Luận án tiến sĩ địa lí nghiên cứu, đánh giá nguy cơ lũ quét ở các huyện miền núi tỉnh quảng nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI - NGUYỄN THỊ THU HIỀN NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ LŨ QUÉT Ở CÁC HUYỆN MIỀN NÚI TỈNH QUẢNG NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA LÍ HÀ NỘI - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI - NGUYỄN THỊ THU HIỀN NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ LŨ QUÉT Ở CÁC HUYỆN MIỀN NÚI TỈNH QUẢNG NAM Chuyên ngành Mã số : Địa lý tự nhiên : 44 02 17 LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA LÍ Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS TS Nguyễn Thị Kim Chƣơng PGS TS Nguyễn Ngọc Thạch HÀ NỘI - 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết luận án trung thực có nguồn gốc rõ ràng, đƣợc cơng bố theo quy định Kết nghiên cứu luận án chƣa đƣợc công bố nghiên cứu khác Tác giả luận án Nguyễn Thị Thu Hiền ii LỜI CẢM ƠN Luận án hoàn thành Khoa Địa lí, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, hướng dẫn khoa học PGS TS Nguyễn Thị Kim Chương PGS TS Nguyễn Ngọc Thạch Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy Cô Người tận tâm dạy bảo, đồng hành động viên tác giả suốt thời gian thực đề tài luận án Trong trình nghiên cứu, tác giả nhận bảo, đóng góp ý kiến quý báu thầy cơ, nhà khoa học khoa Địa lí, trường Đại học Sư phạm Hà Nội quan khoa học như: Viện Địa lí - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam; Khoa Địa lí - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội; Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga, Bộ Quốc Phòng; Trung tâm Nghiên cứu Biến đổi tồn cầu, Trường Đại học Tài ngun Mơi trường Hà Nội Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến Ban Giám hiệu, Phòng Sau đại học, Trung tâm Thơng tin Thư viện, Bộ mơn Địa lí Tự nhiên, Ban Chủ nhiệm Khoa Địa lí, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi để tác giả thực hoàn thành luận án Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến Sở Tài nguyên Môi trường, Sở Nông nghiệp Phát triển nông thôn tỉnh Quảng Nam cung cấp tài liệu, liệu phục vụ nghiên cứu Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến người dân tỉnh hợp tác, giúp đỡ nhiệt tình trình nghiên cứu, khảo sát thực địa Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám hiệu, đồng nghiệp trường THPT Lê Quý Đôn, tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận án Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp động viên nhiều suốt trình thực đề tài luận án Cuối xin tri ân gia đình người thân ln chia sẻ, động viên, chăm sóc tạo điều kiện cho tơi q trình học tập, nghiên cứu hồn thành luận án Tác giả luận án Nguyễn Thị Thu Hiền iii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii MỞ ĐẦU .1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN ÁN MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU PHẠM VI NGHIÊN CỨU LUẬN ĐIỂM BẢO VỆ .3 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI CƠ SỞ TÀI LIỆU CỦA LUẬN ÁN CẤU TRÚC CỦA LUẬN ÁN .6 CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan cơng trình nghiên cứu lũ qt giới, Việt Nam tỉnh Quảng Nam 1.1.1 Tổng quan nghiên cứu lũ quét giới 1.1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu lũ quét Việt Nam 13 1.2 Cơ sở lý luận nghiên cứu nguy lũ quét huyện miền núi tỉnh Quảng Nam .23 1.2.1 Khái niệm lũ quét 23 1.2.2 Các đặc trƣng lũ quét .24 1.2.3 Phân biệt lũ thƣờng lũ quét 25 1.2.4 Cách nhận biết lũ quét .26 1.2.5 Phân loại lũ quét 26 1.2.6.Các giai đoạn hình thành lũ quét 28 1.2.7 Các nhân tố tham gia vào trình hình thành lũ quét 29 1.3 Quan điểm nghiên cứu, hƣớng tiếp cận nghiên cứu .31 1.3.1 Các quan điểm nghiên cứu 31 1.3.2 Hƣớng tiếp cận nghiên cứu (Sơ đồ bƣớc nghiên cứu) 32 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 33 1.4.1 Hệ phƣơng pháp nghiên cứu 33 1.4.2 Các phƣơng pháp cụ thể 37 iv CHƢƠNG ĐẶC ĐIỂM CÁC NHÂN TỐ HÌNH THÀNH LŨ QUÉT Ở CÁC HUYỆN MIỀN NÚI TỈNH QUẢNG NAM 49 2.1 Vị trí địa lý nhân tố tự nhiên .49 2.1.1 Vị trí địa lý .49 2.1.2 Các nhân tố tự nhiên 49 2.2 Các nhân tố kinh tế - xã hội 75 2.2.1 Khái quát đặc điểm kinh tế - xã hội 75 2.2.2 Các hoạt động phát triển kinh tế ảnh hƣởng đến phát sinh tai biến lũ quét 75 2.3 Thực trạng tai biến lũ quét huyện miền núi tỉnh Quảng Nam 78 2.3.1 Hiện trạng lũ quét 78 2.3.2 Đặc điểm nhân tố tự nhiên ảnh hƣởn đến nguy lũ quét huyện miền núi tỉnh Quảng Nam .80 CHƢƠNG ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ LŨ QUÉT Ở CÁC HUYỆN MIỀN NÚI TỈNH QUẢNG NAM .83 3.1 Phân chia lƣu vực huyện miền núi tỉnh Quảng Nam .83 3.2 Đánh giá lƣợng địa hình theo lƣu vực sơng 84 3.2.1 Năng lƣợng địa hình - nhân tố hình thành tiềm phát sinh lũ quét 84 3.2.2 Kết đánh giá lƣợng địa hình theo lƣu vực sông .85 3.3 Đánh giá lƣợng dịng chảy theo lƣu vực sơng .89 3.3.1 Kết đánh giá lƣợng dòng chảy theo lƣu vực sông 89 3.4 Đánh giá tổng hợp nhân tố ảnh hƣởng đến nguy lũ quét theo tiếp cận cảnh quan .92 3.4.1 Thành lập đồ cảnh quan cho nghiên cứu nguy lũ quét huyện miền núi tỉnh Quảng Nam 93 3.4.2 Đánh giá cảnh quan theo mức độ ảnh hƣởng đến lũ quét 100 3.5 Đánh giá tiềm phát sinh lũ quét cho huyện miền núi tỉnh Quảng Nam 104 3.5.1 Cơ sở lý luận đánh giá tiềm phát sinh lũ quét 104 3.5.2 Kết đánh giá phân cấp tiềm phát sinh lũ quét theo lƣu vực sông 104 3.6 Đánh giá nguy lũ quét huyện miền núi tỉnh Quảng Nam 107 3.6.1 Cơ sở lý luận đánh giá nguy lũ quét 107 3.6.2 Kết đánh giá phân cấp nguy lũ quét theo lƣu vực sông 108 v 3.7 Đánh giá tổng hợp tiềm phát sinh lũ quét nguy lũ quét huyện