Luận án Tiến sĩ Thủy văn học: Nghiên cứu xác lập cơ sở khoa học đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ lụt lưu vực sông Vu Gia-Thu Bồn phục vụ quy hoạch phòng chống thiên tai

Chia sẻ: Lê Đức Hoàng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:157

Thêm vào BST

Báo xấu

95
lượt xem 13
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu cụ thể của đề tài luận án là: Luận giải, phân tích và lựa chọn được phương pháp đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ lụt có cơ sở khoa học. Thiết lập được bộ tiêu chí cơ bản phù hợp cho việc đánh giá tính dễ bị tổn 12 thương do lũ lụt lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Thủy văn học: Nghiên cứu xác lập cơ sở khoa học đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ lụt lưu vực sông Vu Gia-Thu Bồn phục vụ quy hoạch phòng chống thiên tai

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN CẤN THU VĂN NGHIÊN CỨU XÁC LẬP CƠ SỞ KHOA HỌC ĐÁNH GIÁ TÍNH DỄ BỊ TỔN THƯƠNG DO LŨ LỤT LƯU VỰC SÔNG VU GIA - THU BỒN PHỤC VỤ QUY HOẠCH PHÒNG CHỐNG THIÊN TAI LUẬN ÁN TIẾN SĨ THỦY VĂN HỌC Hà Nội- 2015 1
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN CẤN THU VĂN NGHIÊN CỨU XÁC LẬP CƠ SỞ KHOA HỌC ĐÁNH GIÁ TÍNH DỄ BỊ TỔN THƯƠNG DO LŨ LỤT LƯU VỰC SÔNG VU GIA - THU BỒN PHỤC VỤ QUY HOẠCH PHÒNG CHỐNG THIÊN TAI Chuyên ngành: Thủy văn học Mã số chuyên ngành: 62.44.02.24 LUẬN ÁN TIẾN SĨ THỦY VĂN HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. Nguyễn Thanh Sơn Hà Nội – 2015 2
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Cấn Thu Văn 3
LỜI CẢM ƠN Luận án đã được hoàn thành tại trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội từ 12/2011 đến 12/2014. Để luận án được hoàn thành đúng thời gian khóa học (03 năm) và đạt được kết quả như mong muốn, nghiên cứu sinh (NCS) gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN, Khoa Khí tượng, Thủy văn và Hải dương học là cơ sở đào tạo đã tạo điều kiện tốt nhất cho NCS học tập, trao đổi và lĩnh hội kiến thức. Đặc biệt NCS trân trọng cảm ơn đến hội đồng khoa học và đào tạo khoa Khí tượng, Thủy văn và Hải dương học đã theo sát và góp ý rất nhiều để các nội dung của luận án được thực hiện tốt nhất. Do cơ sở đào tạo ở xa cơ quan công tác, NCS đã được lãnh đạo Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường TP. Hồ Chí Minh và khoa Khí tượng-Thủy văn đã tạo mọi điều kiện về thời gian cũng như kinh phí để NCS thực hiện luận án tốt nhất. Nhân đây, NCS trân trọng cảm ơn đến ban giám hiệu, các Thầy, cô đồng nghiệp đã giúp đỡ trong suốt thời gian qua. Khối lượng số liệu được thực hiện trong luận án là rất lớn, đặc biệt là số liệu điều tra xã hội học, NCS được sử dụng từ đề tài cấp nhà nước mã số BDKH-19 thuộc “Chương trình Khoa học công nghệ phục vụ chương trình mục tiêu Quốc gia ứng phó biến đổi khí hậu”. NCS chân thành cảm ơn: Chương trình, Chủ nhiệm đề tài và các thành viên tham gia đề tài đã hỗ trợ về số liệu, kỹ thuật cũng như những ý kiến quý báu đề luận án được hoàn thành có chất lượng. Nhân đây tác giả luận án tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Thanh Sơn, người hướng dẫn khoa học đã luôn sát sao, động viên và giúp đỡ NCS trong sốt thời gian thực hiện luận án. Gia đình luôn là chỗ dựa tinh thần, là nguồn động viên, là động lực cho NCS trong suốt 03 năm qua, NCS trân trọng cảm ơn. Đồng thời NCS cảm ơn các nhà khoa học, bạn bè, đồng nghiệp đã tận tình góp ý, chỉ bảo và hỗ trợ về vật chất và tinh thần để hoàn thành luận án này. 4
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC ............................................................................................................. 1 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................... 4 DANH MỤC BẢNG BIỂU ..................................................................................... 5 DANH MỤC HÌNH VẼ .......................................................................................... 7 MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 9 Chương 1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÍNH DỄ BỊ TỔN THƯƠNG DO LŨ LỤT ............................................................ 16 1.1 NGHIÊN CỨU VỀ LŨ LỤT ........................................................................... 