Thử nghiệm một số công thức tính toán chỉ số đánh giá tính dễ bị tổn thương cho vùng mưa lũ (có ngập lụt) lưu vực sông thạch hãn, tỉnh quảng trị

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - ĐỖ BÌNH DƢƠNG THỬ NGHIỆM MỘT SỐ CƠNG THỨC TÍNH TỐN CHỈ SỐ ĐÁNH GIÁ TÍNH DỄ BỊ TỔN THƢƠNG CHO VÙNG MƢA LŨ (CÓ NGẬP LỤT) LƢU VỰC SÔNG THẠCH HÃN, TỈNH QUẢNG TRỊ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2018 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - ĐỖ BÌNH DƢƠNG THỬ NGHIỆM MỘT SỐ CƠNG THỨC TÍNH TỐN CHỈ SỐ ĐÁNH GIÁ TÍNH DỄ BỊ TỔN THƢƠNG CHO VÙNG MƢA LŨ (CÓ NGẬP LỤT) LƢU VỰC SÔNG THẠCH HÃN, TỈNH QUẢNG TRỊ Chuyên ngành : Thủy văn học Mã số : 60440224 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN THANH SƠN Hà Nội – Năm 2018 LỜI CẢM ƠN Với lòng chân thành nhất, em xin chân thành cảm ơn tới: PSG.TS Nguyễn Thanh Sơn, Thầy hƣớng dẫn Khoa học cho luận văn em, kết đạt đƣợc luận văn kiến thức quý báu mà thầy tận tình dẫn em suốt thời gian qua Trong thời gian thực luận văn, em nhận đƣợc quan tâm giúp đỡ nhiều tập thể, cá nhân nhà trƣờng Luận văn đƣợc hoàn thành dƣới hƣớng dẫn PSG.TS Nguyễn Thanh Sơn, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy Qua đây, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn Thầy, Cơ khoa Khí tƣợng thủy văn Hải dƣơng học, Phòng sau đại học (Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc Gia Hà Nội), giúp đỡ trình học tập vừa qua Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến bố, mẹ, anh, chị, em, đồng nghiệp, vợ bạn học động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện để hồn thành luận văn Trong q trình làm luận văn giới hạn thời gian nhƣ hạn chế kiến thức nên không tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, em mong đƣợc cảm thơng ý kiến đóng góp q báu Thầy, Cô ngƣời quan tâm Tác giả Đỗ Bình Dƣơng i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC BẢNG iv DANH MỤC HÌNH v MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÍNH TỔN THƢƠNG 1.1 Khái niệm tính dễ bị tổn thƣơng 1.1.1 Khái niệm chung tính dễ tổn thương 1.1.2 Tổn thương lũ 1.1.3 Sự cần thiết đánh giá tổn thương lũ 1.1.4 Tổng quan nghiên cứu nước 1.2 Đặc điểm địa lý tự nhiên lƣu vực sông Thạch Hãn, Quảng Trị 14 1.2.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên 14 1.2.2 Ðặc diểm kinh tế - xã hội 18 1.3 Tình hình lũ lụt tổn thƣơng lũ gây năm gần lƣu vực sông Thạch Hãn 20 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC ĐÁNH GIÁ TÍNH DỄ BỊ TỔN THƢƠNG DO LŨ LỤT 23 2.1 Một số cơng thức tính tốn số đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng 23 2.1.1 Công thức Villagran de Leon 23 2.1.2 Công thức Shantosh Karki 23 2.1.3 Công thức UNESCO – IHE 23 2.1.4.Công thứcMessner Meyer 24 2.1.5 Phương pháp Richard.F.Conner 24 2.1.6 Phương pháp Balica-Unesco phát triển 25 2.2 Lựa chọn số đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng lũ 28 2.2.1 Độ phơi nhiễm (E) 28 2.2.2 Tính nhạy (S) 29 ii 2.2.3 Khả phục hồi (R) 29 CHƢƠNG 3: THỬ NGHIỆM CƠNG THỨC BALICA TÍNH TỐN CHỈ SỐ ĐÁNH GIÁ TÍNH DỄ BỊ TỔN THƢƠNG CHO VÙNG MƢA LŨ (CĨ NGẬP LỤT) LƢU VỰC SƠNG THẠCH HÃN, TỈNH QUẢNG TRỊ .31 3.1 Thiết lập số cơng thức tính tốn: 31 3.1.1 Các nguồn số liệu 33 3.1.2 Điều tra xã hội học 35 3.1.3 Xác lập tiêu chí 36 3.2 Tính tốn số dễ bị tổn thƣơng 39 3.2.1 Chuẩn hóa số liệu 39 3.2.2 Tính trọng số kết tính toán 41 3.3 Xây dựng đồ đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng 48 3.3.1 Xây dựng đồ tính dễ bị tổn thương 48 3.3.2 Đánh giá tính dễ bị tổn thương 59 3.4 So sánh kết tính tốn với kết BĐKH-19 62 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 iii DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Bộ số đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng lũ lƣu vực Sơng Thạch Hãn 32 Bảng 3.2 Minh họa nút tính xã Cam An – huyện Cam Lộ .37 Bảng 3.3 Các trƣờng hợp tính tốn tính dễ bị tổn thƣơng 40 Bảng 3.4 Kết chuẩn hóa theo cơng thức UNDP (TH1) xã ngập lụt huyện Gio Linh 40 Bảng 3.5 Kết chuẩn hóa theo cơng thức Balica (TH2) xã ngập lụt huyện Gio Linh 41 Bảng 3.6 Giá trị trọng số biến, thành phần TH1 43 Bảng 3.7 Kết tính giá trị số dễ bị tổn thƣơng TH1 – minh họa huyện Gio Linh 44 Bảng 3.8 Giá trị trọng số biến, thành phần TH2 45 Bảng 3.9 Kết tính giá trị số dễ bị tổn thƣơng TH2 – minh họa huyện Gio Linh 47 Bảng 3.10 Phân hạng mức độ tính dễ bị tổn thƣơng lũ lụt 48 Bảng 3.11 Tổng hợp số dễ bị tổn thƣơng lũ lụt thành phần xã hội lƣu vực sông Thạch Hãn 49 Bảng 3.12 Tổng hợp số dễ bị tổn thƣơng lũ lụt thành phần kinh tế lƣu vực sông Thạch Hãn 53 Bảng 3.13 Tổng hợp số dễ bị tổn thƣơng lũ lụt thành phần môi trƣờng lƣu vực sông Thạch Hãn 55 Bảng 3.14 Tổng hợp số dễ bị tổn thƣơng lũ lụt thành phần vật lý lƣu vực sông Thạch Hãn 57 Bảng 3.15 Tổng hợp số dễ bị tổn thƣơng lũ lụt lƣu vực sông Thạch Hãn 59 iv DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Vị trí khu vực nghiên cứu 15 Hình 1.2 Những thiệt hại kinh tế lũ lụt gây năm gần [3] 21 Hình 1.3 Những thiệt hại ngƣời lũ lụt gây năm gần [3] 21 Hình 2.1 Các số theo thành phần FVI UNESCO – IHE .24 Hình 2.2 Các số theo thành phần FVI Connor & Hiroki 25 Hình 3.1 Bản đồ độ dốc lƣu vực sông Thạch Hãn, Quảng Trị .38 Hình 3.2 Bản đồ mức độ dễ bị tổn thƣơng lũ thành phần xã hội lƣu vực sông Thạch Hãn – Quảng Trị 51 Hình 3.3 Bản đồ mức độ dễ bị tổn thƣơng lũ thành phần kinh tế lƣu vực sông Thạch Hãn – Quảng Trị 54 Hình 3.4 Bản đồ mức độ dễ bị tổn thƣơng lũ thành phần môi trƣờng lƣu vực sông Thạch Hãn – Quảng Trị 56 Hình 3.5 Bản đồ mức độ dễ bị tổn thƣơng lũ thành phần vật lý lƣu vực sông Thạch Hãn – Quảng Trị 58 Hình 3.6 Bản đồ mức độ dễ bị tổn thƣơng lũ lƣu vực sơng Thạch Hãn – Quảng Trị 60 Hình 3.7 Biểu đồ phân bố mức độ dễ bị tổn thƣơng theo số lƣợng xã 61 Hình 3.8 Biểu đồ phân bố mức độ dễ bị tổn thƣơng theo tỷ lệ % xã 61 Hình 3.9 Bản đồ mức độ tổn thƣơng lũ lƣu vực sông Thạch Hãn – Quảng Trị