Nghiên cứu phương pháp phân tích cấp bậc (AHP) đánh giá nguy cơ xói lở bờ sông vùng hạ du hệ thống sông Đồng Nai

Bài viết giới thiệu kết quả nghiên cứu ứng dụng phương pháp phân tích cấp bậc (AHP) để đánh giá nguy cơ xói lở bờ sông vùng hạ du hệ thống sông Đồng Nai. Kết quả phân vùng nguy cơ xói lở cho thấy vùng hạ du sông Đồng Nai có khoảng 5% chiều dài bờ sông có nguy cơ xói lở cao, 24% chiều dài bờ sông có nguy cơ xói lở trung bình và 55% chiều dài bờ sông có nguy cơ xói lở thấp.

BÀI BÁO KHOA HỌC NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CẤP BẬC (AHP) ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ XÓI LỞ BỜ SÔNG VÙNG HẠ DU HỆ THỐNG SÔNG ĐỒNG NAI Phạm Thị Hương Lan1, Ngơ Lê Long1, Đỗ Quang Minh2 Tóm tắt: Việc đánh giá định lượng nhân tố ảnh hưởng đến xói lở bờ sơng thưởng sử dụng phương pháp xác định trọng số nhân tố, dựa vào số liệu thống kê kết đo đạc, phân tích thành phần nhân tố Để đánh giá trọng số nhân tố cách phù hợp hơn, xác hơn, thường dùng phương pháp phân tích cấp bậc (Anatycal Hiearchy Process - AHP) (Saaty,1980) dựa nguyên tắc so sánh cặp nhân tố theo phương pháp “so sánh cặp thông minh” Bài báo giới thiệu kết nghiên cứu ứng dụng phương pháp phân tích cấp bậc (AHP) để đánh giá nguy xói lở bờ sơng vùng hạ du hệ thống sơng Đồng Nai Kết phân vùng nguy xói lở cho thấy vùng hạ du sơng Đồng Nai có khoảng 5% chiều dài bờ sơng có nguy xói lở cao, 24% chiều dài bờ sơng có nguy xói lở trung bình 55% chiều dài bờ sơng có nguy xói lở thấp Các khu vực có nguy xói lở cao đoạn qua xã Bình Lợi, huyện Vĩnh Cửu tỉnh Đồng Nai, qua huyện Định Qn Tân Un Bình Dương Từ khố: GIS, AHP (Analytic Hierarchy Process), Xói lở bờ sơng (XLBS) ĐẶT VẤN ĐỀ * Sông Đồng Nai hệ thống sông lớn thứ Việt Nam, sau hệ thống sơng Hồng-Thái Bình sơng Mê Cơng, hệ thống sông nội địa lớn nước ta Hệ thống sơng Đồng Nai chảy qua địa phận hành 11 tỉnh/thành phố Lâm Đồng, Đắc Nông, Đồng Nai, Bình Phước, Bình Dương, Tây Ninh, Long An, Bình Thuận, Bà RịaVũng Tàu thành phố Hồ Chí Minh Đây hệ thống sơng có vai trị quan trọng cấp nước phục vụ công phát triển kinh tế-xã hội tỉnh miền Đông Nam Trong năm gần đây, tình hình diễn biến sạt lở hệ thống sông ĐNSG diễn theo chiều hướng phức tạp, hàng năm hai bên bờ sông bị lấn vào bờ lớn gây nguy hại cho dân cư sống hai bên bờ sông Sạt lở bờ sông ảnh hưởng trực tiếp tới đời sống sinh hoạt người dân, tính ổn định cơng trình ven sơng, cơng trình sơng, gây thiệt hại nặng nề cho hoạt động dân sinh kinh tế vùng ven sông Các thiệt hại kể đến gây đất nông nghiệp, hư hỏng nhà cửa, chết người, Trường Đại học Thủy lợi Tổng cục Phòng chống thiên tai chí hủy hoại tồn khu dân cư, đô thị, ảnh hưởng đến hoạt động kinh tế ven bờ: Theo tài liệu Sở Nông nghiệp PTNT tỉnh Đồng Nai, dọc theo bờ phải khu vực đoạn bị sạt lở sông Đồng Nai thuộc địa phận xã Tân Hạnh Hóa An thuộc TP Biên Hịa người dân xây bờ kè đá hộc, cừ tràm nên đoạn tương đối ổn định, nhiên tháng 9/2016 xảy sạt lở phần đất trống dài 4m vào đất