16 1.2 NGHIÊN CỨU TÍNH DỄ BỊ TỔN THƯƠNG DO LŨ LỤT ........................... 18 1.2.1 Khái niệm và định nghĩa ..................................................................... 18 1.2.2 Tổng quan nghiên cứu tính dễ bị tổn thương trong và ngoài nước....... 27 1.2.2.1 Nghiên cứu trên thế giới ................................................................. 27 1.2.2.2 Nghiên cứu trong nước ................................................................... 30 1.2.3 Những vấn đề tồn tại và định hướng nghiên cứu ................................. 34 Chương 2 NGHIÊN CỨU XÁC LẬP CƠ SỞ KHOA HỌC ĐÁNH GIÁ TÍNH DỄ BỊ TỔN THƯƠNG DO LŨ LỤT........................................................ 36 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐÁNH GIÁ TÍNH DỄ BỊ TỔN THƯƠNG DO LŨ LỤT . ........................................................................................................................ 36 2.2 XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TÍNH DỄ BỊ TỔN THƯƠNG ... 40 2.2.1 Phương pháp điều tra xã hội học......................................................... 40 2.2.2 Phương pháp tích hợp bản đồ ............................................................. 41 2.2.3 Phương pháp tính chỉ số ..................................................................... 43 Chương 3 ĐÁNH GIÁ TÍNH DỄ BỊ TỔN THƯƠNG DO LŨ LỤT TRÊN LƯU VỰC SÔNG VU GIA – THU BỒN .................................................... 61 3.1 ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI.............................. 61 3.1.1 Điều kiện địa lý tự nhiên .................................................................... 61 1
3.1.1.1 Vị trí địa lý ..................................................................................... 61 3.1.1.2 Địa hình – Địa mạo ........................................................................ 62 3.1.1.3 Địa chất - Thổ nhưỡng ................................................................... 63 3.1.1.4 Thảm phủ thực vật .......................................................................... 64 3.1.1.5 Khí hậu .......................................................................................... 65 3.1.1.6 Thủy văn ........................................................................................ 66 3.1.2 Tình hình mưa lũ trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn ....................... 70 3.1.2.1 Mưa ............................................................................................... 70 3.1.2.2 Lũ lụt.............................................................................................. 70 3.1.2.3 Một số trận lũ lớn trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn .................. 73 3.1.3 Điều kiện kinh tế - xã hội ................................................................... 76 3.1.3.1 Dân cư và dân tộc .......................................................................... 76 3.1.3.2 Cơ cấu kinh tế trên lưu vực ............................................................ 77 3.1.3.3 Giáo dục, y tế, văn hóa ................................................................... 79 3.1.4 Tình hình thiệt hại do lũ và các biện pháp phòng chống lũ.................. 81 3.1.4.1 Tình hình thiệt hại do lũ (các trận lũ lớn) ...................................... 81 3.1.4.2 Hiện trạng các biện pháp phòng chống .......................................... 82 3.2 THIẾT LẬP BỘ TIÊU CHÍ ............................................................................ 85 3.2.1 Các nguồn số liệu ............................................................................... 85 3.2.2 Điều tra xã hội học ............................................................................. 87 3.2.3 Xác lập bộ tiêu chí .............................................................................. 88 3.2.3.1 Xây dựng, thu thập và xử lý phiếu điều tra ..................................... 88 3.2.3.2 Thiết lập tiêu chí nguy cơ lũ lụt ...................................................... 91 3.2.3.3 Thiết lập tiêu chí độ phơi nhiễm ..................................................... 98 3.2.3.4 Thiết lập tiêu chí tính nhạy ........................................................... 103 3.2.3.5 Thiết lập tiêu chí khả năng chống chịu ......................................... 105 3.3. TÍNH TOÁN BỘ CHỈ SỐ DỄ BỊ TỔN THƯƠNG ....................................... 106 3.3.1 Chuẩn hóa dữ liệu............................................................................. 106 3.3.2 Xác định bộ chỉ số ............................................................................ 107 3.3.2.1 Tính chỉ số dễ bị tổn thương sử dụng phương pháp trọng số AHP 108 2
