- Thống kê, mô tả các khu vực, các loại đất chịu ngập lụt của huyện - Đánh giá diện tích bị ngập lụt theo các độ sâu ngập khác nhau
- Từ kết quả nghiên cứu đề xuất các giải pháp về sử dụng đất để ứng phó với tình trạng ngập lụt trên địa bàn nghiên cứu
3.4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.4.1. Phƣơng pháp thu thập số liệu thứ cấp
- Thu thập các số liệu, tài liệu bản đồ gồm: Bản đồ hành chính, bản đồ hiện trạng sử dụng đất, mô hình số độ cao (DEM)...
- Thu thập các tài liệu, số liệu về điều kiện tự nhiên, tình hình phát triển kinh tế- xã hội, hiện trạng sử dụng đất của huyện Đức Thọ.
- Thu thập các tài liệu, số liệu về lũ lụt và những ảnh hưởng của lũ lụt tại địa bàn nghiên cứu trong những năm gần đây.
Số liệu vết lũ của trận lũ tháng 10 năm 2016 (là trận lũ lớn nhất trong 10 năm qua) được thu thập từ Đài khí tượng thủy văn tỉnh Hà Tĩnh và UBND huyện Đức Thọ. Số liệu bao gồm 266 điểm vết lũ, bao gồm tọa độ, vị trí của điểm (xã), độ sâu ngập.
3.4.2. Phƣơng pháp thu thập số liệu sơ cấp
Điều tra thực địa về cột mốc vết lũ, địa hình, và các loại hình sử dụng đất.
3.4.3. Phƣơng pháp nội suy không gian của GIS
- Từ số liệu về độ sâu ngập lụt thu thập được, sử dụng phương pháp nội suy IDW xây dựng bản đồ ngập lụt cho toàn vùng nghiên cứu. Phương pháp nội suy IDW tính toán các giá trị chưa biết (các điểm không lấy mẫu - unsampled points) sử dụng giá trị đã biết (các điểm lấy mẫu - sampled points) theo công thức sau:
Trong đó:
- Z0: là giá trị ước tính của biến z tại điểm i, - Zi: là giá trị mẫu tại điểm i,
- di: là khoảng cách điểm mẫu để ước tính điểm,
- n: hệ số xác định trọng số dựa trên khoảng cách tới điểm cần nội suy, - N: số lượng giá trị dùng để nội suy.
Để thực hiện quá trình nội suy và đánh giá độ chính xác của kết quả nội suy, số liệu thu thập được (266 điểm vết lũ) được chia làm 2 tập dữ liệu bao gồm tập dữ liệu dùng để nội suy (gọi là các Training Points, bao gồm 240 điểm) và tập dữ liệu tham chiếu dùng để kiểm định độ chính xác của kết quả nội suy (gọi là các Reference Points, bao gồm 26 điểm, tương đương hơn 10% số điểm dùng để nội suy). Các điểm tham chiếu được chọn ngẫu nhiên từ tổng số 266 điểm, theo nguyên tắc là phân bố điều trên địa bàn nghiên cứu.
3.4.4. Phƣơng pháp chồng xếp bản đồ
xếp bản đồ độ sâu ngập với bản đồ hiện trạng sử dụng đất, từ đó xây dựng bản đồ ngập lụt đối với các loại hình sử dụng đất.
- Từ bản đồ ngập lụt, tính toán diện tích các loại đất bị ngập lụt theo các độ sâu ngập khác nhau
3.4.5. Phƣơng pháp đánh giá độ chính xác
Để đánh giá độ chính xác của kết quả nội suy, tôi sử dụng tập hợp điểm tham chiếu bao gồm 26 điểm (không tham gia vào quá trình nội suy).