nhà ông Tân bà Lê Thị Tại Đoạn đường bờ trái sông Đồng Nai từ trạm kiểm sốt giao thơng thủy thuộc phường Bửu Long đến cầu Hóa An có nhiều đoạn sạt lở nhẹ, người dân thả đá hộc, đóng cừ tràm số nơi thả rọ đá để bảo vệ nhà cửa, ruộng vườn họ Đã có số nghiên cứu diễn biến lòng dẫn, đề xuất giải pháp khoa học cơng nghệ để ổn định lịng dẫn hạ du hệ thống sông Đồng Nai phục vụ phát triển kinh tế xã hội, nhiên nghiên cứu chuyên sâu vấn đề sạt lở bờ, đánh giá trạng, nguyên nhân chế, yếu tố ảnh hưởng đến sạt lở bờ sông, giải pháp cơng nghệ bảo vệ bờ có tính khả thi chưa nhiều, đặc biệt liên quan đến việc quy hoạch sử dụng vùng KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MƠI TRƯỜNG - SỐ 70 (9/2020) 17 ven sơng phục vụ mục tiêu phát triển kinh tế xã hội vùng hạ du hệ thống sông Đồng Nai Các nghiên cứu trước cịn rời rạc, chưa tìm đầy đủ nguyên nhân, chế yếu tố ảnh hưởng đến sạt lở bờ sông hạ du hệ thống sơng Đồng Nai dự báo tương lai có xét ảnh hưởng biến đổi khí hậu nước biển dâng Đặc biệt nghiên cứu chưa có giải pháp tổng thể mang tính bền vững thực tiễn khoa học công nghệ quản lý phục vụ phòng chống sạt lở, quy hoạch phát triển bền vững, khai thác sử dụng có hiệu khơng gian ven sông phục vụ phát triển kinh tế xã hội Trong năm gần có nhiều nghiên cứu giới phát triển số phương pháp để đánh giá mức độ nhạy cảm với xói lở bờ sơng như: Phân tích cấp bậc AHP (Saaty, 2008), Sử dụng phương pháp GIS đánh giá nguy trượt lở đất (Barredo, nnk 2000), Phát triển phương pháp đánh giá nguy trượt lở đất AHP (Yagi, 2003), Kết hợp q trình phân tích cấp bậc tần suất xuất dự báo xói mịn đất lưu vực sơng Keleghai (Sar, nnk 2016)…Phương pháp phân tích cấp bậc AHP (Anatycal Hiearchy Process - AHP), đề xuất Saaty, sử dụng việc hỗ trợ định đa tiêu chí quản lý xói lở bờ sơng (multi-criteria decision-making) Nó hỗ trợ người định để đưa định tốt nhất, cách giảm định phức tạp cho loạt cặp so sánh tổng hợp kết AHP sử dụng rộng rãi nhiều tác giả toàn giới CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Cách tiếp cận Có nhiều hướng tiếp cận để đánh giá xói lở bờ sơng (XLBS) Trong nghiên cứu sử dụng cách tiếp cận trực tiếp cách tiếp cận hệ thống, tiếp cận đa tiêu Cách tiếp cận trực tiếp: Các biểu XLBS thực thể hình bề mặt Chính vậy, việc trực tiếp khảo sát, đo vẽ chi tiết ngồi thực địa xác định thơng số trạng XLBS, xác định yếu tố tác động phát sinh sở quan trọng nghiên cứu đánh giá trạng, khoanh vùng cảnh báo nguy đề xuất giải pháp phòng tránh nguy 18 XLBS Trên sở điều tra khảo sát thực địa, tham vấn cộng đồng vệ trạng xói lở bờ sơng (vị trí, chiều dài cung xói, độ cao vách xói, kiều XLBS, hướng dịng chảy, đặc tính thổ địa chất bờ sông, đặc điểm yếu tố gây XLBS ) dọc hai bên bờ sông, đánh giá quy mơ, cường độ, tần xuất vai trị yếu tố ảnh hưởng đến XLBS Cách tiếp cận hệ thống: XLBS kết tác động tương hỗ yếu tố nội sinh, ngoại sinh nhân sinh XLBS chủ yếu phát sinh yếu tố động lực dịng chảy, uốn khúc sơng, yếu địa chất cấu tạo bờ, yếu