVI toán lũ quét; Khẳng định vai trò quan trọng tính hiệu cao GIS mô hình hóa toán thủy văn lũ quét b) Ý nghĩa thực tiễn: - Cơ sở khoa học lũ quét, mô hình lũ quét, kết mô lũ quét luận án tài liệu tin cậy để tham khảo áp dụng cho vùng nghiên cứu khác; - Kết mô nguy lũ quét tài liệu tin cậy có giá trị giúp cho quy hoạch, phân vùng kinh tế - xã hội, quản lý giảm nhẹ thiên tai lưu vực sông Năng, tỉnh Bắc Kạn Phương pháp nghiên cứu · · · · Cơ sở khoa học đặc trưng lũ quét, thủy văn; Các công cụ GIS thủy văn, lũ quét; Các công cụ Viễn thám thủy văn, lũ quét; Các ưu điểm hạn chế phương pháp nghiên cứu lũ quét Xây dựng mô hình Mô hình ý tưởng xác định nguy lũ quét Dữ liệu: - mưa - sdđ/lớp phủ - NDVI - đất - độ dốc - lũ quét lịch sử Lập trình Phần mềm (mô hình vật lý) xác định nguy lũ quét Mô nguy lũ quét Phân tích tương quan lũ quét với nhân tố Nguy lũ quét lưu vực sông Năng Hình 1-1 Quy trình tổng quát nghiên cứu luận án Cấu trúc luận án Luận án bao gồm 199 trang A4, gồm: mở đầu, chương nội dung, kết luận, tài liệu tham khảo phần phụ lục Trong đó, Chương - Tổng quan vấn đề nghiên cứu (31 trang); Chương - Mô hình xác định nguy lũ quét (27 trang); Chương - Đặc điểm lũ quét nhân tố hình thành lũ quét lưu vực sông Năng, Bắc Kạn (32 trang); Chương - Tính toán, xác định nguy lũ quét lưu vực sông Năng, tỉnh Bắc Kạn (37 trang) Chương TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Khái niệm lũ quét Khái niệm lũ quét chưa hoàn toàn thống Dựa phạm vi đối tượng nghiên cứu, luận án sử dụng khái niệm: “Lũ quét trận lũ lớn, xảy bất ngờ, tồn thời gian ngắn, có dòng chảy xiết, có hàm lượng chất rắn cao có sức tàn phá lớn nhiều mức lũ bình thường thường xảy thượng nguồn khe, suối, sông lưu vực tương đối nhỏ nơi có tổ hợp yếu tố bất lợi điều kiện bề mặt địa hình” 1.2 Phân loại lũ quét Phân loại lũ quét nhiều khác biệt Dựa phạm vi đối tượng nghiên cứu, luận án sử dụng phân loại lũ quét theo nguyên nhân hình thành: (1) lũ quét nghẽn dòng, (2) lũ quét sườn dốc, (3) lũ quét hỗn hợp (4) lũ bùn đá Theo nghiên cứu trước lũ quét nước ta bao gồm loại nêu trên, tần suất xuất lũ quét sườn dốc trội lũ quét nghẽn dòng [9] Theo thông tin Đài KTTV Bắc Kạn phần lớn trận lũ quét xảy vùng nghiên cứu thuộc loại lũ quét sườn dốc Luận án không sâu vào nghiên cứu mô loại mà tập trung vào loại phần loại lũ quét nghẽn dòng tự nhiên 1.3 Nghiên cứu lũ quét giới 1.3.1 Phương pháp phân tích chồng xếp nhân tố Còn gọi phương pháp phân tích đa biến, mô tả định tính nguy lũ quét (FFPI) dựa nhân tố độ dốc, lớp phủ bề mặt, sử dụng đất, loại cấu tượng đất [75] FFPI xác định trung bình hóa số học có trọng số công thức 1-1 [81] FFPI=(w1*Sl+w2*LL+w3*So+w4*VD)/(w1+w2+w3+w4) (1-1) Trong đó, FFPI – số nguy lũ quét, Sl – độ dốc, LL – lớp phủ/sử dụng đất, So – đất, VD – mật độ rừng thực vật, w1, w2, w3, w4 - trọng số tương ứng Sl, LL, So, VD Phương pháp đơn giản độ tin cậy không cao, không phổ biến áp dụng để bổ sung cho phương pháp thủy văn/thủy lực 1.3.2 Phương pháp thủy văn/thủy lực Đặt giải toán lũ quét theo cách tiếp cận thủy văn/thủy lực chiều thông qua mô hình số trị (phần mềm) dẫn nguồn từ phương trình Saint Venant/Navier-Stocks Mô hình thủy lực xác định ranh giới độ sâu ngập lụt Mô hình thủy văn cho kết lưu lượng cửa phụ lưu liệu đầu vào cho mô hình thủy lực Phương pháp sử dụng nhiều giới Mỹ, Châu Âu, Nhật Bản cho kết định lượng tin cậy Đặc biệt, phương pháp thủy văn áp dụng phổ biến giới hệ thống cảnh báo chạy nhanh Nhưng, phương pháp đòi hỏi nhiều số liệu chi tiết, thời gian tính toán lâu, xây dựng mô hình tốn không thực đối với khu vực có địa hình phức tạp vùng núi cao 1.3.3 Phương pháp nghiên cứu khác Các phương pháp khác sử dụng thống kê cho mục đích dự báo