3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu định hướng lồng ghép thích ứng BĐKH trong quy hoạch sử dụng đất là một hướng có nội hàm khoa học rất rộng. Do đó, trong phạm vi đề tài, các nội dung được giới hạn nghiên cứu như sau:
- Đối tượng gây tác động: Ngập lụt, thời tiết cực đoan… khi mực nước biển dâng cao trong điều kiện BĐKH tại vùng nghiên cứu (thành phố Quy Nhơn, tỉnh Bình Định).
- Phương án quy hoạch sử dụng đất đã được phê duyệt trên địa bàn nghiên cứu. - Các loại hình sử dụng đất đai.
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu
- Khu vực Thành phố Quy Nhơn mở rộng, tỉnh Bình Định.
- Các số liệu về khí hậu phục vụ cho nghiên cứu được thu thập, tổng hợp hơn 30 năm trước đến nay. (Lĩnh vực BĐKH có nhiều nội dung và phạm vi rộng lớn nên trong
nghiên cứu này xin tập trung vào hai vấn đề chính là: mực nước biển dâng và mưa lũ).
- Đề tài tiến hành từ tháng 7 năm 2015 đến tháng 4 năm 2016.
2.2. Nội dung nghiên cứu
Trên cơ sở nghiên cứu cơ sở lý thuyết có liên quan như các yếu tố BĐKH ảnh hưởng đến quá trình sử dụng đất đai; công tác quy hoạch lồng ghép; hệ thống thông tin địa lý và mô hình tính toán ngập lũ; kịch bản BĐKH và mực nước biển dâng chi tiết cho tỉnh Bình Định, các nội dung chính của luận văn được thực hiện như sau:
1) Đặc điểm điều kiện tự nhiên, KT - XH thành phố Quy Nhơn và vùng mở rộng Tổng hợp và phân tích tài liệu về hiện trạng và định hướng phát triển đến năm 2035 và tầm nhìn đến năm 2050 về địa hình, khí hậu, chế độ thủy văn-hải văn, độ dốc, tài nguyên, dân số, cơ sở hạ tầng, hiện trạng đất đai, quản lý và sử dụng đất,... để xây dựng các bản đồ liên quan.
2) Khái quát phương án quy hoạch sử dụng đất trên địa bàn nghiên cứu (thành phố Quy Nhơn mở rộng
Tình hình công tác lập quy hoạch và kế hoạch sử dụng đất và các vấn đề cần giải quyết trong quy hoạch sử dụng đất thành phố Quy Nhơn hiện nay.
3) Đánh giá sự ảnh hưởng của các yếu tố BĐKH và nước biển dâng (ngập lụt và triều cường) đến các loại hình sử dụng đất
Thu thập, phân tích, xây dựng nguồn dữ liệu phục vụ tính toán ngập lụt theo các kịch bản nước biển dâng do BĐKH cho vùng nghiên cứu, được thực hiện bằng cách ứng dụng công nghệ GIS và mô hình MIKE PLOOD.
4) Phương án quy hoạch sử dụng đất có tính đến yếu tố biến đổi khí hậu trên địa bàn nghiên cứu.
5) Đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả của phương án quy hoạch sử dụng đất mở rộng thành phố có tính đến yếu tố thích ứng với BĐKH.
