Đánh giá tính dễ tổn thương do lũ lụt lưu vực sông Thạch Hãn thuộc tỉnh Quảng Trị - Nguyễn Tiến Quang

Nghiên cu Tp chí Khoa hc Tài nguyên và Môi trng - S 22 - nm 2018 10 ÁNH GIÁ TÍNH D TN THNG DO L LT LU VC SÔNG THCH HÃN THUC TNH QUNG TR Nguyn Tin Quang, Thi Vn Lê Khoa Trng i hc Tài nguyn và Môi trng Hà Ni Tóm tt Mc tiêu ca nghiên cu này là xây dng bn tính d b tn thng do l lt bng cách s dng phng pháp h thng thông tin a lý (GIS) tích hp vi phân tích a tiêu chun (MCA) và phng pháp xp hng (RM). Bn tính d tn thng do l lt s là mt công c hu ích cho các nhà qun lý ra quyt nh có nhng bin pháp nhm gim thiu tác ng ca l lt gây ra. Trong nghiên cu này, các yu t t nhiên gây ra l lt trong lu vc c tính n, chng hn nh loi t, lng ma, s dng t, quy mô lu vc và dc lu vc. Các phân tích c thc hin ti lu vc sông Thch Hãn thuc tnh Qung Tr. ánh giá tính d tn thng do l c bn da vào hai giai on. Giai on th nht, các yu t hiu qu gây ra l lt c xác nh. Giai on th hai, phng pháp tip cn MCA trong môi trng GIS c áp dng lp bn tính d tn thng do l lt. Kt qu phân tích bn tính d tn thng do l ti lu vc sông Thch Hãn cho thy khu vc huyn a Krông là khu vc d chu tn thng do l lt tip sau ó là huyn Hng Hóa, các huyn còn li nh Cam L, TX. Qung Tr, TX. ông Hà, Triu Phong, a Krông, Hi Lng ít chu tn thng do l. T khóa: Lu vc sông Thch Hn; L lt; Tính d b tn thng; GIS; MCA; RM Abstract Assessment of ood vulnerability in Thach Han river basin, Quang Tri province The objective of this study is to map ood vulnerability using Geographic Information System (GIS) integrated with Multi-Criteria Analysis (MCA), and Ranking Method (RM). Flood vulnerability map is a useful tool for decision-makers in indentifying measures to eliminate the impacts of ood. In this study, the research objects are natural factors causing ooding in the catchment such as soil type, rainfall, land use, basin size, and slope. The study was conducted in Thach Han River Basin of Quang Tri Province. Flood vulnerability assessment is based on two phases. Firstly, the eective factors causing ooding are identied. Secondly, the MCA approach in GIS environment is used to map the vulnerability. The results of the analysis show that Da Krong District is vulnerable to oods the most followed by Huong Hoa District. Other districts including Cam Lo, Quang Tri, Dong Ha, Trieu Phong, Da Krong, and Hai Lang are less suered from ood. Keywords: Thach Han River Basin; Flood; Vulnerability; GIS; MCA; RM 1. Gii thiu Ri ro và tính d b tn thng do l lt ang gia tng do s thay i v lng ma, tn sut tng các bin c cc oan, thay i s dng t và tng các khu vc d b ngp lt do s phát trin kinh t x hi [3]. C nhiu phng pháp khác nhau nh lng tính d b tn thng do l lt, các phng pháp này u da trn các yu t c tác ng n tính tn thng do l lt nh v kinh t - x hi hay các iu kin t nhin. Theo nh [4] bn tính d b tn thng