lũ quét trung dài hạn; xây dựng/gắn thiết bị đo tự động dòng chảy trực tiếp cầu bắc qua suối, vào đá sườn núi, suối cho mục đích cảnh báo sớm lũ quét trường hợp mô hình cảnh báo sai [61] 1.4 Nghiên cứu lũ quét Việt Nam 1.4.1 Phương pháp phân tích chồng xếp nhân tố Phương pháp áp dụng Việt Nam tương tự nước thường có thêm nhân tố lượng mưa Mưa sử dụng mưa ngày lớn nhất, mưa trung bình ngày, mưa trung bình tháng, mưa trung bình năm Phương pháp sử dụng phổ biến nước ta tính đơn giản hiệu 1.4.2 Phương pháp thủy văn/thủy lực Phương pháp sử dụng để nghiên cứu lũ quét nước ta phức tạp, tốn đòi hỏi nhiều liệu chi tiết Chỉ có vài nghiên cứu, mô lại trận lũ quét xảy phần thấp lưu vực [8] 1.4.3 Phương pháp nghiên cứu khác Một số phương pháp khác nghiên cứu áp dụng nước ta: phương pháp thống kê số lượng lớn lũ quét lượng mưa tìm quy luật, ngưỡng mưa gây lũ quét [1-4, 33, 34]; phương pháp mạng thần kinh nhân tạo [23]; phương pháp địa động lực [31] 1.5 Nghiên cứu lũ quét lưu vực sông Năng, Bắc Kạn Cho đến chưa có nghiên cứu chuyên biệt lũ quét cho lưu vực sông Năng, Bắc Kạn Chỉ có số nghiên cứu phạm vi không gian rộng bao trùm lưu vực Các nghiên cứu áp dụng phương pháp thống kê để xác định nguyên nhân ngưỡng mưa hình thành lũ quét phương pháp phân tích chồng xếp nhân tố để xây dựng đồ nguy lũ quét [6] Tiểu kết chương Lũ quét nước ta lưu vực sông Năng chủ yếu lũ quét sườn dốc [9]; Có phương pháp nghiên cứu phổ biến phương pháp thủy văn/thủy lực phân tích nhân tố để mô phỏng, xây dựng đồ nguy cơ, phân vùng lũ quét; Phương pháp nhân tố đơn giản, khả thi cao mang nhiều định tính, triệt tiêu tính chất động tự nhiên lũ lụt Phương pháp thủy văn/thủy lực mang nhiều định lượng khó áp dụng, đòi hỏi nhiều thời gian liệu chi tiết Luận án giải vấn đề sau: - Nghiên cứu, lựa chọn áp dụng mô hình thủy văn đơn giản hóa giải phương pháp số học đồ GIS - Nghiên cứu, lựa chọn áp dụng hàm/công cụ GIS để giải toán thủy văn - Nghiên cứu xây dựng đồ lớp phủ từ ảnh vệ tinh Landsat; nghiên cứu áp dụng số thảm thực vật (NDVI) từ ảnh vệ tinh Landsat để chi tiết hóa nâng cao chất lượng liệu lớp phủ - Xây dựng mô hình phân bố (distributed model) từ việc tích hợp GIS, viễn thám thủy văn mô lũ quét cho vùng núi, đầu nguồn lưu vực nước ta, nơi có địa hình phức tạp thường xảy lũ quét sườn dốc - Áp dụng mô hình lũ quét để mô thử cho khu vực lưu vực sông Năng, tỉnh Bắc Kạn Chương MÔ HÌNH XÁC ĐỊNH NGUY CƠ LŨ QUÉT 2.1 Cơ sở hình thành lũ quét Điều kiện ban đầu tính chất bề mặt lưu vực Độ ẩm bề mặt Mưa Lớp phủ bề mặt Đất bề mặt Thấm, ngấm, bốc Địa hình, địa mạo lưu vực Độ dốc lưu vực Mưa hiệu (dòng chảy mặt) Hình dạng lưu vực Kích thước lưu vực Gom nước Khả tải suối, sông Độ dốc suối, sông Dòng chảy suối, sông Diện tích mặt cắt suối, sông Suối, sông bị tải? Sai Không có lũ quét Đúng Lũ quét Hình 2-1 Sơ đồ tổng quát sở hình thành lũ quét 2.2 Phương pháp SCS xác định mưa hiệu 2.2.1 Mưa hiệu Mưa hiệu lượng mưa lại bề mặt đất sau trừ tổn thất bốc hơi, bề mặt lớp phủ lớp đất mặt giữ lại vào tầng nước ngầm Mưa hiệu định dòng chảy mặt lũ lụt sông suối toàn lưu vực 2.2.2 Quan hệ đất dòng chảy mặt Lớp đất mặt có tác động trực tiếp đến mưa hiệu Mỗi loại đất có tính chất lý, cấu trúc, thành phần khác có tính chất thẩm thấu khách Đất phân thành nhóm (A, B, C D) theo tính chất thủy văn theo NRSC [81] 2.2.3 Quan hệ lớp phủ bề mặt, sử dụng đất dòng chảy mặt: Tính chất thủy văn lớp phủ không phụ thuộc loại lớp phủ, tính chất sử dụng mà phụ thuộc vào mật độ, cấu trúc tính chất thực vật, cối Tính chất phần phản ánh số NDVI, lượng diệp lục thực vật Những nơi có NVDI cao nơi có rừng rậm, xanh tốt có khả lưu trữ nước mưa cản trở dòng chảy mặt hiệu Ngược lại, nơi có NDVI thấp thường đất