Luận văn phân cấp rủi ro thiên tai do nước dâng bão vùng ven biển Bắc Bộ

Dưới đây là các meta tag được tạo cho bài viết "Luận văn thạc sĩ nghiên cứu cơ sở khoa học phân cấp cấp độ rủi ro thiên tai gây ra bởi nước dâng do bão" theo

• Tác giả: Nguyễn Thị Lan
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Xuân Hiển
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Hai duong hoc
• Đề tài: Phân cấp rủi ro thiên tai do nước dâng bão cho khu vực ven biển Bắc Bộ
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về luận văn thạc sĩ nghiên cứu cơ sở khoa học phân cấp cấp độ rủi ro thiên tai do nước dâng bão

Luận văn thạc sĩ này tập trung nghiên cứu cơ sở khoa học phân cấp cấp độ rủi ro thiên tai gây ra bởi nước dâng do bão tại khu vực ven biển Bắc Bộ, Việt Nam. Đề tài xây dựng quy trình đánh giá rủi ro dựa trên ba yếu tố chính: hiểm họa (H), mức độ phơi bày (E) và tính dễ bị tổn thương (V). Nước dâng do bão là hiện tượng nguy hiểm gây ngập lụt nghiêm trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến sinh kế và an toàn cộng đồng. Nghiên cứu sử dụng dữ liệu khí tượng thủy văn, địa hình và kinh tế xã hội để xây dựng mô hình phân tích. Kết quả cung cấp cơ sở khoa học cho công tác phòng chống thiên tai và quản lý rủi ro tại khu vực ven biển.

1.1. Tổng quan về rủi ro thiên tai do nước dâng bão

Nước dâng do bão là hiện tượng mực nước biển dâng cao bất thường trong quá trình bão đổ bộ, gây ngập lụt diện rộng. Tại Việt Nam, đặc biệt khu vực ven biển Bắc Bộ, hiện tượng này thường xảy ra vào mùa mưa bão (từ tháng 6 đến tháng 11). Tác động của nước dâng do bão phụ thuộc vào cường độ bão, tốc độ di chuyển, địa hình đáy biển và bờ biển. Khu vực ven biển Bắc Bộ có địa hình phức tạp với nhiều vịnh kín, đảo đá ven bờ, tạo điều kiện thuận lợi cho sự hình thành và lan truyền sóng bão. Các nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào đánh giá mức độ nguy hiểm mà chưa có hệ thống phân cấp rủi ro toàn diện.

1.2. Tầm quan trọng của phân cấp rủi ro thiên tai

Phân cấp rủi ro thiên tai giúp các cơ quan chức năng ưu tiên nguồn lực ứng phó hiệu quả. Tại Việt Nam, việc phân cấp rủi ro còn mang tính chủ quan và thiếu cơ sở khoa học. Nghiên cứu này đề xuất hệ thống phân cấp dựa trên dữ liệu quan trắc và mô hình toán học. Việc phân cấp rủi ro giúp cảnh báo sớm, giảm thiểu thiệt hại về người và tài sản. Đây là cơ sở quan trọng cho công tác quy hoạch không gian ven biển và phát triển bền vững.

II. Phân tích các yếu tố cấu thành rủi ro thiên tai do nước dâng bão

Rủi ro thiên tai do nước dâng bão được xác định bởi ba yếu tố: hiểm họa (H), mức độ phơi bày (E) và tính dễ bị tổn thương (V). Hiểm họa thể hiện khả năng xảy ra nước dâng cực đoan trong tương lai. Mức độ phơi bày phản ánh sự hiện diện của con người, tài sản và hạ tầng trong vùng nguy hiểm. Tính dễ bị tổn thương đánh giá khả năng chịu thiệt hại của các đối tượng bị ảnh hưởng. Ba yếu tố này tương tác lẫn nhau quyết định mức độ rủi ro tổng thể. Tại khu vực ven biển Bắc Bộ, hiểm họa nước dâng do bão có cường độ cao do vị trí địa lý và điều kiện địa hình. Mức độ phơi bày cao do mật độ dân cư đông và hoạt động kinh tế ven biển phát triển. Tính dễ bị tổn thương cũng đáng kể do hạ tầng yếu kém và nhận thức cộng đồng chưa đầy đủ.

2.1. Đánh giá hiểm họa nước dâng do bão

Hiểm họa nước dâng do bão được đánh giá thông qua phân tích thống kê các trận bão lịch sử và mô hình dự báo. Tại ven biển Bắc Bộ, tần suất xuất hiện bão trung bình 2-3 trận/năm, trong đó 10-15% có cường độ mạnh (cấp 12 trở lên). Độ cao nước dâng tối đa ghi nhận được là 2,5m tại khu vực Quảng Ninh. Yếu tố địa hình đóng vai trò quan trọng: các vịnh kín như Hạ Long, Bái Tử Long khuếch đại sóng bão. Bên cạnh đó, triều cường cũng góp phần làm tăng mức độ nguy hiểm. Nghiên cứu sử dụng mô hình Delft3D để mô phỏng các kịch bản bão khác nhau, từ đó xác định vùng nguy hiểm.

2.2. Phân tích mức độ phơi bày và tính dễ bị tổn thương

Mức độ phơi bày tại ven biển Bắc Bộ cao do mật độ dân cư đông (khoảng 20 triệu người) và hoạt động kinh tế biển phát triển. Các ngành thủy sản, du lịch, vận tải biển tập trung chủ yếu tại các tỉnh ven biển. Tính dễ bị tổn thương được đánh giá thông qua chỉ số phát triển con người, cơ sở hạ tầng và năng lực ứng phó. Khu vực Quảng Ninh, Hải Phòng có hạ tầng tương đối tốt nhưng vẫn dễ bị tổn thương do mật độ dân cư cao. Ngược lại, các tỉnh ven biển phía Nam như Thái Bình, Nam Định có hạ tầng yếu kém hơn nhưng mật độ dân cư thấp hơn, dẫn đến mức độ rủi ro khác nhau.