3.3.2.2 Tính chỉ số dễ bị tổn thương sử dụng phương pháp trọng số Iyengar- Sudarshan ................................................................................................ 111 3.3.2.3 Tính chỉ số dễ bị tổn thương sử dụng kết hợp hai phương pháp trọng số AHP và Iyengar-Sudarshan ................................................................. 113 3.3.2.4 Kiểm định bộ chỉ số ...................................................................... 114 3.4 ĐÁNH GIÁ TÍNH DỄ BỊ TỔN THƯƠNG ................................................... 116 3.4.1 Xây dựng bản đồ tính dễ bị tổn thương ............................................. 116 3.4.2 Đánh giá tính dễ bị tổn thương ......................................................... 120 3.4.3 Quy hoạch phòng chống giảm nhẹ thiên tai lũ lụt trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn theo chỉ số dễ bị tổn thương.................................................. 133 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ................................................................................. 138 DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ ............................... 141 LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ............................................................................ 141 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 142 PHỤ LỤC ......................................................................................................... 153 3
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Stt Ký hiệu Ý nghĩa 1 ADRC Trung tâm giảm nhẹ thiên tai Châu Á 2 AHP Phân tích hệ thống phân cấp 3 ATNĐ Áp thấp nhiệt đới 4 BĐKH Biến đổi khí hậu 5 CI Chỉ số nhất quán 6 CN-DV Công nghiệp-Dịch vụ 7 CR Tỷ lệ nhất quán 8 CZMS Nhóm quản lý vùng ven biển 9 ĐHQGHN Đại học Quốc gia Hà Nội 10 GDP Tổng sản phẩm nội địa 11 GIS Hệ thông tin địa lý 12 GRDP Tổng sản phẩm trên địa bàn tỉnh 13 HTNĐ Hội tụ nhiệt đới 14 IPCC Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu 15 KKL Không khí lạnh 16 NLTS Nông, lâm, thủy sản 17 RI Chỉ số không thống nhất ngẫu nhiên 18 THCS Trường Trung học cơ sở 19 THPT Trường Phổ thông trung học 20 TW Trung ương 21 UNDHA Tổ chức nhân đạo Liên hợp quốc UNESCO- Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa của Liên hiệp quốc - 22 IHE Viện giáo dục Tài nguyên nước 4
DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Tổng hợp các định nghĩa về tính dễ bị tổn thương ................................. 22 Bảng 2.1: Danh mục bộ tiêu chí được sử dụng để đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ lụt trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn .......................................... 46 Bảng 2.2: Bảng xếp hạng các mức độ so sánh giữa các phần tử ............................. 54 Bảng 2.3: Bảng chỉ số ngẫu nhiên RI ..................................................................... 57 Bảng 3.1: Trung bình lượng mưa năm các trạm trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn ........................................................................................................... 65 Bảng 3.2: Danh mục nhánh chính thuộc lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn .............. 68 Bảng 3.4: Qmax một số năm gần đây trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn ........... 71 Bảng 3.5: Tần suất lưu lượng đỉnh lũ lớn nhất trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn* ........................................................................................................... 71 Bảng 3.6: Đỉnh lũ lớn nhất đã quan trắc trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn*...... 71 Bảng 3.7: Mức độ ngập lụt năm 1999 vùng hạ du lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn 73 Bảng 3.8: Danh mục các Văn bản pháp luật phục vụ công tác phòng chống và giảm nhẹ thiên ............................................................................................. 