Luận văn Nghiên cứu tính dễ bị tổn thương do lũ lụt hạ lưu sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị

LUẬN VĂN THẠC SỸ Nghiên cứu tính dễ bị tổn thương do lũ lụt hạ lưu sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị 1 MỤC LỤC MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 5 Chƣơng 1 – TỔNG QUAN ....................................................................................... 6 1.1 Các khái niệm về tính dễ bị tổn thương ............................................................ 6 1.1.1 Khái niệm chung về tính dễ tổn thương ......................................... 6 1.1.2 Tổn thương do lũ lụt ....................................................................... 8 1.2 Sự cần thiết của đánh giá tổn thương lũ ............................................................ 9 1.3 Tổng quan về các nghiên cứu trong và ngoài nước ........................................ 10 1.4 Đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế - xã hội ....................................................... 11 1.4.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên ............................................................... 11 1.4.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội .............................................................. 16 1.5 Tình hình về lũ lụt và những tổn thương do lũ gây ra trong những năm gần đây trên lưu vực sông Thạch Hãn. ........................................................................ 18 Chƣơng 2 - CƠ SỞ KHOA HỌC ĐÁNH GIÁ TÍNH DỄ BỊ TỔN THƢƠNG DO LŨ ...................................................................................................................... 21 2.1 Phương pháp.................................................................................................... 21 2.2 Xây dựng bản đồ nguy cơ lũ ........................................................................... 23 2.2.1 Giới thiệu về mô hình MIKE FLOOD .......................................... 23 2.2.2 Xây dựng mạng lưới thủy lực cho vùng nghiên cứu .................... 24 2.2.3 Mạng thủy lực kết nối 1 chiều và 2 chiều .................................... 29 2.3 Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình thủy lực kết nối 1-2 chiều ......................... 33 2.4 Xây dựng bản đồ nguy cơ với các tần suất 1% ............................................... 39 Chƣơng 3 - ĐÁNH GIÁ TÍNH DỄ TỔN THƢƠNG DO LŨ GÂY RA TRÊN HẠ LƢU LƢU VỰC SÔNG THẠCH HÃN TỈNH QUẢNG TRỊ ...................... 45 3.1 Điều tra khả năng chống chịu của cộng đồng ................................................. 45 3.2 Thành lập bản đồ tính dễ bị tổn thương do lũ gây ra vùng hạ lưu lưu vực sông Bến Hải, Thạch Hãn tỉnh Quảng Trị ..................................................................... 51 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 60 PHỤ LỤC ................................................................................................................. 64 2 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1. Khu vực nghiên cứu .................................................................................... 12 Hình 2: Những thiệt hại về kinh tế do lũ lụt gây ra trong những gần đây ............... 18 Hình 3. Những thiệt hại về người do lũ lụt gây ra trong những năm gần đây ........ 19 Hình 4. Các bước xác định tính tổn thương lũ ......................................................... 22 5. Sơ đồ tính toán thủy lực trên 3 lưu vự .................... 26 Hình 6. Mặt cắt điểm hình của sông Cam Lộ ........................................................... 27 Hình 7. Mặt cắt điểm hình của sông Thạch Hãn ...................................................... 