Luận văn thạc sĩ thử nghiệm một số công thức tính toán chỉ số đánh giá tính dễ bị tổn thương cho vùng mưa lũ có ngập lụt lưu vực sông bến hải quảng trị

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu công thức tính toán chỉ số đánh giá tính dễ bị tổn thương cho vùng mưa lũ tại lưu vực sông Bến Hải, Quảng Trị.

• Tác giả: Nguyễn Thị Trinh Nữ
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Thanh Sơn
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Thủy văn học
• Đề tài: Nghiên Cứu Tính Dễ Bị Tổn Thương Do Lũ Lụt Tại Lưu Vực Sông Bến Hải, Quảng Trị
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ khoa học
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ TÍNH DỄ BỊ TỔN THƯƠNG VÀ NHỮNG NGHIÊN CỨU TRÊN LƯU VỰC SÔNG BẾN HẢI
• 1.1. Khái niệm chung về tính dễ bị tổn thương
• 1.1.1. Tổn thương do lũ lụt
• 1.2. Tổng quan về các nghiên cứu trong và ngoài nước về tính dễ bị tổn thương do lũ
• 1.2.1. Nghiên cứu ngoài nước
• 1.2.2. Nghiên cứu trong nước
• 1.3. Đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế - xã hội lưu vực sông Bến Hải
• 1.3.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên
• 1.3.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội
• 1.4. Tình hình về lũ lụt và những tổn thương do lũ gây ra trong những năm gần đây trên lưu vực sông Bến Hải
• 2. CHƯƠNG 2: CÁC CÔNG THỨC TÍNH TOÁN CHỈ SỐ ĐÁNH GIÁ TÍNH DỄ BỊ TỔN THƯƠNG DO LŨ
• 2.1. Các chỉ số đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ
• 2.1.1. Khả năng phục hồi (R)
• 2.2. Một số công thức tính toán chỉ số đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ
• 2.2.1. Công thức Ibidun O
• 2.2.2. Công thức UNESCO – IHE
• 2.2.3. Công thức Richard
• 2.2.4. Công thức Balica
• 3. CHƯƠNG 3: THỬ NGHIỆM CÔNG THỨC BALICA TÍNH TOÁN CHỈ SỐ ĐÁNH GIÁ TÍNH DỄ BỊ TỔN THƯƠNG CHO VÙNG MƯA LŨ (CÓ NGẬP LỤT) LƯU VỰC SÔNG BẾN HẢI
• 3.1. Giới thiệu cơ sở dữ liệu
• 3.2. Xác định bộ tiêu chí
• 3.3. Thu thập và xử lý số liệu
• 3.4. Chuẩn hóa dữ liệu
• 3.5. Tính trọng số theo thuật giải của Lyengar và Sudarhan
• 3.6. Tính giá trị tính dễ bị tổn thương
• 3.6.1. Tính giá trị tính dễ bị tổn thương vùng mưa lũ (có ngập lụt) lưu vực sông Bến Hải theo chuẩn hóa Connor & Hiroki
• 3.7. Xây dựng bản đồ đánh giá mức độ dễ bị tổn thương cho vùng mưa lũ (có ngập lụt) lưu vực sông Bến Hải
• 3.7.1. Xây dựng bản đồ đánh giá mức độ dễ bị tổn thương cho vùng mưa lũ (có ngập lụt) lưu vực sông Bến Hải với trường hợp 1
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Tính Dễ Bị Tổn Thương Lũ Lụt 55kt

Nghiên cứu về tính dễ bị tổn thương đã thu hút sự quan tâm của nhiều nhà khoa học trong các lĩnh vực khác nhau, từ khoa học xã hội đến khoa học tự nhiên. Các nghiên cứu này tập trung vào các khía cạnh khác nhau như tác động của biến đổi khí hậu, sự phát triển bền vững và các hiểm họa thiên nhiên. Do đó, nhiều khái niệm khác nhau về tính dễ bị tổn thương đã được đưa ra. Theo Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC, 2001), tính dễ bị tổn thương là mức độ mà biến đổi khí hậu có thể gây tổn hại hoặc bất lợi cho hệ thống. Nó không chỉ phụ thuộc vào độ nhạy của hệ thống mà còn vào khả năng thích ứng của cộng đồng với điều kiện khí hậu mới. Điều quan trọng là việc sử dụng các thuật ngữ liên quan đến tính dễ bị tổn thương giữa các ngành và lĩnh vực nghiên cứu vẫn còn nhiều tranh cãi, đòi hỏi sự thống nhất và hợp tác giữa các hướng nghiên cứu khoa học khác nhau.

1.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính dễ bị tổn thương

Tính dễ bị tổn thương không phải là một khái niệm đơn lẻ mà chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố. Các yếu tố này có thể được phân loại thành các nhóm chính như: yếu tố vật lý, bao gồm vị trí địa lý, địa hình, điều kiện khí hậu; yếu tố kinh tế, bao gồm thu nhập, mức sống, cơ sở hạ tầng; yếu tố xã hội, bao gồm trình độ học vấn, sức khỏe, khả năng tiếp cận thông tin; và yếu tố môi trường, bao gồm chất lượng môi trường, đa dạng sinh học. Việc xác định và đánh giá các yếu tố này là rất quan trọng để hiểu rõ hơn về tính dễ bị tổn thương của một cộng đồng hoặc khu vực cụ thể.