tố hoạt động nhân sinh, XLBS hình thành phát triển hệ thống mở, chịu tác động tương tác yếu tố thành phần Mỗi yếu tố thành phần có tính đặc thù, mức độ tác động phát sinh XLBS khác Trên sở đánh giá trạng xói lở bờ sơng đối sánh với yếu tố hệ thống mở đó, cho phép tiến hành đánh giá nguy XLBS theo yếu tố thành phần phân vùng cảnh báo nguy XLBS Cách tiếp cận đa tiêu/ đa tiêu chí (Multi-Criteria Evaluation - MCE) cho phép xác định yếu tố khác vấn đề định phức tạp, tổ chức yếu tố thành cấu trúc phân cấp nghiên cứu mối quan hệ yếu tố ứng dụng nhiều nghiên cứu khác Trong số phương pháp phân tích đa tiêu chí, tiến trình phân tích thứ bậc (Analytic Hierarchy Process - AHP) sử dụng phổ biến để giải vấn đề phức tạp cách xếp yếu tố vào khuôn khổ phân cấp (Saaty, 1980) 2.2 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp AHP (Saaty,2008) ứng dụng đánh giá vai trò yếu tố mối quan hệ phát sinh XLBS, thể cách cho điểm tính trọng số, dựa nguyên tắc so sánh cặp nhân tố mà thường gọi "so sánh cặp thông minh" Bản đồ nhạy cảm XLBS (Suceptibility map) xác lập sở phân tích đánh giá yếu tố nguyên nhân sinh XLBS Bản đồ số nhạy cảm XLBS kết tích hợp đồ số nhạy cảm thành phần Bản đồ nguy XLBS (Hazard map) tạo lập từ kết phân tích khơng gian thực môi trường GIS KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MƠI TRƯỜNG - SỐ 70 (9/2020) Chỉ số xói lở bờ sơng thể theo phương pháp phân tích cấp bậc AHP với cơng thức tính tốn sau: (1) Trong đó: H Chỉ số nhạy cảm xói lở bờ sông, Xij điểm số lớp thứ i nhân tố j (chỉ số mức độ tác động thể mức độ (cường độ) tác động yếu tố, Wj trọng số nhân tố j tổng thể tập hợp nhân tố xói lở bờ sơng Phương pháp q trình phân tích cấp bậc để tính tốn trọng số (hệ số tầm quan trọng) phân cấp cường độ tác động yếu tố thành phần nhà toán học người Mỹ T.L Saaty số tác giả giới Việt Nam sử dụng để đánh giá định lượng cường độ trình Lý thuyết phân chia cường độ tác động (j) thành cấp độ thang tỷ lệ so sánh tầm quan trọng yếu tố tác động Saaty dùng phương pháp chuyên gia để so sánh yếu tố tác động theo cấp độ (1, 3, 5, 7, 9) so sánh thua theo cấp độ (1, 1/3, 1/5, 1/7, 1/9) ma trận vuông cấp n (n số yếu tố tác động dùng để so sánh) Trong đó, Saaty qui định đường chéo ma trận vng có giá trị Ma trận số quan trọng yếu tố A so với B n ngược lại tỷ số quan trọng B so với A 1/n Dựa vào thang tỷ lệ xác lập ma trận so sánh yếu tố tác động Sau tính tốn trọng số cho lớp thành phần cách sử dụng vector nguyên lý Eigen (eigenvector) (có thể tính tốn gần vecror ngun lý Eigen cách chia giá trị cột cho tổng số giá trị cột để thiết lập ma trận mới, giá trị trung bình hàng ma trận trọng số yếu tố tác động có giá trị từ đến 1) (Saaty,2000) Phương pháp AHP Saaty so sánh nhân tố theo nguyên tắc nhân tố A quan trọng nhân tố B A/B>1 ngược lại, A quan trọng B A/B Quan Quan Quan trọng trọng trọng hơn rất nhiều nhiều nhiều lần rõ ràng phát sinh XLBS Phương pháp “So sánh cặp thơng minh” phân tích rõ qua ví dụ sau (5 yếu tố với