27 8. Phân chia lưu v c gia nhậ .................. 28 Hình 9. Giới hạn vùng tính toán 2 chiều ................................................................. 29 Hình 10. Chia lưới tại khu vực nghiên cứu ............................................................. 30 Hình 11. Vị trí tương đối các biên trong mô hình 2 chiều ...................................... 31 12. Sơ 1-2 ch ........................................ 33 Hình 13. Quá trình mực nước tính toán và thực đo trận lũ 10/2005 ....................... 34 Hình 14. So sánh vết lũ tính toán và thực đo trên lưu vực sông Bến Hải với trận lũ tháng 10/2005 ............................................................................................................ 35 Hình 15. Quá trình mực nước tính toán và thực đo trận lũ năm 1999 .................... 35 Hình 16. Độ sâu ngập lụt cực đại tính toán và khảo sát trận lũ năm 1999 ............... 37 Hình 17. So sánh diện ngập tính toán và diện ngập thống kê năm 1999 ................ 37 Hình 18. So sánh diện tích ngập thống kê và tính toán theo các xã năm 1999 ....... 38 Hình 19. Tương quan diện ngập tính toán và diện ngập thống kê năm 1999 ......... 38 Hình 20. Bản đồ độ sâu ngập lụt ứng với tần suất 1% ............................................. 39 Hình 21. Bản đồ vận tốc đỉnh lũ với tần suất 1% ..................................................... 40 Hình 22. Bản đồ thời gian ngập với tần suất 1% ...................................................... 41 Hình 23. Bản đồ nguy cơ lũ với tần suất 1% ............................................................ 43 Hình 24. Hình ảnh điều tra vết lũ tại vùng nghiên cứu ........................................... 46 Hình 25. Bảng câu hỏi điều tra khả năng chống chịu lũ .......................................... 47 Hình 26. Bản đồ thể hiện khả năng chống chịu của cộng đồng ............................... 49 Hình 27. Bản đồ sử dụng đất tại vùng nghiên cứu ................................................... 51 Hình 28. Bản đồ sự lộ diện của các đối tượng trước nguy cơ lũ .............................. 54 Hình 29. Bản đồ tổn thương do lũ vùng hạ lưu lưu vực sông Thạch Hãn ............... 56 3 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1. Lựa chọn kết nối trong mô hình MIKE FLOOD ....................................... 32 Bảng 2 Kết quả thực đo và tính toán độ sâu ngập lụt cực đại lũ năm 1999 ............. 36 Bảng 3. Trọng số của các yếu tố tạo lên nguy cơ lũ ................................................. 42 Bảng 4. Định lượng hóa các phương án trả lời của phiếu điều tra ........................... 48 Bảng 6. Ma trận tính toán sự lộ diện các đối tượng trước lũ .................................... 53 Bảng 7. Ma trận tính toán mức độ tổn thương do lũ ................................................ 55 4 BẢNG KÝ HIỆU VIẾT TẮT ATNĐ Áp thấp nhiệt đới HD Hydraulic Dynamic ( Thủy động lực) IPCC Intergovermental Panel on Climate Change (Ban Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu) ISDR International Strategy for Disaster Reduction ( Chiến lược giảm nhẹ thiên tai quốc tê) KTTV Khí tượng thủy văn NAM NedbØr – AfstrØmning – Model ( Mô hình mưa – dòng chảy) PCLB&TKCN Phòng chống lụt bão và Tìm kiếm cứu nạn SAR Second Assessment Report (Báo cáo đánh giá lần II) Sở NN&PTNT Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn TAR Third Assessment Report (Báo cáo đánh giá lần III) TN&MT Tài nguyên và Môi trường UNDP United Nations Depvelopment Programme ( Chương trình Phát triển Liên hợp quốc) UNESCO United Nations Emducation, Scientific and Cultural Organization (Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa Liên Hiệp Quốc) 5 MỞ ĐẦU Lũ lụt