1. Khoanh vùng nguy cơ ngập lụt dựa vào tài liệu thống kê, điều tra vết lũ
Các trận lũ lụt xảy ra trong quá khứ thường được ghi nhận bởi dân cư sống trong vùng bị ảnh hưởng. Do đó, các thông tin điều tra về tình hình ngập lụt đã xảy ra có vai trò quan trọng trong quá trình khoanh vùng.
Các bước tiến hành:
- Điều tra, khảo sát thực địa
- Thu thập xử lý các số liệu khí tượng thủy văn liên quan - Kết quả phân tích số liệu địa hình
- Xây dựng bản đồ
Việc thu thập xử lý số liệu khí tượng thủy văn bao gồm:
Số liệu mưa: Số liệu mưa được lựa chọn cho các thời đoạn thích hợp khác nhau, từ khi bắt đầu mưa gây ngập lụt đến khi kết thúc ngập lụt tại các trạm trên lưu vực và lân cận.
Số liệu mực nước và dòng chảy: Số liệu mực nước và lưu lượng nước được tập hợp tại các trạm đo thường xuyên trên sông chính; vết lũ dọc theo lòng sông và vùng ngập. Mực nước cực đại đo được tại trạm đo cần được đưa về cùng hệ cao độ với bản đồ địa hình. Số liệu mực nước dọc sông và vungg ngập phải được kiểm tra mức độ tin cậy. Số liệu lưu lượng thực đo và khảo sát ở các trạm và các vị trí cần thiết ở khu vực ngập lụt.
Số liệu ngập lụt: Các số liệu về phạm vi vùng ngập, độ sâu ngập lụt, thời gian kéo dài ngập lụt, vận tốc, hướng chảy. Các số liệu về các trận lụt khác xảy ra trước đó cũng cần được thu thập để nắm được tình hình ngập lụt nói chung như tần suất lặp lại.
Đa số các số liệu về ngập lụt được thu thập từ việc khảo sát thực địa các vết lũ và các thông tin thu thập được từ dân cư sống trong vùng ngập lụt. Các số liệu về thiệt hại do lũ lụt có thể có sẵn từ các cơ quan địa phương như: Ban chỉ huy phòng chống lụt bão các cấp tỉnh, huyện, xã, phường, Bảo hiểm, Hội chữ thập đỏ...
2. Phân vùng nguy cơ ngập lụt bằng phương pháp sử dụng bản đồ địa hình, địa mạo
Dùng bản đồ địa hình, địa mạo để phân tích nhận biết các vùng ngập lụt thông qua các đường đồng mức, các điểm độ cao, nguồn gốc, điều kiện hình thành…
Các đặc trưng địa hình, địa mạo của các lưu vực sông được phân loại thành các dạng khác nhau theo các đơn vị địa hình, địa mạo. Đồng bằng ngập lụt là một trong các dạng đó. Đồng bằng ngập lụt như: các bãi bồi, các gò đất tự nhiên và đồng bằng phù sa được hình thành do phù sa lơ lửng được truyền tải từ thượng nguồn và lắng đọng ở các vùng đất thấp. Do đó, ngập lụt đã xảy ra ở đồng bằng có thể dẫn đến khả năng ước lượng được vùng nguy cơ ngập lụt.
Hình 2.1. Sơ đồ các bước khoanh vùng nguy cơ ngập lụt bằng phương pháp sử dụng bản đồ địa hình, địa mạo
Đồng bằng ngập lụt về tổng thể được phân loại thành 2 loại vi địa hình: (1) các dòng sông trước đây và các vùng đầm lầy ở vùng tương đối thấp và có
Bản đồ địa hình cũ, mới nhất Tỉ lệ 1/1000÷1/50000
Phân tích và phân loại các dạng vi địa hình Các nguồn tư liệu khác (các bản đồ chuyên ngành) Các nguồn số liệu khảo sát thực địa Dự thảo bản đồ khoanh vùng nguy cơ ngập lụt
địa hình, địa mạo
Khảo sát thực địa
kiểm chứng Bản đồ khoanh vùng
nguy cơ ngập lụt địa hình, địa mạo
xu thế ngập lụt, vùng đồng bằng phù sa; (2) các vùng đất cát tương đối cao như các gò đất tự nhiên. Các dạng vi địa hình trong đồng bằng ngập lụt được điều tra, khảo sát chi tiết để dự đoán nguy cơ ngập lụt của vùng. Sự liên hệ giữa nguồn gốc đất và hiện tượng ngập lụt tương đối rõ. Do đó, việc điều tra địa hình, địa mạo có thể làm sáng tỏ các vùng đất tự nhiên dễ bị ngập lụt và cung cấp thông tin cơ bản cho việc khoanh vùng nguy cơ ngập lụt. Trong quá trình điều tra địa hình, địa mạo, các dạng vi địa hình trong được phân loại chi tiết và được giải thích từ sự phân tích nguy cơ ngập lụt bởi các chuyên gia có kinh nghiệm thực địa.
3. Khoanh vùng nguy cơ ngập lụt bằng phương pháp sử dụng mô hình
Từ các đặc trưng thủy văn, thủy lực kết hợp với bản đồ địa hình đã chọn việc xây dựng khoanh vùng nguy cơ ngập lụt bằng phương pháp sử dụng mô hình được tiến hành như sau:
Bằng mô hình dòng chảy một chiều/ ổn đinh: từ mô hình xác định được mực nước lớn nhất tại mỗi tuyến ngang sông. Đường ranh giới ngập lụt là đường nối liền theo các mực nước lớn nhất ở mỗi tuyến ngang sông (Hình 2.2).
