Tổng quan luận án

Công trình luận án tiến sĩ với đề tài "Nghiên cứu xác lập cơ sở khoa học đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ lụt lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn phục vụ quy hoạch phòng chống thiên tai" được thực hiện bởi nghiên cứu sinh Cấn Thu Văn, dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Nguyễn Thanh Sơn, thuộc chuyên ngành Thủy văn học (mã số: 62.24) tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội (giai đoạn thực hiện từ tháng 12/2011 đến tháng 12/2014, bảo vệ năm 2015).

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn nằm trên địa bàn trọng điểm kinh tế miền Trung (chủ yếu thuộc tỉnh Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng), nơi có địa hình dốc, mạng lưới sông ngòi phức tạp và thường xuyên chịu ảnh hưởng của các trận lũ lụt khốc liệt. Hàng năm, lũ lụt tại đây gây ra tổn thất lớn về tính mạng và tài sản. Tác giả luận án chỉ ra rằng, trong các báo cáo hành chính thông thường, việc đánh giá hậu quả thiên tai chủ yếu dừng lại ở việc thống kê các thiệt hại trực tiếp, hữu hình (số người chết, nhà sập, tài sản hư hại). Trong khi đó, các di chứng kéo dài mang tính vô hình như ô nhiễm môi trường sống, sự suy giảm sức khỏe, nguy cơ dịch bệnh và sự gián đoạn sinh kế cộng đồng chưa được lượng hóa thỏa đáng.

Khoảng trống nghiên cứu được luận án nhận diện là: khái niệm tính dễ bị tổn thương (vulnerability) đối với lũ lụt tại Việt Nam còn tồn tại nhiều quan điểm khác nhau; các nghiên cứu trước đây phần lớn mới chỉ tiếp cận đơn lẻ từ khía cạnh tự nhiên (thủy văn, ngập lụt) hoặc thuần túy xã hội, chưa xây dựng được cơ sở khoa học hoàn chỉnh để tích hợp đa chiều các yếu tố tự nhiên, kinh tế, xã hội và môi trường thành một bộ chỉ số có phân bố không gian cụ thể nhằm hỗ trợ quy hoạch và quản lý lũ lụt.

Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chung của luận án là xác lập cơ sở khoa học của phương pháp đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ lụt trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn phục vụ quy hoạch, phòng chống thiên tai lũ lụt.

Các mục tiêu cụ thể được luận án xác định bao gồm:

  1. Luận giải, phân tích và lựa chọn phương pháp đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ lụt có cơ sở khoa học.
  2. Thiết lập bộ tiêu chí cơ bản phù hợp cho việc đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ lụt lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn.
  3. Xây dựng bộ chỉ số và bản đồ đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ lụt trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn.
  4. Từ bộ chỉ số và bản đồ tính dễ bị tổn thương do lũ lụt, đề xuất các giải pháp quy hoạch và quản lý lũ trên lưu vực nghiên cứu.

Luận điểm bảo vệ

  1. Luận điểm 1: Bộ tiêu chí phục vụ đánh giá tính dễ bị tổn thương trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn đã được xây dựng là phù hợp với hiện trạng phát triển kinh tế - xã hội và điều kiện tự nhiên trên lưu vực nghiên cứu.
  2. Luận điểm 2: Bộ chỉ số dễ bị tổn thương được tính toán theo phương pháp trọng số sử dụng kết hợp thuật toán phân tích hệ thống phân cấp (AHP) và thuật toán Iyengar-Sudarshan là phù hợp.
  3. Luận điểm 3: Áp dụng bộ chỉ số và bản đồ chỉ số dễ bị tổn thương do lũ lụt vào công tác quản lý lũ, quy hoạch phòng chống và giảm nhẹ thiên tai lũ lụt trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn là có tính thực tế.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Sự tác động của tai biến lũ lụt (không bao gồm lũ quét, lũ ống hay lũ bùn đá) lên toàn hệ thống xã hội, bao gồm các đặc trưng dân sinh, kinh tế, xã hội và môi trường trên lưu vực.
  • Phạm vi không gian: Toàn bộ lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn (tập trung tại địa bàn tỉnh Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng), chi tiết đến cấp tiểu lưu vực và đơn vị hành chính cấp xã.
  • Phạm vi thời gian và tài liệu: Sử dụng dữ liệu chuỗi quan trắc khí tượng thủy văn lịch sử, các trận lũ lớn điển hình (như trận lũ các năm 1999, 2009, 2011), bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2010, niên giám thống kê và số liệu điều tra xã hội học từ Đề tài cấp Nhà nước BDKH-19 trong giai đoạn 2011–2014.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu lũ lụt và tính dễ bị tổn thương

