Trờn hỡnh 2.1 minh hoạ quy trỡnh thực hiện phương phỏp luận theo cỏc nội dung đó mụ tả ở trờn. Đõy là quy trỡnh tổng quỏt, cú thể được ỏp dụng khụng chỉ cho thành phố Nha Trang, mà cũn cả cỏc thành phố nằm trờn dải ven biển Việt Nam cú khả năng chịu súng thần tỏc động.
Từ hỡnh 2.1, cú thể thấy quỏ trỡnh đỏnh giỏ mức độ rủi ro súng thần bao gồm ba nội dung chớnh là: 1a) đỏnh giỏ mức độ tổn thương, 1b) đỏnh độ nguy hiểm và 1c) đỏnh giỏ mức độ rủi ro súng thần cho khu vực nghiờn cứu. Cỏc nội dung chớnh của quy trỡnh được thực hiện lần lượt, theo trỡnh tự chỉ ra bằng
22
cỏc mũi tờn. Theo quy trỡnh này, cú thể thấy giữa cỏc thành phần của toàn bộ cấu trỳc cú mối quan hệ nhõn quả với nhau, tức là cỏc kết quả của mỗi giai đoạn cú thể được xem như là số liệu đầu vào trực tiếp cho giai đoạn tiếp theo. Cỏc tham số đầu vào nhà cửa và người được đưa vào tớnh toỏn nhằm xỏc định mức độ tổn thương đối với người và nhà cửa. Cỏc kết quả này được sử dụng làm dữ liệu đầu vào cho việc tớnh toỏn mức độ rủi ro.
Giỏ trị độ nguy hiểm ngập lụt (H) được xỏc định thụng qua bản đồ ngập lụt cho thành phố Nha Trang theo kịch bản số 4 [1]. Giỏ trị mức độ rủi ro được xỏc định theo cụng thức (2.1), là sự kết hợp giỏ trị mức độ tổn thương và độ nguy hiểm ngập lụt.
Hỡnh 2.1 Sơ đồ minh họa quy trỡnh đỏnh giỏ độ rủi ro súng thần
2.2. Cơ sở phương phỏp luận đỏnh giỏ mức độ rủi ro do súng thần
2.3.1 Đỏnh giỏ mức độ tổn thương do súng thần
Đó cú nhiều cụng trỡnh nghiờn cứu về đỏnh giỏ nguy cơ bị tổn thương do súng thần cho cỏc khu vực khỏc nhau trờn thế giới [6, 22, 23]. Phần lớn cỏc nghiờn cứu này đều sử dụng kỹ thuật phõn tớch đa tiờu chuẩn (Multi- criteria analysis) để xõy dựng phương phỏp luận đỏnh giỏ khả năng bị tổn
23
thương. Đõy là một kỹ thuật được ỏp dụng khỏ phổ biến trong cỏc quỏ trỡnh ra quyết định, với nội dung chớnh bao gồm việc xỏc định cỏc mục tiờu cần đạt và phõn tớch tổ hợp cỏc tiờu chuẩn khỏc nhau để đưa ra phương ỏn tối ưu cho quyết định cuối cựng [17].
Phương phỏp luận đỏnh giỏ khả năng bị tổn thương do súng thần được xõy dựng trờn cơ sở tham khảo và cải tiến cỏc phương phỏp luận đang được sử dụng cho phự hợp với điều kiện Việt Nam, đặc biệt lưu ý tới khả năng ỏp dụng cụng nghệ GIS để tớnh toỏn và hiển thị cỏc kết quả nhận được.
Cụng thức tớnh mức độ tổn thương Cụng thức tổng quỏt tớnh mức độ tổn thương do súng thần cú dạng: n i i i i A we a V( , ) , i=1, n ( 2.2)
trong đú V là số đo mức độ tổn thương; A là tham số tổn thương; ailà cỏc yếu tố ảnh hưởng; wi là trọng số của yếu tố ảnh hưởng thứ i; ei là giỏ trị ước lượng cho yếu tố ảnh hưởng thứ i; và n là tổng số cỏc yếu tố ảnh hưởng cú liờn quan tới tham số tổn thương A.
