Luận án Tiến sĩ Biến đổi khí hậu: Nghiên cứu đánh giá rủi ro đa thiên tai đối với các tỉnh ven biển Trung Trung Bộ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:206

Thêm vào BST

Báo xấu

54
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu của Luận án này nhằm xây dựng được phương pháp đánh giá rủi ro đa thiên tai xảy ra đồng thời hoặc nối tiếp đối với bão, mưa lớn trong bão và mưa lớn sau bão ở vùng ven biển Việt Nam. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Biến đổi khí hậu: Nghiên cứu đánh giá rủi ro đa thiên tai đối với các tỉnh ven biển Trung Trung Bộ

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG VIỆN KHOA HỌC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TRẦN THANH THỦY NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ RỦI RO ĐA THIÊN TAI ĐỐI VỚI CÁC TỈNH VEN BIỂN TRUNG TRUNG BỘ LUẬN ÁN TIẾN SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Hà Nội – 2021
BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG VIỆN KHOA HỌC KHÍ VIỆN KHOA TƯỢNG HỌC THỦY VĂN KHÍ TƯỢNG THỦYVÀ BIẾN VĂN VÀĐỔI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU KHÍ HẬU TRẦN THANH THỦY NGHIÊN CỨU RỦI RO ĐA THIÊN TAI NGHIÊN CHO CỨU ĐÁNH CÁC TỈNH GIÁ KHU RỦI VỰC RO ĐA TRUNG THIÊN TRUNG BỘTAI ĐỐI VỚI CÁC TỈNH VEN BIỂN TRUNG TRUNG BỘ Ngành: Biến đổi khí hậu Mã số: 9440221 Chuyên ngành: Biến đổi khí hậu Mã số: 9440221 LUẬN ÁN TIẾN SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU LUẬN ÁN TIẾN SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Tác giả luận án NGƯỜI HƯỚNG DẪN Giáo viên HỌC: KHOA hướng dẫn GS.TS. Trần Thục Hà Nội - 2018 Trần Thanh Thủy GS. TS. Trần Thục Hà Nội, 2021
iii LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong Luận án này là trung thực, không sao chép dưới bất kỳ hình thức nào từ bất kỳ một nguồn nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được trích dẫn đầy đủ và ghi nguồn theo đúng quy định. Tác giả Luận án Trần Thanh Thủy
iv LỜI CẢM ƠN Trước tiên tác giả xin gửi lời cảm ơn đến Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường, đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành Luận án. Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tác giả xin gửi lời cảm ơn đặc biệt tới thầy hướng dẫn khoa học là GS.TS. Trần Thục đã tận tình giúp đỡ tác giả từ những bước đầu tiên xây dựng hướng nghiên cứu, cũng như trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thiện Luận án. Giáo sư hướng dẫn luôn ủng hộ, động viên và hỗ trợ những điều kiện tốt nhất để tác giả hoàn thành Luận án. Tác giả chân thành cảm ơn các chuyên gia, các nhà khoa học, các đồng nghiệp và các cơ quan hữu quan đã có những góp ý về khoa học cũng như hỗ trợ nguồn tài liệu, số liệu cho tác giả trong suốt quá trình thực hiện Luận án. Tác giả chân thành cảm ơn đề tài “Nghiên cứu các giải pháp khoa học và công nghệ quản lý đa thiên tai, xây dựng công cụ hỗ trợ ra quyết định ứng phó với đa thiên tai, áp dụng thí điểm cho khu vực ven biển Trung Trung Bộ” (KC.08.24/16-20) thuộc Chương trình khoa học và công nghệ cấp quốc gia giai đoạn 2016-2020 “Nghiên cứu khoa học và công nghệ phục vụ bảo vệ môi trường và phòng tránh thiên tai” (KC.08/16-20) đã tạo mọi điều kiện cho tác giả cùng tham gia nghiên cứu và sử dụng số liệu của Đề tài. Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn tới bố, mẹ và gia đình đã luôn ở bên cạnh, động viên cả về vật chất lẫn tinh thần, tạo mọi điều kiện tốt nhất để tác giả có thể hoàn thành Luận án của mình. TÁC GIẢ Trần Thanh Thủy
v MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU ........................................................................... viii DANH MỤC HÌNH VẼ ................................................................................... ix DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ...................................................................... xii MỘT SỐ THUẬT NGỮ VỀ RỦI RO ĐA THIÊN TAI ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN ....................................................................................... xiii MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 1. Đặt vấn đề ................................................................................................. 1 2. Mục tiêu nghiên cứu.................................................................................. 3 3. Câu hỏi nghiên cứu ................................................................................... 3 4. Luận điểm bảo vệ ...................................................................................... 3 5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu............................................................. 4 6. Phương pháp nghiên cứu và kỹ thuật sử dụng .......................................... 4 7. Đóng góp mới của Luận án ....................................................................... 5 8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của Luận án .............................................. 5 9. Cấu trúc Luận án ....................................................................................... 6 Chương 1. TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ RỦI RO ĐA THIÊN TAI ........................................................................................................................... 