Luận án đã hệ thống hóa lịch sử nghiên cứu quốc tế và trong nước về tai biến lũ lụt và tính dễ bị tổn thương qua ba nhóm quan điểm chính:

  • Nhóm quan điểm chú trọng khía cạnh vật lý - tự nhiên: Xem xét tính dễ bị tổn thương là mức độ tổn thất tiềm năng phụ thuộc vào đặc tính tai biến (tần suất, độ sâu ngập, vận tốc dòng chảy). Các tác giả tiêu biểu được điểm lại gồm: Gabor và Griffith (1980), Timmerman (1981), UNDRO (1982), Ramade (1989), UNDHA (1992), Alexander (1993), Kron (2002, 2005), Apel và cộng sự (2004), Catherine J. L. (2007), D. Feteke (2009, 2010).
  • Nhóm quan điểm chú trọng khía cạnh khoa học xã hội: Đặt trọng tâm vào bối cảnh kinh tế - xã hội, khả năng chống chịu và tự phục hồi của cộng đồng dân cư. Các công trình tiêu biểu gồm: Cutter (1993, 1996), Watts và Bohle (1993), Dow và Downing (1995), Pijawka và Radwan (1985), Wisner và cộng sự (2004), Joanne Linnerooth-Bayer (2010).
  • Nhóm quan điểm tích hợp: Kết hợp cả điều kiện phơi nhiễm tự nhiên và các nhân tố kinh tế - xã hội. Đại diện gồm: Weichselgartner và Bertens (2000), Downing (2001), IPCC (2001, 2012), ISDR (2002). Cùng với đó là các mô hình cấu trúc rủi ro: tam giác rủi ro của Crichton (2002), kim tự tháp rủi ro 3 chiều của Dwyer và cộng sự (2004), mô hình 3 vòng tròn giao nhau của Trung tâm Giảm nhẹ Thiên tai Châu Á (ADRC, 2005).

Về phương pháp luận đánh giá, luận án phân tích quy trình 7 bước của IPCC-CZMS và các hạn chế được chỉ ra bởi Klein và Nicholls (1999); hướng tiếp cận tổn thương cấp hộ gia đình của Nakamura và cộng sự (2001), Green (2004); hướng tiếp cận cấu trúc thích ứng của Conner (2004), Sebastian (2006); phân nhóm 4 yếu tố của Fussel (2007), Hebb và Mortsch (2007); phương pháp 3 mô-đun của Zhen Fang (2008); khung 41 biến số của A. Feteke (2009, 2010); và phương pháp suy luận mờ của Sumana Bhattacharya và Aditi Das (2007).

Tại Việt Nam, các nghiên cứu về tính dễ bị tổn thương được luận án điểm luận gồm:

  • Các nghiên cứu thiên về tự nhiên, môi trường và đới bờ: Mai Trọng Nhuận (2008, 2009, 2011), Nguyễn Kim Lợi (2010), Hoàng Anh Huy (2013), Dư Văn Toán và Trần Thế Anh (2013), Lê Thị Kim Ngân (2013), Đinh Thái Hưng (2012), Trịnh Minh Ngọc (2011), Nguyễn Thanh Sơn (2010, 2011).
  • Các nghiên cứu có lồng ghép yếu tố xã hội và sinh kế: Thái Thành Lượm (2010), Võ Hồng Tú (2012), Tô Ngọc Thúy (2011), Ngô Thị Vân Anh (2012), Hà Hải Dương (2012), Trần Thục (2012).
  • Các nghiên cứu đánh giá tổn thương và rủi ro lũ lụt trên lưu vực sông: Viet Trinh (2010), Phạm Thị Hiền Thương (2012), Nguyen Mai Dang (2010, ứng dụng AHP trên sông Đáy), Dang Dinh Kha (2013, nghiên cứu lưu vực sông Thạch Hãn).

