(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu đánh giá rủi ro tai biến lũ lụt thành phố hà nội

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Đỗ Trung Hiếu

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ RỦI RO
TAI BIẾN LŨ LỤT THÀNH PHỐ HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2012


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Đỗ Trung Hiếu

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ RỦI RO
TAI BIẾN LŨ LỤT THÀNH PHỐ HÀ NỘI

Chuyên ngành: Sử dụng và bảo vệ tài nguyên môi trường
Mã số: 60 85 15

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. NGUYỄN HIỆU

Hà Nội - 2012

MỤC LỤC
MỤC LỤC

1

DANH MỤC BẢNG

iii

DANH MỤC HÌNH

iv

MỞ ĐẦU
Chƣơng 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU TAI BIẾN LŨ LỤT

6

1.1. Tổng quan về tai biến lũ lụt

6

1.1.1. Lũ lụt (Flood)

6

1.1.2. Lũ quét (Flash Flood)

8

1.2.3. Ngập lụt (innundation)

9

1.2.4. Tai biến lũ lụt

10

1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu lũ lụt trong, ngồi nước và các tiếp cận nghiên cứu
đánh giá
10
1.2.1. Ngoài nước

10

1.2.2. Trong nước

11

1.2.3. Tổng quan các tiếp cận và phương pháp nghiên cứu, đánh giá tai biến lũ lụt

14

1.3. Quan điểm tiếp cận và phương pháp nghiên cứu của đề tài

18

1.3.1. Quan điểm tiếp cận nghiên cứu

18

1.3.2. Phương pháp nghiên cứu của đề tài

19

Chƣơng 2. CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƢỞNG TỚI PHÁT SINH LŨ LỤT VÀ RỦI RO
TAI BIẾN LŨ LỤT THÀNH PHỐ HÀ NỘI
25
2.1. Vai trị của nhóm các nhân tố tự nhiên

25

2.1.1. Đặc điểm địa chất

25

2.1.2. Đặc điểm địa mạo

29

2.1.3. Điều kiện khí hậu

38

2.1.4. Đặc điểm thủy văn

43

2.1.5. Lớp phủ thực vật

47

2.2. Vai trị của nhóm các nhân tố KTXH

48

2.2.1. Đặc điểm dân số và mật độ dân cư

i

48


2.2.2. Đặc điểm hiện trạng sử dụng đất

51

2.2.3. Hạ tầng cơ sở

53

Chƣơng 3. ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG, NGUY CƠ VÀ PHÂN TÍCH RỦI RO TAI
BIẾN LŨ LỤT THÀNH PHỐ HÀ NỘI
56
3.1. Phân tích, đánh giá hiện trạng và nguyên nhân tai biến lũ lụt thành phố Hà Nội

56

3.1.1. Hiện trạng lũ lụt

56

3.1.2. Phân tích nguyên nhân ngập lụt thành phố Hà Nội

62

3.2. Phân tích các đặc trưng địa mạo trong mối liên hệ với nguy cơ tai biến lũ lụt thành phố
Hà Nội
64
3.2.1. Đặc trưng cấu trúc và trắc lượng hình thái tự nhiên thành phố Hà Nội và nguy
cơ tai biến lũ lụt
64
3.2.2. Đặc trưng các bề mặt địa hình và khơng gian ảnh hưởng của lũ lụt

67

3.3. Đánh giá tai biến lũ lụt Hà Nội trên cơ sở các nghiên cứu địa mạo kết hợp sử dụng tư
liệu viễn thám và công nghệ GIS
71
3.3.1. Không gian và mức độ ảnh hưởng của lũ lụt

71

3.3.2. Phân tích mức độ tổn thương lũ lụt thành phố Hà Nội

78

3.3.3. Phân tích rủi ro tai biến lũ lụt thành phố Hà Nội

84

KẾT LUẬN

88

TÀI LIỆU THAM KHẢO

90

ii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Danh sách 29 đơn vị hành chính cấp quận, huyện, thị xã thuộc thành phố Hà
Nội
3
Bảng 1.2. Phân loại tai biến thiên nhiên theo nguồn gốc phát sinh [4]

10

Bảng 2.1. Lượng mưa khu vực Hà Nội từ tháng 1/1996 đến 12/2003 (mm)

39

Bảng 2.2. Lượng bốc hơi khu vực Hà Nội từ tháng 1/1996 đến 12/2003(mm)

40

Bảng 2.3. Độ ẩm khơng khí khu vực Hà Nội từ tháng 1/1996 đến 12/2003 (mm)

41

Nhiệt độ khơng khí khu vực Hà Nội từ tháng 1/1996 đến 12/2003 (oC)

41

Bảng 2.4.

