Cấp độ rủi ro do bão trong Quyết định 44/2014/QĐ-TTg ngày 15 tháng 8 năm 2014 của Thủ tướng Chính phủ được quy đổi từ cấp gió, do đó cần chi tiết cấp độ rủi do bão ở địa phương, trong đó có tỉnh Ninh Thuận. Trong nghiên cứu này đã sử dụng phương pháp phân tích thứ bậc (AHP) để chi tiết tính dễ bị tổn thương khi bão đổ bộ vào Ninh Thuận.
BÀI BÁO KHOA HỌC NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỨ BẬC (AHP) ĐỂ CHI TIẾT HĨA CẤP ĐỘ RỦI RO DO BÃO TỈNH NINH THUẬN Bùi Văn Chanh1, Võ Anh Kiệt1, Đặng Văn Dũng1 Tóm tắt: Cấp độ rủi ro bão Quyết định 44/2014/QĐ-TTg ngày 15 tháng năm 2014 Thủ tướng Chính phủ quy đổi từ cấp gió, cần chi tiết cấp độ rủi bão địa phương, có tỉnh Ninh Thuận Trong nghiên cứu sử dụng phương pháp phân tích thứ bậc (AHP) để chi tiết tính dễ bị tổn thương bão đổ vào Ninh Thuận Từ đồ chi tiết tính dễ bị tổn thương kết hợp với Quyết định 44 xây dựng đồ rủi ro bão chi tiết đến cấp xã tỉnh Ninh Thuận Bản đồ chi tiết gió bão xây dựng phương trình tương quan theo hướng khác tính từ tâm bão dựa số liệu trận bão số 12 năm 2017 Giả định trận bão đổ vào phía bắc, trung tâm phía nam tỉnh Ninh Thuận chi tiết cấp độ rủi ro bão Bản đồ cấp độ rủi ro bão phân vùng ứng với cấp độ rủi ro từ cấp đến cấp 4, chi tiết cấp độ rủi ro toàn tỉnh Ninh Thuận cấp theo Quyết dịnh 44 Kết nghiên cứu có sở khoa học thực tiễn, giúp cảnh báo chi tiết cấp độ rủi ro bão công tác nghiệp vụ dự báo bão ảnh hưởng đến Ninh Thuận Từ khóa: Rủi ro thiên tai, Phân tích hệ thống phân cấp Ban Biên tập nhận bài: 12/06/2018 Ngày phản biện xong: 20/7/2018 Ngày đăng bài: 25/08/2018 Mở đầu Cấp độ rủi ro bão sử dụng quy đổi từ cấp gió cho vùng rộng địa bàn lãnh thổ nước ta Với cấp độ rủi ro bão chưa chi tiết đến cấp xã khó khăn cơng tác phòng chống bão địa phương Trong thực tế với bão phân bố gió theo khơng gian có khác biệt lớn, đặc biệt bão đổ vào đất liền tỉnh Nam Trung Bộ, cấp độ rủi ro xã, huyện khác Ngoài ra, mức độ phát triển kinh tế xã hội, khả phòng chống, mức độ hồi phục sau bão ảnh hưởng đến rủi ro thiên tai Vì vậy, cấp độ rủi ro bão tổ hợp tốc độ gió bão, tính nhạy, khả chống chịu, mức độ phơi bày Phương pháp chi tiết cấp độ rủi ro bão Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Nam Trung Bộ Email: buivanchanh@gmail.com 34 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 08 - 2018 xác định dựa tính dễ bị tổn thương bão, yếu tố ảnh hưởng đến tính dễ bị tổn thương xác định gồm vận tốc gió bão, tính nhạy, khả chống chịu phơi bày Chi tiết vận tốc gió bão phương trình thực nghiệm theo hướng bão có xét đến tác động độ cao địa hình, yếu tố phơi bày xác định dựa đồ sử dụng đất, tính nhạy khả chống chịu xác định phiếu điều tra xã hội học Nhóm nghiên cứu sử dụng phương pháp phân tích thứ bậc (AHP) để xác định tính dễ bị tổn thương bão đổ vào Ninh Thuận Chỉ số tính dễ bị tổn thương bão phân ngưỡng dựa Quyết định số 44/2014/QĐ-TTg ngày 15 tháng năm 2014 Thủ tướng Chính phủ để chi tiết cấp độ rủi ro bão BÀI BÁO KHOA HỌC Phương pháp nghiên cứu thu thập tài liệu 2.1 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp phân tích thứ bậc (AHP - Analytic Hierarchy Process) Thomas L.Saaty đề xuất vào năm 1970 nhiều nghiên cứu mở rộng, bổ sung Phương pháp AHP áp dụng rộng rãi cho nhiều lĩnh vực khoa học tự nhiên, kinh tế, xã hội, y tế… Nó dùng cơng cụ linh hoạt để phân tích định với nhiều tiêu chí, cho phép nhìn thấy rõ ràng tiêu chí thẩm định định nhiều thuộc tính, đề cập đến kỹ thuật định lượng Sử dụng AHP để định lượng ưu tiên chất lượng thành phần chính, phụ số thể loại So sánh cặp tập đối tượng tiêu chuẩn lựa chọn thay thế, sử dụng để xác định trọng số thành phần AHP cấu trúc mô hình hóa với định chủ quan, bao gồm: mục tiêu tổng quát, nhóm tùy chọn hay lựa chọn thay để đạt mục tiêu nhóm yếu tố tiêu chuẩn có liên quan đến lựa chọn hay thay mục tiêu Quá trình AHP dựa sở nhận thức, phân tích tổng hợp Mục đích để cung cấp phương pháp cho mơ hình hóa vấn đề phi cấu trúc ngành khoa học kinh tế, xã hội quản lý Cấu trúc trừu tượng hệ thống thứ bậc nhằm nghiên cứu tương tác thành phần hệ thống tác động chúng lên toàn hệ thống Sự trừu tượng mang theo số hình thức liên quan, tất hình thức hình thành mục tiêu chung, đến mục tiêu phụ người ảnh hưởng yếu tố này, mục tiêu người sau đến sách họ, xa chiến lược cuối thu kết từ chiến lược (Saaty, 1990) [4] AHP có bước thực hiện: phân tích, so sánh tổng hợp độ ưu tiên Ứng dụng phương pháp AHP cho phản ánh khu vực nhận giá trị số dễ bị tổn thương định (>0), phù hợp với mục đích tính số dễ bị tổn thương phục vụ quy hoạch quản lý rủi ro bão Vì vậy, nghiên cứu sử dụng cơng thức cộng phương pháp AHP để xác định số dễ bị tổn thương bão Cụ thể: Vj = Hj*wH +Ej*wE + Sj*wS - Aj*wA (1) Trong Vj số dễ bị tổn thương bão nút thứ j; Hj giá trị tiêu chí nguy bão; Ej giá trị tiêu chí độ phơi nhiễm; Sj giá trị tiêu chí tính nhạy; Aj giá trị tiêu chí chống chịu; wH, wE, wS, wA trọng số tiêu chí (tổng giá trị trọng số = 1) - Nguy bão (H-hazard) hiểu mối đe dọa trực tiếp, bao hàm tính chất, cường độ bão: tốc độ gió bão, thời gian trì mưa bão (2) Hj = H1j*wH1 + H2j*wH2 + H3j*wH Trong Hj giá trị tiêu chí nguy bão nút j; H1j giá trị biến vận tốc gió bão; H2j giá trị biến thời gian trì; H3j giá trị biến mưa bão wH1, wH2, wH3 - trọng số biến đặc trưng lũ (tổng giá trị trọng số = 1) - Độ phơi nhiễm (E) tính chất mức độ tiếp xúc hệ thống với tai biến bão, thể qua loại hình sử dụng đất Giá trị tiêu chí độ phơi nhiễm xác định từ giá trị biến sử dụng đất; - Tính nhạy (S) biểu hệ thống xã hội thông qua hoạt động sống người trước thiên tai bão, gồm thành phần: nhân khẩu, sinh kế, kết cấu hạ tầng môi trường; Sj=S.nkj*wS.nkj+S.skj*wS.skj+ S.csj*wS.tbj + (3) S.mtj*wS.mtj Trong Sj giá trị tiêu chí tính nhạy xã j; S.nkj giá trị nhân xã j; S.skj giá trị thành phần sinh kế xã j; S.csj giá trị thành phần kết cấu xã hội, y tế xã j; S.mtj giá trị thành phần điều kiện môi trường xã j; wS.nk, wS.sk, wS.cs, wS.mt trọng số thành phần (tổng trọng số = 1) Tính dễ bị tổn thương bão, gồm thành phần: điều kiện, kinh nghiệm, hỗ trợ khả phục hồi Aj = A.