Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu biến động lòng sông Sê San tỉnh Kon Tum bằng ảnh viễn thám

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu ứng dụng ảnh viễn thám đa thời kỳ để phân tích biến động lòng sông thượng lưu sông Sê San, tỉnh Kon Tum.

• Tác giả: Phạm Thu Thủy
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Việt Hòa
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Biến đổi khí hậu
• Đề tài: Ứng dụng ảnh viễn thám đa thời kỳ nghiên cứu biến động lòng sông thượng lưu sông Sê San tỉnh Kon Tum
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Giới thiệu chung
• 0.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 0.3. Dự kiến những đóng góp của đề tài
• 0.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 0.5. Cấu trúc của luận văn
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LƢU VỰC SÔNG KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG VIỄN THÁM TRONG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG LÒNG SÔNG
• 1.1. Đặc điểm tự nhiên
• 1.1.1. Vị trí địa lý
• 1.1.2. Địa hình, địa mạo
• 1.1.3. Địa chất, lớp phủ thực vật
• 1.1.4. Đặc điểm khí hậu
• 1.1.5. Chế độ thủy văn
• 2. CHƯƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu biến động lòng sông Sê San tỉnh Kon Tum

Nghiên cứu biến động lòng sông Sê San tỉnh Kon Tum là một chủ đề quan trọng trong việc hiểu rõ các thay đổi môi trường và tác động của chúng đến hệ sinh thái. Sông Sê San, một chi lưu lớn của sông Mê Kông, có vai trò quan trọng trong việc cung cấp nước cho các hoạt động nông nghiệp và sinh hoạt của người dân địa phương. Việc sử dụng ảnh viễn thám để theo dõi sự biến động này giúp cung cấp thông tin chính xác và kịp thời cho các nhà quản lý tài nguyên nước.

1.1. Đặc điểm tự nhiên và vị trí địa lý của sông Sê San

Sông Sê San bắt nguồn từ vùng Tây Nguyên, chảy qua tỉnh Kon Tum và có lưu vực rộng lớn. Đặc điểm địa hình và khí hậu nơi đây ảnh hưởng lớn đến chế độ thủy văn và sự biến động lòng sông. Các yếu tố như độ cao, lượng mưa và chế độ dòng chảy đều góp phần vào sự thay đổi của lòng sông.

1.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu biến động lòng sông

Nghiên cứu biến động lòng sông không chỉ giúp hiểu rõ hơn về các quá trình tự nhiên mà còn hỗ trợ trong việc quản lý tài nguyên nước. Thông qua việc phân tích ảnh viễn thám, có thể đánh giá được mức độ sạt lở, bồi tụ và các tác động của con người đến lòng sông.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu biến động lòng sông Sê San

Mặc dù có nhiều công cụ hiện đại như ảnh viễn thám, việc nghiên cứu biến động lòng sông Sê San vẫn gặp phải nhiều thách thức. Các yếu tố như biến đổi khí hậu, hoạt động khai thác tài nguyên và sự phát triển đô thị đều ảnh hưởng đến sự ổn định của lòng sông. Việc thiếu dữ liệu lịch sử cũng là một rào cản lớn trong việc đánh giá chính xác các xu hướng biến động.

2.1. Tác động của biến đổi khí hậu đến lòng sông

Biến đổi khí hậu gây ra các hiện tượng thời tiết cực đoan, làm thay đổi chế độ dòng chảy và tăng cường sạt lở bờ sông. Những thay đổi này không chỉ ảnh hưởng đến môi trường mà còn đến đời sống của người dân sống ven sông.

2.2. Khó khăn trong việc thu thập dữ liệu

Việc thu thập dữ liệu về biến động lòng sông thường gặp khó khăn do địa hình hiểm trở và chi phí cao cho các cuộc khảo sát thực địa. Điều này dẫn đến việc thiếu thông tin cần thiết để đưa ra các quyết định quản lý hiệu quả.

III. Phương pháp nghiên cứu biến động lòng sông Sê San qua ảnh viễn thám

Phương pháp nghiên cứu sử dụng ảnh viễn thám đa thời kỳ cho phép theo dõi sự biến động của lòng sông một cách hiệu quả. Các kỹ thuật như phân loại ảnh và phân tích dữ liệu GIS được áp dụng để xác định mức độ biến động của lòng sông qua các giai đoạn khác nhau.

3.1. Ứng dụng công nghệ viễn thám trong nghiên cứu

Công nghệ viễn thám cung cấp một cái nhìn tổng quan về sự biến động của lòng sông, giúp phát hiện các thay đổi nhanh chóng và chính xác. Việc sử dụng ảnh Landsat cho phép phân tích các yếu tố như bồi tụ và sạt lở bờ sông.

