Đang tải... (xem toàn văn)
Ở P =0,1% (phần chân triều), một số trạm có mức tăng xấp xỉ với mức tăng trên biển, ngoại trừ các trạm Nhà Bè và Phú An lại có sự giảm mực nƣớc. So với trạm trên biển là Vũng Tàu thì mự[r]
Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, Số 39B, 2019 ẢNH HƢỞNG CỦA VIỆC SUY GIẢM DIỆN TÍCH CÁC VÙNG CHỨA ĐẾN MỰC NƢỚC CAO NHẤT TẠI HẠ LƢU SÔNG ĐỒNG NAI LƢƠNG VĂN VIỆT Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh lgviet@yahoo.com Tóm tắt: Mục tiêu nghiên cứu đánh giá ảnh hƣởng suy giảm diện tích vùng chứa hoạt động san lấp, xây dựng đê bao đến mực nƣớc cao khu vực hạ lƣu sông Đồng Nai Phƣơng pháp nghiên cứu dựa phân tích mối quan hệ mực nƣớc diện tích vùng chứa, với diện tích vùng chứa đƣợc xác định từ việc phân loại ảnh viễn thám Số liệu mực nƣớc sử dụng nghiên cứu mực nƣớc cao hàng năm trạm quan trắc từ năm 1989-2017 Ảnh viễn thám đƣợc sử dụng ảnh Landsat, có 16 ảnh đƣợc đƣa vào phân tích giai đoạn Kết nghiên cứu cho thấy, tác động mực nƣớc biển dâng làm cho mực nƣớc cao trạm sông tăng dƣới 10 cm giai đoạn từ 1989-2017 Ảnh hƣởng thu hẹp vùng chứa làm cho mực nƣớc cao trạm sông tăng từ 29,2-36,1 cm Từ khóa: Đơ thị hóa, vùng chứa, mực nƣớc biển dâng, xu mực nƣớc THE EFFECT OF STORAGE AREA DECLINE ON THE HIGHEST WATER LEVEL IN THE LOWER DONG NAI RIVER Abstract: The purpose of this paper is to evaluate the change of water level in the lower Dong Nai river due to the integrated impact of sea level rise and storage area decline Research methodology is based on statistic Data used in this study was annual highest water level and storage areas The water level data is taken from six gauging station, from 1989 to 2017 The storage areas data is is generated from remote sensing image analysis The image setellite image from Landsat, with 16 scenes from 1989 to 2017 The study results showed that, from 1989 to2017, due to the impact of sea level rise, the highest water level on the mouth river has beeen has increased by approximately 10 cm Due to the storage area decline, the highest water level on the mouth river has beeen has increased from 29,2 cm to 36,1 cm Keywords: urbanization, storage area, sea level rise, water level trend ĐẶT VẤN ĐỀ Sông Đồng Nai hệ thống sông lớn thứ hai tỉnh phía Nam Chế độ thủy triều khu vực bán nhật triều không với biên độ triều cao Hạ lƣu lƣu vực có độ cao địa hình thấp với nhiều vùng chứa lớn có khả điều tiết mực nƣớc Vùng chứa (storage area) tính tốn thủy lực đƣợc hiểu khu vực có khả tiếp nhận nƣớc từ dịng chảy mặt dịng chảy tập trung nên giữ vai trị quan trọng Tuy nhiên năm gần vùng chứa có khả điều tiết mực nƣớc ngày bị thu hẹp trình san lấp cho mục đích phát triển thị khu cơng nghiệp Ngồi việc san lấp, để ứng phó với biến đổi khí hậu giải tình hình ngập lụt, nhiều hệ thống đê bao đƣợc xây dựng, làm suy giảm nhanh diện tích vùng chứa Khi mực nƣớc biển dâng làm cho mực nƣớc sơng tăng với mức tăng xấp xỉ mức tăng biển Tuy nhiên, theo thống kê bảng từ kết nghiên cứu báo cáo [1], so với mức dâng mực nƣớc biển Vũng Tàu giai đoạn từ 1980-2014 mức dâng mực nƣớc sơng (h) có nhiều khác biệt Ứng với tần suất xuất P = 0,1% (phần đỉnh triều), mức dâng mực nƣớc trạm sông (hp=0,1%) cao nhiều so với trạm Vũng Tàu biển Mức dâng mực nƣớc © 2019 Trƣờng Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh ẢNH HƢỞNG CỦA VIỆC SUY GIẢM DIỆN TÍCH CÁC VÙNG CHỨA ĐẾN MỰC NƢỚC CAO NHẤT TẠI HẠ LƢU SÔNG ĐỒNG NAI với P = 50% trạm tƣơng đối đồng Ở P =0,1% (phần chân triều), số trạm có mức tăng xấp xỉ với mức tăng biển, ngoại trừ trạm Nhà Bè Phú An lại có giảm mực nƣớc Bảng Mức tăng mực nước giai đoạn 1980-2014 [1] Thủ Dầu Biên Hòa Một Mực nƣớc thống kê Vũng Tàu Nhà Bè Phú An Bến Lức hp= 1% (cm) 15,2 32,9 34,8 30,1 48,2 42,8 hp= 50,0% (cm) 11,1 11,4 13,7 12 14,8 12,8 hp= 99% (cm) 7,1 -16,2 -8,2 4,8 8,6 10,3 Theo bảng trên, đặc trƣng thống kê mực nƣớc theo tần suất xuất trạm quan trắc khu