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

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 cươn

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!

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

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Hồng Nhung

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

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 M ục 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

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

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

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

TÀI LIỆU THAM KHẢO 98

Nội dung Trang

Hình 1.2: Các khu vực đã xảy ra lũ quét trên lãnh thổ Việt Nam trong

Hình 1.3: Diễn biến về số trận lũ quét hàng năm (1990 - 2010) 14

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 2.2: Bản đồ mạng lưới trạm Khí tượng Thuỷ văn tỉnh Thái Nguyên 42

Hình 3.2: Ứng dụng GIS trực tiếp xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ

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 4.3: Trồng rừng phòng hộ tại huyện Võ Nhai, tỉnh Thái Nguyên 83

Nội dung Trang

Bảng 2.1: Lượng mưa trung bình nhiều năm các trạm tỉnh Thái Nguyên 37

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 3.5: Phân cấp Độ dốc bề mặt (I0

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Lũ quét là một dạng thiên tai xảy ra ở hầu khắp các nước trên thế giới,

đặc biệt ở vùng trung du, miền núi và các lưu vực sông chịu ảnh hưởng của

gió mùa, bão, áp thấp và hội tụ nhiệt đới như Trung Quốc, Thái Lan, Việt

Nam, Indonexia, Nhật Bản, Philippin, Hàn Quốc, Ấn Độ, Pakistan, Nepan

Có thể thấy hầu như năm nào cũng xảy ra hàng chục trận lũ quét ở các

vùng núi nước ra Cùng với tác động của biến đổi khí hậu, lũ quét xuất hiện

ngày càng nhiều, những trận lũ quét dồn dập, có sức tàn phá lớn Những trận

lũ quét này đã gây thiệt hại nghiêm trọng đến tính mạng, tài sản của nhân dân

và Nhà nước

Lũ quét là một dạng lũ đặc biệt, được hình thành khi một khối lượng

nước khổng lồ được mang đến bởi những cơn mưa dông, bão hay bão nhiệt

đới hoặc cũng có thể do một lượng lớn băng tuyết trên núi tan chảy một cách

đột ngột; cũng có thể được hình thành khi đập bị vỡ hay xả lũ vội vàng với

lưu lượng lớn đến hàng ngàn mét khối; hoặc do tác động của các yếu tố tự

nhiên nào đó mà gây ra dòng chảy (lỏng hoặc rắn) Khi lũ xảy ra dòng chảy

có lượng nước cực lớn chứa nhiều vật chất rắn, có thể cuốn trôi nhà cửa, cây

cối và gần như mọi thứ trên đường đi của nó

Đặc điểm của lũ quét là sự xuất hiện bất ngờ, mực nước dâng cao với

tốc độ lớn kèm theo lở đất Mức độ tàn phá của lũ quét cực kỳ ghê gớm, nhiều

trường hợp mang tính hủy diệt

Lũ quét là sự kết hợp của điều kiện địa chất không thuận lợi, chủ yếu

do các cung đất đá yếu khi gặp mưa lớn tạo ra hiện tượng trượt Quá trình

trượt được khuếch đại khi hình thành những dấu hiệu đầu tiên và kéo theo là

sự trượt của khối đất đá lớn hoàn toàn bão hòa nước với tốc độ cao, trong

khoảng thời gian ngắn

Nước ta nằm trong khu vực được xem là có tiềm năng tự nhiên sinh ra

lũ quét rất cao vì trên 70% diện tích đất là đồi núi, đặc biệt là vùng Đông bắc

Số liệu thống kê tình hình lũ quét ở nước ta cho thấy lũ quét là một hiện

tượng khí tượng thuỷ văn nguy hiểm, gây thiệt hại trước hết là tính mạng con

người nên cần có các biện pháp giảm thiểu càng sớm càng tốt

Trong khoảng chục năm trở lại đây, chu kỳ lặp tái diễn lũ quét có xu

hướng ngày càng ngắn, cường độ lũ càng tăng và xuất hiện nhiều địa điểm

gây bất ngờ cho nhiều địa phương, khu vực

Mức độ thiệt hại về người do lũ quét đều vượt xa so với các thiên tai

khác như bão, lũ và tập trung chủ yếu ở khu vực dân cư vùng sâu, vùng xa

Theo tài liệu điều tra khảo sát, từ năm 1953 (chưa tính thời gian đến

năm 1975 ở khu vực phía Nam) đến năm 2010 trên toàn quốc đã có ít nhất

478 trận lũ quét Có thể thấy hầu như năm nào cũng xảy ra hàng chục trận lũ

quét ở các vùng núi nước ta Lũ quét xuất hiện ngày càng nhiều, những trận lũ

quét dồn dập, có sức tàn phá lớn

Tháng 9 năm 2005 đã xảy ra trận lũ quét kinh hoàng tại một số tỉnh

miền núi Bắc Bộ; gần đây vào ngày 11/5/2013, sau đợt mưa to, gió lớn một

trận lũ quét kinh hoàng đã xảy ra trên địa bàn huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai

gây thiệt hại lớn về của, có ít nhất 10 người thương vong và mất tích; ngày

30/5/2013 tại xã Sảng Mộc, huyện Võ Nhai, tỉnh Thái Nguyên, một trận mưa

và lũ quét lớn bất thường xảy ra, đã làm một người chết, 2 người bị lũ cuốn

trôi, nhiều diện tích hoa màu có nguy cơ mất trắng

Để phòng chống và giảm nhẹ thiên tai (trong đó có lũ quét) trên Thế

giới cũng như ở Việt Nam đã đề ra nhiều giải pháp, nhưng đều được phân ra

làm hai loại: Giải pháp công trình và giải pháp phi công trình Mỗi loại biện

pháp có những ý nghĩa, tác dụng khác nhau và thường được sử dụng hỗn hợp

nhằm hỗ trợ nhau khắc phục những tác động của thiên tai

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 có nguy 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, xây dựng bản đồ phân vùng lũ quét