7 1.1. Một số khái niệm về rủi ro đa thiên tai .................................................. 7 1.2. Các nghiên cứu trên thế giới về rủi ro đa thiên tai ................................. 9 1.3. Các nghiên cứu ở Việt Nam về rủi ro đa thiên tai ............................... 20 Tiểu kết Chương 1....................................................................................... 25 Chương 2. HIỆN TRẠNG VÀ XU THẾ BIẾN ĐỔI CỦA MỘT SỐ THIÊN TAI Ở VÙNG VEN BIỂN TRUNG TRUNG BỘ .......................................... 29 2.1. Tổng quan về khu vực ven biển Trung Trung Bộ................................ 29 2.1.1. Đặc điểm tự nhiên ......................................................................... 29 2.1.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội .............................................................. 30 2.2. Biến đổi khí hậu ở vùng ven biển Trung Trung Bộ ............................. 34 2.2.1. Biểu hiện của biến đổi khí hậu ở vùng ven biển Trung Trung Bộ 34 2.2.2. Kịch bản biến đổi khí hậu cho khu vực ven biển Trung Trung Bộ35 2.2.3. Xu thế biến đổi của một số thiên tai ở vùng ven biển Trung Trung Bộ trong bối cảnh biến đổi khí hậu......................................................... 36 Tiểu kết Chương 2....................................................................................... 45
vi Chương 3. PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ RỦI RO ĐA THIÊN TAI VÀ SỐ LIỆU SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN ........................................................... 48 3.1. Rủi ro thiên tai và quy trình đánh giá rủi ro đa thiên tai ...................... 48 3.1.1. Rủi ro đơn thiên tai ....................................................................... 48 3.1.2. Rủi ro đa thiên tai ......................................................................... 48 3.1.3. Quy trình đánh giá rủi ro đa thiên tai .......................................... 49 3.2. Số liệu sử dụng trong Luận án và phương pháp xử lý số liệu ............. 51 3.2.1. Số liệu về hiểm họa ....................................................................... 51 3.2.2. Số liệu về mức độ phơi bày và tính dễ bị tổn thương.................... 56 3.3. Phương pháp luận đánh giá rủi ro đa thiên tai ..................................... 56 3.3.1. Xác định mục đích và phạm vi nghiên cứu ................................... 56 3.3.2. Xác định các thiên tai để nghiên cứu ............................................ 57 3.3.3. Xác định mức độ đơn hiểm họa .................................................... 58 3.3.4. Xác định mức độ đa hiểm họa....................................................... 62 3.3.5. Đánh giá mức độ phơi bày ............................................................ 67 3.3.6. Đánh giá tính dễ bị tổn thương đối với đơn hiểm họa.................. 73 3.3.7. Đánh giá tính dễ bị tổn thương đối với đa hiểm họa .................... 79 3.3.8. Đánh giá định lượng rủi ro đa thiên tai ....................................... 82 3.4. Phương pháp đánh giá sự gia tăng rủi ro thiên tai do biến đổi khí hậu 83 3.4.1. Gia tăng hiểm họa do tác động của biến đổi khí hậu ................... 83 3.4.2. Gia tăng rủi ro thiên tai do tác động của biến đổi khí hậu .......... 83 Tiểu kết Chương 3....................................................................................... 84 Chương 4. ĐÁNH GIÁ RỦI RO ĐA THIÊN TAI ĐỐI VỚI KHU VỰC VEN BIỂN TRUNG TRUNG BỘ ........................................................................... 86 4.1. Đánh giá rủi ro đơn thiên tai ................................................................ 86 4.1.1. Kết quả xử lý số liệu ...................................................................... 86 4.1.2. Kết quả kiểm định hàm phân bố xác suất đơn thiên tai................ 87 4.1.3. Xác định mức độ đơn hiểm họa .................................................... 89 4.1.4. Kết quả đánh giá mức độ phơi bày ............................................... 94 4.1.5. Kết quả đánh giá tính dễ bị tổn thương ........................................ 96 4.1.6. Kết quả đánh giá rủi ro đơn thiên tai ........................................... 99 4.2. Đánh giá rủi ro đa thiên tai................................................................. 101 4.2.1. Xác định mức độ đa hiểm họa..................................................... 101 4.2.2. Khả năng xảy ra đa hiểm họa ..................................................... 105
