Tổng quan nghiên cứu

Tai biến lũ lụt là một trong những hiện tượng thiên nhiên gây thiệt hại nghiêm trọng về người và tài sản trên toàn cầu. Theo ước tính, từ năm 1971 đến 2001, thiệt hại do thiên tai tại Việt Nam chủ yếu do lũ lụt gây ra đã lên tới hàng chục tỷ USD, với hơn 15.500 người chết và mất tích. Riêng trận lũ lụt năm 1999 đã làm thiệt mạng 717 người, mất tích 218 người và thiệt hại vật chất lên đến hơn 4.000 tỷ đồng Việt Nam. Lưu vực sông Thu Bồn, với diện tích khoảng 10.300 km², là một trong những lưu vực sông chịu ảnh hưởng nặng nề nhất bởi tai biến lũ lụt tại miền Trung Việt Nam. Khu vực này không chỉ có nhiều trung tâm kinh tế, văn hóa quan trọng như thành phố Đà Nẵng, Hội An, mà còn là nơi sinh sống của nhiều dân tộc thiểu số với điều kiện kinh tế còn khó khăn, đang trong quá trình phát triển công nghiệp và đô thị hóa nhanh chóng.

Mục tiêu nghiên cứu nhằm làm sáng tỏ mối quan hệ giữa đặc điểm địa mạo với quá trình hình thành và phát sinh tai biến lũ lụt trên lưu vực sông Thu Bồn, từ đó đề xuất các giải pháp cảnh báo và giảm thiểu thiệt hại do lũ lụt gây ra. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào toàn bộ lưu vực sông Thu Bồn thuộc địa bàn các tỉnh Quảng Nam, Đà Nẵng và một phần tỉnh Kon Tum, trong khoảng thời gian từ cuối thế kỷ 20 đến đầu thế kỷ 21. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc hỗ trợ công tác quy hoạch, quản lý tài nguyên và phòng chống thiên tai, góp phần phát triển bền vững khu vực miền Trung Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên hai khung lý thuyết chính: lý thuyết địa mạo học và mô hình cảnh báo tai biến lũ lụt.

  1. Lý thuyết địa mạo học: Địa mạo được hiểu là sản phẩm của các quá trình nội sinh và ngoại sinh tác động lên bề mặt Trái Đất, bao gồm các yếu tố như địa hình, địa chất, khí hậu và hoạt động nhân sinh. Các khái niệm chính bao gồm:

    • Đặc điểm địa hình: độ cao, độ dốc, hướng dốc, cấu trúc thung lũng và bậc thềm sông.
    • Nguồn gốc địa mạo: phân loại theo tuổi địa chất và quá trình hình thành (ví dụ: địa mạo do bồi tụ, xói mòn, kiến tạo).
    • Phân vùng địa mạo: dựa trên sự phân bố các dạng địa hình và đặc điểm địa chất liên quan đến nguy cơ lũ lụt.

  2. Mô hình cảnh báo tai biến lũ lụt: Sử dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) kết hợp với các mô hình thủy văn như HMS, TANK, SSARR để phân tích dòng chảy, tính toán mức nước lũ và xác định vùng nguy cơ cao. Các khái niệm chính:

    • Mức nước lũ đỉnh và tần suất lũ: xác định mức nước cao nhất và chu kỳ lặp lại của các trận lũ.
    • Phân vùng nguy cơ: dựa trên địa hình, dòng chảy và lịch sử lũ để phân loại các khu vực theo mức độ nguy hiểm.
    • Dữ liệu viễn thám và GIS: thu thập và xử lý dữ liệu không gian để mô hình hóa và cảnh báo.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm:

  • Dữ liệu địa hình số (DEM) với độ phân giải cao, ảnh viễn thám Landsat TM, ảnh radar RADARSAT.
  • Dữ liệu khí tượng thủy văn: lượng mưa, mực nước sông, tần suất lũ từ các trạm quan trắc trong lưu vực.
  • Dữ liệu địa chất, địa mạo thu thập từ các công trình điều tra địa chất và khảo sát thực địa.
  • Tài liệu lịch sử về các trận lũ lụt và thiệt hại liên quan.

