Hà Tĩnh là một trong các tỉnh chịu nhiều thiệt hại của thiên tai, đặc biệt là lũ quét. Các điều kiện địa hình đồi núi dốc, thảm phủ thực vật giảm và điều kiện thời tiết không thuận lợi đang là nguy cơ tiềm ẩn cho lũ quét xảy ra. Chúng tôi tiến hành xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ lũ quét huyện Hương Khê, tỉnh Hà Tĩnh sử dụng công nghệ Viễn thám và GIS. Trước tiên các nhân tố ảnh hưởng đến nguy cơ lũ quét được xác định, trong mỗi nhân tố lại phân cấp dựa vào mức độ ảnh hưởng.
TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 20, SỐ T4- 2017 Xây dựng đồ phân vùng nguy lũ quét huyện Hương Khê, tỉnh Hà Tĩnh • • Nguyễn Thị Mỹ Duyên Hà Quang Hải Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM (Bài nhận ngày 05 tháng 01 năm 2017, nhận đăng ngày 30 tháng 10 năm 2017) TÓM TẮT Hà Tĩnh tỉnh chịu nhiều đồ thành phần gây lũ quét Các nhân thiệt hại thiên tai, đặc biệt lũ quét Các tố ảnh hưởng đến nguy lũ quét theo ghi nhận điều kiện địa hình đồi núi dốc, thảm phủ thực vật Greg Smith gồm có: độ dốc, loại đất, loại giảm điều kiện thời tiết khơng thuận lợi hình sử dụng đất, mật độ che phủ rừng Kết nguy tiềm ẩn cho lũ quét xảy Chúng xác định vùng có nguy lũ quét tiến hành xây dựng đồ phân vùng nguy lũ mức độ nguy vùng bao gồm: vùng quét huyện Hương Khê, tỉnh Hà Tĩnh sử dụng có nguy cao, trung bình thấp Những thơng công nghệ Viễn thám GIS Trước tiên tin dùng làm sở để dự báo nhân tố ảnh hưởng đến nguy lũ quét xác vùng có nguy lũ quét cao địa bàn định, nhân tố lại phân cấp dựa vào huyện mức độ ảnh hưởng Sau tiến hành chồng lớp Từ khóa: lũ quét, đồ nguy cơ, viễn thám, hệ thống thơng tin địa lí, Hương Khê MỞ ĐẦU Việt Nam có ¾ diện tích đồi núi, lũ quét xảy thường xuyên, điều kiện thảm phủ rừng ngày bị phá hủy Lũ quét gây thiệt hại to lớn người cải xã hội Theo báo cáo Ban đạo Phòng chống Lụt bão Trung Ương, từ năm 2000 đến 2014 nước ta xảy 250 lượt lũ quét, sạt lở, làm chết tích 646 người, bị thương gần 351 người; 9.700 nhà bị đổ, trôi; 100.000 nhà bị ngập, hư hại nặng; 75.000 lúa hoa màu bị ngập; hàng trăm đất canh tác bị vùi lấp; nhiều cơng trình giao thông, thủy lợi bị hư hỏng nặng nề Lũ qt loại hình lũ miền núi có vận tốc dòng chảy biên độ mực nước lớn, lũ xảy bất ngờ, trì thời gian ngắn (lên nhanh, xuống nhanh), dịng nước có lượng lớn vật liệu vụn, chảy xiết có sức tàn phá lớn Hình Sơ đồ vị trí huyện Hương Khê Trang 249 Science & Technology Development, Vol 20, No.T4-2017 Lũ quét thường xuyên xảy vùng trung du, miền núi lưu vực sông chịu ảnh hưởng mưa lớn, gió mùa, áp thấp hội tụ nhiệt đới Nó gây thiệt hại to lớn người, cải, môi trường sinh thái người dân sống khu vực Huyện Hương Khê có vị trí phía Tây Nam tỉnh Hà Tĩnh với địa hình nhiều đồi núi với sườn dốc, địa hình bị chia cắt tạo thành thung lũng hẹp Lượng mưa trung bình năm huyện Hương Khê lớn, trung bình năm 2000–3630mm, tập trung nhiều vào tháng 8, 9, 