vực có thay đổi đáng kể So với trạm biển Vũng Tàu mực nƣớc cao sơng có mức dâng mực nƣớc cao nhiều Ngƣợc lại, mực nƣớc thấp trạm nằm gần vùng chứa nhƣ Nhà Bè, Phú An lại có xu hƣớng giảm Vũng Tàu lại có xu hƣớng tăng Hay, khác biệt xu mực nƣớc số trạm có liên quan đến thu hẹp vùng chứa cần đƣợc làm sáng tỏ Biến đổi khí hậu hoạt động ngƣời đƣợc coi hai yếu tố ảnh hƣởng đến thay đổi mực nƣớc Theo nghiên cứu tài liệu [2-14], yếu tố khí hậu nhƣ lƣợng mƣa, nhiệt độ, bốc yếu tố ngƣời nhƣ xây dựng đê, phá hủy thảm thực vật, điều tiết hồ chứa, thị hóa, gia tăng khu vực khơng thấm nƣớc có tác động đến thay đổi chế độ thủy văn có mực nƣớc Tuy nhiên, có nghiên cứu mối tƣơng quan cụ thể suy giảm diện tích vùng chứa đến mực nƣớc Mặc dù sở hạ tầng hệ thống tiêu thoát nƣớc đƣợc đầu tƣ lớn nhƣng tình hình ngập lụt thị khu vực hạ lƣu sông Đồng Nai gia tăng năm gần Theo kết nghiên cứu, tình hình ngập tăng có ngun nhân từ mực nƣớc dâng sơng [1, 15] Ngồi ra, khu vực mƣa lớn thƣờng xuất vào thời kỳ triều cƣờng [1, 16] nên thay đổi mực nƣớc với đặc điểm làm cho khả tiêu thoát nƣớc giảm làm gia tăng nguy ngập lụt, cần có nghiên cứu chi tiết ảnh hƣởng vùng chứa đến mực nƣớc Chính vậy, nghiên cứu đƣợc thực nhằm đánh giá ảnh hƣởng suy giảm diện tích vùng chứa hoạt động san lấp, xây dựng đê bao đến mực nƣớc cao PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ SỐ LIỆU SỬ DỤNG 2.1 Phƣơng pháp nghiên cứu Trên khu vực chịu ảnh hƣởng thủy triều , vai trò vùng chứa giống nhƣ hồ điều tiết Khi diện tích vùng chứa giảm làm cho mực nƣớc cao tăng mực nƣớc thấp giảm Có ba phƣơng pháp đƣợc sử dụng nghiên cứu thay đổi chế độ mực nƣớc mơ hình thủy lực, phân tích dao động điều hịa thủy triều phân tích thống kê [17-19] Trong nghiên cứu này, phƣơng pháp phân tích thống kê đƣợc sử dụng để đánh giá ảnh hƣởng suy giảm diện tích vùng chứa đến mức tăng mực nƣớc cao Trong nghiên cứu có nội dung tính mức tăng mực nƣớc cao trạm quan trắc, xác định diện tích vùng chứa theo thời gian phân tích mối quan hệ diện tích vùng chứa với mực nƣớc cao sông 1) Xác định xu mực nƣớc cao Do chuỗi số liệu quan trắc mực nƣớc không dài, 29 năm, nên nghiên cứu xu mực nƣớc cao đƣợc xác định việc xấp xỉ chuỗi quan trắc hàm tuyến tính Phƣơng trình có dạng sau: © 2019 Trƣờng Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh ẢNH HƢỞNG CỦA VIỆC SUY GIẢM DIỆN TÍCH CÁC VÙNG CHỨA ĐẾN MỰC NƢỚC CAO NHẤT TẠI HẠ LƢU SÔNG ĐỒNG NAI H at b (1) Trong phƣơng trình này, H mực nƣớc cao trạm quan trắc năm thứ t, a b hệ số a thể độ dốc hay mức thay đổi mực nƣớc đơn vị thời gian Hệ số b điểm thể giá trị H t = 0, điểm giao cắt với trục tung Mức độ ý nghĩa phƣơng trình đƣợc đánh giá qua kiểm định F (Fisher Exact Test) giá trị P (probability value) với mức ý nghĩa 95% Với t có đơn vị [năm] nên hệ số a mức dâng mực nƣớc trung bình năm Từ phƣơng trình xu mực nƣớc đƣợc xác định nhƣ sau: H at (2) ∆H mức dâng mực nƣớc thời gian ∆t 2) Xác định diện tích vùng chứa phƣơng pháp phân loại ảnh viễn thám Ảnh viễn thám sử dụng phân loại nhằm xác định diện tích vùng chứa ảnh Landsat Phần mềm sử dụng phân loại ENVI ảnh đƣợc phân loại theo bƣớc sau: Nắn chỉnh ảnh Tạo ảnh tổ hợp Phân loại ảnh Đánh giá kết phân loại Phân tích ảnh sau phân loại Hình Sơ đồ phân loại ảnh Trên ảnh landsat, vùng chứa lƣu vực nghiên cứu nằm tập trung row 125 path 53 nên sơ đồ khơng có bƣớc ghép ảnh Ảnh đƣợc phân loại theo phƣơng pháp phân loại có giám định, MLC (Maximum Likelihood Classifier) dựa tập mẫu năm 2017 Mẫu đƣợc xây lấy từ việc khảo sát thực địa tham khảo ảnh Google Map Tập mẫu đƣợc xây dựng gồm loại vùng đất ngập nƣớc bán ngập nƣớc (vùng chứa) loại khác Mẫu khảo sát đƣợc lấy dạng điểm vị trí điểm lấy mẫu đƣợc xác định GPS Do có kênh thị phổ đƣa vào phân tích ảnh đƣợc phân làm lớp nên yêu cầu số điểm mẫu không lớn Số điểm mẫu đƣợc lấy thực địa 182 điểm chia cho lớp, nhƣ số điểm mẫu đƣợc lấy lớn lần so với yêu cầu Để tăng cƣờng số