nghiên cứu, xây dựng bản đồ phân vùng lũ quét tỉnh thái nguyên

LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian nghiên cứu, thực hiện Luận văn Thạc sĩ với đề tài: “Nghiên cứu, xây dựng bản đồ phân vùng lũ quét tỉnh Thái Nguyên” tác giả đã hoàn thành theo đúng nội dung của đề cương nghiên cứu, được Hội đồng Khoa học và Đào tạo của Khoa Thủy văn và Tài nguyên nước phê duyệt. Để có được kết quả như ngày hôm nay, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Phạm Thanh Hải, PGS.TS. Phạm Thị Hương Lan đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và đóng góp các ý kiến quý báu trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình, sự hỗ trợ về mặt chuyên môn và kinh nghiệm của các thầy cô giáo trong khoa Thủy văn và Tài nguyên nước. Xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp trong cơ quan; Phòng Đào tạo Đại học và sau đại học; Tập thể lớp cao học 19V - Trường Đại học Thuỷ lợi cùng toàn thể gia đình và bạn bè đã động viên, khích lệ, tạo điều kiện thuận lợi về mọi mặt để tác giả hoàn thành luận văn này. Trong quá trình thực hiện luận văn, do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên chắc chắn không thể tránh khỏi những sai sót. Vì vậy, tác giả rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của thầy cô, đồng nghiệp để giúp tác giả hoàn thiện về mặt kiến thức trong học tập và nghiên cứu. Xin trân trọng cảm ơn! Học viên: Nguyễn Thị Hồng Nhung Lớp: CH19V CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc BẢN CAM KẾT Kính gửi: Ban Giám hiệu trường Đại học Thuỷ lợi Phòng Đào tạo ĐH và Sau ĐH trường Đại học Thuỷ lợi Khoa Thủy văn và Tài nguyên nước. Tên tôi là: Nguyễn Thị Hồng Nhung Học viên cao học lớp: 19V Chuyên ngành: Thủy văn học Mã học viên: 118604490012 Theo Quyết định số 574/QĐ-ĐHTL của Hiệu trưởng trường Đại học Thuỷ Lợi về việc giao đề tài luận văn và người hướng dẫn cho học viên cao học đợt 1 năm 2013. Ngày 05 tháng 3 năm 2013 tôi đã được nhận đề tài: “Nghiên cứu, xây dựng bản đồ phân vùng lũ quét tỉnh Thái Nguyên” dưới sự hướng dẫn của TS. Phạm Thanh Hải và PGS. TS. Phạm Thị Hương Lan. Tôi xin cam đoan luận văn là kết quả nghiên cứu của riêng tôi, không sao chép của ai. Nội dung luận văn có tham khảo và sử dụng các tài liệu, thông tin được đăng tải trên các tài liệu và các trang web theo danh mục tài liệu tham khảo của luận văn. Hà Nội, tháng 8 năm 2013 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Hồng Nhung Học viên: Nguyễn Thị Hồng Nhung Lớp: CH19V MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1 5 TỔNG QUAN CHUNG VỀ LŨ QUÉT, CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP LẬP BẢN ĐỒ LŨ QUÉT 5 1.1. TỔNG QUAN CHUNG VỀ LŨ QUÉT 5 1.1.1. Một số khái niệm về lũ quét 5 1.1.2. Đặc tính lũ quét 6 1.1.2.1. Tính bất ngờ 6 1.1.2.2. Tính xảy ra trong thời gian ngắn 6 1.1.2.3. Tỷ lệ vật chất rắn trong lũ quét rất lớn 7 