83 Bảng 3.9: Phân chia các tiểu lưu vực trên lưu vực sông Vu Gia-Thu Bồn .............. 92 Bảng 3.10: Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình MIKE-FLOOD trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn....................................................................... 96 Bảng 3.11: Minh họa giá trị đặc trưng ngập lụt trên lưu vực sông Vu Gia- Thu Bồn ........................................................................................................... 97 Bảng 3.12: Các loại đất và diện tích thuộc tỉnh Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng ........................................................................................................... 98 Bảng 3.13: Phân nhóm các loại đất trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn ............. 100 Bảng 3.14: Giá trị khả năng bị tổn thương trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn .. 101 Bảng 3.15: Minh họa giá trị sử dụng đất của các nút tính toán ............................. 102 Bảng 3.16: Minh họa giá trị các biến thuộc thành phần nhân khẩu của Hội An.... 104 Bảng 3.17: Minh họa giá trị các biến thuộc thành phần sinh kế của Hội An ......... 104 Bảng 3.18: Minh họa giá trị các biến thuộc thành phần cơ sở hạ tầng và môi trường của Hội An ....................................................................................... 104 5
Bảng 3.19: Minh họa giá trị các biến thuộc thành phần điều kiện chống lũ của thành phố Hội An ....................................................................................... 105 Bảng 3.20: Minh họa giá trị các biến thuộc thành phần kinh nghiệm chống lũ, sự hỗ trợ và khả năng tự phục hồi của thành phố Hội An ........................... 105 Bảng 3.21: Minh họa giá trị biến đã được chuẩn hóa thuộc tiêu chí nguy cơ lũ lụt và độ phơi nhiễm một số điểm thuộc thị trấn Ái Nghĩa .......................... 106 Bảng 3.22: Minh họa giá trị chuẩn hóa các biến thuộc thành phần nhân khẩu, tiêu chí tính nhạy ở Hội An ..................................................................... 106 Bảng 3.23: Minh họa giá trị chuẩn hóa các biến thuộc thành phần kinh nghiệm chống lũ và sự hỗ trợ từ bên ngoài, tiêu chí khả năng chống chịu ở Hội An .................................................................................................... 107 Bảng 3.24: Minh họa các xã tương đồng của thành phố Hội An .......................... 107 Bảng 3.25: Ma trận so sánh cặp giữa 3 biến đặc trưng lũ ..................................... 108 Bảng 3.26: Giá trị trọng số của các biến, các thành phần tính theo phương pháp AHP ................................................................................................. 109 Bảng 3.27: Kết quả tính giá trị các tiêu chí và chỉ số dễ bị tổn thương theo phương pháp tính trọng số AHP - minh họa huyện Đại Lộc tỉnh Quảng Nam 110 Bảng 3.28: Giá trị trọng số của các thành phần, tiêu chí tính tính theo phương pháp Iyengar-Sudarshan ............................................................................ 111 Bảng 3.29: Kết quả tính giá trị các tiêu chí và chỉ số dễ bị tổn thương theo phương pháp tính trọng số Iyengar-Sudarshan- minh họa huyện Đại Lộc tỉnh Quảng Nam ...................................................................................... 113 Bảng 3.30: Kết quả minh họa tính giá trị các tiêu chí và chỉ số dễ bị tổn thương kết hợp 2 phương pháp tính trọng số AHP và Iyengar-Sudarshan ........... 114 Bảng 3.31: Bảng phân cấp mức độ dễ bị tổn thương do lũ lụt lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn ........................................................................................... 119 Bảng 3.32: Tổng hợp chỉ số dễ bị tổn thương trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn ......................................................................................................... 120 6
DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Các thành phần rủi ro theo ADRC ......................................................... 20 Hình 2.1: Hình ảnh minh họa phương pháp tích hợp bản đồ theo sơ đồ khối đánh giá tính dễ bị tổn thương lũ lụt ................................................................. 42 Hình 2.2: Sơ đồ khối phương pháp chỉ số đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ lụt. 43 Hình 2.3: Sơ đồ khối các bước thực hiện thuật toán AHP ..................................... 56 Hình 3.1. Lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn ............................................................ 61 Hình 3.2. Bản đồ địa hình lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn .................................... 63 Hình 3.3: Mạng lưới sông suối lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn ............................ 67 Hình 3.4: Bản đồ các hồ chứa thủy điện trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn ....... 69 Hình 3.5: Sơ đồ minh họa mạng mô phỏng 1 chiều hệ thống sông Vu Gia-Thu Bồn ........................................................................................................... 93 Hình 3.6: Sơ đồ mạng hệ thống sông Vu Gia-Thu Bồn trong MIKE11 .................. 93 Hình 3.7: Sơ đồ kết nối mô hình 1-2 chiều trong MIKE FLOOD ........................... 95 Hình 3.8: Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại Ái Nghĩa và Câu Lâu trận lũ 5 - 10/XI/2011 ......................................................................... 96 Hình 3.9: Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại Ái Nghĩa và Câu Lâu trận lũ 28/IX - 4/X/2009 ..................................................................... 96 Hình 3.10: Kết quả mô phỏng lũ X/2009 lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn ............. 97 Hình 3.11: Bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2010 thành phố Đà Nẵng .............. 99 Hình 3.12: Bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2010 tỉnh Quảng Nam ................. 100 Hình 3.13: Bản đồ phân nhóm sử dụng đất lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn ........ 102 Hình 3.14: Tương quan giữa chỉ số dễ bị tổn thương-tính trọng số theo Iyengar- Sudarshan với thiệt hại thực tế ở một số xã trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn ........................................................................................... 115 Hình 3.15: Tương quan giữa chỉ số dễ bị tổn thương-tính trọng số theo AHP với thiệt hại thực tế ở một số xã trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn..... 115 Hình 3.16: Tương quan giữa chỉ số dễ bị tổn thương-tính trọng số kết hợp AHP và Iyengar-Sudarshan với thiệt hại thực tế ở một số xã trên lưu vực Vu Gia–Thu Bồn .................................................................................... 116 7
Hình 3.17: Bản đồ chỉ số nguy cơ lũ lụt ............................................................... 117 Hình 3.18: Bản đồ chỉ số độ phơi nhiễm .............................................................. 117 Hình 3.19: Bản đồ chỉ số tính nhạy ...................................................................... 118 Hình 3.20: Bản đồ chỉ số khả năng chống chịu .................................................... 118 Hình 3.21: Bản đồ mức độ dễ bị tổn thương lũ lụt lưu vực sông Vu Gia-Thu Bồn ......................................................................................................... 119 Hình 3.22: Biểu đồ phân bố mức độ dễ bị tổn thương theo xã .............................. 120 Hình 3.23: Bộ (5) bản đồ tính dễ bị tổn thương các tiểu lưu vực (VG-1, VG-2, VG- 3) nhánh Vu Gia trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn ...................... 124 Hình 3.24: Bộ (5) bản đồ tính dễ bị tổn thương lũ lụt trên tiểu lưu vực VG-4 ...... 127 Hình 3.25: Bộ (5) bản đồ tính dễ bị tổn thương vùng thượng lưu nhánh Thu Bồn 130 Hình 3.26: Bộ (5) bản đồ tính dễ bị tổn thương thuộc tiểu lưu vực TB-3 ............. 133 8
