XÁC LẬP CƠ SỞ KHOA HỌC ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐỊA TIN HỌC XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC MẶT VÙNG MỎ CẨM PHẢ, QUẢNG NINH

i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT ĐẶNG TUYẾT MINH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MƠ HÌNH HỐ KHƠNG GIAN TRONG PHÂN VÙNG NGUY CƠ PHỤC VỤ CẢNH BÁO LŨ LƯU VỰC SÔNG LAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2019 ii BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT ĐẶNG TUYẾT MINH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MƠ HÌNH HỐ KHƠNG GIAN TRONG PHÂN VÙNG NGUY CƠ PHỤC VỤ CẢNH BÁO LŨ LƯU VỰC SÔNG LAM Ngành : Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ Mã số : 9520503 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Vũ Anh Tuân PGS.TS Phạm Công Khải HÀ NỘI - 2019 iii LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu tính tốn, kết luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận án Đặng Tuyết Minh iv LỜI CẢM ƠN Luận án hoàn thành hướng dẫn TS Vũ Anh Tuân – Trung tâm Vũ trụ Việt Nam, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam PGS.TS Phạm Công Khải – Bộ môn Trắc địa Mỏ, trường Đại học Mỏ - Địa chất Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tới thầy tận tình hướng dẫn, giúp đỡ động viên suốt trình làm luận án Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến tập thể thầy, cô giáo mơn Trắc địa Mỏ tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện trình tác giả luận án Bộ mơn Trong q trình học tập nghiên cứu tác giả nhận nhiều giúp đỡ, quan tâm sở đào tạo, phòng Sau đại học - trường Đại học Mỏ - Địa chất, Bộ môn Trắc địa trường Đại học Thuỷ lợi, tác giả xin chân thành cảm ơn giúp đỡ quý báu Luận án nhận ý kiến đóng góp chuyên gia, nhà khoa học thuộc trường Đại học Thuỷ lợi, trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội, trường Đại học Mỏ - Địa chất, trường Đại học Quốc gia Hà Nội, Trường Đại học Delft - Hà Lan, Đài KTTV khu vực Tây Nguyên, Đài KTTV khu vực Nam Trung bộ, Đài KTTV khu vực Bắc Trung bộ, Trung tâm Quy hoạch Điều tra TNN Quốc gia, cục Viễn thám Quốc gia, Trung tâm Vũ trụ Việt Nam (đề tài VT-UD.12) tác giả xin cảm ơn ý kiến đóng góp có giá trị Trong q trình làm đồ án, tác giả sử dụng kết đề tài mã số TNMT 05.33 PGS.TS Trần Duy Kiều, trường Đại học Tài nguyên Môi trường chủ nhiệm Xin chân thành cảm ơn tập thể tác giả đề tài Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình, bạn bè chỗ dựa tinh thần giúp tác giả hoàn thành luận án Hà Nội, ngày tháng năm 2019 Tác giả luận án v MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN iv MỤC LỤC v DANH MỤC HÌNH vii DANH MỤC BẢNG ix DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT xiii MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nhiệm