Có rất nhiều yếu tố tác động đến quá trình hình thành lũ ống, lũ quét, tuy nhiên vai trò của chúng là không hoàn toàn giống nhau. Vì vậy, việc xác định trọng số cho mỗi yếu tố này là rất cần thiết.
Phương pháp AHP được Thomas L. Saaty phát triển vào những năm đầu thập niên 1980, và được biết đến như là quy trình phân tích thứ bậc nhằm giúp xử lý các vấn đề ra quyết định đa tiêu chuẩn phức tạp. AHP cho phép người ra quyết định tập hợp được những kiến thức của các chuyên gia về vấn đề nghiên cứu, kết hợp được các dữ liệu khách quan và chủ quan trong một khuôn khổ thứ bậc logic. Trên hết, AHP cung cấp cho người ra quyết định một cách tiếp cận trực quan theo sự phán đoán thông thường để đánh giá sự quan trọng của mỗi thành phần thông qua quá trình so sánh cặp. AHP kết hợp được cả hai mặt tư duy của con người cả về định tính và định lượng: định tính qua sự sắp xếp thứ bậc và định lượng qua kết quả bộ trọng số cho từng yếu tố thứ bậc.
AHP dựa vào 3 nguyên tắc:
- Phân tích vấn đề ra quyết định (thiết lập thứ bậc)
- đánh giá so sánh các thành phần (so sánh cặp giữa các yếu tố) - Tổng hợp các mức độ ưu tiên (xác định các ma trận trọng số) Các bước tiến hành AHP:
- Bước 1: Phân tích vấn đề và xác định lời giải yêu cầu.
- Bước 2: Xác định các yếu tố sử dụng và xây dựng cây phân cấp yếu tố. - Bước 3: điều tra thu thập ý kiến chuyên gia về mức độ ưu tiên.
- Bước 4: Thiết lập các ma trận so sánh cặp.
- Bước 5: Tính toán trọng số cho từng mức, từng nhóm yếu tố.
- Bước 6: Tính tỷ số nhất quán (CR). Tỷ số nhất quán phải nhỏ hơn hay bằng 10%, nếu lớn hơn, cần thực hiện lại các bước 3, 4, 5.
- Bước 7: Thực hiện bước 3, 4, 5, 6 cho tất cả các mức và các nhóm yếu tố trong cây phân cấp.
75
So sánh cặp
Trong phương pháp này, người được phỏng vấn phải diễn tả ý kiến của mình đối với từng cặp yếu tố. Thường người được hỏi phải chọn câu trả lời trong số 10 -17 sự lựa chọn riêng biệt. Mỗi sự chọn lựa là một cụm từ ngôn ngữ học. Chẳng hạn : “A quan trọng hơn B”, “A quan trọng như B”...
Mối quan tâm trong vấn đề này không phải là lời phát biểu mà là giá trị bằng số liên quan đến lời phát biểu. Để phân cấp hai tiêu chuẩn Saaty (1970) đã phát triển một loại ma trận đặc biệt gọi là ma trận so sánh cặp. Những ma trận đặc biệt này được sử dụng để liên kết 2 tiêu chuẩn đánh giá theo một thứ tự của thang phân loại.[30]
Hình 3.19. Ví dụ về ma trận so sánh cặp của 3 yếu tố i, j và k [30]
Đây là ma trận nghịch đảo với sự so sánh cặp nếu i so sánh với j có 1 giá trị aij thì khi j so sánh với i sẽ có một giá trị nghịch đảo là 1/aij.
Để điền vào ma trận người ta dùng thang đánh giá từ 1 đến 9 như sau:
76
Tổng hợp số liệu về mức độ ưu tiên
Để có trị số chung của mức độ ưu tiên, cần tổng hợp các số liệu so sánh cặp để có số liệu duy nhất về độ ưu tiên.
Giải pháp mà Saaty sử dụng để thu được trọng số từ sự so sánh cặp là phương pháp số bình phương nhỏ nhất. Phương pháp này sử dụng một hàm sai số nhỏ nhất để phản ảnh mối quan tâm thực của người ra quyết định.