Phương pháp phân tích:

  • Phân tích địa mạo dựa trên DEM và ảnh viễn thám để xác định các dạng địa hình, bậc thềm sông, vùng trũng thấp và các đặc điểm địa chất liên quan.
  • Sử dụng GIS để tích hợp các lớp dữ liệu không gian, phân vùng nguy cơ lũ lụt theo các cấp độ khác nhau.
  • Áp dụng mô hình thủy văn HMS và TANK để mô phỏng dòng chảy và tính toán mức nước lũ đỉnh.
  • Phân tích mối quan hệ giữa đặc điểm địa mạo và sự phân bố các trận lũ lụt trong lịch sử.
  • Thời gian nghiên cứu kéo dài từ năm 1999 đến 2008, với cỡ mẫu khảo sát thực địa khoảng 130 điểm trượt lở, ngập lụt và các hiện tượng địa mạo khác.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Phân vùng địa mạo lưu vực sông Thu Bồn: Nghiên cứu xác định được 35 dạng địa hình với nguồn gốc và tuổi khác nhau, thuộc 6 nhóm nguồn gốc chính gồm địa hình núi, địa hình bậc thềm, địa hình đồng bằng phù sa, địa hình ven biển và địa hình nhân sinh. Trong đó, các bậc thềm sông và vùng đồng bằng phù sa chiếm khoảng 40% diện tích lưu vực, là những khu vực có nguy cơ ngập lụt cao.

  2. Mối quan hệ giữa địa mạo và nguy cơ lũ lụt: Các vùng đồng bằng thấp, bậc thềm sông có độ cao dưới 10 m so với mực nước biển, đặc biệt là các vùng trũng ven sông, có nguy cơ ngập lụt cao với tần suất lũ lớn hơn 50% trong các năm gần đây. Mức độ ngập lụt tại các điểm này có thể lên tới 1-2 m, gây thiệt hại nghiêm trọng cho sản xuất và sinh hoạt.

  3. Ảnh hưởng của đặc điểm địa hình đến dòng chảy và lũ quét: Các khu vực có địa hình dốc, hẹp như thung lũng trung lưu và thượng lưu sông Thu Bồn thường xảy ra lũ quét với tốc độ dòng chảy nhanh, gây sạt lở đất và phá hủy cơ sở hạ tầng. Tỷ lệ sạt lở đất tại các khu vực này chiếm khoảng 15-20% tổng diện tích lưu vực.

  4. Hiệu quả của mô hình GIS trong cảnh báo lũ lụt: Việc tích hợp dữ liệu địa mạo, khí tượng thủy văn và mô hình thủy văn trong GIS đã giúp phân vùng nguy cơ lũ lụt một cách chính xác, với độ chính xác trên 85% so với các trận lũ lịch sử. Các bản đồ cảnh báo được xây dựng đã hỗ trợ hiệu quả cho công tác phòng chống thiên tai tại địa phương.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến sự phân bố nguy cơ lũ lụt không đồng đều trên lưu vực sông Thu Bồn là do sự đa dạng về địa hình và địa chất. Các vùng đồng bằng thấp và bậc thềm sông dễ bị ngập lụt do khả năng thoát nước kém, trong khi các vùng núi dốc lại dễ xảy ra lũ quét và sạt lở. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu trước đây về mối quan hệ giữa địa mạo và tai biến lũ lụt tại các lưu vực sông miền Trung Việt Nam.

Việc sử dụng công nghệ GIS kết hợp với mô hình thủy văn đã nâng cao hiệu quả phân tích và cảnh báo, giúp xác định chính xác các vùng nguy cơ cao, từ đó hỗ trợ công tác quy hoạch và phòng chống thiên tai. Các biểu đồ phân bố địa hình, bản đồ phân vùng nguy cơ và biểu đồ tần suất lũ được sử dụng để minh họa rõ ràng các kết quả nghiên cứu, giúp người đọc dễ dàng hình dung và áp dụng.

Tuy nhiên, nghiên cứu cũng gặp một số hạn chế như dữ liệu khí tượng thủy văn chưa đầy đủ liên tục, ảnh hưởng đến độ chính xác của mô hình dự báo. Ngoài ra, sự biến đổi khí hậu và tác động của con người như xây dựng đập, khai thác đất đai cũng làm thay đổi đặc điểm địa mạo và dòng chảy, cần được nghiên cứu sâu hơn trong tương lai.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng hệ thống cảnh báo lũ lụt dựa trên GIS và mô hình thủy văn: Triển khai hệ thống cảnh báo sớm tại các vùng nguy cơ cao trong lưu vực sông Thu Bồn, nhằm giảm thiểu thiệt hại về người và tài sản. Thời gian thực hiện trong vòng 2 năm, chủ thể thực hiện là các cơ quan phòng chống thiên tai tỉnh Quảng Nam và Đà Nẵng.

  2. Quy hoạch sử dụng đất phù hợp với đặc điểm địa mạo: Hạn chế xây dựng tại các vùng trũng thấp, bậc thềm sông có nguy cơ ngập lụt cao; ưu tiên phát triển các khu vực có địa hình cao, ổn định. Thời gian thực hiện trong 5 năm, phối hợp giữa các sở ngành địa phương và các nhà quy hoạch.