10 Đây khu vực có nhiều sơng suối nhỏ, mật độ dịng chảy dày đặc với nhiều hồ chứa chân sườn núi đập Đá Hàn, đập Đá Bạc, đập Mưng, đập Hố Hô,… PHƯƠNG PHÁP Để thành lập đồ, trước hết cần xác định nhân tố chủ yếu gây lũ quét Mỗi nhân tố gây lũ quét xem số xây dựng thành lớp chuyên đề (bản đồ thành phần) Từ đồ thành phần, tiến hành chồng lớp công cụ Raster Calculator (Spatial Analyst) phần mềm ArcGis Sau tiến hành phân cấp đồ để đồ kết Xác định tác nhân gây lũ quét phân cấp đồ thành phần thực theo phân tích Greg Smith (2010) Theo đó, nhân tố ảnh hưởng tới lũ quét gồm có: – Độ dốc bề mặt khu vực: đặc trưng cho tốc độ tập trung dòng chảy – Loại đất: đặc trưng cho khả thấm nước – Loại hình sử dụng đất: đặc trưng cho khả thấm tốc độ dòng chảy – Thảm phủ thực vật: đặc trưng cho khả ngăn cản nước khả thấm Từ yếu tố tiến hành phân cấp nhân tố ảnh hưởng Tuy nhiên, việc chia cấp mang tính tương đối phạm vi biến động tương đối rộng, tài liệu thu thập thực nghiệm cịn có hạn tùy thuộc vào độ xác liệu dùng để phân tích Thực phân cấp nhân tố để đồ thành phần Bản đồ độ dốc xây dựng từ mơ hình số độ cao DEM ASTER (Dữ liệu lấy từ website Global Data Explorer Cục khảo sát địa chất Hoa Kì http://gdex.cr.usgs.gov/gdx/) Sau đó, tiến hành phân thành cấp theo khoảng độ dốc tăng dần, nghĩa độ dốc lớn nguy xảy lũ quét cao Trong báo này, nhân tố để thành lập Hình Bản đồ phân cấp độ dốc Trang 250 Hình Bản đồ phân cấp loại đất TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 20, SOÁ T4- 2017 Bảng Phân cấp cho đồ loại đất Thành phần giới Phân cấp Thịt pha cát (Sand Loamy) Thịt (Loam) Thịt pha sét cát (Sandy Clay Loam) Thịt pha sét (Clay Loam) Sét (Clay) Hình Bản đồ phân cấp mật độ che phủ Khả thấm nước đất Rất tốt Tốt Trung bình Thấp Rất thấp Hình Bản đồ phân cấp loại hình sử dụng đất Bản đồ loại đất huyện Hương Khê xây dựng từ đồ đất tỉnh Hà Tĩnh tỉ lệ 1:100.000 phân cấp dựa vào thành phần giới loại đất có khu vực nghiên cứu thám sử dụng là: LC81260472016130LGN00 LC81260482016130LGN00 có độ phân giải không gian 30 mét chụp ngày 09/05/2016 Bản đồ thảm phủ thực vật xây dựng từ ảnh vệ tinh Landsat từ website EarthExplorer Cục khảo sát địa chất Hoa Kì (http://earthexplorer.usgs.gov/) sở tính tốn số NDVI thực phân cấp theo mức độ giảm dần số NDVI Bộ ảnh viễn Bản đồ loại hình sử dụng đất thành lập từ đồ trạng sử dụng đất huyện Hương Khê tỉ lệ 1:25.000 phân cấp dựa khả giữ nước bảo vệ đất loại hình sử dụng đất khác Bảng Phân cấp cho đồ loại hình sử dụng đất Phân cấp Khả giữ nước, bảo vệ đất Rất cao Cao Trung bình Thấp Rất thấp Loại hình sử dụng đất Mặt nước, đất ngập nước Đất rừng, đất trồng công nghiệp, lâu năm Đất trồng lúa, bụi, cỏ Vùng đất dân cư nông thôn, đất trồng hoa màu Vùng đất dân cư đô thị, giao thông, đất trống Trang 251 Science & Technology Development, Vol 20, No.T4-2017 Chồng lớp đồ thành phần Bốn đồ thành phần định dạng raster có độ phân