Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam nằm trong nhóm 10 quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề nhất bởi thiên tai do biến đổi khí hậu, trong đó lũ quét là một trong những hiện tượng thiên tai nguy hiểm và thường xuyên xảy ra. Trung bình mỗi năm, nước ta phải hứng chịu từ 6 đến 7 cơn bão kèm theo mưa lớn, gây ra các trận lũ quét với sức tàn phá nghiêm trọng về người và tài sản. Tỉnh Quảng Ninh, với hơn 80% diện tích là đồi núi và hệ thống sông suối ngắn, dốc, có lượng mưa trung bình khoảng 2.500 mm/năm, là khu vực dễ xảy ra lũ quét. Các sự kiện lũ quét nghiêm trọng trong 20 năm qua đã gây thiệt hại lớn, như trận lũ quét năm 2001 tại Đông Triều làm 8 người chết, hay trận sạt lở đất năm 2005 tại Bình Liêu làm 11 người chết.

Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá hiện trạng lũ quét trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh và thành lập bản đồ phân vùng lũ quét nhằm phục vụ công tác quản lý tài nguyên, quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội và giảm thiểu thiệt hại do lũ quét gây ra. Nghiên cứu tập trung trong phạm vi lãnh thổ tỉnh Quảng Ninh, sử dụng dữ liệu trong khoảng thời gian 20 năm gần đây (2000-2021). Ý nghĩa của đề tài không chỉ nằm ở việc cung cấp cơ sở khoa học cho công tác phòng chống thiên tai mà còn hỗ trợ các cơ quan quản lý trong việc quy hoạch sử dụng đất và bảo vệ người dân khỏi rủi ro thiên tai.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình về lũ quét, trong đó:

  • Khái niệm lũ quét: Lũ quét là hiện tượng lũ lớn xảy ra trong thời gian ngắn, thường do mưa lớn tập trung trên các sườn dốc, có tốc độ lên nhanh và sức tàn phá lớn. Lũ quét có thể mang theo bùn đá, cây cối, gây thiệt hại nghiêm trọng.
  • Phân loại lũ quét: Bao gồm lũ quét sườn dốc, lũ quét vỡ dòng tự nhiên và nhân tạo, lũ quét nghẽn dòng tự nhiên và đột biến, lũ bùn đá và lũ quét hỗn hợp.
  • Các nhân tố hình thành lũ quét: Gồm nhóm nhân tố tự nhiên (địa hình, địa mạo, độ dốc, thổ nhưỡng, lượng mưa, mật độ sông suối, thảm thực vật) và nhóm nhân tố con người (phá rừng, khai thác khoáng sản, xây dựng hạ tầng).
  • Chỉ số tiềm năng lũ quét (FFPI): Là chỉ số tổng hợp các yếu tố vật lý của lưu vực để đánh giá nguy cơ lũ quét, được sử dụng làm cơ sở xây dựng bản đồ phân vùng lũ quét.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Sử dụng dữ liệu địa hình (Mô hình số độ cao DEM), bản đồ địa mạo, loại đất, rừng và lớp phủ thực vật từ ảnh vệ tinh Sentinel 2, dữ liệu lượng mưa từ Viện Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu Quốc gia (2000-2021), dữ liệu hiện trạng lũ quét từ các báo cáo thống kê và khảo sát thực địa tại các huyện trong tỉnh.
  • Phương pháp phân tích thứ bậc (AHP): Xác định trọng số các yếu tố ảnh hưởng đến lũ quét dựa trên ma trận so sánh cặp, đảm bảo độ nhất quán với chỉ số CR ≤ 0,1.
  • Phương pháp tích hợp đa chỉ tiêu (MCA): Kết hợp các lớp dữ liệu không gian với trọng số đã xác định để xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ lũ quét theo công thức tổng hợp trọng số.
  • Phân tích không gian GIS: Áp dụng thuật toán chồng xếp không gian và phân loại thuộc tính để xử lý và phân tích dữ liệu địa lý, xây dựng các bản đồ thành phần và bản đồ phân vùng lũ quét.
  • Xử lý ảnh viễn thám: Sử dụng phần mềm QGIS để xử lý ảnh vệ tinh Sentinel 2, áp dụng các phương pháp NDVI differencing và post classification để xác định lớp phủ thực vật.
  • Khảo sát thực địa: Thu thập thông tin hiện trạng lũ quét, phỏng vấn người dân và kiểm tra thực tế tại các huyện Ba Chẽ, Tiên Yên, Bình Liêu, Móng Cái, Đông Triều nhằm kiểm chứng và bổ sung dữ liệu.