3.2. Phương pháp phân loại ảnh viễn thám

Phương pháp phân loại ảnh viễn thám dựa trên thuật toán K-means giúp xác định các loại lớp phủ và mức độ biến động của lòng sông. Kết quả phân loại cung cấp thông tin quan trọng cho việc đánh giá tình trạng hiện tại của lòng sông.

IV. Kết quả nghiên cứu biến động lòng sông Sê San

Kết quả nghiên cứu cho thấy sự biến động lòng sông Sê San diễn ra mạnh mẽ trong các giai đoạn khác nhau. Các số liệu thu thập từ ảnh viễn thám cho thấy mức độ sạt lở và bồi tụ có sự thay đổi đáng kể, ảnh hưởng đến hệ sinh thái và đời sống của người dân.

4.1. Biến động sạt lở và bồi tụ tại sông Đăk Bla

Khu vực sông Đăk Bla cho thấy mức độ sạt lở cao trong giai đoạn 1990-2002, với nhiều đoạn bờ sông bị xói mòn nghiêm trọng. Việc phân tích dữ liệu cho thấy sự gia tăng diện tích bồi tụ ở một số khu vực, điều này có thể liên quan đến các hoạt động khai thác tài nguyên.

4.2. Kết quả biến động tại sông Pô Kô

Sông Pô Kô cũng ghi nhận sự biến động đáng kể, với các đoạn bờ sông bị sạt lở mạnh trong mùa mưa. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng các yếu tố tự nhiên và nhân tạo đều góp phần vào sự thay đổi này.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu biến động lòng sông Sê San

Nghiên cứu biến động lòng sông Sê San tỉnh Kon Tum thông qua ảnh viễn thám đã cung cấp những thông tin quý giá về tình trạng hiện tại và xu hướng trong tương lai. Kết quả nghiên cứu không chỉ có giá trị khoa học mà còn hỗ trợ cho công tác quản lý tài nguyên nước và bảo vệ môi trường.

5.1. Ý nghĩa của nghiên cứu đối với quản lý tài nguyên

Kết quả nghiên cứu giúp các nhà quản lý có cái nhìn rõ hơn về tình trạng lòng sông, từ đó đưa ra các quyết định hợp lý trong việc bảo vệ và phát triển tài nguyên nước.

5.2. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến biến động lòng sông, đồng thời áp dụng các công nghệ mới để nâng cao độ chính xác trong việc theo dõi và đánh giá tình trạng lòng sông.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Lưu vực sông Sê San là một trong những mạng lưới thủy văn xuyên biên giới trọng yếu của lưu vực sông Mê Kông với tổng diện tích tự nhiên đạt 17.000 km2, trong đó phần thượng lưu chảy qua địa phận tỉnh Kon Tum chiếm khoảng 11.659 km2. Dưới tác động phức hợp của biến đổi khí hậu toàn cầu, chế độ mưa lũ cực đoan và tốc độ gia tăng nhanh chóng của các dự án thủy điện bậc thang như Plei Krông hay Yaly, hiện tượng biến động hình thái lòng dẫn và sạt lở bờ sông tại hai chi lưu chính là sông Đăk Bla và sông Pô Kô đã diễn ra hết sức phức tạp. Vấn đề đặt ra là các phương pháp khảo sát trắc địa truyền thống trên địa hình đồi núi dốc đứng của Tây Nguyên thường gặp trở ngại lớn về chi phí và khả năng tiếp cận thực địa liên tục, dẫn đến sự thiếu hụt dữ liệu không gian dài hạn phục vụ công tác quy hoạch.

Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Biến đổi khí hậu với đề tài nghiên cứu biến động lòng sông thượng lưu sông Sê San đã được thực hiện nhằm giải quyết trọn vẹn thách thức trên. Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là xác lập sơ đồ biến động lòng sông, lượng hóa mức độ sạt lở, bồi tụ bờ sông và phân tích sự chuyển dịch lớp phủ vùng ngập lũ cực đại trong chuỗi thời gian kéo dài 23 năm từ năm 1990 đến năm 2013. Phạm vi không gian nghiên cứu bao phủ 23 xã, phường trọng điểm dọc theo hai chi lưu Đăk Bla và Pô Kô thuộc tỉnh Kon Tum. Về mặt ý nghĩa khoa học và thực tiễn, nghiên cứu đã xây dựng thành công bộ dữ liệu giám sát số hóa đạt độ tin cậy phân loại tổng thể 92,74%, giúp cơ quan quản lý khoanh vùng chính xác 100% các đoạn sông xung yếu, giảm thiểu rủi ro thiên tai và bảo vệ an toàn sinh kế cho hơn 453.000 người dân trên địa bàn tỉnh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng vững chắc của lý thuyết tương tác bức xạ điện từ trong viễn thám quang học và lý thuyết động lực học hình thái sông ngòi (Fluvial Geomorphology). Về mặt vật lý viễn thám, năng lượng mặt trời khi chiếu xuống bề mặt trái đất sẽ phân tách thành ba thành phần cơ bản gồm năng lượng phản xạ, năng lượng hấp thụ và năng lượng thấu quang. Đối tượng mặt nước tự nhiên có đặc tính hấp thụ gần như hoàn toàn sóng điện từ ở dải cận hồng ngoại (NIR) và hồng ngoại sóng ngắn (SWIR), trong khi thảm thực vật và thổ nhưỡng lại có độ phản xạ rất mạnh ở các dải sóng này. Đây là cơ sở khoa học để phân tách ranh giới thủy văn với nền đất xung quanh.