Cỏc tham số tổn thương đặc trưng cho cỏc dạng thiệt hại khỏc nhau và được xỏc định theo cỏc yếu tố chịu rủi ro. Ứng với mỗi tham số tổn thương A, một danh sỏch cỏc yếu tố ảnh hưởng ai được xỏc định. Cỏc yếu tố này đặc trưng cho khả năng bị tỏc động nhiều nhất bởi súng thần. Tổng hợp của những yếu tố ảnh hưởng sẽ xỏc định mức độ bị tổn thương của tham số đang xột.
Trong nghiờn cứu này chỉ xột hai yếu tố chịu rủi ro quan trọng nhất đối với cộng đồng ven biển sau đõy:
1) Tham số tổn thương “Nhà cửa”. 2) Tham số tổn thương “Người”.
Đỏnh giỏ mức độ tổn thương cho tham số “Nhà cửa”
Mức độ tổn thương về nhà cửa cú thể được hiểu như là khả năng chống chọi với súng thần của nhà cửa và cỏc cụng trỡnh xõy dựng tại khu vực nghiờn
24
cứu. Đối với tham số “Nhà cửa”, cỏc yếu tố ảnh hưởng tương ứng được xỏc định bao gồm:
- Vật liệu xõy dựng : m (material)
- Mụ tả tầng trệt của ngụi nhà: g (description of ground floor) - Số tầng : s (stories)
- Thiết kế : d (design)
- Kết cấu nền múng : f (foundations)
Cỏc tiờu chuẩn đỏnh giỏ biểu thị cỏc dạng thiệt hại do súng thần gõy ra cho nhà cửa tại khu vực nghiờn cứu. Đối với tham số “Nhà cửa”, hai dạng thiệt hại được đỏnh giỏ bằng cỏch gỏn trọng số bao gồm:
- Thiệt hại về cấu trỳc - Thiệt hại do ngập lụt
Quỏ trỡnh gỏn trọng số cho cỏc tiờu chuẩn đỏnh giỏ được thực hiện như sau. Đầu tiờn, cỏc tiờu chuẩn đỏnh giỏ được sắp xếp theo hàng và cột trong một ma trận và được so sỏnh lần lượt theo từng cặp để đỏnh giỏ sự phự hợp (Bảng 2.1). Nếu giữa hai tiờu chuẩn đang được so sỏnh, tiờu chuẩn nào đú (nằm trờn hàng) được cho là quan trọng hơn tiờu chuẩn đang được so sỏnh (nằm trờn cột) thỡ ụ nằm ở giao điểm giữa hàng và cột đú được gỏn 1 điểm. Trong trường hợp ngược lại, ụ đú được gỏn 0 điểm. Yếu tố ngoại cảnh ở đõy được sử dụng để bổ trợ cho quỏ trỡnh tớnh toỏn. Bảng 2.1 cho thấy thiệt hại về cấu trỳc cú trọng số cao hơn so với thiệt hại do ngập lụt gõy ra (0.667 so với 0.333).
Bảng 2.1. Ma trận so sỏnh cặp đụi giữa cỏc tiờuchuẩn đỏnh giỏ
Thiệt hại về cấu trỳc Thiệt hại do ngập lụt Yếu tố ngoại cảnh khỏc Tổng Trọng số (= tổng/3)
Thiệt hại về cấu trỳc - 1 1 2 0.667
Thiệt hại do ngập lụt 0 - 1 1 0.333
25
Tương tự, cỏc yếu tố ảnh hưởng cũng được so sỏnh theo từng cặp giữa chỳng và được gỏn cho cỏc giỏ trị trọng số liờn quan khỏc nhau. Cỏc giỏ trị trọng số liờn quan cho phộp xếp hạng cỏc yếu tố ảnh hưởng theo mức độ của tỏc động gõy tổn thương đối với nhà cửa. Cỏc kết quả đỏnh giỏ trọng số liờn quan cho cỏc yếu tố ảnh hưởng được trỡnh bày trong cỏc bảng 2.2 và 2.3 tương ứng với hai trường hợp thiệt hại về cấu trỳc và thiệt hại do ngập lụt. Trong trường hợp sau, cỏc yếu tố ảnh hưởng d (thiết kế) và f (kết cấu nền múng) khụng được xột đến vỡ chỳng khụng chịu tỏc động của ngập lụt.
