Untitled 1762(11) 11 2020 Khoa học Tự nhiên Mở đầu Hạn hán là thiên tai diễn ra từ từ nhưng đứng hàng thứ ba về mức độ gây thiệt hại, chỉ sau bão và lũ lụt Ở nước ta, hạn hán xảy ra hàng năm với mức đ[.]
Khoa học Tự nhiên Đánh giá rủi ro hạn hán cho khu vực Trung Trung Bộ Huỳnh Thị Lan Hương, Nguyễn Xuân Hiển*, Nguyễn Thị Thanh, Nguyễn Thị Lan Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đổi khí hậu Ngày nhận 10/7/2020; ngày chuyển phản biện 17/7/2020; ngày nhận phản biện 17/8/2020; ngày chấp nhận đăng 28/8/2020 Tóm tắt: Bài báo đánh giá rủi ro hạn hán cho khu vực Trung Trung Bộ dựa cách tiếp cận Ủy ban Liên phủ biến đổi khí hậu (IPCC) sở phân tích yếu tố hiểm họa, mức độ phơi bày tính dễ bị tổn thương Dữ liệu lượng mưa lượng bốc trạm quan trắc sử dụng để tính tốn mức độ hiểm họa Dữ liệu kinh tế - xã hội thu thập từ điều tra, khảo sát thực địa niên giám thống kê sử dụng để tính tốn mức độ phơi bày tính dễ bị tổn thương Kết đánh giá cho thấy, rủi ro hạn hán lớn tỉnh Quảng Bình, đặc biệt huyện Lệ Thủy Bố Trạch Từ khóa: hạn hán, hiểm họa, phơi bày, rủi ro, tính dễ bị tổn thương, Trung Trung Bộ Chỉ số phân loại: 1.5 Drought risk assessment in Mid-Central Vietnam Thi Lan Huong Huynh, Xuan Hien Nguyen*, Thi Thanh Nguyen, Thi Lan Nguyen Vietnam Institute of Meteorology Hydrology and Climate Change Received 10 July 2020; accepted 28 August 2020 Abtract: This paper assesses the drought risk on the IPCC’s approach based on the analysis of hazard factors, exposure to hazards, and vulnerability in Mid-Central Vietnam Precipitation and evaporation data at stations were used to calculate drought hazard Socio-economic data collected from the results of surveys, field surveys and statistical yearbooks were used to calculate drought exposure and vulnerability The result showed that drought risk has max level in Quang Binh especially in Le Thuy and Bo Trach districts Keywords: drought, exposure, hazard, Mid-Central Vietnam, risk, vulnerability Classification number: 1.5 * Mở đầu Hạn hán thiên tai diễn từ từ đứng hàng thứ ba mức độ gây thiệt hại, sau bão lũ lụt Ở nước ta, hạn hán xảy hàng năm với mức độ thời gian khác nhau, gây thiệt hại lớn kinh tế - xã hội, môi trường, hệ sinh thái tự nhiên, đặc biệt nguồn nước, hạn hán thường kèm với xâm nhập mặn đe dọa an ninh lương thực khu vực dễ bị tổn thương Khu vực nghiên cứu bao gồm tỉnh Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên - Huế, Đà Nẵng, Quảng Nam Quảng Ngãi, dải đất hẹp ngang, phía tây dãy Trường Sơn, phía đơng giáp biển, độ dốc địa hình tạo nên chênh lệch lớn lượng nước sông mùa mưa mùa khô Vào mùa khô, khả tự điều tiết trữ nước địa hình kém, dễ dẫn đến hạn hán khu vực, nước biển xâm nhập sâu vào cửa