Để đánh giá độ chính xác của phương pháp nội suy không gian tôi sử dụng một trong các phương pháp tính toán sau:
3.4.5.1. Hệ số xác định bội R2
Hệ số xác định bội R2 được sử dụng để xác định mối tương quan giữa các giá trị kết quả nội suy (giá trị dự báo) và các giá trị dùng để tham chiếu (giá trị thực đo). Hệ số xác định bội được xác định dựa vào công thức sau:
Trong đó:
X: giá trị thực đo (giá trị đã biết, giá trị tham chiếu)
X: giá trị thực đo trung bình, Y: giá trị dự báo
Y: giá trị dự báo trung bình,
n: là số lượng giá trị dùng để nội suy
Giá trị R2 dao động từ 0 đến 1. Khi R2 bằng không nghĩa là không có sự tương quan nào giữa tập giá trị dự báo và tập giá trị thực đo, nghĩa là mô hình dùng để nội suy là hoàn toàn không phù hợp. R2càng gần 1 thể hiện sự tương quan càng lớn giữa tập giá trị dự báo và tập giá trị thực đo và khi R2 bằng 1 thì sự tương quan là tuyệt đối. R2 càng gần 1 hoặc bằng 1 thể hiện sự phù hợp cao hoặc phù hợp tuyệt đối của mô hình dùng để nội suy.
Ví dụ cụ thể như sau: giả sử R bình phương là 0.60, thì mô hình này phù hợp với tập dữ liệu ở mức 60%. Nói cách khác, 60% biến thiên của biến phụ
thuộc (tập số liệu dự báo) được giải thích bởi các biến độc lập (tập số liệu dùng để nội suy). Thông thường, ngưỡng của R2 phải trên 50%, vì như thế mô hình mới phù hợp. Tuy nhiên tùy vào dạng nghiên cứu, như các mô hình nội suy về tài chính, không phải tất cả các hệ số R2 đều bắt buộc phải thỏa mãn lớn hơn 50%.
3.4.5.2. Sai số trung phương (RMSE)
Sai số trung phương (Root Mean Squared Error - RMSE) là một thước đo thường được sử dụng để xác định sự sai khác giữa các giá trị được dự đoán bởi một mô hình và các giá trị thực sự quan sát được từ môi trường đang được mô phỏng. Những khác biệt riêng lẻ giữa các cặp giá trị dự báo - giá trị thực đo này còn được gọi là dư thừa, và RMSE được sử dụng để tổng hợp chúng thành một chỉ số duy nhất để đánh giá độ chính xác toàn cục của mô hình.
Công thức là:
Trong đó:
RMSE: sai số trung phương, Xi: giá trị thực đo tại vị trí i Yi: giá trị dự báo tại vị trí i
n: số điểm mẫu dùng để đánh giá độ chính xác
RMSE có giá trị từ 0 - ∞, giá trị RMSE bằng không thể hiện độ chính xác tuyệt đối của mô hình nội suy, giá trị RMSE càng gần không thì mô hình càng chính xác.
3.4.5.3. Sai số trung bình phần trăm tuyệt đối
Việc sử dụng RMSE để đánh giá độ chính xác nhiều khi gặp những khó khăn nhất định. Vì khi tập giá trị dùng để nội suy có giá trị càng lớn (ví dụ đến hàng triệu) thì RMSE cũng sẽ có giá trị càng xa giá trị không (0), nhưng chưa thể khẳng định là phương pháp dùng để nội suy là không chính xác. Ngược lại, khi tập giá trị dùng để nội suy càng bé (ví dụ bé hơn 1) thì giá trị RMSE càng gần không (0) hơn, nhưng cũng chưa thể khẳng định là phương pháp nội suy là chính xác. Trong những trường hợp đó, Sai số trung bình phần trăm tuyệt đối được lựa
chọn sử dụng. Sai số trung bình phần trăm tuyệt đối (Mean Absolute Percent Error - MAPE), còn được gọi là độ lệch tuyệt đối trung bình (Mean Absolute Percent Deviation - MAPD), biểu đạt độ chính xác dưới dạng tỷ lệ phần trăm, vì thế đánh giá được sự sai khác tương đối (tính theo %) giữa tập giá trị dự báo và tập giá trị thực đo. MAPE được xác định như sau:
Trong đó:
MAPE: sai số trung bình phần trăm tuyệt đối Xi: giá trị thực đo tại điểm thứ i
Yi: giá trị dự báo tại điểm thứ i
n: số điểm mẫu dùng để đánh giá độ chính xác
MAPE có giá trị từ 0% đến 100%, giá trị MAPE càng bé thể hiện mô hình dùng để nội suy càng chính xác. Ngược lại giá trị MAPE càng lớn thể hiện mô hình dùng để nội suy càng thiếu chính xác.