điểm tương ứng 1, 3, 5, 7, 9): Cho nhân tố tác động phát sinh tai biến: A, B, C, D, E xây dựng ma trận so sánh cặp thông minh bảng Bảng Ma trận so sánh yếu tố phát sinh/ ảnh hưởng đến XLBS Các nhân tố A(1) B(3) C(5) D(7) E(9) A(1) 1/3 1/5 1/7 1/9 B(3) 1/3 1/5 1/7 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 70 (9/2020) C(5) 1.67 1/3 1/5 D(7) 2.33 1.4 1/3 E(9) 1.80 1.29 19 Tính tốn vector ngun lý eigen làm xấp xỉ theo cách thủ công chia giá trị cột cho tổng giá trị tỉ số cột Điều cho ma trận với giá trị nằm khoảng giá trị tổng giá trị theo cột Giá trị trung bình dịng ma trận tương ứng với trọng số cho tiêu chuẩn (Jones nnk, 2004) Dựa theo ma trận này, theo Vector nguyên lí Eigen với phương pháp tính trọng số Jones tính tổ hợp trọng số phù hợp sau: A = 0,59; B = 0,20; C = 0,11; D = 0,07; E = 0,04 PHẠM VI NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN Hệ thống sơng Đồng Nai hệ thống sông lớn thứ Việt Nam, sau hệ thống sơng Hồng-Thái Bình sơng Mê Cơng, hệ thống sông nội địa lớn nước ta Hệ thống sơng Đồng Nai chảy qua địa phận hành tỉnh thành phố Lâm Đồng, Đắc Nông, Đồng Nai, Bình Phước, Bình Dương, Tây Ninh, Long An, Bình Thuận, Bà Rịa-Vũng Tàu thành phố Hồ Chí Minh Với quan điểm tiếp cận hệ thống, nghiên cứu hạ du hệ thống sông Đồng Nai tách rời hệ thống lưu vực sông Đồng Nai bao gồm sơng phụ lưu, nghiên cứu coi trọng tính hệ thống xuyên suốt trình nghiên cứu nhằm nghiên cứu tổng thể, đầy đủ, tồn diện hệ thống sơng Đồng Nai Phạm vi nghiên cứu sau hạ du hồ Dầu Tiếng, Trị An, Phước Hịa, sơng Vàm Cỏ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 4.1 Lựa chọn số nhạy cảm để xác định nguy XLBS Theo kết điều tra thực địa, kết hợp thu thập phân tích số liệu cho thấy có hai nhóm ngun nhân gây nên sạt lở bờ sơng Đó là: Nhóm thứ nhất, nhân tố làm giảm lực chống trượt; Nhóm thứ hai tổ hợp yếu tố tác động làm tăng lực gây trượt mái bờ (Shofiul Islam, 2008) phân tích yếu tố thủy động lực học bùn cát cần xem xét trình đánh giá diễn biến sạt lở bờ sông sau: Yếu tố Thủy động lực dòng chảy (Mực nước – lưu lượng, kết cấu dòng chảy, lưu lượng dòng chảy, vận tốc dòng chảy gần bờ lớn nhất, phân bố ứng suất cắt, dòng thứ cấp độ rối, thay đổi đổi mực nước…) 20 Yếu tố hình thái (biến dạng đáy sơng cách tính tốn ứng suất đáy, địa hình lịng sơng, hình dạng sơng, hình thành bãi giữa…); Yếu tố vận chuyển bùn cát ( bùn cát đáy, bùn cát lơ lửng, chất tạo lịng chất khơng tạo lịng); Yếu tố độ ổn định bờ sông cấu trúc bờ sông (lớp phủ thực vật, mái dốc sông, chiều cao bờ sơng ….); Yếu tố đặc tính bùn cát (kích thước , thành phần hạt, thành phần trầm tích sơng, mật độ, góc ma sát, tính dính kết…); Các yếu tố tác động người (Việc sử dụng xe cộ, xây dựng nhà cửa, đường xá làm ảnh hưởng đến thực vật bờ tác động đến bề mặt đất Đất bị đè nén làm giảm khả thấm đất, mưa xuống dịng chảy hình thành nhanh chóng dễ làm xói lở bờ Lúc khối đất bờ khơng cịn khả kháng trượt Điều đặc biệt nguy hiểm kết hợp với xuất yếu tố khách quan khác