vii 4.2.3. Kết quả đánh giá đa hiểm họa .................................................... 106 4.2.4. Kết quả đánh giá tính dễ bị tổn thương đối với đa hiểm họa ..... 111 4.2.5. Kết quả đánh giá rủi ro đa thiên tai ........................................... 115 4.3. Đánh giá sự gia tăng rủi ro do thiên tai xảy ra đồng thời hoặc nối tiếp 117 4.3.1. Kết quả đánh giá sự gia tăng hiểm họa do chúng xảy ra đồng thời hoặc nối tiếp .......................................................................................... 117 4.3.2. Kết quả đánh giá sự gia tăng tính dễ bị tổn thương đối với hiểm họa xảy ra đồng thời hoặc nối tiếp .............................................................. 123 4.3.3. Kết quả đánh giá sự gia tăng rủi ro do thiên tai xảy ra đồng thời hoặc nối tiếp .......................................................................................... 126 4.4. Đánh giá sự gia tăng rủi ro thiên tai do tác động của biến đổi khí hậu 126 4.4.1. Kết quả đánh giá sự gia tăng mưa lớn trong bối cảnh biến đổi khí hậu ......................................................................................................... 126 4.4.2. Kết quả đánh giá sự gia tăng rủi ro thiên tai trong quá khứ do biến đổi khí hậu ............................................................................................. 132 4.4.3. Kết quả dự tính sự gia tăng rủi ro thiên tai trong tương lai do biến đổi khí hậu ............................................................................................. 135 4.5. Một số kiến nghị giảm nhẹ rủi ro thiên tai, thích ứng với biến đổi khí hậu 139 4.5.1. Tiếp cận rủi ro đa thiên tai trong công tác quản lý rủi ro thiên tai và phát triển kinh tế - xã hội ................................................................. 139 4.5.2. Gắn kết giảm nhẹ rủi ro đa thiên tai với thích ứng với biến đổi khí hậu ......................................................................................................... 140 Tiểu kết Chương 4..................................................................................... 142 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ....................................................................... 146 Kết luận ..................................................................................................... 146 Kiến nghị ................................................................................................... 150 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ ............. 151 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 152 PHỤ LỤC ...................................................................................................... 162
viii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Các yếu tố đại diện cho thiên tai..................................................... 18 Bảng 1.2. Chỉ số đánh giá năng lực thích ứng và độ phơi bày ....................... 24 Bảng 2.1. Thay đổi lượng mưa một ngày lớn nhất và số ngày mưa lớn trong giai đoạn 1961-2018 ........................................................................................ 35 Bảng 3.1. Nguồn số liệu bão và mưa được sử dụng trong Luận án ................ 52 Bảng 3.2. Các hàm Copula 3 biến ................................................................... 65 Bảng 3.3. Bộ chỉ số về mức độ phơi bày ........................................................ 68 Bảng 3.4. Ma trận sắp xếp dữ liệu các chỉ số.................................................. 70 Bảng 3.5. Ma trận dữ liệu đã chuẩn hóa ......................................................... 71 Bảng 3.6. Bộ chỉ số về mức độ nhạy cảm ....................................................... 74 Bảng 3.7. Bộ chỉ số về nguồn lực ................................................................... 76 Bảng 4.1. Kết quả kiểm định AIC ................................................................. 104
ix DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1. Quá trình chuyển dịch từ đánh giá rủi ro đơn thiên tai đến đánh giá rủi ro đa thiên tai ............................................................................................... 8 Hình 1.2. Hình ảnh về các hiểm hoạ tự nhiên ................................................. 10 Hình 1.3. Thiệt hại vượt ngưỡng của đa hiểm họa tại Vịnh Hawke's ............. 11 Hình 1.4. Sơ đồ và bản đồ phân vùng cấp độ rủi ro đa thiên tai tại Pakistan . 14 Hình 1.5. Khung đánh giá rủi ro đa thiên tai .................................................. 15 Hình 1.6. Trọng số tương tác giữa các thiên tai .............................................. 16 Hình 1.7. Phân vùng rủi ro thiên tai theo cấp huyện cho Bangladesh ............ 19 Hình 1.8. Sơ đồ nghiên cứu của Luận án ........................................................ 28 Hình 2.1. Khu vực nghiên cứu ........................................................................ 29 Hình 2.2. Tổng sản phẩm năm 2019 và bình quân đầu người ........................ 31 Hình 2.3. Tỷ trọng các ngành kinh tế năm 2019 ............................................. 31 Hình 2.4. Tổng số dân và tỷ lệ giữa thành thị và nông thôn ........................... 32 Hình 2.5. Biến đổi của lượng mưa 1 ngày lớn nhất trung bình theo kịch bản RCP4.5 đầu (a) và cuối (b) thế kỷ ................................................................... 36 Hình 2.6. Tỷ lệ bão có mưa lớn trong bão ở khu vực Trung Trung Bộ giai đoạn 1961-2018........................................................................................................ 37 Hình 2.7. Mức độ thay đổi mưa lớn trong bão giai đoạn 1961-2018 ............. 37 Hình 2.8. Tỷ lệ các cơn bão xuất hiện mưa lớn sau bão (a) và tỷ lệ các cơn bão xuất hiện mưa lớn sau bão nối tiếp mưa lớn trong bão (b) ở các tỉnh Trung Trung Bộ giai đoạn 1961-2018 ....................................................................... 