ở miền Trung, nói chung và trên lưu vực sông Thạch Hãn, nói riêng là một trong những tai biến tự nhiên, thường xuyên đe dọa cuộc sống của người dân và sự phát triển kinh tế xã hội trong vùng. Lũ lụt đã để lại hậu quả hết sức nặng nề, hàng ngàn hộ dân bị ngập lụt, các công trình bị tàn phá, các hoạt động kinh tế - xã hội bị gián đoạn... Để tăng cường ứng phó với lũ lụt ngoài các biện pháp công trình (đê kè, hồ chứa thượng lưu,...) thì các biện pháp phi công trình đóng vai trò rất quan trọng, mà phần lớn trong số đó có tính dài hạn và bền vững như các biện pháp quy hoạch sử dụng đất và bố trí dân cư, nâng cao nhận thức của người dân. Mặt khác, ứng phó nhanh với lũ lụt bằng các biện pháp tức thời như cảnh báo, dự báo vùng ngập, di dời và sơ tán dân cư đến khu vực an toàn,... đã tỏ ra rất hiệu quả trong việc hạn chế những thiệt hại về người và tài sản. Do vậy, để đánh giá được tính dễ bị tổn thương do lũ lụt gây ra đối với kinh tế - xã hội thì hướng tiếp cận đa ngành trong công tác quản lý tổng hợp rủi ro thiên tai là cần thiết để xây dựng các giải pháp nhằm giảm nhẹ tác hại của lũ gây ra. Đây cũng là lý do dẫn đến sự hình thành luận văn “ Nghiên cứu tính dễ bị tổn thƣơng do lũ lụt hạ lƣu sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị”. Kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở khoa học, thực tiễn cho các nhà quản lý, các nhà hoạch định chính sách xác định chiến lược phát triển bền vững và đảm bảo an ninh xã hội. Bố cục luận văn bao gồm: Mở đầu Chương 1: Tổng quan Chương 2: Cơ sở khoa học để đánh giá tính dễ tổn thương do lũ Chương 3: Đánh giá tính dễ tổn thương do lũ gây ra hạ lưu lưu vực sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị. Kết luận Tài liệu tham khảo 6 Chƣơng 1 – TỔNG QUAN 1.1 Các khái niệm về tính dễ bị tổn thƣơng 1.1.1 Khái niệm chung về tính dễ tổn thương Định nghĩa được tính dễ bị tổn thương sẽ giúp ta biết được cách tốt nhất để giảm thiểu chúng. Mục đích của việc đánh giá tính dễ bị tổn thương nhằm cung cấp cho các nhà ra quyết định hay các bên liên quan về những lựa chọn nhằm giảm thiểu ảnh hưởng của những mối nguy hiểm do lũ lụt [9]. Nghiên cứu tính dễ bị tổn thương là để đưa ra những hành động chính xác có thể làm giảm thiểu thiệt hại do thiên tai gây ra. Sự cần thiết của việc phân tích, đánh giá tính dễ bị tổn thương đã được trình bày trong nhiều tài liệu khoa học [ 10, 13 - 16 ] với các khái niệm bao gồm; tính dễ bị tổn thương tự nhiên, tính dễ tổn thương xã hội và những tổn thương kinh tế. Khái niệm về tính dễ bị tổn thương đã có nhiều thay đổi trong 20 năm qua. Đã có 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) [21] 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, khi được giới thiệu trong một số nghiên cứu địa lý vào những năm 1980. 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 xã hội, bối cảnh kinh tế và công nghệ không đồng nhất [9]. Watts and Bohle (1993) [30] đã xem xét đến bối cảnh xã hội của các mối 7 nguy hiểm và liên hệ tính dễ bị tổn thương xã hội tới khả năng phục hồi, chống chịu của cộng đồng. . Họ đã cố gắng tìm mọi cách dễ dàng hơn để hiểu và đơn giản hóa khái niệm đó thông qua các nghiên cứu sâu hơn về nền tảng xã hội. Tính dễ bị tổn thương được mô tả bởi tổ chức chiến lược giảm nhẹ thiên 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. Ngành khoa học tự nhiên có một điểm khác để giải thích tính dễ bị tổn thương, họ tập trung vào các hệ thống vật lý để xác định tính dễ bị tổn thương mà ban đầu ít xét đến những đặc điểm kinh tế - xã hội của hệ thống. Trong lĩnh vực vật lý, ngành khoa học tự nhiên đã giải thích tính dễ bị tổn thương do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu. Hội đồng quốc tế về