tự nhiên: lũ xuống, triều rút làm tăng trọng lượng khối đất bờ hay giảm áp lực thay nổi, mưa làm bão hòa khối đất bờ phát sinh áp lực thấm… khiến bờ sông bị gia tải mức Điều lý giải cho tượng sạt lở mạnh khu vực có nhiều nhà cửa, sở hạ tầng xây cất ven sông,…; Khai thác vật liệu sơng khơng có quy hoạch, đào luồng, lạch cho tàu bè đi,… dẫn đến đất bờ ổn định sụp lở; Nạn phá rừng gây nên cường suất lũ gia tăng, làm tăng đáng kể hàm lượng bùn cát dòng chảy, gây nên tượng lắng đọng bùn cát hồ thượng nguồn làm giảm khả điều tiết lũ hồ chứa Việc cân bùn cát làm gia tang khả xói lở lịng dẫn sạt lở bờ; Việc gia tăng hoạt động lại tàu thuyển sông gây sóng va đập bờ sóng gây sạt lở bờ; Xây dựng cơng trình sơng chưa đảm bảo kỹ thuật nguyên nhân gây sạt lở bờ sơng Trên sở phân tích đánh giá ngun nhân/ yếu tố gây xói lở bờ sơng, nghiên cứu lựa chọn số nhạy cảm gây XLBS để đánh sau: (1) Chỉ số thủy động lực (Flow Geometry Index, FGI); (2) Chỉ số hình dạng mặt bằng, hệ số hình dạng dịng chảy, độ uốn khúc, (Plan Form Index, PFI); (3) Chỉ số độ dốc lịng sơng (Cross-Slope ratio CSR); (4) Chỉ số địa chất bờ (ĐCB); (5) Chỉ số hiểm họa sạt lở bờ KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 70 (9/2020) (Bank Erosion Hazard Index, BEHI); (6) Chỉ số ứng suất gần bờ (Near Bank Stress, NBS) (7) Chỉ số tải trọng bờ (TTB); (8) Chỉ số công trình bảo vệ bờ (CTBV) 4.2 Xây dựng ma trận so sánh cặp thông minh theo phương pháp AHP Với nguyên tắc so sánh cặp thông minh cho nhân tố tác động phát sinh nguy XLBS với nhân tố thành phần thủy động lực, độ uốn khúc, độ dốc lịng sơng, địa chất bờ, hiểm họa sạt lở bờ, ứng suất gần bờ, tải trọng bờ cơng trình bảo vệ bờ, xây dựng ma trận so sánh cặp thông minh (8 yếu tố với điểm tương ứng 1,2,3,4,5,6,7,8) Việc cho điểm, tính trọng số yếu tố thể vai trò yếu tố tổng thể yếu tố tác động phát sinh XLBS AHP phương pháp đưa định, đưa thứ tự xếp tiêu nhờ vào người định đưa định cuối hợp lý cần có tham vấn nhiều chuyên gia Cơ sở việc cho điểm mức độ phân bố XLBS yếu tố Việc đánh giá mức độ nhậy cảm thang cho điểm biểu thị ưu tiên chúng cách thích đáng XLBS Phân tích so sánh cặp ứng dụng nhằm xác định vai trò yếu tố thể trọng số tổng thể yếu tố tác động phát sinh XLBS, kết thể bảng sau: Bảng Ma trận so sánh yếu tố phát sinh/ ảnh hưởng đến XLBS vùng hạ du sông Đồng Nai Các nhân tố Thủy động lực Địa chất bờ Tải trọng bờ Độ dốc lịng sơng Hiểm họa sạt lở bờ Độ uốn khúc Ứng suất gần bờ Cơng trình bảo vệ bờ Thủy động Địa chất Tải trọng Độ dốc Hiểm họa lực bờ bờ lịng sơng sạt lở bờ Cơng Độ uốn Ứng suất trình bảo khúc gần bờ vệ bờ 3.5 2.33 2.67 Trọng số (Wj) 1/2 1/3 1/2 1.5 2.0 1.33 2.5 1.67 1/4 1/3 1/2 1.25 1.5 1.75 0.084 1/5 1/4 1/3 1/2 1.2 1.40 1.6 0.059 1/6 1/7 1/5 1/6 1/4 1/5 1/3 1/4 1/2 1/3 1/2 1.17 1.33 1.14 0.042 0.030 1/8 1/7 1/6 1/5 1/4 1/3 1/2 0.021 Phân tích độ nhạy cảm yếu tố thành phần (nguy XLBS theo yếu tố phát sinh) dựa sở đánh giá mối tương quan yếu tố tác động phát sinh nguy XLBS với trạng