1.2. Mối liên hệ giữa tính dễ bị tổn thương và khả năng phục hồi

Tính dễ bị tổn thương và khả năng phục hồi là hai khái niệm liên quan chặt chẽ với nhau. Tính dễ bị tổn thương thể hiện mức độ mà một hệ thống có thể bị tổn hại bởi một tác động tiêu cực, trong khi khả năng phục hồi thể hiện khả năng của hệ thống để phục hồi sau tác động đó. Một hệ thống có tính dễ bị tổn thương cao thường có khả năng phục hồi thấp, và ngược lại. Do đó, việc tăng cường khả năng phục hồi là một cách hiệu quả để giảm tính dễ bị tổn thương. Điều này có thể được thực hiện thông qua các biện pháp như tăng cường cơ sở hạ tầng, cải thiện hệ thống y tế và giáo dục, và nâng cao nhận thức cộng đồng.

II. Vấn Đề Tổn Thương Do Lũ Lụt Nguyên Nhân Hậu Quả 59kt

Theo Nguyễn Thanh Sơn và cộng sự, khái niệm tính dễ bị tổn thương được sử dụng dựa trên khái niệm của UNESCO - IHE: “Tính dễ bị tổn thương là mức độ gây hại có thể được xác định trong những điều kiện nhất định thông qua tính nhạy, sự tổn thất và khả năng phục hồi”. Để tăng cường tính ứng dụng trong thực tế, đặc biệt là trong chủ động đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ, Janet Edwards (2007) đã đưa ra khái niệm bản đồ tính dễ bị tổn thương do lũ: “là bản đồ cho biết vị trí các vùng nơi mà con người, môi trường thiên nhiên, của cải gặp rủi ro do các thảm họa có thể dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng như thiệt hại về người, gây ô nhiễm môi trường”. Việc định lượng được tính dễ bị tổn thương của một vùng sẽ cung cấp thông tin cần thiết hỗ trợ trong việc ra quyết định nhằm chống lại các mối nguy hiểm do lũ lụt gây ra.

2.1. Phân tích các yếu tố cấu thành tổn thương do lũ lụt

Tổn thương do lũ lụt bao gồm nhiều khía cạnh khác nhau, bao gồm thiệt hại về người, thiệt hại về tài sản, thiệt hại về kinh tế, thiệt hại về môi trường và thiệt hại về xã hội. Thiệt hại về người bao gồm thương vong, thương tật và các vấn đề sức khỏe liên quan đến lũ lụt. Thiệt hại về tài sản bao gồm thiệt hại về nhà cửa, cơ sở hạ tầng và tài sản cá nhân. Thiệt hại về kinh tế bao gồm mất mùa, gián đoạn sản xuất và kinh doanh, và chi phí phục hồi. Thiệt hại về môi trường bao gồm ô nhiễm nguồn nước, xói mòn đất và mất đa dạng sinh học. Thiệt hại về xã hội bao gồm gián đoạn cuộc sống, mất an ninh và bất ổn xã hội. Việc phân tích các yếu tố này là rất quan trọng để đánh giá mức độ nghiêm trọng của tổn thương do lũ lụt.

2.2. Tác động của biến đổi khí hậu đến tổn thương do lũ lụt

Biến đổi khí hậu đang làm gia tăng tần suất và cường độ của các hiện tượng thời tiết cực đoan, bao gồm lũ lụt. Sự nóng lên toàn cầu làm tăng lượng mưa, đặc biệt là ở các khu vực ven biển và vùng núi. Điều này dẫn đến nguy cơ lũ lụt cao hơn, đặc biệt là ở các khu vực có hệ thống thoát nước kém và cơ sở hạ tầng yếu kém. Ngoài ra, biến đổi khí hậu còn làm tăng mực nước biển, làm cho các khu vực ven biển dễ bị ngập lụt hơn. Do đó, biến đổi khí hậu đang làm gia tăng tổn thương do lũ lụt trên toàn thế giới.

III. Phương Pháp Tính Chỉ Số Đánh Giá Tính Dễ Tổn Thương 58kt

Để đánh giá tính dễ bị tổn thương một cách khách quan và có hệ thống, các nhà nghiên cứu đã phát triển nhiều phương pháp tính chỉ số. Các chỉ số này thường dựa trên việc tích hợp các yếu tố khác nhau liên quan đến tính dễ bị tổn thương, chẳng hạn như mức độ phơi nhiễm, độ nhạy và khả năng thích ứng. Một số phương pháp phổ biến bao gồm phương pháp đánh giá đa tiêu chí (MCDA), phương pháp phân tích thành phần chính (PCA) và phương pháp mạng nơ-ron nhân tạo (ANN). Việc lựa chọn phương pháp phù hợp phụ thuộc vào mục tiêu nghiên cứu, dữ liệu có sẵn và đặc điểm của khu vực nghiên cứu.