Bảng tổng hợp các định nghĩa tiêu biểu về tính dễ bị tổn thương trong luận án

Tác giả / Tổ chức Năm Nội dung định nghĩa cốt lõi
Gabor và Griffith 1980 Tính dễ bị tổn thương là mối đe dọa đối với người tiếp xúc, là một thành phần của rủi ro.
UNDRO 1982 Mức độ tổn thất của một yếu tố hoặc tập hợp yếu tố rủi ro do hiện tượng thiên nhiên gây ra.
Ramade 1989 Bao gồm con người và kinh tế - xã hội, liên quan đến kết cấu hạ tầng, hoạt động bị thiệt hại và sức đề kháng của cộng đồng.
UNDHA 1992 Tổn thất dự kiến (tính mạng, tài sản, hoạt động kinh tế bị gián đoạn) do mối nguy hiểm cụ thể theo không gian và thời gian.
Cutter 1993 Khả năng mà một người hoặc nhóm người tiếp xúc và bị ảnh hưởng xấu bởi tai biến; tương tác giữa vị trí tai biến và tính chất xã hội.
Watts và Bohle 1993 Cấu thành từ độ phơi nhiễm, khả năng chống chịu và tổn thất tiềm năng.
Dow và Downing 1995 Sự nhạy cảm khác nhau theo hoàn cảnh: sinh lý, nhân khẩu học, kinh tế, xã hội, công nghệ, độ tuổi, cơ sở hạ tầng.
IPCC 2001 Mức độ mà hệ thống chịu tổn hại do biến đổi khí hậu; phụ thuộc vào độ nhạy và khả năng thích ứng của cộng đồng.
Wisner và cộng sự 2004 Năng lực dự đoán, đối phó, chống đỡ và phục hồi từ các tác động của tai biến thiên nhiên.
Joanne Linnerooth-Bayer 2010 Khái niệm đa ngành gồm địa lý, rủi ro, hiểm họa, kỹ thuật, nhân chủng học và sinh thái; bao gồm tiếp xúc, nhạy cảm và năng lực.

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết

Luận án nhận định các nghiên cứu trong nước trước đó thường thiếu sự cân bằng: hoặc quá chú trọng vào tính toán thủy lực - thủy văn mà bỏ qua khía cạnh xã hội, hoặc khi khảo sát xã hội lại thiếu dữ liệu mô phỏng dòng chảy ngập lụt chi tiết (vận tốc, thời gian ngập), số lượng biến số kinh tế - xã hội còn hạn chế, chưa đưa hiện trạng sử dụng đất vào đánh giá độ phơi nhiễm, và chủ yếu gán trọng số theo phương pháp chuyên gia đơn lẻ. Luận án khắc phục những tồn tại này bằng cách thiết lập một khung đánh giá tích hợp 4 tiêu chí với 43 biến số và kết hợp 2 kỹ thuật tính trọng số là AHP và Iyengar-Sudarshan.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

Luận án phát triển định nghĩa tính dễ bị tổn thương do lũ lụt dựa trên quan điểm của IPCC (2012): "Tính dễ bị tổn thương là mức độ mà ở đó một hệ thống dễ bị ảnh hưởng và khó có thể chống chịu với các tác động tiêu cực của lũ lụt, được xác định thông qua các tiêu chí nguy cơ, độ phơi nhiễm, tính nhạy và khả năng chống chịu".

Khung phân tích của luận án cấu thành từ 4 tiêu chí:

  1. Nguy cơ lũ lụt ($H$): Mối đe dọa trực tiếp, đặc trưng bởi 3 biến ngập lụt: độ sâu ngập lụt ($H_1$), thời gian ngập lụt ($H_2$) và vận tốc dòng chảy lũ ($H_3$).
  2. Độ phơi nhiễm ($E$): Mức độ tiếp xúc của bề mặt hệ thống với lũ lụt, được biểu diễn qua hiện trạng và loại hình sử dụng đất ($E_1$).
  3. Tính nhạy ($S$): Phản ứng của hệ thống xã hội qua 4 thành phần (23 biến): nhân khẩu ($S.nk$), sinh kế ($S.sk$), cơ sở hạ tầng - y tế ($S.cs$) và môi trường ($S.mt$).
  4. Khả năng chống chịu ($A$): Sức kháng cự và khả năng ứng phó nhằm giảm thiểu thiệt hại qua 4 thành phần (16 biến): điều kiện chống lũ ($A.đk$), kinh nghiệm chống lũ ($A.kn$), sự hỗ trợ bên ngoài ($A.ht$) và khả năng tự phục hồi ($A.ph$).