3.4.6. Phƣơng pháp thống kê
- Thống kê diện tích ngập lụt của từng loại hình sử dụng đất tương ứng với các mức độ ngập lụt từ bản đồ ngập lụt đã xây dựng.
- Thống kê diện tích ngập lụt của từng loại hình sử dụng đất đối với các xã trên địa bàn huyện Đức Thọ từ bản đồ ngập lụt đã xây dựng.
Để có hình ảnh tổng quát về tổng thể nghiên cứu, số liệu phải được xử lý tổng hợp, trình bày, tính toán các số đo; kết quả có được sẽ giúp khái quát được đặc trưng của tổng thể.
PHẦN 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 4.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ, XÃ HỘI
4.1.1. Điều kiện tự nhiên, tài nguyên và môi trƣờng
4.1.1.1. Điều kiện tự nhiên
a. Vị trí địa lý
Đức Thọ là huyện bán sơn địa, nằm về phía Bắc tỉnh Hà Tĩnh, cách tỉnh lỵ (thành phố Hà Tĩnh) 45km về phía Bắc và cách Tp. Vinh, tỉnh Nghệ An khoảng 30km về phía Nam.
Vị trí địa lý: Từ 18023'42" đến 18034'40" vĩ độ Bắc; Từ 105032' đến 105040'58" kinh độ Đông.
Về ranh giới hành chính:
- Phía Bắc giáp huyện Nam Đàn và huyện Hưng Nguyên tỉnh Nghệ An. - Phía Nam giáp huyện Hương Khê.
- Phía Đông giáp huyện Can Lộc và thị xã Hồng Lĩnh. - Phía Tây giáp huyện Hương Sơn và huyện Vũ Quang.
Đức Thọ có 28 đơn vị hành chính (1 thị trấn và 27 xã) với tổng diện tích đất tự nhiên 20.349,14 ha.
Nhìn chung, huyện Đức Thọ có vị trí khá quan trọng đối với vùng kinh tế phía Bắc tỉnh. Với những lợi thế cơ bản là nằm trên trục đường Quốc lộ 8A nối QL 1A với cửa khẩu Quốc tế Cầu Treo… có đường sắt Bắc Nam chạy qua, có nhà ga đường sắt và đường sông thuận lợi... tạo nên sự phát triển kinh tế - xã hội với nhiều lợi thế: giao lưu, học hỏi kinh tế - văn hóa, khoa học công nghệ giữa các xã, thị trấn trong và ngoài huyện, kết hợp giữa những vùng nguyên liệu sẵn có trong và ngoài huyện với các cơ sở sản xuất công nghiệp, vận chuyển và trung chuyển để tiêu thụ hàng hóa,… Cho phép huyện có thể phát triển một nền kinh tế toàn diện (UBND huyện Đức Thọ, 2016).
b. Địa hình, địa mạo
Địa hình của huyện Đức Thọ nằm trên một dải đất hẹp với chiều dài theo đường Quốc lộ 8A là 16 km, chiều rộng theo trục đường TL 5 (nay là TL 552) đi qua đường 8B từ Đức Lạng - Tùng Ảnh dài 14km, với đầy đủ các dạng địa hình, có đồi núi, gò đồi, ven trà sơn, thung lũng, đồng bằng, sông, với không gian hẹp, trong đó núi đồi chiếm 10,5% diện tích đất tự nhiên. Địa hình thấp dần từ Tây sang Đông và bị chia cắt mạnh, qua khảo sát địa hình của huyện được chia thành 4 nhóm (có 2 nhóm chính là dạng địa hình đồng bằng và dạng địa hình đồi núi).