1.1.2.4. Tính khốc liệt 7 1.1.3. Những giai đoạn chính hình thành lũ quét 7 1.1.4. Các nhân tố hình thành lũ quét 8 1.1.5. Các dạng lũ quét điển hình 9 1.1.5.1. Lũ quét sườn dốc 9 1.1.5.2. Lũ quét vỡ dòng tự nhiên 9 1.1.5.3. Lũ quét vỡ dòng nhân tạo 9 1.1.5.4. Lũ quét nghẽn dòng tự nhiên 10 1.1.5.5. Lũ quét nghẽn dòng đột biến 10 1.1.5.6. Lũ bùn đá 10 1.1.5.7. Lũ quét hỗn hợp 11 1.2. TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG LŨ QUÉT Ở VIỆT NAM 11 Học viên: Nguyễn Thị Hồng Nhung Lớp: CH19V 1.3. TỔNG QUAN CHUNG VỀ CÔNG TÁC XÂY DỰNG BẢN ĐỒ LŨ QUÉT Ở VIỆT NAM 17 1.4. TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP LẬP BẢN ĐỒ LŨ QUÉT 19 1.4.1. Tổng quan chung 19 1.4.2. Mục đích xây dựng bản đồ lũ quét 20 1.4.3. Cơ sở xây dựng bản đồ lũ quét 20 1.4.4. Nội dung bản đồ cảnh báo lũ quét 21 1.4.5. Thể hiện trên bản đồ cảnh báo lũ quét 22 1.4.6. Nguyên tắc lập bản đồ lũ quét 22 1.5. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GIS (GEOGRAPHICAL INFORMATION SYSTEM) 23 1.5.1. Tóm tắt quá trình phát triển của kỷ nguyên thông tin và GIS 23 1.5.2. Khái niệm hệ thống thông tin địa lý GIS 25 1.5.3. Các lĩnh vực ứng dụng của GIS 25 1.6. KẾT LUẬN CHƯƠNG 27 CHƯƠNG 2 29 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ TÌNH HÌNH KINH TẾ XÃ HỘI CỦA VÙNG NGHIÊN CỨU 29 2.1. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN 29 2.1.1. Vị trí địa lý 29 2.1.2. Đặc điểm địa hình 30 2.1.3. Cấu trúc địa chất 32 2.1.4. Đặc điểm thổ nhưỡng 32 2.1.5. Thảm phủ thực vật 34 2.2. ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN 37 Học viên: Nguyễn Thị Hồng Nhung Lớp: CH19V 2.2.1. Chế độ khí hậu 37 2.2.2. Chế độ mưa 37 2.2.3. Chế độ nhiệt 38 2.2.4. Chế độ ẩm và chế độ gió 38 2.2.5. Chế độ thủy văn và tài nguyên nước 39 2.2.6. Mạng lưới sông hồ 39 2.2.7. Mạng lưới trạm khí tượng thủy văn 41 2.3. TÌNH HÌNH KINH TẾ XÃ HỘI CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU 43 2.3.1. Dân số 43 2.3.2. Cơ cấu kinh tế 43 2.3.2.1. Nhận định chung 43 2.3.2.2. Các ngành kinh tế 44 2.4. ĐẶC ĐIỂM TÌNH HÌNH LŨ QUÉT TỈNH THÁI NGUYÊN TRONG NHỮNG NĂM GẦN ĐÂY 47 2.4.1. Mở đầu 47 2.4.2. Một số trận lũ quét trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên trong những năm gần đây 48 2.4.3. Nhận xét chung 49 2.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 49 CHƯƠNG 3 50 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS ĐỂ XÂY DỰNG BẢN ĐỒ PHÂN VÙNG LŨ QUÉT 50 3.1. PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG BẢN ĐỒ PHÂN VÙNG LŨ QUÉT 50 3.1.