2.3. Phương pháp nghiên cứu
Các phương pháp nghiên cứu được áp dụng trong đề tài là các phương pháp được dùng phổ biến hiện nay trong nghiên cứu - triển khai về BĐKH, mực nước biển dâng và quy hoạch sử dụng đất trên thế giới và Việt Nam. Gồm:
2.3.1. Phương pháp thu thập, số liệu, tài liệu thứ cấp
Cơ sở dữ liệu bản đồ nền thông tin địa lý thành phố Quy Nhơn và vùng mở rộng, tỷ lệ 1/2000, hệ VN 2000 (DTM, DEM, vecter, cao độ...); bản đồ số độ sâu đáy biển khu vực Quy Nhơn (mảnh bản đồ D-49-51-QUYNHON, tỷ lệ 1/100000, VN2000, 108000'); các loại bản đồ số hiện trạng sử dụng đất thành phố Quy Nhơn năm 2014; bản đồ số quy hoạch sử dụng đất thành phố Quy Nhơn định hướng đến năm 2020; quy hoạch định hướng đến năm 2035, tầm nhìn đến năm 2050; Niên giám thống kê tỉnh Bình Định năm 2014; dữ liệu quang trắc và bản đồ mạng lưới sông Hà Thanh và sông Kôn như: lưu vực, lưu lượng, mặt cắt sông, cầu cống, tràng, thủy điện...; bản đồ tiêu úng, thoát lũ; dữ liệu bản đồ quy hoạch thủy lợi năm 2010, định hướng đến năm 2030 tỉnh Bình Đình; Kịch bản BĐKH chi tiết cho tỉnh Bình Định năm 2012.
2.3.2. Phương pháp điều tra thu thập, số liệu, tài liệu sơ cấp
Số liệu phân bổ mưa, lụt bảo, đỉnh lũ, kiệt, triều cường và nước biển dâng, biên mưa, bốc hơi,... từ năm 1994 đến năm 2014; khảo sát chụp ảnh, xử lý ảnh vệ tinh,...
2.3.3. Phương pháp mô hình toán thủy lực (mô hình Mike Flood)
Trong đề tài, sử dụng đại số bản đồ để cộng mực nước biển dâng theo các kịch bản nước biển dâng với lớp dữ liệu độ sâu ngập để xác định mức độ sâu ngập khi nước biển dâng. Với những chức năng kể trên chúng ta cũng có thể vận dụng kết hợp các phép chồng xếp số học để tạo ra kết quả theo ý muốn. Luận văn sẽ tiến hành mô hình hóa không gian để xác định ảnh hưởng của yếu tố BĐKH đến các loại hình sử dụng đất hiện tại và theo kịch bản mực nước biển dâng đến năm 2020, 2050 và năm 2100.
Dòng chảy trong vùng ngập lũ là dòng chảy 2 chiều theo phương ngang, vừa có dòng chảy tập trung trong các mạng lưới sông suối vừa có dòng chảy tràn trên bề mặt. Mặt khác, dòng chảy tràn trên bề mặt chỉ xuất hiện khi có mực nước trong sông cao hơn cao trình bờ hoặc đê. Vì thế để giảm thời gian và khối lượng tính toán có thể kết hợp các ưu điểm của cả mô hình 1chiều và 2 chiều bằng cách kích hoạt mô đun tính toán 2 chiều khi xuất hiện dòng chảy tràn (mô hình Mike Flood).
Mặc dầu nếu xét riêng lẻ, mô hình MIKE 11 và MIKE 21 có những ưu điểm vượt trội là: MIKE 11 mô phỏng dòng chảy 01 chiều trong mạng lưới sông phức tạp; MIKE 21 có thể mô phỏng bức tranh 02 chiều của dòng chảy tràn trên bề mặt đồng ruộng.Tuy nhiên chúng vẫn còn một số hạn chế trong việc mô phỏng ngập lụt: Đối với MIKE 11, sẽ rất khó khăn để mô phỏng dòng chảy tràn nếu không biết trước một số khu chứa và hướng chảy, không mô tả được trường vận tốc trên mặt ruộng, vừa muốn nghiên cứu dòng chảy chủ lưu trong kênh dẫn thì cần phải thu nhỏ bước lưới đến mức có thể thể hiện được sự thay đổi của địa hình trong lòng dẫn mà hệ quả của nó là thời gian tính toán tăng lên theo cấp số nhân. Đối với MIKE 21, dòng chảy tràn trên bề mặt chỉ xuất hiện khi có mực nước trong sông cao hơn cao trình bờ (hoặc đê), do vậy nếu sử dụng mô hình 2 chiều để mô phỏng quá trình này thì yêu cầu lưới tính khá chi tiết để mô tả đủ chính xác ảnh hưởng của dòng chảy tập trung trong các kênh, rãnh.