vụ đề tài .4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 4 Phương pháp nghiên cứu .4 Các luận điểm luận án Những điểm luận án Ý nghĩa khoa học thực tiễn .6 Cơ sở tài liệu Cấu trúc luận án Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .9 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu phân vùng nguy lũ giới 1.2 Tổng quan nghiên cứu phân vùng nguy lũ Việt Nam 15 1.3 Tình hình nghiên cứu phân vùng nguy lũ lưu vực sông Lam 18 1.4 Phương pháp mơ hình hố phân vùng nguy lũ, đánh giá ưu, nhược điểm hiệu ứng dụng chúng 20 1.4.1 Phương pháp mơ hình hóa xây dựng mơ hình phân vùng nguy lũ 21 1.4.2 Mơ hình tất định phân vùng nguy lũ (deterministic model) 23 1.4.3 Mơ hình suy nghiệm phân vùng nguy lũ (heuristic model) 26 1.4.4 Mơ hình thống kê phân vùng nguy lũ 30 1.5 Định hướng phương pháp nghiên cứu luận án 34 vi 1.6 Tổng kết chương 37 Chương 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP AHP TRONG PHÂN VÙNG NGUY CƠ LŨ TRÊN LƯU VỰC 39 2.1 Cơ sở khoa học phương pháp AHP 39 2.1.1 Giới thiệu phương pháp AHP 39 2.1.2 Nguyên tắc AHP 39 2.2 Quá trình thực phương pháp AHP 41 2.3 Thực tiễn sử dụng AHP phân vùng nguy lũ 49 2.3.1 Xác định mục tiêu 50 2.3.2 Xây dựng mơ hình thứ bậc đa tầng 50 2.3.3 Thành lập ma trận so sánh theo cặp 51 2.3.4 Tính trọng số tiêu chí số quán 53 2.3.5 Kiểm tra tỷ số quán 53 2.3.6 Phân tích đánh giá kết 53 2.4 Phân tích lựa chọn yếu tố mơ hình phân vùng nguy lũ 54 2.4.1 Lượng mưa cường độ mưa 60 2.4.2 Độ dốc, độ cao độ nhám địa hình 61 2.4.3 Mật độ lưới sông (mật độ phân cắt ngang), dòng chảy tích tụ dòng chảy 62 2.4.4 Khoảng cách đến mặt nước tự nhiên, khoảng cách đến hệ thống thoát nước, khoảng cách đến ngã ba sông 63 2.4.5 Thổ nhưỡng, cấu trúc đất, tỷ lệ thấm 63 2.4.6 Sử dụng đất, lớp phủ lớp phủ thực vật 64 2.4.7 Các yếu tố khác 66 2.5 Phân tích ảnh hưởng chiều dài sườn dốc đến nguy lũ 67 2.5.1 Khái niệm 67 2.5.2 Cơ sở lý thuyết lựa chọn yếu tố chiều dài sườn dốc nghiên cứu phân vùng nguy lũ 68 2.6 Một số nhận xét phương pháp AHP phân vùng nguy lũ 71 2.7 Tổng kết chương 73 vii Chương 3: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP AHP XÂY DỰNG MƠ HÌNH PHÂN VÙNG NGUY CƠ LŨ TRÊN LƯU VỰC SÔNG LAM 74 3.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên kinh tế - xã hội lưu vực sông Lam 74 3.1.1 Vị trí địa lý 74 3.1.2 Đặc điểm địa hình 74 3.1.3 Đặc điểm mạng lưới sơng ngòi 76 3.1.4 Đặc điểm địa chất, địa mạo 77 3.1.5 Đặc điểm thổ nhưỡng 78 3.1.6 Đặc điểm thảm phủ thực vật 78 3.1.7 Tình hình dân cư 79 3.2 Mạng lưới quan trắc điều kiện khí tượng thủy văn 79 3.2.1 Mạng lưới quan trắc khí tượng thủy văn 79 3.2.2 Đặc điểm khí tượng thuỷ văn 81 3.3 Nhận xét 81 3.4 Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến lũ lụt