luận án tiến sĩ nghiên cứu đánh giá rủi ro đa thiên tai đối với các tỉnh ven biển trung trung bộ (MULTI RISK ASSESSMENT FOR MID CENTRAL COASTAL PROVINCES )

BỘ TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG VIỆN KHOA HỌC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TRẦN THANH THỦY NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ RỦI RO ĐA THIÊN TAI ĐỐI VỚI CÁC TỈNH VEN BIỂN TRUNG TRUNG BỘ LUẬN ÁN TIẾN SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Hà Nội – 2021 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜ NG BỘ TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG VIỆN KHOA HỌC VIỆN KHOAKHÍỌCTƯỢKHÍNGTƯỢTHỦYNGVĂNTHỦYVÀVĂNBIẾNVÀĐỔBIẾNIKHÍĐỔHIẬKHÍU HẬU TRẦN THANH THỦY NGHIÊN CỨU RỦI RO ĐA THIÊN TAI NGHIÊNCHO CÁCỨUTĐÁNHỈKHUGIÁVỰRỦICTRUNGROĐATRUNGTHIÊNBỘTAI ĐỐI VỚI CÁC TỈNH VEN BIỂN TRUNG TRUNG BỘ Ngành: Biến đổi khí hậu Mã số: 9440221 Chuyên ngành: Biến đổi khí hậu Mã số: 9440221 LUẬN ÁN TIẾN SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU LUẬN ÁN TIẾN SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Tác giả luận án Giáo viên hướng dẫn NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS Trần Thục Trần Thanh Thủy Hà Nội - 2018 GS TS Trần Thục Hà Nội, 2021 iii LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân tác giả Các kết nghiên cứu kết luận Luận án trung thực, khơng chép hình thức từ nguồn Việc tham khảo nguồn tài liệu trích dẫn đầy đủ ghi nguồn theo quy định Tác giả Luận án Trần Thanh Thủy iv LỜI CẢM ƠN Trước tiên tác giả xin gửi lời cảm ơn đến Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đổi khí hậu thuộc Bộ Tài nguyên Môi trường, tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trình nghiên cứu hồn thành Luận án Với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc, tác giả xin gửi lời cảm ơn đặc biệt tới thầy hướng dẫn khoa học GS.TS Trần Thục tận tình giúp đỡ tác giả từ bước xây dựng hướng nghiên cứu, suốt q trình nghiên cứu hồn thiện Luận án Giáo sư hướng dẫn ủng hộ, động viên hỗ trợ điều kiện tốt để tác giả hoàn thành Luận án Tác giả chân thành cảm ơn chuyên gia, nhà khoa học, đồng nghiệp quan hữu quan có góp ý khoa học hỗ trợ nguồn tài liệu, số liệu cho tác giả suốt trình thực Luận án Tác giả chân thành cảm ơn đề tài “Nghiên cứu giải pháp khoa học công nghệ quản lý đa thiên tai, xây dựng công cụ hỗ trợ định ứng phó với đa thiên tai, áp dụng thí điểm cho khu vực ven biển Trung Trung Bộ” (KC.08.24/16-20) thuộc Chương trình khoa học cơng nghệ cấp quốc gia giai đoạn 2016-2020 “Nghiên cứu khoa học công nghệ phục vụ bảo vệ mơi trường phịng tránh thiên tai” (KC.08/16-20) tạo điều kiện cho tác giả tham gia nghiên cứu sử dụng số liệu Đề tài Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn tới bố, mẹ gia đình ln bên cạnh, động viên vật chất lẫn tinh thần, tạo điều kiện tốt để tác giả hồn thành Luận án TÁC GIẢ Trần Thanh Thủy v MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC HÌNH VẼ ix DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT xii MỘT SỐ THUẬT NGỮ VỀ RỦI RO ĐA THIÊN TAI ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN .xiii MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Mục tiêu nghiên cứu 3 Câu hỏi nghiên cứu Luận điểm bảo vệ Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu kỹ thuật sử dụng Đóng góp Luận án .5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn Luận án Cấu trúc Luận án .6 Chương TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ RỦI RO ĐA THIÊN TAI 1.1 Một số khái niệm rủi ro đa thiên tai 1.2 Các nghiên cứu giới rủi ro đa thiên tai .9 1.3 Các nghiên cứu Việt Nam rủi ro đa thiên tai 20 Tiểu kết Chương .25 Chương HIỆN TRẠNG VÀ XU THẾ BIẾN ĐỔI CỦA MỘT SỐ THIÊN TAI Ở VÙNG VEN BIỂN TRUNG TRUNG BỘ 29 2.1 Tổng quan khu vực ven biển Trung Trung Bộ 29 2.1.1 Đặc điểm tự nhiên .29 2.1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 30 2.2 Biến đổi khí hậu vùng ven biển Trung Trung Bộ 34 2.2.1 Biểu biến đổi khí hậu vùng ven biển Trung Trung Bộ 34 2.2.2 Kịch biến đổi khí hậu cho khu vực ven biển Trung Trung Bộ 35 2.2.3 Xu biến đổi số thiên tai vùng ven biển Trung Trung Bộ bối cảnh biến đổi khí hậu .36 Tiểu kết Chương .45 vi Chương PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ RỦI RO ĐA THIÊN TAI VÀ SỐ LIỆU SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN 48 3.1 Rủi ro thiên tai quy trình đánh giá rủi ro đa thiên tai 48 3.1.1 Rủi ro đơn thiên tai .48 3.1.2 Rủi ro đa thiên tai .48 3.1.3 Quy trình đánh giá rủi ro đa thiên tai 49 3.2 Số liệu sử dụng Luận án phương pháp xử lý số liệu 51 3.2.1 Số liệu hiểm họa .51 3.2.2 Số liệu mức độ phơi bày tính dễ bị tổn thương 56 3.3 Phương pháp luận đánh giá rủi ro đa thiên tai 56 3.3.1 Xác định mục đích phạm vi nghiên cứu 56 3.3.2 Xác định thiên tai để nghiên cứu 57 3.3.3 Xác định mức độ đơn hiểm họa 58 3.3.4 Xác định mức độ đa hiểm họa 62 3.3.5 Đánh giá mức độ phơi bày 67 3.3.6 Đánh giá tính dễ bị tổn thương đơn hiểm họa 73 3.3.7 Đánh giá tính dễ bị tổn thương đa hiểm họa 79 3.3.8 Đánh giá định lượng rủi ro đa thiên tai 82 3.4 Phương pháp đánh giá gia tăng rủi ro thiên tai biến đổi khí hậu 83 3.4.1 Gia tăng hiểm họa tác động biến đổi khí hậu 83 3.4.2 Gia tăng rủi ro thiên tai tác động biến đổi khí hậu 83 Tiểu kết Chương .84 Chương ĐÁNH GIÁ RỦI RO ĐA THIÊN TAI ĐỐI VỚI KHU VỰC VEN BIỂN TRUNG TRUNG BỘ 86 4.1 Đánh giá rủi ro đơn thiên tai 86 4.1.1 Kết xử lý số liệu 86 4.1.2 Kết kiểm định hàm phân bố xác suất đơn thiên tai 87 4.1.3 Xác định mức độ đơn hiểm họa 89 4.1.4 Kết đánh giá mức độ phơi bày .94 4.1.5 Kết đánh giá tính dễ bị tổn thương 96 4.1.6 Kết đánh giá rủi ro đơn thiên tai 99 4.2 Đánh giá rủi ro đa thiên tai .101 4.2.1 Xác định mức độ đa hiểm họa 101 4.2.2 Khả xảy đa hiểm họa 105 vii 4.2.3 Kết đánh giá đa hiểm họa 106 4.2.4 Kết đánh giá tính dễ bị tổn thương đa hiểm họa 111 4.2.5 Kết đánh giá rủi ro đa thiên tai 115 4.3 Đánh giá gia tăng rủi ro thiên tai xảy đồng thời nối tiếp 117 4.3.1 Kết đánh giá gia tăng hiểm họa chúng xảy đồng thời nối tiếp 117 4.3.2 Kết đánh giá gia tăng tính dễ bị tổn thương hiểm họa xảy đồng thời nối tiếp 123 4.3.3 Kết đánh giá gia tăng rủi ro thiên tai xảy đồng