Để kết hợp các ưu điểm của cả mô hình 01 và 02 chiều đồng thời khắc phục được các nhược điểm của chúng, MIKE FLOOD cho phép kết nối 02 mô hình MIKE 11 (tính toán thủy lực mạng sông 1 chiều) với mô hình MIKE 21 (mô phỏng dòng chảy nước nông 2 chiều theo phương ngang), trong quá trình tính toán, tăng bước lưới của mô hình (nghĩa là giảm thời gian tính toán) nhưng vẫn mô phỏng được cả dòng chảy trong lòng dẫn và trên mặt ruộng hoặc ô chứa, bằng 4 loại kết nối: Kết nối tiêu chuẩn: sử dụng khi một nhánh sông một chiều đổ trực tiếp vào vùng ngập 2 chiều; Kết nối bên: sử dụng khi một nhánh sông nằm kề vùng ngập, và khi mực nước trong sông cao hơn cao trình bờ thì sẽ kết nối với ô lưới tương ứng của mô hình 2 chiều; Kết nối công trình (ẩn): sử dụng các dạng liên kết qua công trình; Kết nối khô (zero flow link): là kết nối không cho dòng chảy tràn qua.
2.3.4. Phương pháp bản đồ, biểu đồ ( xây dựng bản đồ, biểu đồ nguy cơ ngập) kết hợp với công cụ GIS hợp với công cụ GIS
Các quá trình mô phỏng bằng mô hình thủy văn và thủy lực chỉ mới cho số liệu thô về bức tranh về diện ngập, trường vận tốc, độ sâu ngập dưới dạng các hình ảnh, số liệu, chưa thể có các dạng thông tin hữu ích cần thiết. Ngày nay, với sự phát triển không ngừng của công nghệ thông tin và hệ thống thông tin địa lý thì những số liệu GIS tiến hành tính toán, phân tích và chiết xuất các dạng dữ liệu cần thiết để xây dựng bản đồ nguy cơ ngập lụt.
Hình 2.1. Xây dựng bản đồ ngập lụt bằng phương pháp GIS
2.3.4.1. Mô hình hóa các mực nước biển dâng
Mỗi bản đồ cho một khu vực cụ thể được xây dựa trên một giá trị duy nhất của mực nước áp dụng trên toàn vùng thể hiện của bản đồ. Mực nước ở đây được xác định là mực nước dâng theo các kịch bản BĐKH cho từng vùng. Về cơ bản, phương pháp này là “nâng bề mặt nước” theo một giá trị được lựa chọn. Cách tiếp cận này được sử dụng phổ biến nhất trong xây dựng bản đồ ngập lụt do nước biển dâng.
2.3.4.2. Xây dựng bản đồ ngập lụt
Số liệu DTM, DEM và mực nước trên hệ thống thông tin địa lý (GIS) được sử dụng để tạo dữ liệu thể hiện phạm vi ngập lụt:
- Nhập và xử lý DEM (gán đơn vị, loại các ô lưới không có giá trị…);
- Sử dụng DEM đã được chỉnh sửa cùng với các mực nước theo kịch bản để tạo lưới độ sâu ngập lụt;
- Chuyển bản đồ dạng lưới thành dạng vùng để thể hiện quy mô ngập lụt.
2.3.4.3. Thể hiện ngập lụt
Các lớp thông tin đã được nhập vào hệ thống GIS được sử dụng để thể hiện bản đồ ngập và xác định phạm vi ảnh hưởng lên các khu vực ven biển, các bản đồ được trình bày theo quy định của bản đồ chuyên đề đã ban hành.