Bên cạnh đó, nghiên cứu vận dụng các khái niệm chuyên ngành then chốt bao gồm:

• Chỉ số tỷ số phổ cải biên $(b5+b7)/b2$: Tận dụng kênh hồng ngoại sóng ngắn Band 5, Band 7 và kênh màu lục Band 2 của ảnh vệ tinh Landsat nhằm tối ưu hóa độ tương phản phổ giữa nước, đất trống và thực vật.
• Hệ thống phân tích đường bờ số (Digital Shoreline Analysis System - DSAS): Phương pháp toán học xây dựng các tuyến cắt ngang vuông góc để tính toán khoảng cách dịch chuyển và tốc độ xói lở, bồi tụ đường bờ qua các thời kỳ.
• Ma trận biến động lớp phủ (Transition Matrix): Mô hình so sánh sau phân loại nhằm xác định cụ thể diện tích chuyển dịch giữa các trạng thái lớp phủ bề mặt trong lòng sông.

Phương pháp nghiên cứu

Cơ sở dữ liệu nghiên cứu sử dụng cỡ mẫu gồm 9 cảnh ảnh vệ tinh Landsat 5 TM và Landsat 7 ETM+ có độ phân giải không gian 30m, bao gồm các mốc thời gian tiêu biểu: 1990, 1994, 1997, 2002, 2004, 2008, 2010 và 2013. Tiêu chuẩn chọn mẫu dữ liệu được thực hiện nghiêm ngặt theo các tiêu chí: toàn bộ ảnh được chụp vào mùa khô (từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau) để loại trừ sai số ngập úng mùa lũ, độ che phủ mây dưới 10%, và được quy chuẩn đồng nhất về hệ tọa độ UTM WGS84 Zone 49N. Đối với các ảnh Landsat 7 sau năm 2003 bị lỗi sọc quét (SLC-off), kỹ thuật bù khoảng trống dữ liệu trong phần mềm ENVI đã được áp dụng để khôi phục 100% diện mạo không gian ảnh.

Lý do lựa chọn chuỗi phương pháp phân tích tích hợp bắt nguồn từ tính ưu việt của kỹ thuật chiết tách phổ kết hợp không gian. Ảnh tỷ số $(b5+b7)/b2$ cho thấy 95% giá trị phổ tập trung trong khoảng từ 0,3 đến 6 với độ lệch chuẩn 0,8727, giúp thuật toán phân ngưỡng lát cắt mật độ (Density Slicing) tách mặt nước ở miền giá trị từ 0,17 đến 0,96 một cách chuẩn xác. Sau đó, thuật toán phân nhóm tự động K-means của MacQueen kết hợp khoảng cách Euclidean được ứng dụng để phân loại 4 nhóm lớp phủ chính mà không bị chi phối bởi định kiến chủ quan. Tốc độ biến động đường bờ được lượng hóa thông qua công thức $R = D_n / T$ (với $D_n$ là khoảng cách dịch chuyển và $T$ là khoảng thời gian giữa hai thời kỳ). Quá trình kiểm định chất lượng sử dụng ảnh vệ tinh độ phân giải cao GeoEye 0,4m cùng số liệu điều tra thực địa năm 2013, xác nhận độ chính xác tổng thể đạt 92,74% và hệ số Kappa vượt mức 0,85.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình xử lý và phân tích chuỗi tư liệu viễn thám đa thời kỳ giai đoạn 1990 - 2013 đã mang lại 4 phát hiện mang tính đột phá về quy luật biến động lòng dẫn thượng lưu sông Sê San:

• Sự phân hóa mạnh mẽ về cường độ sạt lở và bồi tụ giữa hai chi lưu: Sông Đăk Bla có chiều dài thượng lưu khoảng 74 km với hệ số uốn khúc cao đạt 2,03 và độ dốc lòng dẫn 1,3% - 1,7%, thể hiện xu thế xói lở ngang rất mạnh tại các đoạn khúc uốn qua thành phố Kon Tum, tốc độ sạt lở cục bộ vượt ngưỡng 12 m/năm. Trong khi đó, sông Pô Kô với chiều dài 121 km và độ dốc đoạn thượng nguồn lên tới 3,3% lại có hình thái sạt lở dọc theo các thung lũng hẹp dạng chữ V với mức độ xói lở sâu.
• Tốc độ dịch chuyển đường bờ gia tăng đột biến trong giai đoạn 2002 - 2013: So với giai đoạn 1990 - 2002, tốc độ xói lở bờ sông trong giai đoạn 2002 - 2013 đã tăng trung bình từ 1,5 đến 2,2 lần trên nhiều phân đoạn. Điểm nóng sạt lở nghiêm trọng nhất được ghi nhận tại khu vực xã Krong (nằm kẹp giữa hai lòng hồ thủy điện lớn Plei Krông và Yaly), nơi đường bờ bị dịch chuyển ngang hơn 45 mét trong suốt chu kỳ nghiên cứu.
• Chuyển dịch cơ cấu lớp phủ lòng sông cực đại diễn ra phức tạp: Kết quả ma trận biến động chỉ ra diện tích mặt nước và bãi bồi cát sỏi liên tục hoán đổi vị trí cho nhau. Hơn 25% diện tích thảm thực vật cây bụi ven bờ đã bị xói trôi hoặc chuyển đổi sang đất canh tác nông nghiệp ngắn ngày, làm suy giảm khả năng giữ đất tự nhiên của thảm phủ sinh thái.
• Quy luật hình thành bãi bồi ngầm và cồn cát: Quá trình bồi tụ diễn ra không đồng đều, tập trung chủ yếu ở phần bờ lõm thoải và hạ lưu các công trình nhân tạo, làm thay đổi dòng chảy chủ lưu và gián tiếp thúc đẩy sạt lở mạnh ở bờ đối diện.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân dẫn đến bức tranh biến động trên là sự kết hợp giữa các yếu tố tự nhiên nội tại và tác động nhân sinh mạnh mẽ. Về mặt tự nhiên, địa hình Kon Tum có tính phân dị cao, lượng mưa trung bình hàng năm lên tới 2.121 mm (có năm đạt đỉnh 2.520 mm), tập trung tới 70% - 75% lượng dòng chảy năm vào mùa lũ (tổng lượng dòng chảy toàn hệ thống đạt 8,61 tỷ m3/năm), trong khi mùa kiệt chỉ chiếm 3% - 5%. Sự chênh lệch lưu lượng cực đoan này tạo ra động lực dòng chảy cắt xẻ đáy và khoét chân bờ vô cùng dữ dội.

Về mặt nhân sinh, hoạt động khai thác cát, sỏi rầm rộ trên sông Đăk Bla đã làm hạ thấp cao trình đáy sông, phá vỡ thế cân bằng động của lòng dẫn. Đồng thời, việc tích nước và vận hành xả lũ của các hồ chứa thủy điện trên lưu vực sông Pô Kô đã làm biến đổi đột ngột trường thủy lực hạ lưu đập. Khi so sánh với các nghiên cứu của Zhengyi Yao trên sông Hoàng Hà hay Archana Sarkar trên sông Brahmaputra, kết quả tại sông Sê San thể hiện rõ tính đặc thù của các lưu vực sông miền núi nhiệt đới có độ dốc lớn kết hợp bậc thang thủy điện. Toàn bộ các phát hiện này được minh chứng trực quan thông qua bảng ma trận chuyển đổi không gian lớp phủ và hệ thống biểu đồ phân bố tốc độ dịch chuyển bờ dọc theo hàng trăm tuyến transect từ thượng nguồn về hạ lưu.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm kiểm soát tình trạng xói lở bờ sông, bảo vệ cơ sở hạ tầng và phát triển bền vững lưu vực thượng lưu sông Sê San, nghiên cứu đề xuất 4 nhóm giải pháp hành động cụ thể:

• Hoàn thiện và ban hành hành lang thoát lũ, nghiêm cấm khai thác cát sỏi trái phép: Ủy ban Nhân dân tỉnh Kon Tum phối hợp với Sở Tài nguyên và Môi trường tiến hành cắm mốc chỉ giới hành lang bảo vệ nguồn nước cho 100% các đoạn bờ sông có nguy cơ sạt lở cao trước quý 4 năm 2025; đình chỉ toàn bộ các bãi khai thác khoáng sản không phép tại sông Đăk Bla.
• Tối ưu hóa quy trình vận hành liên hồ chứa thủy điện: Tập đoàn Điện lực Việt Nam và các chủ hồ chứa (Plei Krông, Yaly) cần phối hợp chặt chẽ với cơ quan khí tượng thủy văn để xây dựng kịch bản điều tiết dòng chảy xả lũ khoa học, duy trì dòng chảy sinh thái tối thiểu, phấn đấu giảm 35% áp lực thủy động lực dòng chảy tác động trực tiếp vào chân bờ sông trong giai đoạn 2024 - 2030.
• Xây dựng hệ thống công trình kè mềm kết hợp phục hồi sinh thái rừng ven sông: Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Kon Tum chủ trì triển khai chương trình trồng mới 500 ha rừng phòng hộ bán ngập và cây giữ đất bản địa có bộ rễ sâu tại các bãi bồi ven sông Pô Kô và Đăk Bla, hoàn thành phủ xanh 85% diện tích bờ xung yếu trước năm 2027.
• Thiết lập hệ thống quan trắc và cảnh báo biến động lòng sông tự động bằng công nghệ viễn thám - GIS: Trung tâm Viễn thám Quốc gia phối hợp với các viện nghiên cứu xây dựng trạm giám sát không gian định kỳ 6 tháng/lần dựa trên ảnh vệ tinh đa thời kỳ, cung cấp thông tin dự báo xói lở sớm cho toàn bộ 23 xã, phường ven sông từ năm 2025.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang giá trị thực tiễn và học thuật sâu sắc, đặc biệt hữu ích cho 4 nhóm đối tượng sau:

• Cơ quan quản lý nhà nước và chính quyền địa phương (Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Kon Tum): Cung cấp bộ bản đồ số hóa chi tiết và dữ liệu định lượng 23 năm để lập quy hoạch sử dụng đất ven sông, quy hoạch dân cư và cấp phép khai thác tài nguyên nước an toàn.
• Ban quản lý các dự án thủy điện và thủy lợi trên lưu vực sông Sê San: Cung cấp cơ sở khoa học về động lực dòng chảy và diễn biến lòng dẫn để tính toán bồi lắng lòng hồ, bảo vệ an toàn chân đập và các công trình phụ trợ hạ du.
• Chuyên gia nghiên cứu, giảng viên, học viên cao học và sinh viên chuyên ngành Biến đổi khí hậu, Viễn thám, GIS, Địa lý - Địa mạo: Sử dụng làm tài liệu tham khảo chuẩn mực về quy trình công nghệ chiết tách đường bờ bằng ảnh tỷ số $(b5+b7)/b2$, thuật toán K-means và mô hình DSAS.
• Các doanh nghiệp tư vấn xây dựng công trình thủy công và hạ tầng giao thông ven sông: Khai thác số liệu về tốc độ xói lở tối đa theo từng mét/năm để thiết kế kết cấu kè bảo vệ, mố cầu và tuyến đường ven sông đạt độ bền vững tối ưu.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao nghiên cứu lại ưu tiên sử dụng ảnh vệ tinh Landsat độ phân giải 30m thay vì ảnh hàng không độ phân giải cao?
Ảnh Landsat sở hữu nguồn dữ liệu lịch sử liên tục, miễn phí và có tính lặp lại định kỳ cao từ năm 1990 đến năm 2013 với diện tích bao phủ rộng lớn 185 km x 170 km mỗi cảnh. Điều này giúp tối ưu hóa chi phí nghiên cứu và cho phép đánh giá tổng thể biến động lòng sông trên toàn lưu vực 11.659 km2 mà ảnh máy bay khó đáp ứng được do kinh phí đắt đỏ và tần suất bay chụp thưa thớt.

Công thức tỷ số phổ $(b5+b7)/b2$ có ưu điểm gì vượt trội trong việc chiết tách đường bờ sông?
Công thức này kết hợp hai kênh hồng ngoại sóng ngắn (Band 5 và Band 7) vốn bị nước hấp thụ cực mạnh cùng với kênh màu lục (Band 2) có độ phản xạ nước nhất định. Nhờ đó, tỷ số phổ tạo ra độ tương phản sắc nét giữa mặt nước và cả hai đối tượng bao quanh là đất trống và thảm thực vật dày, giúp loại bỏ nhiễu phổ và nâng độ chính xác phân ngưỡng lên 92,74%.

Đâu là yếu tố chính khiến đoạn sông Pô Kô chảy qua xã Krong bị sạt lở nghiêm trọng nhất?
Đoạn sông này chịu tác động kép từ điều kiện tự nhiên và nhân tạo: sông nằm trong thung lũng hẹp có nền địa chất trầm tích bở rời, đồng thời vị trí địa lý nằm kẹp giữa hai hồ thủy điện Plei Krông và Yaly khiến chế độ thủy lực dòng chảy bị dao động mạnh mỗi khi các nhà máy tích nước hoặc xả lũ đột ngột.

Hệ thống phân tích đường bờ DSAS xử lý sai số tại các khúc uốn cong phức tạp như thế nào?
Khi các tuyến cắt ngang (transect) giao cắt đường bờ tại nhiều điểm trên khúc uốn cong hoặc giao với đường cơ sở (baseline) ở góc nhọn, phần mềm sẽ áp dụng thuật toán tạo đường đệm baseline mịn và tự động lựa chọn điểm giao gần nhất. Kỹ thuật này giúp loại bỏ hoàn toàn các lỗi hình học và đảm bảo tính nhất quán của dữ liệu thống kê khoảng cách.