điểm mẫu, nghiên cứu tham khảo ảnh từ Google Map Cho năm trƣớc đó, dựa tập mẫu năm 2017, tập mẫu đƣợc bổ sung hiệu chỉnh cho năm Việc đánh giá chất lƣợng phân loại ảnh đƣợc dựa số Kappa Sau bƣớc đánh giá kết phân loại, liệu sau phân loại đƣợc chuyển sang phần mềm ArcGIS nhằm thống kê diện tích vùng chứa Trong nghiên cứu vùng chứa khơng liên tục nên diện tích vùng chứa đƣợc thống kê theo ranh giới hành quận, huyện Việc lựa chọn ranh giới hành cấp quận, huyện nhằm đảm bảo cho phân tích mối quan hệ mực nƣớc cao diện tích vùng chứa đảm bảo tính ổn định 3) Nội suy liệu diện tích vùng chứa Do số liệu diện tích vùng chứa khơng liên tục theo thời gian nên cần phải đƣợc nội suy để thống với số liệu mực nƣớc, phục vụ phân tích mối quan hệ mực nƣớc cao diện tích vùng chứa Dữ liệu diện tích vùng chứa theo thời gian đƣợc nội suy theo đƣờng cong bậc phƣơng pháp hồi quy tuyến tính Để đảm bảo độ xác, số điểm đƣợc đƣa vào phân tích đoạn đƣờng cong bậc đƣợc lựa chọn bƣớc điểm liên tiếp từ đầu đến cuối chuỗi số liệu dịch chuyển dần Kết đƣờng cong thể thay đổi theo thời gian diện tích vùng chứa đƣợc lấy giá trị trung bình đoạn đƣờng cong bậc theo trọng số khoảng cách đến trung điểm đoạn Từ đƣờng cong thể thay đổi theo thời gian diện tích vùng chứa, liệu diện tích vùng chứa cho năm đƣợc tính cho tháng 10, thời điểm thƣờng xuất mực nƣớc cao hạ lƣu sông Đồng Nai Dữ liệu đƣợc sử dụng để phân tích mối quan hệ với mực nƣớc cao trạm sơng © 2019 Trƣờng Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh ẢNH HƢỞNG CỦA VIỆC SUY GIẢM DIỆN TÍCH CÁC VÙNG CHỨA ĐẾN MỰC NƢỚC CAO NHẤT TẠI HẠ LƢU SƠNG ĐỒNG NAI 4) Phân tích mối quan hệ mực nƣớc cao diện tích vùng chứa Mối quan hệ mực nƣớc cao diện tích vùng chứa đƣợc thực qua việc phân tích hệ số tƣơng quan chúng Ngồi ra, để xác định rõ vai trò suy giảm diện tích vùng chứa với mực nƣớc cao nghiên cứu sử dụng phƣơng pháp hồi quy tuyến tính bƣớc Gọi H mực nƣớc cao năm trạm quan trắc sông với liệu H(i) Gọi Xj diện tích vùng chứa mực nƣớc trạm Vũng Tàu, với liệu Xj(i) Ở i = 1, 2, … n, với n độ dài chuỗi số liệu; j = 1, 2, … m, với j = mực nƣớc trạm Vũng Tàu, với j = 2, 3, …m vùng chứa Phƣơng trình hồi quy tuyến tính bậc mối quan hệ yếu tố có dạng sau: Hˆ b0 b1 X b2 X bm X m (3) Trong Hˆ giá trị diễn tốn H; Xj đƣợc gọi yếu tố ảnh hƣởng; b0 bj hệ số cần tìm, m số nhân tố tham gia phƣơng trình Việc đƣa mực nƣớc trạm Vũng Tàu vào phƣơng trình (3) nhằm loại bỏ ảnh hƣởng mực nƣớc biển dâng chu kỳ nhiều năm thủy triều đến mực nƣớc cao sơng Phƣơng trình (3) đƣợc xây dựng bƣớc dựa phƣơng pháp bình phƣơng tối thiểu thuật toán quay ma trận Biến bổ sung bƣớc làm tăng độ xác tính ổn định phƣơng trình Quá trình lựa chọn biến kết thúc hay tiếp tục dựa hệ số thống kê hệ số phƣơng trình hồi quy số thống kê Fisher cho toàn phƣơng trình Từ phƣơng trình (3), ảnh hƣởng suy giảm diện tích vùng chứa đến mức dâng mực nƣớc dâng trạm sơng đƣợc tính nhƣ sau: H Hˆ 't Hˆ 't1 (4) Trong H mức dâng mực nƣớc trạm sơng suy giảm diện tích vùng chứa, Hˆ 't1 Hˆ 't giá trị Hˆ tính theo phƣơng trình (3) cho thời điểm đầu thời điểm cuối bỏ qua yếu tố ảnh hƣởng mực nƣớc trạm Vũng Tàu Ở t thời điểm đầu t2 thời điểm cuối giai đoạn phân tích 2.2 Số liệu sử dụng Các trạm quan trắc mực nƣớc đƣợc đƣa vào phân tích bao gồm trạm sơng Nhà Bè, Phú An, Thủ Dầu Một, Biên Hòa, Bến Lức trạm biển Vũng Tàu Vị trí trạm đƣợc thể hình Dạng số liệu sử dụng nghiên cứu mực nƣớc cao năm Thời gian chuỗi đƣợc lấy từ năm 1989-2017, riêng trạm Vũng Tàu có số liệu từ năm 1980 nên đƣợc lấy từ 1980 – 2017 Dữ liệu đƣợc lấy từ Phân viện khoa học Khí tƣợng Thủy văn Biến đổi khí hậu Dữ liệu viễn thám ảnh landsat, đƣợc lấy từ trang https://earthexplorer.usgs.gov/ Dữ liệu đƣợc nêu bảng với 16 ảnh từ năm 1989 đến năm 2017 Để tránh ảnh hƣởng mây, ảnh đƣợc lấy vào tháng mùa khô Các ảnh đƣợc lƣa chọn có chất lƣợng ảnh tốt khu vực nghiên cứu Các kênh ảnh đƣợc sử dụng nghiên cứu kênh