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu 50 3.1.2. Tạo các thông tin dẫn xuất 50 Học viên: Nguyễn Thị Hồng Nhung Lớp: CH19V 3.1.3. Chồng xếp bản đồ 51 3.2. XÂY DỰNG CÁC BẢN ĐỒ THÀNH PHẦN 52 3.2.1. Bản đồ thổ nhưỡng 52 3.2.1.1. Thu thập số liệu 52 3.2.1.2. Ứng dụng công nghệ GIS thiết lập bản đồ thổ nhưỡng khu vực tỉnh Thái Nguyên 52 3.2.2. Bản đồ thảm phủ 53 3.2.2.1. Thu thập số liệu 53 3.2.2.2. Ứng dụng công nghệ GIS thiết lập bản đồ thảm phủ khu vực tỉnh Thái Nguyên 54 3.2.3. Bản đồ độ dốc 55 3.2.3.1. Quy trình thành lập và phương pháp xây dựng bản đồ độ dốc 55 3.2.3.2. Thu thập số liệu 56 3.2.3.3. Ứng dụng công nghệ GIS thiết lập bản đồ độ dốc khu vực tỉnh Thái Nguyên 56 3.2.4. Bản đồ mưa 57 3.2.4.1. Thu thập số liệu 58 3.2.4.2. Xây dựng bản đồ đẳng trị mưa một ngày lớn nhất 58 3.2.4.3. Xác định ngưỡng mưa gây lũ quét 60 3.2.4.4. Phân cấp lượng mưa khả năng tạo lũ quét 63 3.3. XÂY DỰNG BẢN ĐỒ KHẢ NĂNG XẢY RA LŨ QUÉT TỈNH THÁI NGUYÊN 63 3.3.1. Xác lập các cấp của từng yếu tố ảnh hưởng 63 3.3.2. Tổ hợp khả năng xuất hiện lũ quét 65 3.3.3. Phân tích kết quả 69 Học viên: Nguyễn Thị Hồng Nhung Lớp: CH19V 3.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 71 CHƯƠNG 4 72 ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU LŨ QUÉT 72 4.1. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA CÁC BIỆN PHÁP PHÒNG TRÁNH VÀ GIẢM THIỂU LŨ QUÉT 72 4.1.1. Cơ chế hình thành và vận động của lũ quét 72 4.1.2. Phân vùng khu vực hình thành tập trung và chịu lũ quét 72 4.1.3. Cơ sở khoa học đề xuất giải pháp phòng tránh lũ quét 73 4.2. ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU LŨ QUÉT 76 4.2.1. Các giải pháp công trình 77 4.2.1.1. Xây dựng hồ chứa điều tiết lũ ở các khu vực thường xảy ra lũ quét 77 4.2.1.2. Xây dựng các tràn sự cố ở các hồ chứa nước 78 4.2.1.3. Khai thông các đường thoát lũ 80 4.2.1.4. Xây dựng đê, tường chắn lũ quét 80 4.2.1.5. Phân dòng lũ 81 4.2.1.6. Mở rộng khẩu độ thoát lũ của hệ thống cầu cống đường giao thông 81 4.2.2. Các giải pháp phi công trình 82 4.2.2.1. Trồng và bảo vệ rừng phòng hộ đầu nguồn 82 4.2.2.2. Lập bản đồ phân vùng lũ quét 85 4.2.2.3. Quản lý sử dụng đất 87 4.2.2.4. Các giải pháp về chính sách 90 4.2.2.5. Sơ tán dân cư khỏi vùng lũ quét 93 4.2.2.6. Tuyên truyền về tác hại của lũ quét và các biện pháp phòng tránh94 Học viên: Nguyễn Thị Hồng Nhung Lớp: CH19V 4.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG 95 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 Học viên: Nguyễn Thị Hồng Nhung Lớp: CH19V DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Nội dung Trang Hình 1.1: Các nhân tố hình thành lũ quét 8 Hình 1.2: Các khu vực đã xảy ra lũ quét trên lãnh thổ Việt Nam trong giai đoạn 1953 - 2010 12 Hình 1.3: Diễn biến về số trận lũ quét hàng năm (1990 - 2010) 14 Hình 1.4: Xu thế diễn biến lũ quét trong thời kỳ 1990 - 2010 14 Hình 1.5: Lũ quét tại Hà Tĩnh, xảy ra ngày 17/9/2002 15 Hình 1.6: Lũ quét tại Hà Giang, xảy ra ngày 19/7/2004 15 Hình 1.7: Lũ quét tại Bát Xát (Lào Cai), xảy ra ngày 15/8/2010 16 Hình 1.8: Lũ quét làm sạt lở đường Quốc lộ ở Yên Bái (29/9/2005) 16 Hình 1.9: Lũ quét tại Thái Nguyên, xảy ra ngày 03/5/2013 17 Hình 2.1: Bản đồ hành chính tỉnh Thái Nguyên 30 Hình 