đkj*wA.dkj + A.knj*wA.knj + (4) A.htj*wA.htj+ A.phj*wA.phj TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 08- 2018 35 BÀI BÁO KHOA HỌC Trong Aj giá trị tiêu chí nguy khả chống chịu xã j; A.đkj giá trị thành phần điều kiện phòng chống bão xã j; A.knj giá trị thành phần kinh nghiệm phòng chống bão xã j; A.htj giá trị thành phần hỗ trợ cho xã j; A.phj giá trị thành phần khả tự phục hồi sau bão xã j; wA.đk, wA.kn, wA.ht, wA.ph trọng số thành phần (tổng trọng số = 1) - Giá trị thành phần thuộc tiêu chí tính nhạy khả chống chịu tính theo công thức: (5) ܯ ൌ ܻ ൈ ݓ Trong Mj giá trị thành phần thứ j; Yij giá trị biến thứ i thành phần j; wij trọng số biến thứ i thuộc thành phần thứ j; m tổng số biến thành phần thứ j Cả tiêu chí nghiên cứu trước đưa vào phương pháp tính tốn, tùy thuộc vào cách đặt vấn đề, mục đích tốn cần giải điều kiện không, thời gian định + Hàm quan hệ thuận với tính dễ bị tổn thương chuẩn hóa biểu diễn công thức: ܺ െ ሺܺ ሻ ݔ ൌ (6) ൫ܺ ൯ െ ሺܺ ሻ ሺ ሻ + Mặt khác xem xét đến các biến giá trị biến cao mà khả gây tổn thương thấp cơng thức hàm quan hệ nghịch là: ݉ܽݔሺܺ ሻ െ ܺ ݔ ൌ (7) ݉ܽݔ൫ܺ ൯ െ ݉݅݊ሺܺ ሻ 36 Trong xij giá trị điểm thứ j thuộc biến thứ i chuẩn hóa; Xij giá trị điểm thứ j thuộc biến thứ i chưa chuẩn hóa; Max{𝑋𝑖𝑗} giá trị lớn thuộc biến thứ i chưa chuẩn hóa; Min{𝑋𝑖𝑗} giá trị nhỏ thuộc biến thứ i chưa chuẩn hóa Từ hai cơng thức (6, 7) cho thấy giá trị chuẩn hóa biến thu nằm khoảng từ đến sau bước tính thiết lập giá trị biến chuẩn hóa Để xác định chi tiết cấp độ rủi ro bão tỉnh TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 08 - 2018 Ninh Thuận cần xác định tính dễ bị tổn thương bão Do sở liệu sử dụng tính tốn gồm đồ phân bố gió bão tỉnh Ninh Thuận, liệu điều tra xã hội đồ sử dụng đất Bản đồ phân bố vận tốc gió bão, mưa bão thời gian trì sử dụng để chuẩn hóa liệu bão, đồ sử dụng đất sử dụng để chuẩn hóa liệu độ phơi nhiễm Dữ liệu điều tra xã hội học để xác định chuẩn hóa tính nhạy khả chống chịu 2.2 Thu thập tài liệu Sử dụng trận bão số 12 năm 2017 trận bão lịch sử đổ vào Khánh Hòa, ảnh hưởng gió đến cấp trạm khí tượng Phan Rang tỉnh Ninh Thuận Bán kính ảnh hưởng trung bỉnh đến gió cấp 150km, sức gió mạnh gần tâm bão 34,0m/s Sử dụng số liệu obs typh trạm Nha Trang, Ninh Hòa, Tuy Hòa, Sơn Hòa, Quy Nhơn, Phan Rang, Phan Rí Phan Thiết xây dựng phương trình tương quan gió theo khoảng cách theo hướng bắc, đông bắc, đông, đông nam, nam, tây nam, tây, tây bắc Phương trình tương quan tốc độ gió địa hình, mặt đệm xây dựng sở số liệu obs typh trạm Sơn Hòa với trạm Nha Trang, Tuy Hòa, Ninh Hòa Nhóm nghiên cứu sử dụng phương trình trên, đồ mơ hình số độ cao (DEM), số liệu tâm cường độ bão để tính tốn phân bố gió bão đất liền khu vực Nam Trung Bộ, có tỉnh Ninh Thuận.xây dựng chương trình tính tốn phân bố gió bão đất liền khu vực Nam Trung Bộ, có tỉnh Ninh Thuận Phương trình suy giảm hệ số vận tốc gió bão theo độ cao: Kw = 1.1559e-0.002H Trong Kw hệ số suy giảm vận tốc so với vận tốc gió tâm bão; H cao độ địa hình Phương trình suy giảm vận tốc gió bão theo khoảng cách: V = 39.393e-0.007L Trong V vận tốc gió; L khoảng cách tính từ tâm bão Giả định bão 12 năm 2017 đổ vào