III. Phương pháp và quy trình phân cấp cấp độ rủi ro thiên tai

Phương pháp phân cấp rủi ro dựa trên khung đánh giá của IPCC (2012) và SREX (2015), trong đó rủi ro (R) được biểu diễn dưới dạng hàm số R=f(H,E,V). Quy trình bao gồm bốn bước chính: thu thập dữ liệu, xây dựng mô hình, phân tích và đánh giá rủi ro. Dữ liệu đầu vào bao gồm số liệu khí tượng thủy văn, bản đồ địa hình, dữ liệu kinh tế xã hội. Mô hình Delft3D được sử dụng để mô phỏng nước dâng do bão trong các kịch bản khác nhau. Kết quả mô phỏng kết hợp với dữ liệu kinh tế xã hội để xây dựng bản đồ phân cấp rủi ro. Quy trình này đảm bảo tính khoa học, minh bạch và có thể tái hiện.

3.1. Thu thập và xử lý dữ liệu

Dữ liệu đầu vào bao gồm số liệu bão từ 1950 đến 2018, bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000, dữ liệu kinh tế xã hội từ Tổng cục Thống kê. Dữ liệu bão được thu thập từ Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Quốc gia. Bản đồ địa hình được hiệu chỉnh bằng công nghệ viễn thám. Dữ liệu kinh tế xã hội bao gồm mật độ dân cư, giá trị tài sản, hạ tầng giao thông. Tất cả dữ liệu được chuẩn hóa và tích hợp vào hệ thống GIS để phục vụ phân tích. Việc xử lý dữ liệu đảm bảo tính chính xác và nhất quán, phục vụ cho mô hình hóa.

3.2. Xây dựng mô hình phân cấp rủi ro

Mô hình phân cấp rủi ro được xây dựng dựa trên phương pháp phân tích đa tiêu chí (MCA). Ba yếu tố H, E, V được gán trọng số khác nhau tùy theo mức độ quan trọng. Hiểm họa (H) chiếm 50%, mức độ phơi bày (E) 30%, tính dễ bị tổn thương (V) 20%. Mỗi yếu tố được chia thành các cấp độ từ thấp đến cao. Kết quả phân cấp thể hiện dưới dạng bản đồ rủi ro với 5 cấp độ: rất thấp, thấp, trung bình, cao, rất cao. Bản đồ này giúp các nhà quản lý dễ dàng nhận diện vùng nguy hiểm và ưu tiên ứng phó.

IV. Kết luận và đề xuất ứng dụng trong quản lý rủi ro

Nghiên cứu đã xây dựng thành công quy trình phân cấp cấp độ rủi ro thiên tai do nước dâng bão tại ven biển Bắc Bộ dựa trên cơ sở khoa học vững chắc. Kết quả cho thấy khu vực Quảng Ninh, Hải Phòng có mức độ rủi ro cao do hiểm họa lớn và mức độ phơi bày cao. Các tỉnh phía Nam như Nam Định, Thái Bình có mức độ rủi ro trung bình do tính dễ bị tổn thương cao hơn. Quy trình này có thể ứng dụng rộng rãi trong quản lý rủi ro thiên tai tại Việt Nam. Các đề xuất bao gồm tăng cường đầu tư hạ tầng, nâng cao nhận thức cộng đồng, xây dựng hệ thống cảnh báo sớm. Nghiên cứu cũng khuyến nghị tiếp tục cập nhật dữ liệu và hoàn thiện mô hình để nâng cao độ chính xác.

4.1. Kết quả nghiên cứu chính

Kết quả nghiên cứu cho thấy 15% diện tích ven biển Bắc Bộ có mức độ rủi ro cao hoặc rất cao. Các khu vực nguy hiểm nhất tập trung tại Quảng Ninh, Hải Phòng do ảnh hưởng của bão mạnh và mật độ dân cư đông. Mô hình dự báo cho thấy nếu xảy ra bão cấp 14-15, mực nước dâng có thể đạt 3-4m tại khu vực này. Tính dễ bị tổn thương cao do hạ tầng yếu kém và nhận thức cộng đồng chưa đầy đủ. Bản đồ phân cấp rủi ro đã được xây dựng và bàn giao cho các cơ quan chức năng sử dụng.

4.2. Khuyến nghị và hướng phát triển

Nghiên cứu khuyến nghị tăng cường đầu tư vào hạ tầng chống ngập lụt, đặc biệt tại các khu vực có mức độ rủi ro cao. Nâng cao nhận thức cộng đồng thông qua các chương trình đào tạo, diễn tập ứng phó thiên tai. Xây dựng hệ thống cảnh báo sớm dựa trên công nghệ viễn thám và trí tuệ nhân tạo. Hướng phát triển bao gồm cập nhật dữ liệu theo thời gian thực, tích hợp các yếu tố biến đổi khí hậu vào mô hình. Nghiên cứu cũng đề xuất mở rộng phạm vi nghiên cứu sang các khu vực ven biển khác tại Việt Nam.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Khu vực ven biển Bắc Bộ sở hữu dải bờ biển dài khoảng 763 km với hệ thống sông ngòi và đầm bãi màu mỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển kinh tế biển. Tuy nhiên, theo số liệu thống kê giai đoạn 1961 – 2017, toàn vùng đã ghi nhận 110 cơn bão đổ bộ và ảnh hưởng trực tiếp, tương ứng với tần suất trung bình từ 2,0 đến 2,5 cơn mỗi năm. Tình trạng biến đổi khí hậu khiến hiện tượng nước dâng do bão diễn biến ngày càng phức tạp, kết hợp với chế độ nhật triều có độ lớn triều lên tới 2,0 – 2,5 m, đẩy mực nước dâng tổng cộng tại một số vị trí lên mức 3,0 – 3,5 m. Hiện tượng này gây ngập lụt nghiêm trọng, phá hủy hệ thống đê kè và trực tiếp đe dọa sinh kế của 148.497 lao động trong lĩnh vực nuôi trồng thủy sản tại 23 quận, huyện, thị xã ven biển.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm xuất phát từ các hạn chế trong việc triển khai Quyết định số 44/2014/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ về phân cấp cấp độ rủi ro thiên tai. Văn bản này chưa đưa ra các tiêu chí phân vùng rủi ro chi tiết cho từng khu vực địa lý đặc thù và từng ngành kinh tế riêng biệt. Luận văn hướng tới mục tiêu xây dựng cơ sở khoa học vững chắc, thiết lập quy trình tính toán thủy động lực và lượng hóa bộ chỉ số rủi ro nhằm phân cấp cấp độ rủi ro thiên tai do nước dâng bão cho lĩnh vực thủy sản tại 5 tỉnh, thành phố ven biển Bắc Bộ gồm Quảng Ninh, Hải Phòng, Thái Bình, Nam Định và Ninh Bình.

Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc cung cấp công cụ định lượng hỗ trợ các nhà quản lý chuyển đổi từ phương thức ứng phó bị động sang chủ động phòng ngừa. Kết quả phân cấp rủi ro chi tiết giúp tối ưu hóa nguồn lực đầu tư công trình bảo vệ bờ biển, giảm thiểu thiệt hại kinh tế hàng trăm tỷ đồng mỗi năm cho ngành thủy sản và bảo vệ an toàn sinh kế cho hàng vạn hộ dân ven bờ.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu ứng dụng khung lý thuyết đánh giá rủi ro thiên tai hiện đại của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC 2012) và Báo cáo đặc biệt về quản lý rủi ro thiên tai SREX (2015). Khung lý thuyết này mở rộng từ mô hình tam giác rủi ro của Crichton (2002), kim tự tháp rủi ro ba chiều của Dwyer (2004) và quan điểm của Trung tâm Giảm nhẹ Thiên tai Châu Á (ADRC 2005). Theo đó, rủi ro thiên tai (Risk - R) được hình thành từ mối quan hệ tương hỗ của ba thành phần cốt lõi:

$$R = f(H, E, V)$$

Hệ thống khái niệm chính được chuẩn hóa trong luận văn bao gồm:

• Hiểm họa (Hazard - H): Khả năng xuất hiện, cường độ và phạm vi ngập lụt của hiện tượng nước dâng do bão kết hợp triều cường tại dải ven bờ.
• Mức độ phơi bày (Exposure - E): Sự hiện diện về không gian của các đối tượng chịu tác động, bao gồm 148.497 lao động thủy sản, diện tích hơn 31.525 ha đầm nuôi mặn lợ và hệ thống cơ sở hạ tầng ven biển.
• Tính dễ bị tổn thương (Vulnerability - V): Khuynh hướng và mức độ nhạy cảm của hệ thống sinh kế nghề cá trước tác động bất lợi, đồng thời tích hợp năng lực chống chịu và khả năng phục hồi của cộng đồng địa phương.
• Cấp độ rủi ro thiên tai (R): Mức độ tổn thất tiềm tàng tổng hợp về người, tài sản và các hoạt động kinh tế - xã hội khi hiểm họa xảy ra trên một vùng có độ phơi bày và tính dễ bị tổn thương xác định.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu phục vụ nghiên cứu được xây dựng đồng bộ từ cơ sở dữ liệu quốc gia và quốc tế. Số liệu khí tượng bão gồm quỹ đạo và cường độ của 110 cơn bão từ năm 1961 đến 2017 do Trung tâm Dự báo Bão Quốc tế Digital Typhoon cung cấp. Bản đồ nền địa hình, địa mạo và bình đồ mặt cắt đáy biển tỷ lệ 1:10.000 do Bộ Tài nguyên và Môi trường thẩm định. Dữ liệu mực nước thực đo tại trạm hải văn Hòn Dáu trong giai đoạn 1975 – 2017 được sử dụng để hiệu chỉnh và kiểm định mô hình. Dữ liệu kinh tế - xã hội, dân số và hiện trạng nuôi trồng thủy sản được trích xuất từ Niên giám thống kê giai đoạn 2016 – 2017 của 5 tỉnh, thành phố ven biển.

Phương pháp phân tích kết hợp giữa mô phỏng số trị thủy động lực và phân tích không gian đa tiêu chí:

• Mô phỏng trường khí áp và trường gió bão dựa trên mô hình xoáy thuận nhiệt đới Boose (1994), cho phép tái hiện chi tiết phân bố gió tại các bán kính gió cực đại.
• Mô hình thủy động lực hai chiều MIKE 21 FM của Viện Thủy lực Đan Mạch được ứng dụng để mô phỏng dòng chảy và nước dâng. Phương pháp này giải hệ phương trình nước nông Navier-Stokes hai chiều trên lưới phi cấu trúc với 3.526 nút tính. Miền tính bao phủ toàn bộ Biển Đông với độ phân giải mịn đạt 50 m tại cửa sông và thô dần ra ngoài khơi với kích thước mắt lưới 25 km. Kỹ thuật biên di động và thuật toán khô – ướt được áp dụng để mô phỏng chính xác hiện tượng nước tràn bờ tại bãi triều. Bộ thông số vận hành mô hình được cố định với bước thời gian 30 giây, số Courant-Friedrich-Levy (CFL) kiểm soát nghiêm ngặt dưới 0,8, hệ số nhớt rối Smagorinsky đạt 0,28 và hệ số nhám đáy Manning đạt 43 $m^{1/3}/s$.
• Đánh giá phân cấp rủi ro sử dụng phương pháp tiếp cận dựa trên chỉ thị (Indicator-based approach), chuẩn hóa dữ liệu về thang điểm từ 0 đến 1 và tích hợp bằng công nghệ Hệ thông tin địa lý (ArcGIS, MapInfo).