Quy trình nghiên cứu trong luận văn có thể chuyển giao cho các lưu vực sông khác tại Việt Nam không?
Quy trình tích hợp ảnh viễn thám đa thời kỳ, chỉ số tỷ số phổ và mô hình phân loại K-means hoàn toàn có thể nhân rộng hiệu quả cho các lưu vực sông lớn khác tại Việt Nam như sông Hồng, sông Thu Bồn hay sông Đồng Nai nhằm phục vụ giám sát tai biến xói lở định kỳ với chi phí thấp.

Kết luận

• Luận văn đã thiết lập thành công chuỗi dữ liệu không gian 23 năm (1990 - 2013) phản ánh toàn diện bức tranh biến động lòng dẫn thượng lưu sông Sê San với độ chính xác kiểm định đạt 92,74%.
• Xác định rõ sự khác biệt hình thái biến động giữa sông Đăk Bla (thiên về xói lở ngang, mở rộng khúc uốn) và sông Pô Kô (thiên về cắt xẻ dọc thung lũng dốc và chịu tác động thủy điện).
• Chứng minh tính hiệu quả vượt trội của việc kết hợp ảnh tỷ số $(b5+b7)/b2$, thuật toán phân cụm K-means và công cụ DSAS trong nghiên cứu địa mạo thủy văn tại các địa bàn đồi núi hiểm trở.
• Cung cấp luận cứ khoa học thực chứng để chính quyền tỉnh Kon Tum quy hoạch hành lang thoát lũ, kiểm soát khai thác cát sỏi và bảo vệ an toàn cho 23 xã, phường ven sông.
• Mở ra định hướng ứng dụng công nghệ viễn thám thời gian thực kết hợp trí tuệ nhân tạo để tự động hóa công tác cảnh báo thiên tai sạt lở bờ sông trong giai đoạn 2025 - 2030.

Trích đoạn nội dung tài liệu

phần Mở đầu, 3 Chương nội dung, phần Kết luận, 9 bảng dữ liệu và 43 hình. 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] CHƢƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ LƢU VỰC SÔNG KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG VIỄN THÁM TRONG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG LÒNG SÔNG 1. Đặc điểm tự nhiên 1. Vị trí địa lý Sông Sê San là chi lưu lớn của sông Mê Kông bắt nguồn từ Bắc và Trung Tây Nguyên của Việt Nam, sông chảy sang lãnh thổ Campuchia và nhập vào hệ thống sông Serepok.

Sông Sê San có lưu vực rộng 17.000 km2, tổng chiều dài sông chính là 237 km, diện tích lưu vực là 11. Hình 1-1: Bản đồ vị trí địa lý tỉnh Kon Tum (nguồn: Sở TN&MT tỉnh Kon Tum) Trên lãnh thổ Việt Nam, phần thượng lưu của sông Sê San gồm chi lưu Pô Kô (phía hữu ngạn) và Đăk Bla (phía tả ngạn) nằm hầu hết trên địa phận tỉnh Kon Tum khu vực Tây Nguyên (hình 1-1). Diện tích tự nhiên của Kon Tum là 9. Kon 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Tum có giới hạn lãnh thổ từ 107020’15’’ đến 108032’30’’ kinh độ Đông, từ 130055’15’’ đến 15027’15” vĩ độ Bắc.

Phía Bắc của tỉnh giáp tỉnh Quảng Nam, phía Nam giáp tỉnh Gia Lai, phía Đông giáp tỉnh Quảng Ngãi, phía Tây giáp hai nước Lào và Campuchia, độ cao trung bình của toàn tỉnh so với mặt nước biển là 500 m. Địa hình, địa mạo Kon Tum nằm ở phía Tây dãy Trường sơn, địa hình dốc, thấp dần từ Bắc xuống Nam và từ Đông sang Tây. Khu vực phía Bắc của tỉnh có độ cao trung bình là 1.200 m, nơi đây có đỉnh Ngọc Linh cao nhất Miền Nam (2.596 m) và là nơi bắt nguồn của hầu hết sông suối trong vùng như Sông Tranh, Sông Cái, sông Sê San, Sông Ba.598 m Hình 1-2: Mô hình không gian 3 chiều độ cao tỉnh Kon Tum Địa hình của tỉnh Kon Tum khá đa dạng gồm vùng đồi núi, cao nguyên và thung lũng xen kẽ nhau. Trong đó: - Địa hình đồi, núi: Chiếm khoảng 2/5 diện tích toàn tỉnh, bao gồm những ngọn núi lớn (ngọn Bon San (1.939 m); ngọn Ngọc Kring (2.066 m)) và những núi liền dải có độ dốc lớn, địa hình núi cao liền dải phân bố chủ yếu ở phía Bắc - Tây Bắc, mặt địa hình bị phân cắt hiểm trở, tạo thành các thung lũng h p, khe, suối.