phân bố XLBS Phân tích so sánh cặp ứng dụng nhằm xác định vai trò yếu tố thể trọng số tổng thể yếu tố tác động phát sinh XLBS có tham khảo nhiều ý kiến chuyên gia Trên sở cho phép xây dựng đồ nguy XLBS thành phần Bản đồ nguy XLBS tổng hợp đồ nguy thành phần Phương pháp ứng dụng để xây dựng đồ nguy XLBS khu vực hạ du sông Đồng Nai Chỉ số nguy xói lở bờ sơng) thể theo cơng thức sau: 0.433 0.206 0.126 (2) Trong đó: H Chỉ số nhạy cảm xói lở bờ, Xij điểm số lớp thứ i nhân tố j (chỉ số mức độ tác động thể mức độ (cường độ) tác động yếu tố, Wj trọng số nhân tố j tổng thể tập hợp nhân tố xói lở bờ sơng Điểm số lớp nhân tố trọng số nhân tố xác định theo mức nguy xói lở (NCXL) cao, trung bình, thấp khơng có nguy XLBS ứng với điểm cấp nguy xói lở 5,3,1,0 Bản đồ nguy xói lở bờ sơng xây dựng cở sở tích hợp đồ nguy XLBS theo thành phần nhân tố gây xói lở, thể theo công thức (1) nêu Phạm vi tính KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MƠI TRƯỜNG - SỐ 70 (9/2020) 21 toán xem xét vùng hạ du hệ thống sông Đồng Nai – Sài Gòn sau hồ Trị An, Phước Hòa, Dầu Tiếng Kết tính tốn số thành phần được trích xuất từ kết mơ mơ hình MIKE11 (HD ST), từ tài liệu địa hình, địa chất, tài liệu đo đạc mặt cắt ngang, từ xác định tải trọng bờ…Định giá cường độ tác động Mij yếu tố tự nhiên - kỹ thuật chọn Tính trọng số Wi tiêu thành phần Kết tổng hợp điểm số lớp trọng số nhân tố gây XLBS vùng hạ du sông Đồng Nai thống kê bảng Bảng Bảng tổng hợp điểm số lớp trọng số nhân tố gây XLBS vùng hạ du sông Đồng Nai Thành phần Thủy động lực Trọng số 0.433 Độ dốc lịng sơng 0.084 Địa chất bờ 0.206 Ứng suất gần bờ 0.030 Độ uốn khúc 0.042 Tải trọng bờ 0.126 Cơng trình bảo vệ bờ 0.021 Hiểm họa sạt lở bờ 0.059 Thứ tự cấp 4 4 4 4 Cấp nguy thành phần Nguy XLBS cao Nguy XLBS trung bình Nguy XLBS thấp Khơng có nguy XLBS Nguy XLBS cao Nguy XLBS trung bình Nguy XLBS thấp Khơng có nguy XLBS Nguy XLBS cao Nguy XLBS trung bình Nguy XLBS thấp Khơng có nguy XLBS Nguy XLBS cao Nguy XLBS trung bình Nguy XLBS thấp Khơng có nguy XLBS Nguy XLBS cao Nguy XLBS trung bình Nguy XLBS thấp Khơng có nguy XLBS Nguy XLBS cao Nguy XLBS trung bình Nguy XLBS thấp Khơng có nguy XLBS Nguy XLBS cao Nguy XLBS trung bình Nguy XLBS thấp Khơng có nguy XLBS Nguy XLBS cao Nguy XLBS trung bình Nguy XLBS thấp Khơng có nguy XLBS Tích hợp đồ nhân tố gây XLBS trọng số hóa cơng cụ GIS Kết tích hợp cho đồ với giá trị định lượng liên 22 Chiều dài (m) 169818 139769 320618 405385 116844 121233 552194 245320 492159 163666 202118 177648 26654 33392 312404 663141 191203 508202 162282 173903 69208 174908 116337 675138 116532 781076 91616 46367 301874 397244 83671 252802 Điểm cấp nguy (Xị) 5 5 5 5 quan đến xói lở bờ sông Cụ thể trường hợp nghiên cứu vùng hạ du sơng Đồng Nai tích hợp đồ nhân tố nguy XLBS để có KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 70 (9/2020) đồ số nhạy cảm xói lở bờ sơng sau: [Chỉ số nhạy cảm] = 0,433[Thủy động lực] + 0,084[Độ dốc lịng sơng] + 0,206[Địa chất bờ] + 