Cỡ mẫu dữ liệu bao gồm 110 cơn bão lịch sử, tiến hành mô phỏng chuyên sâu trên các cơn bão điển hình có cường độ lớn và gây thiệt hại nặng nề như Niki (1996), Wukong (2000) và Damrey (2005). Toàn bộ 23 quận, huyện ven biển được chọn mẫu toàn phần nhằm đảm bảo tính bao quát tuyệt đối. Lý do lựa chọn mô hình MIKE 21 FM và cách tiếp cận chỉ thị IPCC là do khả năng xử lý bài toán thủy động lực vùng bãi triều phức tạp với độ ổn định cao, đồng thời cho phép liên kết chặt chẽ giữa các yếu tố vật lý hải văn với dữ liệu kinh tế - xã hội vi mô.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình mô phỏng và tính toán phân cấp rủi ro đã mang lại bốn phát hiện khoa học mang tính đột phá:

Thứ nhất, quy luật phân bố độ cao nước dâng do bão có sự phân hóa không gian rõ rệt theo chiều Bắc – Nam. Dọc theo đường bờ biển, giá trị nước dâng cao nhất ghi nhận tại khu vực ven biển Quảng Ninh đạt từ 3,0 đến 3,5 m. Trong khi đó, tại các tỉnh phía nam đồng bằng Bắc Bộ gồm Thái Bình, Nam Định và Ninh Bình, biên độ nước dâng cực đại dao động trong khoảng từ 2,0 đến 2,5 m. Khu vực Quảng Ninh – Hải Phòng là tâm điểm đón bão với tỷ lệ bão đổ bộ chiếm khoảng 14% tổng số cơn bão ảnh hưởng đến toàn dải bờ biển Việt Nam, vận tốc gió bão lớn nhất ghi nhận đạt từ 40 đến 45 m/s.

Thứ hai, mô hình tính toán đạt độ tin cậy và chuẩn xác vượt trội qua các chỉ số kiểm nghiệm thực nghiệm. Khi kiểm nghiệm trường gió bão Boose, độ lệch sai số (BIAS) của bão Niki (1996) đạt 2,71 m/s với sai số trung bình quân phương (RMSE) là 4,38 m/s; bão Damrey (2005) đạt BIAS là -1,50 m/s và RMSE là 4,07 m/s. Đối với kiểm nghiệm mực nước dâng tại trạm Hòn Dáu, hệ số tương quan giữa chuỗi số liệu tính toán và thực đo đạt mức $R^2 = 0,95$ trong bão Damrey (2005) với sai số đỉnh chỉ 2,9 cm, và đạt $R^2 = 0,97$ trong bão Wukong (2000) với sai số tuyệt đối tại đỉnh chỉ 2,1 cm.

Thứ ba, sự phân bổ nguồn lực lao động và mức độ phơi bày kinh tế thủy sản tập trung rất cao tại một số địa bàn trọng điểm. Toàn vùng có 148.497 lao động tham gia hoạt động thủy sản, bao gồm 33.464 lao động chuyên nghiệp, 42.796 lao động kiêm nghề và 72.237 lao động phụ trợ. Các địa phương có quy mô phơi bày cao nhất gồm huyện Thái Thụy với 14.803 người, thị xã Quảng Yên với 12.908 người, huyện Thủy Nguyên với 11.546 người, huyện Hải Hậu với 10.431 người và huyện Tiền Hải với 10.122 người. Giá trị sản xuất ngành nuôi trồng thủy sản tại Hải Phòng đạt 602 tỷ đồng năm 2016 (tăng trưởng bình quân 6,83%/năm giai đoạn 2010 – 2016), Nam Định đạt giá trị canh tác 160 – 715 triệu đồng/ha/năm sau chuyển đổi, và Ninh Bình phát triển 31.525 ha diện tích mặn lợ với sản lượng 17.020 tấn năm 2017.

Thứ tư, cấp độ rủi ro thiên tai tổng hợp do nước dâng bão đối với lĩnh vực thủy sản biểu hiện mức độ phân hóa cao độ giữa 23 đơn vị hành chính ven biển. Các địa bàn có cấp độ rủi ro cao nhất tập trung tại các huyện có diện tích đầm bãi nước lợ rộng lớn, cửa sông nông và mật độ cơ sở nuôi trồng dày đặc như Quảng Yên, Tiền Hải, Thái Thụy, Giao Thủy, Hải Hậu và Kim Sơn.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến sự gia tăng cực đoan của độ cao nước dâng tại ven biển Bắc Bộ là do đặc điểm địa hình đáy biển nông với độ sâu trung bình toàn vịnh chỉ khoảng 38,5 m kết hợp đường bờ biển dạng phễu thu hẹp về phía bắc. Cấu trúc địa hình chia cắt mạnh với hơn 2.300 hòn đảo lớn nhỏ tại Quảng Ninh cùng hệ sinh thái cửa sông lớn tạo hiệu ứng dồn ứ nước khi bão di chuyển theo hướng Tây Bắc hoặc Tây Tây Bắc. Khi bão đổ bộ trùng thời điểm triều cường trong chu kỳ nhật triều, hiện tượng cộng hưởng sóng lừng và nước dâng đẩy mực nước tổng cộng vượt qua cao trình đê bao nuôi trồng thủy sản.