trống, bụi thưa thớt, khu dân cư, công trình xây dựng có khả lưu trữ nước mưa cản trở dòng chảy mặt 2.2.4 Phương pháp SCS tính dòng chảy mặt: SCS-CN phương pháp thực nghiệm, tính mưa hiệu thông qua giá trị CN [78] Tại ô lưới hay tiểu lưu vực, ứng với loại lớp phủ/sử dụng đất loại đất xác định giá trị CN tương ứng theo Khi có CN dòng chảy mặt Q xác định: (2-2) Pe ( P 0.2S ) P 0.8S (2-3) 1000 (2-4) 10 S / 25.4 Trong đó, Q – tổng lưu lượng cho toàn lưu vực pixel (mm3 m3); A – diện tích lưu vực pixel (mm2 m2); Pe – lượng mưa hiệu (mm); P – lượng mưa (mm); S – khả lưu trữ cực đại bề mặt (mm) 2.3 Tính toán Qmax TQmax 2.3.1 Phương pháp đường đẳng thời Phương pháp được sử dụng tính toán xây dựng đường trình lưu lượng Lượng mưa hiệu sinh dòng chảy mặt chảy tràn bề mặt và/hoặc kênh khoảng thời gian định để di chuyển tới điểm cuối lưu vực Lưu lượng cửa thời điểm xác định theo công thức (2-6) (2-6) Trong đó, Qi – lưu lượng cửa thời điểm i (m3/s), Pi – lưu lượng mưa hiệu thời điểm i (m/s), Ai – diện tích đường đẳng thời gian điểm i (m2), i k – số tự nhiên CN 2.5 Phân tích viễn thám Ảnh Landsat NASA, Mỹ có từ năm 1970 Hiện tại, ảnh miễn phí, chất lượng tốt, nắn chỉnh hình học gắn tọa độ địa lý, có độ phân giải không gian trung bình (từ 30 đến 86m) dễ dàng truy cập thông qua internet nên sử dụng luận án để xây dựng liệu lớp phủ bề mặt số thực vật (NDVI) Đây thông số quan trọng để xác định giá trị CN mục 2.2.4 chiết xuất theo sơ đồ Hình 2-5 Ảnh vệ tinh (quang phổ, đa phổ) Giải đoán ảnh (phương pháp Supervised classification ) Dữ liệu lớp phủ bề mặt Dữ liệu NDVI Hình 2-5 Sơ đồ tổng quan phân tích viễn thám 2.6 Xác định nguy lũ quét 2.6.1 Đặc điểm lũ quét Các nghiên cứu trước đặc điểm chung lũ quét: - Trận lũ lớn: trận lũ có lưu lượng Q lớn tới lớn, lớn nhiều lần so với lưu lượng lũ bình thường; - Xảy bất ngờ, tồn thời gian ngắn: trận lũ có thời gian lưu lượng đạt đỉnh nhanh thời gian trì đỉnh lũ ngắn so với lũ thông thường; - Có dòng chảy xiết, có hàm lượng chất rắn cao có sức tàn phá lớn nhiều mức lũ bình thường - Thường xảy thượng nguồn lưu vực, kênh, suối, sông nơi có tổ hợp yếu tố bất lợi bề mặt địa hình 2.6.2 Xác định nguy lũ quét Nguy lũ quét mô tả tần suất cường độ lũ quét xuất vị trí vùng thể qua số nguy lũ quét (flash flood potential index - FFPI) Hình 2-6 Sơ đồ mô hình chồng ghép tham số thủy văn xác định nguy lũ quét Bảng 2-1 Bảng tổng hợp phân loại số nguy lũ quét FFPI xác định dựa việc chồng ghép tham tố thủy văn chính, là: (1) lưu lượng cực đại vượt lưu lượng tràn bờ (Q max Qbankfull), (2) tỷ lệ lưu lượng cực đại so với lưu lượng tràn bờ (Qmax/Qbankfull) (3) thời gian đỉnh mưa đỉnh lưu lượng (TQmax) Phân loại lũ quét từ FFPI Bảng 2-1 2.7 Xây dựng phần mềm phân tích thủy văn GIS lũ quét Phần mềm (mô hình vật lý) phân tích thủy văn GIS lũ quét xây dựng dựa phương pháp đường đẳng thời (mục 2.3.2 Hình 2-2) Phần mềm sử dụng để mô nguy lũ quét cho lưu vực sông Năng, Bắc Kạn Chương Phần mềm viết ngôn ngữ VBA phần mềm ArcGIS Chi tiết mã lệnh chương trình phụ lục 5, trang 182 luận án Tiểu kết Chương Dựa sở khoa học lũ quét, thủy văn, GIS viễn thám đặc điểm lũ quét sườn dốc, luận án tích hợp đưa mô hình mới có khả mô phỏng, xác định nguy lũ quét cho lưu vực nhỏ, miền núi, địa hình phức tạp thiếu nhiều thông tin, số liệu hỗ trợ Mô hình có khả mô tả tốt tính chất động tương quan không gian lũ quét với nhân tố so với mô hình xác định, chồng xếp nhân tố lũ quét phổ biến khác Hơn nữa, mô hình phân bố (distributed model) nên có khả mô chi tiết đến ô lưới (pixel) so với trung bình toàn lưu vực mô hình tập trung (slumped semi-distributed model) Mô hình áp dụng: Phương pháp đường đẳng thời xây dựng đường trình lưu lượng (hydrograph) ô