cung cp nhng thông tin c th làm gim các tác ng thm ha thông qua vic qun lý vic s dng t bn vng và ý thc v bo v môi trng. Các bn d b tn thng s cho php h quyt nh các Nghiên cu Tp chí Khoa hc Tài nguyên và Môi trng - S 22 - nm 2018 11 bin pháp gim thiu ngn nga hoc gim tn tht v cuc sng, thng tích và môi trng trc mt thm ha xy ra. Mt nhm ri ro lin ngành xem xt ni gim nh các bin pháp cn c thc hin trc, ví d, mt trn lt xy ra. Phng pháp phân tích a tiu chun (Multi-Criteria Analysis - MCA) cung cp mt khuôn kh cho php xác nh các yu t khác nhau ca mt vn ra quyt nh phc tp, t chc các yu t thành mt cu trúc phân cp và nghin cu mi quan h gia các yu t . Trong MCA, các mc tiu c c th ha và phù hp vi các thuc tính hay ch s c xác nh. Các ch s c xác c da trn phân tích nh lng (thông qua cho im, xp hng và o lng) nhiu loi hnh và tiu chí khác nhau. Trong phng pháp xp hng (Ranking Method - RM), mi yu t/ tiu chí ang c xem xt c xp hng theo th t u tin ca ngi quyt nh. Phng pháp phân tích a tiu chun và GIS c áp dng mt s nghin cu ánh giá v tính d b tn thng, ri ro do l lt nh tác gi [10] thc hin các khu vc Th Nh K, [9] thc hin lu vc sông Nigeria, [6] thc hin ánh giá tính d tn thng do l ti lu vc sông Bodva, Slovakia. Ti Vit Nam, vic ng dng GIS và phng pháp phân tích a tiu chun c áp dng trong nhiu lnh vc nh qun lý t ai [8], môi trng [5], qun lý tài nguyn nc [7], Tuy nhin ng dng ca n trong lnh vc qun lý ri ro thin tai còn rt hn ch. Hin tng l lt phn ln gn lin vi ma ln và s phân ha a hnh ca các lu vc. Chúng ph thuc vào din tích ca lu vc, hnh thái ca lu vc, mt ca dòng chy trong tng lu vc, cao và dc a hnh, dày và tính cht ca tng t cùng vi lp v phong ha, tnh trng lp ph thc vt, hin trng khai thác và s dng tài nguyn trn lu vc. Lu vc sông Thch Hn nm trong phm vi t 16018 n 16054 v Bc và 106036 n 107018 kinh ông, thuc tnh Qung Tr, phía Bc giáp vi lu vc sông Bn Hi, phía Nam giáp vi lu vc sông Ô Lâu, phía Tây là bin gii Vit - Lào và phía ông là Bin ông, vi din tích là 2.660 km^2, chim 56 % din tích toàn tnh Qung Tr [3]. Qung Tr ni chung và lu vc sông Thch Hn ni ring nm trong vùng ma tng i ln ca nc ta. Do cu to ca dy Trng Sn, a hnh Qung Tr thp dn t Tây sang ông. Do c dc ln và h thng sông ngn nn l xy ra nhanh và ác lit, kt hp vi nhng trn ma ln nhng ni c thm ph thc vt và kt cu t á yu c th gây ra l qut [1]. Hình 1: Bn lu vc sông Thch Hãn - Tnh Qung Tr Nghiên cu Tp chí Khoa hc Tài nguyên và Môi trng - S 22 - nm 2018 12 2. D liu và phng pháp nghiên cu Bc u tin trong vic ánh giá tính d b tn thng do l lt là xác nh các yu t nh hng n l lt trn c s phân tích các nghin cu hin c và hiu bit. Nghin cu này s dng b các yu t lin quan ch yu n thy vn và c im a lý ca khu vc nghin cu c th o lng và áng giá. Các yu t c s dng trong nghin cu là: Lng ma; dc lu vc; S dng t; Loi t; Lu vc sông. Lng ma: S phân b không gian ca cng ma c thc hin xem xt trn vic