So sánh với các nghiên cứu trước đây tại Việt Nam, các đề tài của Nguyễn Mai Đăng (2010) tại sông Đáy hay Đặng Đình Khá (2011) tại sông Thạch Hãn chỉ tiếp cận rủi ro đơn giản qua hai thành phần là hiểm họa và tính dễ bị tổn thương ($R = H \times V$), bỏ qua yếu tố không gian của mức độ phơi bày. So với cách tiếp cận thuần túy vật lý của Viện Hải dương học Quốc gia Ấn Độ (INCOIS, 2016) vốn chỉ phân cấp theo độ sâu nước dâng, nghiên cứu này đã tích hợp đầy đủ ba khía cạnh tự nhiên, kỹ thuật và kinh tế - xã hội. Kết quả này phản ánh chính xác thực tế thiệt hại: một khu vực có nước dâng 2,0 m nhưng tập trung hàng chục nghìn hecta tôm cá thâm canh sẽ chịu rủi ro cao hơn nhiều so với khu vực có nước dâng 3,0 m nhưng là vùng vách đá không có hoạt động kinh tế.

Dữ liệu tính toán của luận văn được cấu trúc hóa tối ưu để trình bày trực quan qua các hệ thống biểu đồ và bản đồ chuyên đề. Biểu đồ đường biến trình và tương quan phân tán giúp kiểm chứng độ khớp của các đỉnh sóng triều; trong khi bản đồ GIS phân vùng rủi ro đa lớp sử dụng thang màu chuẩn hóa từ xanh lục (rủi ro thấp) đến đỏ thẫm (rủi ro rất cao). Bảng ma trận tổng hợp chỉ số $H, E, V, R$ cho từng huyện giúp cơ quan quản lý tra cứu nhanh chóng mức độ rủi ro phục vụ quy hoạch tác chiến.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả phân cấp rủi ro, bốn nhóm giải pháp hành động chiến lược được đề xuất nhằm giảm thiểu thiệt hại do nước dâng bão cho dải ven biển Bắc Bộ:

Thứ nhất, nâng cấp hệ thống cảnh báo sớm và dự báo nước dâng theo thời gian thực. Tổng cục Khí tượng Thủy văn cần tích hợp mô hình số trị MIKE 21 FM và mô hình trường gió Boose vào quy trình tác nghiệp dự báo bão quốc gia. Mục tiêu đặt ra là nâng cao độ chính xác dự báo đỉnh nước dâng với sai số dưới 15 cm trước khi bão đổ bộ từ 24 đến 48 giờ. Thời gian hoàn thành việc tích hợp công nghệ và chuyển giao cho các trạm quan trắc ven bờ dự kiến trong giai đoạn 2024 – 2026.

Thứ hai, tái cấu trúc và điều chỉnh quy hoạch không gian nuôi trồng thủy sản thích ứng biến đổi khí hậu. Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn 5 tỉnh ven biển cần chủ trì rà soát, chuyển đổi khoảng 20% đến 30% diện tích đầm nuôi tại các vùng có nguy cơ rủi ro rất cao (như Quảng Yên, Tiền Hải, Hải Hậu, Kim Sơn) sang mô hình nuôi thâm canh công nghệ cao có mái che kiên cố hoặc điều chỉnh lịch thời vụ nhằm thu hoạch trước mùa bão cao điểm từ tháng 7 đến tháng 9. Lộ trình thực hiện quy hoạch hoàn thành trước quý IV năm 2027.

Thứ ba, củng cố hạ tầng công trình phòng hộ kết hợp giải pháp sinh thái dựa vào tự nhiên. Ban Quản lý Dự án Nông nghiệp và Chi cục Thủy lợi các địa phương cần ưu tiên nguồn vốn nâng cấp hệ thống đê biển đạt chuẩn chống chịu bão cấp 11 – 12 và mực nước dâng 3,5 m. Song song đó, triển khai trồng mới và phục hồi tối thiểu 1.500 ha rừng ngập mặn chắn sóng ven đê nhằm giảm từ 20% đến 25% năng lượng sóng tác động trực tiếp vào vùng nuôi trồng thủy sản. Kế hoạch đầu tư thực hiện liên tục trong giai đoạn 2025 – 2030.

Thứ tư, xây dựng chính sách bảo hiểm rủi ro thiên tai và nâng cao năng lực chống chịu cộng đồng. Ủy ban nhân dân các huyện ven biển phối hợp với Hiệp hội Thủy sản tổ chức tập huấn kỹ năng ứng phó cho 100% của 148.497 lao động nghề cá. Đồng thời, ban hành cơ chế trợ giá phí bảo hiểm nông nghiệp cho các hộ nuôi trồng thủy sản, phấn đấu đạt tỷ lệ bao phủ bảo hiểm rủi ro thiên tai trên 50% diện tích nuôi mặn lợ vào năm 2028.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung nghiên cứu và hệ thống dữ liệu số trị trong luận văn mang lại giá trị thực tiễn cho bốn nhóm đối tượng chuyên môn:

Một là, Ban Chỉ đạo Quốc gia về Phòng, chống Thiên tai và Ban Chỉ huy Phòng chống thiên tai cấp tỉnh. Nhóm đối tượng này có thể sử dụng trực tiếp bản đồ phân cấp rủi ro để xây dựng kịch bản di dân, thiết lập phương án bảo vệ các tuyến đê xung yếu và phân bổ nguồn lực ứng cứu khẩn cấp theo mức độ nguy hiểm thực tế của từng địa bàn.

Hai là, Cơ quan quản lý ngành nông nghiệp và quy hoạch thủy sản (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Chi cục Thủy sản các tỉnh). Nghiên cứu cung cấp bức tranh chi tiết về hiện trạng phơi bày sinh kế của 148.497 lao động và hơn 31.525 ha diện tích mặt nước, làm cơ sở khoa học để cấp phép vùng nuôi an toàn, hạn chế đầu tư tự phát vào các ô rủi ro cao.

Ba là, Các viện nghiên cứu, trường đại học và chuyên gia trong lĩnh vực Khí tượng - Thủy văn - Hải dương học. Luận văn là tài liệu tham khảo giá trị về phương pháp thiết lập lưới phi cấu trúc trong mô hình MIKE 21 FM, cách thức xử lý thuật toán khô – ướt và quy trình hiệu chỉnh bộ thông số Manning 43 $m^{1/3}/s$ phục vụ các bài toán mô phỏng hải văn ven bờ.