Bảng 2.3. Ma trận so sỏnh cặp đụi giữa cỏc yếu tố ảnh hưởng đối với thiệt hại về cấu trỳc Thiệt hại về cấu trỳc m g s f d Yếu tố ngoại cảnh khỏc Tổng Trọng số liờn quan (=tổng/1 5) m - 0 1 1 1 1 4 0.267 g 1 - 1 1 1 1 5 0.333 s 0 0 - 0 0 1 1 0.067 f 0 0 1 - 1 1 3 0.2 d 0 0 1 0 - 1 2 0.133 Yếu tố ngoại cảnh khỏc 0 0 0 0 0 - 0 0
26
Bảng 2.4. Ma trận so sỏnh cặp đụi giữa cỏc yếu tố ảnh hưởng đối với thiệt hại do ngập lụt
Thiệt hại do ngập lụt M g s Yếu tố ngoại cảnh khỏc Tổng
Trọng số liờn quan (=tổng/6) m - 0 0 1 1 0.167 g 1 - 0 1 2 0.333 s 1 1 - 1 3 0.5 Yếu tố ngoại cảnh khỏc 0 0 0 0 0 0
Tổng hợp kết quả từ cỏc bảng 2.1, 2.2 và 2.3 ta được kết quả trỡnh bày trong bảng 2.5. Đối với cả hai tiờu chuẩn đỏnh giỏ, trọng số tổng cộng của mỗi yếu tố ảnh hưởng được tớnh bằng tớch của trọng số tiờu chuẩn với trọng số liờn quan của yếu tố ảnh hưởng đang xột. Kết quả tớnh trọng số tổng cộng của cỏc yếu tố ảnh hưởng được trỡnh bày trong bảng 8.
Bảng 2.5. Trọng số liờn quan của cỏc yếu tố ảnh hưởng
Trọng số của từng tiờu chuẩn Trọng số liờn quan của m Trọng số liờn quan của g Trọng số liờn quan của s Trọng số liờn quan của f Trọng số liờn quan của d Thiệt hại về cấu trỳc 0.667 0.267 0.333 0.067 0.2 0.133 Thiệt hại do ngập lụt 0.333 0.167 0.333 0.5 0 0
27
Bảng 2.6. Trọng số tổng cộng của cỏc yếu tố ảnh hưởng
Trọng số của m Trọng số của g Trọng số của s Trọng số của d Trọng số của f Thiệt hại về cấu trỳc 0.178 0.222 0.045 0.089 0.133 Thiệt hại do ngập lụt 0.056 0.111 0.166 0 0 Tổng cộng 0.234 0.333 0.211 0.089 0.133
Từ cỏc kết quả của bảng 2.6 và lưu ý cụng thức (2.2), cú thể viết biểu thức tớnh mức độ tổn thương của tham số “Nhà cửa” dưới dạng:
VNC= 0.234m + 0.333g+0.211s+0.089d+0.133f (2.3)
Giỏ trị của cỏc yếu tố ảnh hưởng m, g, s, d và f được xỏc định theo cỏc tiờu chuẩn phụ thuộc điều kiện cụ thể tại khu vực nghiờn cứu. Cụng thức (2.3) được sử dụng để tớnh toỏn và thành lập bản đồ mức độ tổn thương thành phần do súng thần gõy ra đối với nhà cửa tại khu vực nghiờn cứu.
Đỏnh giỏ mức độ tổn thương cho tham số “Người”
Mức độ tổn thương theo tham số “Người” cú thể được hiểu như là khả năng bị thiệt hại về người do súng thần gõy ra tại khu vực nghiờn cứu. Đối với tham số “ Người ”, cỏc yếu tố ảnh hưởng được xỏc định trong nghiờn cứu này bao gồm:
- Mật độ dõn số (d)
- Số lượng trẻ em, người trưởng thành và người già (thành phần dõn số) (n) - Giới tớnh (số lượng nữ) (g)
28
Tất cả cỏc dữ liệu về cỏc yếu tố ảnh hưởng nờu trờn phải được quy về một đơn vị tham chiếu thống nhất. Mức độ thiệt hại về người sẽ được tớnh toỏn ứng với đơn vị tham chiếu này. Đơn vị tham chiếu nhỏ nhất cho tổn thương về người cú thể là một tũa nhà, nhưng nếu khụng cú đủ số liệu chi tiết thỡ cú thể chọn đơn vị tham chiếu lớn hơn, như một phường hay thậm chớ một quận. Đối với mỗi đơn vị diện tớch đó chọn, cỏc thụng tin sau đõy cũng cần biết:
Mựa cú mật độ dõn số cao và thấp. Thời gian trung bỡnh để sơ tỏn dõn.