Thời gian nghiên cứu từ tháng 1 đến tháng 5 năm 2022, với phạm vi không gian toàn tỉnh Quảng Ninh (6.178 km²).

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Xác định 6 nhân tố chính hình thành lũ quét tại Quảng Ninh: Đặc điểm địa hình, lượng mưa cực đại trong ngày, tính chất đất, độ dốc lưu vực, độ che phủ thực vật và mật độ sông suối. Mỗi yếu tố được phân cấp và gán trọng số theo phương pháp AHP, đảm bảo độ tin cậy với CR ≤ 0,1.

  2. Phân vùng nguy cơ lũ quét: Bản đồ phân vùng lũ quét được xây dựng với 5 cấp độ nguy cơ từ rất thấp đến rất cao. Kết quả cho thấy khoảng 15% diện tích tỉnh thuộc vùng nguy cơ cao và rất cao, tập trung chủ yếu ở các huyện miền núi như Bình Liêu, Ba Chẽ, Tiên Yên và Đông Triều.

  3. Lượng mưa cực đại trên 200 mm/ngày là ngưỡng quan trọng gây lũ quét: Các điểm xảy ra lũ quét đều có lượng mưa cực đại vượt ngưỡng này, kết hợp với độ dốc lưu vực lớn (>15°) và độ che phủ thực vật dưới 10%.

  4. Ảnh hưởng của hoạt động con người: Phá rừng, khai thác khoáng sản và xây dựng hạ tầng làm giảm độ che phủ thực vật, làm tăng nguy cơ sạt lở và lũ quét. Ví dụ, khu vực khai thác than tại Đông Triều có nguy cơ lũ quét cao hơn so với các vùng rừng nguyên sinh.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của lũ quét tại Quảng Ninh là sự kết hợp giữa điều kiện tự nhiên đặc thù (địa hình dốc, lượng mưa lớn, đất dễ xói mòn) và tác động của con người làm suy giảm thảm thực vật. So với các nghiên cứu tại các tỉnh miền núi khác như Sơn La, Yên Bái, kết quả phân vùng nguy cơ lũ quét tại Quảng Ninh có sự tương đồng về các nhân tố ảnh hưởng nhưng có sự khác biệt về phân bố không gian do đặc điểm địa hình và khí hậu riêng biệt.

Bản đồ phân vùng lũ quét có thể được trình bày dưới dạng bản đồ màu sắc thể hiện các cấp độ nguy cơ, kèm theo bảng thống kê diện tích và tỷ lệ từng cấp độ theo đơn vị hành chính. Điều này giúp các nhà quản lý dễ dàng nhận diện vùng nguy cơ cao để ưu tiên triển khai các biện pháp phòng chống.

Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy việc ứng dụng công nghệ GIS, viễn thám và phương pháp phân tích đa tiêu chí là hiệu quả trong việc xây dựng bản đồ phân vùng lũ quét, góp phần nâng cao khả năng dự báo và cảnh báo sớm.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường trồng rừng và phục hồi thảm thực vật: Hướng tới tăng độ che phủ thực vật trên các lưu vực có nguy cơ cao, giảm thiểu xói mòn đất và nguy cơ lũ quét. Chủ thể thực hiện là các cơ quan quản lý tài nguyên môi trường và địa phương, thực hiện trong vòng 3-5 năm.

  2. Xây dựng hệ thống cảnh báo sớm lũ quét: Ứng dụng công nghệ GIS, viễn thám và mạng lưới trạm quan trắc để theo dõi lượng mưa và mực nước sông suối, cảnh báo kịp thời cho người dân. Thời gian triển khai trong 1-2 năm, do Sở Tài nguyên Môi trường và Trung tâm dự báo khí tượng thủy văn tỉnh chủ trì.

  3. Quy hoạch và quản lý sử dụng đất hợp lý: Hạn chế xây dựng, khai thác tại các vùng có nguy cơ lũ quét cao, đồng thời kiểm soát chặt chẽ các hoạt động khai thác khoáng sản, phá rừng. Chủ thể là UBND tỉnh và các sở ngành liên quan, thực hiện liên tục và cập nhật định kỳ.