3.1. Giới thiệu các chỉ số đánh giá tính dễ bị tổn thương phổ biến

Có nhiều chỉ số đánh giá tính dễ bị tổn thương khác nhau đã được phát triển và sử dụng trên toàn thế giới. Một số chỉ số phổ biến bao gồm chỉ số dễ bị tổn thương khí hậu (Climate Vulnerability Index - CVI), chỉ số phát triển con người (Human Development Index - HDI), và chỉ số khả năng phục hồi cộng đồng (Community Resilience Index - CRI). Mỗi chỉ số có những ưu điểm và nhược điểm riêng, và phù hợp với các mục tiêu và bối cảnh nghiên cứu khác nhau. Việc hiểu rõ các đặc điểm của từng chỉ số là rất quan trọng để lựa chọn chỉ số phù hợp cho nghiên cứu cụ thể.

3.2. Ưu nhược điểm của từng phương pháp tính chỉ số

Mỗi phương pháp tính chỉ số đánh giá tính dễ bị tổn thương đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Phương pháp đánh giá đa tiêu chí (MCDA) cho phép tích hợp nhiều yếu tố khác nhau và thể hiện sự đánh đổi giữa chúng, nhưng đòi hỏi nhiều dữ liệu và có thể bị ảnh hưởng bởi ý kiến chủ quan của người đánh giá. Phương pháp phân tích thành phần chính (PCA) giúp giảm số lượng biến và xác định các yếu tố quan trọng nhất, nhưng có thể mất thông tin và khó giải thích. Phương pháp mạng nơ-ron nhân tạo (ANN) có thể mô hình hóa các mối quan hệ phức tạp, nhưng đòi hỏi nhiều dữ liệu và khó giải thích. Việc cân nhắc ưu nhược điểm của từng phương pháp là rất quan trọng để lựa chọn phương pháp phù hợp cho nghiên cứu cụ thể.

IV. Ứng Dụng Công Thức Balica Đánh Giá Tổn Thương Tại Bến Hải 56kt

Luận văn này thử nghiệm công thức Balica để tính toán chỉ số đánh giá tính dễ bị tổn thương cho vùng mưa lũ tại lưu vực sông Bến Hải, Quảng Trị. Công thức này được lựa chọn vì tính đơn giản, dễ áp dụng và khả năng tích hợp nhiều yếu tố khác nhau. Việc ứng dụng công thức Balica sẽ cung cấp cái nhìn tổng quan về mức độ tổn thương của khu vực nghiên cứu và giúp xác định các khu vực cần ưu tiên can thiệp. Dữ liệu được sử dụng bao gồm dữ liệu về địa hình, khí hậu, kinh tế - xã hội và môi trường. Các dữ liệu này được thu thập từ các nguồn khác nhau, bao gồm các cơ quan chính phủ, các tổ chức nghiên cứu và các khảo sát thực địa.

4.1. Cơ sở dữ liệu và bộ tiêu chí đánh giá

Cơ sở dữ liệu đóng vai trò quan trọng trong việc áp dụng công thức Balica. Dữ liệu cần thu thập bao gồm: dữ liệu về lượng mưa, mực nước sông, độ dốc địa hình, loại đất, sử dụng đất, mật độ dân số, thu nhập bình quân đầu người, trình độ học vấn, tình trạng nhà ở, cơ sở hạ tầng, và các yếu tố môi trường khác. Bộ tiêu chí đánh giá được xây dựng dựa trên các yếu tố này, và được chia thành các nhóm chính như yếu tố vật lý, yếu tố kinh tế, yếu tố xã hội và yếu tố môi trường. Việc lựa chọn bộ tiêu chí phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo tính chính xác và tin cậy của kết quả đánh giá.

4.2. Tính trọng số theo thuật giải Lyengar và Sudarhan

Để đảm bảo tính khách quan và công bằng trong việc đánh giá tính dễ bị tổn thương, cần phải gán trọng số cho các tiêu chí khác nhau. Trọng số thể hiện mức độ quan trọng của từng tiêu chí đối với tính dễ bị tổn thương. Trong luận văn này, thuật giải Lyengar và Sudarhan được sử dụng để tính trọng số. Thuật giải này dựa trên việc phân tích ma trận tương quan giữa các tiêu chí và gán trọng số dựa trên mức độ tương quan. Các tiêu chí có mức độ tương quan cao sẽ được gán trọng số thấp hơn, và ngược lại.

V. Kết Quả Nghiên Cứu Đánh Giá Mức Độ Tổn Thương tại Bến Hải 59kt

Kết quả nghiên cứu cho thấy mức độ tổn thương do lũ lụt tại lưu vực sông Bến Hải có sự khác biệt giữa các khu vực. Các khu vực có địa hình thấp, mật độ dân số cao, cơ sở hạ tầng yếu kém và thu nhập bình quân đầu người thấp thường có mức độ tổn thương cao hơn. Kết quả này cung cấp thông tin quan trọng cho các nhà quản lý và hoạch định chính sách để ưu tiên các biện pháp phòng chống và giảm nhẹ thiên tai. Các biện pháp này có thể bao gồm xây dựng các công trình phòng lũ, cải thiện hệ thống thoát nước, nâng cao nhận thức cộng đồng và hỗ trợ sinh kế cho người dân.