sông nội đồng ven biển gây nhiễm mặn, trung thượng lưu sơng dịng chảy giảm, nhiều đoạn sông khô cạn, ảnh hưởng lớn đến cấp nước dân sinh, môi trường sinh trưởng loại trồng, vật nuôi Đặc biệt, dun hải Trung Trung Bộ, nắng nóng khơ hạn kéo dài thường xuất vào mùa hè, làm thiếu hụt nguồn nước, đe dọa nghiêm trọng tới sản xuất nơng nghiệp Hạn hán cịn ảnh hưởng đến nguồn nước sinh hoạt, nguồn nước sản suất, dẫn tới tình trạng thiếu điện nghiêm trọng nhu cầu làm mát tăng cao Do đó, việc đánh giá rủi ro thiên tai hạn hán có ý nghĩa quan trọng, sở cho việc tìm kiếm giải pháp để giảm thiểu thiệt hại quản lý nguồn nước khu vực Bài báo dựa cách tiếp cận IPCC để đánh giá rủi ro thiên tai hạn hán khu vực Trung Trung Bộ sở đánh giá yếu tố hiểm họa, mức độ phơi bày tính dễ bị tổn thương Tác giả liên hệ: Email: nguyenxuanhien79@gmail.com 62(11) 11.2020 17 Khoa học Tự nhiên trạm theo phương pháp Kriging Cường độ hạn thể qua số khô hạ mùa khô trung bình nhiều năm, tính theo cơng thức [7]: Số liệu phương pháp trạm theo phương pháp Kriging Cường độ hạn thể h (1)qua số khô (1 Số liệu Số liệu sử dụng đánh giá rủi ro hạn hán cho khu vực Trung Trung Bộ bao gồm: 1) Số liệu kinh tế xã hội theo huyện để tính mức độ phơi bày tính dễ bị tổn thương từ kết điều tra, khảo sát thực địa từ niên giám thống kê năm 2016-2018 [1]; 2) Số liệu lượng mưa bốc tháng sử dụng để tính tốn mức độ hiểm họa thu thập từ 20 trạm khí tượng khu vực Trung Trung Bộ lân cận (bảng 1) Bảng Danh sách trạm khí tượng sử dụng để tính tốn mức độ hiểm họa STT Tên trạm Tỉnh Kinh độ Vĩ độ Thời kỳ Hương Khê Hà Tĩnh 105º43’ 18º11’ 1961-2017 Hà Tĩnh Hà Tĩnh 105º54’ 18º21’ 1961-2017 Kỳ Anh Hà Tĩnh 106º17’ 18º05’ 1962-2017 Tun Hóa Quảng Bình 106º01’ 17º53’ 1961-2017 Đồng Hới Quảng Bình 106º36’ 17º29’ 1961-2017 Ba Đồn Quảng Bình 106º25’ 17º45’ 1961-2017 Khe Sanh Quảng Trị 106º44’ 16º38’ 1977-2017 Đông Hà Quảng Trị 107º05’ 16º51’ 1974-2017 Cồn Cỏ Quảng Trị 107º20’ 17º10’ 1975-2017 10 A Lưới Thừa Thiên - Huế 107º17’ 16º13’ 1976-2017 11 Nam Đông Thừa Thiên - Huế 107º43’ 16º10’ 1975-2017 12 Huế Thừa Thiên - Huế 107º35’ 16º26’ 1961-2017 13 Đà Nẵng Đà Nẵng 108º12’ 16º02’ 1976-2017 14 Tam Kỳ Quảng Nam 108º28’ 15º34’ 1979-2017 15 Trà My Quảng Nam 108º14’ 15º21’ 1978-2017 16 Ba Tơ Quảng Ngãi 108º44’ 14º46’ 1980-2017 17 Quảng Ngãi Quảng Ngãi 108º48’ 15º07’ 1977-2017 18 Lý Sơn Quảng Ngãi 109º09’ 15º23’ 1985-2017 19 Hồi Nhơn Bình Định 109º02’ 14º31’ 1979-2017 20 Quy Nhơn Bình Định 109º13’ 13º46’ 1961-2017 Phương pháp Phương pháp xác định rủi ro: Các nghiên cứu rủi ro hạn hán phát triển dựa hướng tiếp cận rủi ro IPCC (2001) [2], rủi ro thiên tai cấu thành từ ba yếu tố hiểm họa (H), phơi bày (E) tính dễ bị tổn thương (V) Trong số nghiên