Mô hình toán học tính chỉ số

So sánh giữa công thức tích và công thức tổng, luận án lựa chọn mô hình cộng tuyến tính để tránh trường hợp chỉ số triệt tiêu về 0 khi một biến bằng 0:

Chỉ số dễ bị tổn thương tại nút/đơn vị $j$ ($V_j$): $$V_j = H_j \cdot w_H + E_j \cdot w_E + S_j \cdot w_S - A_j \cdot w_A$$

Trong đó:

  • $w_H, w_E, w_S, w_A$ là trọng số của 4 tiêu chí ($w_H + w_E + w_S + w_A = 1$).
  • Tiêu chí nguy cơ: $H_j = H_{1j} \cdot w_{H1} + H_{2j} \cdot w_{H2} + H_{3j} \cdot w_{H3}$ với $w_{H1} + w_{H2} + w_{H3} = 1$.
  • Tiêu chí tính nhạy: $S_j = S.nk_j \cdot w_{nk} + S.sk_j \cdot w_{sk} + S.cs_j \cdot w_{cs} + S.mt_j \cdot w_{mt}$.
  • Tiêu chí khả năng chống chịu: $A_j = A.đk_j \cdot w_{đk} + A.kn_j \cdot w_{kn} + A.ht_j \cdot w_{ht} + A.ph_j \cdot w_{ph}$.
  • Giá trị mỗi thành phần ($M_j$) được tính từ tổng tích phân tử: $M_j = \sum_{i=1}^{m} Y_{ij} \cdot w_{ij}$.

Phương pháp nghiên cứu cụ thể

  1. Phương pháp điều tra thực địa và xã hội học: Thu thập phiếu điều tra từ các hộ dân và chính quyền cấp xã; thu thập dữ liệu thiệt hại thực tế, điều kiện sống, hạ tầng và kinh nghiệm phòng chống lũ.
  2. Phương pháp mô hình toán thủy văn - thủy lực: Sử dụng bộ mô hình MIKE 11 (mô phỏng 1 chiều mạng lưới sông) kết hợp MIKE 21 và MIKE FLOOD (kết nối thủy lực 1D-2D) để tính toán ngập lụt, trích xuất chuỗi bản đồ độ sâu ngập, thời gian duy trì ngập và trường vận tốc dòng chảy lũ trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn.
  3. Phương pháp hệ thống thông tin địa lý (GIS): Sử dụng phần mềm GIS để xử lý bản đồ nền địa hình, bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2010, phân chia tiểu lưu vực, nội suy ô lưới không gian và chồng xếp các lớp chỉ số thành phần.
  4. Phương pháp thống kê và xác định trọng số:
    • Chuẩn hóa dữ liệu các biến về thang đo không thứ nguyên $[0, 1]$.
    • Phương pháp phân tích hệ thống phân cấp (AHP) của Saaty: Xây dựng ma trận so sánh cặp, kiểm định tỷ số nhất quán ($CR < 0.1$) thông qua chỉ số nhất quán $CI$ và chỉ số ngẫu nhiên $RI$.
    • Phương pháp trọng số Iyengar-Sudarshan: Xác định trọng số khách quan dựa trên độ phân tán và độ lệch chuẩn của các biến số thực nghiệm.
    • Phương pháp tích hợp kết hợp AHP và Iyengar-Sudarshan: Kết hợp ưu điểm định hướng chuyên gia của AHP và tính khách quan số liệu của Iyengar-Sudarshan.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan tình hình nghiên cứu đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ lụt

Chương này tổng kết bức tranh nghiên cứu lũ lụt trên thế giới và tại Việt Nam. Về mặt số liệu thiệt hại thực tế do lũ lụt gây ra tại các lưu vực sông miền Trung, luận án dẫn chứng các con số cụ thể:

  • Lưu vực sông Lam: Tổng thiệt hại do bão lũ giai đoạn 1990–2010 ước tính trên 3.300 tỷ đồng.
  • Lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn: Giai đoạn 1997–2009, thiên tai lũ lụt làm 765 người chết, 63 người mất tích, 2.403 người bị thương, tổng giá trị thiệt hại tài sản vượt 18.000 tỷ đồng.
  • Lưu vực sông Vệ - Trà Khúc: Giai đoạn 1996–2010, thiên tai làm 601 người chết và mất tích, 1.017 người bị thương, cuốn trôi làm sập 8.501 ngôi nhà, tổng thiệt hại kinh tế khoảng 7.545 tỷ đồng.

Chương 1 tiến hành phân loại ba nhóm hướng nghiên cứu chính trong nước (mô tả nguyên nhân lũ; nâng cao nghiệp vụ dự báo; đề xuất giải pháp công trình và phi công trình), phân tích các khái niệm rủi ro và tổn thương, so sánh các trường phái tiếp cận tự nhiên - xã hội, từ đó xác lập sự cần thiết phải xây dựng một phương pháp luận đánh giá tích hợp cho lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn.

Chương 2: Nghiên cứu xác lập cơ sở khoa học đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ lụt

Chương 2 tập trung thiết lập cơ sở lý thuyết toán học và quy trình 7 bước tính toán chỉ số tổn thương:

  1. Lựa chọn vùng nghiên cứu.
  2. Thiết lập bộ tiêu chí (gồm 4 tiêu chí, 43 biến).
  3. Chuẩn hóa dữ liệu các biến số.
  4. Xác định trọng số (sử dụng AHP, Iyengar-Sudarshan và phương pháp kết hợp).
  5. Tính toán bộ chỉ số dễ bị tổn thương theo công thức cộng.
  6. Xây dựng bản đồ mức độ tổn thương trên nền GIS.
  7. Phân tích, đánh giá kết quả tính toán.

Nội dung chương trình bày chi tiết công thức toán học tính toán các chỉ số thành phần $H, E, S, A$, cấu trúc các ma trận so sánh cặp của AHP, thuật toán kiểm tra tính nhất quán ($CI, CR$), thuật toán tính trọng số Iyengar-Sudarshan, và phương pháp ghép nối dữ liệu giữa các điểm lưới thủy lực với ranh giới hành chính xã.

Cấu trúc bộ tiêu chí đánh giá tính dễ bị tổn thương (43 biến)

Bộ chỉ số dễ bị tổn thương lũ lụt (V)

Chương 3: Đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ lụt trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn

Chương 3 trình bày toàn bộ kết quả áp dụng thực nghiệm trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn (Quảng Nam - Đà Nẵng):

  • Điều kiện địa lý tự nhiên và kinh tế xã hội: Phân tích mạng lưới sông ngòi, địa hình, lượng mưa năm, hệ thống hồ chứa thủy điện, cơ cấu kinh tế (nông - lâm - thủy sản, công nghiệp - dịch vụ), đặc điểm dân cư và các trận lũ lịch sử (trận lũ năm 1999, 2009, 2011).
  • Mô phỏng thủy lực: Ứng dụng MIKE FLOOD mô phỏng ngập lụt cho các trận lũ (như trận tháng 10/2009, tháng 11/2011), so sánh đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại các trạm thủy văn Ái Nghĩa và Câu Lâu để kiểm định độ chính xác mô hình.
  • Tính toán trọng số và kiểm định bộ chỉ số:
    • Luận án tính toán chỉ số theo ba phương án trọng số: (1) Trọng số AHP thuần túy; (2) Trọng số Iyengar-Sudarshan thuần túy; (3) Phương án kết hợp hai phương pháp.
    • Kiểm định độ tin cậy: Xây dựng đồ thị tương quan giữa chỉ số tổn thương tính toán theo ba phương án với số liệu thiệt hại thực tế ghi nhận tại các xã. Kết quả kiểm định cho thấy phương pháp kết hợp AHP và Iyengar-Sudarshan phản ánh sát thực tế thiệt hại nhất.
  • Thành lập bản đồ và phân cấp tổn thương: Xây dựng hệ thống bản đồ phân bố chỉ số thành phần (nguy cơ, độ phơi nhiễm, tính nhạy, khả năng chống chịu) và bản đồ tổng hợp mức độ dễ bị tổn thương chi tiết cho toàn lưu vực cũng như từng tiểu lưu vực (các tiểu lưu vực VG-1, VG-2, VG-3, VG-4 thuộc nhánh Vu Gia; vùng thượng lưu Thu Bồn và tiểu lưu vực TB-3).
  • Đề xuất quy hoạch: Dựa trên bản đồ phân vùng tổn thương, luận án đề xuất các nhóm giải pháp quy hoạch công trình (điều tiết hồ chứa, đê bao, củng cố hạ tầng tiêu thoát) và phi công trình (chuyển đổi mùa vụ, quy hoạch sử dụng đất, nâng cao năng lực cảnh báo sớm và nhận thức cộng đồng) phù hợp cho từng tiểu lưu vực.