lưới toàn lưu vực mà không nhiều mô hình thủy văn truyền thống thực được; Phương pháp SCS – CN áp dụng để tính mưa hiệu quả; Ranh giới vùng lũ quét qua xác định thông qua vùng đất thấp dễ ngập lụt Cả phương pháp khẳng định độ tin cậy hoàn toàn phù hợp với công nghệ GIS Chỉ số nguy lũ quét xác định thông qua tham số thủy văn, gồm: (1) lưu lượng cực đại vượt lưu lượng tràn bờ (Qmax Qbankfull), (2) tỷ lệ lưu lượng cực đại so với lưu lượng tràn bờ (Qmax/Qbankfull) (3) thời gian đỉnh mưa đỉnh lưu lượng (TQmax) CHƯƠNG ĐẶC ĐIỂM LŨ QUÉT VÀ CÁC NHÂN TỐ HÌNH THÀNH LŨ QUÉT LƯU VỰC SÔNG NĂNG, BẮC KẠN 3.1 Vị trí địa lý đặc điểm kinh tế - xã hội lưu vực sông Năng, Bắc Kạn 3.1.1 Vị trí địa lý Vùng nghiên cứu lưu vực sông Năng, có diện tích khoảng 2.258 km2, nằm toạ độ địa lý 22o12.7’ đến 21o48.2’ vĩ độ Bắc 105o28.4’ đến 105o59.1’ kinh độ Đông, nằm phía bắc tỉnh Bắc Kạn 3.1.2 Kinh tế - xã hội Vùng nghiên cứu thuộc 42 xã, huyện tỉnh, 37 xã huyện thuộc Bắc Kạn; dân số năm 2013 gần 120 nghìn người với gần 95% dân tộc thiểu số với nhiều dân tộc, chủ yếu Kinh, Tày, Dao, Hmông, Nùng, Hoa sinh sống; Là kinh tế miền núi, thuộc diện nghèo tỉnh Bắc Kạn nước với tỷ lệ hộ nghèo gần 60%, chủ yếu kinh tế nông nghiệp, rừng chăn nuôi gia súc 3.2 Hiện trạng lũ quét lưu vực sông Năng, Bắc Kạn Hơn 10 năm gần (2000-2011), mức độ phạm vi khác nhau, gần năm có xảy lũ quét gây thiệt hại lớn người tài sản Theo thống kê chưa đầy đủ, thời gian có 38 người chết tích, thiệt hại 39 tỷ đồng Thậm chí số năm có tới trận lũ quét lớn (2006 2008) Lũ quét xảy từ tháng đến hết tháng 9, cao điểm tháng trùng với tháng mùa mưa Lũ quét chủ yếu xảy huyện Pắc Nậm (chiếm 54% số trận), Ba Bể (33%) Bảo Lâm Bảo Lạc, Cao Bằng (13%) 3.3 Đặc điểm điều kiện tự nhiên vùng nghiên cứu mối liên hệ chi phối tới lũ quét 3.3.1 Địa hình Vùng nghiên cứu lưu vực nhỏ, đồi núi cao, có địa hình chia cắt mạnh nhiều dãy núi theo hướng khác xung quanh bao bọc dãy núi cao ( với độ cao phổ biến từ 1.0001.400m) Độ cao trung bình toàn lưu vực khoảng 600m (nhỏ 80m - khu vực cửa lớn 1.980m – khu vực thượng nguồn), phổ biến độ cao từ 300 đến 800m 3.3.2 Độ dốc Lưu vực có độ dốc lớn Độ dốc pixel trung bình toàn lưu vực lớn, khoảng 18.8o (nhỏ 0o lớn 65o), tập trung chủ yếu từ 10-27o Độ dốc trung bình phụ lưu phổ biến mức 17-22o (chiếm 78.5% diện tích vùng nghiên cứu), 20-30o (37%), >30o (0%) Theo kết phân tích, độ dốc trung bình phụ lưu xảy lũ quét từ năm 2000 đến 2011 tương đối cao (từ 17.1o đến 22.3o, trung bình 20o) Điều thể nguy lũ quét lưu vực sông Năng cao 3.3.3 Địa mạo Lưu vực sông Năng có đặc điểm chung với địa mạo Bắc Kạn, đa dạng nguồn gốc hình thái, bao gồm: nhóm dạng địa hình kiến tạo, kiến trúc bóc mòn nhóm dạng địa hình bóc mòn 3.3.4 Khí hậu Cũng đặc điểm khí hậu Bắc Kạn nói chung, lưu vực sông Năng nằm khu vực nhiệt đới gió mùa, chia thành mùa năm Vì lưu vực khép kín nhỏ nên có khí hậu tương đối đồng Nhiệt độ trung bình năm từ 21oC đến 28oC Độ ẩm không khí trung bình tháng thường xuyên đạt 80-86% 3.3.5 Mưa Mưa xem nhân tố quan trọng gây lũ quét đặc biệt với lũ quét sườn dốc mà luận án nghiên cứu Ảnh hưởng bão áp thấp nhiệt đới hoạt động mạnh rãnh áp thấp hội tụ thường gây mưa lớn diện rộng lũ lụt cho lưu vực Theo liệu mưa thời đoạn, ngày mưa trận cực đại năm 42 năm (từ 1969 đến 2010), tất có xu hướng tăng lên rõ rệt, có đến lần đột biến (khoảng 10 năm lần) mưa thời đoạn đồng điệu với với mưa trận Cả trận mưa gây lũ quét toàn lưu vực khứ có cường độ mưa thời đoạn cao Theo số liệu mưa ngày cực đại năm 48 năm (19652012) phần lớn (83%) mưa trận cực đại năm có lượng mưa 100mm, 31% – 150mm, 13% – 200mm 4% – 250mm xu tăng lên Theo kết phân tích thống kê, xuất trận mưa lên đến 400mm Do vậy, nguy