cứu, yếu tố E ẩn V, yếu tố E tách riêng thành ba thành phần rủi ro hạn hán [3-6] Hiểm họa H tính dựa vào tiêu chí tần suất hạn (H1) cường độ hạn (H2) cho huyện Cường độ hạn H2i huyện i nội suy từ trạm theo phương pháp Kriging Cường độ hạn thể qua số khơ hạn mùa khơ trung bình nhiều năm, tính theo công thức [7]: 62(11) 11.2020 mùa khô trung nhiều đượctại theo thứclượng [7]: bốc tháng t Trong đó, bình Kjj là chỉKriging sốnăm, khơ hạn hạn trạm j; tổng đó, K số khơ tạitính trạm j; E Ecông jj tổng trạmTrong theo phương pháp Cường độ hạn thể lượng qua số khô h bốc tháng trạm j; R tổng lượng mưa tháng trạm j trạm j; Rj tổng lượng mưaj tháng trạm j mùa khô trung bình nhiều năm, tính theo cơng thức [7]: ( Các chỉthị thịvềvề Vsẽsẽ chọn kết Các E,E,VKriging lựalựa chọn kết tham gi trạm theo phương pháp Cường độdựa hạndựa thểquả quavấn chuyên số khô hạ tham vấn chuyên gia, độ có sẵn nguồn liệu nhằm mức độ có sẵn nguồn sốkhơ liệu nhằm đảm bảo đại diện, tính liê Trong đó,của Kj chỉmức số hạn tạicủa trạm j; Etính tổng lượng bốcđầy hơiđủtháng j số ( mùa khơ trung bình nhiều năm, tính theothập, cơng thức [7]: tục, tính nhật, tính đồng bộ, sau thu chuẩn hóa sử dụng để tín đảm tính đại diện, tính đầy đủ liên tục, tính cập nhật, trạm j;bảo Rcập tổng lượng mưa tháng trạm j j tốn tiêubộ, chíK thơng quahạn phương pháp trọng số để bất cân tínhcác đồng sau đóchỉ thu thập, chuẩn hóa vàj; sử tính Trong khơ trạm Ej dụng làkết tổng lượng thángg j làE, Các chỉđó, thị V số lựa chọn dựa thambốc vấnhơi chuyên (1 trạm j; R tổng lượng mưa tháng trạm j toán tiêu chí thơng qua phương pháp trọng số bất j khisẵn xác định số củađảm cácbảo tính thị, đại giá diện, trị củatính tiêuđầy chíđủ cần mức Sau độ có nguồn sốtrọng liệu nhằm vàtín li cânTrong tốn vị hành sẽchọn tính cơng thức sau: Các thị E, Vđồng khô lựa dựa kết tham vấnhơi chuyên gt đó, Kvề làtính số hạn trạm j; Etrên làchuẩn tổng lượng tháng tục, tính cập nhật, bộ, sautại thu thập, hóa vàbốc sử dụng để tí j đơn j theo mức độ có sẵn nguồn số liệu nhằm đảm bảo tính đại diện, tính đầy đủ li trạm R tổng lượng mưa tháng trạm j tốn j;các tiêu chí thơng qua phương pháp trọng số bất cân j Sau ∑ xác định trọng số thị, giá trị (2 tục, tính cập nhật, tính đồng bộ, sau vị thu thập, chuẩn hóa vấn sử dụng để gi tí tiêuCác chí cần tính tốn đơn hành thị E, V lựa chọn dựa kết tham chuyên Sau xác định trọng số thị, giá trị tiêu chí cần tí Trong đó:chíi =chính 1÷n, thơng số đơnqua vị hành củatrọng khu số vựcbất tính tốn; m: số t tốn tiêu phương pháp cân tínhđộ theo cơng sau: mức cóvới sẵn củathức nguồn số liệu nhằm tính đại diện, tính đầy đủ liê tốn đối đơn vị hành tính theo cơng thức tiêu chí M; Mi: giá trị tiêu chíđảm cầnbảo tính tốn đơn vịsau: hành