thị phổ Dựa kênh này, ảnh đa phổ đƣợc xây dựng đƣa vào phân loại ảnh © 2019 Trƣờng Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh ẢNH HƢỞNG CỦA VIỆC SUY GIẢM DIỆN TÍCH CÁC VÙNG CHỨA ĐẾN MỰC NƢỚC CAO NHẤT TẠI HẠ LƢU SÔNG ĐỒNG NAI Hình Vị trí trạm đo mực nước Bảng Thông tin ảnh sử dụng STT Thời gian lấy ảnh Sensor STT (yyyymmdd) Thời gian lấy ảnh Sensor (yyyymmdd) 19890116 Landsat TM 20080325 Landsat TM 19950322 Landsat TM 10 20090208 Landsat TM 19991222 Landsat TM 11 20100211 Landsat TM 20011211 Landsat TM 12 20110129 Landsat TM 20020213 Landsat TM 13 20140121 Landsat OLI_TIRS 20030131 Landsat TM 14 20150124 Landsat OLI_TIRS 20050120 Landsat TM 15 20160111 Landsat OLI_TIRS 20060304 Landsat TM 16 20170214 Landsat OLI_TIRS KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Xu mực nƣớc trạm quan trắc Dựa số liệu quan trắc mực nƣớc cao từ năm 1989 đến năm 2017, phƣơng trình xác định xu mực nƣớc đƣợc thể hình bảng Theo bảng mực nƣớc cao có xu tăng Trong mực nƣớc trạm sông tăng cao, khoảng 1,5 – 1,7 mm/năm Trong mực nƣớc trạm biển Vũng Tàu có mức tăng 0,2 mm/năm, thấp mức tăng trạm sông từ đến lần © 2019 Trƣờng Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh ẢNH HƢỞNG CỦA VIỆC SUY GIẢM DIỆN TÍCH CÁC VÙNG CHỨA ĐẾN MỰC NƢỚC CAO NHẤT TẠI HẠ LƢU SÔNG ĐỒNG NAI Cũng theo bảng 3, giai đoạn từ 1989-2017, loại trừ trạm Vũng Tàu, xu mực nƣớc trạm rõ rệt với hệ số xác định hiệu chỉnh từ 0,486 đến 0,926 giá trị P cho hệ số a nhỏ 0,05 hay mức tăng có ý nghĩa với P = 95% Với trạm Vũng Tàu, giá trị P cho hệ số a lớn 0,05 thống kê F nhỏ giá trị tiêu chuẩn F nên phƣơng trình đƣờng xu khơng chắn Bảng Hệ số phương trình đường xu giai đoạn 1989-2017 Hệ số a (cm/năm) Mức ý nghĩa 95% Giá trị P cho hệ số a với F Significance F 0,9228 1,494581 1,51542E-16 322,7849046 Phú An 62,7 0,9293 1,604926 4,63053E-17 354,8017322 Biên Hòa 89,2 0,4863 1,694794 2,62227E-05 25,56008393 102,4 0,8581 1,645353 5,82539E-13 163,2574663 Bến Lức 69,4 0,8427 1,583961 2,36559E-12 144,6041835 Vũng Tàu 0,0 0,0709 0,207882 0,162557353 2,061390692 Mực nƣớc trạm Nhà Bè Biên Hòa (cm) Thủ Dầu Một 250 175 225 150 200 125 175 100 150 75 Hx Nhà Bè 125 Hx Hóa An 50 Hx Phú An 100 1988 1993 1998 2003 2008 2013 Mực nƣớc trạm Thủ Dầu Một Bến Lức (cm) 39,2 Mực nƣớc trạm Phú An (cm) Nhà Bè 225 175 200 150 175 125 150 100 125 75 Hx Thủ Dầu Một Hx Bến Lức 100 50 HxVũng Tàu 75 1988 25 2018 4,1830 1993 1998 2003 Năm 2008 2013 Mực nƣớc trạm Vũng Tàu (cm) Khoảng Hệ số xác cách tới định, R2 biển Trạm 25 2018 Năm Hình Xu mực nước trạm quan trắc Dựa vào hệ a bảng 4, việc tính mức dâng mực nƣớc trạm đƣợc thực theo phƣơng trình (2), kết thu đƣợc nhƣ sau: Bảng Mức dâng mực nước trạm quan trắc từ 1989-2017 (Stations) Mức dâng mực nƣớc giai đoạn 1989-2017 (cm) Nhà Bè 41,8 Thủ Dầu Một 46,1 Phú An 44,9 Bến Lức 44,4 Biên Hòa 47,5 Vũng Tàu 5,8 Trạm (Stations) Mức dâng mực nƣớc giai đoạn 1989-2017 (cm) Trạm Do hệ số đƣờng xu mực nƣớc cao trạm Vũng Tàu khơng có ý nghĩa thống kê với P = 95%, nên kết mức tăng mực nƣớc 5,8 cm bảng có tính tham khảo Vũng Tàu trạm quan trắc biển nên mức tăng đƣợc chấp nhận giai đoạn 1989-2017, mức tăng mực nƣớc cao trạm sông cao từ 36 cm đến 41,6 cm so với trạm Vũng Tàu © 2019 Trƣờng Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh ẢNH HƢỞNG CỦA VIỆC SUY GIẢM DIỆN TÍCH CÁC VÙNG CHỨA ĐẾN MỰC NƢỚC CAO NHẤT TẠI HẠ LƢU SÔNG ĐỒNG NAI Để xác định xác mức dâng mực nƣớc cho trạm Vũng Tàu, sau kết phân tích với chuỗi dài hơn, từ 1980-2017 Hình xu mực nƣớc trạm Vũng Tàu với hệ số p mức ý nghĩa 95% 0,000266, giá trị đảm bảo hệ số độ dốc a có ý nghĩa Với a = 0,4096, mức dâng mực nƣớc giai đoạn 1980-2017 (37 năm) 15,2 cm, hay với mức tăng 11,5 cm 28 năm Nếu chấp nhận mức tăng giai đoạn 1989-2017 (28 năm) 11,5 cm thì giai đoạn mức tăng mực nƣớc cao trạm sông cao từ ,4 cm đến 36 cm so với trạm Vũng Tàu Nhƣ vậy, cần phải làm rõ nguyên nhân mức tăng mực nƣớc trạm sông Hình