  3. Tăng cường công tác quản lý và bảo vệ rừng đầu nguồn: Giữ gìn lớp phủ thực vật nhằm giảm thiểu dòng chảy bề mặt, hạn chế lũ quét và sạt lở đất tại vùng núi dốc. Chủ thể thực hiện là các ban quản lý rừng và chính quyền địa phương, thực hiện liên tục.

  4. Nâng cao nhận thức cộng đồng về phòng chống lũ lụt: Tổ chức các chương trình đào tạo, tập huấn cho người dân về kỹ năng ứng phó và giảm thiểu thiệt hại do lũ lụt. Thời gian thực hiện hàng năm, do các tổ chức xã hội và chính quyền địa phương phối hợp thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà quản lý thiên tai và quy hoạch đô thị: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng các kế hoạch phòng chống lũ lụt, quy hoạch phát triển bền vững phù hợp với đặc điểm địa mạo lưu vực.

  2. Các nhà nghiên cứu địa mạo và thủy văn: Tham khảo phương pháp tích hợp GIS và mô hình thủy văn trong phân tích tai biến lũ lụt, áp dụng cho các lưu vực sông khác.

  3. Cơ quan phòng chống thiên tai và cứu hộ cứu nạn: Áp dụng bản đồ phân vùng nguy cơ và hệ thống cảnh báo để nâng cao hiệu quả công tác ứng phó khẩn cấp.

  4. Cộng đồng dân cư và các tổ chức phi chính phủ: Nâng cao nhận thức và kỹ năng phòng tránh tai biến lũ lụt, từ đó giảm thiểu thiệt hại và tổn thất.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tai biến lũ lụt là gì và tại sao cần nghiên cứu địa mạo liên quan đến nó?
    Tai biến lũ lụt là hiện tượng nước sông, suối tràn ra ngoài bờ gây ngập lụt vùng đất thấp. Nghiên cứu địa mạo giúp hiểu rõ cấu trúc địa hình, nguồn gốc và đặc điểm vùng bị ảnh hưởng, từ đó dự báo và cảnh báo chính xác hơn.

  2. Phương pháp GIS giúp gì trong nghiên cứu tai biến lũ lụt?
    GIS cho phép tích hợp và phân tích dữ liệu không gian đa dạng như địa hình, dòng chảy, mưa lũ, giúp xây dựng bản đồ nguy cơ và mô hình cảnh báo hiệu quả, hỗ trợ quản lý thiên tai.

  3. Làm thế nào để phân vùng nguy cơ lũ lụt trên lưu vực sông?
    Dựa trên các yếu tố địa mạo như độ cao, độ dốc, cấu trúc thung lũng, kết hợp dữ liệu mưa, dòng chảy và lịch sử lũ để phân loại các khu vực theo mức độ nguy hiểm khác nhau.

  4. Các yếu tố địa mạo nào ảnh hưởng lớn nhất đến lũ lụt?
    Độ cao thấp của vùng đồng bằng, cấu trúc bậc thềm sông, độ dốc thung lũng và sự phân bố các lớp đất đá là những yếu tố chính ảnh hưởng đến khả năng ngập lụt và lũ quét.

  5. Giải pháp nào hiệu quả nhất để giảm thiểu thiệt hại do lũ lụt?
    Kết hợp xây dựng hệ thống cảnh báo sớm, quy hoạch sử dụng đất hợp lý, bảo vệ rừng đầu nguồn và nâng cao nhận thức cộng đồng là các giải pháp toàn diện và hiệu quả.

Kết luận

  • Nghiên cứu đã làm rõ mối quan hệ chặt chẽ giữa đặc điểm địa mạo và quá trình phát sinh tai biến lũ lụt trên lưu vực sông Thu Bồn.
  • Phân vùng địa mạo chi tiết giúp xác định các khu vực nguy cơ cao, hỗ trợ công tác cảnh báo và phòng chống thiên tai.
  • Ứng dụng GIS và mô hình thủy văn nâng cao độ chính xác trong dự báo và phân tích lũ lụt.
  • Đề xuất các giải pháp quy hoạch, quản lý và nâng cao nhận thức cộng đồng nhằm giảm thiểu thiệt hại do lũ lụt.
  • Tiếp tục nghiên cứu mở rộng phạm vi và cập nhật dữ liệu để hoàn thiện hệ thống cảnh báo và quản lý thiên tai hiệu quả hơn.

Hành động tiếp theo: Khuyến khích các cơ quan chức năng áp dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn, đồng thời phát triển các dự án nghiên cứu bổ sung nhằm nâng cao khả năng phòng chống lũ lụt tại miền Trung Việt Nam.