th Saucập xác định trọng số thị, giá trị tiêu chí cần tí tục, tính nhật, tính đồng bộ, sau thu thập, chuẩn hóa sử dụng để tín ∑ (2) i; wj: giá trị trọng số thị thứ j tiêu chí cần tính tốn; giá trị c( tốncác đốitiêu với chí từngchính đơn vị hànhqua theosốcơng thứcbằng sau: tốn thơng phương pháptính trọng bất cân Trong đó:i ii = = 1÷n, 1÷n, số số đơn đơn vị vị hành hành khu vực tính tốn; m: số t thị j huyện Trong đó: khu vực tính Sau khi∑xác định trọng số thị, giá trị tiêu chí cần tín ( tiêu chí M; Mi:trong giá trịtrị tiêu chí cần tính tốn đơn vị hành t Sau tính giá tiêu chí (nhóm thị), hành xác địn tốn; m: sốtừng thị tiêu chí M; Mi: giá trịtheo củachỉ tiêu chítiến tốn đơn vị hành tính cơng thức sau: Trong đó: i = 1÷n, số đơn vị hành khu vực tính tốn; m: số t toán vị thứV) i; wcần : giá trọng giá trọng sốđơn thịhành thứ jchính chí tínhtrị giá trị i; cần wtrị giá chotrị thành phần (H, tiêu E, sốtốn; rủi ro cho đơn c j: tính j ∑ (2 tiêu chí M; Mi: giá trị tiêu chí cần tính tốn đơn vị hành t thị thứ cầnVítính giá trị hành tương tự tiêu nhưchí dụ,tốn; tính xgiá thịsốj huyện i.j ij trị thành phần mức độ ph : giá trị trọng số thị thứ j tiêu chí cần tính hành giá c i; w Trong đó: i = 1÷n, số đơn vị hành khu vực tính tốn; m: trị sốxác chỉđịth thị j huyện i j bày ESau nhưkhi sau:tính giá trị tiêu chí (nhóm chỉtốn; thị), tiến tiêu chí M; Mi: giá trị tiêu chí cần tính tốn đơn vị hành th thị j huyện i tínhthành phần giá trịchính chícủa (nhóm thị),ro cho đơn(3 giá trịSau chokhi (H,tiêu E, V) chỉ số rủi ∑từng giá trị trọng số thị thứ j tiêu chí cần tính tốn; giá trị xác ph ch i;hành w tính giá trị tiêu chí (nhóm thị), tiến hành đị j: Sau tiến hành xác định giá trị cho thành phần (H, E,phần đó: tương độ Ví phơi dụ, tính củavịthành Trong Ei: tự giánhư trị mức bày giá củatrịđơn hành chínhmức thứ độ i; k: s giá trị cho thành phần (H, E, V) số rủi ro cho đơn thị j huyện i V) số rủi ro cho đơn vị hành tương tự bày chí E sau: thị) thành phần mức độ phơi bày E; Eij: giá trị tiêu c tiêu (nhóm Víkhi dụ, tínhđược giánhư trị thành phần mức độ bày hành tự Vícác dụ, tínhchí giá trị phơi phầnhành mứcxác độ địn ph Sau tính giácủa trị tiêu (nhóm chỉthành thị), Etiến ∑tương ( thứ j mức độ phơi bày E đơn vị hành thứ i; Wj: giá trị trọng số tiê sau: bàytrị E cho sau: thành phần (H, E, V) số rủi ro cho đơn v giá cơng thức (2) chí thứ j mức độ phơi bày E, tính tương tự w Trong đó: Ei: giá trị mức độ phơi bày củaj đơn vị hành thứ i; k: hành chính∑tương tự Ví dụ, tính giá trị thành(3) phần mức độ phơ ( tiêu chí (nhóm thị) củahọa thành phần mức độ Sphơi bàylực E;thích Eij: giá tiêu c , độ nhạy cảm , ứngtrịAC Các thành phần hiểm H i cũn bày E Trong sau: đó: Ei: giá trị mức độ phơi bày đơn vị hành