biến đổi khí hậu (IPCC) đã phát triển các định nghĩa về tính dễ bị tổn thương qua nhiều năm. Năm 1992, họ xác định tính dễ bị tổn thương như mức độ không có khả năng đối phó với những hậu quả của biến đổi khí hậu và nước biển dâng. Năm 1996, SAR [25] đã xác định tính dễ bị tổn thương như mức độ mà biến đổi khí hậu có thể gây tổn hại hay bất lợi cho hệ thống; 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. Được xem như những tác động còn lại của biến đổi khí hậu sau khi các biện pháp thích ứng được thực hiện (Downing, 2005) [11]. Định nghĩa này bao gồm sự lộ diện, tính nhạy, khả năng phục hồi của hệ thống để chống lại các mối nguy hiểm do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu. IPCC TAR (2001) [14] đã giải thích khái niệm tính dễ bị tổn thương như mức độ dễ bị ảnh hưởng của hệ thống hoặc khả năng không thể đối phó được với 8 các tác động của biến đổi khí hậu. Tính dễ bị tổn thương là một hàm đặc trưng của cường độ, tốc độ biến đổi khí hậu khi hệ thống bị lộ diện, bao gồm cả độ nhạy và khả năng thích ứng. Các định nghĩa này đã thể hiện sự phát triển, với định nghĩa của SAR và TAR đã bao gồm các thành phần xã hội để giải thích tính dễ bị tổn thương. Trong những năm 1980 và đặc biệt là những năm 1990 thì những nghiên cứu về mối quan hệ giữa các hoạt động con người và tác động của thiên tai theo chiều hướng tổn thương kinh tế xã hội đã tăng lên. Các định nghĩa về tính dễ bị tổn thương đã dần được cải thiện thể hiện một cái nhìn toàn diện của xã hội, liên quan đến lĩnh vực tự nhiên và kinh tế xã hội của hệ thống. 1.1.2 Tổn thương do lũ lụt Trong các định nghĩa về tính dễ bị tổn thương đề cập ở trên, có những định nghĩa được đưa ra cho những hiện tượng thiên tai nhất định như: biến đổi khí hậu, (IPCC, 1992, 1996, 2001) hay các hiểm họa môi trường (ISDR, 2004), nhưng trong nghiên cứu này tác giả đi sâu vào hướng nghiên cứu tính dễ tổn thương do lũ lụt. Khái niệm tính dễ bị tổn thương mà tác giả 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 những điều kiện nhất định thông qua tính nhạy, sự tổn thất và khả năng phục hồi” [31]. Để tăng cường tính ứng dụng của các nghiên cứu trong thực tế, đặc biệt là trong chủ động đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ thì Janet Edwards (2007) [15] đã đưa ra một khái niệm nữa là 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 hoạ có thể dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng như thiệt hại về người, gây ô nhiễm môi trường”. Khi định lượng được tính dễ bị tổn thương của một vùng nào đó thì nó sẽ cung cấp những thông tin cần thiết hỗ trợ trong việc ra quyết định nhằm chống lại các mối nguy hiểm do lũ lụt gây ra mà xã hội phải hứng chịu. 9 1.2 Sự cần thiết của đánh giá tổn thƣơng lũ Trong những năm qua việc quản lý lũ bằng các phương án công trình như đê và hồ chứa, được thiết kế với các trận lũ có tấn suất khác nhau đã chiếm ưu thế. Đây là cách tiếp cận nhằm giảm thiên tai lũ, nghĩa là giảm xác suất xuất hiện, cường độ lưu lượng lũ, cũng như giảm diện ngập lụt. Nhưng trong thời gian gần đây đã có sự phát triển quan trọng đó là chuyển mục tiêu quản lý thiên tai sang quản lý rủi ro lũ, trong đó rủi ro lũ là những thiệt hại do lũ lụt gây ra với một tần suất nhất định trong một khoảng thời gian xác định. Vì thế, việc đánh giá những thiệt hại, tổn thương lũ cần được nghiên cứu một cách cẩn trọng trong quản lý rủi ro lũ.Việc đánh giá thiệt hại, tổn thương lũ đang đạt được những kết quả quan trọng phục vụ cho việc đưa ra các quyết định trong quản lý rủi ro lũ thông qua các bước sau:; Đánh giá tổn thương lũ: Các đối tượng trong vùng lũ như nhà ở, cộng đồng, công trình vv…. bị tổn thương một cách biến động không chỉ theo