Xu mực nước trạm Vũng Tàu 3.2 Diễn biến diện tích vùng chứa theo thời gian Theo kết đánh giá phân loại ảnh, số Kappa cho ảnh năm 2017 thấp với giá trị 0,89, năm cịn lại có giá trị trung bình 0,91 Nhƣ kết phân loại ảnh tin cậy Hình kết phân loại vùng chứa cho năm 1989 2017 Các hình cho thấy sau 26 năm, diện tích vùng chứa giảm nhanh huyện Nhà Bè, Nhơn Trạch, Bình Chánh Quận Sự suy giảm mạnh kết việc san lấp xây dựng tuyến đê bao Hình Bản đồ vùng chứa từ kết phân loại ảnh © 2019 Trƣờng Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh 10 ẢNH HƢỞNG CỦA VIỆC SUY GIẢM DIỆN TÍCH CÁC VÙNG CHỨA ĐẾN MỰC NƢỚC CAO NHẤT TẠI HẠ LƢU SÔNG ĐỒNG NAI Dựa ảnh phân loại, kết thống kê diện tích vùng chứa theo quận huyện đƣợc trình bày bảng Trong bảng mức giảm đƣợc tính dựa diện tích vùng chứa năm 1989 năm 2017 Theo mức giảm dựa tỷ số diện tích vùng chứa năm 1989 2017 cho thấy Bình Chánh Quận hai đơn vị hành có mức giảm cao với mức giảm tƣơng ứng 86,0 lần 107,7 lần Đây hai quận huyện có tốc độ thị hóa cao tuyến đƣờng đê bao đƣợc xây dựng hoàn thiện Mức giảm thấp huyện Cần Giuộc, Cần Đƣớc Cần Giờ với mức giảm tƣơng ứng 4,2, 4,5 4,7 lần Bảng Diện tích vùng chứa theo quận huyện từ kết phân loại ảnh Thời gian lấy ảnh (yyyymmdd) Diện tích vùng chứa theo quận, huyện (ha) Cần Giuộc Cần Giờ Nhà Bè Nhơn Trạch Cần Đƣớc Bình Chánh Quận 19890116 14045 10338 8412 7084 2771 4149 1607 19950322 11929 8922 7572 5529 2437 3476 1093 19991222 9832 7580 6425 4549 1941 2778 685 20011211 7638 6431 5277 3296 1629 2188 458 20020213 7862 6402 5712 2674 2009 2479 532 20030131 8336 5526 5178 2097 1894 1811 377 20050120 9058 5923 4485 3077 1686 1995 477 20060304 7714 5472 3990 2559 1772 1825 307 20080325 6206 4141 2625 1925 1345 1158 144 20090208 4928 3528 2064 1470 1045 997 78 20100211 4890 3162 1760 1561 1061 840 49 20110129 4316 2603 1363 1217 703 621 46 20140121 4880 3047 1371 2146 821 792 78 20150124 5284 3198 915 938 750 293 26 20160111 4584 2739 828 1008 739 173 21 20170214 3004 2456 674 670 621 48 15 Mức giảm (ha) 11041 7882 7738 6414 2150 4101 1592 Mức giảm (lần) 4,7 4,2 12,5 10,6 4,5 86,0 107,7 Cũng theo bảng trên, tính theo mức giảm diện tích Nhơn Trạch, Nhà Bè, Cần Giờ, Cần Giuộc huyện có mức giảm lớn với giá trị tƣơng ứng 6414 ha, 7738 ha, 7882 11041 tính từ năm 1989 đến năm 2017 Tổng diện tích vùng chứa khu vực hạ lƣu năm 1989 52932 ha, đến năm 2017 8114 ha, hay tổng mức giảm diện tích vùng chứa 44818 ha, tƣơng ứng với mức giảm 84,67% © 2019 Trƣờng Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh ẢNH HƢỞNG CỦA VIỆC SUY GIẢM DIỆN TÍCH CÁC VÙNG CHỨA ĐẾN MỰC NƢỚC CAO NHẤT TẠI HẠ LƢU SÔNG ĐỒNG NAI 11 Hình Sự thay đổi vùng chứa huyện Cần Giuộc trước sau hoàn thành tuyến đê bao Hình minh họa giảm diện tích vùng chứa đê bao địa bàn huyện Cần Giuộc từ phân tích ảnh tháng 12/2009 tháng 2/2002 Các hình cho thấy tuyến đê bao hồn thành làm thay đổi đáng kể diện tích vùng chứa phía nam phía tây huyện Theo số liệu bảng 5, tuyến đê bao làm giảm 1178 vùng chứa Từ kết phân loại ảnh theo năm bảng 6, diện tích vùng chứa đƣợc thống kê theo quận huyện đƣợc nội suy cho năm khuyết liệu Đƣờng cong nội suy đƣợc xây dựng dựa việc xấp xỉ chuỗi số liệu cần nội suy đƣờng cong bậc đoạn liên tiếp Kết cho thấy, đƣờng nội suy gần nhƣ bám sát số liệu đầu vào với hệ số xác định có giá trị khoảng từ 0,90 đến 0,98 Hình Đường cong nội suy diện tích vùa chứa Kết nội suy số liệu diện tích vùng chứa theo quận huyện tính cho ngày 31 tháng 10 Dữ liệu đƣợc sử dụng đánh giá ảnh hƣởng suy giảm diện tích vùng chứa đến mực nƣớc cao khu vực hạ lƣu sơng Đồng Nai Cũng dựa diện tích vùng chứa tính theo đƣờng cong nội suy, mức giảm diện tích vùng chứa so với năm trƣớc đƣợc thể bảng Bảng cho thấy, ngoại trừ huyện nhƣ Cần Giờ, Cần Giuộc, Cần Đƣớc Nhơn Trạch địa phƣơng có mức giảm diện tích vùng chứa đều, quận © 2019 Trƣờng Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh ẢNH HƢỞNG CỦA VIỆC