thứ i; k: : giácho trị trọng ti thứ j Trong bày E đơn vị hành thứ Wjhán đó:độ Ephơi : giátự trịCuối mức độ phơi bàythiên đơn hành tính mức tốn tương cùng, rủi ro tai dovịi; hạn số huyệ i ∑ (3 tiêu chí (nhóm thị) thành phần mức độ phơi bày E; Eij: giá trị tiêu c thứ i; k: số tiêu chí (nhóm thị) thành phần mức chí thứ j tính nhưmức sau:độ phơi bày E, tính tương tự wj công thức (2) : giá trị trọng số ti thứ j mức độ phơi bày E đơn vị hành thứ i; W Trong đó: Ei: giá trị mức độ phơi bày đơn vị hành thứ i; k: s j độ phơi bày E; Eij: giá trị tiêu chí thứ j mức độ phơi bày (4 Các thành phần hiểm họa H , độ nhạy cảm S , lực thích ứng ACi cũ cơng thức (2) chí thứ j mức độ phơi bày E, tính tương tự w E chí (nhóm đơn vị hành thứ i; phần Wj: giá trị độ trọng sốbày tiêuE;chí tiêu thị)chính thành mức phơi Eij: giá trị tiêu ch j đượcKết tínhquả tốn tương tự cùng,tai rủidorohạn thiên taitừdocác hạnyếu hántốcho huy tính tốn rủiCuối rocủa thiên phần thứ j mức độ phơi bày E,đơn tínhvịtương tựhán wj thứ cơng : giá trịthành trọng sối cũ tiê thứ j mức độ phơi bày E hành i; W j , độ nhạy cảm S , lực thích ứng AC Các thành phần hiểm họa H tính sau: chuẩn hóa thành giá trị khoảng 0-1 Giá trị sau chuẩn hóa thức (2) cơng thức (2) chí thứ j mức độ phơi bày E, tính tương tự w phân tính tốn tương ứng tự Cuối cùng, tai hán từngcứu huy(4 cấp tương với cấprủi độrorủithiên ro jthiên tai.hạn Một sốcho nghiên v tính sau: Các thành phần hiểm họa H , độ nhạy cảm S , lực thích rủi roCác thiên tai phần hạn hánhọa thường phân cấp cấp rủi lực ro thành cấp nhạy cảm , thích ứng AC cũn thành hiểm H i , độ i S độ itươn Kết tính tốn rủitốn ro tương thiên tai hạn hán rủi từ ro cácthiên yếu tố thành phần tự Cuối ứngvới ACgiá ứng trị tương từ 0-1tính theo cáccùng, khoảng giá trịcùng, nhau, chẳng hạntừng phân ch tính tự Cuối rủi khoảng ro thiên tai hạn hán cho i tốn chuẩn hóa thành giá trị 0-1 Giá trị sau chuẩn huyệ hóa(4 tai hán choứng huyện 0,25-0,5, sau: thành hạn cấp tương với giá trị tính 0-0,25, 0,5-0,75 0,75-1 [3, tính sau: toánứng rủi với ro thiên tai độ rủi hạnrohán từ tai Một yếu số tố nghiên thành phần đượcKết phânquả cấptính tương cấp thiên cứu 8] Việc phân cấp này, đơn giản thường không làm bật s (4 hóado thành trị 0-1 sau khicác chuẩn rủi ro chuẩn thiên tai hạn hángiá thường phânkhoảng cấp cấp độGiá rủi trị ro (4) thành cấp hóa tươ sánh tương đối đơn vị khác khu vực nghiên cứu đượcKết phân cấp tương ứng với cấp độ rủi ro thiên tai Một số nghiên cứu ứng với giá trị từ 0-1 theo khoảng giá trị nhau, chẳng hạn phân Kết quả tính tính tốn toán rủi rủi ro ro thiên thiên tai tai do hạn hạn hán hán từ từ các yếu yếu tố thành phầnchs rủi ro thiên tai hạn hán thường phân cấp cấp độ rủi ro thành cấphóa