MỞ ĐẦU GIỚI THIỆU CHUNG Từ xưa nền văn minh Trung Quốc cổ đã lưu truyền câu chuyện đại hồng thủy và công lao trị thủy của vua Đại Vũ như là một chứng tích về tai họa lũ lụt đối với cư dân và các biện pháp phòng chống tác hại của lũ lụt. Ở nước ta vấn đề trị thủy và phòng chống lũ lụt được thể hiện sâu sắc qua truyền thuyết Sơn Tinh – Thủy Tinh thời Hùng Vương dựng nước. Như vậy, việc đối phó và phòng chống lũ lụt từ thuở khai thiên lập quốc cho đến ngày nay vẫn còn mang tính thời sự và ý nghĩa thực tiễn. Gần đây, biến đổi khí hậu toàn cầu càng làm tăng lên các loại tai biến – về số lượng, quy mô và tần suất, trong đó có lũ lụt, việc nghiên cứu, phòng chống thiên tai được đặt ra cấp bách. Những tác động của thiên tai nói chung và lũ lụt nói riêng đến môi trường tự nhiên cũng như kinh tế xã hội là rất lớn và hệ lụy của nó là môi trường tự nhiên và đời sống nhân loại ngày càng trở nên dễ bị tổn thương hơn. Sự khốc liệt và thiệt hại mà thiên tai lũ lụt gây ra trong thời gian gần đây ngoài yếu tố tự nhiên còn có sự “góp sức” không nhỏ do hoạt động sống của con người. Trong bất kỳ một xã hội đang phát triển nào đều gặp phải vấn đề về sự dân số tăng nhanh, quá trình đô thị hóa không đồng bộ, du canh-du cư, vv… làm cho xã hội càng trở nên dễ bị tổn thương hơn trước mỗi hiện tượng thiên tai lũ lụt. Trong những năm gần đây, khái niệm dễ bị tổn thương đã được nhiều nhà khoa học đề cập và phát triển trong các lĩnh vực quy hoạch, quản lý và giảm nhẹ thiên tai lũ lụt. Đánh giá tính dễ bị tổn thương được coi như là một hệ thống nhằm phân tích các tai biến rủi ro nội, ngoại sinh của hệ thống. Điều này không ngoài mục đích tìm cách tăng khả năng phục hồi của xã hội thông qua việc tìm biện pháp tăng khả năng chống chịu của những thành phần dễ bị tổn thương [38, 51]. Các nhà nghiên cứu theo hướng khoa học tự nhiên như: Kron [92], D.M. Simpson, M. Katirai [72] , A.Feteke [76] và Catherine J. L [66] quan niệm rằng tính 9
dễ bị tổn thương được xác định như là mức độ tổn thất khả năng trong các thành phần rủi ro, là hậu quả tất yếu của hiện tượng thiên tai xảy ra theo không gian và thời gian. Hướng nghiên cứu thường chú trọng đến sự tiếp xúc với tai biến, điều kiện phân bố tai biến, tính khu vực tai biến, mức độ thiệt hại và từ đó phân tích các đặc trưng tác động của hiện tượng. Theo hướng khoa học xã hội, Cutter [69] đã cho rằng không có định nghĩa duy nhất của tính dễ bị tổn thương. Hướng tiếp cận khoa học xã hội không chỉ xem xét khả năng đối phó với tai biến thiên nhiên mà còn xem xét các cá thể bị tác động trong điều kiện xã hội nhất định. Những nghiên cứu tiêu biểu trong [64, 113, 116] thường chú trọng đến các tổn thương xã hội nhằm đối phó với các tác động xấu trong cộng đồng dân cư bao gồm cả khả năng chống chịu và khả năng tự phục hồi tai biến. Có nhiều cách giảm thiểu tác hại do lũ lụt như các biện pháp công trình (đập phòng lũ, đê ngăn lũ, vv...) và các biện pháp phi công trình (nâng cao nhận thức phòng lũ cho người dân, tăng cường khả năng quản lý trong thích ứng quy hoạch, vv...). Vấn đề đặt ra là lựa chọn biện pháp nào cho phù hợp với điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội của từng địa phương nhằm giảm thiểu và quản lý lũ lụt một cách hiệu quả. Nghiên cứu, đánh giá tính dễ bị tổn thương lũ lụt cho các tiểu lưu vực trong lưu vực sẽ giúp cho việc quy hoạch phòng chống lũ một cách có hiệu quả. Câu hỏi là nên sử dụng và xem xét các thành phần nào để phù hợp với điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội, đồng thời xây dựng được cơ sở khoa học phương pháp tính dễ bị tổn thương đảm bảo độ tin cậy. 0.1 TÍNH CẤP THIẾT Tai biến thiên nhiên nói chung và lũ lụt nói riêng đã, đang và sẽ gây ra nhiều thiệt hại. Đánh giá những hậu quả do lũ lụt gây ra, trong các báo cáo của các tổ chức liên quan, thường chỉ tập trung thống kê thiệt hại về người và của, là những thiệt hại hữu hình. Trong khi đó, di chứng của thiên tai, lũ lụt còn có những thiệt hại không thể ngay lập tức nhận ra như tình trạng bệnh dịch và sức khỏe người dân, ô nhiễm môi trường, sinh kế cộng đồng vv… cần được nghiêm túc đánh giá khi bàn 10
về sự tổn thương do lũ lụt. Tuy nhiên do tính dễ bị tổn thương là một khái niệm mới và đang tồn tại nhiều định nghĩa với các quan điểm khác nhau. Ở Việt Nam, tính dễ bị tổn thương cũng đang được nghiên cứu, triển khai và áp dụng khi đánh giá các thiệt hại do lũ lụt trên các lưu vực sông. Luận án “Nghiên cứu xác lập cơ sở khoa học đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ lụt lưu vực sông Vu Gia-Thu Bồn phục vụ quy hoạch phòng chống thiên tai” vì thế có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Tính dễ bị tổn thương trong nghiên cứu này sẽ được thể hiện thông qua xác định bộ chỉ số cho lưu vực sông sẽ được trình bày chi tiết ở phần sau. Một bộ chỉ số dễ bị tổn thương phân bố theo không gian trên một lưu vực nhất định sẽ là cơ sở giúp cho