SUY GIẢM DIỆN TÍCH CÁC VÙNG CHỨA ĐẾN MỰC NƢỚC CAO NHẤT TẠI HẠ LƢU SÔNG ĐỒNG NAI 12 huyện cịn lại có mức giảm nhanh từ năm 2008 đến Từ năm 2008 đến khoảng thời gian mà tốc độ đô thị hóa cao quận huyện nhƣ Bình Chánh, Nhà Bè, Quận Nhơn Trạch Đây giai đoạn tuyến đê bao đƣợc xây dựng hoàn thiện nhiều đoạn Bảng Mức giảm diện tích vùng chứa theo giai đoạn (%) Giai đoạn Cần Giờ Cần Giuộc Nhà Bè Nhơn Trạch Cần Đƣớc Bình Chánh Quận 1989-1998 26,8 29,1 26,4 44,2 18,5 31,4 53,6 1998-2007 36,2 40,2 50,7 47,7 38,9 51,1 71,6 2008-2017 45,3 45,8 84,0 66,0 57,9 98,7 93,8 3.2 Hệ số tƣơng quan diện tích vùng chứa mực nƣớc sơng Hệ số tƣơng quan đƣợc tính tốn số liệu số liệu mực nƣớc cao trạm sơng từ năm 1989-2017 diện tích vùng chứa theo huyện tƣơng ứng Kết tính ma trận hệ số tƣơng quan đƣợc trình bày bảng Bảng Hệ số tương quan mực nước cao diện tích vùng chứa Mực nƣớc tram quan trắc Diện tích vùng chứa theo huyện Cần Giờ Cần Giuộc Nhà Bè Nhơn Trạch Cần Đƣớc Bình Chánh Quận Nhà Bè -0,94 -0,92 -0,95 -0,91 -0,93 -0,95 -0,90 Phú An -0,95 -0,93 -0,96 -0,91 -0,94 -0,96 -0,90 Biên Hòa -0,67 -0,66 -0,67 -0,66 -0,66 -0,68 -0,65 Thủ Dầu Một -0,90 -0,88 -0,92 -0,85 -0,91 -0,91 -0,83 Bến Lức -0,90 -0,89 -0,90 -0,90 -0,87 -0,90 -0,89 Bảng hệ số tƣơng quan với giá trị âm cho thấy có mối quan hệ nghịch diện tích vùng chứa mực nƣớc cao nhất, hay diện tích vùng chứa giảm mực nƣớc cao tăng Trừ trạm Biên Hòa, hệ số tƣơng quan có giá trị phổ biến khoảng từ 0,85 đến 0,95 Điều chứng tỏ mối quan hệ chặt chẽ hay suy giảm diện tích vùng chứa nguyên nhân dâng mực nƣớc trạm sơng Theo trạm quan trắc trừ trạm Biên Hòa, mực cao trạm lại có quan hệ chặt chẽ với diện tích vùng chứa theo đơn vị hành chánh Nguyên nhân do: trạm cách xa vùng chứa khu vực hạ lƣu; chịu ảnh hƣởng trực tiếp lƣu lƣợng xả từ hồ Trị An 3.3 Ảnh hƣởng thay đổi diện tích vùng chứa đến mực nƣớc cao sông Trong nội dung nghiên cứu này, phƣơng pháp hồi quy tuyến tính bƣớc đƣợc sử dụng nhằm xác định ảnh hƣởng thay đổi diện tích vùng chứa đến mực nƣớc cao sơng Phƣơng trình hồi quy (3) thể mối quan hệ mực nƣớc trạm sông với diện tích vùng chứa mực nƣớc trạm Vũng Tàu, X1 mực nƣớc trạm Vũng Tàu, X2 đến Xm diện tích vùng chứa quận huyện Các biến đƣợc gọi yếu tố ảnh hƣởng đƣợc trình bày bảng Nhƣ vậy, theo bảng có yếu tố ảnh hƣởng đƣa vào phân tích © 2019 Trƣờng Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh ẢNH HƢỞNG CỦA VIỆC SUY GIẢM DIỆN TÍCH CÁC VÙNG CHỨA ĐẾN MỰC NƢỚC CAO NHẤT TẠI HẠ LƢU SÔNG ĐỒNG NAI 13 Bảng Ký hiệu yếu tố ảnh hưởng Mực nƣớc Các yếu tố ảnh trạm Vũng Bình hƣởng Tàu Chánh Ký hiệu X1 Diện tích vùng chứa theo quận, huyện Cần Giờ X2 X3 Cần Nhà Bè Giuộc X4 Nhơn Trạch Cần Đƣớc Quận X6 X7 X8 X5 Với ký hiệu yếu tố ảnh hƣởng nêu trên, phƣơng trình thể mối quan hệ mực nƣớc cao trạm sơng với diện tích vùng chứa mực nƣớc trạm Vũng Tàu nhƣ sau: Bảng Phương trình biểu diễn mực nước cao trạm quan trắc Tram quan trắc R2 Phƣơng trình Thống kê Fisher Mức ý nghĩa F với a = 0,01 (F) Nhà Bè H = 124,05 -0,0043*X5 +0,0087*X4 +0,1949*X1 -0,0173*X2 0,946 105,32 Phú An H = 127,17 -0,0053*X5 +0,2797*X1 +0,0046*X6 -0,0049*X2 0,961 146,28 H = 74,79 -0,0224*X4 +1,0161*X1 +0,0092*X6 +0,0089*X3 0,582 8,36 H = 39,61 -0,0407*X5 +0,0565*X4 0,0254*X6 +0,1664*X1 0,950 114,24 H = 140,61 -0,0032*X3 +0,1815*X 0,0014*X6 0,855 49,10 Biên Hòa Thủ Dầu Một Bến Lức 4,045 4,538 Do phƣơng trình bảng đƣợc xây dựng phƣơng pháp hồi quy tuyến tính bƣớc nên hệ số phƣơng trình đảm bảo giá trị P (P-value) cho hệ số độ dốc thống kê Fisher cho phƣơng trình với mức ý nghĩa 99% Trong phƣơng trình này, X (diện tích vùng chứa huyện Nhà Bè) yếu tố thứ đƣợc lựa chọn nhiều nhất, hay diện tích vùng chứa huyện Nhà Bè có quan hệ chặt với mực nƣớc nhiều trạm quan trắc Cũng phƣơng trình này, X1 mực nƣớc trạm Vũng tàu biến đƣợc lựa chọn Các biến không đƣợc lựa chọn đƣa vào xây dựng phƣơng trình gồm X7, X X9, biến tƣơng ứng với diện tích vùng