10% và kịch bản RCP 8.5 Hình 3.29. Bản đồ ngập ứng với tần suất lũ 20% và kịch bản RCP 8.5 3.2. Đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng do lũ lụt: 3.2.1. Chuẩn bị số liệu:
Cơ sở dữ liệu cần thu thập bao gồm: các nhóm tài liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, thủy tai lũ lụt và các hoạt động khai thác các công trình.
- Thu thập niên giám thống kê ở mức đô thị/huyện trên toàn bộ lƣu vực
- Bản đồ, thông tin, dữ liệu hiện trạng sử dụng đất đƣợc cung cấp bởi Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng.
- Bản đồ chuyên đề để làm cơ sở xây dựng bản đồ tính dễ bị tổn thƣơng do lũ lụt. - Lập phiếu điều tra và tiến hành điều tra, phỏng vấn, lựa chọn các xã chịu ảnh hƣởng của lũ lụt để điều tra (Đƣợc kế thừa từ Trƣờng Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học quốc gia Hà Nội). Tiến hành xử lý các phiếu điều tra bằng phƣơng pháp thống kê mẫu.
3.2.2. Đánh giá độ phơi bày (Exposure)
Các số liệu về bản đồ độ sâu ngập, thời gian ngập, vận tốc dòng chảy đƣợc trích xuất từ kết quả của mô hình thủy lực là các bản đồ ngập lụt, thời gian ngập và vận tốc dòng chảy ứng với tần suất lũ 1% và kịch bản RCP 8.5 (đƣợc thể hiện trong hình 3.30; 3.31; 3.32).
Sự lộ diện trƣớc lũ của các đối tƣợng đƣợc tính toán theo công thức sau;
Sự lộ diện = a * Độ sâu ngập + b* vận tốc dòng chảy + c* thời gian ngập + d* giá trị sử dụng đất.
Trong đó: a, b, c,d là trọng số đƣợc tính theo phƣơng pháp Iyengar và Sudarshan
Hình 3.30. Bản đồ ngập lụt lƣu vực nghiên cứu ứng với kịch bản 1
Hình 3.32. Bản đồ thời gian ngập lụt lƣu vực nghiên cứu ứng với kịch bản 1
Từ bản đồ sử dụng đất đƣợc cung cấp bởi Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng năm 2010 với hơn 70 loại đất khác nhau, nghiên cứu đã phân loại và nhóm thành 5 loại: đất trống và sông ngòi, đất rừng và cây lâu năm, đất nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản, đất nhà ở và sản xuất kinh doanh, đất công cộng. Đối với nhóm đất công cộng nhƣ: trƣờng học, bệnh viện vv… là những nơi dễ bị tổn thƣơng nhất bởi đây là nơi tập trung nhiều dân cƣ đến tránh lũ và là trung tâm của các hoạt động cứu trợ. Nhóm đất nhà ở và sản xuất kinh doanh ít bị tổn thƣơng hơn vì là nhà ở của ngƣời dân là tài sản của cả gia đình bao gồm lƣơng thực, vật nuôi và các thiết bị dân dụng khác.
Trong vùng nghiên cứu lƣu vực hạ lƣu sông Cả chủ yếu làm nông nghiệp và cây lúa là nguồn lƣơng thực, thu nhập chính của ngƣời dân nên rất dễ bị tổn thƣơng. Dựa trên các nhóm sử dụng đất khác nhau nghiên cứu này đã gán mức độ tổn thƣơng cho từng nhóm đất đƣợc thể hiện trong bảng 3.14.