Để đơn giản người ta đã đề ra phương pháp xác định vectơ riêng w bằng cách: - Tính tổng mỗi cột trong ma trận: X aij
- Tính aij/X aij.
- Chuẩn hóa các giá trị để có được trọng số bằng cách lấy trung bình cộng của từng hàng.
Tính nhất quán
Trong các bài toán thực tế, không phải lúc nào cũng có thể thành lập được quan hệ bắc cầu trong khi so sánh từng cặp. Thí dụ phương án A có thể tốt hơn B, B có thể tốt hơn C nhưng không phải lúc nào A cũng tốt hơn C. Hiện tượng này thể hiện tính thực tiễn của các bài toán, ta gọi là sự không nhất quán (incosistency). Sự không nhất quán là thực tế nhưng độ không nhất quán không nên quá nhiều vì khi đó nó thể hiện sự đánh giá không chính xác. Để kiểm tra sự không nhất quán trong khi đánh giá cho từng cấp, ta dùng tỷ số nhất quán (CR). Nếu tỷ số này nhỏ hơn hay bằng 0.1 nghĩa là sự đánh giá của người ra quyết định tương đối nhất quán, ngược lại, ta phải tiến hành đánh giá lại ở cấp tương ứng.
Tỷ số nhất quán CR được tính theo công thức: CR = CI / RI Trong đó: RI (chỉ số ngẫu nhiên) được xác định từ bảng cho sẵn:
Bảng 3.9. Bảng phân loại chỉ số ngẫu nhiên RI [30]
Trong đó: n là số lượng yếu tố trong ma trận so sánh. CI (chỉ số nhất quán) được xác định theo các bước sau đây:
77
- Tính vector nhất quán = vector tổng có trọng số / vector trọng số - Xác định λmax (giá trị riêng ma trận so sánh) và CI (chỉ số nhất quán): + λmax = trị trung bình của vector nhất quán.
+ CI = ( λmax - n) / (n - 1)
Phương pháp AHP đo sự nhất quán qua tỷ số nhất quán (consistency ratio) giá trị của tỷ số nhất quán nên < 10%, nếu lớn hơn, sự nhận định là hơi ngẫu nhiên, cần được thực hiện lại.
Kết quả tính toán
Trong luận văn tác giả xác định trọng số cho 7 yếu tố do đó đã tách thành 2 nhóm yếu tố cấp 1 và cấp 2. Như vậy cần tính toán cho 4 bộ trọng số bao gồm: 1 bộ cho các yếu tố cấp 1 và 3 bộ cho các yếu tố cấp 2 trong yếu tố cấp 1.
Để tính toán hiệu quả và đảm bảo độ chính xác tác giả đã sử dụng phần mềm Expert Choice là một phần mềm hỗ trợ ra quyết định, việc tính toán các bộ trọng số được thực thi bằng phần mềm.
- Yếu tố cấp I: gồm 3 nhóm: địa hình; khí hậu thủy văn; lớp phủ sử dụng đất.
- Yếu tố cấp II:
+ Khí hậu - thủy văn: gồm các yếu (i) chỉ số ẩm ướt; (ii) mật độ sông.
+ Lớp phủ sử dụng đất: gồm các yếu tố (i) lớp phủ thực vật; (ii) rừng; (iii) sử dụng đất; (iv) giao thông.
+ Địa hình: gồm các yếu tố (i) độ dốc; (ii) địa mạo.