tươ thành cấp tương ứng với giá trị 0-0,25, 0,25-0,5, 0,5-0,75 0,75-1 [3,s chuẩn phần hóa thành giá trị khoảngcác 0-1 sau khivàcác chuẩn tố thành chuẩn hóa thành giáGiá trịtrịtrong ứng với giá trị từ 0-1 theo khoảng giá trị nhau, chẳng hạn phân ch 8] Việc phân cấp này, đơn giản thường không làm bật phân 0-1 cấp tương cấp độ thiênphân tai Một khoảng Giá trịứng sauvới khicác chuẩn hóarủisẽrođược cấp số nghiên cứu v thành cấp tương ứng với giá trị 0-0,25, 0,25-0,5, 0,5-0,75 0,75-1 [3, sánh tương đối đơn vị khác khu vực nghiên cứu rủitương ro thiên hạn hán phântai cấpMột cấpsốđộnghiên rủi ro cứu thành cấp tươn ứngtai vớidocác cấp độthường rủi ro thiên 8] Việc phân này,theo đơn không làm hạn bật ứng với giá trịcấp từtai0-1 giản khoảng giá thường trịcấp nhau, chẳng phân ch rủi ro thiên hạn hán thường phân cấp độ rủi ro cứu sánh tương đối đơn vị khác khu vực nghiên thành cấp ứng với 0,25-0,5, 0,5-0,75 0,75-1 [3, thành tương cấp tương ứngcác vớigiá giátrị trị0-0,25, từ 0-1 theo khoảng 8].giá Việc này,chẳng đơn làm bật s trị phân bằngcấp nhau, hạngiản phân chia thường thành 4không cấp tương sánh đối giá giữatrịcác đơn vị0,25-0,5, khác nhau0,5-0,75 khu nghiên ứngtương với 0-0,25, vực 0,75-1 [3, cứu 5, 8] Việc phân cấp đơn giản thường không làm bật so sánh tương đối đơn vị khác khu vực nghiên cứu Để khắc phục nhược điểm này, báo sử dụng phương pháp phân tích phân vị thống kê để phân chia khoảng phân cấp mức độ rủi ro bảng 18 Khoa học Tự nhiên Bảng Tiêu phục chuẩnnhược phân cấp cấpnày, độ rủi hạn độ hạntích (H2 - số khơ hạn mùa khơ trung bình nhiều Để2.khắc điểm bàirobáo nàyhán sử dụng phươngcường pháp phân Kếtroquả phân vị thống kê để phân chia khoảng phân cấp mứcnăm) độ rủi nhưtính toán cho thấy, số tháng hạn năm Phân vị tương ứng Mức độ trung bình nhiều năm khu vực Trung Trung Bộ dao động bảng th 2,0-6,7 tháng, lớn huyện ven biển RấtĐể caokhắc >80 phục nhược điểm này,độ báo sử dụng phươngtrong phápkhoảng phân tích tích ảng Tiêu phục chuẩnnhược phânđiểm cấp cấp rủi ronày sử hạn hán.phương Để khắc này, báo dụng pháp phân Nếu xét giá trị th th phân vị trong thống thống kê kê để để phân phân chia chia 60 các-80khoảng khoảng phân phân cấp cấp mức mức độ độ rủi rủi ro ro như số tháng hạn trung bình theo cấp tỉnh Caovị phân thành phố Đà Nẵng có số tháng hạn trung bình lớn với bảng Mức độ Phân vị tương ứng bảng th Trung bình2 40th-60 khoảng 5,7 tháng hạn tỉnh Thừa Thiên - Huế có số tháng th Rất cao >80 ảng Tiêu chuẩn phân cấp cấp độ rủi rủi ro dothhạn hạn hán hán th th ảng Thấp2 Tiêu chuẩn phân cấp cấp độ20 -40ro hạn trung bình nhỏ với khoảng 3,9 tháng hạn th Cao 60 -80 th th th Rất thấp 80 Rất Phương cao >80 pháp chuẩn hóa xác định trọng số th th th-80th th Rất thấp