phân b các trm trong khu vc nghin cu. C tính thit lp tng i ca các trm này, nghin cu s dng phng pháp ni suy spline. dc lu vc: dc lu vc là mt yu t chính trong vic xác nh vn tc ma. Bn dc trong nghin cu này c chun b cp phn trm bng cách s dng DEM ca khu vc nghin cu. S dng t: D liu s dng t c s dng t Globcover và c x lí qua Land Use/Soils/Slope Denition bng công c Phân tích n v thy vn “HRU Analysis” (Hydrologic Response Unit - HRU) trong ArcSWAT Loi t: Loi t cng c x lí qua Land Use/Soils/Slope Denition trong công c “HRU Analysis” bng ArcSWAT Lu vc sông: Khu vc lu vc sông chia thành các tiu lu vc và kích thc ca chúng sau c xác nh trong ArcGIS. Hình 2: S xây dng bn ánh giá tính d tn thng do l to ra giá tr tiu chun cho mi n v ánh giá, mi yu t c tính trng s theo ý ngha c lng gây ra l lt. Vic xp hng c áp dng cho các yu t này, th nht là yu t quan trng nht và th 5 là yu t ít quan trng nht: 1- Lng ma; 2- dc lu vc; 3- S dng t; 4 - Loi t; 5 - Kích thc lu vc (Lu vc). Mc ích ca trng s yu t là th hin tm quan Nghiên cu Tp chí Khoa hc Tài nguyên và Môi trng - S 22 - nm 2018 13 trng ca tng yu t lin quan n các yu t khác. Yu t quan trng hn c trng lng ln hn trong ánh giá tng th [10]. Các lp ca các yu t thng c xut da trn kin thc chuyn môn, c im ca tng khu vc, lu vc. Mi yu t c chia thành các lp và trong trng hp này mi yu t c chia thành 5 lp. Các xp hng nghch o c áp dng cho các yu t này, vi ít ri ro nht xy ra l = 1, ri ro tip theo = 2, và nhiu ri ro nht = 5. Các yu t này c chia lp theo s lng các yu t sao cho phù hp, sau s dng công c chng xp theo trng lng Weighted overlay chng xp các lp d liu c phân loi li. Bng 1. Bng phân lp các yu t Yu t Phân lp Tm quan trng ca các lp Yu t Phân lp Tm quan trng ca các lp Lng ma 200 - 400 mm 1 S dng t Rng 1 400 - 600 mm 2 ng c và bi cây 2 600 - 700 mm 3 t nông nghp 3 700 - 800 mm 4 t trng 4 800 - 900 mm 5 Th nc 5 dc 0 - 5 % 1 Loi t Cát 1 5 - 15 % 2 t pha cát 2 15 - 20 % 3 t st mùn 3 20 - 30 % 4 St 4 30 - 90 % 5 Khác 5 Lu vc sông 1 - 36 km2 1 36 - 115 km2 2 115 - 199 km2 3 199 - 271 km2 4 271 - 317 km2 5 Hình 3: Bn DEM lu vc sông Thch Hãn Hình 4: Bn a hình lu vc sông Thch Hãn Nghiên cu Tp chí Khoa hc Tài nguyên và Môi trng - S 22 - nm 2018 14 Hình 5: Bn lng ma lu vc sông Thch Hãn Hình 6: Bn phân cp lng ma lu vc sông Thch Hãn Hình 7: Bn dc lu vc sông Thch Hãn Hình 8: Bn phân cp dc lu vc sông Thch Hãn Nghiên cu Tp chí Khoa hc Tài nguyên và Môi trng - S 22 - nm 2018 15 Hình 9: Bn s dng t lu vc sông Thch Hãn Hình 10: Bn phân loi s dng t lu vc sông Thch Hãn Hình 11: Bn loi t lu vc sông Thch Hãn Hình 12: Bn phân loi t lu vc sông Thch Hãn Nghiên cu Tp chí Khoa hc Tài nguyên và Môi trng - S 22 - nm 2018 16 Hình 13: Bn mng li sông Thch Hãn Hình 14: Bn phân chia lu vc sông Thch Hãn Trong phng pháp xp hng (ranking method - RM), mi yu t/ tiu chí ang c xem xt c xp hng theo th t u tin