chứa huyện Cần Đƣớc Quận Hình Kết quan trắc diễn tốn mực nước cao trạm Phú An © 2019 Trƣờng Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh 14 ẢNH HƢỞNG CỦA VIỆC SUY GIẢM DIỆN TÍCH CÁC VÙNG CHỨA ĐẾN MỰC NƢỚC CAO NHẤT TẠI HẠ LƢU SÔNG ĐỒNG NAI Theo bảng 9, hệ số xác định phƣơng trình thu đƣợc cho trạm cao Riêng số trạm nhƣ Nhà Bè, Phú An Thủ Dầu Một, hệ số xác định cao, từ 0,946 đến 0,961 Hay phƣơng trình mơ tả tƣơng đối tốt mực nƣớc cao Hình minh họa cho kết quan trắc diễn toán mực nƣớc cao trạm Phú An Xét khoảng cách đến vùng chứa Nhà Bè Phú An trạm nằm gần khu vực vùng chứa nên hệ số xác định phƣơng trình thu đƣợc cao Khoảng cách từ trạm Thủ Dầu Một Biên Hòa đến vùng chứa tƣơng đƣơng, nhƣng trạm Biên Hịa có vị trí chịu ảnh hƣởng trực tiếp từ lƣu lƣợng xả hồ Trị An nên có R2 nhỏ có giá trị nhỏ so với trạm khác Trạm Bến Lức, có vị trí cách xa so với vùng chứa nên R2 khơng cao Từ phƣơng trình (4), kết tính tốn mức tăng mực nƣớc trạm quan trắc sông suy giảm diện tích vùng chứa nhƣ sau: Bảng 10 Mức tăng mực nước trạm quan trắc diện tích vùng chứa giảm giai đoạn 19892017 Tram quan trắc Mức tăng mực nƣớc (cm) Tram quan trắc Mức tăng mực nƣớc (cm) Nhà Bè 30,7 Thủ Dầu Một 36,1 Phú An 29,2 Bến Lức 35,8 Biên Hòa 30,9 Bảng 10 cho thấy ảnh hƣởng suy giảm diện tích vùng chứa làm cho mực nƣớc cao trạm sông tăng dƣới 30 cm Trạm Thủ Dầu Một Bến Lức nằm cách xa vùng chứa lớn trạm Nhà Bè Phú An, lẽ phải có mức dâng mực nƣớc thấp nhƣng lại xảy ngƣợc lại Điều giải thích độ xác phƣơng trình thu đƣợc chƣa thực cao Mức tăng mực nƣớc cao bảng nhiều nguyên nhân, ngun nhân mực nƣớc biển dâng suy giảm diện tích vùng chứa Do vậy, kết hợp bảng 10 với bảng ta có mức tăng mực nƣớc sơng mực nƣớc biển dâng nhƣ sau: Bảng 11 Mức tăng mực nước trạm quan trắc mực nước biển dâng giai đoạn 1989-2017 Tram quan trắc Mức tăng mực nƣớc (cm) Tram quan trắc Mức tăng mực nƣớc (cm) Nhà Bè 11,1 Thủ Dầu Một 10,0 Phú An 15,7 Bến Lức 8,6 Biên Hòa 16,6 Theo bảng 11, 28 năm, từ 1989-2017, mức dâng mực nƣớc trạm sông từ 8,6 cm đến 16,6cm , với mức độ khác biệt cao cm Sự khác biệt phƣơng trình (3) chƣa xem xét đến yếu tố ảnh hƣởng khác nhƣ xả lũ hồ chứa, nƣớc dâng gió nguyên nhân khác So sánh với kết tính tốn mức dâng mực nƣớc trạm Vũng Tàu trung bình 11,5cm 28 năm, giá trị bảng nằm lân cận KẾT LUẬN Từ kết phân loại ảnh viễn thám cho thấy diện tích vùng chứa khu vực hạ lƣu sông Đồng Nai giảm nhanh Trong giai đoạn từ 1989-2017, diện tích vùng chứa giảm 44818 ha, tƣơng ứng với mức giảm 84,67% Kết nghiên cứu cho thấy có mối quan hệ chặt chẽ mực nƣớc cao diện tích vùng chứa Mối quan hệ nghịch biến, với hệ số tƣơng quan có giá trị từ -0,63 đến -0,96 © 2019 Trƣờng Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh ẢNH HƢỞNG CỦA VIỆC SUY GIẢM DIỆN TÍCH CÁC VÙNG CHỨA ĐẾN MỰC NƢỚC CAO NHẤT TẠI HẠ LƢU SƠNG ĐỒNG NAI 15 Phƣơng trình hồi quy biểu diễn mực nƣớc cao trạm sơng với diện tích vùng chứa có kết tốt với R2 có giá trị khoảng từ 0,58 đến 0,96, giá trị hệ số thống kê F đảm bảo độ tin cậy Từ phƣơng trình này, kết xác định mức dâng mực nƣớc cao diện tích vùng chứa giảm có mức tăng từ 29,2 cm đến 36,1 cm, mực nƣớc biển dâng có giá trị từ 8,6 cm đến 16,6 cm Kết nghiên cứu cịn có số hạn chế chƣa đƣa vào xem xét yếu tố ảnh hƣởng đến mực nƣớc cao nhƣ xả lũ thƣợng nguồn, nƣớc dâng gió mƣa lớn diện rộng Cần có nghiên cứu để khắc phục nhƣợc điểm TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Viện Quy hoạch Xây dựng Miền Nam, Quy hoạch cao độ mặt thị Bình Dƣơng đến năm 2030 tầm nhìn đến năm 2050 Đồ án quy hoạch thị - Sở XD Bình Dƣơng (2015) [2] Zheng, J., W Fang, P Shi, and L Zhuo, Modeling the impacts of land use change on hydrological Processes in fast urbanizing region - A case study of the Buji watershed in Shenzhen City, China Journal of Natural Resources, 24(9), 1560–1572 (2009) [3] Harbor, J., A practical method for estimating the impact of land use change on surface