3.2 Phạm vi nghiên cứu

Tỉnh Thái Nguyên

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

4.1 Cách tiếp cận

Cách tiếp cận của luận văn là đi từ những vấn đề cụ thể, qua phân tích,

tổng hợp, xác định lựa chọn các nhân tố có tác động chính, quyết định khả

năng xảy ra lũ quét trong vùng nghiên cứu Từ đó, xác định mức độ ảnh

hưởng, tác động của từng nhân tố đến quá trình xảy ra lũ quét trên sườn dốc

4 2 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thu thập, phân tích xử lý số liệu và kế thừa các tài liệu

đã có: phương pháp này nhằm kiểm tra, đánh giá, tổng hợp và phân tích xử lý

các số liệu về địa hình, địa chất, thủy văn phục vụ cho việc xây dựng bản đồ

5 Bố cục của Luận văn

Luận văn được trình bày với bố cục như sau:

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CHUNG VỀ LŨ QUÉT, CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ

PHƯƠNG PHÁP LẬP BẢN ĐỒ LŨ QUÉT

1.1 TỔNG QUAN CHUNG VỀ LŨ QUÉT

1.1.1 Một số khái niệm về lũ quét

Theo Tổ chức Khí tượng thế giới (WMO) thì lũ quét thường xảy ra trên

diện hẹp và ngắn hạn, biểu đồ lũ nhọn, nước lũ bất thần xuất hiện và biến mất

ở thượng nguồn, lên xuống rất nhanh

Theo Frederik C Cung thì các trận lũ quét xuất hiện là kết quả của sự

tập trung một lượng nước do mưa dông lớn, nhanh chóng ở một vùng đồi núi,

tốc độ lũ và sức tàn phá do lũ đã tạo nên sự nguy hiểm của lũ

Theo Vụ Nhân đạo - Liên Hiệp Quốc (DHA) thì lũ quét là lũ lớn, xảy

ra trong thời đoạn ngắn, khi có bão, mưa lớn tập trung nhanh sinh ra lũ trên

các sườn dốc, sóng lũ có thể truyền rất nhanh gây ra những tàn phá bất ngờ và

nghiêm trọng Do lũ hình thành trong một thời gian ngắn nên việc dự báo rất

khó khăn

Theo Tổ chức Phòng chống thiên tai Úc, lũ quét xảy ra do những trận

mưa dông ngắn, cường độ lớn, do xảy ra bất ngờ nên lũ quét gây tác hại to lớn

về đời sống xã hội Lũ quét đặc biệt nghiêm trọng đối với nơi có hệ thống tiêu

nước kém

Cơ quan Khí tượng Úc cho rằng, lũ quét là hiện tượng lũ xuất hiện bất

ngờ mà thời gian từ lúc bắt đầu mưa tới đỉnh lũ thường nhỏ hơn sáu giờ Lũ

quét thường do hoạt động của các cơn dông và có thể xảy ra nhiều vùng thuộc

nước Úc

PGS TS Cao Đăng Dư và PGS TS Lê Bắc Huỳnh, cho rằng: lũ quét

là một loại lũ lớn, xảy ra bất ngờ, duy trì trong một thời gian ngắn (lên nhanh

và xuống nhanh) và có sức tàn phá lớn

Theo GS TS Ngô Đình Tuấn, lũ quét là loại lũ có tốc độ rất lớn (quét),

xảy ra bất thần (thường xuất hiện vào ban đêm) trên một diện tích nhỏ hay

lớn, duy trì trong một thời gian ngắn hay dài (tùy từng trận mưa lũ), mang

nhiều bùn cát, có sức tàn phá lớn

Trong khuôn khổ dự án “Điều tra, khảo sát, phân vùng và cảnh báo khả

năng xuất hiện lũ quét ở miền núi Việt Nam, Giai đoạn 1 - miền núi Bắc Bộ”,

đưa ra khái niệm: “Lũ quét là lũ hình thành do mưa kết hợp với các tổ hợp bất

lợi về điều kiện mặt đệm (địa hình, địa mạo, lớp phủ, ) sinh ra dòng chảy

bùn đá trên các sườn dốc (lưu vực sông, suối), dòng chảy lũ truyền rất nhanh

gây ra những tàn phá bất ngờ và nghiêm trọng ở khu vực sườn núi và dọc

sông mà nó tràn qua” [9]

1.1.2 Đặc tính lũ quét

Có thể tổng hợp các đặc tính của lũ quét như sau:

1.1.2.1 Tính bất ngờ

Thời gian từ khi lũ quét xuất hiện đến khi kết thúc diễn biến rất nhanh

(thường chỉ từ một giờ đến ba giờ sau khi có mưa lớn), đặc biệt là đối với loại

lũ quét nghẽn dòng có thể gây ra sóng lũ cao đột ngột Mặt khác, lũ quét

thường xảy ra ở vùng núi hiểm trở, việc đi lại đo đạc, thu thập tài liệu khó

khăn, do vậy với các phương pháp tính toán, dự báo thông thường khó có thể

dự báo một cách có hiệu quả

1.1.2.2 Tính xảy ra trong thời gian ngắn

Từ lúc bắt đầu có mưa đến lúc kết thúc, lũ quét thường không kéo dài

quá 1 ngày (trận lũ 27/6/1990, 27/7/1991 ở Nậm Lay, 27/7/1991 tại Nậm Pàn,

Nậm Na chỉ từ 1 giờ đến 3 giờ) Lũ quét ở suối Quân Cây, tại Phúc Thuận

Phổ Yên, tỉnh Bắc Thái (nay thuộc tỉnh Thái Nguyên) xảy ra lúc 23h45' ngày

20/10/1969, kết thúc lúc 1h ngày 21/10/1969, trận lũ này có đường quá trình

mực nước lũ lên và xuống rất dốc

1.1.2.3 Tỷ lệ vật chất rắn trong lũ quét rất lớn

Lượng chất rắn thường chiếm từ 3% đến 10% lượng lũ Tổng lượng lũ

quét thường tăng từ 1,1 đến 1,2 lần lượng nước lũ đã sinh ra nó Có thể nói

nước lũ quét là pha trung gian giữa vật thể lỏng và vật thể rắn nên ngoài sự

phá hoại do lưu tốc của dòng lũ gây ra hiện tượng xói mà còn làm bồi lắng đá,

cát, sỏi trên dọc đường lũ đi qua

1.1.2.4 Tính khốc liệt

Do lũ có lưu lượng lớn và dòng chảy xiết, đặc biệt là khi nước lũ tích tụ

tạo ra sóng lũ lớn đột ngột nên có thế năng rất lớn, các vật thể rắn chuyển

động va đập làm cho lũ quét có sức tàn phá lớn, có thể cuốn đi các công trình,

nhà cửa, cây cối và mọi vật cản trên đường chuyển động của nó [9]

1.1.3 Những giai đoạn chính hình thành lũ quét

- Mưa lớn hình thành dòng lũ mặt lớn và đặc biệt lớn tràn ngập trên mặt

lưu vực nhỏ của vùng núi dốc, nơi có độ che phủ thảm thực vật nhỏ do bị khai

thác mạnh mẽ

- Nước mưa hình thành dòng chảy mặt xói mòn và rửa trôi bề mặt lưu

vực làm tăng đáng kể lượng bùn, cát, rác trong dòng nước lũ

- Nước lũ tập trung hầu như đồng thời, đổ về rất nhanh từ các sườn dốc

lưu vực (thường có độ dốc trên 20% - 30%) đổ vào lòng dẫn (thời gian tập

trung chỉ 1 giờ - 3 giờ cho đến dưới 6 giờ); Dòng lũ có tốc độ xói mạnh, tàn

phá mọi vật cản trên đường chuyển động, có thể tạo ra lòng dẫn mới, bồi lấp

lòng dẫn cũ, làm cho tốc độ truyền lũ về phía hạ du nhanh hơn

- Dòng lũ xói sâu ở những khu vực cao, bồi lắng bùn, cát, đá, rác ở các

vùng trũng dọc đường đi như các bãi lầy, đồng ruộng, vườn tược, thậm chí cả

những khu dân cư

Như vậy, lũ quét là một hiện tượng thiên tai thường xảy ra ở những lưu

vực nhỏ (diện tích không quá 300km2

- 400km2), ở miền núi nơi có độ dốc

lớn (trên 15% - 30%), mức độ khai thác lưu vực lớn chỉ còn lớp phủ thực vật

- Nhóm tác động của các yếu tố con người

Mỗi nhóm có thể chia thành các nhóm nhỏ khác nhau và cụ thể được

chi tiết theo sơ đồ như trong Hình 1.1

Hình 1.1 : Các nhân tố hình thành lũ quét

Các hình thức hoạt động của con người trên lưu vực có thể ảnh hưởng

đến cả ba nhóm các nhân tố tự nhiên nêu trên Song, biểu hiện rõ nhất là

nhóm các nhân tố biến đổi nhanh Đây là nhóm nhân tố chỉ thị, thường được

chọn để phân biệt lũ quét với lũ thông thường Nhóm các nhân tố ít biến đổi

và biến đổi chậm tham gia vào quá trình hình thành lũ quét khi quá trình biến

đổi vượt qua một “ngưỡng” nào đó

1.1.5 Các dạng lũ quét điển hình

Tổng hợp các dạng thường xảy ra, người ta phân loại lũ quét theo 7

dạng chính như sau:

1.1.5.1 Lũ quét sườn dốc

- Đặc điểm: Cường suất và tốc độ lũ rất lớn Lũ đến bất thần, tàn phá

dạng cuốn trôi nhanh, rút nhanh Trong dòng lũ chứa ít bùn đá Lũ phát sinh

chủ yếu do mưa cường độ lớn trên các lưu vực có khả năng tập trung nước

nhanh

- Nơi thường xảy ra: khu vực Quảng Ninh và các khu vực xung quanh

dải núi Hoàng Liên Sơn ở Việt Nam

1.1.5.2 Lũ quét vỡ dòng tự nhiên

- Đặc điểm: Lũ quét vỡ dòng phát sinh do các hồ tự nhiên trong các

thung lũng sông miền núi Đặc trưng động lực học của lũ là có dạng sóng với

tốc độ đặc biệt cao

- Lũ quét xảy ra tại suối Nậm He (Lai Châu) năm 1990, có thể được coi

là điển hình cho loại lũ quét vỡ dòng tự nhiên Lũ quét vỡ dòng ở Nậm He kết

hợp với lũ lớn ở thị xã Lai Châu đã tạo nên lũ quét hỗn hợp tàn phá hầu hết

dân cư và cơ sở hạ tầng dọc phần thấp của thị xã

1.1.5.3 Lũ quét vỡ dòng nhân tạo

- Đặc điểm: Đặc trưng của lũ quét vỡ dòng nhân tạo gần giống với lũ

quét vỡ dòng tự nhiên Điểm khác biệt ở trường hợp vỡ dòng nhân tạo là do

mưa lớn kết hợp với sự cố công trình hồ, đập

- Ở Việt Nam đã xảy ra trường hợp vỡ một số hồ, đập thuỷ lợi nhỏ dẫn

tới lũ quét ở hạ lưu Ví dụ, vỡ các hồ nước kiểu bậc thang tại Đắc Lắc năm

1990 làm chết 22 người

1.1.5.4 Lũ quét nghẽn dòng tự nhiên

- Đặc điểm: Đặc trưng cơ bản của loại lũ này là cường suất tương đối

cao, kéo dài (nhiều giờ, thậm chí nhiều ngày) Dạng tàn phá chủ yếu là cuốn

trôi và gây ngập Khu vực bị cuốn trôi mạnh nhất thường tập trung ở khu đầu

vào và khu đầu ra của lũ

- Tác nhân chủ yếu dẫn tới nghẽn dòng tự nhiên là cấu trúc địa chất -

địa hình đặc thù và mưa lớn trên diện rộng Lũ quét nghẽn dòng tự nhiên có

thể lặp đi lặp lại nhiều lần trên một khu vực nếu phần thu hẹp không được mở

rộng

1.1.5.5 Lũ quét nghẽn dòng đột biến

Loại hình lũ quét này đã xảy ra tại thị xã Sơn La năm 1991 và các nơi

khác thuộc miền núi phía Bắc Lũ có diễn biến tương đối giống với lũ quét

nghẽn dòng tự nhiên, song khác biệt ở tác nhân phát sinh và tác hại Tác nhân

chủ yếu là trượt lở, sập hang, đất đá gỗ cây lấp cửa hang Tác hại chủ yếu là

mọi thứ sẽ bị cuốn trôi khi vật cản được giải phóng

1.1.5 6 Lũ bùn đá

- Đặc điểm: Lũ bùn đá là một dạng của lũ quét, xảy ra nơi có đầy đủ

nguồn chất rắn (bùn đá) cấp cho dòng lũ quét Nó xuất hiện ở một số sông

miền núi, nơi có cường độ mưa lớn, tập trung, địa hình dốc, cấu tạo địa chất

dễ bị sụp lở như đất hoàng thổ, đất cát pha sét, lớp diệp thạch sét sa thạch và

đá vôi dễ gây trượt trọng lực Sau những trận lũ bùn đá, lòng sông bị biến đổi

rất lớn

- Dạng lũ này xảy ra nhiều ở vùng Tây Bắc và Việt Bắc Điển hình là

trận lũ quét tháng 8/1996 tại thị trấn Mường Lay Tác nhân trực tiếp gây lũ

bùn đá là trượt lở, động đất, Phương thức tác hại đặc trưng là đập vỡ, cuốn

trôi, vùi lấp

1.1.5.7 Lũ quét hỗn hợp

Lũ quét hỗn hợp là sự kết hợp cùng một lúc hai hay nhiều loại hình lũ

quét khác nhau Diễn biến và tác hại của lũ quét rất phức tạp và lớn Tác nhân

gây lũ quét hỗn hợp rất đa dạng [9]

Theo số liệu thống kê chưa đầy đủ, từ năm 1953 (chưa tính thời gian

đến năm 1975 cho các vùng ở khu vực phía Nam) đến năm 2010 trên toàn

quốc đã có ít nhất 478 trận lũ quét với các quy mô khác nhau Các vị trí xuất

hiện lũ quét thường ở quy mô nhỏ đến lớn, có trận chỉ bao gồm khu vực nhỏ

như một bản, nhóm dân cư ven sườn núi, có trận xảy ra trên quy mô lớn trải

dài trên một lưu vực sông, suối (như trận lũ quét năm 2002 ở Hương Sơn -

Hương Khê - Hà Tĩnh, trận lũ quét dọc suối Ngà - Ngòi Lao năm 2005 tại

Văn Chấn - Nghĩa Lộ - Yên Bái)

Ở hầu hết các tỉnh miền núi và trung du trên toàn lãnh thổ nước ta đều

có lũ quét, sạt lở đất có nguồn gốc từ mưa lớn như ở Sơn La, Điện Biên, Lai

Châu, Lào Cai, Yên Bái, Hà Giang, Tuyên Quang, Bắc Cạn, Phú Thọ, Vĩnh

Phúc, Hòa Bình, Cao Bằng, Lạng Sơn, Thái Nguyên, Quảng Ninh, Thanh

Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên Huế, Thành

phố Đà Nẵng, Quảng Nam, các tỉnh khu vực Tây Nguyên và Nam Trung Bộ

Các khu vực đã xảy ra lũ quét trên lãnh thổ Việt Nam trong giai đoạn

1953 - 2010 được thể hiện trong Hình 1.2

Hình 1.2 : Các khu vực đã xảy ra lũ quét trên lãnh thổ Việt Nam trong

giai đoạn 1953 - 2010 [9]

Phần lớn các trận lũ quét đều xảy ra ở khu vực miền núi hẻo lánh, địa

hình có độ dốc lớn, dân cư thưa thớt, tuy nhiên có những trận lũ quét xảy ra

có sức tàn phá lớn mang tính huỷ diệt gây tổn thất lớn về tính mạng và tài sản

của nhân dân, đặc biệt là những hộ dân sống ở các thung lũng sông khi có lũ

quét tràn qua

Theo thống kê của Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường

và các tài liệu khác, diễn biến các trận lũ quét gây thiệt hại trên lãnh thổ Việt

Nam trong các thời kỳ được trình bày trong Bảng 1.1:

Bảng 1.1: Diễn biến lũ quét trong thời kỳ từ năm 1970 – 2010

Diễn biến về số trận lũ quét hàng năm và xu thế diễn biến lũ quét ngày

càng gia tăng nghiêm trọng trong khoảng vài chục năm trở lại đây ở Việt

Nam Mối quan hệ giữa thời gian và số trận lũ quét hàng năm được thể hiện ở

Hình 1.3 và Hình 1.4

Hình 1.3 : Diễn biến về số trận lũ quét hàng năm (1990 - 2010) [9]

Những năm lũ quét xảy ra nhiều trên toàn quốc: các năm 2000, 2001,

2004 mỗi năm có 14 trận, năm 2005 có 15 trận, năm 2006 có 16 trận, năm

2007, 2008, 2009 có 17 trận, năm 2010 có số trận lũ quét xảy ra nhiều nhất 18

trận Thời kỳ từ 1990 - 2010 có 260 trận lũ quét đã xảy ra trên địa bàn cả

nước Tính trung bình thời kỳ 1990 - 2010 mỗi năm trung bình có trên 12 trận

lũ quét xảy ra, những năm có số trận lũ quét xảy ra ít nhất cũng lên đến 4 trận

Hình 1.4 : Xu thế diễn biến lũ quét trong thời kỳ 1990-2010 [9]