đề tài BĐKH – 19 [13] 63 v MỞ ĐẦU Biến đổi khí hậu, tƣợng nƣớc biển dâng thách thức lớn toàn cầu, Việt Nam nƣớc bị ảnh hƣởng nghiêm trọng vấn đề Trong đó, khu vực miền Trung nƣớc ta hàng năm chịu ảnh hƣởng thiên tai với tần xuất mức độ ngày tăng cao Hiện tƣợng lũ lụt hàng năm gây thiệt hại lớn ngƣời nên phòng chống lũ lụt mối quan tâm hàng đầu xã hội Lũ lụt không gây tổn thất thiệt hại ngƣời tài sản, sở hạ tầng xã hội mà ảnh hƣởng đến đời sống tinh thần kinh tế nhƣ: Nguồn cung lƣơng thực, thực phẩm khan hiếm, đất đai bị ngập úng không sản xuất đƣợc, dịch bệnh phát sinh tổn thƣơng tinh thần khác Trong năm gần tƣợng lũ lụt gây hậu ngày nghiêm trọng ảnh hƣởng không nhỏ đến đời sống kinh tế- xã hội ngƣời dân nƣớc nói chung sống ngƣời dân sinh sống lƣu vực sơng Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị nói riêng Chính vậy, đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng lũ lụt vấn đề quan trọng để tiếp cận với phát triển nhân loại Mục đích đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng nhằm cung cấp cho nhà định hay bên liên quan có lựa chọn, định làm giảm thiểu thiệt hại lũ lụt gây Bên cạnh đó, nghiên cứu dễ bị tổn thƣơng đƣợc nhiều tác giả đề cập đến góc độ, cách tiếp cận, phƣơng pháp áp dụng lƣu vực khác Tuy nhiên, luận văn áp dụng phƣơng pháp Balica tính tốn tính dễ bị tổn thƣơng theo cơng thức chuẩn hóa khác nhằm xem xét tính dễ bị tổn thƣơng cho xã ngập lụt phạm vi lƣu vực sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị Thiết lập tiêu chí phù hợp cho việc đánh giá tính tổn thƣơng kết sở khoa học, thực tiễn cho nhà quản lý tỉnh Quảng trị có đề xuất phƣơng án, giải pháp giải trƣớc ma mƣa lũ nhằm làm giảm thiệt hại tối đa mùa mƣa lũ, đặc biệt xã thuộc vùng ngập lụt lƣu vực sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị Mục tiêu nghiên cứu: Tìm hiểu phƣơng pháp Balica- Unesco phát triển nhằm xác định tính dễ bị tổn thƣơng lũ với xã bị ngập lƣu vực sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị Thiết lập tiêu chí gồm 37 số sử dụng việc đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng lũ (khu vực ngập) lƣu vực sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị Đã xác định mức độ tổn thƣơng lũ xã thuộc khu vực nghiên cứu thông qua việc xây dựng đồ ngập lụt lƣu vực sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu luận văn xã ngập lụt lƣu vực sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị Bố cục luận văn Mở đầu Chƣơng 1: Tổng quan tính dễ tổn thƣơng - Các khái niệm tính dễ bị tổn thƣơng, cần thiết đánh giá tổn thƣơng lũ Tình hình lũ lụt tổn thƣơng lũ lụt - Tổng quan nghiên cứu nƣớc - Đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế - xã hội lƣu vực sông Thạch Hãn Chƣơng 2: Cơ sở khoa học đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng lũ lụt - Khái quát số công thức tính số tính dễ bị tổn thƣơng lũ đƣợc áp dụng - Lựa chọn số để đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng lũ cho lƣu vực sông Thạch Hãn (khu vực có ngập lụt) Chƣơng 3: Thử nghiệm cơng thức Balica tính tốn số đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng cho vùng mƣa lũ (có ngập lụt) lƣu vực sông Thạch Hãn Thiết lập tiêu chí, đánh giá tổn thƣơng thử nghiệm cơng thức tính tốn số đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng cho vùng mƣa lũ (có ngập lụt) lƣu vực sông Thạch Hãn Trên sở áp dụng công thức Balica tính tốn tính tổn thƣơng lũ lƣu vực sơng Thạch Hãn với tiêu chí với 37 số áp dụng phƣơng pháp tính trọng số Iyengar – Sudarshan để xem xét, đánh giả tổn thƣơng cho xã (có ngập lụt) lƣu vực nghiên cứu Kết luận, kiến nghị CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÍNH TỔN THƢƠNG 1.1 Khái niệm tính dễ bị tổn thƣơng 1.1.1 Khái niệm chung tính dễ tổn thương Khái niệm tính dễ bị tổn thƣơng đƣợc đề cập nhiều thập niên qua, đƣợc hình thành, phát triển từ chỗ xem xét khái niệm đơn lẻ tự nhiên xã hội với khái niệm mang tính tổ hợp tự nhiên xã hội Đến nay, yếu tố tự nhiên, xã hội, khái niệm tính dễ bị tổn thƣơng cịn mở rộng xem xét đến yếu tố kinh tế mơi trƣờng Vì vậy, khái niệm cịn đƣợc tiếp tục hoàn thiện phát triểt, phụ thuộc vào trình độ phát triển khoa học, cơng nghệ nhận thức cộng đồng Các khái niệm tính dễ bị tổn thƣơng có nhiều thay đổi 20 năm qua tùy theo cách tiếp cận, hƣớng nghiên cứu khác nhằm phân loại thành phần, yếu tố để đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng Do đó, có nhiều cách đánh giá tổn thƣơng nhƣ tổn thương tự nhiên, tổn thương kinh tế, tổn thương xã hội Cụ thể; Ngành khoa học xã hội tính dễ bị tổn thƣơng lại tập trung vào nhận thức, lực ngƣời để đối phó với mối nguy hiểm, kịp thời khôi phục lại thiệt hại tổn thất Ngành khoa học tự nhiên khác với ngành xã hội tính dễ bị tổn thƣơng mục đích họ tập trung vào hệ thống vật lý để xác định tính dễ bị tổn thƣơng mà ban đầu xét đến đặc điểm kinh tế - xã hội hệ thống Một số nghiên cứu khác lại đƣa khái niệm nhƣ: Theo tổ chức chiến lược giảm nhẹ thiên tai giới (ISDR, 2004) “Tính dễ bị tổn thƣơng đƣợc mơ tả nhƣ điều kiện xác định yếu tố tự nhiên, xã hội, kinh tế mơi trƣờng hay q trình, làm tăng tính nhạy cộng đồng” Theo báo cáo đánh giá lần IPCC “Khái niệm tính dễ bị tổn thƣơng nhƣ mức độ dễ bị ảnh hƣởng hệ thống khả khơng thể đối phó đƣợc với tác động biến đổi khí hậu Tính dễ bị tổn thƣơng hàm đặc trƣng cƣờng độ, tốc độ biến đổi khí hậu hệ thống bị lộ diện, bao gồm độ nhạy khả thích ứng” Khái niệm Viện giáo dục UN SCO-IHE “Tính dễ bị tổn thƣơng mức độ gây hại đƣợc xác định những điều kiện định thơng qua tính nhạy, tổn thất khả phục hồi” Hà Đông Lễ 889 95 Đông Lƣơng 520 511 Đông Thanh 878 954 Phƣờng 8229 627 Phƣờng 2480 400 Phƣờng 949 205 Ái Tử 1183 56 Triệu An 400 293 Triệu Đại 513 300 Triệu Độ 545 500 Triệu Đông 842 1467 Triệu Giang 643 537.1 Triệu Hòa 505 400 Triệu Lăng 366 537.1 Triệu Long 707 537.1 Triệu Phƣớc 385 1409 Triệu Sơn 198 505 Triệu