miền núi tỉnh Quảng Nam 114 3.7.1 Phân cấp tiềm phát sinh lũ quét 114 3.7.2 Phân cấp nguy lũ quét 114 3.7.3.Tổng hợp lƣu vực có nguy lũ quét cao cao theo trị số mƣa 118 3.8 Đề xuất giải pháp phòng tránh, giảm thiểu tai biến môi trƣờng lũ quét huyện miền núi tỉnh Quảng Nam 120 3.8.1 Cơ sở đề xuất 120 3.8.2 Đề xuất giải pháp phòng tránh giảm thiểu thiệt hại lũ quét gây huyện miền núi tỉnh Quảng Nam 127 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 134 TÀI LIỆU THAM KHẢO 139 PHỤ LỤC 147 vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ AHP : Analytic Hierarchy Process – Q trình phân tích phân cấp ATNĐ : Áp thấp nhiệt đới CQ : Cảnh quan ĐC : Đồi cao DEM : Digital Elevation Model – Mơ hình số độ cao ĐT : Đồi thấp DTMN : Diện tích miền núi GIS : Geographic Information System – Hệ thống thông tin địa lý GRDP : Tổng sản phẩm địa bàn HST : Hệ sinh thái KTTV : Khí tƣợng thủy văn KT - XH : Kinh tế - xã hội LMNLNTBNN : Lƣợng mƣa ngày lớn trung bình nhiều năm LMMMTBNN : Lƣợng mƣa mùa mƣa trung bình nhiều năm LVG : Lƣu vực gộp LVS : Lƣu vực sông MN : Miền núi NCS : Nghiên cứu sinh NCLQ : Nguy lũ quét NT : Núi thấp NTB : Núi trung bình TL : Thung lũng TNLQ : Tiềm lũ quét WMO : World Meteorological Organization - Tổ chức Khí tƣợng Thế giới vii DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Ma trận phân cấp liên kết cho theo tổng điểm 41 Bảng 1.2 Tƣơng quan cấp thiệt hại lũ quét với cấp nhân tố 44 Bảng 2.1 Diện tích cấp độ cao theo huyện miền núi tỉnh Quảng Nam 53 Bảng 2.2 Diện tích cấp độ dốc theo huyện miền núi tỉnh Quảng Nam .54 Bảng 2.3 Đặc trƣng khí hậu so với tiêu chuẩn nhiệt đới 58 Bảng 2.4 Lƣợng mƣa trung bình năm số tỉnh nƣớc nhiều năm .58 Bảng 2.5 Lƣợng mƣa năm bình quân nhiều năm trạm đo mƣa Quảng Nam 59 Bảng 2.6 Lƣợng mƣa trung bình nhiều năm số vị trí lƣu vực 59 Bảng 2.7 Số ngày mƣa trung bình tháng, năm (ngày) .60 Bảng 2.8 Mƣa ngày lớn năm thời gian xuất .61 Bảng 2.9 Một số đặc trƣng mƣa lớn Quảng Nam (Trung bình thời kì 1981-2015) 62 Bảng 2.10 Số (đợt) bão, ATNĐ, lũ lụt đổ vào biển Đơng Quảng Nam 64 Bảng 2.11 Đặc trƣng hình thái sông thuộc tỉnh Quảng Nam 66 Bảng 2.12 Các ngƣỡng mƣa gây lũ quét 67 Bảng 2.13 Diện tích loại nhóm đất huyện miền núi Quảng Nam 69 Bảng 2.14 Các nhóm đất theo nguy lũ quét huyện miền núi Quảng Nam 70 Bảng 2.15 Diễn biến diện tích rừng giai đoạn 2001 - 2010 .72 Bảng 2.16 Thống kê diện tích kiểu hệ sinh thái huyện miền núi tỉnh Quảng Nam 72 Bảng 2.17 Tỷ lệ che phủ rừng tỉnh Quảng Nam từ 2006 - 2011 .73 Bảng 2.18 Diện tích đất có rừng, khơng rừng huyện miền núi tỉnh Quảng Nam 73 Bảng 2.19 Tiêu chuẩn đánh giá mức độ an tồn mơi trƣờng lƣu vực 74 Bảng 3.1 Kết 77 lƣu vực gộp từ 441 lƣu vực cấp 84 Bảng 3.2 Phân cấp lƣu vực theo đại lƣợng lƣợng địa hình trung bình Bảng 3.3 Phân