Bảng 2.5. Mực nước trung bình tháng - trạm Hà Nội - Sơng Hồng (cm)

44

Bảng 2.6. Lưu lượng nước trung bình tháng - trạm Hà Nội - Sông Hồng (m3/s)

44

Bảng 2.7. Số dân thành thị và nông thôn của Hà Nội và Hà Tây trước khi hợp nhất

49

Bảng 2.8. Thực trạng sử dụng đất thành phố Hà Nội

52

Bảng 3.1. Số liệu điều tra vết lũ thành phố Hà Nội của trận lụt T11/2008 [14]

59

Bảng 3.2. Thống kê tình hình úng của hệ thống sông trong 5 năm tư 2001 – 2006[14]

61

Bảng 3.3. So sánh các điểm ngập của bản đồ và thực địa kiểm chứng

77

Bảng 3.4. Diện tích của các nhóm sử dụng đất chịu tác động của ngập lụt

79

Bảng 3.5. Phân cấp mức độ tổn thương do ngập lụt của nhóm hiện trạng sử dụng đất
thành phố Hà Nội
80
Bảng 3.6. Mức độ tổn thương của các nhóm hiện trạng sử dụng đất

81

Bảng 3.7. Ma trận xác định trọng số mức độ tổn thương của các nhóm hiện trạng sử
dụng đất
81
Bảng 3.8. Bảng đánh giá tổng hợp mức độ tổn thương dưới ảnh hưởng của ngập lụt ứng
với các nhóm sử dựng đất
82
Bảng 3.9. Lượng mưa (mm) trong 3 ngày (từ tối ngày 30/10 đến tối ngày 1/11/2008) tại
một số trạm khí tượng
84
Bảng 3.10. Ma trận đánh giá nguy cơ rủi ro do tác động của ngập lụt

85

Bảng 3.11. Tổng diện tích các cấp rủi ro dưới ảnh hưởng của ngập lụt

86

iii


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ khu vực nghiên cứu

5

Hình 1.2. Sơ đồ hình thành lũ lụt trên lưu vực [9]

9

Hình 1.3. Quy trình nghiên cứu đánh giá rủi ro ngập lụt [25]

24

Hình 2.1. Bản đồ Địa chất & Khống sản thành phố Hà Nội [16]

26

Hình 2.2. Bản đồ Địa mạo thành phố Hà Nội [5]

30

Hình 2.3. Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi các yếu tố khí tượng khu vực Hà Nội

42

Hình 2.4. Sự thay đổi của mực nước sơng Hồng theo thời gian[14]

45

Hình 2.5. Mưa giờ tại trạm Phủ Lý[14]

46

Hình 2.6. Mưa giờ tại trạm Láng[14]

46

Hình 2.7. Biểu đồ mực nước tại trạm Phủ Lý [14]

46

Hình 2.8. Dân số trung bình khu vực Hà Nội từ năm 2005 đến 2009

50

Hình 2.9. Sơ đồ phân bố mạng lưới giao thơng TP. Hà Nội theo các hướng

54

Hình 3.1. Mơ hình số độ cao thành phố Hà Nội

65

Hình 3.2. Các ảnh Spot khu vực thành phố Hà Nội được sử dụng trong phân tích

72

Hình 3.3. Sơ đồ quy trình thành lập bản đồ ngập lụt [14]

73

Hình 3.4. Diện tích ngập khu vực Hà Nội (tính theo ranh giới hành chính các Quận/
Huyện/ Thị xã)
74
Hình 3.5. Diện tích ngập khu vực Hà Nội (tính theo các mức độ ngập 0,5m, 2m và 4m)