Bảng 3.14. Tính dễ tổn thƣơng của các nhóm sử dụng đất
Nhóm sử dụng đất Tính dễ tổn thƣơng
Đất công cộng (giao thông, công sở, quân sự, thủy lợi,..) Rất cao
Đất ở và sản xuất kinh doanh Cao
Đất nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản Trung bình
Đất rừng và cây công nghiệp Thấp
Đất trống và sông ngòi Rất thấp
Tham số trong công thức Iyengar và Sudarshan Độ ngập sâu Vận tốc dòng chảy Thời gian ngập Giá trị sử dụng đất var 0.01 0.00 0.05 0.07 Sqrt(var) 0.07 0.01 0.23 0.26 1/sqrt 14.03 68.79 4.36 3.85 1/sum(1/sqrt) 0.01 Wj 0.15 0.76 0.05 0.04
Qua bảng trên ta thấy, giá trị phơi bày trên lƣu vực phụ thuộc nhiều vào giá trị vận tốc dòng chảy (chiếm trọng số 0.76) trong khi đó độ sâu ngập và thời gian ngập thì ít bị ảnh hƣởng đến độ phơi bày chỉ chiếm 0.15 và 0.05, giá trị sử dụng đất có trọng số nhỏ là 0.04. Kết quả tính toán độ phơi bày đƣợc trình bày ở phụ lục 1.
3.2.3. Đánh giá tính nhạy (Sensivity)
Theo kết quả điều tra của Trƣờng Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học quốc gia Hà Nội nghiên cứu đã tổng hợp lấy trung bình theo từng xã, sau đó tiến hành đồng bộ hóa các chỉ tiêu theo phƣơng pháp HDI - UNDP 2006 và tính toán cho vùng nghiên cứu.
Các chỉ tiêu dùng để đánh giá khả năng phục hồi và chống chịu với lũ bao gồm 28 chỉ tiêu;
Bảng 3.16. Các chỉ tiêu dùng đánh giá tính nhạy với lũ
STT Độ nhạy cảm (26 chỉ tiêu) S
1 Trải qua bao nhiêu con lũ S1
2 Nghề chính của gia đình S2
3 Kinh tế gia đình thuộc loại S3
4 Loại hình nhà ở S4
5 Tinh thần trƣớc lũ S5
6 Thiệt hại nào là nặng nề nhất mỗi khi có lũ S6 7 Ảnh hƣởng của lũ lụt đến sức khỏe và tính mạng S7 8 Ngƣời dân nhận đƣợc bản tin dự báo lũ lụt nhƣ thế nào S8 9 Khả năng hoạt động của hệ thống công trình phòng lũ hiện tại S9 10 Khả năng hoạt động của hệ thống thông tin liên lạc hiện tại S10 11 Khả năng hoạt động của hệ thống giao thông trong lũ S11
12 Hiện trạng các công trình công cộng S12
13 Dịch vụ y tế công cộng hoạt động trong lũ S13
14 Hiện trạng rừng ở địa phƣơng S14
15 Chất lƣợng môi trƣờng sau khi lũ xảy ra S15
16 Khả năng xảy ra dịch bệnh khi có lũ S16
17 Lũ ảnh hƣởng đến nƣớc sinh hoạt nhƣ thế nào S17
18 Tổng số dân trong xã S18
19 Số dân là dân tộc tiểu số S19
STT Độ nhạy cảm (26 chỉ tiêu) S
21 Thu nhập bình quân đầu ngƣời trong xã S21
22 Số hộ gia đình thuộc hộ nghèo S22
23 Tỷ lệ số dân ở độ tuổi lao động S23
24 Nguồn thu chính của ngƣời dân từ nghề gì S24
25 Tỷ lệ nam/nữ trong xã S25
26 Số dân biết chữ trong xã S26
Các chỉ tiêu này đƣợc xác định thông qua bảng hỏi mà nghiên cứu tiến hành trên lƣu vực. Do có nhiêu chỉ tiêu khác nhau nên nghiên cứu đã tiến hành dùng công thức tổng hợp theo trọng số để xác định giá trị tính nhạy với cho từng cộng (cấp xã).
A = w1*S1 + w2*S2 + w3*S3 + w4*S4 + w5*S5 + w6*S6 + w7*S7 + w8*S8 + w9*S9 + w10*S10 + w11*S11 + w12*S12+ ..+ w26*S26(1)
Trong đó: w1,.., w28 là trọng số của các chỉ tiêu đƣợc xác đình theo phƣơng pháp của Iyengar và Sudarshan để tính toán.