phía bắc, trung tâm phía nam tỉnh Ninh Thuận đồ phân bố tốc độ sau: BÀI BÁO KHOA HỌC Hình Bản đồ chi tiết vận tốc gió bão đổ vào bắc Ninh Thuận Hình Bản đồ chi tiết vận tốc gió bão đổ vào nam Ninh Thuận Hình Bản đồ chi tiết vận tốc gió bão đổ vào trung tâm Ninh Thuận Hình Bản đồ sử dụng đất tỉnh Ninh Thuận TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 08 - 2018 37 BÀI BÁO KHOA HỌC SsK2 4.5 Ssk4 3.5 Scs1 Scs2 2.5 Scs3 Scs4 1.5 Smt2 0.5 Smt3 sau đến trường hợp bão đổ vào phía nam cuối bão đổ vào phía bắc tỉnh Cấp độ rủi ro thiên tai chia thành cấp theo Quyết định 44, cấp có giá trị màu tương ứng sau: (1) Cấp 1: màu xanh dương nhạt rủi ro nhỏ, (2) Cấp 2: màu vàng nhạt rủi ro trung bình, (3) Cấp 3: màu da cam rủi ro lớn, (4) Cấp 4: màu đỏ rủi ro lớn, (5) Cấp 5: màu tím thảm họa Bản đồ chi tiết cấp độ rủi ro bão với bão cấp 12 đổ vào Ninh Thuận thể hình 64 61 58 55 52 49 46 43 40 37 34 31 28 25 22 19 16 13 10 Smt4 Hình Biểu đồ chuẩn hóa số liệu điều tra tính nhạy 64 61 58 55 52 49 46 43 40 37 34 31 28 25 22 19 16 13 10 38 Adk1 Adk2 Adk3 Adk4 Adk5 Adk6 Akn1 Akn2 Akn3 Aht1 Aht2 Aht3 Akp1 Akp2 Akp3 Akp4 Hình Biểu đồ chuẩn hóa số liệu khả chống chịu Kết thảo luận Trận bão số 12 năm 2017 với tốc độ gió gần tâm đo 34m/s, tương đương với bão cấp 12 Theo Quyết định 44/2014/QĐ-TTg, với bão cấp 12 ven bờ tỉnh Trung Bộ, cấp độ rủi ro thiên tai cấp Trường hợp bão cấp 12 chuẩn bị đổ vào Ninh Thuận có cấp độ rủi ro bão cấp cho toàn tỉnh Ứng dụng phương pháp AHP, chi tiết cấp độ rủi ro bão trường hợp bão đổ vào phía bắc, trung tâm phía nam tỉnh Ninh Thuận Kết tính tốn cho thấy vùng ven biển gần tâm bão qua có cấp độ rủi ro cấp 4, khu vực khác, đặc biệt phía tây tỉnh cấp độ rủi ro giảm vận tốc gió bão giảm Cấp độ rủi ro bão trường hợp gồm cấp 2, cấp cấp Khi bão đổ vào trung tâm vùng rủi ro cấp lớn nhất, TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 08- 2018 Hình Bản đồ rủi ro bão đổ vào phía bắc Hình Bản đồ rủi ro bão đổ vào trung tâm BÀI BÁO KHOA HỌC Hình Bản đồ rủi ro bão đổ vào phía nam Kết luận - AHP phương pháp xác định tính dễ bị tổn thương phức tạp, phản ánh đầy đủ yếu tố tác động hiểm họa, đặc điểm kinh tế xã hội, lực phòng chống ứng phó địa phương đến tính dễ bị tổn thương - Từ kết chi tiết tính dễ bị tổn thương phương pháp AHP chi tiết cấp độ rủi ro bão ảnh hưởng đến Ninh Thuận cách khách quan, có sở khoa học thực tiễn - Nghiên cứu không thực xây dựng lại cấp độ rủi ro thiên tai theo Quyết định 44 Thủ tướng Chính phủ mà chi tiết cấp độ rủi ro bão dựa sở chi tiết tính dễ bị tổn thương bão Quyết định 44 - Xác định tính dễ bị tổn thương AHP có tính chất khách quan nhiều phương pháp khác, khối lượng tính tốn lớn phức tạp Để thuận tiện ứng dụng phương pháp cần nghiên cứu xây dựng chương trình tính tốn - Cấp độ rủi ro thiên tai sở triển khai phương án phòng chống địa phương Để nâng cao tính thực tiễn cần có hội thảo tham vấn ý kiến Ban huy Phòng chống thiên tai Tìm kiếm cứu nạn cấp, kết chi tiết cấp độ rủi ro cần cấp có thẩm quyền phê duyệt T liệu tham khảo Cấn Thu Văn (2015) Luận án Tiến sĩ Thủy văn