Nhóm 1: Vùng địa hình tương đối bằng phẳng, nằm dọc theo Quốc lộ 8A và vùng ngoài đê phía Bắc của huyện và có độ dốc từ 0- 80
ít bị chia cắt. Địa hình ở đây có quá trình tích tụ vật chất chiếm ưu thế hơn quá trình bào mòn rửa trôi, do đó thường được tạo thành đất phù sa.
Nhóm 2: Vùng địa hình đồi có độ dốc từ 80
- 150, nằm về phía Tây của huyện.
Nhóm 3: Vùng địa hình với những dãy đồi có độ dốc từ 180 - 250, nằm ở phía Tây Bắc của huyện.
Nhóm 4: Vùng địa hình với những dãy đồi cao và núi thấp có độ dốc trên 250
, nằm ở phía Đông Nam của huyện. Đây là vùng địa hình bị chia cắt nhiều, với quá trình xói mòn rửa trôi bề mặt mà đặc biệt ở nhưng nơi bị mất lớp thực vật che phủ.
c. Đặc điểm khí hậu, thời tiết
Đức Thọ nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, hàng năm chịu ảnh hưởng của khí hậu chuyển tiếp giữa miền Bắc và miền Nam, với đặc trưng khí hậu nhiệt đới điển hình của miền Nam và khí hậu nhiệt đới gió mùa có một mùa đông giá
lạnh của miền Bắc. Khí hậu ở Đức Thọ có hai mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa ít mưa. Mùa mưa bắt đầu từ tháng 9 và kết thúc vào tháng 12. Còn mùa ít mưa kéo dài từ tháng 1 đến tháng 8.
Lượng mưa trung bình hàng năm ở Đức Thọ vào khoảng 2.100mm, tập trung chủ yếu vào tháng 10 và tháng 11, chiếm trên 70% lượng mưa cả năm. Số ngày có mưa trung bình trong năm ở Đức Thọ tương đối dài, từ 150 - 160 ngày, có khi lên đến 180 - 190 ngày/năm.
Độ ẩm không khí hàng năm ở Đức Thọ tương đối cao, trong những tháng khô hạn của mùa hè độ ẩm trung bình tháng vẫn trên 70%.
Nhiệt độ trong khu vực ở mức tương đối cao, trung bình năm khoảng 240C. Tuy nhiên các tháng mùa đông nhiệt độ trung bình thường xuống dưới 200
C, có khi dưới 180
C. Nắng ở Đức Thọ có cường độ tương đối cao bình quân 1.500 - 1.700 giờ/ năm. Sương mù trong năm có khoảng từ 5 - 6 ngày có sương mù.
Nằm trong khu vực miền Trung nên Đức Thọ hàng năm bình quân có từ 0,5 - 1,0 cơn bão ảnh hưởng trực tiếp đến lãnh thổ huyện.
Gió mùa Đông Bắc xuất hiện từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau. Gió Tây Nam (gió Lào) xuất hiện từ tháng 5 đến tháng 8 hàng năm, mạnh nhất là các tháng 6 và 7. (UBND huyện Đức Thọ, 2016).