Bằng mô hình hồ: từ mực nước và lưu lượng xác định cho các thời đoạn đối với mỗi hồ, việc xây dựng bản đồ khoanh vùng nguy cơ ngập lụt được xác định bởi các đường ranh giới ngập theo các mực nước lớn nhất (Hình 2.3).
Bằng mô hình dòng chảy hai chiều: Bản đồ khoanh vùng nguy cơ ngập lụt được xác định bằng cách dùng các ô lưới hình chữ nhật, được tính ra từ mức ngập lụt. Đường viền các vùng nguy cơ ngập lụt được vẽ dựa vào ô lưới đã có (Hình 2.4).
Hình 2.2. Khoanh vùng nguy cơ ngập lụt sử dụng dòng chảy một chiều
Hình 2.3. Khoanh vùng nguy cơ ngập lụt sử dụng mô hình hồ
Hình 2.4. Khoanh vùng nguy cơ ngập lụt sử dụng dòng chảy hai chiều
4. Khoanh vùng nguy cơ ngập lụt bằng phương pháp ảnh vệ tinh
Hiện nay ở Việt Nam có các loại tư liệu vệ tinh thông dụng có thể sử dụng vào mục đích khoanh vùng nguy cơ ngập lụt như: LANDSAT MSS, LANDSAT TM, SPOT HRV, MOS-1 MESSR, ảnh chụp từ máy bay với các tỷ lệ khác nhau...
Về bản chất việc nghiên cứu ngập lụt bằng tư liệu vệ tinh hoàn toàn dựa trên đặc tính phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên trong đó có chú trọng tới các đối tượng ngập nước và chứa nước.
Dựa vào phản xạ phổ của một số đối tượng tự nhiên trong dải sóng nhìn thấy có thể thấy, thực vật phản xạ yếu trong dải sóng nhìn thấy, sự phản xạ của chúng bị ảnh hưởng trước tiên bởi hàm lượng chất diệp lục có trong thành phần lá cây. Chất diệp lục hấp thụ hơn 90% năng lượng trong dải sóng chàm (0.45 micro mét) và đỏ (0.65 micro mét). Giữa hai vùng hấp thụ là vùng phản xạ ở bước sóng 0.55 micro mét, năng lượng phản xạ vào khoảng 20%. Trong vùng sóng hồng ngoại gần, sự phản xạ tăng lên đột ngột ở bước sóng từ 0.68 đến 0.7 micro mét. Trong vùng hồng ngoại bước sóng ngắn, sự phản xạ giảm đi khi bước sóng tăng lên. Nguyên nhân gây lên hiện tượng này là ở chính hàm lượng nước trong lá và bề dày của lá, vì trong vùng sóng này nước hấp thụ mạnh các sóng hồng ngoại. Vì vậy rất dễ dàng phân biệt được thực vật với các đối tượng khác bằng hai vùng phản xạ tại sóng lục và gần hồng ngoại.
Đặc trưng phản xạ phổ của nước có thể mô tả vắn tắt như sau: Nhìn chung chúng cho các bức xạ truyền qua trong dải sóng dưới 0.6 micro mét. Ở vùng sóng dài hơn chúng bị hấp thụ mạnh và phản xạ rất yếu. Sự hấp thụ và truyền qua của bức xạ trong nước phụ thuộc vào nhiều vật chất lơ lửng trong nước và nền đáy. Vì vậy năng lượng phản xạ có thể chứa nhiều thông tin về các vật chất lơ lửng cũng như mức độ nông sâu của nền đáy thủy vực. Các vật chất lơ lửng hữu cơ hoặc vô cơ, mật độ các loại tảo, rêu…sống trong nước là nguyên nhân chính ảnh hưởng tới sự phản xạ phổ của nước. Trên ảnh đen
trắng, nước trong có màu sẫm trong khi nước hồ do lẫn nhiều tạp chất và nền đáy thường nông nên có màu sáng hơn. Trên ảnh màu giả, nước trong vẫn giữ màu đen nhưng nước hồ, ao lại có màu vàng, lục. Ranh giới thủy vực có thể được xác định rõ ràng trên các ảnh trong dải sóng hồng ngoại.
Những vùng đất không bị che phủ bởi thực vật và không bị ngập nước phản xạ mạnh năng lượng mặt trời trên mọi dải sóng và do đó trên ảnh tổng hợp màu nó bao giờ cũng cho các màu sáng cho đến trắng.
Căn cứ theo các đặc tính phản xạ phổ của các yếu tố cơ bản trong lớp phủ bề mặt có thể xây dựng quy trình công nghệ nhằm tách biệt ranh giới các khu vực chứa nước và không chứa nước. Đây là công việc quan trọng đầu tiên trong việc theo dõi ngập lụt, bởi vì thực chất của công việc này là xác định ranh giới của các thủy vực tạm thời (vùng ngập lụt) và không tạm thời (ao, hồ…).
Để tách biệt ranh giới giữa vùng ngập nước và không ngập nước có thể sử dụng nhiều phương pháp khác nhau trong đó có thể kể đến là phương pháp giải đoán bằng mắt và phương pháp xử lý số.