2.2: Bản đồ mạng lưới trạm Khí tượng Thuỷ văn tỉnh Thái Nguyên 42 Hình 3.1: Sơ đồ xây dựng cơ sở dữ liệu 50 Hình 3.2: Ứng dụng GIS trực tiếp xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ xảy ra lũ quét 51 Hình 3.3: Bản đồ thổ nhưỡng tỉnh Thái Nguyên 53 Hình 3.4: Bản đồ thảm phủ thực vật tỉnh Thái Nguyên 54 Hình 3.5: Quy trình thành lập bản đồ độ dốc 55 Hình 3.6: Bản đồ độ dốc tỉnh Thái Nguyên 57 Học viên: Nguyễn Thị Hồng Nhung Lớp: CH19V Nội dung Trang Hình 3.7: Bản đồ đẳng trị mưa một ngày lớn nhất tỉnh Thái Nguyên 60 Hình 3.8: Bản đồ đẳng trị mưa khả năng tạo lũ quét tỉnh Thái Nguyên 63 Hình 3.9: Bản đồ phân vùng khả năng xảy ra lũ quét tỉnh Thái Nguyên 68 Hình 4.1: Các giải pháp đề xuất giảm thiểu lũ quét 76 Hình 4.2: Hồ chứa nước Gò Miếu 78 Hình 4.3: Trồng rừng phòng hộ tại huyện Võ Nhai, tỉnh Thái Nguyên 83 Hình 4.4: Sơ tán dân khỏi vùng lũ quét 94 Học viên: Nguyễn Thị Hồng Nhung Lớp: CH19V [...]... cơ lũ quét ở tỉnh Thái Nguyên 2.2 Nhiệm vụ của đề tài Ứng dụng công nghệ GIS chập bản đồ thổ nhưỡng, bản đồ thảm phủ, bản đồ độ dốc với bản đồ mưa để xây dựng bản đồ phân vùng lũ tỉnh Thái Nguyên 3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của luận văn là nghiên cứu về lũ quét, các yếu tố hình thành lũ quét, sử dụng công nghệ GIS và các phần mềm phụ trợ để nghiên cứu,. .. học Thái Nguyên là một trong những tỉnh thường xảy ra lũ quét, chính vì vậy việc nghiên cứu, xây dựng bản đồ cảnh báo nguy cơ lũ quét xảy ra là cấp thiết và cấp bách 2 Mục đích, nhiệm vụ của đề tài 2.1 Mục đích của đề tài Nghiên cứu, xây dựng được bản đồ phân vùng lũ quét để tăng cường năng lực dự báo, cảnh báo lũ quét cho tỉnh Thái Nguyên, cung cấp thông tin trực quan cho công tác quy hoạch dân cư vùng. .. văn học - Xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ lũ quét và hệ thống giám sát ra quyết định cảnh báo lũ quét cho những vùng có nguy cơ cao ở miền núi Việt Nam” của Viện Khoa học Khí tượng thủy văn và Môi trường, năm 2011; - Xây dựng phần mềm bản đồ số dự báo nguy cơ lũ quét các tỉnh miền Trung” của Nguyễn Tấn Khôi, Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, năm 2012; - Nghiên cứu, xây dựng bản đồ nguy cơ lũ quét và trượt... CÁC BẢNG BIỂU Nội dung Trang Bảng 2.1: Lượng mưa trung bình nhiều năm các trạm tỉnh Thái Nguyên 37 Bảng 2.2: Nhiệt độ các tháng trong năm tỉnh Thái Nguyên 38 Bảng 2.3: Mạng lưới trạm khí tượng - thủy văn trên tỉnh Thái Nguyên 41 Bảng 2.4: Tổng giá trị sản xuất Lâm nghiệp của tỉnh Thái Nguyên 46 Bảng 3.1: Lượng mưa khả năng tạo lũ quét X1maxngưỡng 62 Bảng 3.2: Ngưỡng mưa gây lũ quét 62 Bảng 3.3: Phân. .. 