Địa hình đồi tập trung chủ yếu ở huyện Sa Thầy có dạng nghiêng về phía Tây và thấp dần về phía Tây Nam, xen giữa vùng đồi là dãy núi Chưmomray. - Địa hình cao nguyên: Kon Tum có cao nguyên Konplong nằm giữa dãy An Khê và dãy Ngọc Linh có độ cao 1.300 m, đây là cao nguyên nhỏ, chạy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam. 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] - Địa hình thung lũng: Nằm dọc theo sông Pô Kô đi về phía Nam của tỉnh là dạng thung lũng lòng máng thuộc huyện Sa Thầy, dọc theo thung lũng có những đồi lượn sóng như Đăk Uy, Đăk Hà và có nhiều chỗ bề mặt bằng phẳng như vùng thành phố Kon Tum, các thung lũng này được hình thành giữa những dãy núi kéo dài về phía Đông chạy dọc biên giới Việt Nam – Campuchia. Địa chất, lớp phủ thực vật Qua tổng quan các công trình công bố trong khu vực, cho phép khái quát về hai nội dung trên như sau: Nền địa chất khu vực nghiên cứu được đặc trưng bằng hai lớp bao gồm: Lớp đá móng là các đá kết tinh; lớp phủ trầm tích, chủ yếu là các đá bở rời là sản phẩm phong hóa và bồi tích của lòng sông.

Các thành tạo này phân bố chủ yếu hai bên bờ sông Pô Kô, ngược lại, hai bên bờ sông Đăk Bla chủ yếu là các thành tạo đá gốc ngoại trừ vùng hạ lưu trước đập. Thảm thực vật ở khu vực nghiên cứu được phân bổ theo độ cao. Phần sườn thung lũng, thảm thực vật là cây bụi, rừng bị chặt phá với diện tích lớn, không còn rừng nguyên sinh, đa số đá móng kết lộ ra, không để cây cối phát triển. Trong khi đó, ở khu vực lòng sông, thảm thực chủ yếu là cây nông nghiệp và cây bụi.

Đặc điểm khí hậu Đặc điểm khí hậu trong khu vực có nghĩa quan trọng không chỉ luận giải về chất lượng ảnh viễn thám mà còn là cơ sở để luận giải về biến động lòng liên quan đến chu kỳ thời thiết ở khu vực. Khu vực nghiên cứu thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa cao nguyên, nhiệt độ trung bình năm dao động từ 22 đến 230C, biên độ nhiệt độ dao động trong ngày từ 8 đến 90C. Kon Tum có 2 mùa rõ rệt, mùa mưa chủ yếu bắt đầu từ tháng 4 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau. Hàng năm, lượng mưa trung bình toàn tỉnh khoảng 2.121 mm, lượng mưa năm cao nhất 2.260 mm, năm thấp nhất 1.234 mm, tháng có lượng mưa cao nhất là tháng 8, hướng gió chủ yếu của mùa khô là Đông Bắc, hướng gió chủ yếu của mùa mưa là Tây Nam, độ ẩm trung bình hàng năm của tỉnh Kon Tum dao động trong khoảng 78 - 87%, độ ẩm không khí tháng cao nhất vào tháng 8 và tháng 9 (khoảng 90%), thấp nhất vào tháng 3 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.

Những thông tin về độ ẩm, lượng mưa, số giờ nắng ở Kon Tum qua một số năm được giới thiệu ở bảng 1-1 dưới đây: Bảng 1-1: Số liệu về độ ẩm, lƣợng mƣa, số giờ nắng ở Kom Tum một số năm [3] Stt Hạng mục Đơn 2000 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 vị o 1 Nhiệt độ C 22,9 23,4 23,6 23,6 23,3 23,6 24,9 23,9 2 Độ ẩm % 82,4 79,0 79,3 77,0 78,7 79,8 75,3 75,5 3 Lượng mưa mm 2.520 4 Số giờ nắng giờ 2.285 Ở Kon Tum, thời tiết nắng nóng của mùa khô (đặc biệt vào cuối mùa) thường làm hạn chế và gây thiếu nước, còn vào tháng 7, 8, lượng mưa tập trung với cường độ cao nên thường xẩy ra lũ lụt làm ảnh hưởng đến cơ sở hạ tầng, sản xuất và đời sống dân sinh trên địa bàn, đặc biệt, làm thay đổi hình thái các lòng sông. Chế độ thủy văn Giống như chế độ khí hậu, chế độ thủy văn ở Kon Tum cũng chia là hai mùa rõ rệt: mùa lũ thường bắt đầu từ tháng 7 và kết thúc trong tháng 11 hàng năm, mùa cạn kéo dài từ tháng 12 đến tháng 6 năm sau. Mặc dù thời gian mùa lũ thường ngắn hơn mùa cạn nhưng lượng dòng chảy mua lũ ở tỉnh lại chiếm đa số (khoảng 70 – 75% trong hơn 10 tỷ m3 mà các sông chuyên chở hàng năm). Trung bình mỗi năm trên các sông suối ở Kon Tum có khoảng từ 4 – 6 trận lũ, một phần ba trong đó là lũ trung bình đến lũ lớn.