0,030[Ứng suất gần bờ] + 0,042[Độ uốn khúc] + 0,126[Tải trọng bờ] + 0,021[Cơng trình bảo vệ bờ] + 0,059[Hiểm họa sạt lở bờ] Hình Bản đồ NCXL bờ sông vùng hạ du sông Đồng Nai Các đồ thành phần xây dựng với lớp có giá trị điểm số xác định khoảng 0-5 Như đồ tich hợp từ đồ thành phần số nhạy cảm gây XLBS nêu trên, lý thuyết, có giá trị pixel, thể độ nhạy cảm, thay đổi từ 0, trường hợp tất giá trị đồ thành phần 0, tức nguy xói lở (NCXL) đến 5, trường hợp tất giá trị đồ thành phần 5, tức có NCXL cao Việc phân chia liệu thường có nhiều cách chia, có phương pháp nhu sau: chia theo khoảng nhau; chia ngắt liệu tự nhiên; chia theo độ lệch chuẩn Nếu chia theo khoảng (equal interval), liệu chia nhóm thành với khoảng giá trị nhau, ngoại trừ giá trị khoảng chặn chặn Chia theo ngắt ngưỡng tự nhiên (natural break) dựa sở nhóm tự nhiên vốn có tập hợp liệu ngưỡng xác định cho nhóm giá trị tương tự khoảng cách lớp tối đa hóa Chia theo độ lệch chuẩn (standard deviation) thể đổi giá trị thuộc tính đối tượng từ giá trị trung bình, ngưỡng phân chia tạo với khoảng giá trị theo tỷ lệ với độ lệch chuẩn - thường khoảng 1,½, ⅓, hay ¼ độ lệch chuẩn Trong trường hợp bước nhảy độ lệch chuẩn ngưỡng giá trị phân chia thường là: giá trị trung bình ± (0,5 + k) x độ lệch chuẩn, với k = 0, 1, 2, Kết xây dựng đồ NCXL bờ sông vùng hạ du sông Đồng Nai hình vẽ thống kê bảng sau: Bảng Bảng thống kê nguy xói lở (NCXL) khu vực hạ du sơng Đồng Nai STT Cấp nguy XLBS Nguy XLBS cao Nguy XLBS trung bình Nguy XLBS thấp Khơng có nguy XLBS KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết nghiên cứu cho thấy sử dụng phương pháp phân tích cấp bậc AHP để đánh giá nguy XLBS vùng hạ du hệ thống sơng Đồng Nai Các vị trí sạt lở kiểm chứng thực tế trình điều tra thực địa, so Chiều dài (m) 42740 248454 566613 177783 Tỷ lệ % 4.13 23.99 54.71 17.17 sánh với kết tính tốn từ mơ hình tốn theo phương pháp viễn thám GIS Kết phân vùng nguy xói lở cho thấy vùng hạ du sơng Đồng Nai có khoảng 5% chiều dài bờ sơng có nguy xói lở cao, 24% chiều dài bờ sơng có nguy xói lở trung bình 55% chiều dài bờ KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MƠI TRƯỜNG - SỐ 70 (9/2020) 23 sơng có nguy xói lở thấp Các khu vực có nguy xói lở cao đoạn qua xã Bình Lợi, huyện Vĩnh Cửu tỉnh Đồng Nai, qua huyện Định Quán Tân Uyên Bình Dương Lời cảm ơn Nội dung báo phần kết nghiên cứu đề tài cấp Quốc gia KC.08.28/16-20: "Nghiên cứu dự báo diễn biến sạt lở, đề xuất giải pháp để ổn định bờ sông quy hoạch sử dụng vùng ven sông phục vụ mục tiêu phát triển kinh tế - xã hội vùng hạ du hệ thống sơng Đồng Nai" Nhóm thực đề tài chân thành cám ơn Bộ KHCN, Ban chủ nhiệm chương trình KC.08 tạo điều kiện giúp đỡ TÀI LIỆU THAM KHẢO Barredo, J., Benavides, A., Hervás, J., Van Westen, C J (2000): Comparing Heuristic Landslide Hazard Assessment Techniques Using GIS in the Tirajana Basin, Gran Canaria Island, Spain – International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation 2(1): 9-23 Md Shofiul