38 Hình 2.9. Phân bố theo tháng số lượng bão đổ bộ khu vực Trung Trung Bộ giai đoạn 1961-2018 ............................................................................................... 40 Hình 2.10. Tỷ lệ các cấp gió mạnh trong bão ảnh hưởng khu vực Trung Trung Bộ theo số lượng bão (a) và dung lượng mẫu (b) giai đoạn 1961-2018 ......... 41 Hình 2.11. Xu thế tần số bão ảnh hưởng các tỉnh Trung Trung Bộ giai đoạn 1961-2020........................................................................................................ 41 Hình 2.12. Xu thế tốc độ gió mạnh trong bão giai đoạn 1961-2018 .............. 42 Hình 2.13. Mực nước lũ báo động II (a) và khả năng xảy ra mực nước lũ vượt mức báo động cấp II (b) .................................................................................. 44 Hình 3.1. Quy trình đánh giá rủi ro đa thiên tai .............................................. 50 Hình 3.2. Các trạm quan trắc khí tượng thủy văn ở khu vực nghiên cứu ....... 51 Hình 3.3. Ngưỡng khoảng cách xác định mưa/gió trong bão ......................... 54 Hình 3.4. Quy trình đánh giá đơn hiểm họa.................................................... 58
x Hình 3.5. Ma trận đánh giá tương tác giữa tính dễ bị tổn thương đối với đa hiểm họa ................................................................................................................... 80 Hình 4.1. Sai số tương đối (a) và xác suất vượt ngưỡng (b) tốc độ gió cấp 8 theo số liệu tốc độ gió trong bão của ERA5 ........................................................... 86 Hình 4.2. Phân bố xác suất xuất hiện đơn thiên tai ......................................... 87 Hình 4.3. Giá trị D (a) và AIC (b) của phân bố tốc độ gió ............................. 88 Hình 4.4. Giá trị D và AIC của phân bố lượng mưa trong bão (a1, b1) và sau bão (a2, b2) ...................................................................................................... 89 Hình 4.5. Phân vùng hiểm họa gió mạnh trong bão trên cấp 8 ....................... 90 Hình 4.6. Phân vùng hiểm họa mưa lớn trong bão (a) và sau bão (b) ............ 91 Hình 4.7. Lượng mưa ngày lớn nhất trong bão đổ bộ vào Quảng Bình tại các trạm quan trắc .................................................................................................. 92 Hình 4.8. Lượng mưa ngày lớn nhất trong bão đổ bộ vào Quảng Ngãi tại các trạm quan trắc .................................................................................................. 93 Hình 4.9. Phân bố không gian mức độ phơi bày............................................. 95 Hình 4.10. Tỷ lệ mức độ tổn thương đối với gió mạnh trong bão, mưa trong bão (a) và mưa sau bão (b) ..................................................................................... 97 Hình 4.11. Phân bố không gian tính dễ bị tổn thương đối với đơn thiên tai .. 98 Hình 4.12. Phân vùng rủi ro gió mạnh trong bão trên cấp 8 ........................... 99 Hình 4.13. Rủi ro do mưa lớn trong bão ....................................................... 100 Hình 4.14. Rủi ro do mưa lớn sau bão .......................................................... 101 Hình 4.15. Phân bố giá trị quan trắc đa hiểm họa ......................................... 102 Hình 4.16. Kết quả kiểm định KS ................................................................. 103 Hình 4.17. Phân bố xác suất hiệp biến đa thiên tai ....................................... 105 Hình 4.18. Phân vùng xác suất xuất hiện đồng thời đa hiểm họa gió mạnh trên cấp 8, lượng mưa ngày lớn nhất trong và sau bão trên 100mm .................... 106 Hình 4.19. Phân vùng đa hiểm họa gió mạnh và mưa trong bão .................. 107 Hình 4.20. Phân vùng đa hiểm họa gió mạnh và mưa lớn sau bão ............... 108 Hình 4.21. Phân vùng đa hiểm họa gió mạnh, mưa lớn trong và sau bão .... 109 Hình 4.22. Chỉ số đa hiểm họa ...................................................................... 110 Hình 4.23. Phân vùng đa hiểm họa mưa lớn trong và sau bão ..................... 111 Hình 4.24. Ma trận đánh giá tương tác tính dễ bị tổn thương....................... 112 Hình 4.25. Chỉ số tính dễ bị tổn thương đối với đa hiểm họa....................... 114 Hình 4.26. Phân vùng tính dễ bị tổn thương đối với đa hiểm họa ................ 115 Hình 4.27. Phân vùng rủi ro đa thiên tai ....................................................... 116