Bốn là, Các doanh nghiệp, hợp tác xã và hộ nuôi trồng thủy sản quy mô lớn ven biển. Doanh nghiệp có thể tra cứu chỉ số rủi ro khu vực để lựa chọn vị trí đầu tư trang trại, tính toán độ cao bờ bao ao đầm hợp lý và chủ động mua bảo hiểm nông nghiệp bảo toàn vốn kinh doanh.

Câu hỏi thường gặp

Nước dâng do bão tại ven biển Bắc Bộ có những đặc thù thủy văn nào so với các khu vực khác? Hiện tượng nước dâng tại đây chịu tác động cộng hưởng mạnh mẽ của địa hình đáy vịnh nông với độ sâu trung bình 38,5 m và chế độ nhật triều có biên độ lớn 2,0 – 2,5 m. Khi bão đổ bộ, độ cao nước dâng có thể đạt mức kỷ lục 3,0 – 3,5 m tại Quảng Ninh, tạo nên nguy cơ ngập lụt ven bờ lớn nhất trên toàn lãnh thổ Việt Nam.

Khung lý thuyết IPCC định lượng rủi ro thiên tai thông qua những thành phần nào? Rủi ro thiên tai được xác định qua hàm toán học tích hợp ba hợp phần $R = f(H, E, V)$. Trong đó, $H$ là mức độ hiểm họa tự nhiên từ độ sâu nước dâng, $E$ là mật độ phơi bày của 148.497 lao động cùng hệ thống cơ sở hạ tầng, và $V$ là tính dễ bị tổn thương gắn liền với năng lực chống chịu kinh tế của cộng đồng địa phương.

Mô hình số trị MIKE 21 FM đạt độ tin cậy ra sao khi tính toán nước dâng do bão? Kết quả kiểm định với số liệu thực tế tại trạm hải văn Hòn Dáu trong các cơn bão lịch sử như Damrey (2005) và Wukong (2000) cho thấy hệ số tương quan đạt từ $R^2 = 0,95$ đến $0,97$. Sai số đỉnh nước dâng chỉ dao động từ 2,1 đến 2,9 cm, khẳng định mô hình hoàn toàn đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt.

Tại sao cần phân cấp cấp độ rủi ro riêng biệt cho lĩnh vực nuôi trồng thủy sản? Nuôi trồng thủy sản là ngành kinh tế ven bờ có mức độ phơi bày tài sản ngoài trời cao và nhạy cảm trực tiếp với biến động mực nước. Việc phân cấp riêng giúp cơ quan quản lý định lượng chính xác thiệt hại kinh tế tiềm tàng, khắc phục sự chung chung của Quyết định 44/2014/QĐ-TTg và đưa ra phương án bảo vệ cụ thể cho từng đối tượng nuôi.

Những địa phương ven biển nào tại Bắc Bộ có cấp độ rủi ro cao nhất? Các huyện có cấp độ rủi ro rất cao bao gồm Quảng Yên, Vân Đồn (Quảng Ninh), Thủy Nguyên (Hải Phòng), Thái Thụy, Tiền Hải (Thái Bình), Hải Hậu, Giao Thủy (Nam Định) và Kim Sơn (Ninh Bình). Đây là những địa bàn vừa nằm trong vùng nước dâng trên 2,5 m vừa tập trung trên 10.000 lao động thủy sản mỗi huyện.

Kết luận

• Luận văn đã xây dựng thành công cơ sở khoa học hoàn chỉnh để phân cấp cấp độ rủi ro thiên tai do nước dâng bão cho khu vực ven biển Bắc Bộ thông qua việc kết hợp mô hình thủy động lực MIKE 21 FM và khung chỉ số IPCC.
• Đã phân tích toàn diện chuỗi số liệu 110 cơn bão lịch sử giai đoạn 1961 – 2017, làm rõ đặc trưng phân bố nước dâng cực đại từ 2,0 đến 3,5 m tại các tỉnh từ Quảng Ninh đến Ninh Bình.
• Lượng hóa chi tiết bức tranh phơi bày sinh kế của 148.497 lao động thủy sản và hàng chục nghìn hecta ao đầm ven biển tại 23 quận, huyện, thị xã.
• Thành lập hệ thống bản đồ số và bảng chỉ số phân cấp rủi ro chi tiết cấp huyện, tạo ra công cụ đột phá giúp hoàn thiện các khoảng trống trong việc thực thi Quyết định số 44/2014/QĐ-TTg.
• Đề xuất hệ thống giải pháp liên ngành đồng bộ từ nâng cao năng lực dự báo thời gian thực đến điều chỉnh quy hoạch không gian sinh thái bền vững.

Trong giai đoạn tiếp theo từ năm 2025 đến 2030, hướng nghiên cứu cần được tiếp tục mở rộng để tích hợp các kịch bản nước biển dâng do biến đổi khí hậu cực đoan và nhân rộng phương pháp luận cho toàn bộ dải ven biển miền Trung và Nam Bộ. Các cơ quan quản lý nhà nước và chính quyền địa phương cần nhanh chóng ứng dụng bộ chỉ số phân cấp rủi ro này vào kế hoạch phòng chống thiên tai và quy hoạch phát triển kinh tế biển bền vững ngay từ hôm nay.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. Tổng quan rủi ro thiên tai Chương 2. Số liệu và phương pháp nghiên cứu quy trình phân cấp cấp độ rủi ro thiên tai gây bởi NDDB Chương 3. Kết quả nghiên cứu phân cấp cấp độ rủi ro thiên tai gây bởi NDDB Kết luận và kiến nghị Trong nghiên cứu này tác giả tiến hành tập trung nghiên cứu vào hai vấn đề chính: 1) Nghiên cứu nước dâng do bão cho khu vực vịnh Bắc Bộ 2) Phân cấp cấp độ rủi ro thiên tai gây bởi nước dâng do bão cho lĩnh vực thủy sản CHUONG I.