không gian, thời gian mà còn phụ thuộc vào khả năng chống chịu của người dân tại đó. Ví dụ, các cộng đồng phải thường xuyên đối mặt với lũ lụt, họ sẽ phát triển các chiến lược đối phó với các hiện tượng đó. Còn các cộng đồng không phải đối mặt với các trận lũ lụt thường bỏ qua việc thích nghi với các nguy cơ lũ, vì thế họ sẽ bị tổn thương lớn hơn khi phải đối diện với lũ. Do đó, những đánh giá về tổn thương lũ đóng vai trò quan trọng trong bài toán xác định phương án giảm rủi ro thích hợp, như phát triển các kế hoạch khẩn cấp và thực hiện các bài tập trong tình huống khẩn cấp. Bản đồ hóa tổn thương lũ: Bản đồ tổn thương lũ là một phần quan trọng trong quản lý rủi ro lũ, cung cấp những thông tin về đối tượng, thể hiện một cách trực quan về những rủi ro tiềm tàng trong vùng có nguy cơ lũ. Quyết định tối ưu cho các phương án giảm nhẹ lũ: An toàn lũ và giảm thiểu tổn thương lũ là mục đích của bài toán, do vậy việc lựa chọn các phương án giảm thiểu tổn thương lũ phải được xác định, và những lợi ích, chi phí cho các lựa chọn khác phải được định lượng và so sánh. Những bước này nhằm sử dụng chi phí quản 10 lý rủi ro một cách hiệu quả, do vậy những đánh giá thiệt hại, tổn thương lũ là một yếu tố quan trọng. Đánh giá tài chính ngay sau lũ được thực hiện khi lũ xảy ra, Cơ quan quản lý thiên tai và Chính phủ cần đánh giá nhanh những thiệt hại, tổn thương do lũ, để dự thảo ngân sách và đưa ra các quyết định về bồi thường thiệt hại cho các đối tượng trong vùng bị lũ lụt. 1.3 Tổng quan về các nghiên cứu trong và ngoài nƣớc Trong khoảng 30 năm trở lại đây, thì tính dễ bị tổn thương được các nhà khoa học tập trung nghiên cứu nhiều trong các lĩnh vực như: kinh tế - xã hội, môi trường, tự nhiên, thiên tai…Tuy nhiên các nghiên cứu về tính dễ bị tổn thương do ngập lụt thì mới được nghiên cứu trong những năm gần đây theo các cách tiếp cận khác nhau như: Trong nghiên cứu của Viet Trinh (2010) [27] về “Đánh giá rủi ro do lũ cho lưu vực sông Thạch Hãn tỉnh Quảng Trị”, tác giả đã đánh giá rủi ro do lũ dựa trên bản đồ nguy cơ do lũ và bản đồ tính dễ bị tổn thương, coi tính dễ tổn thương do lũ là một hàm của bản đồ sử dụng đất và mật độ dân sốchưa xét đến khả năng chống chịu của cộng đồng. Với cách tiếp cận này, Viet Trinh chỉ dựa trên mật độ giá trị của các vùng khác nhau trong khu vực nghiên cứu, dựa trên giả thiết tính dễ bị tổn thương của cộng đồng với cùng các điều kiện kinh tế xã hội là giống nhau. Với nghiên cứu “ Đánh giá các thống số rủi ro lũ ở vùng ngập lụt sông Đáy, đồng bằng sông Hồng, Việt Nam” của Mai Dang (2010) [10] thì khái niệm tính dễ bị tổn thương đã được mở rộng, bao gồm các vấn đề kinh tế, xã hội và môi trường. Trong nghiên cứu đó, tác giả đã đánh giá trọng số ảnh hưởng của các yếu tố đến tính dễ tổn thương lũ như: mật độ dân số, nhận thức của cộng đồng, các công trình phòng lũ, sự ô nhiễm, sự xói mòn và nhiều yếu tố khác. Trong khi Birkman (2006) [16] lại đưa thêm các thành phần liên quan đến các tổ chức xã hội để xác định tổn thương lũ. Với các cách tiếp cận ở trên, tuy đã sử dụng khía cạnh kinh tế để đánh giá 11 tính dễ bị tổn thương lũ, nhưngchưa tính đến khả năng chống chịu của cộng đồng cũng như sự hiểu biết, khả năng nhận thức rủi ro, sự chuẩn bị, các công trình và biện pháp phòng chống lũ vv… Các yếu tố này, thực chất rất quan trọng trong việc đánh giá các tổn thương do lũ. Một hướng nghiên cứu khác đánh giá tổn thương lũ dựa vào bản thân cộng đồng dân cư mà không xét đến sự lộ diện của cộng đồng đó trước nguy cơ lũ. Nghiên cứu của Conner (2007) [22] đã đưa các biện pháp công trình và phi công trình vào tính toán chỉ số tổn thương lũ, thể hiện khả năng chống chịu của cộng đồng dân cư. Sebastian (2010) [