lưu vực sông Lam 82 3.4.1 Lượng mưa 83 3.4.2 Độ dốc địa hình 83 3.4.3 Mật độ lưới sông (mật độ phân cắt ngang) 84 3.4.4 Thổ nhưỡng 84 3.4.5 Lớp phủ 85 3.4.6 Chiều dài sườn dốc tương đối 86 3.4.7 Các yếu tố khác 86 3.5 Xây dựng bảng phân cấp yếu tố ảnh hưởng đến lũ lụt lưu vực sông Lam 88 3.5.1 Xây dựng bảng phân cấp lượng mưa 89 3.5.2 Xây dựng bảng phân cấp độ dốc 90 3.5.3 Xây dựng bảng phân cấp thổ nhưỡng 92 3.5.4 Xây dựng bảng phân cấp lớp phủ 93 3.5.5 Xây dựng bảng phân cấp mật độ lưới sông 94 3.5.6 Xây dựng bảng phân cấp chiều dài sườn dốc tương đối 95 viii 3.6 Tính trọng số cho yếu tố ảnh hưởng đến lũ 96 3.6.1 Tính trọng số cho trường hợp năm yếu tố ảnh hưởng 97 3.6.2 Tính trọng số cho trường hợp sáu yếu tố ảnh hưởng 100 3.7 Xây dựng đồ yếu tố ảnh hưởng đến lũ 103 3.7.1 Bản đồ lượng mưa 103 3.7.2 Bản đồ độ dốc 106 3.7.3 Bản đồ thổ nhưỡng 107 3.7.4 Bản đồ lớp phủ 108 3.7.5 Bản đồ mật độ lưới sông 109 3.7.6 Bản đồ chiều dài sườn dốc tương đối 112 3.8 Thành lập đồ phân vùng lũ lưu vực sông Lam 114 3.9 Đánh giá độ tin cậy kết phân vùng nguy lũ lưu vực sơng Lam phương pháp mơ hình hoá 119 3.10 Tổng kết chương 124 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 126 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 128 TÀI LIỆU THAM KHẢO 129 PHỤ LỤC ix DANH MỤC HÌNH x 160 PHỤ LỤC 10: Bản đồ phân cấp độ dốc lưu vực sông Lam 161 PHỤ LỤC 11: Bản đồ thổ nhưỡng lưu vực sông Lam 162 PHỤ LỤC 12: Bản đồ phân cấp thổ nhưỡng lưu vực sông Lam 163 PHỤ LỤC 13: Bản đồ lớp phủ lưu vực sông Lam 164 PHỤ LỤC 14: Bản đồ phân cấp lớp phủ lưu vực sơng Lam 165 PHỤ LỤC 15: Mơ hình số độ cao sau hiệu chỉnh lưu vực sông Lam 166 PHỤ LỤC 16: Bản đồ mật độ lưới sông lưu vực sông Lam 167 PHỤ LỤC 17: Bản đồ phân cấp mật độ lưới sông lưu vực sông Lam 168 PHỤ LỤC 18: đồ chiều dài sườn dốc tương đối lưu vực sông Lam 169 PHỤ LỤC 19: Một phần đồ phân cấp chiều dài sườn dốc tương đối lưu vực sông Lam 170 PHỤ LỤC 20: Bản đồ phân vùng nguy lũ lụt lưu vực sông Lam (5 yếu tố ảnh hưởng) 171 PHỤ LỤC 21: Bản đồ giá trị nguy lưu vực sông Lam (6 yếu tố ảnh hưởng) 172 PHỤ LỤC 22: Bản đồ phân vùng nguy lũ lụt lưu vực sông Lam (6 yếu tố ảnh hưởng) 173 PHỤ LỤC 23: Bản đồ ranh giới tiểu lưu vực thuộc lưu vực sông Lam 174 ... nghiên cứu .4 Các luận điểm luận án Những điểm luận án Ý nghĩa khoa học thực tiễn .6 Cơ sở tài liệu Cấu trúc luận án Chương 1: TỔNG... thủy văn lưu vực sơng Lam Luận án có sử dụng số liệu lượng mưa trung bình tháng, năm số vị trí lưu vực sông Lam giai đoạn 1961 - 2017 Ngồi ra, luận án sử dụng số liệu mực nước trạm thuỷ văn lưu... nghiên cứu riêng tơi Các số liệu tính tốn, kết luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận án Đặng Tuyết Minh iv LỜI CẢM ƠN Luận án hoàn thành hướng dẫn TS Vũ Anh Tuân – Trung