lũ quét khu vực nghiên cứu cao ngày gia tăng Đặc điểm trận mưa gây lũ quét cho lưu vực sông Năng: Tổng lượng mưa có khoảng tương đối rộng, từ 73,4 đến 243,6mm chủ yếu từ 100mm trở lên; Hầu hết tổng lượng mưa ngày trước lớn, từ 30m trở lên, phổ biến từ 40-60mm, cá biệt trận mưa ngày 12/8/2008 164,2mm 3.3.6 Thủy văn + Hệ thống sông suối: Sông Năng sông chính, lớn thuộc phía bờ trái sông Gâm, có chiều dài 113km, bắt nguồn từ vùng núi Pia-ya cao khoảng 1.200m (huyện Bảo Lâm, Cao Bằng), chảy qua huyện Pắc Nậm Ba Bể nhập vào sông Gâm Khun Phen (huyện Nà Hang, Tuyên Quang) Độ dốc đáy sông Năng trung bình 0,36o Ngoài có sông khác sông Công Bằng, Nghiên Loan, Chợ Lừng, Ti Hông, Chu Hương Hà Hiệu Các sông hợp lưu đổ nước vào sông Năng phía dưới hạ lưu lưu vực Lưu vực có mật độ sông suối dày, có lòng phần bãi nhỏ, hẹp, có độ dốc cao Do bất lợi đối với lũ quét Theo số liệu lũ quét 12 năm, từ 2000 đến 2011 [10-21], trận lũ quét xảy toàn lưu vực mưa lớn diện rộng phần lớn trận lũ quét mưa cục nghi nhận xảy khu vực suối cấp 1, khu vực thượng nguồn sông + Lưu lượng trạm Đầu Đẳng: Trạm thủy văn Đầu Đẳng thuộc cấp I, đặt cuối lưu vực, dừng hoạt động sau năm 1976 Mặt cắt ngang lòng chảy có hình chữ U với diện tích khoảng 200m2, có độ sâu gần 5m độ rộng đáy khoảng 15m, khoảng cách bờ sông rộng 45m Lưu lượng bình quân năm 48,2m3/s, trung bình tháng mùa mưa năm (1972-1976) 66,5m3/s Gần đây, theo Đài KTTV Bắc Kạn, năm, Đầu Đẳng, lũ tràn qua bãi 1-2 lần (năm 2014, 2015 có lũ tràn qua bãi với biên độ lũ từ 3,5 đến 4m, năm 2006, đỉnh lũ lên đến 7-8m), vận tốc lũ lớn đạt gần 5m/s, lưu lượng trận lũ 2006 ước đạt gần 3.000m3/s Theo kết mô luận án, trận lũ năm 2006 lưu lượng Đầu Đẳng đạt 3.180 m3/s vận tốc dòng chảy khoảng 4.5m/s + Hình dạng phụ lưu: Hình dạng phụ lưu có vai trò việc hình thành lũ quét [79] Lưu vực có khoảng 24% phụ lưu có hình dạng thuộc nguy lũ quét cao, 47% - nguy trung bình Trong tất 16 trận lũ quét khứ mưa rào cục xảy phụ lưu có nguy lũ quét cao + Diện tích phụ lưu: Diện tích phụ lưu đóng vai trò quan trọng việc hình thành lũ quét [79] Theo kết phân tích trận lũ khứ, nhìn chung lũ quét xảy phụ lưu có diện tích dưới 50km2, chủ yếu khoảng 18-32km2, đó, có tới 5/16 phụ lưu dưới 20km2, có 3/16 phụ lưu có diện tích lớn 100km2 3.3.7 Đặc điểm đất Khu vực nghiên cứu gồm 31 loại đất khác thuộc nhóm chính: I - Đất phù sa, II - Đất đen, III - Đất đỏ vàng, IV - Đất mùn vàng đỏ núi V - Đất thung lũng Phân loại theo đặc trưng thủy văn NRCS [81] khu vực nghiên cứu có đất chủ yếu thuộc loại C – khả ngấm nước trung bình (85.4%), loại B – khả ngấm nước tốt (9.9%), đến loại A – khả ngấm nước tốt (4.6%) loại D – khả ngấm nước (3.3%) Lũ quét khứ chủ yếu xảy lưu vực có đất loại C chiếm ưu 3.3.8 Đặc điểm lớp phủ sử dụng đất Khu vực nghiên cứu chủ yếu đất rừng (71.6%), đất trống bụi (19.8%), đất nông nghiệp (6.8%), đất dân cư chiếm 1.2% Đất rừng: phần lớn rừng tự nhiên chủ yếu rừng rộng thường xanh, chiếm 52,5%, rừng phòng hộ chiếm 41,2%, rừng sản xuất – 50,3% rừng đặc dụng – 8.5% Cơ cấu rừng phòng hộ thấp sản xuất cao nhân tố dễ xảy lũ quét đặc biệt sau thời gian khai thác rừng Đất nông nghiệp chủ yếu nương rẫy thường xem lẫn với đất lâm nghiệp theo mùa vụ, phân bố dọc theo triền sông suối Đất dân cư phân mảnh thường xem lẫn với đất rừng Đất trống, nói chung, hình thành sở trình du canh bà người dân tộc thiểu số để lại khai thác khoáng sản Lũ quét khứ chủ yếu xảy phụ lưu có diện tích đất rừng trung bình chiếm 56.3%, đất trống 35.0%, nông nghiệp 7.3% Đặc biệt, có tới 6/16 phụ lưu có đất trống chiếm phần lớn (trung bình 63.3%) Tuy tỷ lệ rừng lớn giá trị NDVI mật độ che phủ rừng lưu vực sông Năng không cao, trung bình NDVI toàn rừng 0.46, nhích