Cụng thức tớnh mức độ tổn thương của tham số “Người” sẽ cú dạng: (2.4) trong đú:
- KST là hệ số liờn quan đến thời gian trung bỡnh để sơ tỏn dõn trong phạm vi đơn vị tham chiếu đó chọn, với giả thiết là thời gian bỏo động súng thần xảy ra trước 15 phỳt khi đợt súng đầu tiờn kộo đến. Cỏc giỏ trị của hệ số KST được đề nghị như trong bảng 2.7, tuy nhiờn giỏ trị này cú thể được hiệu chỉnh tựy theo khả năng của hệ thống cảnh bỏo súng thần;
- Giỏ trị SNĐ phụ thuộc vào việc thời gian súng thần tấn cụng là ngày hay đờm, với
o SNĐ = VNC /5 (ban đờm, giả thiết là mọi người đang ở trong nhà)
o SNĐ = V NC /10 + ẵ (ban ngày, giả thiết là một nửa số dõn đang ở trong nhà và một nửa ở bờn ngoài).
- SC và ST là cỏc hệ số chỉ mựa du lịch:
o Nếu đang trong mựa du lịch (lượng khỏch du lịch và mật độ dõn cư cao):
29
SC = 1 nếu súng thần xảy ra trong mựa du lịch
SC = 0 nếu súng thần xảy ra lỳc khụng phải mựa du lịch.
o Nếu đang khụng phải mựa du lịch (lượng khỏch du lịch và mật độ dõn cư thấp):
ST = 1 nếu súng thần xảy ra lỳc khụng phải mựa du lịch ST = 0 nếu súng thần xảy ra trong mựa du lịch
- PVC là mức độ tổn thương của tham số “Người” trong đơn vị tham chiếu, được tớnh cho mựa cú khỏch du lịch cao sử dụng cụng thức (2.5) và những yếu tố ảnh hưởng đó được xỏc định ở trờn với chỉ số C:
PVH = w1(dC) + w2(nC) + w3(gC) + w4(mC) (2.5) Cỏc trọng số được xỏc định bằng phương phỏp phõn tớch đa tiờu chuẩn như trong trường hợp tham số mụi trường xõy dựng đó trỡnh bày ở trờn. - Tương tự, PVT là mức độ tổn thương của tham số “Người” trong đơn vị tham chiếu, được tớnh cho mựa cú khỏch du lịch thấp sử dụng cụng thức (16) và những yếu tố ảnh hưởng đó được xỏc định ở trờn với chỉ số T:
PVL = w1(dT) + w2(nT) + w3(gT) + w4(mT) (2.6) Cỏc cụng thức (2.4), (2.5) và (2.6) được sử dụng để tớnh toỏn và thành lập cỏc bản đồ mức độ tổn thương thành phần về người do súng thần gõy ra tại khu vực nghiờn cứu.
Bảng 2.7. Cỏc giỏ trị đề nghị cho hệ số KST
Bỏo động 15 trước khi súng đến
Thời gian sơ tỏn trung
bỡnh (phỳt) Giỏ trị KST đề nghị
Khu vực 1 < 5 0.4
Khu vực 2 5 – 10 0.6
Khu vực 3 10 – 15 0.8
30
2.3.2.Độ nguy hiểm súng thần
Trong trường hợp đỏnh giỏ rủi ro súng thần, độ nguy hiểm súng thần được xỏc định là độ cao cực đại của cột nước tại từng điểm nghiờn cứu trong vựng ngập lụt. Bản đồ ngập lụt là sản phẩm của quỏ trỡnh mụ phỏng súng thần lan truyền lờn bờ và được thể hiện trờn bản đồ khu vực bị ngập lụt cực đại. Mức độ súng thần xõm nhập lờn bờ phụ thuộc vào cỏc đặc điểm chi tiết của khu vực ngập lụt và số liệu địa hỡnh sẵn cú (Priest, 1995).