cấp lƣu vực theo đại lƣợng lƣợng địa hình Bảng 3.4 Bảng ma trận phân cấp liên kết cho .85 86 theo tổng điểm 86 Bảng 3.5 Kết giá trị mơ hình Y1 theo 77 lƣu vực gộp từ 441 lƣu vực cấp theo địa hình .87 Bảng 3.6 Diện tích lƣợng địa hình phát sinh lũ quét theo huyện huyện miền núi tỉnh Quảng Nam 88 viii Bảng 3.7 Bảng ma trận phân cấp liên kết cho theo tổng điểm .89 Bảng 3.8 Kết giá trị mơ hình Y2 theo 77 lƣu vực gộp từ 441 lƣu vực cấp Năng lƣợng dòng chảy tính theo lƣợng mƣa ngày lớn trung bình nhiều năm 89 Bảng 3.9 Diện tích lƣợng dịng chảy phát sinh lũ quét huyện miền núi tỉnh Quảng Nam (LMNLNTBNN) 90 Bảng 3.10 Kết giá trị mơ hình Y2 theo 77 lƣu vực gộp từ 441 lƣu vực cấp theo lƣợng dòng chảy (lƣợng mƣa mùa mƣa trung bình nhiều năm) .91 Bảng 3.11 Diện tích lƣợng dịng chảy phát sinh lũ quét huyện miền núi tỉnh Quảng Nam (LMMMTBNN) 92 Bảng 3.12 Hệ thống phân loại “Nền tảng nhiệt ẩm” (Sinh khí hậu) 94 Bảng 3.13 Hệ thống phân loại “Nền tảng rắn” 95 Bảng 3.14 Hệ thống phân loại “Cảnh quan sinh thái” .98 Bảng 3.15 Các đơn vị cảnh quan huyện miền núi .99 Bảng 3.16 Bảng ma trận cảnh quan huyện miền núi tỉnh Quảng Nam sau trang 99 Bảng 3.17 Diện tích cấp cảnh quan theo 77 tiểu lƣu vực gộp 100 Bảng 3.18 Kết phân cấp cảnh quan theo mức ảnh hƣởng đến nguy lũ quét huyện miền núi tỉnh Quảng Nam 103 Bảng 3.19 Bảng đánh giá tiềm phát sinh lũ quét theo lƣu vực sông 104 Bảng 3.20 Kết tiềm phát sinh lũ quét theo lƣu vực sông 105 Bảng 3.21 Diện tích cấp tiềm lũ quét theo huyện 106 Bảng 3.22 Bảng đánh giá nguy lũ quét theo lƣu vực ứng với lƣợng mƣa trung bình ngày lớn 108 Bảng 3.23 Kết nguy lũ quét theo lƣu vực ứng với trị số lƣợng mƣa trung bình ngày lớn 109 Bảng 3.24 Diện tích nguy phát sinh lũ quét huyện miền núi tỉnh Quảng Nam theo lƣợng mƣa ngày lớn trung bình nhiều năm 110 Bảng 3.25 Bảng đánh giá nguy lũ quét theo lƣợng mƣa mùa mƣa trung bình nhiều năm 111 Bảng 3.26 Kết nguy lũ quét theo lƣu vực sông ứng với lƣợng mƣa mùa mƣa trung bình nhiều năm 112 Bảng 3.27 Diện tích nguy phát sinh lũ quét huyện miền núi tỉnh Quảng Nam theo lƣợng mƣa mùa mƣa trung bình nhiều năm 113 Bảng 3.28 Diện tích cấp tiềm phát sinh lũ quét cao cao theo huyện, xã 115 ... hƣởn đến nguy lũ quét huyện miền núi tỉnh Quảng Nam .80 CHƢƠNG ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ LŨ QUÉT Ở CÁC HUYỆN MIỀN NÚI TỈNH QUẢNG NAM .83 3.1 Phân chia lƣu vực huyện miền núi tỉnh Quảng. .. Đánh giá nguy lũ quét huyện miền núi tỉnh Quảng Nam 107 3.6.1 Cơ sở lý luận đánh giá nguy lũ quét 107 3.6.2 Kết đánh giá phân cấp nguy lũ quét theo lƣu vực sông 108 v 3.7 Đánh giá tổng hợp... cho nghiên cứu nguy lũ quét huyện miền núi tỉnh Quảng Nam 93 3.4.2 Đánh giá cảnh quan theo mức độ ảnh hƣởng đến lũ quét 100 3.5 Đánh giá tiềm phát sinh lũ quét cho huyện miền núi tỉnh