Một số hình ảnh về lũ quét ở Việt Nam:

Hình 1.5 : Lũ quét tại Hà Tĩnh, xảy ra ngày 17/9/2002

Hình 1.6 : Lũ quét tại Hà Giang, xảy ra ngày 19/7/2004

Hình 1.7: Lũ quét tại Bát Xát (Lào Cai), xảy ra ngày 15/8/2010

Hình 1.8: Lũ quét làm sạt lở đường Quốc lộ ở Yên Bái (29/9/2005)

Hình 1.9: Lũ quét tại Thái Nguyên, xảy ra ngày 03/5/2013

1.3 TỔNG QUAN CHUNG VỀ CÔNG TÁC XÂY DỰNG BẢN ĐỒ

LŨ QUÉT Ở VIỆT NAM

Lũ quét, sạt lở đất thường xảy ra rất nhanh ở các tỉnh miền núi và trung

du, vùng sâu, vùng xa, nơi hầu như không có phương tiện thông tin hiện đại

để kêu gọi ứng cứu Những địa phương thường xuyên chịu thiệt hại nặng nề

do lũ quét là: Hà Giang, Lào Cai, Lai Châu, Ðiện Biên, Sơn La, Yên Bái, Thái

Nguyên, Nghệ An, Hà Tĩnh,

Thiệt hại do lũ quét hàng năm ước tính khoảng từ 25 tỷ đến 200 tỷ

đồng Ðặc biệt, chỉ trong thời gian từ năm 1990 đến năm 2005, đã xảy ra

khoảng 25 trận lũ quét gây thiệt hại lớn Chỉ trong 15 năm, số người chết và

mất tích vì lũ quét là 965 người, 13.280 nhà đổ, bị cuốn trôi, 197.879 ha

lúa, hoa màu ngập, hư hại, Tổng giá trị thiệt hại ước tính khoảng 1.915 tỷ

đồng [9]

Trước thiệt hại ngày càng gia tăng về tài sản và tính mạng của 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 lưu sông Ðồng Nai

Về kế hoạch hành động, trong Quyết định “Phê duyệt Chiến lược quốc

gia phòng, chống và giảm nhẹ thiên tai đến năm 2020” số 172/2007/QĐ-TTg

của Thủ tướng Chính phủ ngày 16 tháng 11 năm 2007 tại Điều 1, khoản IV,

mục 2 đã nêu điều đầu tiên trong phương châm phòng, chống và giảm nhẹ

thiên tai ở khu vực miền núi và Tây Nguyên là lập bản đồ vùng có nguy cơ

cao về lũ quét, sạt lở đất và tai biến địa chất [7]

Từ năm 2006 đến nay đã có rất nhiều các chương trình và các đề tài, dự

án đã nghiên cứu và thành lập bản đồ lũ quét ở các vùng và các tỉnh, ví dụ

như các đề tài sau:

- “Ứng dụng công nghệ GIS xây dựng phần mềm bản đồ số tiềm năng

lũ quét ở huyện Sơn Hà, Quảng Ngãi” của Nguyễn Tấn Truyền, Nguyễn Tấn

Khôi, 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 học sư phạm, Đại học Huế, năm 2009;

- “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 lở đất ở tỉnh

Quảng Trị và đề xuất các giải pháp phòng tránh” của Nguyễn Thám, Trường

Đại học Sư phạm, Đại học Huế, năm 2010 - 2012

Mặc dù là tỉnh thường xảy ra lũ quét, nhưng cho đến nay Thái Nguyên

vẫn chưa có một bản đồ phân vùng lũ quét tổng thể, đây là một trong những

lý do để tác giả chọn đề tài nghiên cứu này

LẬP BẢN ĐỒ LŨ QUÉT

1.4.1 Tổng quan chung

Một trong các giải pháp quan trọng để phòng tránh và giảm nhẹ thiệt

hại lũ quét là xây dựng bản đồ phân vùng khả năng xảy ra lũ quét Đây là một

vấn đề mới không những ở Việt Nam mà còn trên thế giới Như chúng ta đã

biết, điều kiện cần để hình thành lũ quét là mưa cường độ lớn, song điều kiện

đủ là mặt đệm, bao gồm thảm thực vật, vỏ phong hóa thổ nhưỡng, địa hình và

hoạt động dân sinh kinh tế Cũng phải nhấn mạnh về điều kiện cần và đủ rằng,

nếu không có nguồn nước (ở đây là mưa) thì không thể có lũ quét Tuy nhiên

cùng một trận mưa, lũ quét chỉ xảy ra với nơi có mặt đệm phù hợp

Qua các tài liệu nghiên cứu thì hầu hết các khu vực kinh tế - xã hội

quan trọng ở miền núi phía Bắc, Bắc và Nam Trung bộ, một phần Tây

Nguyên và Đông Nam Bộ đã và sẽ xảy ra lũ quét Các khu vực này đều thuộc

vùng núi và trung du Lũ quét là một loại hình tai biến thiên nhiên Nó hình

thành và phát triển trước hết do tác động của điều kiện tự nhiên và được gia

tăng bởi hoạt động kinh tế xã hội Hai yếu tố tự nhiên là khí tượng và mặt

đệm hiện nay đã được các ngành liên quan lập 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

một cách chi tiết Tuy rằng các thuật ngữ và cách phân loại còn là đề tài tranh

cãi của giới khoa học trong nước và quốc tế, nhưng trước tầm quan trọng của

hiện tượng tai biến này, việc lập bản đồ phân vùng lũ quét là hết sức cần thiết

và cấp bách

1.4.2 Mục đích xây dựng bản đồ lũ quét

- Chỉ cho người dân và các nhà quản lý thấy rõ khu vực chịu tác động

của các loại hình lũ quét, bản chất của quá trình hình thành và phát triển,

cường độ và xác suất hình thành lũ quét;