Kết quả và những đóng góp mới

Những đóng góp mới của luận án

Theo công bố của tác giả, luận án đạt được ba đóng góp khoa học và thực tiễn chính:

  1. Lựa chọn và xây dựng được phương pháp tính toán tính dễ bị tổn thương do lũ trên cơ sở kết hợp thuật toán phân tích hệ thống phân cấp (AHP) và thuật toán tính trọng số Iyengar-Sudarshan áp dụng cho lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn.
  2. Thiết lập được bộ tiêu chí khoa học gồm 43 biến số thuộc 4 tiêu chí (nguy cơ lũ lụt, độ phơi nhiễm, tính nhạy, khả năng chống chịu) phù hợp với điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội của lưu vực sông miền Trung.
  3. Xây dựng được hệ thống bản đồ chỉ số dễ bị tổn thương do lũ lụt chi tiết đến cấp xã thuộc các tiểu lưu vực trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn, cung cấp công cụ phục vụ quy hoạch, quản lý và giảm nhẹ thiên tai lũ lụt.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

  • Ý nghĩa khoa học: Góp phần hoàn thiện phương pháp luận đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ lụt thông qua việc tích hợp mô hình thủy lực với các biến số kinh tế - xã hội và kết hợp phương pháp xác định trọng số đa tiêu chí.
  • Ý nghĩa thực tiễn: Bộ chỉ số và bản đồ tổn thương cung cấp tài liệu tham khảo phục vụ các cơ quan quản lý nhà nước tại tỉnh Quảng Nam, thành phố Đà Nẵng trong công tác lập quy hoạch phòng chống lũ, phân bổ nguồn lực cứu trợ và xây dựng phương án giảm nhẹ thiên tai.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Văn bản luận án nêu rõ một số giới hạn và định hướng mở rộng:

  • Phạm vi tai biến nghiên cứu chỉ tập trung vào ngập lụt do lũ sông trên lưu vực, không bao gồm các loại hình tai biến đặc thù khác như lũ quét, lũ ống hay lũ bùn đá xảy ra ở vùng núi cao.
  • Nguồn số liệu điều tra xã hội học và số liệu thống kê phụ thuộc vào độ sẵn có của dữ liệu tại thời điểm nghiên cứu (năm 2010–2014); một số biến số xã hội và khả năng chống chịu có tính biến động theo thời gian cần tiếp tục được cập nhật định kỳ.
  • Về phương pháp luận, tác giả khẳng định luận án nhằm xác lập cơ sở khoa học cho một lưu vực sông cụ thể chứ chưa tham vọng xây dựng một quy trình hoàn chỉnh áp dụng đồng loạt cho mọi loại lưu vực khác nhau mà không qua hiệu chỉnh.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo cho các đối tượng và lĩnh vực chuyên môn sau:

  • Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học ngành Thủy văn học, Quản lý Tài nguyên Nước, Biến đổi Khí hậu và Quản lý Rủi ro Thiên tai: Có thể tham khảo phương pháp xây dựng khung tiêu chí đa chiều, kỹ thuật kết nối mô hình thủy lực 1D-2D (MIKE FLOOD) với công cụ phân tích không gian GIS, và thuật toán tích hợp trọng số AHP - Iyengar-Sudarshan.
  • Các cơ quan quản lý nhà nước, ban chỉ huy phòng chống thiên tai và tìm kiếm cứu nạn cấp tỉnh, huyện tại khu vực miền Trung (đặc biệt là Quảng Nam và Đà Nẵng): Có thể khai thác bản đồ phân vùng tổn thương cấp xã để xây dựng kế hoạch phân bổ nguồn lực ứng phó, chỉ định các khu vực xung yếu ưu tiên đầu tư hạ tầng phòng lũ và điều chỉnh quy hoạch sử dụng đất thích ứng với lũ lụt.

