3.4. Ứng dụng GIS trong đánh giá rủi ro do nước biển dâng
3.4.3. Đánh giá tác động ảnh hưởng nước biển dâng bằng công nghệ GIS
Trong tương lai, quá trình phát triển bền vững đới bờ cần được xem xét khả năng chống chịu đối với hàng loạt những thách thức và các hiện tượng cực đoan của khí hậu. Cần phải xác định các khu vực dễ bị tổn thương, đánh giá phạm vi, khả năng thích ứng và các phương án thích ứng đối với các hiện tượng cực đoan, bao gồm bão, mực nước dâng trong bão, ngập lụt...
Bản đồ 4: Phân bố vùng ngập trên mô hình số địa hình
Hiện nay, khu vực ven biển tập trung ngày càng nhiều cơ sở hạ tầng đặc thù, các công trình xây dựng cùng với các hoạt động kinh tế sôi động. Do nằm tại miền giáp ranh giữa biển, lục địa và khí quyển, đới ven biển luôn tiềm ẩn nguy cơ tổn thương cao do tác động của quá trình biến động khí hậu và biến đổi khí hậu dài hạn.
Bản đồ 5: Phân bố vùng ngập khu vực ven biển xã Long Hòa
Hướng tới các phương án và kế hoạch phát triển bền vững, nhất là đối với các đô thị và khu công nghiệp ven biển, cần hoàn thiện phân tích không gian và đánh giá tác động môi trường đối với các dự án cơ sở hạ tầng cơ bản; thứ hai, cần đánh giá khả năng tổn thương đới bờ và đô thị đối với biến đổi khí hậu, cần xác định các cấu trúc và vật liệu trong xây dựng công trình và cơ sở hạ tầng có thể chống chịu lũ lụt, nước dâng bão và gió bão.
Bản đồ 6: Phân bố nhà, đường giao thông, đường dây điện trong vùng ngập Các bãi biển và cơ sở hạ tầng ven biển có ý nghĩa hết sức quan trọng đối với cư dân cũng như khách du lịch trên cả phương diện cảnh quan lẫn kinh tế. Phần lớn đới bờ còn mang ý nghĩa sống còn do có các cơ sở hạ tầng chủ yếu như đê, kè, đường giao thông, bến cảng, hệ thống cống, cáp điện, viễn thông... Ngoài ra, nhiều khu vực ven biển còn có ý nghĩa hết sức quan trọng về di sản và lịch sử.
Những yếu tố cơ bản liên quan biến đổi có thể bao gồm: mực nước biển dâng, mực nước dâng do bão, sóng và các hoạt động của con người. Hoạt động của con người gây tác động mạnh mẽ đến các hiện tượng xói lở bờ biển và ngập lụt.
81
Các công trình bảo vệ bờ biển có thể ngăn chặn xói lở tại một khu vực nhưng có thể dẫn đến xói lở ở khu vực khác do làm thay đổi chế độ sóng, dòng chảy và vận chuyển bùn cát. Việc khai khẩn các vùng đất ven biển và cửa sông có thể làm suy giảm khả năng chống chịu tự nhiên của môi trường trước tác động của mực nước biển dâng.
Hình 8: Bảng thống kê số lượng nhà ở trong 11 khu vực ngập nước
Thực hiện chồng lớp dữ liệu những khu vực ngập do nước biển dâng và bản đồ lớp dữ liệu nhà ở, thống kê, tính toán số lượng nhà nằm trong từng vùng ngập, tổng diện tích nhà, tổng số tầng… trong từng vùng (11 khu vực ngập nước).
Chuẩn hóa lại số liệu diện tích nhà, số lượng nhà, tổng số tầng nhà trong từng vùng ngập. Vùng ngập số ID = 1 không có nhà nào bị ngập nước.
Hình 9: Bảng thống kê chuẩn hóa tổng số lượng nhà, số tầng, diện tích
Gia tăng khả năng ngập lụt, tăng cao mực nước tràn và tổn thất đối với cơ sở hạ tầng, tác động mạnh hơn lên các công trình bảo vệ sự gia tăng độ mặn trong nước mặt và nước ngầm, suy thoái các hệ sinh thái. Sự nâng cao của mặt nước sẽ làm suy giảm khả năng thoát nước tự nhiên. Quá trình ngập hệ thống công trình nổi và ngầm sâu hơn và thường xuyên hơn dẫn đến yêu cầu nâng cao công suất hệ thống bơm thoát nước tại những khu vực nguy hiểm.
Hệ thống giao thông: hệ thống đường giao thông hiện có ở các địa phương có vùng bị ngập nước là 6, 10 và 11, số liệu thống kê và chuẩn hóa như bảng sau:
Hình 10: Bảng thống kê chuẩn hóa tổng chiều dài, diện tích đường giao thông Rừng: khu vực bị ngập do nước biển dâng là rừng hoặc vùng có thảm thực vật tự nhiên hầu hết là rừng đước sẽ bị ngập hoàn toàn.
1 2
3 9
10 7 11 8
5 6
4
83
Hình 11: Bảng số liệu diện tích rừng bị ngập và chuẩn hóa diện tích
Bản đồ 7: Phân bố diện tích rừng bị ngập
Sử dụng bản đồ hiện trạng sử dụng đất, rút trích dữ liệu hiện trạng sử dụng đất tại 11 khu vực ngập nước, nhằm đánh giá ảnh hưởng tác động của 11 khu vực ngập nước lên yếu tố kinh tế, xã hội.