1:25.000 1.4.4 Nội dung bản đồ cảnh báo lũ quét - Bản đồ nền là bản đồ địa hình tương ứng có thể giản hóa một số yếu tố không cần thiết; - Thể hiện đầy đủ các loại hình lũ quét đã hình thành; - Thể hiện được cường độ lũ quét; - Thể hiện xác suất hình thành lũ quét Như vậy, nội dung thể hiện phải có ba loại hình lũ quét: lũ quét nghẽn dòng, lũ quét sườn và lũ quét hỗn hợp Lũ quét nghẽn dòng và hỗn hợp... và chồng xếp các bản đồ thành phần; - Ứng dụng công nghệ GIS để chập bản đồ thổ nhưỡng, bản đồ thảm phủ, bản đồ độ dốc và bản đồ mưa; - Xác định các vùng tiềm năng lũ quét với các cấp khác nhau trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên 5 Bố cục của Luận văn Luận văn được trình bày với bố cục như sau: - Mở đầu - Chương 1: Tổng quan chung về lũ quét, cơ sở khoa học và phương pháp lập bản đồ lũ quét - Chương 2: Điều... người dân do lũ quét gây ra trên cả nước thì Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt triển khai đề án: Xây dựng bản đồ nguy cơ lũ quét và hệ thống cảnh báo lũ quét Theo đó, đề án có thể phân thành tám vùng có nguy cơ xảy ra lũ quét gồm: Vùng núi Tây Bắc, vùng núi Việt Bắc, vùng núi Ðông Bắc, vùng núi Bắc Trung Bộ, vùng núi Trung Trung Bộ, vùng núi Nam Trung Bộ, khu vực Tây Nguyên, khu vực vùng núi trung... thành các bản đồ thể hiện hiện trạng và cảnh báo Như vậy hoàn toàn có thể lập được bản đồ phân vùng hiện trạng và cảnh báo lũ quét Bản đồ phân vùng lũ quét là một tổ hợp từ các bản đồ thành phần với các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát sinh và phát triển của nó Từ các thành tựu nghiên cứu trong 20 năm qua ở trong nước và các kết quả nghiên cứu từ trước ở nước ngoài, lũ quét đã được định nghĩa và phân loại... Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, năm 2003; - Xây dựng bản đồ khả năng lũ quét cho lưu vực sông Ba và sông Kone” của GS.TS Ngô Đình Tuấn, ThS Hoàng Thanh Tùng, Đại học Thủy lợi, năm 2006; - Xây dựng bản đồ tiềm năng lũ quét vùng núi Đông Bắc Việt Nam” của PGS TS Phạm Thị Hương Lan, PGS TS Vũ Minh Cát”, Đại học Thủy lợi, năm 2008; - Xây dựng bản đồ nguy cơ lũ quét tỉnh Gia Lai” của Nguyễn Thám, Trường Đại... phát triển lũ quét Căn cứ vào đặc điểm, điều kiện tự nhiên kết hợp với điều kiện khí tượng thủy văn, trong nghiên cứu này tác giả tập trung phân tích cho ba loại lũ quét điển hình ở khu vực tỉnh Thái Nguyên, đó là: lũ quét nghẽn dòng, lũ quét sườn và lũ quét hỗn hợp Vì các loại hình lũ quét có bản chất hình thành và phát triển hoàn toàn khác nhau, nguyên tắc tổ hợp để thể hiện trên bản đồ Học viên: . cơ lũ quét ở tỉnh Thái Nguyên. 2.2. Nhiệm vụ của đề tài Ứng dụng công nghệ GIS chập bản đồ thổ nhưỡng, bản đồ thảm phủ, bản đồ độ dốc với bản đồ mưa để xây dựng bản đồ phân vùng lũ tỉnh Thái. 3.7: Bản đồ đẳng trị mưa một ngày lớn nhất tỉnh Thái Nguyên 60 Hình 3.8: Bản đồ đẳng trị mưa khả năng tạo lũ quét tỉnh Thái Nguyên 63 Hình 3.9: Bản đồ phân vùng khả năng xảy ra lũ quét tỉnh Thái. PHƯƠNG PHÁP LẬP BẢN ĐỒ LŨ QUÉT 19 1.4.1. Tổng quan chung 19 1.4.2. Mục đích xây dựng bản đồ lũ quét 20 1.4.3. Cơ sở xây dựng bản đồ lũ quét 20 1.4.4. Nội dung bản đồ cảnh báo lũ quét 21 1.4.5.