công tác quy hoạch, quản lý, phòng tránh và giảm nhẹ hậu quả của thiên tai lũ lụt một cách hiệu quả, bởi lẽ: (1) xét yếu tố lũ cực đoan tác động lên mặt đệm có khả năng gây hại tối đa; (2) tích hợp các khía cạnh kinh tế - xã hội vào phân tích tác động lũ lụt. Lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn với phần lớn diện tích lưu vực thuộc tỉnh Quang Nam và thành phố Đà Nẵng – là vùng kinh tế trọng điểm miền Trung nhưng ở đây hàng năm lũ lụt diễn ra ngày càng ác liệt về quy mô lẫn tần suất đã ảnh hưởng không nhỏ đến đời sống, kinh tế - xã hội của vùng nói riêng và cả nước nói chung. Vì vậy, luận án chọn để nghiên cứu và áp dung góp phần phục vụ quy hoạch, quản lý và phòng tránh thiên tai lũ lụt ở địa phương. 0.2 MỤC TIÊU LUẬN ÁN Mục tiêu chung của luận án là xác lập được cơ sở khoa học của phương pháp đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ lụt trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn phục vụ quy hoạch, phòng chống thiên tai, lũ lụt. Mục tiêu cụ thể của đề tài luận án là: - Luận giải, phân tích và lựa chọn được phương pháp đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ lụt có cơ sở khoa học. - Thiết lập được bộ tiêu chí cơ bản phù hợp cho việc đánh giá tính dễ bị tổn 11
thương do lũ lụt lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn. - Xây dựng thành công bộ chỉ số và bản đồ đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ lụt trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn. - Từ bộ chỉ số và bản đồ tính dễ bị tổn thương do lũ lụt đề xuất các giải pháp quy hoạch và quản lý lũ trên lưu vực sông nghiên cứu. 0.3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu của luận án sự tác động của tai biến lũ lụt (không bao gồm lũ quét, lũ ống hay lũ bùn đá) lên toàn hệ thống xã hội bao gồm các đặc trưng như: dân sinh, kinh tế, xã hội và môi trường của lưu vực nghiên cứu. Trên cơ sở đó, xác định mức độ dễ bị tổn thương do lũ lụt gây ra cho từng tiểu lưu vực phục vụ quy hoạch, quản lý lũ lớn nhằm phòng chống và giảm nhẹ hậu quả do lũ lụt gây ra. Phạm vi không gian của luận án là lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn. 0.4 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI 1) Lựa chọn và xây dựng được một phương pháp tính toán tính dễ bị tổn thương do lũ trên cơ sở kết hợp thuật toán phân tích hệ thống phân cấp (AHP) và thuật toán tính trọng số Iyengar-Sudarshan áp dụng trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn. 2) Thiết lập được bộ tiêu chí để đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ lụt trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn. 3) Xây dựng được bản đồ chỉ số dễ bị tổn thương do lũ lụt chi tiết đến các xã thuộc các tiểu lưu vực trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn. Bộ chỉ số và bản đồ dễ bị tổn thương cho thấy bức tranh toàn cảnh về thiệt hại do lũ và giúp ích có hiệu quả cho công tác quy hoạch, quản lý, phòng chống và giảm thiểu thiên tai lũ lụt. 0.5 LUẬN ĐIỂM BẢO VỆ Luận điểm 1: Bộ tiêu chí phục vụ đánh giá tính dễ bị tổn thương trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn đã được xây dựng là phù hợp với hiện trạng phát triển kinh tế - xã hội và điều kiện tự nhiên trên lưu vực nghiên cứu. 12
Luận điểm 2: Bộ chỉ số dễ bị tổn thương được tính toán theo phương pháp trọng số sử dụng kết hợp thuật toán phân tích hệ thống phân cấp (AHP) và thuật toán Iyengar-Sudarshan là phù hợp. Luận điểm 3: Áp dụng bộ chỉ số và bản đồ chỉ số dễ bị tổn thương do lũ lụt vào công tác quản lý lũ, quy hoạch phòng chống và giảm nhẹ thiên tai lũ lụt trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn là có tính thực tế. 0.6 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN Ý nghĩa khoa học: Kết quả của luận án đã góp phần hoàn thiện phương pháp đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ. Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả của luận án có thể được sử dụng làm cơ sở phục vụ quy hoạch, quản lý phòng chống thiên tai lũ lụt các cấp trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn. 0.7 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Các phương pháp nghiên cứu chính trong luận án gồm: 1) Phương pháp điều tra thực địa được áp dụng để thu thập các thông tin về lũ lụt, thiệt hại do lũ lụt, đồng thời tiến hành lấy phiếu điều tra dành cho người dân và chính quyền xã để xác định các biến phục vụ tính toán chỉ số dễ bị tổn thương do lũ. 2) Phương pháp phân tích hệ thống được áp dụng để phân tích các điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội có liên quan đến tình hình lũ lụt và từ đó thiết lập bộ tiêu chí để đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ lụt. 3) Phương pháp mô hình toán thủy văn được áp dụng để xác lập giá trị các biến, các thành phần đặc trưng lũ thuộc tiêu chí độ phơi nhiễm của hệ thống. 4) Phương pháp hệ thống thông tin địa lý (GIS) được áp dụng để truy xuất các thông tin từ bản đồ và xây dựng các bản đồ từ kết quả tính toán chỉ số dễ bị tổn thương do lũ trên lưu vực nghiên cứu. 5) Phương pháp thống kê được áp dụng trong việc tính chuẩn hóa dữ liệu, tính toán sử dụng kết hợp thuật toán phân tích hệ thống phân cấp (AHP) và thuật toán 13
tính trọng số Iyengar-Sudarshan để xác định tính dễ bị tổn thương do lũ lụt. 0.8 CƠ SỞ TÀI LIỆU 1) Các tài liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn được thu thập từ Niên giám thống kê tỉnh Quảng Nam, thành phố Đà Nẵng và Niên giám thống kê các huyện thuộc 2 tỉnh/thành phố trên và kế thừa từ các nghiên cứu trước đó. 2) Tài liệu về khí tượng, thủy văn được thu thập từ Trung tâm Tư liệu và Trung tâm Dự báo khí tượng thủy văn Trung ương. 3) Tài liệu địa hình, mạng lưới sông suối, mặt đệm được thu thập từ Bộ Tài nguyên và Môi trường (bộ Atlas Việt Nam). Bản đồ sử dụng đất 2010 được thu thập từ Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng. 4) Dữ liệu, tài liệu thu thập trong quá trình thực hiện đề tài cấp Nhà nước BĐKH-19 và từ một số công trình nghiên cứu trước đó. 5) Một số kết quả nghiên cứu của luận án đã được thể hiện ở 8 công trình đã được công bố mà nghiên cứu sinh là tác giả và đồng tác giả. 0.9 CẤU TRÚC LUẬN ÁN Luận án có mở đầu, 3 chương, kết luận - kiến nghị, tài liệu tham khảo và các phụ lục: Mở đầu Chương 1: Tổng quan tình hình nghiên cứu đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ lụt; Chương 2: Nghiên cứu xác lập cơ sở khoa học đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ lụt; Chương 3: Đánh giá tính dễ bị tổn thương trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn phục vụ quy hoạch phòng chống lũ lụt Kết luận - Kiến nghị 14
Các công trình đã công bố liên quan đến luận án Tài liệu tham khảo Phụ lục 15
Chương 1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÍNH DỄ BỊ TỔN THƯƠNG DO LŨ LỤT 1.1 NGHIÊN CỨU VỀ LŨ LỤT Từ xưa, lũ lụt là một trong những hiện tượng thiên tai xuất hiện và gây tác động lớn đối với đời sống nhân loại, đặc biệt trong những thập kỷ gần đây thì lũ lụt càng ngày càng khốc liệt và khó lường hơn. Những số liệu thống kê cho thấy số lượng người bị ảnh hưởng bởi lũ lụt tăng dần từ 147 triệu người/năm (1981-1990) đến 211 triệu người/năm (1991-2000) [109]. Các quốc gia phải hứng chịu sự khốc liệt của lũ lụt phải kể đến: Trung Quốc (2007), Thái Lan (2011), Nhật Bản (2011), Ấn Độ (2012), Myanma (2012); ở Châu Âu: các nước Trung và Đông Âu (2006 và 2013), Pháp, Hy Lạp, Thổ Nhĩ Kỳ (2007); ở Châu Mỹ: Guatemala (2005), Hoa Kỳ (2009); ở Châu Phi: Angola (2010), Nigieria (2010) [84]. Theo đó, có thể thấy lũ lụt mang tính chất toàn cầu và diễn biến ngày càng phức tạp và gây thiệt hại nặng nề. Về quy mô, nó không dữ dội như sóng thần hay bão nhưng tính ảnh hưởng của nó có tính chất kéo dài và để lại nhiều di chứng cho thế hệ sau. Ở Việt Nam, từ ngàn xưa người dân đã phải đối mặt với lũ lụt và tai biến này diễn ra rộng khắp trên cả nước, trong đó, lũ lụt xuất hiện với tần suất lớn nhất, vẫn là khu vực miền Trung - nơi sông ngòi có độ dốc lớn, sự tập trung nước cao, thời gian lũ lên rất nhanh do thời gian chảy truyền ngắn cộng với việc điều hành không hợp lý các hồ thủy lợi, thủy điện nên hiện tượng lũ chồng lũ (cả tự nhiên lẫn nhân tạo) khá phổ biến và gây không ít khó khăn cho công tác quản lý phòng chống lũ lụt. Tình hình lũ lụt và thiệt hại trên một số lưu vực sông miền Trung như: lưu vực sông Lam (tổng thiệt hại do bão lũ trong 21 năm 1990 đến 2010 khoảng hơn 3300 tỷ đồng [13]), Vu Gia - Thu Bồn (từ năm 1997 đến năm 2009 thiên tai trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn đã làm 765 người chết, 63 người mất tích và 2403 người bị 16