chút so với trung bình toàn lớp phủ (0.41) Do vậy, lũ quét khứ xảy phụ lưu có tỷ lệ rừng cao (7/16 phụ lưu) Tiểu kết chương Vùng nghiên cứu lưu vực nhỏ, đồi núi cao, có địa hình chia cắt mạnh nhiều dãy núi theo hướng khác nhau, có độ dốc trung bình lưu vực, phụ lưu lòng sông suối cao, có tỷ lệ đất rừng cao mật độ rừng lại thấp, có tỷ lệ hình dạng phụ lưu bất lợi sinh lũ quét cao, có xu hướng cường độ mưa thời đoạn, ngày trận tăng lên Lũ quét có quan hệ chặt chẽ với mưa lớn (tổng lượng mưa trận lớn, cường độ mưa lớn tổng lượng mưa ngày trước lớn), hình dạng phụ lưu bất lợi, diện tích phụ lưu nhỏ, đất vàng nâu thấm nước đất trống CHƯƠNG TÍNH TOÁN, XÁC ĐỊNH NGUY CƠ LŨ QUÉT LƯU VỰC SÔNG NĂNG, TỈNH BẮC KẠN 4.1 Tính toán Qmax Tmax Tính toán Qmax Tmax thực phần mềm thủy văn GIS lũ quét xây dựng Chương 4.1.1 Xây dựng liệu đầu vào Một số liệu chia thành thời kỳ (1972-1976 20072012) lớp phủ, NDVI, CN Manning Thời kỳ 1972-1976: có liệu đo đạc lưu lượng trạm thủy văn Đầu Đẳng để hiệu chỉnh kiểm chứng mô hình thủy văn GIS (trạm Đầu Đẳng dừng hoạt động sau 1976) Thời kỳ 2007-2012: coi đại diện cho để mô nguy lũ quét khu vực nghiên cứu Dữ liệu đầu vào gồm file riêng biệt: trình mưa trận (TXT file) hệ số Manning, hệ số CN, pixel thuộc sông/suối, pixel không thuộc sông/suối, độ dốc, hướng dòng chảy dòng chảy tích lũy (RASTER file) 4.1.2 Hiệu chỉnh mô hình phân tích thủy văn GIS lũ quét Mô hình, tham số CN Manning hiệu chỉnh dựa vào liệu đo đạc lưu lượng trạm Đầu Đẳng Kết mô thực đo tương đối khớp tổng lưu lượng, đỉnh lũ pha lũ 4.1.3 Tính toán Qmax TQmax cho trận lũ quét khứ Dữ liệu gồm trận mưa ngày 23/7/1986, 17/7/2006, 12/8/2008 04/7/2009 gây lũ quét cho toàn vùng nghiên cứu Bảng 4-1 Đặc điểm mưa lũ quét trận lũ quét khứ khu vực nghiên cứu (tại cửa lưu vực) Mưa Tổng Thời Tổng Lượng Mưa Qmax Thời gian lượng gian lượng mưa cực (m3/s) xảy (mm) (giờ) mưa đại Qmax ngày cực (giờ) sau mưa trước đại max (mm) (mm) (giờ) 23/7/1986 243,6 40 63,7 43,8 16 3.087 13,9 17/7/2006 213,1 27 63,4 50,9 3.180 14,3 12/8/2008 78,5 10 164,2 22,8 6.5 869 13,1 04/7/2009 164,2 75 89,3 49,2 25 1.545 16,4 4.1.4 Tính toán Qmax TQmax cho trận mưa tần suất Dữ liệu gồm trận mưa tần suất (100, 50, 20, 10, 5, 2, 1, 0.2 0.1% ) Bảng 4-2 Đặc điểm sóng lũ khu vực nghiên cứu theo kịch mưa tần suất (tại cửa lưu vực) Mưa Tổng Thời Loại Lượng Mưa Qmax Thời theo lượng gian BH mưa (m3/s) gian xảy kịch (mm) (giờ) cực Qmax cực đại sau mưa đại (giờ) max suất (mm) (giờ) (%) 100 70,4 40 III 12,7 16 354 27.8 50 129,2 40 III 23,2 16 1.098 19.7 20 172,8 40 III 31,1 16 1.795 16.4 10 202,3 40 III 36.4 16 2.311 15.2 231,1 40 III 41,6 16 2.847 14.3 269,2 40 III 48,4 16 3.601 12.6 298,3 40 III 53,6 16 4.205 12.0 0.2 367,6 40 III 66,1 16 5.751 10.8 0.1 398,2 40 III 71,6 16 6.466 10.5 4.2 Xác định vùng đất thấp dễ ngập lụt (floodplain) Floodplain chiết xuất từ liệu DEM 20m x 20m Tổng diện tích floodplain 100,9km2, chiếm gần 4,5% diện tích toàn lưu vực Trong đó, diện tích lớn thuộc huyện Ba Bể với 50,5km2 (chiếm 50,1% diện tích), đến huyện Pắc Nậm – 20,8km2 (20,6%) Chợ Đồn – 14,2km2 (14,1%), huyện lại có diện tích nhỏ - 15,5km2 (15,2%) 4.3 Tính toán Qmax TQmax cho vùng floodplain Nội suy Qmax TQmax điểm stream network toàn vùng floodplain Phương pháp nội suy phổ biến, đơn giản hiệu IDW (trọng số nghịch đảo theo khoảng cách) áp dụng Kết thu 18 lớp liệu GIS (raster file) Q max TQmax theo floodplain lưu vực tương ứng với trận mưa kịch tần suất 4.4 Tính toán số nguy lũ quét (FFPI) FFPI vùng nghiên cứu xác định dựa theo phương pháp mô tả mục 2.6.3 với số liệu đầu vào lớp Qmax lớp TQmax sau nội suy toàn vùng floodplain Kết thu lớp liệu FFPI tương ứng với kịch mưa tần suất Ngoài ra, trung