Bản đồ 8: Phân bố hiện trạng sử dụng đất tại những vùng ngập nước
Dữ liệu được phân loại theo từng khu vực ngập nước, tính toán lại tổng diện tích đất sản xuất, đất ở, nuôi trồng thủy sản, quốc phòng,… Tính toán chuẩn hóa lại toàn bộ số liệu diện tích đất như thể hiện bảng dưới đây:
Hình 12: Bảng số liệu tổng diện tích đất từng vùng bị ngập và số liệu chuẩn hóa Sử dụng phương pháp phân tích thứ bậc AHP dựa trên nguyên tắc kết hợp các so sánh cặp và tính toán ra các trọng số tương ứng. Phương pháp này được sử dụng để xác định trọng số ảnh hưởng của các yếu tố tham gia trong bài toán phân tích đánh giá ảnh hưởng tác động nước biển dâng, xây dựng các bản đồ định lượng chỉ số mức độ ảnh hưởng do ngập nước.
Phân tích chồng lớp dữ liệu không gian kết hợp dữ liệu thuộc tính trong GIS ở dạng mô hình nhằm tạo ra các lớp dữ liệu kết quả.
Thiết lập ma trận: Trong bước này, ta cần xây dựng ma trận với các hàng, cột tương ứng dựa trên 6 nhân tố đã được xác định làm tiêu chí đánh giá: Diện tích khu
85
vực ngập, mức độ xói mòn đất, nhà ở, đường giao thông, Thực vật (rừng), kinh tế xã hội.
So sánh các nhân tố thông qua so sánh cặp: Dựa vào kinh nghiệm chuyên gia để trả lời các câu hỏi về mức độ hơn kém giữa các tiêu chí. Để điền nội dung vào ma trận xác định trọng số ảnh hưởng, dựa theo bảng phân loại tầm quan trọng tương đối của Saaty.
Bảng 17: Bảng phân loại tầm quan trọng tương đối của Saaty
STT Mức độ ưu tiên Giá trị
1 Ưu tiên bằng nhau 1
2 Ưu tiên bằng nhau đến vừa phải 2
3 Ưu tiên vừa phải 3
4 Ưu tiên vừa phải đến hơi ưu tiên 4
5 Hơi ưu tiên hơn 5
6 Hơi ưu tiên đến rất ưu tiên 6
7 Rất ưu tiên 7
8 Rất ưu tiên đến vô cùng ưu tiên 8
9 Vô cùng ưu tiên 9
Kết quả được phát triển thành ma trận thể hiện mối quan hệ giữa các nhân tố:
Bảng 18: Bảng đánh giá tầm quan trọng giữa các yếu tố rủi ro c Vùng
ngập
Nhà Giao thông
KTXH Rừng Xói mòn
Vùng ngập 1 2 5 6 7 8
Nhà 1/2 1 6 7 4 6
Giao thông 1/5 1/6 1 4 5 5
KTXH 1/6 1/7 1/4 1 7 8
Rừng 1/7 1/4 1/5 1/7 1 5
Xói mòn 1/8 1/6 1/5 1/8 1/5 1
Tổng hợp số liệu về độ ưu tiên để có trị số chung của mức độ ưu tiên:
Tính tổng các giá trị mỗi cột trong ma trận:
n
aij
Bảng 19: Bảng kết quả tính tổng gía trị cột từng yếu tố
Vùng ngập Nhà Giao thông KTXH Rừng Xói mòn
2.14 3.73 12.65 18.27 24.20 33.00
Tính tỷ lệ của các thành phần theo hàng và cột:
W11, W22, …, Wnn: lần lượt là các trọng số của các nhân tố a1, a2, …, an.
Bảng 20: Bảng kết quả tính trọng số từng yếu tố ảnh hưởng c Vùng
ngập
Nhà Giao thông
KTXH Rừng Xói mòn
Vùng ngập 0.47 0.54 0.40 0.33 0.29 0.24
Nhà 0.23 0.27 0.47 0.38 0.17 0.18
Giao thông 0.09 0.05 0.08 0.22 0.21 0.15
KTXH 0.08 0.04 0.02 0.05 0.29 0.24
Rừng 0.07 0.07 0.02 0.01 0.04 0.15
Xói mòn 0.06 0.05 0.02 0.01 0.01 0.03
Kết quả tính toán đã xác định được các trọng số cho từng yếu tố chịu ảnh hưởng rủi ro như sau:
Vùng ngập: 0.47
Nhà: 0.27
Giao thông: 0.08
Kinh tế xã hội (KTXH): 0.05
Rừng: 0.04
Xói mòn: 0.03
Mô hình tính toán chỉ số giá trị (Index) cho từng vùng ngập được xác định theo công thức sau:
ij n aij
ij a
W 1
/
87
Wi: Là trọng số chung cho từng yếu tố chịu ảnh hưởng.
Si: Là giá trị chuẩn hóa của giá trị đo từng yếu tố
Tính toán giá trị trọng số cho từng vùng ngập trên từng yếu tố bị tác động ảnh hưởng (6 yếu tố) và cuối cùng áp dụng công thức tên tính chỉ số Index. Kết quả xử lý số liệu bằng phần mềm GIS được kết quả tổng hợp dưới đây.
Hình 13: Bảng số liệu tổng hợp trọng số và chỉ số 11 vùng ngập
Số liệu tính toán chỉ số ảnh hưởng từ bảng trên sẽ được kết nối vào cơ sở dữ liệu bản đồ vùng ngập và thể hiện số liệu và mức độ ảnh hưởng gia tăng theo màu thể hiện ở bản đồ dưới đây:
n
i n
i
Wi i S i W
I
1 1
Bản đồ 9: Bản đồ chỉ số rủi ro đánh giá mức độ rủi ro ngập nước
Bản đồ 10: Bản đồ vùng ngập và mức độ ảnh hưởng
Tóm lại, mô hình tính toán cho thấy biến đổi khí hậu, cụ thể là nước biển dâng sẽ ành hưởng đến khu vực cửa sông Soai Rạp.
89
Chương 4