Do việc liên kết với mô hình thủy văn - thủy lực nên đòi hỏi về tài liệu đầu vào cho GIS cũng sẽ khác với yêu cầu tài liệu đầu vào cho GIS trong các trường hợp thông thường khác. Quá trình xây dựng đầu vào cho mô hình rất quan trọng vì nó sẽ quyết định mức độ chính xác của việc dự báo.
Kết quả từ mô hình thủy lực Dữ liệu GIS đã được cập nhật, sẳn có
Các công cụ GIS
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Khái quát về vị trí thành phố Quy Nhơn và vùng mở rộng
3.1.1. Vị trí và mối quan hệ vùng
Thành phố Quy Nhơn là thành phố ven biển của tỉnh Bình Định, có tọa độ địa lý: 109006’00” – 109022’00” Kinh độ Đông, đến 13036’00” - 13054’00” Vĩ độ Bắc, với tổng diện tích tự nhiên là 28.552,85 ha, dân số trung bình năm 2014 là 285.5 nghìn người, mật độ dân số 998.3 người /km2
[14]. Phía Bắc giáp huyện Tuy Phước và Phù Cát. Phía Đông là Biển Đông. Phía Nam giáp huyện Sông Cầu, tỉnh Phú Yên. Phía Tây giáp huyện Tuy Phước và huyện Vân Canh.
Hình 3.1. Sơ đồ vị trí và mối liên hệ vùng Hình 3.2.Sơ đồ vị trí Tp. Quy Nhơn
Hình 3.3. Vị trí thành phố Quy Nhơn quy hoạch mở rộng định hướng phát triển
Quy Nhơn và phụ cận có nhiều tiềm năng và lợi thế để phát triển kinh tế đô thị. Về vị trí địa lý, thành phố tiếp cận thuận lợi với hệ thống giao thông quốc gia như: quốc lộ 1A, QL19, đường sắt Bắc Nam, sân bay Phù Cát, cảng Quy Nhơn, cảng Nhơn Hội, cửa khẩu Lệ Thanh để giao thương trong nước và quốc tế. Trong đó quốc lộ 19 đóng vai trò quan trọng kết nối Quy Nhơn và mở rộng với các tỉnh Tây Nguyên và các nước trong Tiểu vùng sông Mê Kông.... Về địa hình cảnh quan, thành phố Quy Nhơn và mở rộng sở hữu khối lượng địa hình đa dạng, như: vịnh Quy Nhơn, đầm Thị Nại, hệ thống núi non, đồng bằng hạ lưu sông Kôn, sông Hà Thanh tạo nên nhiều nguồn lợi phát triển thành phố. Về lịch sử văn hóa, thành phố Quy Nhơn gắn với lịch sử của Vương quốc Chăm pa, thời đại Tây Sơn đến nay còn lưu giữ nhiều di tích lịch sử văn hóa có giá trị và các giá trị văn hóa phi vật thể đặc sắc cả nước. Về kinh tế, thành phố có KKT Nhơn Hội có khả năng thu hút các dự án kinh tế lớn tầm cỡ Quốc gia và quốc tế; đây là động lực phát triển thành phố trong tương lai; có cảng tổng hợp Quy Nhơn có khả năng tiếp nhận tàu 30.000DWT, công suất đạt gấp 3 lần công suất thiết kế, là động lực phát triển thành phố trong giai đoạn hiện nay... Tất cả những tiềm năng và lợi thế đó giúp cho Quy Nhơn và mở rộng có khả năng cạnh tranh với các đô thị lớn khác trong vùng miền Trung như: Thanh Hóa, Vinh, Huế, Đà Nẵng, Nha Trang và Quảng Ngãi.