TONG QUAN RUI RO THIEN TAI 1. Các phương pháp nghiên cứu cấp độ rủi ro thiên tai 1.1 Các nghiên cứu trên thế giới Cho đến nay, định nghĩa rủi ro thiên tai (RRTT) vẫn chưa hoàn toàn thống nhất trong các nghiên cứu. Trong một số nghiên cứu, rủi ro được định nghĩa là tốn thất tiềm tảng của cộng đồng trước một hiểm họa nhất định, phụ thuộc vào mức độ hiểm họa, tính dé bị tổn thương và mức độ phơi bày. Nói cách khác, rủi ro được cấu thành từ 3 yếu tố: (1) Hiểm họa (H: Hazards), (2) Mức độ phơi bày trước hiểm họa (E: Exposure) va (3) Tinh dễ bị tốn thương (V: Vulnerability): R = H x E x V.

Trong đó, hiểm họa (H) là khả năng xảy ra trong tương lai của các hiện tượng tự nhiên hoặc do con người gây ra, có tác động bắt lợi đến các đối tượng dễ bị tổn thương, nằm trong phạm vi ảnh hưởng của hiểm họa đó. Thành phần hiểm họa còn được thê hiện qua cường độ của sự kiện, thời gian duy trì sự kiện và phạm vi anh hưởng của sự kiện đó đến một khu vực nhất định. Mức độ phơi bày trước hiểm họa (E) được sử dụng để chỉ sự hiện diện (theo vị trí) của con người, các hoạt động sinh kế, các dịch vụ môi trường và các nguồn tài nguyên thiên nhiên, cơ sở hạ tầng, các tài sản kinh tế, xã hội, văn hóa,. ở những nơi có thể chịu những ảnh hưởng bắt lợi bởi các hiểm họa dẫn đến những tôn hại, mất mát, hư hỏng tiềm tảng trong tương lai.

Tính đễ bị tổn thương (V) đề cập đến khuynh hướng của các yếu tố dé bi tac động của hiểm họa như con người (ví dụ: cơ cấu dân số, tỷ lệ nhóm dân số dễ bị ảnh hưởng), xã hội (tình trạng phát triển kinh tế) [36,43]. Tinh dé bi tôn thương (Vv) Hinh 1. Cach tiép cận trong xác định rui ro thién tai cua IPCC [48] UNISDR coi đánh giá rủi ro là: “Một quá trình xác định khả năng thiệt hai bằng cách phân tích các hiểm hoạ tiềm tàng và đánh giá các điều kiện hiện tại của tình trạng dễ bị ton thương mà có thể gây hại cho con người, tài sản, các dịch vụ, sinh kế và môi trường ảnh hưởng đến chúng” [53]. Nếu thiếu một trong ba yếu tô thì không hình thành rủi ro thiên tai.

Trong nghiên cứu về RRTT, hai thành phần mức độ phơi bảy và tính dễ bị tốn thương thường gây ra lúng túng bởi sự tương đối giống nhau trong định nghĩa. Do đó, cần thiết phải phân biệt được bản chất và các yếu tô câu thành của hai thành phần này. Mức độ phơi bày mang tính liệt kê các yêu tô trong khu vực nghiên cứu nằm ở vị trí có thể chịu ảnh hưởng của một sự kiện hiểm họa có thể xảy ra [52,53]. Mức độ phơi bày là một yếu tổ cần nhưng không phải là yếu tố quyết định của RRTT bởi một số yếu tố có thê có mức độ phơi bày cao trước một sự kiện hiểm họa nhưng không hoặc ít bị tổn thương trước hiểm họa đó thì cũng không cấu thành RRTT.

Tính dễ bị tốn thương liên quan tới khuynh hướng, bản chất dé bị tác động, suc chống chịu kém của các yếu tố bị phơi bày, từ đó tạo điều kiện cho hiểm họa gây ra những thiệt hại về kinh tế - xã hội. Chính vì thế, trong định nghĩa về RRTT, thành phần tính dé bị tổn thương đã bao gồm trong đó khả năng/năng lực chống chịu của một hệ thống trước một sự kiện hiểm họa có thể xay ra. Một số nghiên cứu khác nhận định rủi ro là sự kết hợp các yếu tố có khả năng xảy ra của các sự kiện cực đoan và những tác động của sự kiện đó. Nói cách khác, rủi ro gồm hai thành phần: khả năng xảy ra (hay xác suất) và tác động tiềm tàng (hậu quả có thể xảy ra).

Qua đó, rủi ro được xác định bằng công thức: Rủi ro (R) = xác suất xuất hiện sự kiện (P) x hậu quả có thể xảy ra (C). Nói cách khác, rủi ro là sự phơi bày thực tế của con người và xã hội trước một nguy cơ và là sự kết hợp của xác suất và thiệt hại [50]. Đây là khái niệm về RRTT tương đối đơn giản, trong đó các thành phần chính hiểm họa (H), mức độ phơi bày (E) và tính dễ bị tổn thương (V) sẽ không còn đứng riêng rẽ mà cùng đóng góp chung vào hai yếu tố: xác suất (P) và hậu quả (C). Cụ thê, cả 03 thành phần chính hiểm họa (H), mức độ phơi bày (E) và tính dé bi tén thương (V) sẽ đóng góp vào yếu tố hậu quả (C) thiệt hại về con người - xã hội [37.