Phong Tx Triệu Tài 717 537.1 Triệu Thành 1451 349 Triệu Thuận 717 800 Triệu Trạch 161 537.1 Triệu Trung 652 690 Triệu Vân 217 537.1 Phƣờng 2413 500 Phƣờng 3087 1200 Quảng Trị Phụ lục 05: Số liệu gốc tiêu chí thành phần kinh tế Huyện Xã % đất Huyện Xã công nghiệ p Cam Lộ Gio Linh Cam An 8.52 Cam Hiếu 4.23 Cam Thanh 3.11 Cam Thủy 3.17 TT Cam Lộ 3.74 Gio Châu 9.68 Gio Hải 7.87 Gio Mai 2.34 Gio Mỹ 2.59 Gio Phong 6.59 Gio Quang 2.52 Gio Thành 4.12 Gio Việt 4.36 TT Gio Linh 6.77 Hải Quy 1.72 Hải Thƣợng 4.51 Hải Vĩnh 4.39 Hải xuân 2.57 Đông Giang 5.45 Hải Lăng Đông Hà Đông Lễ 9.99 Đông Lƣơng 11.21 Đông Thanh 4.12 Phƣờng 6.24 Phƣờng 11.41 Phƣờng 7.86 Ái Tử 8.32 Triệu An 5.04 Triệu Đại Triệu Độ Triệu Đơng 1.51 Triệu Giang 4.23 Triệu Hịa Triệu Lăng 2.61 Triệu Long 9.68 Triệu Phƣớc 0.52 Triệu Sơn 1.98 Triệu Phong Triệu Tài 0.78 Triệu Thành 2.59 Triệu Thuận 1.04 Triệu Trạch 6.02 Triệu Trung 0.23 Triệu Vân 1.68 Tx Quảng Phƣờng 54.95 Trị Phƣờng 20.79 Phụ lục 06: Số liệu gốc tiêu chí thành phần môi trường Huyện Xã Huyện Xã % đất công nghiệp Cam Lộ Cam An 8.52 Cam Hiếu 4.23 Cam Thanh 3.11 Cam Thủy 3.17 TT Cam Lộ 3.74 Gio Châu 9.68 Gio Hải 7.87 Gio Mai 2.34 Gio Mỹ 2.59 Gio Phong 6.59 Gio Quang 2.52 Gio Thành 4.12 Gio Việt 4.36 Gio Linh TT Gio Linh 6.77 Hải Quy 1.72 Hải Hải Thƣợng 4.51 Lăng Hải Vĩnh 4.39 Hải xuân 2.57 Đông Giang 5.45 Đông Đông Lễ 9.99 Hà Đông Lƣơng 11.21 Đông Thanh 4.12 Phƣờng 6.24 Phƣờng 11.41 Phƣờng 7.86 Ái Tử 8.32 Triệu An 5.04 Triệu Đại Triệu Độ Triệu Đơng 1.51 Triệu Giang 4.23 Triệu Hịa Triệu Lăng 2.61 Triệu Long 9.68 Triệu Phƣớc 0.52 Triệu Sơn 1.98 Triệu Tài 0.78 Triệu Thành 2.59 Triệu Phong Tx Triệu Thuận 1.04 Triệu Trạch 6.02 Triệu Trung 0.23 Triệu Vân 1.68 Phƣờng 54.95 Phƣờng 20.79 Quảng Trị Phụ lục 07: Số liệu gốc tiêu chí thành phần vật lý Huyện Xã Cam An Cam Hiếu Cam Lộ Cam Thanh Cam Thủy TT Cam Lộ Gio Châu Gio Hải Gio Mai Gio Mỹ Gio Linh Gio Phong Gio Quang Gio Thành Gio Việt TT Gio Linh Hải Quy Hải Thƣợng Hải Lăng Hải Vĩnh Hải xuân Đông Giang Đông Lễ Đông Lƣơng Đông Hà Đông Thanh Phƣờng Phƣờng Phƣờng Ái Tử Triệu An Triệu Đại Triệu Triệu Độ Phong Triệu Đông Triệu Giang Triệu Hòa Triệu Lăng Triệu Long Triệu Phƣớc Triệu Sơn Triệu Tài Triệu Thành Triệu Thuận Triệu Trạch Triệu Trung Triệu Vân Tx Quảng Phƣờng Trị Phƣờng ... BÌNH DƢƠNG THỬ NGHIỆM MỘT SỐ CƠNG THỨC TÍNH TỐN CHỈ SỐ ĐÁNH GIÁ TÍNH DỄ BỊ TỔN THƢƠNG CHO VÙNG MƢA LŨ (CÓ NGẬP LỤT) LƢU VỰC SÔNG THẠCH HÃN, TỈNH QUẢNG TRỊ Chuyên ngành : Thủy văn học Mã số : 60440224... thƣơng lũ cho lƣu vực sông Thạch Hãn (khu vực có ngập lụt) Chƣơng 3: Thử nghiệm cơng thức Balica tính tốn số đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng cho vùng mƣa lũ (có ngập lụt) lƣu vực sông Thạch Hãn... chí, đánh giá tổn thƣơng thử nghiệm cơng thức tính tốn số đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng cho vùng mƣa lũ (có ngập lụt) lƣu vực sông Thạch Hãn Trên sở áp dụng công thức Balica tính tốn tính tổn