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án sử dụng những tiêu chí nào để đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ lụt?

Luận án sử dụng khung đánh giá gồm 4 tiêu chí tổng hợp:

  • Tiêu chí nguy cơ lũ lụt ($H$): Gồm 3 biến (độ sâu ngập lụt, thời gian ngập lụt, vận tốc dòng chảy lũ).
  • Tiêu chí độ phơi nhiễm ($E$): Biểu thị qua 1 biến về hiện trạng và loại hình sử dụng đất.
  • Tiêu chí tính nhạy ($S$): Gồm 23 biến thuộc 4 thành phần (nhân khẩu, sinh kế, cơ sở hạ tầng - y tế, môi trường).
  • Tiêu chí khả năng chống chịu ($A$): Gồm 16 biến thuộc 4 thành phần (điều kiện chống lũ, kinh nghiệm chống lũ, sự hỗ trợ bên ngoài, khả năng tự phục hồi).

2. Mô hình toán thủy lực nào được áp dụng để xác định các biến nguy cơ ngập lụt?

Tác giả sử dụng mô hình MIKE 11 (mô phỏng thủy lực 1 chiều mạng lưới sông) kết hợp MIKE 21 và gói kết nối MIKE FLOOD (mô hình 1D-2D) để mô phỏng không gian ngập lụt trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn, từ đó trích xuất các giá trị độ sâu ngập, thời gian duy trì ngập và vận tốc dòng chảy lũ tại các điểm tính toán.

3. Phương pháp xác định trọng số nào được luận án lựa chọn và kiểm định?

Luận án so sánh ba phương án xác định trọng số: phương pháp phân tích thứ bậc AHP của Saaty, phương pháp trọng số thống kê Iyengar-Sudarshan, và phương pháp tích hợp kết hợp AHP với Iyengar-Sudarshan. Kết quả kiểm định bằng tương quan với số liệu thiệt hại thực tế tại các xã chứng minh phương pháp kết hợp mang lại độ phù hợp cao nhất.

4. Phạm vi nghiên cứu của luận án có bao gồm lũ quét và sạt lở đất không?

Không. Luận án giới hạn phạm vi nghiên cứu ở tai biến lũ lụt thông thường (ngập lụt diện rộng do dòng chảy sông) và nêu rõ không bao gồm các loại hình tai biến như lũ quét, lũ ống hay lũ bùn đá.

5. Dữ liệu thực nghiệm của luận án được kế thừa từ nguồn nào?

Dữ liệu của luận án được thu thập từ Niên giám thống kê tỉnh Quảng Nam, thành phố Đà Nẵng và các huyện; chuỗi quan trắc của Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Trung ương; bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2010 từ Sở Tài nguyên và Môi trường; và khối lượng số liệu điều tra xã hội học từ Đề tài cấp Nhà nước mã số BDKH-19 thuộc "Chương trình Khoa học công nghệ phục vụ chương trình mục tiêu Quốc gia ứng phó biến đổi khí hậu".

Kết luận

Luận án tiến sĩ của Cấn Thu Văn đã xác lập cơ sở khoa học cho phương pháp đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ lụt trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn thông qua việc kết hợp mô phỏng thủy lực MIKE FLOOD, phân tích không gian GIS và bộ tiêu chí tích hợp 43 biến số. Việc kết hợp thuật toán trọng số AHP và Iyengar-Sudarshan giúp lượng hóa đồng thời các yếu tố tự nhiên, kinh tế, xã hội và năng lực thích ứng của cộng đồng. Kết quả xây dựng hệ thống chỉ số và bản đồ tổn thương chi tiết đến cấp xã cung cấp cơ sở phục vụ công tác quy hoạch, quản lý và giảm nhẹ thiên tai lũ lụt tại khu vực nghiên cứu.