ca ngi quyt nh. to ra các giá tr h s cho tng n v ánh giá, mi h s c tính theo ý ngha c tính gây ra l lt. Phng thc tng xp hng c s dng xác nh ch s ri ro l lt (RI) sau khi gán trng s cho mi yu t, trng s này là mt ch s nhy cm. Trng s chun ha cho tng yu t chính là c ch nh và chun ha bng cách s dng tng xp hng và c tính nh : W = n - r j + 1 Trong : n là s lng tiu chí ang c xem xt (k = 1,2,...n) r j là v trí xp hng ca tiu chí. Mi tiu chí c trng s là n - r j + 1 và sau c chun ha theo tng trng s, là ∑(n - r j + 1). Trng lng chun ha ca tiu chí j c tính [6]: 1 ( 1) j j j n r W n r − − = + +∑ Tng trng lng c tính ri ro l trong khu vc c th bng tng mi yu t c tính toán nh sau: 1 1, 2 2, 3 3, 4 4, 5 5,( )j j j j jR C W C W C W C W C W= + + + +∑ Trong : C 1 , C 2 , C 3 , C 4 , C 5 là tiu chí C 1 W 1,j , C 2 W 2,j , C 3 W 3,j , C 4 W 4,j , C 5 W 5,j trng lng chun ha ca mi tiu chí Bng 2. Bng ánh giá trng s theo phng pháp xp hng Yu t Xp hng Trng s (W) Trng s chun hóa (W j ) Trng s (%) Lng ma 1 5 0.333 33.3 dc 2 4 0.267 26.7 Loi t 3 3 0.20 20.0 Nghiên cu Tp chí Khoa hc Tài nguyên và Môi trng - S 22 - nm 2018 17 S dng t 4 2 0.134 13.4 Lu vc sông 5 1 0.066 6.6 Tng 15 1 100 3. Kt qu Kt qu ánh giá tính d tn thng do l lt ca khu vc nghin cu là mt th hng hoc phân loi các khu vc lin quan n mc d b tn thng do l lt ca chúng. Các vùng nh hng l lt c ánh giá trong bn lp - chp nhn c, va phi, không mong mun và không c chp nhn. Bn chng xp cho thy vùng b chu tn thng do l và mc chu nh hng ca vùng, c to ra bng cách s dng phng pháp xp hng và c to ra bn trong môi trng GIS. Màu và vàng trn bn cho bit mc d b tn thng cao hn, làm tng vn ri ro l lt tng ln. Bng 3. Kh nng chp nhn d b tn thng l lt Xp hng Kh nng chp nhn Thang o tính d tn thng 1 Chp nhn 1 - 1,75 2 Tm chp nhn 1,75 - 2,5 3 Không mong mun 2,5 - 3,25 4 Không th chp nhn > 3,25 Hình 15: Bn tn thng l lt trên lu vc Thch Hãn, tnh Qung Tr da trên phng pháp xp hng Hình 16: Bn ánh giá tính d b tn thng do l lt gây ra trên tng khu vc lu vc sông Thch Hãn, tnh Qung Tr Vic ánh giá da trn các lp yu t t bng 1 và kh nng chp nhn tính d tn thng do l bng 3. Nu phân lp các yu t hoc thang o khác nhau, kt qu s khác nhau. iu quan trng nht và mc ích ánh giá là xác nh c khu vc d b tn thng do l, t s là c s, h tr cho các nhà ra quyt nh c các bin pháp gim thiu tn thng. Hnh 16 cho ta thy rõ mc Nghiên cu Tp chí Khoa hc Tài nguyên và Môi trng - S 22 - nm 2018 18 d b tn thng do l ca các khu vc c th trn lu vc sông Thch Hn - tnh Qung Tr. Bn cho thy a Krông là vùng b chu nh hng do l lt ln nht và thng xuyn nu xy ra do các nh hng v iu kin t nhin, Hng Ha là vùng c chu nh hng ca l lt ít hn, nhng cng là vùng d xy ra l lt. Các huyn khác thuc lu vc sông Thch Hn nh Cam L, TX. Qung Tr, TX. ông Hà, Triu Phong, Hi Lng ít chu tn thng do l và là nhng khu vc ít khi xy ra l lt. 4. Kt lun và kin ngh Nghin cu này trnh