thời nối tiếp 126 4.4 Đánh giá gia tăng rủi ro thiên tai tác động biến đổi khí hậu 126 4.4.1 Kết đánh giá gia tăng mưa lớn bối cảnh biến đổi khí hậu 126 4.4.2 Kết đánh giá gia tăng rủi ro thiên tai khứ biến đổi khí hậu 132 4.4.3 Kết dự tính gia tăng rủi ro thiên tai tương lai biến đổi khí hậu 135 4.5 Một số kiến nghị giảm nhẹ rủi ro thiên tai, thích ứng với biến đổi khí hậu 139 4.5.1 Tiếp cận rủi ro đa thiên tai công tác quản lý rủi ro thiên tai phát triển kinh tế - xã hội .139 4.5.2 Gắn kết giảm nhẹ rủi ro đa thiên tai với thích ứng với biến đổi khí hậu 140 Tiểu kết Chương 142 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .146 Kết luận 146 Kiến nghị 150 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ 151 TÀI LIỆU THAM KHẢO 152 PHỤ LỤC 162 viii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Các yếu tố đại diện cho thiên tai 18 Bảng 1.2 Chỉ số đánh giá lực thích ứng độ phơi bày 24 Bảng 2.1 Thay đổi lượng mưa ngày lớn số ngày mưa lớn giai đoạn 1961-2018 35 Bảng 3.1 Nguồn số liệu bão mưa sử dụng Luận án 52 Bảng 3.2 Các hàm Copula biến 65 Bảng 3.3 Bộ số mức độ phơi bày 68 Bảng 3.4 Ma trận xếp liệu số 70 Bảng 3.5 Ma trận liệu chuẩn hóa 71 Bảng 3.6 Bộ số mức độ nhạy cảm .74 Bảng 3.7 Bộ số nguồn lực 76 Bảng 4.1 Kết kiểm định AIC .104 ix DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Q trình chuyển dịch từ đánh giá rủi ro đơn thiên tai đến đánh giá rủi ro đa thiên tai Hình 1.2 Hình ảnh hiểm hoạ tự nhiên Hình 1.3 Thiệt hại vượt ngưỡng đa hiểm họa Vịnh Hawke's Hình 1.4 Sơ đồ đồ phân vùng cấp độ rủi ro đa thiên tai Pakistan 14 Hình 1.5 Khung đánh giá rủi ro đa thiên tai Hình 1.6 Trọng số tương tác thiên tai Hình 1.7 Phân vùng rủi ro thiên tai theo cấp huyện cho Bangladesh Hình 1.8 Sơ đồ nghiên cứu Luận án Hình 2.1 Khu vực nghiên cứu Hình 2.2 Tổng sản phẩm năm 2019 bình quân đầu người Hình 2.3 Tỷ trọng ngành kinh tế năm 2019 Hình 2.4 Tổng số dân tỷ lệ thành thị nông thơn Hình 2.5 Biến đổi lượng mưa ngày lớn trung bình theo kịch RCP4.5 đầu (a) cuối (b) kỷ Hình 2.6 Tỷ lệ bão có mưa lớn bão khu vực Trung Trung Bộ giai đoạn 1961-2018 Hình 2.7 Mức độ thay đổi mưa lớn bão giai đoạn 1961-2018 Hình 2.8 Tỷ lệ bão xuất mưa lớn sau bão (a) tỷ lệ bão xuất mưa lớn sau bão nối tiếp mưa lớn bão (b) tỉnh Trung Trung Bộ giai đoạn 1961-2018 Hình 2.9 Phân bố theo tháng số lượng bão đổ khu vực Trung Trung Bộ giai đoạn 1961-2018 Hình 2.10 Tỷ lệ cấp gió mạnh bão ảnh hưởng khu vực Trung Trung Bộ theo số lượng bão (a) dung lượng mẫu (b) giai đoạn 1961-2018 Hình 2.11 Xu tần số bão ảnh hưởng tỉnh Trung Trung Bộ 1961-2020 Hình 2.12 Xu tốc độ gió mạnh bão giai đoạn 1961-2018 Hình 2.13 Mực nước lũ báo động II (a) khả xảy mực nước lũ vượt mức báo động cấp II (b) Hình 3.1 Quy trình đánh giá rủi ro đa thiên tai Hình 3.2 Các trạm quan trắc khí tượng thủy văn khu vực nghiên cứu Hình 3.3 Ngưỡng khoảng cách xác định mưa/gió bão Hình 3.4 Quy trình đánh giá đơn hiểm họa x Hình 3.5 Ma trận đánh giá tương tác tính dễ bị tổn thương đa hiểm họa 80 Hình 4.1 Sai số tương đối (a) xác suất vượt ngưỡng (b) tốc độ gió cấp theo