  4. Tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng: Tổ chức các chương trình đào tạo, tập huấn về phòng chống lũ quét cho người dân, đặc biệt tại các vùng nguy cơ cao. Thực hiện thường xuyên, phối hợp giữa chính quyền địa phương và các tổ chức xã hội.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và môi trường: Sử dụng kết quả để xây dựng chính sách, quy hoạch phòng chống thiên tai, quản lý rủi ro thiên tai hiệu quả.

  2. Các nhà quy hoạch đô thị và phát triển hạ tầng: Áp dụng bản đồ phân vùng lũ quét để lựa chọn vị trí xây dựng an toàn, giảm thiểu rủi ro thiên tai.

  3. Các tổ chức nghiên cứu và đào tạo: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, ứng dụng công nghệ GIS và viễn thám trong quản lý rủi ro thiên tai.

  4. Cộng đồng dân cư và các tổ chức phi chính phủ: Nâng cao nhận thức về nguy cơ lũ quét, tham gia vào các hoạt động phòng chống và ứng phó thiên tai.

Câu hỏi thường gặp

  1. Lũ quét là gì và khác gì so với lũ thường?
    Lũ quét là hiện tượng lũ xảy ra nhanh, trong thời gian ngắn, thường do mưa lớn tập trung trên địa hình dốc, có tốc độ lên nhanh và sức tàn phá lớn hơn lũ thường. Ví dụ, lũ quét có thể xảy ra trong vòng vài giờ sau mưa lớn, trong khi lũ thường diễn ra trong nhiều ngày.

  2. Tại sao Quảng Ninh dễ xảy ra lũ quét?
    Quảng Ninh có địa hình đồi núi dốc, lượng mưa lớn trung bình khoảng 2.500 mm/năm, nhiều sông suối ngắn và dốc, cùng với tác động của con người như phá rừng và khai thác khoáng sản làm tăng nguy cơ lũ quét.

  3. Bản đồ phân vùng lũ quét có vai trò gì?
    Bản đồ giúp xác định các khu vực có nguy cơ lũ quét cao, hỗ trợ công tác quy hoạch, quản lý đất đai và cảnh báo sớm, từ đó giảm thiểu thiệt hại về người và tài sản.

  4. Phương pháp AHP được sử dụng như thế nào trong nghiên cứu?
    AHP được dùng để xác định trọng số các yếu tố ảnh hưởng đến lũ quét thông qua ma trận so sánh cặp, đảm bảo tính nhất quán và hợp lý trong đánh giá các nhân tố.

  5. Làm thế nào để người dân phòng tránh lũ quét hiệu quả?
    Người dân cần nâng cao nhận thức về nguy cơ lũ quét, tuân thủ các cảnh báo của chính quyền, tránh xây dựng nhà cửa ở vùng nguy cơ cao, và tham gia các chương trình đào tạo phòng chống thiên tai.

Kết luận

  • Đã xác định được 6 nhân tố chính ảnh hưởng đến sự hình thành lũ quét tại tỉnh Quảng Ninh, bao gồm địa hình, lượng mưa cực đại, tính chất đất, độ dốc lưu vực, độ che phủ thực vật và mật độ sông suối.
  • Bản đồ phân vùng lũ quét được xây dựng với 5 cấp độ nguy cơ, giúp nhận diện các khu vực có nguy cơ cao để ưu tiên phòng chống.
  • Ứng dụng công nghệ GIS, viễn thám và phương pháp phân tích đa tiêu chí là hiệu quả trong việc đánh giá và dự báo lũ quét.
  • Các giải pháp đề xuất tập trung vào phục hồi thảm thực vật, xây dựng hệ thống cảnh báo sớm, quản lý sử dụng đất và nâng cao nhận thức cộng đồng.
  • Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học quan trọng cho công tác quản lý rủi ro thiên tai tại Quảng Ninh, góp phần phát triển kinh tế - xã hội bền vững.

Hành động tiếp theo: Triển khai các giải pháp đề xuất, cập nhật bản đồ phân vùng định kỳ và mở rộng nghiên cứu sang các tỉnh miền núi khác. Các cơ quan quản lý và cộng đồng được khuyến khích áp dụng kết quả nghiên cứu để nâng cao hiệu quả phòng chống lũ quét.