xi Hình 4.28. Chỉ số rủi ro đa thiên tai .............................................................. 117 Hình 4.29. Chỉ số mức độ gia tăng đa hiểm họa gió mạnh trong bão - mưa trong bão ................................................................................................................. 118 Hình 4.30. Chỉ số mức độ gia tăng đa hiểm họa gió mạnh trong bão - mưa sau bão ................................................................................................................. 119 Hình 4.31. Chỉ số mức độ gia tăng đa hiểm họa gió mạnh trong bão - mưa trong bão - mưa sau bão.......................................................................................... 120 Hình 4.32. Chỉ số đơn hiểm họa và đa hiểm họa .......................................... 121 Hình 4.33. Phân bố không gian đơn hiểm họa và đa hiểm họa .................... 121 Hình 4.34. Chỉ số mức độ gia tăng đa hiểm họa mưa trong bão - mưa sau bão ....................................................................................................................... 123 Hình 4.35. Tính dễ bị tổn thương đối với đơn hiểm họa và đa hiểm họa ..... 125 Hình 4.36. Rủi ro đa thiên tai so với rủi ro đơn thiên tai .............................. 126 Hình 4.37. Phân bố xác suất mưa lớn trong bão tại Quảng Bình, Quảng Trị và Thừa Thiên - Huế .......................................................................................... 127 Hình 4.38. Phân bố xác suất mưa lớn trong bão tại Đà Nẵng, Quảng Nam, Quảng Ngãi ................................................................................................... 128 Hình 4.39. Phân bố xác suất mưa lớn sau bão tại Quảng Bình, Quảng Trị và Thừa Thiên - Huế .......................................................................................... 130 Hình 4.40. Phân bố xác suất mưa lớn trong bão tại Đà Nẵng, Quảng Nam, Quảng Ngãi ................................................................................................... 131 Hình 4.41. Tỷ lệ thay đổi hiểm họa và rủi ro thiên tai do mưa lớn trong bão do tác động của BĐKH ...................................................................................... 133 Hình 4.42. Gia tăng rủi ro thiên tai do mưa trong bão dưới tác động của biến đổi khí hậu ..................................................................................................... 133 Hình 4.43. Tỷ lệ thay đổi hiểm họa và rủi ro thiên tai do mưa trong bão kết hợp mưa sau bão do tác động của BĐKH ............................................................ 134 Hình 4.44. Gia tăng rủi ro đa thiên tai do mưa trong bão kết hợp mưa sau bão dưới tác động của biến đổi khí hậu ............................................................... 135 Hình 4.45. Khả năng xuất hiện mưa một ngày lớn nhất trung bình năm trên 100mm/ngày .................................................................................................. 136 Hình 4.46. Khả năng xuất hiện mưa một ngày lớn nhất trung bình năm theo RCP8.5 .......................................................................................................... 137
xii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BĐKH Biến đổi khí hậu BNNPTNT Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn ERA5 Số liệu tái phân tích thế hệ 5 của Trung tâm Dự báo Thời tiết hạn vừa Châu Âu GM Gió mạnh trong bão GNRRTT Giảm nhẹ rủi ro thiên tai HGM Hiểm họa gió mạnh trong bão vượt cấp 8 HMSB Hiểm họa mưa lớn sau bão vượt 50mm/ngày HMTB Hiểm họa mưa lớn trong bão vượt 50mm/ngày IPCC Ban Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu MĐPB Mức độ phơi bày MSB Mưa lớn sau bão MTB Mưa lớn trong bão RRTT Rủi ro thiên tai RRĐTT Rủi ro đa thiên tai TDBTT Tính dễ bị tổn thương TTB Trung Trung Bộ TƯBĐKH Thích ứng với biến đổi khí hậu UNDP Chương trình Phát triển Liên hợp quốc UNISDR Cơ quan chiến lược về giảm nhẹ thiên tai của Liên hợp quốc Viện Viện Khoa học Khí tượng thủy văn và Biến đổi khí hậu KTTVBĐKH Vmax Tốc độ gió mạnh nhất trong bão XSXH Xác suất xuất hiện XSVN Xác suất vượt ngưỡng
xiii MỘT SỐ THUẬT NGỮ VỀ RỦI RO ĐA THIÊN TAI ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN Tài liệu Thuật Ý nghĩa tham ngữ khảo Hiểm Hiện tượng vật lý có khả năng gây ra thiệt hại và tổn thất [67], [68], họa cho hệ thống tự nhiên và con người. [86] Các hiểm họa xảy ra trong một khu vực và quan hệ giữa chúng bao gồm cả việc xảy ra đồng thời, nối tiếp hoặc [86] tích lũy. Các hiểm họa nguy hiểm khác nhau đe dọa đến cùng một Đa hiểm yếu tố phơi bày (có hoặc không có sự trùng hợp tạm [45], [48], họa thời); các sự kiện nguy hiểm xảy ra cùng lúc hoặc nối [55] tiếp nhau. Toàn bộ các hiểm họa có liên quan trong một khu vực [69], [70] hành chính xác định. Đại diện cho sự hiện diện của các yếu tố có nguy cơ bị Mức độ [67], [68], ảnh hưởng bởi hiểm họa (ví dụ như tòa nhà, cơ sở hạ phơi bày [86] tầng, môi trường). Đại diện cho xu hướng hoặc khuynh hướng của một cộng Tính dễ đồng, hệ thống, hoặc tài sản bị ảnh hưởng bất lợi bởi một [67], [68], bị tổn hiểm họa nhất định. TDBTT bao gồm độ nhạy cảm và [86] thương nguồn lực. - Mức độ tổn thương của các đối tượng bị phơi bày (như TDBTT dân số, cơ sở hạ tầng, di sản văn hóa…) khi có hiểm họa đối với xảy ra; [45], [55] đa hiểm - TDBTT của nhóm yếu tố phơi bày cụ thể sẽ thay đổi họa theo thời gian do hậu quả của các yếu tố khác nhau (như sự xuất hiện của các hiện tượng thiên tai khác). Các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến hậu quả của hiểm Độ nhạy họa. Độ nhạy cảm có thể bao gồm các thuộc tính vật lý, [58], [67] cảm kinh tế và văn hóa. Tổng hợp các nguồn lực, điểm mạnh và đặc tính sẵn có Nguồn trong từng cá nhân, cộng đồng, xã hội và tổ chức có thể [39], [67] lực được sử dụng nhằm đạt được các mục tiêu chung. Năng lực Việc sử dụng các kỹ năng, các nguồn lực sẵn có, và các ứng phó cơ hội để xác định những điều kiện bất lợi, quản lý và [39], [67] khắc phục chúng, nhằm đạt được chức năng cơ bản trong ngắn hạn và trung hạn.