bình hóa lớp FFPI kịch mưa tần suất để xây dựng lớp FFPI tổng hợp 4.5 Kiểm chứng mô hình So sánh kết mô luận án với lũ quét thực tế tốt, phản ánh nơi có FFPI cao tương ứng với lũ quét khứ mưa cục xảy So sánh với kết nghiên cứu khác, tương đồng phân bố mức nguy lũ quét Tuy nhiên, kết luận án có độ tương đồng với lũ quét khứ tốt hơn, chi tiết có phân bố hợp lý 4.6 Xác định nguy lũ quét 4.6.1 Xây dựng đồ nguy lũ quét Phân loại nguy lũ quét thành mức (rất nhỏ, nhỏ, trung bình, lớn lớn) từ liệu FFPI (thu mục 4.4) theo bảng tổng hợp phân loại số nguy lũ quét Bảng 2-1 Đã xây dựng 10 đồ nguy lũ quét vùng nghiên cứu, gồm 01 đồ tổng hợp (Hình 4-3) 09 đồ mưa tần suất 4.6.2 Tính diện tích nguy lũ quét theo huyện Đã chồng xếp 10 lớp liệu FFPI (thu mục 4.4) với lớp liệu ranh giới huyện thu diện tích có nguy bị lũ quét theo huyện lưu vực 60.00 Rất nhỏ Nhỏ Trung bình Lớn Rất lớn Diện tích (km2) 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 Pắc Nậm Nà Hang Ngân Sơn Chợ Đồn Ba Bể Bảo Lâm Bảo Lạc Hình 4-1 Biểu đồ nguy lũ quét theo huyện, lưu vực sông Năng, Bắc Kạn 100 Rất nhỏ Trung bình Rất lớn 90 80 Nhỏ Lớn Diện tích (km ) 70 60 50 40 30 20 10 0.1 0.2 10 20 50 100 Tần suất xuất năm (%) Hình 4-2 Biểu đồ nguy lũ quét theo tần suất, lưu vực sông Năng, Bắc Kạn Hình 4-3 Bản đồ nguy lũ quét (tổng hợp) lưu vực sông Năng, Bắc Kạn Tiểu kết chương Đã sử dụng Mô hình lũ quét để mô phỏng, tính toán nguy lũ quét cho lưu vực sông Năng, Bắc Kạn Mô hình chạy phần mềm ArcGIS 9.3 với mô hình liệu raster, kích thước pixel 100m x 100m Kết mô kiểm chứng với lũ quét thực tế với kết mô công trình nghiên cứu khác khu vực Kết so sánh phân bố mức nguy lũ quét tốt Kết mô luận án thể tương đồng với lũ quét thực tế tốt hơn, chi tiết hợp lý Các biểu đồ trình lưu lượng mô nhiều điểm lưu vực có đỉnh lũ cao, nhọn dốc Chứng tỏ toàn lưu vực, mức độ khác nhau, lũ lũ quét Lưu vực chủ yếu xảy lũ quét mức “Nhỏ”, “Trung bình” “Lớn”; đó, mức “Trung bình” lớn (39.4%); theo thứ tự, huyện Ba Bể, Pắc Nậm Chợ Đồn có diện tích nguy lũ quét lớn Nguy lũ quét (tính cực đoan) tăng nhanh theo mức tăng tổng lượng mưa trận tần suất Mưa tần suất 5% (231.1mm) xảy lũ quét tương ứng với lũ lịch sử 1986 2006 Mưa tần suất 0.2% (367.6mm) 0.1% (398.2mm) gây lũ với Qmax lớn gấp 1,5 2,0 lần so với trận lũ quét lịch sử năm 1986 2006 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Tổng quan vấn đề nghiên cứu: Ở nước ta khu vực nghiên cứu chủ yếu lũ quét sườn dốc Trên giới, chủ yếu áp dụng phương pháp thủy văn/thủy lực tập trung nhiều cho cảnh báo sớm thời gian thực nguy lũ quét Trong nước, phương pháp phân tích chống xếp nhân tố phổ biến đơn giản, chưa có mô hình định lượng lũ quét tích hợp GIS, viễn thám thủy văn cho phép mô tính chất động tự nhiên lũ quét áp dụng cho vùng núi cao, thượng nguồn, nơi thiếu nhiều số liệu chi tiết có địa hình phức tạp mà mô hình thủy văn/thủy lực truyền thống khó có khả áp dụng Mô hình xác định nguy lũ quét: Luận án xây dựng mô hình xác định nguy lũ quét áp dụng cho lưu vực nhỏ, vùng núi cao, địa hình phức tạp, thông tin/số liệu hỗ trợ Với phần mềm GIS có tính phân tích không gian áp dụng mô hình ý tưởng Đã áp dụng mô hình mô thành công nguy lũ quét cho lưu vực sông Năng, Bắc Kạn Về sở lý thuyết, thực tế áp dụng kiểm chứng cho thấy Mô hình cho kết chi tiết hơn, hợp lý tin cậy so với phương pháp phân tích đa biến Mô hình tích hợp: phương pháp Đường đẳng thời để tính toán xây dựng đường trình lưu lượng; phương pháp SCS – CN để tính mưa hiệu quả; chi tiết hóa để nâng cao chất lượng liệu lớp phủ liệu NDVI từ ảnh vệ tinh Landsat; xác định vùng đất thập dễ ngập lụt từ DEM Tất phương pháp hoàn toàn giải công cụ GIS viễn thám Ngưỡng lưu lượng gây lũ Qbankfull