- Định hướng cho các nhà quản lý trong dự trữ vật tư, chiến lược đề

phòng và phương án cứu hộ khi cần thiết;

- Phục vụ cho nâng cao độ an toàn trong quy hoạch và khai thác lãnh

thổ

1.4.3 Cơ sở xây dựng bản đồ lũ quét

Bản đồ lũ quét được xây dựng trên cơ sở:

- Dựa vào bản chất hình thành và phát triển lũ quét;

- Căn cứ vào đánh giá tổ hợp các yếu tố ảnh hưởng đến hình thành và

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

phân vùng cũng khác nhau Như vậy, tổ hợp các yếu tố ảnh hưởng đến quá

trình hình thành và phát triển lũ quét được nêu tóm tắt như sau:

- Điều kiện cần để có lũ quét: nguồn nước như mưa, tuyết tan, vỡ hồ

chứa nước

- Điều kiện đủ: là yếu tố mặt đệm bao gồm địa hình, thảm thực vật, vỏ

phong hóa - thổ nhưỡng

Các yếu tố địa chất - kiến tạo là cơ sở khoa học để xác định các yếu tố

mặt đệm nêu trên

Hai điều kiện trên phải có sự tương thích ràng buộc để hình thành và

phát triển lũ quét cả về loại hình, cường độ và xác suất hình thành Tỷ lệ bản

đồ dựa vào mục đích và diện tích khu vực nghiên cứu Với phân vùng dự báo

miền như: miền núi phía Bắc, Bắc Trung bộ, Nam Trung Bộ, Tây Nguyên,

Đông Nam Bộ, tỷ lệ bản đồ có thể khoảng 1:250.000 - 1:500.000 Với một

tỉnh hoặc lưu vực sông lớn có thể ở tỷ lệ 1:50.000 - 1:100.000 Khu vực

huyện hoặc lưu vực sông suối nhỏ có thể ở mức độ chi tiết hơn như 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 chỉ

xảy ra ở các vị trí thích hợp và có yếu tố nghẽn dòng, do vậy được chỉ rõ tại

các vị trí đó Yếu tố chính đánh giá lũ quét sườn là hệ số cường độ lũ quét

hoặc hệ số đánh giá tổ hợp các yếu tố

1.4.5 Thể hiện trên bản đồ cảnh báo lũ quét

Đây là một yếu tố rất quan trọng cho tờ bản đồ thể hiện sự rõ ràng,

minh bạch và giúp cho người đọc thấy rõ nội dung cần thể hiện Không kể về

mặt địa hình, lũ quét được thể hiện qua các yếu tố sau:

- Các điểm với độ lớn khác nhau thể hiện cường độ lũ quét nghẽn dòng,

màu các điểm thể hiện mức độ nguy hiểm cho người và tài sản;

- Các tông màu và dạng nét kẻ thể hiện cho diện phân bố lũ quét sườn;

- Các bảng biểu ;

- Các chú giải

1.4.6 Nguyên tắc lập bản đồ lũ quét

- Bản đồ lũ quét thể hiện các loại hình lũ quét, mỗi loại hình lũ quét tuy

gây ra hậu quả gần như nhau song quy luật hình thành và phát triển có khác

Do vậy mà có sự phức tạp nhất định trong nguyên tắc và nội dung thể hiện

- Bản đồ lũ quét vừa có ý nghĩa thống kê (bản đồ phân vùng khí hậu),

vừa có ý nghĩa hình thái (quy luật phân bố mặt đệm), vừa có ý nghĩa tính toán

toán học (tổ hợp các yếu tố hình thành và dự báo kỹ thuật) Cách trình bày

bên trên chỉ là một trong các cách thể hiện để lập bản đồ Có thể có các cách

khác nếu nó thể hiện một cách hợp lý các loại hình lũ quét, quy luật hình

thành và phát triển lũ quét

- Vì là bản đồ được thiết lập trên cơ sở tổ hợp các yếu tố tác động nên

độ chính xác của tờ bản đồ phụ thuộc phần lớn vào độ chính xác của các bản

đồ thành phần Ngoài ra phụ thuộc lớn vào phương pháp toán học để tổ hợp

các yếu tố

Để xây dựng bản đồ nói chung hay bản đồ lũ quét nói riêng, trước đây

người ta sử dụng bản đồ giấy truyền thống, nhưng việc sử dụng bản đồ giấy

truyền thống có nhiều nhược điểm:

- Không có khả năng thay đổi tỷ lệ bản đồ;

- Không có khả năng hiển thị lớp thông tin chuyên đề (layer) riêng mà

ta quan tâm;

- Mức độ khái quát lớn nên khó khăn trong việc đọc và diễn giải thông

tin;

- Khó khăn trong việc chuyển đổi từ hệ tọa độ này sang hệ tọa độ khác;

- Việc cập nhật thông tin trong bản đồ rất khó khăn và mất nhiều thời

gian;

- Khó khăn trong việc thực hiện các phân tích số, lượng;

- Khu vực quan tâm luôn luôn nằm tại vị trí giao nhau của 4 tấm bản

đồ;

- Không có khả năng thay đổi cách hiển thị các đối tượng, đặc điểm đã

được vẽ;

- Sản xuất bản đồ theo nhu cầu riêng vô cùng tốn kém

Các nhà nghiên cứu và quản lý tài nguyên dần dần nhận thấy cần thiết

phải cải thiện phương pháp xử lý các thông tin địa lý và điều này đã dẫn tới

sự ra đời của hệ thống thông tin địa lý GIS [4]

INFORMATION SYSTEM)