runoff, groundwater recharge and wetland hydrology Journal of American Planning Association, 60: 91–104 (1994) [4] Li, Y., and C Wang, Impacts of urbanization on surface runoff of the Dardenne Creek watershed, St Charles County, Missouri Physical Geography, 30(6): 556–573 (2009) [5] Nguyễn Thanh Sơn, Áp dụng mơ hình 1DKWM – FEM & SCS đánh giá tác động trình thị hóa đến dịng chảy lũ số sơng ngịi Miền Trung Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội, 2B PT, tr.149-157 (2006) [6] Weng, Q., Modeling urban growth effects on surface runoff with the integration of remote sensing and GIS Environmental Management, 28(6): 737-748 (2001) [7] Gibson, J., Prowse, T., and Peters, D., Partitioning impacts of climate and regulation on water level variability in Great Slave Lake Journal of Hydrology, 329, 196–206 (2006) [8] Krasovskaia, I., and Gottschalk, L., River flow regimes in a changing climate Hydrological Sciences Journal, 47(4), 597–609 (2002) [9] Magilligan, F J., and Nislow, K H., Changes in hydrologic regime by dams Geomorphology, 71, 61–78 (2005) [10] Sahagian, D., Global physical effects of anthropogenic hydrological alterations: sea level and water redistributio Global and Planetary Change, 25(1–2), 39–48 (2000) [11] Vicente-Serrano, S., Zabalza-Martínez, J., Borràs, G., López-Moreno, J I., Pla, E., Pascual, D., Savé, R., Biel, C., Funes, I., Martín-Hernández, N., Pa-Gallardo, M.,Beguería, S., and Tomas-Burguera, M., Effect of reservoirs on streamflow and river regimes in a heavily regulated river basin of Northeast Spain Catena, 149, 727–741 (2017) [12] Wu, L., Xu, Y., Yuan, J., Xu, Y., Wang, Q., Xu, X., and Wen, H., Impacts of land use change on river systems for a river network plain Water, 10, 609, https://doi.org/10.3390/w10050609 (2018) [13] Xu, H., and Luo, Y., 2015, Climate change and its impacts on river discharge in two climate regions in China Hydrology and Earth System Sciences, 19, 4609–4618 (2015) © 2019 Trƣờng Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh 16 ẢNH HƢỞNG CỦA VIỆC SUY GIẢM DIỆN TÍCH CÁC VÙNG CHỨA ĐẾN MỰC NƢỚC CAO NHẤT TẠI HẠ LƢU SÔNG ĐỒNG NAI [14] Zhang, W., Yan, Y., Zheng, J., Li, L., Dong, X., and Cai, H., Temporal and spatial variability of annual extreme water level in the Pearl River Delta region, China Global and Planetary Change, 69, 35–47 (2009) [15] Luong Van Viet, Pham Manh Dang Hong Luan, Le Anh Tuan, A nalyse the fluctuation and water level trend in Saigon - Dong Nai river system Journal of Science, Earth Science, Vol 25, No (2010) [16] Lƣơng Văn Việt, Nghiên cứu ảnh hƣởng phát triển thị tỉnh Bình Dƣơng đến lƣợng mƣa vƣợt thấm Tạp chí KHCN – ĐH Cơng Nghiệp Tp.HCM, Số (19), t.46-55 (2015) [17] Nguyễn Hữu Nhân, Đánh giá biến dạng yếu tố triều vùng biển ven bờ cửa sông Nam Bộ nƣớc triều dâng Tạp chí KH & CN Thủy lợi, số 12/2012 [18] Haigh, I.; Nicholls, R., and Wells, N., Assessing changes in extreme sea levels: application to the English Channel, 1900–2006 Continental Shelf Research, 30,1042–1055 (2010) [19] Ferla M., Long time variation on sea leveland tidal regime in the lagoon go Venive J.Coastal Engineering vol 57, no 4, pp 1279-1399 (2006) Ngày nhận bài: 22/03/2019 Ngày chấp nhận đăng: 15/08/2019 © 2019 Trƣờng Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh ... Thành phố Hồ Chí Minh 10 ẢNH HƢỞNG CỦA VIỆC SUY GIẢM DIỆN TÍCH CÁC VÙNG CHỨA ĐẾN MỰC NƢỚC CAO NHẤT TẠI HẠ LƢU SÔNG ĐỒNG NAI Dựa ảnh phân loại, kết thống kê diện tích vùng chứa theo quận huyện đƣợc... dụng đánh giá ảnh hƣởng suy giảm diện tích vùng chứa đến mực nƣớc cao khu vực hạ lƣu sông Đồng Nai Cũng dựa diện tích vùng chứa tính theo đƣờng cong nội suy, mức giảm diện tích vùng chứa so với... Thành phố Hồ Chí Minh ẢNH HƢỞNG CỦA VIỆC SUY GIẢM DIỆN TÍCH CÁC VÙNG CHỨA ĐẾN MỰC NƢỚC CAO NHẤT TẠI HẠ LƢU SÔNG ĐỒNG NAI 13 Bảng Ký hiệu yếu tố ảnh hưởng Mực nƣớc Các yếu tố ảnh trạm Vũng Bình hƣởng