bày công vic c thc hin lu vc sông Thch Hn tnh Qung Tr bng cách s dng các công c GIS và phng pháp phân tích a tiu chun (MCA) - phng pháp xp hng (RM) to bn các khu vc d b tn thng. V c bn c hai giai on c áp dng trong nghin cu này phân tích tính d tn thng do l lt, trc tin là xác nh các yu t tin nng t nhin gây ra l lt và th hai là áp dng phng pháp MCA - phng pháp xp hng (RM) trong môi trng GIS ánh giá tính d b tn thng ca lu vc. Kt qu ca nghin cu cho thy khu vc huyn a Krông là khu vc d chu tn thng do l lt tip sau là huyn Hng Ha,các huyn còn li nh Cam L, TX. Qung Tr, TX. ông Hà, Triu Phong, a Krông, Hi Lng ít chu tn thng do l. Xác nh khu vc d b tn thng do l là cn thit cho công tác qun lý cnh báo, d báo l lt và t c các bin pháp kim soát và gim nh thin tai. V phng pháp tính n mt s iu kin ca lu vc, kt qu c th là thc t cho iu kin này. Khi mà c im thay i, kt qu s hin th các kt qu khác nhau. Yu t ch quan trong trng s, trng lng và giá tr ca các yu t, ch tiu c th c thay i theo c im khu vc nghin cu và ý kin ca các chuyn gia. Nghin cu này cho thy kh nng s dng phng pháp MCA kt hp GIS ánh giá tính d tn thng do l lt. TÀI LIU THAM KHO [1]. B Nông nghip và Phát trin Nông thôn (1999). D án quy hoch phòng chng bão l và l quét tnh Qung Tr. [2]. Ngô Chí Tun, Trn Ngc Anh, Nguyn Thanh Sn (2009). Cân bng nc h thng lu vc sông Thch Hãn tnh Qung tr bng mô hình MIKE BASIN. Tp chí khoa hc i hc Quc gia Hà Ni. Khoa hc T nhin và Công ngh, T.25 s 3S, tr 535 -541, Hà Ni. [3]. Begun, S, Stive, M., Hall, J (2007). Flood Risk Management in Europe. Innovation in Policy and Practice. Netherland: Springer , ISBN 978-1-4020-4200-3, p.532 [4]. Janet Edwards (2007). Handbook for Vulnerability Mapping. EU Asia ProEco project. [5] Nguyn ng Phng Tho (2011). ng dng GIS và phng pháp phân tích a ch tiêu xác nh v trí bãi chôn lp cht thi rn cho qun Th c, Thành ph H Chí Minh. Hi tho ng dng GIS toàn quc 2011 [6] Monika Blistanova Monika Blistanova, Martina Zeleáková, Peter Blistan and Vojtech Ferencz (2016), Assessment of ood vulnerability in Bodva river basin, Slovakia. Acta Montanistica Slovaca Volume 21 (2016), number 1, 19-28. [7] Phùng Vn Ngc (2014). Nghiên cu xây dng chng trình qun lý tng hp tài nguyên nc. Tp chí Khoa hc K thut Thy li và Môi trng, S 47 (12/2014). [8 ] Võ Th Phng Thy và cng s (2011). Tích hp GIS và phân tích a tiêu chun (MCA) trong ánh giá thích nghi t ai. Hi tho ng dng GIS toàn quc 2011. [9]. Yahaya, S., Ahmad, N. and Abdalla, F. R (2010). Multicriteria Analysis for ood vulnerable areas in Hadejia-Jama'are river basin, Nigeria. European Journal of Scientic Research, 42 (1), 71-83, 2010. [10]. Yalcin, G. and Akyurek, Z. (2004). Analysing ood vulnerable areas with multricriteria evaluation. http:// proceedings.esri.com/library/userconf/ proc04/docs/pap1097.pdf>. BBT nhn bài: 17/8/2018; Phn bin xong: 06/9/2018