5.1. Bản đồ đánh giá mức độ dễ bị tổn thương

Dựa trên kết quả tính toán, một bản đồ đánh giá mức độ dễ bị tổn thương đã được xây dựng. Bản đồ này thể hiện mức độ tổn thương của từng khu vực trên lưu vực sông Bến Hải. Các khu vực có mức độ tổn thương cao được hiển thị bằng màu đỏ, các khu vực có mức độ tổn thương trung bình được hiển thị bằng màu vàng, và các khu vực có mức độ tổn thương thấp được hiển thị bằng màu xanh lá cây. Bản đồ này là một công cụ hữu ích để các nhà quản lý và hoạch định chính sách xác định các khu vực cần ưu tiên can thiệp.

5.2. Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến mức độ tổn thương

Phân tích cho thấy một số yếu tố có ảnh hưởng lớn đến mức độ tổn thương. Các yếu tố này bao gồm: độ dốc địa hình, mật độ dân số, mức độ phát triển kinh tế, tình trạng cơ sở hạ tầng, và các yếu tố môi trường. Các khu vực có độ dốc địa hình thấp thường dễ bị ngập lụt hơn. Các khu vực có mật độ dân số cao thường có nhiều người và tài sản bị ảnh hưởng bởi lũ lụt. Các khu vực có mức độ phát triển kinh tế thấp thường có ít nguồn lực để phòng chống và phục hồi sau lũ lụt. Các khu vực có cơ sở hạ tầng yếu kém thường có hệ thống thoát nước kém và các công trình phòng lũ không hiệu quả. Và các khu vực có môi trường bị suy thoái thường dễ bị xói mòn và sạt lở.

VI. Kết Luận Kiến Nghị Hướng Nghiên Cứu Về Tổn Thương 55kt

Luận văn đã thử nghiệm thành công công thức Balica để đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ lụt tại lưu vực sông Bến Hải, Quảng Trị. Kết quả nghiên cứu cung cấp thông tin quan trọng cho các nhà quản lý và hoạch định chính sách để ưu tiên các biện pháp phòng chống và giảm nhẹ thiên tai. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng đây chỉ là một nghiên cứu thí điểm và cần có thêm các nghiên cứu khác để xác nhận và mở rộng kết quả. Các nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào việc sử dụng các phương pháp đánh giá khác, thu thập thêm dữ liệu và phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến tính dễ bị tổn thương một cách chi tiết hơn.

6.1. Đề xuất các giải pháp giảm nhẹ rủi ro lũ lụt

Dựa trên kết quả nghiên cứu, một số giải pháp giảm nhẹ rủi ro lũ lụt được đề xuất. Các giải pháp này bao gồm: xây dựng các công trình phòng lũ, cải thiện hệ thống thoát nước, nâng cao nhận thức cộng đồng, hỗ trợ sinh kế cho người dân, và quy hoạch sử dụng đất hợp lý. Việc xây dựng các công trình phòng lũ như đê điều và hồ chứa có thể giúp kiểm soát lũ lụt. Việc cải thiện hệ thống thoát nước có thể giúp giảm thiểu ngập úng. Việc nâng cao nhận thức cộng đồng có thể giúp người dân chủ động phòng tránh và ứng phó với lũ lụt. Việc hỗ trợ sinh kế cho người dân có thể giúp họ giảm bớt gánh nặng kinh tế và tăng khả năng phục hồi sau lũ lụt. Và việc quy hoạch sử dụng đất hợp lý có thể giúp giảm thiểu rủi ro lũ lụt.

6.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo về tính dễ bị tổn thương

Các hướng nghiên cứu tiếp theo về tính dễ bị tổn thương có thể tập trung vào việc sử dụng các mô hình dự báo lũ lụt tiên tiến, phân tích các tác động kinh tế - xã hội của lũ lụt, đánh giá hiệu quả của các biện pháp phòng chống và giảm nhẹ thiên tai, và xây dựng các hệ thống cảnh báo lũ lụt sớm. Việc sử dụng các mô hình dự báo lũ lụt tiên tiến có thể giúp dự báo chính xác hơn về thời gian và mức độ lũ lụt. Việc phân tích các tác động kinh tế - xã hội của lũ lụt có thể giúp hiểu rõ hơn về những thiệt hại do lũ lụt gây ra. Việc đánh giá hiệu quả của các biện pháp phòng chống và giảm nhẹ thiên tai có thể giúp xác định các biện pháp hiệu quả nhất. Và việc xây dựng các hệ thống cảnh báo lũ lụt sớm có thể giúp người dân có thời gian chuẩn bị và ứng phó với lũ lụt.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Khu vực miền Trung Việt Nam luôn là tâm điểm gánh chịu các hình thái thiên tai cực đoan với tần suất cao và cường độ khốc liệt. Tại lưu vực sông Bến Hải thuộc tỉnh Quảng Trị, chuỗi số liệu quan trắc giai đoạn 1977 - 2000 ghi nhận có tới 110 trận lũ xuất hiện, đạt tần suất trung bình 5,33 trận/năm. Trong những năm cực đoan, số lượng trận lũ dao động từ 7 đến 10 trận với biên độ mực nước lũ dâng cao từ 2 m đến 15 m. Biến đổi khí hậu toàn cầu kết hợp cùng địa hình đồi núi dốc đứng đã làm gia tăng tốc độ dòng chảy lũ vượt mức 3 m/s và cường suất lũ đạt từ 100 cm/giờ đến 3000 cm/giờ, đe dọa nghiêm trọng đến an sinh và tài sản của 162.092 người dân trên toàn lưu vực.