Như đó trỡnh bày ở trờn, bản đồ ngập lụt do súng thần đối với khu vực thành phố Nha Trang được khai thỏc từ kịch bản số 4 trong cơ sở dữ liệu 25 kịch bản súng thần (Hỡnh 3.12). Cỏc kịch bản này được tớnh toỏn và xõy dựng trong khuụn khổ đề tài “Xõy dựng cơ sở dữ liệu kịch bản súng thần” do Vũ Thanh Ca chủ nhiệm [1].
Giỏ trị độ nguy hiểm ngập lụt (H) được phõn ra thành 4 cấp độ tương ứng với cỏc giỏ trị độ sõu ngập lụt. - Từ 0 3m: H = 1 - Từ 3 6m: H = 2 - Từ 6 9m: H = 3 - >= 9m : H =4 2.3.3. Mức độ rủi ro do súng thần
Như đó trỡnh bày ở trờn, giỏ trị độ rủi ro được tớnh toỏn thụng qua giỏ trị mức độ tổn thương và giỏ trị độ nguy hiểm ngập lụt súng thần. Giỏ trị mức độ tổn thương trong khoảng từ 1 đến 5 và giỏ trị độ nguy hiểm ngập lụt nằm trong khỏang từ 1 đến 4. Do vậy, giỏ trị mức độ rủi ro súng thần cho từng yếu tố mức độ tổn thương được xỏc định bởi cụng thức:
31
Trong đú,V mức độ tổn thương; H là mức độ nguy hiểm ngập lụt và R là giỏ trị rủi ro. Giỏ trị R phải là số nguyờn và nằm trong khoảng từ 1 đến 5. Ở đõy, Giỏ trị R = 5 là mức độ rủi ro lớn nhất.
Trờn cơ sở quy trỡnh và phương phỏp luận trỡnh bày ở trờn, luận văn đó bước đầu ỏp dụng tớnh toỏn mức độ rủi ro súng thần cho khu vực thành phố Nha Trang với hai tham số chớnh là nhà cửa và người. Cỏc kết quả tớnh toỏn sẽ được hiển thị dưới dạng bản đồ mức đụ rủi ro, trờn cơ sở ỏp dụng cụng cụ GIS. Trong chương tiếp theo sẽ trỡnh bày chi tiết việc thành lập bản đồ độ rủi ro súng thần cho khu vực đụ thị của thành phố Nha Trang.
32
CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ ĐỘ RỦI RO SểNG THẦN GÂY RA ĐỐI VỚI KHU VỰC THÀNH PHỐ NHA TRANG
Trong chương này, phương phỏp luận đỏnh giỏ độ rủi ro súng thần được ỏp dụng thử nghiệm cho một khu vực đụ thị của thành phố Nha Trang theo quy trỡnh minh họa trờn hỡnh 2.1 ở chương hai. Toàn bộ quy trỡnh đỏnh giỏ độ rủi ro súng thần được thực hiện với sự trợ giỳp của cụng nghệ GIS. Dưới đõy là mụ tả chi tiết cỏc nội dung đó thực hiện.
3.1. Khu vực nghiờn cứu
Khu vực nghiờn cứu được lựa chọn nằm sỏt đường bờ biển, bao gồm 11 phường nội thành của thành phố Nha Trang với diện tớch 7,9 km2 và tổng số dõn là 163.885 người (Hỡnh 3.1).
33
Bảng 3.1: Dõn số và diện tớch cỏc phường khu vực nghiờn cứu năm 2009.
STT Tờn Phường Dõn số (người) Diện tớch (km2)
1 Vĩnh Phước 20.662 1,09 2 Vĩnh Thọ 14.823 1,3 3 Vạn Thắng 13.012 0,28 4 Xương Huõn 17.873 0,61 5 Phương Sài 13.284 0,29 6 Phước Tõn 13.103 0,48 7 Phước Tiến 12.680 0,3 8 Phước Hũa 14.461 1,12