S1, …S26 là các chỉ tiêu đã lựa chọn dùng để đánh giátính nhạy với lũ của cộng đồng.
Hình 3.33. Bản đồ tính nhạy với lũ của cộng đồng
Tính nhạy với lũ của cộng đồng đƣợc tính toán theo từng xã bằng phƣơng pháp tổ hợp theo trọng số của Iyengar và Sudarshan đƣợc kế thừa từ Đề tài: “Đánh giá mức độ tổn thương về kinh tế - xã hội trên một số lưu vực sông chính ở miền Trung trong bối cảnh biến đổi khí hậu và khai thác công trình thủy điện, thủy lợi” tác giả PGS.TS Nguyễn Thanh Sơn. Kết quả tính toán ở Phụ lục 2 và hình 3.33. Qua tính toán cho thấy, nhóm các xã của các huyện Đô Lƣơng, Hƣng Nguyên, Nghi Lộc, Tp Vinh, Cửa
Lò có tính nhạy với lũ là lớn nhất. Trong khi đó các xã thuộc các huyện Nam Đàn, Thanh Chƣơng thì tính nhạy với lũ nhỏ hơn.
3.2.4. Đánh giá khả năng chống chịu
Theo kết quả điều tra của Trƣờng Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học quốc gia Hà Nội nghiên cứu đã tổng hợp lấy trung bình theo từng xã, sau đó tiến hành đồng bộ hóa các chỉ tiêu theo phƣơng pháp HDI - UNDP 2006 và tính toán cho vùng nghiên cứu.
Các chỉ tiêu dùng để đánh giá khả năng phục hồi và chống chịu với lũ bao gồm 12 chỉ tiêu;
Bảng 3.17. Các chỉ tiêu dùng đánh giá khả năng chống chịu với lũ
STT Chỉ tiêu Ký hiệu
1 Khả năng lƣờng trƣớc những thiệt hại có thể xảy ra A1 2 Mức độ chuẩn bị về lƣơng thực, thực phầm trƣớc khi có lũ A2 3 Gia đình có phƣơng tiện bảo vệ tài sản không A3 4 Phƣơng tiện đó bảo vệ đƣợc những tài sản gì A4 5 Gia đình biết bao nhiêu biện pháp tránh lũ A5 6 Thời gian khắc phục về sinh hoạt sau lũ A6
7 Thời gian khắc phục về sản xuất sau lũ A7
8 Hoạt động tập huấn phòng tránh lũ cho ngƣời dân của chính quyền A8 9 Sự giúp đỡ lẫn nhau của ngƣời dân trong lũ A9 10 Sự giúp đỡ của chính quyền địa phƣơng đối với ngƣời dân khi có lũ A10
11 Khắc phục hậu quả lũ của chính quyền A11
12 Khả năng phục hồi của môi trƣờng sau lũ A12
Các chỉ tiêu này đƣợc xác định thông qua bảng hỏi mà nghiên cứu tiến hành trên lƣu vực. Do có nhiêu chỉ tiêu khác nhau nên nghiên cứu đã tiến hành dùng công thức tổng hợp theo trong số để xác định giá trị khả năng chống chịu cho từng cộng (cấp xã).
A = w1*A1 + w2*A2 + w3*A3 + w4*A4 + w5*A5 + w6*A6 + w7*A7 + w8*A8 + w9*A9 + w10*A10 + w11*A11 + w12*A12(1)
Trong đó: w1,.., w12 là trọng số của các chỉ tiêu đƣợc xác đình theo phƣơng pháp của Iyengar và Sudarshan để tính toán.
A1, …A12 là các chỉ tiêu đã lựa chọn dùng để đánh giá khả năng phục hồi và chống chịu với lũ của cộng đồng.
phƣơng pháp tổ hợp theo trọng số của Iyengar và Sudarshan.
Kết quả tính toán cho thấy, nhóm các xã của các huyện Hƣng Nguyên, Nam Đàn, Đô Lƣơng của tính Nghệ An có khả năng chống chịu với lũ tốt nhất. Trong khi đó các xã thuộc các huyện Nghi Lộc, Thanh Chƣơng thì có khả năng chống chịu với lũ kém hơn. (Phụ lục 2 và hình 3.33).