tham số thủy văn khác để xác định nguy lũ quét tất pixel xác định hoàn toàn thông qua mô mà không cần đến số liệu đo đạc Nguy lũ quét lưu vực sông Năng, Bắc Kạn: Lưu vực sông Năng, Bắc Kạn có diện tích nhỏ có nhiều điều kiện bất lợi gây lũ quét: vùng đồi núi bị chia cắt mạnh; độ dốc lưu vực phụ lưu lớn; nhiều phụ lưu có hình dạng bất lợi; lượng mưa trận, mưa ngày mưa thời đoạn cao; mật độ che phủ rừng thấp, đất trống cao; đất đỏ vàng, vàng nâu, … (thấm nước mưa mức trung bình) chiếm tỷ trọng cao Trong 10 năm gần đây, năm xảy lũ quét lũ quét xảy có liên hệ rõ ràng với yếu tố: mưa cường độ lớn, tỷ lệ che phủ thấp (đất trống nhiều), độ dốc phụ lưu lớn, hình dạng phụ lưu cân đối Khắp lưu vực, đường trình lưu lượng có hình dạng lũ quét (đỉnh lũ cao, nhọn thời gian xảy đỉnh lũ nhanh, từ 1h (tại thượng nguồn) đến 10.5h (tại cửa lưu vực) sau đỉnh mưa) Tính cực đoan lũ quét tăng nhanh so với mức tăng cường độ mưa Các trận mưa có tần suất 50-20% (129.2-172.8mm) - nhiều nơi xuất nguy lũ quét mức độ nhỏ; Tần suất 10-5% (202.3231.1mm) - lũ quét mức độ trung bình xuất hầu hết suối cấp 1, cấp đầu nguồn số sông; Tần suất 2-1% (269.2298.3mm) - lũ quét mức độ lớn xuất hầu hết huyện thuộc lưu vực; Tần suất 0.2-0.1% (367.6-398.2mm) - lũ quét lớn xuất số xã thuộc huyện Chợ Đồn, Pắc Nậm, Ba bể Bảo Lạc Mưa tần suất 5% (231.1mm) xảy lũ quét tương ứng với lũ lịch sử 1986 2006 Mưa tần suất 0.2% (367.6mm) 0.1% (398.2mm) gây lũ lớn gấp 1,5 2,0 lần so với trận lũ quét lịch sử năm 1986 2006 Sắp xếp theo diện tích có nguy bị lũ quét huyện có nguy cao Ba Bể, Pắc Nậm, Chợ Đồn, Ngân Sơn (Bắc Kạn), Nà Hang (Tuyên Quang), Bảo Lạc, Bảo Lâm (Cao Bằng) Pắc Nậm huyện có lũ quét xảy nhiều huyện có số xã chịu nguy lũ quét cao Các xã Quảng Bạch Xuân Lạc (huyện Chợ Đồn), Giáo Hiệu Cổ Linh (huyện Pắc Nậm), Đồng Phúc (huyện Ba bể) Sơn Lộ (huyện Bảo Lạc, Cao Bằng) xã có nguy lũ quét cao Hạn chế nghiên cứu: Mô hình luận án đưa chủ yếu mô lũ quét sườn dốc, phần lũ quét nghẽn dòng tự nhiên không bao gồm bao gồm loại lũ quét khác như: lũ quét vỡ đập tự nhiên nhân tạo, lũ quét sạt lở đất đá Ranh giới vùng ngập lụt xác định cứng thông qua vùng đất thấp dễ ngập lụt (floodplain) mà tính chất di động theo cường độ lũ Kiến nghị Kiến nghị cải thiện độ tin cậy mô hình thủy văn GIS lũ quét: Cần tính toán đưa thêm độ sâu ngập lụt để tính toán xây dựng đồ nguy lũ quét Những nơi ngập sâu có cường độ nguy lũ quét cao nơi ngập nông ranh giới vùng ngập lụt thể biến động theo cường độ lũ Kiến nghị cải thiện độ tin cậy kết mô lũ quét lưu vực sông Năng, Bắc Kạn: Chi tiết hóa phân bố mưa theo không gian cách đặt nhiều trạm mưa lưu vực (đặc biệt nơi có nguy lũ quét cao) sử dụng ảnh mưa RADAR có Chi tiết hóa phân loại lớp phủ/sử dụng đất tính xác lượng mưa hiệu Nên có thêm số liệu đo đạc lưu lượng bên lưu vực để hiệu chỉnh mô hình tốt DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN A Các đề tài nghiên cứu: Chủ trì đề tài sở (2014), Áp dụng công nghệ GIS xác định nguy lũ quét lưu vực sông Năng, tỉnh Bắc Kạn Viện Cơ học, 49 Tr B Các báo: Nguyễn Ngọc Thạch, Phạm Xuân Cảnh, Lê Như Ngà, Nguyễn Đình Tài, Vũ Đăng Cường (2012), “Xây dựng phần mềm định phục vụ cảnh báo sớm tai biến lũ quét trượt lở đất vùng núi, thử nghiệm Bắc Kạn”, Tạp chí khoa học Đại Học Quốc Gia, Khoa học tự nhiên công nghệ 28, Số 5S (2012), Tr 104-112 Lê Như Ngà, Nguyễn Ngọc Thạch, Lã Thanh Hà (2015), “Ứng dụng GIS Viễn thám mô biến trình lưu lượng dòng chảy mưa lưu vực sông Năng, tỉnh Bắc Kạn” Tạp chí Khí tượng Thủy văn, 4/2015, Tr 4-10 Lê Như Ngà, Nguyễn Ngọc Thạch, Lã Thanh Hà (2015), “Tích hợp GIS viễn thám xác định nguy lũ quét lưu vực sông Năng, tỉnh Bắc Kạn”, Tạp chí Khí tượng Thủy văn, 5/2015, Tr 19-26