Islam (2008) River bank erosion and sustainable protection strategies Fourth International Conference on Scour and Erosion 2008 Saaty, T L (2008): Decision Making with the Analytic Hierarchy Process – International Journal of Services Sciences 1(1): 83-98 Saaty, T.L (1980) A scaling method for priorities in hierarchical structures Journal of Mathematical Psychology 15: 234–281 Saaty T.L (2000), Fundamentals of the Analytic Hierarchy Process, RWS Publications, 4922 Ellsworth Avenue, Pittsburgh, PA 15413, (2000) Sar, N., Khan, A., Chatterjee, S., Das, A., Mipun, B S (2016): Coupling of analytical hierarchy process and frequency ratio based spatial prediction of soil erosion susceptibility in Keleghai river basin, India – International Soil and Water Conservation Research http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095633915301246 (withdrawn) Yagi, H (2003): Development of Assessment Method for Landslide Hazardness by AHP – Abstract Volume of the 42nd Annual Meeting of the Japan Landslide Society, pp 209-212 Abstract: APPLICATION OF HIERARCHICAL ANALYSIS METHOD (AHP) TO ASSESS THE RISK OF RIVERBANK EROSION IN THE DOWNSTREAM OF THE DONG NAI RIVER BASIN Importance of criteria affecting riverbank erosion is graded by determining the weight of the factors, based on statistics of measurement results, analyzing the composition of the factors The analysis method (Anatycal Hiearchy Process - AHP) of Saaty (1980) is often used to determine the weight of the factors more appropriately AHP is based on the principle of comparison between pairs of factors by the "smart pairwise comparison" method The research results of applying AHP to assess the risk of river bank erosion in the downstream Dong Nai river system is presented in this paper Results of the erosion risk zoning show that the lower Dong Nai River has about 5% of its length at high risk of erosion, 24% of the length of the riverbank at medium risk of erosion and 55% of its length at low risk of erosion The areas with high erosion risk contain the sections passing Binh Loi commune, Vinh Cuu district, Dong Nai province, Dinh Dinh and Tan Uyen districts of Binh Duong Keywords: GIS, AHP (Analytic Hierarchy Process), River Bank erosion (XLBS) Ngày nhận bài: 18/02/2020 Ngày chấp nhận đăng: 16/6/2020 24 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 70 (9/2020) ... cận hệ thống, nghiên cứu hạ du hệ thống sông Đồng Nai tách rời hệ thống lưu vực sông Đồng Nai bao gồm sơng phụ lưu, nghiên cứu coi trọng tính hệ thống xuyên suốt trình nghiên cứu nhằm nghiên cứu. .. độ nhạy cảm với xói lở bờ sơng như: Phân tích cấp bậc AHP (Saaty, 2008), Sử dụng phương pháp GIS đánh giá nguy trượt lở đất (Barredo, nnk 2000), Phát triển phương pháp đánh giá nguy trượt lở đất... hình tốn theo phương pháp viễn thám GIS Kết phân vùng nguy xói lở cho thấy vùng hạ du sơng Đồng Nai có khoảng 5% chiều dài bờ sơng có nguy xói lở cao, 24% chiều dài bờ sơng có nguy xói lở trung bình