xiv Tài liệu Thuật Ý nghĩa tham ngữ khảo Năng lực Khả năng của một hệ thống và các hợp phần của nó có chống thể phán đoán, tiếp thụ, điều chỉnh và vượt qua những chịu ảnh hưởng của một hiện tượng nguy hiểm một cách kịp [39], [67] thời và hiệu quả kể cả khả năng giữ gìn, hồi phục và tăng cường các cấu trúc và chức năng cơ bản quan trọng của hệ thống đó. Các hiểm họa tự nhiên tương tác với các điều kiện dễ bị [67] tổn thương của xã hội làm thay đổi nghiêm trọng chức năng bình thường của một cộng đồng hay một xã hội. Thiên tai Hiện tượng tự nhiên bất thường có thể gây thiệt hại về người, tài sản, môi trường, điều kiện sống và các hoạt [21] động KT - XH. Các thiệt hại thiên tai tiềm ẩn về người, sức khỏe, sinh kế, tài sản và dịch vụ có thể xảy tại một cộng đồng cụ [86] thể hoặc xã hội trong một khoảng thời gian nhất định trong tương lai. Khả năng xảy ra các thay đổi nghiêm trọng trong các Rủi ro chức năng bình thường của một cộng đồng hay một xã thiên tai hội ở một giai đoạn cụ thể, do các hiểm họa tự nhiên [39], [67] tương tác với các điều kiện dễ bị tổn thương của xã hội, dẫn đến các ảnh hưởng bất lợi. Thiệt hại mà thiên tai có thể gây ra về người, tài sản, môi [21] trường, điều kiện sống và hoạt động KT-XH. Liên quan đến RRĐTT như kinh tế, sinh thái, xã hội… [70] Được xác định bằng toàn bộ rủi ro từ các hiểm họa có [45], [55], tính đến cả đa hiểm họa và tính dễ bị tổn thương đối với Rủi ro đa [70] đa hiểm họa. thiên tai Được xác định bằng toàn bộ rủi ro từ các hiểm họa xảy ra đồng thời hoặc liên tiếp có tính đến tương tác giữa các [53], [86] hiểm họa.
1 MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Biến đổi khí hậu (BĐKH) đã có những tác động đến kinh tế, xã hội và môi trường của tất cả các quốc gia. Nếu không có các hành động ứng phó kịp thời, BĐKH có thể sẽ là một trong những hiểm họa nghiêm trọng nhất đối với nhân loại. BĐKH đã, đang và sẽ làm thay đổi toàn diện, sâu sắc quá trình phát triển và an ninh toàn cầu về lương thực, nước, năng lượng, các vấn đề về an toàn xã hội, văn hóa, ngoại giao và thương mại [3]. BĐKH đã làm gia tăng tần suất cũng như cường độ của thiên tai. Một số hiện tượng thời tiết cực đoan cũng thay đổi rõ rệt: Số lượng bão mạnh đến rất mạnh tăng, thời điểm bắt đầu của gió mùa mùa hè bắt đầu sớm hơn, kết thúc muộn hơn; số ngày rét đậm, rét hại giảm; số ngày nắng nóng (nhiệt độ lớn hơn 350C) tăng; hạn hán trở nên khắc nghiệt hơn do nhiệt độ tăng và lượng mưa giảm trong mùa khô [39]. Thời gian qua, việc xuất hiện nhiều hơn các thiên tai, hiện tượng khí hậu cực đoan như bão mạnh, siêu bão, mưa lớn đột biến tại các tỉnh ven biển đã làm đình trệ sản xuất, kinh doanh, gây thiệt hại nghiêm trọng đối với phát triển KT-XH, bảo đảm quốc phòng - an ninh, sức khỏe cộng đồng và môi trường sinh thái [39]. Trung Trung Bộ là khu vực thường xuyên chịu những tác động bất lợi của thiên tai, điển hình như bão, lũ, ngập lụt, mưa lớn. Lịch sử đã ghi nhận được một số cơn bão kèm mưa lớn, kết hợp mưa sau bão gây thiệt hại nặng nề cho khu vực Trung Trung Bộ. Năm 1996 có tới 5 cơn bão và 4 áp thấp nhiệt đới (ATNĐ) đổ bộ và ảnh hưởng trực tiếp đến các tỉnh miền Trung, gây ra 14 đợt mưa lớn, diện rộng, tập trung dồn dập, vượt trung bình nhiều năm cả về lượng và thời gian mưa. Tại thị xã Quảng Ngãi, tổng lượng mưa 4 tháng (IX - XII) xếp hàng thứ hai trong vòng 80 năm gần đây, chỉ sau năm 1917 [30], [32]. Mưa
2 lớn là do một số hình thế thời tiết đặc biệt như: Bão, ATNĐ hay dải hội tụ nhiệt đới, không khí lạnh... cùng tổ hợp tác động của chúng gây ra [39]. Bão Xangsane năm 2006, đổ bộ vào các tỉnh miền Trung, đã làm 76 người chết và mất tích, 532 người bị thương, làm sập hơn 24.000 ngôi nhà, thiệt hại lên tới 10.000 tỷ đồng, các tỉnh chịu thiệt hại nặng nhất là Đà Nẵng, Thừa Thiên - Huế và Quảng Nam [1], [39]. Bão Ketsana năm 2009, gây mưa lớn trên diện rộng từ Nghệ An đến Bình Định, Tây Nguyên, bão và lũ làm 179 người chết, 8 người mất tích, 9.770 ngôi nhà bị đổ, thiệt hại ước tính khoảng 14.000 tỷ đồng [2].Cơn bão số 9 năm 2020 đổ bộ vào đất liền trưa ngày 28/10 với sức gió cấp 11-12 giật cấp 14-15, kèm theo mưa lớn tại các tỉnh ở Trung Trung Bộ, gây ngập lụt trên diện rộng, gây thiệt hại hơn 10 nghìn tỷ đồng (chưa kể nhiều cơ sở hạ tầng và hàng trăm km đê điều, kênh mương, bờ sông, bờ biển bị hư hỏng, sạt lở) [4]. Đánh giá rủi ro thiên tai (RRTT) là một trong những hợp phần quan trọng của việc quản lý RRTT, nhằm giảm nhẹ và phòng chống thiên tai đang gia tăng do tác động của BĐKH. Hiện nay, việc đánh giá RRTT tại Việt Nam, chủ yếu, tập trung vào đánh giá từng thiên tai đơn lẻ, không xem xét đến các thiên tai xảy ra đồng thời hoặc nối tiếp hay các tác động tổ hợp giữa các thiên tai. Cách tiếp cận rủi ro đơn thiên tai chỉ xem xét một thiên tai và tính dễ bị tổn thương (TDBTT) đối với hiểm họa đơn đó đối với khu vực/đối tượng liên quan. Tuy nhiên, thiên tai ở nước ta nói chung và ở Trung Trung Bộ nói riêng thường có mối liên hệ mật thiết với nhau, ví dụ các hiện tượng thiên tai liên tiếp như bão nối tiếp bão, lũ nối tiếp lũ, bão kèm mưa lớn, mưa nối tiếp sau bão... Do đó, để quản lý RRTT một cách hiệu quả trong điều kiện BĐKH, cần tiếp cận quản lý RRĐTT khi các thiên tai xảy ra đồng thời hoặc nối tiếp (rủi ro đa thiên tai). Đây là một khái niệm mới trong quản lý RRTT ở Việt Nam. Luận án này xây dựng phương pháp đánh giá RRĐTT khu vực ven biển trong điều kiện BĐKH ở Việt Nam và áp dụng thí điểm cho vùng ven biển
3 Trung Trung Bộ. 2. Mục tiêu nghiên cứu - Xây dựng được phương pháp đánh giá rủi ro đa thiên tai xảy ra đồng thời hoặc nối tiếp đối với bão, mưa lớn trong bão và mưa lớn sau bão ở vùng ven biển Việt Nam. - Đánh giá được rủi ro đa thiên tai do bão, mưa lớn trong bão và mưa lớn sau bão khi chúng xảy ra đồng thời hoặc nối tiếp ở khu vực ven biển Trung Trung Bộ và tác động của BĐKH đến sự gia tăng rủi ro đa thiên tai do mưa lớn trong bão kết hợp mưa lớn sau bão. 3. Câu hỏi nghiên cứu Luận án tập trung vào giải đáp các câu hỏi sau: - Phương pháp nào có thể áp dụng hiệu quả để đánh giá rủi ro đa thiên tai xảy ra đồng thời hoặc nối tiếp ở khu vực ven biển? - Mức độ rủi ro ở khu vực ven biển Trung Trung Bộ sẽ gia tăng như thế nào trong điều kiện các thiên tai xảy ra đồng thời hoặc nối tiếp? - Biến đổi khí hậu có tác động thế nào đến việc gia tăng rủi ro đa thiên tai? 4. Luận điểm bảo vệ RRĐTT có thể được đánh giá qua việc xem xét tổ hợp khả năng xảy ra của đơn hiểm họa chủ đạo và khả năng xảy ra đồng thời hoặc nối tiếp của các hiểm họa khác (đa hiểm họa) và tổ hợp của tính dễ bị tổn thương đối với từng đơn hiểm họa và sự gia tăng TDBTT khi chịu tác động của các hiểm họa xảy ra đồng thời hoặc nối tiếp. Các loại hình thiên tai xảy ra đồng thời hoặc nối tiếp sẽ làm gia tăng tác động đến các tỉnh ven biển Trung Trung Bộ. BĐKH làm gia tăng mưa cực đoan, RRTT và RRĐTT.
4 5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Thiên tai và RRĐTT gió mạnh trong bão, mưa lớn trong bão và mưa lớn sau bão khi chúng xảy ra đồng thời hoặc nối tiếp ở vùng ven biển. - Phạm vi nghiên cứu: + Phạm vi không gian: Khu vực đất liền của các tỉnh ven biển Trung Trung Bộ, bao gồm 6 tỉnh Quảng Bình, Quảng Trị, Đà Nẵng, Thừa Thiên - Huế, Quảng Nam và Quảng Ngãi. + Phạm vi thời gian: Theo số liệu số lượng bão/ATNĐ ảnh hưởng khu vực Trung Trung Bộ từ 1961-2020, số liệu quan trắc tốc độ gió trong bão, lượng mưa trong bão và lượng mưa sau bão của giai đoạn 1961-2018, số liệu kịch bản BĐKH và số liệu thống kê KT-XH năm 2018. 6. Phương pháp nghiên cứu và kỹ thuật sử dụng - Phương pháp thu thập, phân tích tổng hợp các số liệu và điều tra thực tế được sử dụng để thu thập, tổng hợp, phân tích các số liệu, thông tin đã được công bố để nghiên cứu đánh giá tổng quan, xây dựng phương pháp luận và cung cấp thông tin, dữ liệu đầu vào cho các tính toán hiểm họa, mức độ phơi bày và TDBTT của từng huyện thuộc các tỉnh ven biển Trung Trung Bộ. - Phương pháp toán thống kê được sử dụng để đánh giá xu thế, xác định phân bố xác suất của các hiểm họa. - Phương pháp nội suy không gian Kringing được sử dụng để nội suy phân bố gió và mưa theo không gian. - Phương pháp đánh giá RRTT của UNISDR và IPCC được áp dụng để đánh giá rủi ro, trong đó, rủi ro bao gồm 3 thành phần: Hiểm họa (H), mức độ phơi bày (E) và TDBTT (V). TDBTT gồm 2 thành phần: Độ nhạy cảm (S) và nguồn lực (C). Phương pháp đánh giá dựa trên bộ chỉ số được áp dụng để đánh giá mức độ phơi bày và TDBTT.