Bảng 3.10.Ma trận tương quan của các yếu tố cấp I
Các yếu tố Khí hậu - thủy văn Lớp phủ Địa hình
Khí hậu - thủy văn 1 3 2
Lớp phủ 1/3 1 1/2
78
Hình 3.20. Kết quả tính toán bộ trọng số cho các yếu tố cấp 1
Bảng 3.11.Giá trị trọng số các yếu tố cấp 1
Các yếu tố Khí hậu - thủy văn Lớp phủ Địa hình
Giá trị 0.464 0.184 0.254
Tính toán tương tự cho 3 bộ yếu tố cấp 2 và đưa ra kết quả cuối cùng là bộ trọng số cho các nhân tố thành phần như sau:
Bảng 3.12.Giá trị trọng số các yếu tố ảnh hưởng đến tai biến lũ ống, lũ quét huyện Bắc Yên, tỉnh Sơn La
Các yếu
tố Ẩm ướt Độ dốc Địa mạo Rừng HTSDĐ
Lớp phủ TV Mật độ sông Cấp I 0.464 0.254 0.254 0.184 0.184 0.184 0.464 Cấp II 0.625 0.66 0.33 0.510 0.226 0.159 0.136 Giá trị 0,29 0,167 0,083 0,09 0,041 0,029 0,063 3.4.2.Thành lập bản đồ nguy cơ
Sau khi tính toán và xác định được trọng số các yếu tố thành phần, tiến hành chồng lớp bản đồ thành phần bằng công cụ Union của Arcgis.
Tạo thêm trường thuộc tính Tong_TC (tổng tiêu chí) và Diem_DG (điểm đánh giá) và tính toán cho các trường này theo công thức:
Tong_TC = [TC_DD] *0.167 + [TC_Rung] *0.09 + [TC_MDS] *0.063 + [TC_HT] *0.041 + [TC_DM] *0.083 + [TC_TV] *0.029 + [TC_CTI] *0.29
Từ kết quả chồng lớp bản đồ thành phần tiến hành thành lập bản đồ dự báo nguy cơ lũ ống, lũ quét huyện Bắc Yên, tỉnh Sơn La.
97
98
3.4.3.Kiểm tra độ chính xác của dự báo
Bản đồ nguy cơ cần được kiểm tra độ chính xác bằng cách lấy giao của lớp vết lũ hiện trạng và lớp nguy cơ tai biến mức cao và rất cao bằng công cụ intersect (analysis) của ArcGIS. Sau đó tính tỷ lệ diện tích của vết lũ nằm trong mức nguy cơ cao và rất cao so với tổng diện tích vết lũ hiện trạng.
Hình 3.22. Chồng lớp bản đồ nguy cơ và hiện trạng tai biến lũ huyện Bắc Yên, tỉnh Sơn La
99
Bảng 3.13. Bảng kết quả tính toán kiểm tra độ chính xác của dự báo tai biến lũ ống, lũ quét
Tổng diện tích vết lũ hiện trạng (ha)
Tổng diện tích vết lũ nằm trong cấp
nguy cơ cao và rất cao (ha) Kết quả kiểm tra (%)
210 175 83%
Kết quả kiểm tra cho thấy 83% diện tích các vết lũ hiện trạng nằm trong vùng có nguy cơ cao và rất cao. Có thể nhận định bản đồ nguy cơ được xây dựng trong luận văn này có độ tin tưởng và có sự liên kết với thực tế tai biến lũ ống, lũ quét tại địa phương.
3.4.4.Kết quả và kiến nghị biện pháp phòng tránh lũ ống, lũ quét
Bảng 3.14. Kết quả phân vùng nguy cơ lũ ống, lũ quét huyện Bắc Yên, tỉnh Sơn La
Quy mô Mức tiềm năng
Diện tích (ha) Tổng diện tích toàn
huyện (ha) Phần trăm (%)
Thấp 2593 110522 2.35 TB – Thấp 34543 31.25 TB 52718 47.69 Cao 18081 16.38 Rất cao 2584 2.33
Vùng có tiềm năng lũ ống, lũ quét rất cao giá trị: Xảy ra ít trong phạm vi huyện, mức nguy cơ chỉ chiếm 2,33%.
Vùng có tiềm năng lũ ống, lũ quét cao: ven theo hầu hết các lưu vực sông thuộc xã Chiềng Sại, xã Tạ Khoa, xã Song Pe, xã Mường Khoa, Xã Phiêng Kôn, xã Bắc Ngà, xã Chim Vàn. Chiếm 16,38%.
100
Hình 3.23. Biểu đồ tỷ lệ các mức nguy cơ lũ
Vùng có tiềm năng lũ ống, lũ quét trung bình: chiếm toàn bộ diện tích còn lại trong huyện, khoảng 47,69%.
Khu vực có tiềm năng lũ ống, lũ quét thấp: phân bố rất ít, chủ yếu ở các vùng khô hạn, chỉ chiếm 2,35% diện tích.
Bảng 3.15. Thống kê dự báo nguy cơ lũ ống, lũ ống, lũ quét theo cấp xã
Mức tiềm năng
Xã
Rất Cao Cao Trung bình TB - Thấp Thấp
ha % ha % ha % ha % ha % Chiềng Sại 576.8 7.3 2336 30 3776.4 48 1104.5 14 14.3 0.17 Phiêng Côn 45.41 1.1 644.08 15.3 2030.13 48.48 1431.68 34.17 26 0.62 Tạ Khoa 472 4.3 3547.5 32.2 5848 53.2 1105 10 12.3 0.1 Mường Khoa 355.66 4.2 2593.15 30.8 4646.94 55.2 817.58 9.8 Rất cao 2% Cao 31% TB 48% TB thấp 17% Thấp 2%
TỶ LỆ % CÁC MỨC NGUY CƠ SO VỚI TỔNG DIỆN TÍCH HUYỆN BẮC YÊN, TỈNH SƠN LA
101
Mức tiềm năng
Xã
Rất Cao Cao Trung bình TB - Thấp Thấp
ha % ha % ha % ha % ha % Hồng Ngài 85.9 3.1 796.55 14 3103.77 54 1607.33 28 52 0.9 Song Pe 281.6 3.6 1541 18.4 4700 56.3 1787 21.4 31.66 0.3 TT. Bắc Yên 12.5 2.06 194.89 24.8 383.6 49 184 23.5 5.7 0.64 Phiêng Ban 91.31 1.9 868.6 17.7 2485 50.7 1420 29 36 0.7 Tà Xùa 28.6 0.8 1074.8 6 7540 42 8667 48 579.5 3.2 Làng Chiếu 4.53 0.36 141.78 2.64 1388.58 26 3105.23 58 698.78 13 Chim Vàn 232.6 3.36 1335 18.4 4082 56.4 1579 21.8 2.8 0.04 Xín Vàng 9.25 0.3 505.56 6.1 3076.12 37.4 4220.77 51.4 396 4.8 Bắc Ngà 342 5.28 1517 23.4 3512 54.2 1095 17 8.2 0.12 Hang Chú 46.36 1 983.4 7 6143 43 6417.13 45 594.32 4
102
Hình 3.24. Biểu đồ mức nguy cơ lũ cao và rất cao theo xã (đơn vị tính ha)
Đề xuất biện pháp phòng tránh lũ ống, lũ quét
Biện pháp công trình
- Tăng khả năng thoát nước của lòng dẫn: Sự tiêu thoát nước kém là một yếu tố ảnh hưởng đến cường độ lũ ống, lũ ống, lũ quét. Nhất là những đoạn hạ lưu, khi nước tập trung nhanh, lưu lượng lớn mà lại tiêu thoát kém thì tác động càng mạnh. Các nguyên nhân ảnh hưởng đến tiêu thoát lũ chủ yếu bao gồm địa hình cửa sông hẹp, quanh co hay bị các hộ dân lấn chiếm, vứt rác… tức là tạo các chướng ngại làm tắc nghẽn dòng chảy. Để phòng tránh và giảm nhẹ ảnh hưởng của lũ ống, lũ ống, lũ quét địa phương cần thường xuyên tiến hành các hoạt động:
+ Phá, loại bỏ các chướng ngại tự nhiên: phát quang cây cối trong khu vực lòng dẫn.
+ Loại bỏ các chướng ngại nhân tạo: cầu đổ, các công trình hư hại, các loại vật liệu rắn chất đống trong lòng dẫn…
+ Quy định phương thức khai thác vật liệu trên sông, trong lòng dẫn, các điểm dân cư, dỡ bỏ vùng lấn chiếm…
+ Nghiêm cấm việc san lấp sông suối và đổ chất thải rắn làm ảnh hưởng đến tiêu thoát lũ.