3.1.2. Điều kiện tự nhiên
3.1.2.1. Địa hình
Thành phố Quy Nhơn mở rộng có địa hình dốc và phức tạp. Hướng dốc chính từ Tây sang Đông, núi và đồng bằng xen kẽ nhau do một số dãy núi từ Trường Sơn kéo dài xuống biển tạo thành., vùng đồng bằng phía Tây có cao độ từ 2,5 m đến 10 m, vùng đồng bằng phía Đông có cao độ từ 0,5 m đến 2,0m và vùng nuôi trồng thủy sản ven đầm Thị Nại có cao độ dưới 0,5 m. Thành phố Quy Nhơn có thể chia thành các 4 dạng địa hình sau:
- Địa hình núi cao và dốc: Tập trung chủ yếu ở phía Tây Bắc và phía Tây của tỉnh thuộc dãy Trường Sơn Đông, kéo dài theo chiều Bắc - Nam
qua huyện Vân Canh, các đỉnh núi cao có cao độ từ 300m đến 700m, địa hình bị chia cắt mạnh, phần lớn các sườn núi có độ dốc 20O
.
- Vùng đồi gò ở trung du: Phân bố rải rác khắp thành phố mở rộng, tập trung chủ yếu thuộc 2 xã huyện Vân Canh và các xã phía Nam, phía Tây huyện Tuy Phước. Độ dốc chủ yếu của địa hình vùng này từ 10O
- 15O.
- Vùng đồng bằng: phía Tây là vùng đất bằng phẳng và thấp dưới chân các dãy núi phía Tây và Nam, có cao độ từ 2,5m đến 10,0m và vùng ven đầm Thị Nại là vùng đất bằng phẳng và thấp trũng, bao bọc hạ lưu các nhánh ra của sông Kôn và Hà Thanh ở phía Đông, có cao độ từ 0,5 m đến 2,0 m.
- Vùng ven biển: Vùng có các cồn cát, đụn cát chạy dọc ven biển với chiều rộng khoảng 2 km. Vùng này có nhiều đầm, vịnh, cửa biển, có nhiều tiềm năng để phát triển kinh tế tổng hợp biển. Độ dốc chủ yếu của địa hình vùng này từ 00- 100.
3.1.2.2. Khí hậu
Thành phố Quy Nhơn nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa và khí hậu duyên hải Nam Trung Bộ với 2 mùa rõ rệt: mùa khô và mùa mưa. Mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 12, mùa khô từ tháng 1 đến tháng 8, trong vùng nghiên cứu có trạm khí tượng Quy Nhơn, được thống kê khá đầy đủ các yếu tố khí hậu như sau:
-Chế độ nhiệt: Nhiệt độ trung bình hàng năm, tại Quy Nhơn 27,1oC. Nhiệt độ
cao nhất có thể đạt 42oC và nhiệt độ thấp nhất xuống 15oC, biên độ ngày đêm trung bình 79oC về mùa hè và 46oC về mùa Đông.
-Số giờ nắng: Vùng nghiên cứu nằm trong khu vực có số giờ nắng khá nhiều,
trung bình hàng năm có số giờ nắng hơn 2.368,6 giờ. Thời kỳ nhiều nắng từ tháng 3 đến tháng 9 và các tháng ít nắng là tháng 11 và tháng 12.
-Chế độ ẩm: Độ ẩm trong khu vực khá thấp, trung bình hàng năm khoảng 79%,
các tháng (10 ÷ 12) tương đối ẩm và tháng 1÷9 là thời kỳ khô.
-Bốc Hơi: Lượng bốc hơi trung bình hàng năm khoảng 1102,3 mm, lượng bốc
hơi lớn là tháng (6 ÷ 8), các tháng có lượng bốc hơi ít là tháng 1, tháng 2.
-Gió: Hướng gió thịnh hành trong các tháng mùa Đông là hướng Tây Bắc sau
đó đổi thành hướng Bắc và Đông Bắc. Về mùa Hạ thịnh hành theo hường Tây hoặc Tây Nam. Các hướng chuyển tiếp từ Hạ sang Đông, tháng X có hướng gió thịnh hành là Bắc hoặc Đông Bắc. Tháng IV là tháng chuyển tiếp từ Đông sang Hạ có hướng gió