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.

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.