d. Thuỷ văn
Chế độ thuỷ văn của huyện ảnh hưởng chủ yếu bởi hệ thống sông ngòi trong huyện. Những con sông lớn chảy qua như sông Ngàn Sâu (dài 25km chảy từ Hương Khê đổ về qua 10 xã của huyện), sông Ngàn Phố (chảy từ Hương Sơn về Đức Thọ qua địa phận xã Trường Sơn), hai con sông này hợp lưu tại ngã ba Linh Cảm tạo thành sông La (con sông lớn nhất của Hà Tĩnh) chảy qua địa phận 9 xã của huyện với chiều dài 12 km, sông La gặp sông Cả chảy từ tỉnh Nghệ An tại ngã Ba Phủ tạo thành sông Lam tiếp tục chảy qua 5 xã của huyện rồi đổ ra cửa Hội, ngoài ra còn có một số sông suối nhỏ khác như sông Đò Trai, sông Minh... (UBND huyện Đức Thọ, 2016).
e. Nhận xét chung về điều kiện tự nhiên
- Thuận lợi
Đức Thọ có diện tích tự nhiên lớn, quỹ đất sản xuất nông nghiệp nhiều và đa dạng về loại đất thuận lợi cho việc phát triển nhiều loại cây trồng như: lúa, ngô, khoai, cây ăn quả,… Huyện có điều kiện quy hoạch các vùng sản xuất tập
trung, chuyên canh với quy mô lớn. Có thể phát triển trang trại và xây dựng mô hình nông - lâm kết hợp.
Diện tích đất có rừng tự nhiên lớn, trữ lượng gỗ khá, hệ động thực vật tự nhiên phong phú và đa dạng, tạo nguồn sinh thủy, hạn chế lũ lụt.
Có nhiều sông suối, ao hồ, nhiều vị trí có điều kiện thuận lợi xây dựng các công trình thủy lợi, thủy điện phục vụ phát triển sản xuất và sinh hoạt của nhân dân.
- Khó khăn
Sự biến đổi của khí hậu và thời tiết không ổn định có ảnh hướng xấu đến hoạt động sản xuất và đời sống nhân dân. Bên cạnh đó, quỹ đất đồng bằng phù sa màu mỡ của huyện không nhiều, địa hình khu vực đồi núi bị chia cắt với độ dốc lớn nên khó phát triển kinh tế hàng hóa có quy mô lớn.
4.1.1.2. Tài nguyên thiên nhiên
a. Tài nguyên đất
Địa bàn huyện có 6 nhóm đất với tổng diện tích đất tự nhiên là 16660,26 ha, không bao gồm các loại đất: sông suối, mặt nước, đất chuyên dùng và đất ở với diện tích là 3688,88 ha.
- Nhóm đất Cát: có diện tích 98,20 ha, chiếm 0,48% diện tích tự nhiên.
- Nhóm đất Phù sa: có diện tích 11674,26 ha, chiếm 57,57% diện tích tự nhiên.
- Nhóm đất Bạc màu: có diện tích 326,20 ha, chiếm 1,61% diện tích tự nhiên.
- Nhóm đất Đỏ vàng: có diện tích 2323,86 ha, chiếm 11,46% diện tích tự nhiên.
- Nhóm đất Thung lũng dốc tụ: có diện tích 383,31 ha, chiếm 1,89% diện
tích tự nhiên.
- Nhóm đất Xói mòn trơ sỏi đá: có diện tích 1854,43 ha, chiếm 9,14% diện
tích tự nhiên (UBND huyện Đức Thọ, 2016).
b. Tài nguyên nước
Tài nguyên nước của huyện Đức Thọ được cung cấp chủ yếu bởi 3 nguồn nước chính là: nước ngầm, nước mặt và nước mưa.
- Nguồn nước mặt: Các vùng trong huyện có nguồn nước mặt dồi dào do có hệ thống sông ngòi dày đặc và hồ đập chứa nước, đất đai trong huyện chủ yếu là đồng bằng và có hệ thống thuỷ lợi được đầu tư khá hoàn chỉnh cho nên đảm bảo tưới tiêu chủ động.
- Nguồn nước ngầm: Nguồn nước ngầm tương đối phong phú vì địa chất ở đây chủ yếu là phần đất sét nên có khẳ năng chứa và giữ nước tốt. Đây là nguồn