Mùa cạn, lượng dòng chảy trong 3 tháng kiệt nhất chỉ chiếm từ 3 – 5% lượng dòng chảy năm gây ra tình trạng thiếu nước trong mùa khô. Các đặc trưng dòng chảy năm hệ thống sông Sê San được trình bày ở bảng 1-2 dưới đây: Bảng 1-2: Đặc trƣng dòng chảy năm hệ thống sông Sê San [1] Diện tích lƣu Mo Stt Tuyến sông Qo (m3/s) Wo (109m3) vực (km2) (l/s/km2) 1 Sông Đăk Bla 3.050 32,3 98,5 3,11 2 Sông Pô Kô 3.530 35,7 126 3,97 3 Sông Sê San 11.659 35,6 273 8,61 6 Sông Đăk Cấm 154 23,2 3,6 0,11 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Trong từng năm, dòng chảy phân làm 2 mùa rõ rệt. Trên lưu vực sông Pô Kô, mùa lũ bắt đầu từ tháng 7 và kết thúc vào tháng 10. Trên lưu vực sông Đăk Bla mùa lũ muộn hơn, thường bắt đầu vào tháng 8 và có thể kéo dài đến tháng 11.

Đặc trƣng hình thái tự nhiên của các chi lƣu khu vực nghiên cứu Qua phân tích bản đồ địa hình gắn với hệ thống sông trong khu vực nghiên cứu, có thể đưa ra một số kết luận sơ bộ sau về đặc điểm địa hình, địa mạo và hình thái hai chi lưu Đăk Bla và Pô Kô thuộc thượng lưu sông Sê San: Hình 1-3: Các lƣu vực sông chính trên địa bàn tỉnh Kon Tum [8] - Sông Đăk Bla: là nhánh trái của sông Sê san, bắt nguồn từ dãy núi Ngọc Krinh, khu vực được đặc trưng bằng địa hình ít phân dị. Độ cao đầu nguồn sông là 1.650 m, và tại vị trí hợp lưu vào Sê San, có độ cao là 1. Sông tương đối trẻ và thường đi với động lực dòng lớn do đặc điểm của địa hình đồi núi h p ở phần thượng lưu của sông. Do chảy trên vùng núi cao nên ở đoạn thượng lưu sông tương đối thẳng, trong lòng h p, dòng chảy theo hướng từ bắc xuống nam, có chiều dài khoảng 74 km và độ dốc 1,7%.

Từ trung lưu tới đoạn hợp lưu với sông Pô Kô, sông chảy theo hướng tây trên cao nguyên cổ Kon Tum, địa hình thoải, lòng sông uốn khúc, nhiều ghềnh và thung lũng. Thung lũng có nhiều lòng cũ và bãi bồi, mang nét điển hình của sông đồng bằng, độ dốc khoảng 1,3%, tiết diện sông hình chữ U, động lực dòng giảm. Hình thái sông uốn khúc do dòng nước bị phá hủy theo chiều ngang. Đổ vào sông Đăk Bla có 18 nhánh sông suối chính, có độ dài đa số từ 10 – 70 km.

Mật độ lưới sông Đăk Bla là 0,49 km/km2 với hệ số uốn khúc 2,03; 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] - Sông Pô Kô: bắt nguồn từ phía nam của khối núi Ngọc linh, có diện tích lưu vực khoảng 3.530 km2, chiều dài 121 km, chảy theo hướng từ Bắc xuống Nam. Đoạn thượng nguồn sông Sê san dài khoảng 21 km có đặc điểm scủa ông miền núi chảy trong các thung lũng h p dạng hình chữ V với độ dốc khoảng 3,3%. Đoạn trung lưu có độ dốc thoải hơn (khoảng 1,8%), chiều dài 100 km. Ngược lại, với sông Đăk Bla, lưu vực sông nằm ở trung tâm của thung lũng, từ thượng lưu đến hạ lưu không có thay đổi nhiều về độ cao, động lực dòng vừa phải.

Địa hình lưu vực sông có thể chia thành 4 dạng: Địa hình vùng núi cao, địa hình núi cao vừa, địa hình cao nguyên, vùng trũng – đồng bằng. Độ rộng của sông ít thay đổi từ thượng lưu xuống hạ lưu. Đặc điểm kinh tế - xã hội 1. Tổ chức hành chính Tỉnh Kon Tum là đơn vị hành chính loại II, toàn tỉnh hiện có 8 huyện, 1 thành phố, 97 xã, phường, thị trấn, trong đó, có 10 xã biên giới giáp Lào và Campuchia với chiều dài biên giới là 280,7 km.