Yếu tố xác suất (P) sẽ là hợp phần của H và V trong đó H sẽ liên quan tới khả năng xảy ra hiểm họa và V sẽ liên quan tới khả năng xảy ra hậu quả từ hiếm họa đó. Khái niệm về RRTT như trên đã được sử dụng trong các nghiên cứu cụ thể như bão [54], lũ [43], [50]. Tổng hợp các cách tiếp cận về các hợp phần của rủi ro thiên tai Sa x "nh dễ bị Rut ro _ X x |P phơi bày 1x |línhdếbị tôn thương Hiêm họa —_ ro Em. phoi bay |x Hiém hoa Rủi |_ ro | Nhận xét: Việc xác định các hợp phân của RRTT còn có một sô khác biệt.

Tuy nhiên, chúng khá tương đồng vì hậu quả của thiên tai phụ thuộc vào tính phơi bày cũng như tính dễ bị tổn thương. Ngược lại, tính dễ bị tổn thương và tính phơi bày quyết định hậu quả và thiệt hại do thiên tai gây ra. Qua đó, có thê thấy, các hướng tiếp cận là khác nhau song lại giỗng nhau về mục đích xác định cuối cùng rủi ro thiên tai phải bao gồm hậu quả do thiên tai gây ra. Các cách tiếp cận về rủi ro có thê được tóm tắt trong (Bảng 1.

Kế thừa và phát triển nghiên cứu này, Dwyer và cộng sự (2004) đã đề xuất kim tự tháp 3 chiều và thể tích của kim tự tháp là giá trị rủi ro. Ba mặt của kim tự tháp đặc trưng cho 3 thành phần khác nhau của rủi ro là hiểm họa, tính dễ bị tổn thương và mức độ phơi bày. Bất kỳ thành phần nào của kim tự tháp tăng lên đều làm cho thê tích kim tự tháp tăng, tức là giá trị rủi ro tăng và ngược lại [42]. Đến năm 2005, Trung tâm giảm nhẹ thiên tai Châu Á (ADRC) cho rằng, mỗi khi hiểm họa, mức độ phơi bày hay tính dễ bị tổn thương tăng lên sẽ kéo theo rủi ro tăng [35].

Một số phương pháp xác định rủi ro được minh họa trong (Hình 1. Tính dễ bị tồn thương Tính dễ bị Hiểm họa tôn thương Mức độ|phơi bày __ _ a) Crichton (2002) [39] b) Dwyer (2004)[42] c) ADRC (2005)[35] Đánh giá định lượng rủi ro h n tích cây sự kiện p> 2 eh m Ắ — Tinh dé bi Đường cong Kịch bản he hoa rồi ro lện én ° 1-P1 Kha nang xay ra P1*(1-P2) ° 8 P1*P2*(1-P3) ee Thấp Cao ‘Thiét hai = chi phi * Tính DBTT P1*P2*P3 Cac chỉ thị không gian Hình 1. Một số phương pháp xác định rủi ro Nhìn chung, hiện nay, các phương pháp xác định rủi ro thiên tai thường được phân theo bốn loại chính bao gồm: (¡) Đánh giá định lượng rủi ro, (ii) Phân tích cây sự kiện, (11) Tiếp cận ma trận rủi ro và (1v) Tiếp cận dựa trên chỉ thị. Việc lựa chọn phương pháp xác định rủi ro thường phụ thuộc vào quy mô và đặc tính của các dữ liệu cũng như mục đích của nghiên cứu.

Phương pháp đánh giá định lượng rủi ro thường sử dụng trong trường hợp tất cả các thành phần của rủi ro được xác định cụ thể theo không gian với một kịch bản bao gồm hiểm họa và các yếu tố chịu rủi ro cho trước. Theo đó, mức độ rủi ro có thê được phân tích theo phương trình sau: Pr7=l Rủi ro = > | P(TỊHS) Hiểm họa Pr=0 * Yếu tế >chịu rủi ro [Psjtts) x (Acer) X V(eRims))] Trong đó Pøs là xác suât xuât hiện của một kịch bản hiêm họa bât kì (một kịch bản hiêm họa là một hiện tượng tai biên xảy ra với cường độ và tân suât bât kì), Pu; là xác suất một vị trí nhất định bị ảnh hưởng bởi một kịch bản hiểm hoa bat ki, Acrus) la dinh Ivong cua tất cả các yếu tố chịu rủi ro bị phơi bày trong một kịch bản hiểm họa bất kì (ví dụ như số người, SỐ công trình, giá trị tính bang tién, dién tich dat.), Veerns) 14 mire d6 dé bi ton thuong cua yếu tố chịu rủi ro tương ứng với cường độ của một kịch bản hiểm họa xác định. Phương pháp phân tích cây sự kiện là phương pháp tối ưu nhất để đánh giá rủi ro đa thiên tai. Một cây sự kiện là một hệ thống được áp dụng đề phân tích tất cả sự kết hợp (cũng như xác suất xuất hiện kết hợp) của các thông số ảnh hưởng đến hệ thống dựa trên phân tích.

Tất cả các sự kiện phân tích được liên kết với nhau băng các nút, tất cả các trạng thái có thể của hệ thong được xem xét tại mỗi nút và mỗi nhánh được đặc trưng bởi một giá trị xác suất xuất hiện xác định. Phương pháp ma trận rủi ro được sử dụng trong trường hợp các dữ liệu thu thập không đủ dé đánh giá định lượng hoặc có mức độ không chắc chắn lớn. Các ma trận rủi ro hay ma trận hậu quả tần số (CFM) cho phép phân loại rủi ro dựa trên kiến thức chuyên môn với các dữ liệu định lượng giới hạn [51,46]. Ma trận rủi ro được tạo thành với các cột là tần suất của sự kiện hiểm họa và các hàng là hậu quả (hoặc thiệt hại tiềm năng) của sự kiện (đã được phân theo cấp độ).

Thay vì sử dụng các gia tri cố định, việc sử dụng các cấp độ cho phép đánh giá linh hoạt hơn cũng như có thê kết hợp với các ý kiến chuyên gia.