5 - Phương pháp tính trọng số (theo Iyengar và Sudarshan) và phương pháp chuẩn hóa (chuẩn hóa min-max) được sử dụng để chuẩn hóa giá trị các chỉ số mức độ nhạy cảm (S), nguồn lực (C) và mức độ phơi bày (E). - Phương pháp chuyên gia và phương pháp ma trận được sử dụng để đánh giá định tính và bán định lượng sự gia tăng mức độ dễ bị tổn thương đối với đa hiểm họa. 7. Đóng góp mới của Luận án - Luận án đã hoàn thiện được phương pháp đánh giá RRĐTT trong trường hợp các hiểm họa xảy ra đồng thời hoặc nối tiếp, áp dụng cho khu vực ven biển Trung Trung Bộ. Trong đó, xét đến sự gia tăng hiểm họa (đa hiểm họa) và gia tăng TDBTT khi các thiên tai xảy ra đồng thời hoặc nối tiếp và các khía cạnh kinh tế, xã hội và môi trường trong đánh giá RRĐTT. - Luận án vận dụng được phương pháp đã xây dựng vào việc đánh giá RRĐTT do các hiểm họa gió mạnh trong bão, mưa lớn xảy ra đồng thời với gió mạnh trong bão và mưa lớn xảy ra nối tiếp theo bão. Luận án cũng đánh giá được tác động của BĐKH đến sự gia tăng mưa cực đoan, RRTT và RRĐTT ở khu vực ven biển Trung Trung Bộ. Từ đó đưa ra kiến nghị nhằm nâng cao hiệu quả phòng tránh và GNRRTT cho khu vực ven biển Trung Trung Bộ. 8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của Luận án a) Ý nghĩa khoa học Luận án đã hoàn thiện được phương pháp đánh giá RRĐTT khi các hiểm họa xảy ra đồng thời hoặc nối tiếp ở các tỉnh ven biển Trung Trung Bộ và đã khẳng định rằng mức độ RRĐTT là cao hơn nhiều so với trường hợp đơn thiên tai. Luận án cũng đã đưa ra bằng chứng khoa học về tác động của BĐKH đến mưa cực đoan và sự gia tăng RRTT và RRĐTT. b) Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu đã cung cấp cho các nhà quản lý thiên tai ở Trung
6 ương và địa phương công cụ và kết quả đánh giá mức độ rủi ro khi bão và mưa lớn xảy ra đồng thời hoặc nối tiếp nhau, tác động của BĐKH đến mưa cực đoan, RRTT và RRĐTT ở các tỉnh ven biển Trung Trung Bộ, phục vụ trực tiếp cho công tác quy hoạch, chỉ đạo, lãnh đạo, quản lý và GNRRTT, phát triển kinh tế- xã hội ở các tỉnh ven biển Trung Trung Bộ trong điều kiện BĐKH. 9. Cấu trúc Luận án Ngoài phần mở đầu và kết luận, Luận án gồm 4 chương sau: Chương 1. Tổng quan các nghiên cứu về RRĐTT: Là chương tổng quan, tập trung vào tổng quan các nghiên cứu trong và ngoài nước về RRĐTT. Một số khái niệm liên quan đến RRĐTT cũng được tổng hợp, nhận xét ở đầu chương này. Từ những phân tích nêu trên NCS đưa ra sơ đồ nghiên cứu ở mục tiểu kết của Chương 1. Chương 2. Hiện trạng và xu thế biến đổi của một số thiên tai ở vùng ven biển Trung Trung Bộ: Phân tích hiện trạng và xu thế biến đổi của một số thiên tai ở vùng ven biển Trung Trung Bộ, bao gồm: (i) Tổng quan khu vực nghiên cứu; (ii) Biến đổi khí hậu ở vùng ven biển Trung Trung Bộ; (iii) Xu thế biến đổi của một số thiên tai ở vùng ven biển Trung Trung Bộ trong bối cảnh BĐKH. Chương 3. Phương pháp đánh giá RRĐTT và số liệu sử dụng trong luận án: Trình bày phương pháp và số liệu sử dụng để đánh giá RRĐTT, bao gồm: (i) Quy trình đánh giá RRĐTT; (ii) Số liệu sử dụng trong Luận án; (iii) Phương pháp và các bước cụ thể để đánh giá RRĐTT. Chương 4. Đánh giá RRĐTT đối với khu vực ven biển Trung Trung Bộ: Trình bày kết quả đánh giá RRĐTT cho khu vực ven biển Trung Trung Bộ và kết quả đánh gía tác động của BĐKH đến sự gia tăng mưa cực đoan, RRTT và RRĐTT.