103
Do địa hình chi cắt rất mạnh ở các xã Tạ Khoa, Chim Vàn, Phiêng Ban, Tà Xùa mà lòng sông thì hẹp cùng với việc dòng chảy tạm thời xuất hiện nhiều vào mùa mưa nên cần phải chú ý vào mùa mưa thường xuyên khai thông con sông này, mở rộng lòng sông ở khúc quanh co.
- Phân dòng lũ ống, lũ ống, lũ quét: Phân dòng nhằm giảm tính ác liệt của lũ từ đó giảm tác động quét và bồi lấp bùn cát. Phân dòng lũ là làm cho một phần hoặc toàn bộ lưu lượng lũ ống, lũ ống, lũ quét đi theo một tuyến khác ra sông chính hoặc vùng trữ để không gây thiệt hại cho vùng bảo vệ ở thung lũng sông. Việc phân dòng thường được thực hiên bằng cách đào kênh để dẫn ra sông chính hoặc vùng trũng.
- Tách vật rắn khỏi dòng lũ: Biện pháp nhằm tách nước ra khỏi vật chất rắn trong dòng lũ ống, lũ ống, lũ quét để giảm được tác động của nó. Khi đa phần các vật chất rắn bị tách thì lũ ống, lũ ống, lũ quét sẽ trở thành lũ thường và có thể giảm nhẹ bằng các công trình quen biết trên sông. Để tách vật chất rắn, các loại đập có độ dốc đáy nhỏ hoạc các tấm đập chắn thấp ngay đáy lòng dẫn thường được sử dụng.
- Biện pháp kĩ thuật thủy lợi: Nhằm cải thiện địa hình đồi núi, làm gián đoạn lòng chảy, lưu trữ nước ở sườn dốc, thực hiện thủy lợi hóa. Đây là biện pháp khống chế dòng lũ quan trọng và có hiệu quả lớn. Các biện pháp công trình đơn giản bao gồm: đắp bờ dưới nước, đào mương ngăn nước ở khe suối, xây dựng các đập kiểm soát. Biện pháp thủy lợi quan trọng khác là: xây dựng hồ chứa kiểm soát lũ, công trình phân chậm lũ, thoát lũ,…
- Tăng khả năng thoát lũ của cầu cống bằng: Mở rộng khẩu độ cầu cống là biện pháp đặc biệt cần thiết ở những đoạn sông, suối thường xảy ra lũ ống, lũ ống, lũ quét. Quạt bồi do lũ ống, lũ ống, lũ quét tạo ra ngày càng cao, khẩu độ cầu cống sẽ không đủ thoát nước, cần mở rộng khẩu độ hoặc xây thêm cầu ở vị trí thấp của quạt bồi. cầu cống phải được xây dựng kiên cố, duy tu và bảo dưỡng thường xuyên để đảm bảo cho nền đường và cầu cống được an toàn vì dòng lũ ống, lũ ống, lũ quét khi chảy có cuốn theo một lượng lớn bùn đá, lưu tốc cân bằng động lực lớn hơn so với dòng nước bình thường dễ gây tác hại đến nền đường và cầu cống.
- Hạn chế lũ ống, lũ ống, lũ quét bằng đập thủy điện: Đập thủy điện với hồ chứa nước có thể giúp điều tiết nước trong mùa lũ. Đập nước được xem là một biện pháp hữu hiệu để trị thủy, kiểm soát dòng chảy, giữ nước trong mùa mưa để hạn chế lũ lụt ở hạ nguồn và xả nước ở mùa khô để giảm bớt hạn hán. Từ các hồ chứa này, người ta còn chú ý khai thác nước cho việc tưới ruộng, cấp nước sinh hoạt, vận tải thủy, nuôi cá trong hồ chứa. Thế nhưng việc xây đập cũng có thể đem lại những hậu quả không nhỏ.