Trước thực trạng các giải pháp công trình như đê ngăn lũ hay hồ chứa bộc lộ nhiều hạn chế về kinh phí và tác động môi trường, việc chuyển dịch sang các giải pháp phi công trình dựa trên đánh giá định lượng tính dễ bị tổn thương trở thành yêu cầu cấp thiết. Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Thủy văn học tập trung nghiên cứu thử nghiệm và hiệu chỉnh các công thức tính toán chỉ số đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ lụt (Flood Vulnerability Index - FVI) theo mô hình Balica cho 22 xã trọng điểm ngập lụt trên tổng số 44 xã thuộc lưu vực sông Bến Hải.

Nghiên cứu tích hợp chuỗi dữ liệu khí tượng thủy văn, mô hình số độ cao và kịch bản ngập lụt chi tiết nhằm cung cấp cơ sở khoa học định lượng chuẩn xác. Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn then chốt, giúp chính quyền địa phương phân loại mức độ rủi ro, tối ưu hóa nguồn lực phòng chống thiên tai và giảm thiểu thiệt hại kinh tế hàng chục tỷ đồng mỗi năm cho tỉnh Quảng Trị.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên khung lý thuyết đánh giá tính dễ bị tổn thương của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) và Viện Giáo dục Tài nguyên Nước UNESCO-IHE. Theo đó, tính dễ bị tổn thương do lũ được định nghĩa là một hàm phụ thuộc vào ba thành phần tương tác: Độ phơi nhiễm (Exposure - E), Tính nhạy (Sensitivity - S) và Khả năng phục hồi (Resilience - R).

Mô hình nghiên cứu trọng tâm áp dụng là phương pháp đánh giá đa chiều Balica (2007 - 2012), tích hợp 4 nhóm thành phần cơ bản gồm: Xã hội, Kinh tế, Môi trường và Vật lý. Chỉ số FVI tổng hợp được xác định thông qua giá trị trung bình của 4 thành phần thành phần:

FVI = (FVI_xã hội + FVI_kinh tế + FVI_môi trường + FVI_vật lý) / 4

Từ bộ hơn 70 tiêu chí ban đầu của Balica, nghiên cứu đã tiến hành sàng lọc, chuẩn hóa và thiết lập bộ 34 tiêu chí đặc thù phù hợp với điều kiện tự nhiên, hạ tầng và dân sinh thực tế của lưu vực sông Bến Hải.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của luận văn được tổng hợp đa tầng gồm dữ liệu thứ cấp và sơ cấp. Dữ liệu thứ cấp bao gồm Niên giám Thống kê tỉnh Quảng Trị năm 2016, Bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2010, mô hình số độ cao DEM độ phân giải 30 m x 30 m và chuỗi số liệu quan trắc mưa - dòng chảy từ 3 trạm thủy văn Gia Vòng, Đông Hà, Cửa Việt. Dữ liệu sơ cấp được trích xuất từ 470 phiếu điều tra xã hội học thuộc đề tài cấp nhà nước BĐKH-19.

Phương pháp chọn mẫu khảo sát áp dụng kỹ thuật chọn mẫu phân tầng đại diện tại các hộ dân sinh sống ở 22 xã vùng ngập lũ xung yếu, phản ánh đầy đủ cơ cấu kinh tế và điều kiện sinh kế của 162.092 cư dân. Dữ liệu sau thu thập được xử lý chuẩn hóa theo hai hướng tiếp cận: phương pháp Balica (thang đo 0 - 1) và phương pháp Connor & Hiroki (phân tách biến thuận - nghịch). Trọng số của 34 tiêu chí được xác định thông qua thuật giải Iyengar - Sudarshan dựa trên nghịch đảo phương sai. Lý do lựa chọn thuật toán này là nhằm triệt tiêu tính định kiến chủ quan của chuyên gia, đảm bảo độ tin cậy và tính khách quan toán học cho các biến số đa chiều. Sau đó, công nghệ GIS được ứng dụng để liên kết dữ liệu thuộc tính và phân tích không gian Raster.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã định lượng hóa mức độ tổn thương và phân loại cụ thể cho 22 xã ngập lụt trên lưu vực sông Bến Hải. Kết quả chỉ ra sự phân hóa không gian sâu sắc giữa các tiểu vùng:

• Nhóm có mức độ tổn thương cao tập trung tại các vùng hạ lưu trũng thấp và ven biển. Thị trấn Cửa Tùng ghi nhận chỉ số FVI đạt 0,71 (mức cao), xã Gio Châu đạt 0,69 và xã Trung Sơn đạt 0,63. Đây là các khu vực có tỷ lệ ngập sâu kết hợp cùng mật độ tài sản và dân cư tập trung lớn.
• Nhóm có mức độ tổn thương rất thấp và thấp phân bố chủ yếu ở khu vực đồi cao, thoát nước nhanh như xã Vĩnh Thủy (FVI = 0,12), xã Vĩnh Long (FVI = 0,13) và xã Vĩnh Hòa (FVI = 0,17).
• Về thành phần xã hội: Thị trấn Hồ Xá và thị trấn Cửa Tùng có giá trị FVI xã hội cao nhất lưu vực (đạt từ 1,41 đến 1,97) do mật độ dân số tại Hồ Xá lên tới 1.674 người/km², gấp hơn 11 lần so với mật độ trung bình toàn lưu vực là 148 người/km².
• Về thành phần kinh tế: Có 3 trên 22 xã (chiếm tỷ lệ 14%) gồm Gio Mai, Gio Châu và Gio Quang có chỉ số FVI kinh tế vượt ngưỡng 0,80 do phụ thuộc lớn vào sản xuất nông nghiệp dễ bị tàn phá và hệ thống kho bãi, chuồng trại kém kiên cố.

Thảo luận kết quả

Sự biến thiên của chỉ số FVI phản ánh mối quan hệ chặt chẽ giữa đặc điểm tự nhiên và cấu trúc dân sinh. Tại các xã ven sông như Cam An, độ sâu ngập lũ đạt cực đại lên tới 3,52 m với thời gian ngập kéo dài trên 67 giờ, làm tê liệt hoàn toàn mạng lưới giao thông và gây ô nhiễm nguồn nước sinh hoạt nghiêm trọng. Đáng chú ý, hiện trạng rừng phòng hộ đầu nguồn đang ở mức báo động khi diện tích rừng tự nhiên giàu và trung bình chỉ chiếm 2,75% (7,802 km²), trong khi diện tích trảng cây bụi và đất trống chiếm tới 68,38% (194 km²), làm giảm sút nghiêm trọng khả năng giữ nước mặt khi xảy ra mưa lớn kéo dài.

Khi so sánh giữa hai phương pháp chuẩn hóa dữ liệu, kết quả tính toán theo Connor & Hiroki và Balica cho thấy độ tương đồng cao trên 85% về thứ hạng phân cấp rủi ro. Đồng thời, kết quả này hoàn toàn tương thích với mô hình UNESCO-IHE trong đề tài BĐKH-19 nhưng vượt trội hơn nhờ khả năng bóc tách chi tiết 4 khía cạnh: Xã hội, Kinh tế, Môi trường và Vật lý. Toàn bộ các phát hiện này được trình bày trực quan thông qua bảng ma trận trọng số 34 chỉ tiêu và hệ thống bản đồ phân vùng FVI chuyên đề trên nền tảng ArcGIS, tạo tiền đề thuận lợi cho việc tra cứu và ứng dụng quản lý rủi ro.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả định lượng FVI, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp chiến lược nhằm giảm thiểu rủi ro lũ lụt trên lưu vực sông Bến Hải:

1. Nâng cấp và kiên cố hóa hạ tầng phòng chống lũ trọng điểm: Thực hiện gia cố 100% các đoạn đê bao, cống tiêu thoát lũ xung yếu tại các xã có nguy cơ cao như Trung Sơn, Gio Mai và thị trấn Cửa Tùng. Mục tiêu giảm thời gian ngập úng từ 20% đến 30% trong giai đoạn 2020 - 2025, do Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Quảng Trị chủ trì thực hiện.
2. Phục hồi và phát triển rừng phòng hộ đầu nguồn: Đẩy mạnh các dự án trồng rừng bản địa, nâng tỷ lệ che phủ rừng tự nhiên giàu và trung bình từ mức 2,75% hiện nay lên tối thiểu 15% diện tích lưu vực vào năm 2030, do Chi cục Kiểm lâm tỉnh Quảng Trị phối hợp cùng các Ban Quản lý rừng phòng hộ triển khai.
3. Chuyển đổi mô hình sinh kế thích ứng lũ: Hỗ trợ người dân tại 9 xã huyện Gio Linh và 10 xã huyện Vĩnh Linh chuyển đổi lịch thời vụ nông nghiệp, đưa vào sản xuất các giống cây trồng ngắn ngày chịu ngập và mô hình thủy sản an toàn, phấn đấu giảm tỷ lệ thiệt hại mùa màng xuống dưới 15% tổng giá trị sản xuất hàng năm.
4. Hiện đại hóa hệ thống cảnh báo sớm và nâng cao năng lực cộng đồng: Thiết lập bổ sung 5 trạm đo mưa tự động tại thượng nguồn và tổ chức tập huấn kỹ năng ứng phó thiên tai định kỳ cho ít nhất 80% hộ gia đình tại 22 xã ngập lụt trước mùa mưa bão tháng IX hàng năm, dưới sự chỉ đạo của Ban Chỉ huy Phòng chống thiên tai và Tìm kiếm cứu nạn các cấp.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn là tài liệu tham khảo giá trị cho 4 nhóm đối tượng trọng tâm sau:

1. Cơ quan quản lý nhà nước và Ban Chỉ huy Phòng chống thiên tai: UBND tỉnh Quảng Trị và các huyện Vĩnh Linh, Gio Linh, Cam Lộ sử dụng bộ bản đồ phân vùng FVI làm căn cứ khoa học để xây dựng kế hoạch sơ tán dân cư, phân bổ ngân sách cứu trợ và lập quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội giai đoạn 2021 - 2030 cho 44 xã trên địa bàn.
2. Các nhà khoa học và học viên chuyên ngành Khí tượng, Thủy văn, Biến đổi khí hậu: Kế thừa quy trình thử nghiệm công thức Balica, phương pháp chuẩn hóa dữ liệu đa biến và thuật giải Iyengar - Sudarshan để mở rộng nghiên cứu cho các hệ thống sông ngòi khác tại miền Trung.
3. Các tổ chức phi chính phủ và đơn vị phát triển cộng đồng: Các tổ chức như UNDP hoặc Hội Chữ thập đỏ khai thác 470 bộ dữ liệu khảo sát thực địa để thiết kế các dự án viện trợ sinh kế bền vững, xây dựng nhà chống lũ an toàn cho nhóm cư dân nghèo ven biển.
4. Đơn vị tư vấn quy hoạch và thiết kế công trình thủy lợi: Ứng dụng các thông số ngập lũ thực nghiệm (độ sâu 3,52 m, vận tốc dòng chảy 3 m/s) để tính toán quy chuẩn xây dựng đường giao thông nông thôn, khẩu độ cống và đê bao ngăn lũ.

Câu hỏi thường gặp

1. Chỉ số tổn thương do lũ lụt FVI theo công thức Balica có ưu điểm gì vượt trội? Công thức Balica tích hợp toàn diện 4 trụ cột gồm Xã hội, Kinh tế, Môi trường và Vật lý thông qua 3 thành phần động là Phơi nhiễm, Nhạy cảm và Phục hồi. Việc lượng hóa đồng thời 34 tiêu chí giúp các nhà quản lý nhìn nhận rủi ro đa chiều thay vì chỉ tập trung vào yếu tố thủy văn đơn thuần.

2. Tại sao nghiên cứu lại lựa chọn thuật giải Iyengar - Sudarshan để tính trọng số? Thuật giải Iyengar - Sudarshan tính toán trọng số dựa trên nghịch đảo phương sai của các biến số đã chuẩn hóa. Phương pháp này đảm bảo tính khách quan tuyệt đối về mặt toán học, loại trừ hoàn toàn sự thiên vị hoặc đánh giá cảm tính của chuyên gia khi xử lý tập dữ liệu lớn từ 470 phiếu điều tra.

3. Đặc trưng tự nhiên nào tại lưu vực sông Bến Hải khiến lũ lụt diễn biến phức tạp? Lưu vực có độ dốc địa hình lớn từ đỉnh Trường Sơn đổ ra biển, thảm phủ rừng giàu chỉ đạt 2,75% trong khi đất cây bụi chiếm 68,38%. Lũ tập trung cao điểm vào tháng X (chiếm 44,8% số trận lũ năm) với cường suất dâng nhanh tới 3000 cm/giờ và vận tốc dòng chảy vượt 3 m/s.

4. Những địa phương nào trên lưu vực sông Bến Hải có mức độ tổn thương do lũ cao nhất? Thị trấn Cửa Tùng (FVI = 0,71), xã Gio Châu (FVI = 0,69) và xã Trung Sơn (FVI = 0,63) là ba địa bàn có chỉ số tổn thương cao nhất. Nguyên nhân do các xã này nằm ở vùng trũng hạ lưu, chịu tác động triều cường làm chậm thoát lũ và có mật độ dân cư tập trung đông đúc.

5. Kết quả của luận văn có thể áp dụng cho các lưu vực sông khác tại miền Trung không? Khung phương pháp luận chuẩn hóa dữ liệu kết hợp mô hình Balica và công nghệ GIS hoàn toàn có thể nhân rộng cho các lưu vực lân cận như sông Thạch Hãn hay sông Hương. Bộ tiêu chí có thể tùy biến linh hoạt dựa trên 100% dữ liệu thống kê và đặc thù địa lý của từng địa phương.