Hình 3.34. Bản đồ khả năng chống chịu với lũ của cộng đồng
3.2.5. Đánh giá tổng hợp tính dễ bị tổn thương
Để tính toán trọng số của các thành phần phơi bày (E),tính nhạy (S), khả năng chống chịu (AC) nghiên cứu đã tiến hành chia vùng nghiên cứu thành các cell với kích thƣớc các cell là 100 x 100m. Sau đó sử dụng phƣơng pháp tính toán trọng số của Iyengar và Sudarsh đƣợc kế thừa từ Đề tài: “Đánh giá mức độ tổn thương về kinh tế - xã hội trên một số lưu vực sông chính ở miền Trung trong bối cảnh biến đổi khí hậu và khai thác công trình thủy điện, thủy lợi” tác giả PGS.TS Nguyễn Thanh Sơn. Tính toán trọng số đƣợc thể hiện trong bảng 3.16 và kết quả tính dễ bị tổn thƣơng đƣợc thể hiện ở hình 3.35 và phụ lục 2;
Hình 3.35. Bản đồ tính dễ tổn thƣơng hạ lƣu lƣu vực sông Cả Bảng 3.18. Bảng tính toán trọng số của các thành phần AC, E, S Bảng 3.18. Bảng tính toán trọng số của các thành phần AC, E, S
Tham số Tính nhạy Chống Chịu Sự phơi bày
var 0.0036 0.0012 0.0011
Sqrt(var) 0.06 0.03 0.03
1/sqrt 16.60 29.44 30.06
1/sum(1/sqrt) 0.01
Wj 0.21 0.39 0.40
Kết quả tính toán cho thấy sự phơi bày của các đối tƣợng trƣớc lũ có vai trò quan trọng nhất trong việc tính toán giá trị dễ bị tổn thƣơng (có trọng số là 0.4), trong khi đó tính nhạy có trọng số là 0.21 có vai trò thứ yếu trong việc đánh giá tổn thƣơng. Tính chống chịu có trọng số là 0.39 cũng có ảnh hƣởng nhiều trong việc đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng.
Bản đồ tính dễ bị tổn thƣơng lƣu vực hạ lƣu sông Cả cho ta thấy khu vực ở hạ lƣu sông Cả dễ bị tổn thƣơng của lũ hơn các khu vực khác. Đặc biệt tại khu vực ngã ba sông nơi hợp lƣu giữa sông La và sông Cả, thuộc địa bản huyện Nam Đàn, Hƣng Nguyên của Nghệ An. Đối với những khu vực là các khu đất trống thì hầu nhƣ không bị tổn thƣơng của ngập lụt.
3.3. Đánh giá rủi ro do lũ lụt
3.3.1. Xây dựng bản đồ ngập lụt:
Luận văn đã nghiên cứu và xây dựng bản đồ ngập lụt ứng với các tần suất và cùng với các kịch bản BĐKH, nƣớc biển dâng ở nội dung trên và sử dụng phần mềm Arc GIS để các bản đồ trên về định dạng phù hợp của công cụ Delft – FIAT đƣa vào tính toán.
3.3.2. Xây dựng các lớp lộ diện trên lưu vực:
Để xây dựng các lớp lộ diện trên lƣu vực hạ lƣu sông Cả ta tiến hành thu thập các dữ liệu về diện tích, dân số, mật độ dân số, tổng sản phẩm quốc nội....