học: “Nghiên cứu xác lập sở khoa học đánh giá tính dễ bị tổn thương lũ lụt lưu vực sông Vũ Gia - Thu Bồn phục vụ quy hoạch phòng chống thiên tai”, Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Thanh Sơn, Cấn Thu Văn (2012) Các phương pháp đánh giá tính dễ bị tổn thương Lý luận thực tiễn - Phần 1: Khả ứng dụng đánh giá tính dễ bị tổn thương lũ lụt Miền Trung Việt Nam, Tạp chí Đại học Quốc gia Hà Nội, Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 28, Số 3S(2012) 115 - 122 Cấn Thu Văn, Nguyễn Thanh Sơn, Trần Ngọc Anh, Đặng Đình Khá (2013) Các phương pháp đánh giá tính dễ bị tổn thương - Lý luận thực tiễn - Phần 2: Áp dụng thử nghiệm tính tốn số dễ bị tổn thương lũ thuộc lưu vực sông Lam tỉnh Nghệ An, Tạp chí Đại học Quốc gia Hà Nội, Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 29, Số 2S(2013) 223 - 232 Saaty, T.L (2008), “Decision making with the analytic hierarchy process”, Int J Services, Sciences, 1(1), pp.83–98 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 08- 2018 39 BÀI BÁO KHOA HỌC DETAIL RISK LEVELS BY TYPHOON ON NINH THUAN BY ANALYTIC HIERARCHY PROCESS METHOD Bui Van Chanh1, Vo Anh Kiet1, Dang Van Dung1 South Center Regional HydroMeteorological Center, NHMS Abstract: Risk levels by typhoon in The Decision 44/2014/QĐ-TTg August 15-2014 of Prime Minister is exchanged from typhoon wind levels, therefore risk levels by typhoon need detailing in the locality, include Ninh Thuan province This researching is used Analytic Hierarchy Process (AHP) method to detail vulnerability by typhoon land Ninh Thuan From detail vulnerability maps combine with the Decision 44 to build risk levels maps by typhoon which are detailed to commune levels in Ninh Thuan province Detail typhoon wind maps are built by correlation equations according some directions from eye typhoon base on data of the 12th in 2017 This typhoon is assumpted to land on north, center and south of Ninh Thuan province which is inputed to detail risk levels by typhoon The risk levels maps by typhoon are divided by zons corresponding to the risk levels from level to level which are more detail risk levels than that one in the Decision which is only level The research results is base on scientific and practical basis which help warn detail risk levels by typhoon in expertness forecasting typhoon that affect to Ninh Thuan Keywords: Hazard risk, Analytic Hierarchy Process 40 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 08 - 2018 ... bão cấp 12 chuẩn bị đổ vào Ninh Thuận có cấp độ rủi ro bão cấp cho toàn tỉnh Ứng dụng phương pháp AHP, chi tiết cấp độ rủi ro bão trường hợp bão đổ vào phía bắc, trung tâm phía nam tỉnh Ninh Thuận. .. tâm bão qua có cấp độ rủi ro cấp 4, khu vực khác, đặc biệt phía tây tỉnh cấp độ rủi ro giảm vận tốc gió bão giảm Cấp độ rủi ro bão trường hợp gồm cấp 2, cấp cấp Khi bão đổ vào trung tâm vùng rủi. .. vàng nhạt rủi ro trung bình, (3) Cấp 3: màu da cam rủi ro lớn, (4) Cấp 4: màu đỏ rủi ro lớn, (5) Cấp 5: màu tím thảm họa Bản đồ chi tiết cấp độ rủi ro bão với bão cấp 12 đổ vào Ninh Thuận thể