1.5.1 Tóm tắt quá trình phát triển của kỷ nguyên thông tin và GIS

Kỷ nguyên thông tin có thể xem như được bắt đầu với sự sử dụng của

thẻ đục lỗ để lập trình văn hóa dệt tại Pháp cuối những năm 1800 Cuộc tổng

điều tra dân số Mỹ năm 1890 đã sử dụng công nghệ thẻ đục lỗ và máy đọc thẻ

cơ học để thống kê kết quả điều tra Năm 1936, tại hội nghị của hiệp hội các

nhà địa lý Mỹ đã nêu ra sự cần thiết phải phát triển các tiếp cận về lượng

trong giải quyết các vấn đề dựa trên bản đồ (Hunter, 2001)

Ba yếu tố quan trọng dẫn tới sự hình thành công nghệ bản đồ kỹ thuật

số và bản đồ học vi tính trong những năm 1960 là:

- Sự hoàn thiện các kỹ thuật ngành bản đồ;

- Sự phát triển nhanh chóng trong công nghệ vi tính kỹ thuật số;

- Sự phát triển nhanh kỹ thuật xử lý không gian

Vào những năm 1960, Bộ Y tế và Bộ Lâm nghiệp Hoa Kỳ đã phát triển

các kỹ thuật máy tính để nghiên cứu chất lượng nước và các vấn đề thuỷ văn

Cục Thống kê Mỹ cũng đã tiên phong trong lĩnh vực sử dụng máy tính trong

phân tích số liệu Năm 1969, Ian McHarg đã viết cuốn Thiết kế phù hợp với

Tự nhiên (Design with Nature) nêu ra phương pháp chập các lớp bản đồ khi

giải quyết bài toán lựa chọn địa điểm (site selection) và phân tích phù hợp

(suitability analysis) Nhiều phần mềm máy tính ứng dụng trong quy hoạch đô

thị đã được ra đời trên khắp thế giới vào cuối những năm 1960 (Hunter,

2001)

Những ví dụ trên đây chưa phải là GIS thực sự Ứng dụng GIS đầu tiên

được coi là GIS Canada (Canada Geographical Information System – CGIS)

hình thành vào năm 1964 trong các chương trình phục hồi đất nông nghiệp

Hệ thống này phân tích dữ liệu đất đai Canada để xác định khu vực đất thứ

yếu gây ra các vấn đề môi trường CGIS này cũng dẫn đến sự phát triển máy

scanner điện tử đầu tiên trên thế giới dùng để chuyển đổi bản đồ giấy thành

dạng dữ liệu số Vì vậy, có thể nói GIS đầu tiên trên thế giới được gắn liền

với các nghiên cứu về môi trường

Các hệ thống GIS đầu tiên khác là Hệ thống thông tin tài nguyên và sử

dụng đất New York, hệ thống thông tin quản lý đất đai Minnesota Đến cuối

những năm 1970, Viện nghiên cứu các hệ thống môi trường (ESRI) ra đời ở

California và đã phát hành sản phẩm Arc/Info – đây có thể coi là sản phẩm

thương mại trọn gói GIS đầu tiên trên thế giới (Hunter, 2001) [4]

Luận văn nghiên cứu, sử dụng công nghệ GIS để xây dựng bản đồ phân

vùng lũ quét cho tỉnh Thái Nguyên

1.5.2 Khái niệm hệ thống thông tin địa lý GIS

Hệ thống thông tin địa lý GIS có thể được định nghĩa như là “một hệ

thống các phần cứng, phần mềm, các quá trình để lưu trữ, quản lý, thao tác,

phân tích, mô hình hoá, thể hiện và hiển thị các dữ liệu địa lý nhằm mục đích

giải quyết các bài toán phức tạp liên quan đến quy hoạch và quản lý tài

nguyên” (Longley et.al, 2001)

Với GIS, các yếu tố của Trái đất không chỉ được thể hiện dưới dạng

hình ảnh như bản đồ giấy thông thường, mà khi được đưa vào máy tính, thông

tin này có thể được thể hiện một cách sống động và linh hoạt hơn nhiều Các

thông tin không gian (spatial information) có thể được thể hiện như bản đồ

giấy với các miêu tả sông ngòi, đường giao thông, thảm thực vật, các đường

ranh giới,… với đầy đủ chú dẫn, tiêu đề, ngoài ra cũng có thể được diễn đạt

bằng tập hợp các bảng thống kê, đồ thị, biểu đồ

Một đặc điểm quan trọng nhất của GIS là các dữ liệu không gian

(spatial data) được lưu giữ dưới dạng một cấu trúc nhất định được gọi là cơ sở

dữ liệu không gian Cấu trúc dữ liệu sẽ quyết định cách thức lưu trữ, truy cập

và thao tác xử lý thông tin

Như vậy, một hệ thống GIS sử dụng hiệu quả các dữ liệu không gian và

bao gồm các quy trình sau đây:

- Thu thập, quy nạp và hiệu chỉnh các dữ liệu không gian đầu vào;

- Lưu trữ và truy xuất dữ liệu;

- Thao tác và phân tích dữ liệu;

- Đưa ra kết quả và xây dựng báo cáo [4]

1.5.3 Các lĩnh vực ứng dụng của GIS

Trong xã hội hiện đại, GIS được coi như là công cụ quý giá trong quá

trình quản lý, hoạch định và ra quyết định Ngày nay, cùng với sự phát triển

của công nghệ thông tin và các công nghệ liên quan như trắc địa, bản đồ, công

nghệ định vị từ vệ tinh, công nghệ viễn thám, công nghệ GIS đã tạo ra một

sự phát triển bùng nổ các ứng dụng trong quản lý tài nguyên thiên nhiên, môi

trường, quản lý vùng lãnh thổ đa ngành Nhờ những khả năng phân tích và xử

lý đa dạng, công nghệ GIS được coi là công cụ trợ giúp cho việc ra quyết định

trong nhiều hoạt động kinh tế - xã hội và an ninh quốc phòng của các quốc gia

trên thế giới GIS giúp cho các cơ quan quản lý nhà nước, các doanh nghiệp,

các tổ chức, cá nhân,… đánh giá được hiện trạng của các quá trình, các thực

thể tự nhiên, kinh tế, quốc phòng qua các chức năng thu thập, quản lý, truy

vấn, phân tích và tích hợp các thông tin gắn với một nền hình học nhất quán

trên cơ sở tọa độ của các dữ liệu đầu vào

Các lĩnh vực ứng dụng GIS rất đa dạng, sau đây là một số trường hợp

minh họa GIS được sử dụng như một công cụ hữu hiệu:

- Nhà quy hoạch đô thị quan tâm đến sự phát triển mở rộng đô thị ra

các vùng ngoại ô và xem xét đến việc phát triển dân số cơ học tại các vùng đó

cũng như lý do tại sao đô thị cần phát triển ở vùng này chứ không phải ở vùng

khác;

- Nhà sinh vật học nghiên cứu tác động của tập quán đốt rừng làm

nương đến khả năng sinh tồn lâu dài của những loài động vật lưỡng cư tại các

vùng rừng núi;

- Nhà phân tích thiên tai xác định những vùng có nguy cơ ngập lụt cao

gắn liền với hiện tượng gió mùa hàng năm qua việc xem xét các tính chất mưa

và địa hình của khu vực;

- Nhà địa chất xác định những khu vực tối ưu cho việc xây dựng công

trình tại vùng đất có chấn động thường xuyên bằng cách phân tích các tính

chất kiến tạo đá;

- Nhà kỹ sư địa chất quan tâm đến khả năng khai thác mỏ quặng trong

tương lai có tính toán đến các yếu tố như mức độ dàn trải, độ sâu và chất

lượng vỉa, v.v…

- Công ty viễn thông muốn xác định vị trí tối ưu để xây dựng trạm thu

phát có tính đến các yếu tố chi phí như giá đất, mức độ bằng phẳng của địa

hình, v.v…

- Nhà lâm nghiệp muốn tối ưu hoá việc sản xuất lâm sản bằng cách sử

dụng số liệu về đất, sự phân bố loài cây hiện tại kết hợp với các yêu cầu quản

lý như yêu cầu về bảo tồn đa dạng sinh học, v.v…

Tóm lại, các lĩnh vực ứng dụng chính của GIS có thể tóm tắt bao gồm

(Hunter, 2001):

- Quy hoạch đô thị và lãnh thổ;

- Quản lý đất đai;

- Quản lý hệ thống kết cấu hạ tầng kỹ thuật (cung cấp nước, thoát nước,

cung cấp điện, bưu chính,…);

- Kinh doanh (ngân hàng, bảo hiểm, phân phối bán lẻ, marketing);

- Giáo dục;

- Đối phó với các tình huống khẩn cấp;

- Khai thác mỏ;

- Y tế;

- Nông, lâm nghiệp;

- Đánh giá và theo dõi môi trường [4]

Lũ quét thường xảy ra trong thời đoạn ngắn, khi mưa tập trung nhanh,

cường độ lớn, trên những địa hình dốc, đặc biệt là khu vực đồi núi

Với địa hình chủ yếu là đồi núi thấp chạy theo hướng Bắc - Nam, thấp

dần từ Bắc xuống Nam nên Thái Nguyên là tỉnh thường xuyên chịu ảnh

hưởng của hiện tượng lũ quét Để giảm thiểu thiệt hại do lũ quét gây ra trên

địa bàn tỉnh thì công tác lập bản đồ phân vùng và cảnh báo lũ quét là hết sức

cần thiết và cấp bách

Trong các phương pháp xây dựng bản đồ phân vùng lũ quét hiện nay

thì phương pháp sử dụng công nghệ GIS cho kết quả có độ chính xác cao và

đã được áp dụng trên nhiều tỉnh, thành, khu vực

Để việc lập bản đồ phân vùng lũ quét cho tỉnh Thái Nguyên có tính

thực tiễn cao ngoài việc áp dụng khoa học đương đại thì cần thu thập và

nghiên cứu cụ thể các số liệu về điều kiện tự nhiên, tình hình kinh tế xã hội

của Tỉnh Đáp ứng yêu cầu trên, Chương 2 sẽ trình bày một cách cụ thể và chi

tiết về điều kiện tự nhiên, tình hình kinh tế xã hội Thái Nguyên

CH ƯƠNG 2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ TÌNH HÌNH KINH TẾ XÃ HỘI CỦA

độ Đông Thái Nguyên phía Bắc giáp với tỉnh B ắc Cạn, phía Nam giáp thành

phố Hà Nội , phía Đông giáp với tỉnh Lạng Sơn và phía Tây giáp với tỉnh

Tuyên Quang

Với vị trí địa lý là một trong những trung tâm kinh tế chính trị của miền

Bắc Việt Nam, là cửa ngõ giao lưu kinh tế xã hội với vùng tam giác kinh tế

trọng điểm Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh và các tỉnh miền núi trung du

Đông Bắc Bộ, Thái Nguyên có nhiều lợi thế về giao thông, tài nguyên thiên

nhiên để phát triển Công - Nông - Lâm nghiệp và dịch vụ du lịch

Vị trí địa lý của tỉnh đã tạo ra nhiều điều kiện thuận lợi trong việc mở

rộng giao lưu kinh tế với các tỉnh , thành phố trong vùng, trong cả nước cũng

như với nước ngoài , đưa Thái Nguyên nhanh chóng trở thành một trung tâm

phát triển kinh tế, văn hóa của các tỉnh miền núi trung du phía Bắc, không chỉ

hiện nay mà cả trong tương lai

Bên cạnh những điều kiện thuận lợi Thái Nguyên có được, thì cũng gặp

không ít khó khăn là vùng kinh tế miền núi khó khăn, thiếu nước, gánh chịu

hậu quả nặng nề của thiên tai, đặc biệt là lũ quét