Về dân số của Nghệ An đƣợc thống kê từ niên giám 2015. Một số chỉ số của độ lộ diện đến cấp xã bao gồm: Số ngƣời bị ảnh hƣởng; Số ngƣời nghèo bị ảnh hƣởng; Dân số đô thị/ nông thôn bị ảnh hƣởng; Số lƣợng phụ nữ/nam giới bị ảnh hƣởng; phân bố tuổi của ngƣời dân bị ảnh hƣởng;
Dữ liệu trên mỗi đơn vị hành chính xã đƣợc chuyển thành các giá trị mật độ (trên mỗi hecta). Do đó, bộ dữ liệu dân số chứa tổng số ngƣời trên một đơn vị không gian (ô raster) và số lƣợng ngƣời nghèo trên một đơn vị không gian. Công cụ Delft - FIAT sẽ tính số lƣợng ngƣời bị ảnh hƣởng. Ví dụ ngƣời dân đƣợc coi là bị ảnh hƣởng khi khu ngập của họ sinh sống bị ngập trên 0.2m; 0.5m... (hình 3.36). Tổng sản phẩm quốc nội (GDP) đƣợc tính bằng đô la Mỹ theo tỉ giá 2015 đƣợc ngân hàng thế giới cung cấp (hình 3.37).
Hình 3.37. Phân bố GDP của lƣu vực nghiên cứu
Thiệt hại do ngập lụt còn tác động đến nhà cửa và mùa màng. Số liệu về nhà cửa đƣợc lấy từ số liệu điều tra Dân số và nhà cửa năm 2015. Đối với mỗi xã, tổng số nhà cửa đƣợc phân biệt thành 4 loại (xây dựng kiên cố, xây dựng bán kiên cố, xây dựng không kiên cố và xây dựng đơn giản).
Hình 3.38. Phân bố Nhà kiên cố của lƣu vực nghiên cứu
Hình 3.39. Phân bố số lƣợng gà của lƣu vực nghiên cứu
- Cơ sở hạ tầng thiết yếu: Số trạm biến áp bị tác động (đƣờng cao áp và trạm biến áp); phần trăm tổng chiều dài đƣờng bộ và đƣờng sắt trong vùng bị ngập (WISDOM);
- Số lƣợng bệnh viện, đồn cảnh sát và trƣờng học bị tác động (Viện địa lý, Viện khoa học và công nghệ Việt Nam);
3.3.3. Xây dựng các hàm thiệt hại:
Hàm thiệt hại sẽ cho biết thông tin đối tƣợng bạn cần tính toán sẽ chịu tác động ra sao theo các giá trị độ sâu ngập lụt. Trong thƣ viện đi kèm, hƣớng dẫn đã cung cấp các hàm thiệt hại đƣợc xây dựng sẵn (Hình 3.40). File hàm thiệt hại có dạng *.csv gồm 2 cột: cột thứ nhất độ sâu ngập lụt (tính theo m), cột thứ 2 là là mức độ thiệt hại ứng với độ sâu ngập của cột thứ nhất (giá trị từ 0 đến 1, 0 là không thiệt hại, 1 là thiệt hại hoàn toàn).
Hình 3.40. Cấu trúc file hàm tác động
Hình 3.41. Mối quan hệ giữa độ sâu ngập và mức độ thiệt hai
Hàm thiệt hại - độ sâu ngập lụt đối với nhà cửa và trồng trọt có nguồn gốc từ DeMoel (n.d). Nó đƣợc thể hiện qua 4 loại nhà:
- Nhà xây dựng kiên cố (FC): 484.000.000 vnđ / nhà;
- Nhà xây dựng bán kiên cố (SFC): 385.000.000 vnđ/ nhà; ( -20% giá trị FC) - Nhà xây dựng không kiên cố (LFC): 282.200.000 vnđ/ nhà; (-40% giá trị FC) - Nhà xây dựng đơn giản (SC): 193.600.000 vnđ/ nhà (-60% giá trị FC)
3.3.4. Chạy mô hình Delft - FIAT
Chạy thử chƣơng trình và xem kết quả trong Delft - FIAT cho các đối tƣợng.
Quá trình xử lý của công cụ Deflt-fiat tính toán và sẽ cho các kết quả dƣới dạng bảng 3.17 và hình 3.42.
Bảng 3.19. Kết quả đánh giá rủi ro do lũ lụt cấp xã
Huyện Tỉnh Thiệt hại GDP (triệu đồng) Nông nghiệp bị ảnh hƣởng (triệu đồng) Ngƣời bị ảnh hƣởng (ngƣời) Nhà ở bị ảnh