Kết luận

• Luận văn đã xây dựng thành công bộ 34 tiêu chí đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ lụt đặc thù cho lưu vực sông Bến Hải từ bộ tiêu chí gốc của Balica.
• Ứng dụng chuẩn hóa dữ liệu và thuật giải Iyengar - Sudarshan giúp xác định trọng số khách quan, tích hợp công nghệ GIS biên tập hệ thống bản đồ FVI chi tiết cho 22 xã ngập lụt.
• Định lượng chính xác mức độ tổn thương trên toàn lưu vực với chỉ số FVI dao động từ 0,12 (Vĩnh Thủy) đến 0,71 (Cửa Tùng), chỉ rõ 3 địa bàn trọng điểm có nguy cơ rất cao.
• Đóng góp luận cứ khoa học vững chắc khẳng định tính khả thi của mô hình Balica trong điều kiện dữ liệu điều tra thực địa còn nhiều thách thức tại Việt Nam.
• Đề xuất hệ thống 4 nhóm giải pháp công trình và phi công trình đồng bộ giai đoạn 2020 - 2030 nhằm bảo vệ an toàn tính mạng và sinh kế cho 162.092 người dân.

Trong giai đoạn tiếp theo từ năm 2025 đến 2030, hướng nghiên cứu cần tiếp tục cập nhật dữ liệu viễn thám độ phân giải cao và tích hợp các kịch bản biến đổi khí hậu mới nhất. Các cơ quan quản lý và nhà nghiên cứu quan tâm có thể khai thác toàn văn tài liệu để phục vụ công tác quy hoạch thủy lợi và quản lý rủi ro thiên tai bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan các nghiên cứu về tính dễ bị tổn thương và những nghiên cứu trên lưu vực sông Bến Hải Chương 2: Các công thức tính toán chỉ số đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ Chương 3: Thử nghiệm công thức Balica tính toán chỉ số đánh giá tính dễ bị tổn thương cho vùng mưa lũ (có ngập lụt) lưu vực sông Bến Hải Kết luận, kiến nghị Tài liệu tham khảo (LUAN.tri 2 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ TÍNH DỄ BỊ TỔN THƢƠNG VÀ NHỮNG NGHIÊN CỨU TRÊN LƢU VỰC SÔNG BẾN HẢI 1.Khái niệm chung về tính dễ bị tổn thƣơng Hiện nay, nghiên cứu tính dễ bị tổn thương đã được các nhà khoa học quan tâm trong nhiều ngành, lĩnh vực khác nhau; ví dụ như nghiên cứu tính dễ bị tổn thương theo cách tiếp cận của ngành khoa học xã hội, khoa học tự nhiên; hay nghiên cứu tính dễ bị tổn thương dưới tác động của biến đổi khí hậu, sự phát triển bền vững, các hiểm họa thiên nhiên,… Do đó, các nhà khoa học đã đưa ra các khái niệm về tính dễ bị tổn thương theo nhiều cách khác nhau. Những năm gần đây, một vài định nghĩa về tính dễ bị tổn thương có thể kể đến như: theo Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu - IPCC (2001):“Tính dễ bị tổn thương là mức độ mà biến đổi khí hậu có thể gây tổn hại hay bất lợi cho hệ thống; khi đó nó không chỉ phụ thuộc vào độ nhạy của hệ thống mà còn phụ thuộc vào khả năng thích ứng của cộng đồng với điều kiện khí hậu mới” [14]. Có rất nhiều hướng nghiên cứu khác nhau nhằm phân loại các thành phần, yếu tố để đánh giá tính dễ bị tổn thương. Tuy nhiên, việc sử dụng các thuật ngữ liên quan đến tính dễ bị tổn thương giữa các ngành, lĩnh vực nghiên cứu vẫn còn nhiều tranh cãi trong các cộng đồng, các hướng nghiên cứu khoa học khác nhau.Trong ngành khoa học kinh tế - xã hội: Với cách tiếp cận của Ramade (1989) thì tính dễ bị tổn thương bao gồm cả con người và kinh tế - xã hội, liên quan đến khuynh hướng hàng hóa, con người, cơ sở hạ tầng, các hoạt động bị thiệt hại, sức đề kháng của cộng đồng.

Nhưng nghiên cứu đó lại không đề cập đến mặt tự nhiên, mức độ, tần suất xuất hiện của các hiện tượng thiên tai. Trong nghiên cứu gần đây trong lĩnh vực này đã giải thích tính dễ bị tổn thương của một hệ thống địa lý, vùng lãnh thổ là kết quả của các hoạt động, khả năng chống chịu khác nhau của xã hội, bối cảnh kinh tế và công nghệ không đồng nhất. Watts and Bohle (1993) [17] đã xem xét đến bối cảnh xã hội của các mối nguy hiểm và liên hệ tính dễ bị tổn thương xã hội đến khả năng phục hồi, chống chịu của cộng đồng. Tính dễ bị tổn thương được mô tả bởi tổ chức chiến lược và giảm nhẹ thiên (LUAN.tri 3 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] tai thế giới (ISDR, 2004) [13] như là các điều kiện xác định bởi các yếu tố vật lý, xã hội, kinh tế và môi trường hay các quá trình, làm tăng tính nhạy của cộng đồng dưới tác động của thiên tai.

Trong cách tiếp cận của ngành khoa học xã hội, thì tính dễ bị tổn thương lại tập trung vào năng lực của con người để đối phó với mối nguy hiểm và kịp thời khôi phục lại các thiệt hại và những tổn thất. Cách tiếp cận này đòi hỏi ít kiến thức về hệ thống địa lý vì mục tiêu của nghiên cứu là giải thích các hành vi xã hội.