Nghiên Cứu Ứng Dụng Mô Hình Hóa Không Gian Trong Phân Vùng Nguy Cơ Lũ Phục Vụ Cảnh Báo Lưu Vực Sông Lam

• Tác giả: Đặng Tuyết Minh
• Người hướng dẫn: TS. Vũ Anh Tuân
• Trường học: Trường Đại học Mỏ - Địa chất
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ
• Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng mô hình hóa không gian trong phân vùng nguy cơ phục vụ cảnh báo lũ lưu vực sông Lam
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ kỹ thuật
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài
• 1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.4. Phương pháp nghiên cứu
• 1.5. Các luận điểm của luận án
• 1.6. Những điểm mới của luận án
• 1.7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
• 1.8. Cơ sở tài liệu
• 1.9. Cấu trúc luận án
• 2. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 2.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu phân vùng nguy cơ lũ trên thế giới
• 2.2. Tổng quan các nghiên cứu trong phân vùng nguy cơ lũ ở Việt Nam
• 2.3. Tình hình nghiên cứu phân vùng nguy cơ lũ trên lưu vực sông Lam
• 2.4. Phương pháp mô hình hoá trong phân vùng nguy cơ lũ, đánh giá ưu, nhược điểm và hiệu quả ứng dụng của chúng
• 2.4.1. Phương pháp mô hình hóa xây dựng mô hình phân vùng nguy cơ lũ
• 2.4.2. Mô hình tất định trong phân vùng nguy cơ lũ (deterministic model)
• 2.4.3. Mô hình suy nghiệm trong phân vùng nguy cơ lũ (heuristic model)
• 2.4.4. Mô hình thống kê trong phân vùng nguy cơ lũ
• 2.5. Định hướng và phương pháp nghiên cứu của luận án
• 2.6. Tổng kết chương 1
• 3. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP AHP TRONG PHÂN VÙNG NGUY CƠ LŨ TRÊN LƯU VỰC
• 3.1. Cơ sở khoa học của phương pháp AHP
• 3.1.1. Giới thiệu phương pháp AHP
• 3.1.2. Nguyên tắc AHP
• 3.1.3. Quá trình thực hiện phương pháp AHP
• 3.1.4. Thực tiễn sử dụng AHP trong phân vùng nguy cơ lũ
• 3.2. Phân tích và lựa chọn các yếu tố trong mô hình phân vùng nguy cơ lũ
• 3.2.1. Lượng mưa và cường độ mưa
• 3.2.2. Độ dốc, độ cao và độ nhám địa hình
• 3.2.3. Mật độ lưới sông (mật độ phân cắt ngang), dòng chảy và sự tích tụ dòng chảy
• 3.2.4. Khoảng cách đến mặt nước tự nhiên, khoảng cách đến hệ thống thoát nước, khoảng cách đến ngã ba sông
• 3.2.5. Thổ nhưỡng, cấu trúc đất, tỷ lệ thấm
• 3.2.6. Sử dụng đất, lớp phủ và lớp phủ thực vật
• 3.2.7. Các yếu tố khác
• 3.3. Phân tích ảnh hưởng của chiều dài sườn dốc đến nguy cơ lũ
• 3.3.1. Cơ sở lý thuyết lựa chọn yếu tố chiều dài sườn dốc trong nghiên cứu phân vùng nguy cơ lũ
• 3.4. Một số nhận xét về phương pháp AHP trong phân vùng nguy cơ lũ
• 3.5. Tổng kết chương 2
• 4. CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP AHP XÂY DỰNG MÔ HÌNH PHÂN VÙNG NGUY CƠ LŨ TRÊN LƯU VỰC SÔNG LAM
• 4.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội lưu vực sông Lam
• 4.1.1. Vị trí địa lý
• 4.1.2. Đặc điểm địa hình
• 4.1.3. Đặc điểm mạng lưới sông ngòi
• 4.1.4. Đặc điểm địa chất, địa mạo
• 4.1.5. Đặc điểm thổ nhưỡng
• 4.1.6. Đặc điểm thảm phủ thực vật
• 4.1.7. Tình hình dân cư
• 4.2. Mạng lưới quan trắc và điều kiện khí tượng thủy văn
• 4.2.1. Mạng lưới quan trắc khí tượng thủy văn
• 4.2.2. Đặc điểm khí tượng thuỷ văn
• 4.3. Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến lũ lụt ở lưu vực sông Lam
• 4.3.1. Độ dốc địa hình
• 4.3.2. Mật độ lưới sông (mật độ phân cắt ngang)
• 4.3.3. Thổ nhưỡng
• 4.3.4. Chiều dài sườn dốc tương đối
• 4.3.5. Các yếu tố khác
• 4.4. Xây dựng bảng phân cấp các yếu tố ảnh hưởng đến lũ
• 4.4.1. Xây dựng bảng phân cấp lượng mưa
• 4.4.2. Xây dựng bảng phân cấp độ dốc
• 4.4.3. Xây dựng bảng phân cấp thổ nhưỡng
• 4.4.4. Xây dựng bảng phân cấp lớp phủ
• 4.4.5. Xây dựng bảng phân cấp mật độ lưới sông
• 4.4.6. Xây dựng bảng phân cấp chiều dài sườn dốc tương đối
• 4.5. Tính trọng số cho các yếu tố ảnh hưởng đến lũ
• 4.5.1. Tính trọng số cho trường hợp năm yếu tố ảnh hưởng
• 4.5.2. Tính trọng số cho trường hợp sáu yếu tố ảnh hưởng
• 4.6. Xây dựng bản đồ các yếu tố ảnh hưởng đến lũ
• 4.6.1. Bản đồ thổ nhưỡng
• 4.6.2. Bản đồ lớp phủ
• 4.6.3. Bản đồ mật độ lưới sông
• 4.6.4. Bản đồ chiều dài sườn dốc tương đối
• 4.7. Thành lập bản đồ phân vùng lũ lưu vực sông Lam
• 4.8. Đánh giá độ tin cậy của kết quả phân vùng nguy cơ lũ trên lưu vực sông Lam bằng phương pháp mô hình hoá
• 4.9. Tổng kết chương 3
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