giải (kích thước pixel) 30 mét thực phép nhân để có đồ phân vùng nguy lũ quét định dạng raster; sau đó, thực vecter hóa đồ để phục vụ cho việc phân tích địa lý Mỗi đồ có cấp phân loại nên thực nhân đồ thành phần, có sơ đồ ảnh kết có giá trị từ 0–625 Tuy nhiên, giá trị thấp (giá trị từ 1–4) cao (có giá trị từ 256–625) khu vực nghiên cứu nên ảnh phân loại thành khoảng sau:1–16 (tối đa 2*2*2*2) vùng có nguy lũ quét thấp; 16–81 (tối đa 3*3*3*3) vùng có nguy lũ quét trung bình; 81–625 (tối đa 5*5*5*5) vùng có nguy lũ quét cao KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Bản đồ phân vùng nguy lũ quét huyện Hương Khê, tỉnh Hà Tĩnh Bài báo sử dụng phần mềm ArcGIS 10.3 với module phân tích khơng gian (Spatial Analyst) cơng cụ giải đốn ảnh vệ tinh để phân tích xây dựng đồ nguy lũ quét Kết đồ nguy lũ quét cho huyện Hương Khê trình bày Hình Hình Bản đồ phân vùng nguy lũ quét huyện Hương Khê, tỉnh Hà Tĩnh Bản đồ phân vùng nguy lũ quét phân thành cấp: thấp, trung bình cao Vùng có nguy lũ quét cao chiếm gần 25% diện tích khu vực nghiên cứu, chủ yếu phân bố 1) thành hai dải Trang 252 vùng chuyển tiếp địa hình núi cao địa hình thung lũng Tây Nam Đông Bắc 2) dải đồi, núi hai thung lũng sơng Nổ sơng Tiêm TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 20, SỐ T4- 2017 15661.95 31568.91 Vùng nguy thấp thấp Vùng tiềm Vùng nguy trung trung bình bình Vùng tiềm Vùng nguy cao cao Vùng tiềm 80142.77 Hình Biểu đồ thể tỉ lệ diện tích vùng nguy lũ qt Hình Sơ đồ vị trí điểm khảo sát Vì vậy, khu vực huyện cần có giải pháp ln chủ động phịng chống lũ quét nhằm giảm thiểu thiệt hại có lũ xảy Xây dựng đồ phân vùng nguy lũ quét giúp cho công việc cảnh báo công cụ hỗ trợ hữu hiệu cho địa phương tham khảo công tác quản lý thiên tai xác tương đối việc chia cấp cịn mang tính chất chủ quan, phạm vi cấp có biến động tương đối rộng, tài liệu thu thập liệu sử dụng để phân tích có độ xác chưa cao, đặc biệt người có khả làm thay đổi yếu tố thảm phủ thực vật, tức người làm giảm thiểu hay tăng mức độ nguy lũ quét Đánh giá độ tin cậy kết nghiên cứu KẾT LUẬN Nghiên cứu thực điểm khu vực khảo sát điểm khảo sát phù hợp với kết nghiên cứu độ dốc, thổ nhưỡng, thảm thực vật phủ loại hình sử dụng đất Tuy nhiên, đồ xây dựng Nghiên cứu xây dựng đồ phân vùng nguy lũ quét huyện Hương Khê nhờ vào công nghệ Viễn thám GIS Bản đồ có độ tin cậy tốt với cấp nguy lũ quét: thấp, trung bình cao Bản đồ phân vùng nguy lũ Trang 253 Science & Technology Development, Vol 20, No.T4-2017 quét sử dụng làm tài liệu tham khảo việc qui hoạch sử dụng đất, đặc biệt vùng có nguy lũ quét cao Từ đó, giúp nhà quản lý đề chiến lược thích ứng để giảm thiểu thiên tai, bảo vệ tính mạng tài sản người dân Những nghiên cứu với nguồn tài liệu đầu vào cho đồ thành phần chi tiết sở để thành lập đồ phân vùng lũ quét với mức độ tin cậy cao Ngoài cần phải thường xuyên cập nhập liệu cho vùng nghiên cứu để nắm