số liệu tốc độ gió bão ERA5 86 Hình 4.2 Phân bố xác suất xuất đơn thiên tai .87 Hình 4.3 Giá trị D (a) AIC (b) phân bố tốc độ gió 88 Hình 4.4 Giá trị D AIC phân bố lượng mưa bão (a1, b1) sau bão (a2, b2) 89 Hình 4.5 Phân vùng hiểm họa gió mạnh bão cấp .90 Hình 4.6 Phân vùng hiểm họa mưa lớn bão (a) sau bão (b) 91 Hình 4.7 Lượng mưa ngày lớn bão đổ vào Quảng Bình trạm quan trắc 92 Hình 4.8 Lượng mưa ngày lớn bão đổ vào Quảng Ngãi trạm quan trắc 93 Hình 4.9 Phân bố không gian mức độ phơi bày 95 Hình 4.10 Tỷ lệ mức độ tổn thương gió mạnh bão, mưa bão (a) mưa sau bão (b) 97 Hình 4.11 Phân bố khơng gian tính dễ bị tổn thương đơn thiên tai 98 Hình 4.12 Phân vùng rủi ro gió mạnh bão cấp 99 Hình 4.13 Rủi ro mưa lớn bão .100 Hình 4.14 Rủi ro mưa lớn sau bão 101 Hình 4.15 Phân bố giá trị quan trắc đa hiểm họa .102 Hình 4.16 Kết kiểm định KS .103 Hình 4.17 Phân bố xác suất hiệp biến đa thiên tai .105 Hình 4.18 Phân vùng xác suất xuất đồng thời đa hiểm họa gió mạnh cấp 8, lượng mưa ngày lớn sau bão 100mm 106 Hình 4.19 Phân vùng đa hiểm họa gió mạnh mưa bão 107 Hình 4.20 Phân vùng đa hiểm họa gió mạnh mưa lớn sau bão .108 Hình 4.21 Phân vùng đa hiểm họa gió mạnh, mưa lớn sau bão 109 Hình 4.22 Chỉ số đa hiểm họa 110 Hình 4.23 Phân vùng đa hiểm họa mưa lớn sau bão 111 Hình 4.24 Ma trận đánh giá tương tác tính dễ bị tổn thương .112 Hình 4.25 Chỉ số tính dễ bị tổn thương đa hiểm họa .114 Hình 4.26 Phân vùng tính dễ bị tổn thương đa hiểm họa 115 Hình 4.27 Phân vùng rủi ro đa thiên tai .116 179 Phụ lục Khả xuất mưa ngày lớn bão 180 181 182 183 184 185 Phụ lục 10 Phân bố giá trị quan trắc đa hiểm họa Tuyên Hóa Ba Đồn Khe Sanh Cồn Cỏ A Lưới Nam Đông 186 Trà My Lý Sơn Phụ lục 11 Chỉ số mức độ phơi bày TT Tỉnh Quảng Bình Tỉnh Quảng Trị 10 11 187 TT 12 13 14 15 16 17 Tỉnh Thừa Thiên Huế 18 19 20 21 22 23 24 25 26 TP, Đà Nẵng 27 28 29 30 188 TT 31 32 33 Phụ lục 12 Tổng hợp nghiên cứu đánh giá rủi ro đa thiên tai Tổ chức/Tác giả Ngân hàng giới Ban điều hành tình trạng khẩn cấp (FEMA) (Tên công cụ: HAZUS-MH) Khoa Zealand Zealand Liên học 189 Tổ chức/Tác giả - Trung phối Phòng chống Thiên ương Mỹ - Chính phủ Trung ương Mỹ - Chiến lược Giảm nhẹ Thiên tai quốc tế Liên quốc - Ngân triển liên Mỹ - Ngân hàng Thế giới - (Tên CAPRA) Dự án Châu Á - Thái Bình Dương tâm tai hàng cơng Dự án ESPON Dự án ARMONIA Pakistan Lubna Rafiq nnk (2012) Rosendahl (2014) 190 Tổ chức/Tác giả Liu nnk (2015) Dự án MATRIX Gallina (2015) Liu nnk 2015, 2017 Barua nnk (2016) Sahoo nnk (2018) ... 3.1 Rủi ro thiên tai quy trình đánh giá rủi ro đa thiên tai 48 3.1.1 Rủi ro đơn thiên tai .48 3.1.2 Rủi ro đa thiên tai .48 3.1.3 Quy trình đánh giá rủi ro đa thiên tai ... TAI NGHIÊNCHO CÁCỨUTĐÁNHỈKHUGIÁVỰRỦICTRUNGROĐATRUNGTHIÊNB? ?TAI ĐỐI VỚI CÁC TỈNH VEN BIỂN TRUNG TRUNG BỘ Ngành: Biến đổi khí hậu Mã số: 9440221 Chuyên ngành: Biến đổi khí hậu Mã số: 9440221 LUẬN ÁN. .. đánh giá rủi ro đa thiên tai Hình 1.1 minh họa chuyển dịch từ đánh giá rủi ro đơn thiên tai đến đánh giá RRĐTT Khi đánh giá rủi ro đơn thiên tai, xem xét đến nguồn gây thiên tai tác động tiềm