I. Giới thiệu về mô hình hóa không gian trong phân vùng nguy cơ lũ

Mô hình hóa không gian là một công cụ quan trọng trong việc phân vùng nguy cơ lũ, đặc biệt là trong lưu vực sông Lam. Việc ứng dụng mô hình hóa không gian giúp xác định các khu vực có nguy cơ cao bị ảnh hưởng bởi lũ lụt. Các phương pháp như GIS và viễn thám cho phép thu thập và phân tích dữ liệu địa lý một cách hiệu quả. Theo nghiên cứu, việc sử dụng mô hình hóa không chỉ giúp nâng cao độ chính xác trong việc dự đoán lũ mà còn hỗ trợ trong việc quản lý rủi ro lũ lụt. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng, việc phân tích không gian có thể giúp xác định các yếu tố như lượng mưa, độ dốc địa hình và mật độ lưới sông, từ đó đưa ra các cảnh báo kịp thời cho cộng đồng.

1.1. Tầm quan trọng của phân vùng nguy cơ lũ

Phân vùng nguy cơ lũ là một phần quan trọng trong công tác quản lý thiên tai. Việc xác định các khu vực có nguy cơ cao giúp các cơ quan chức năng có thể triển khai các biện pháp phòng ngừa hiệu quả. Theo nghiên cứu, lũ lụt không chỉ gây thiệt hại về tài sản mà còn ảnh hưởng đến sinh mạng con người. Do đó, việc ứng dụng mô hình hóa không gian trong phân vùng nguy cơ lũ là cần thiết để giảm thiểu thiệt hại. Các phương pháp như AHP (Analytic Hierarchy Process) đã được chứng minh là hiệu quả trong việc xác định các yếu tố ảnh hưởng đến lũ lụt, từ đó xây dựng các bản đồ phân vùng nguy cơ chính xác.

II. Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến nguy cơ lũ

Các yếu tố ảnh hưởng đến nguy cơ lũ trong lưu vực sông Lam rất đa dạng. Trong đó, lượng mưa, độ dốc địa hình và thổ nhưỡng là những yếu tố chính. Nghiên cứu cho thấy, lượng mưa lớn và kéo dài có thể dẫn đến tình trạng ngập úng nghiêm trọng. Độ dốc địa hình cũng đóng vai trò quan trọng trong việc xác định tốc độ dòng chảy và khả năng thoát nước. Phân tích không gian cho phép xác định mối quan hệ giữa các yếu tố này và nguy cơ lũ. Việc sử dụng mô hình hóa giúp các nhà nghiên cứu có thể dự đoán được các khu vực có nguy cơ cao, từ đó đưa ra các biện pháp ứng phó kịp thời.

2.1. Lượng mưa và cường độ mưa

Lượng mưa là yếu tố quyết định trong việc hình thành lũ lụt. Theo số liệu thống kê, các trận lũ lớn thường xảy ra sau những đợt mưa kéo dài với cường độ cao. Việc phân tích lượng mưa giúp xác định các khu vực có nguy cơ cao. Mô hình hóa không gian cho phép các nhà nghiên cứu theo dõi và dự đoán lượng mưa trong tương lai, từ đó đưa ra các cảnh báo sớm cho cộng đồng. Điều này không chỉ giúp giảm thiểu thiệt hại mà còn nâng cao nhận thức của người dân về nguy cơ lũ lụt.

III. Ứng dụng mô hình hóa không gian trong cảnh báo lũ

Việc ứng dụng mô hình hóa không gian trong cảnh báo lũ đã mang lại nhiều lợi ích thiết thực. Các công nghệ như GIS và viễn thám cho phép thu thập dữ liệu một cách nhanh chóng và chính xác. Nghiên cứu cho thấy, việc xây dựng các bản đồ phân vùng nguy cơ lũ dựa trên dữ liệu không gian giúp các cơ quan chức năng có thể đưa ra các quyết định kịp thời. Hệ thống cảnh báo sớm được xây dựng dựa trên các mô hình này có thể giúp giảm thiểu thiệt hại do lũ lụt gây ra. Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, việc kết hợp giữa công nghệ và chuyên môn trong lĩnh vực này là rất cần thiết.

3.1. Hệ thống cảnh báo sớm

Hệ thống cảnh báo sớm là một phần quan trọng trong công tác phòng chống lũ lụt. Việc ứng dụng mô hình hóa không gian giúp cải thiện độ chính xác của các dự báo. Các dữ liệu thu thập được từ các trạm quan trắc có thể được sử dụng để cập nhật thông tin về tình hình lũ lụt. Theo các chuyên gia, việc xây dựng một hệ thống cảnh báo hiệu quả không chỉ dựa vào công nghệ mà còn cần sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan chức năng và cộng đồng. Điều này sẽ giúp nâng cao khả năng ứng phó với lũ lụt và giảm thiểu thiệt hại cho người dân.