bắt thông tin phân vùng nguy lũ quét cách nhanh chóng, nhận khu vực nhạy cảm để chủ động phịng ngừa có phương án phù hợp cho khu vực thời điểm Lời cảm ơn: Các tác giả xin cảm ơn Trung tâm Địa Cơng nghệ Thơng tin tỉnh Hà Tĩnh cung cấp liệu dùng nghiên cứu Flash floods potential area mapping at Huong Khe district, Ha Tinh province • • Nguyen Thi My Duyen Ha Quang Hai University of Science, VNU-HCM ABSTRACT Ha Tinh is one of the provinces most affected by natural hazards, especially flash floods Sloping hilly terrain conditions, reduced covering density of forest and unfavorable weather conditions are potential hazards to flash floods Flash floods potential area mapping at Huong Khe district, Ha Tinh province was carried out using Remote Sensing and GIS technologies Factors causing flash floods was indentified and classified basing n their afecting level Component maps of flash flood–causing factors were overlayed Factors causing flash floods as noted by Greg Smith included: slope, soil type, forms of using land, covering density of forest Potential areas of flash floods and the potential level of each part were indentified The resulted maps can be used for forecasting risk regions of flash floods at the district Key words: flash floods, potential maps, remote sensing, geographic information systems, Huong Khe TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] N.V Dan, B.T.L Hoan, N.V Liem, Bước đầu nghiên cứu tượng tái diễn lũ quét Hà Tĩnh, Tạp chí khoa học ĐHQG Hà Nội, 5PT, 29–34 (2005) [2] C.D Dư, L.B Huynh, B.V.Duc, Nghiên cứu nguyên nhân hình thành biện pháp phịng tránh Lũ ống, lũ qt, Tạp chí Thủy lợi, 311, (1995) [3] M.T Huyen, Ứng dụng GIS Viễn thám thành lập Bản đồ phân vùng tiềm lũ quét huyện Đạ Huoai, tỉnh Lâm Đồng, Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh, 81 (2011) Trang 254 [4] H.T.K Loan, Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý viễn thám xây dựng đồ phân vùng nguy lũ qt sơng Túy LoanThành phố Đà Nẵng, Khóa luận tốt nghiệp, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM, 93 (2005) [5] G Smith, Development of a flash flood potential index using physiographic data sets within a geographic information system, MS thesis, University of Utah, 55 (2010) ... quét cho huyện Hương Khê trình bày Hình Hình Bản đồ phân vùng nguy lũ quét huyện Hương Khê, tỉnh Hà Tĩnh Bản đồ phân vùng nguy lũ quét phân thành cấp: thấp, trung bình cao Vùng có nguy lũ qt cao... nhiên, đồ xây dựng Nghiên cứu xây dựng đồ phân vùng nguy lũ quét huyện Hương Khê nhờ vào công nghệ Viễn thám GIS Bản đồ có độ tin cậy tốt với cấp nguy lũ quét: thấp, trung bình cao Bản đồ phân vùng. .. 2*2*2*2) vùng có nguy lũ quét thấp; 16–81 (tối đa 3*3*3*3) vùng có nguy lũ quét trung bình; 81–625 (tối đa 5*5*5*5) vùng có nguy lũ quét cao KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Bản đồ phân vùng nguy lũ quét huyện Hương