74

Hình 3.6. Bản đồ khoanh vùng nguy cơ ngập lụt của thành phố Hà Nội

76

Hình 3.7. Bản đồ đánh giá mức độ tổn thương lũ lụt thành phố Hà Nội

83

Hình 3.8. Bản đồ đánh giá mức độ rủi lũ lụt thành phố Hà Nội

87

iv

MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của đề tài
Ngập lụt đơ thị là một dạng tai biến gây thiệt hại hết sức to lớn về người và
tài sản, làm xáo trộn đời sống nhân dân. Ngập có thể gây tê liệt các hoạt động kinh
tế - xã hội. Nhiều đô thị của nước ta đã và đang phải chịu ảnh hưởng của tai biến
này, song ở các mức độ và do nguyên nhân khác nhau như: do địa hình thấp, độ dốc
khơng lớn, nước mưa khó tiêu thốt bằng tự chảy; do nước triều tràn vào trong
những kỳ triều cường hay do mưa lớn kết hợp với nước dâng do gió bão ở vùng ven
biển (Hải Phịng, thành phố Hồ Chí Minh…); lũ tập trung nhanh trên các con sông
ngắn và dốc, đổ ngay xuống vùng đồng bằng nhỏ hẹp mà khó tiêu thốt do gặp
nhiều vật cản (các đơ thị ở miền Trung…). Hệ thống thoát nước kém cũng thường
là nguyên nhân gây bị ngập úng ở hầu hết các đô thị.
Tại thành phố Hà Nội, tình trạng ngập lụt ngày một phổ biến và trầm trọng
hơn, các điểm ngập ngày càng tăng về cả số lượng, quy mô và thời gian ngập. Có
điểm đáng lưu ý trong hiện trạng ngập của Hà Nội là trong khi các khu phố cũ
không ngập nhiều thì hầu hết ở các khu đơ thị mới lại ngập nặng. Thậm chí ngập lụt
xảy ra ngay cả khi mực nước các sông chưa dâng cao tới mức tràn bờ. Ngập úng đơ
thị Hà Nội có thể do nhiều nguyên nhân nhưng nguyên tắc cơ bản là lượng nước tới
vượt quá khả năng tiêu thoát. Đối tượng đầu tiên chịu ảnh hưởng của ngập lụt là các
khu vực trũng, thấp của địa hình. Đối với đơ thị, hoạt động nhân sinh đã cải biến địa
hình tự nhiên mạnh mẽ, nếu sự tác động không đúng quy luật có thể góp phần làm
trầm trọng thêm tình trạng ngập úng.
Trong bối cảnh tình hình biến đổi khí hậu tồn cầu ngày càng mạnh mẽ, các
diễn biến bất thường của thời tiết gây những trận bão, những cơn mưa lịch sử xuất
hiện ngày một nhiều thêm. Đồng nghĩa với việc nguy cơ xảy ra tai biến ngập lụt
cũng trở nên lớn hơn. Việc nghiên cứu các biện pháp giảm thiểu tai biến là hết sức
cấp thiết. Có thể cảnh báo sớm khả năng xảy ra nguy hiểm là rất quan trọng, nhằm
chủ động hơn cho phòng tránh, giảm đến mức thấp nhất thiệt hại về người và tài sản.

1


Đó cũng là lý do học viên lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu đánh giá rủi ro tai biến lũ lụt
Thành phố Hà Nội”
Mục tiêu của đề tài
Phân tích, đánh giá được nguy cơ và rủi ro tai biến lũ lụt thành phố Hà Nội
trên cơ sở ứng dụng các nghiên cứu địa mạo cùng với sự hỗ trợ của công nghệ viễn
thám và GIS làm cơ sở cho việc đề xuất các giải pháp giảm thiểu thiệt hại.
Nhiệm vụ và nội dung nghiên cứu
Để đạt được mục tiêu trên, báo cáo giải quyết các nhiệm vụ và nội dung
nghiên cứu sau:
- Thu thập và tổng hợp tài liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội liên quan
đến khu vực nghiên cứu;
- Tổng quan các nghiên cứu về tai biến lũ lụt;
- Phân tích các nhân tố ảnh hưởng tới quá trình phát sinh tai biến lũ lụt của
thành phố Hà Nội;
- Nghiên cứu hiện trạng và đánh giá tai biến lũ lụt thành phố Hà Nội;
- Phân tích rủi ro tai biến lũ lụt thành phố Hà Nội và các giải pháp giảm thiểu
thiệt hại;
Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi không gian: khu vực nằm trong phạm vi thành phố Hà Nội.
Thành phố Hà Nội hiện nay đã thay đổi nhiều lần về mặt không gian địa lý
và tên gọi: từ Thăng Long (các triều đại Lý, Trần, Lê), Đông Đô (triều đại nhà Hồ),
Đông Quan (triều Lê), đến Hà Nội thời Nguyễn, rồi Hà Nội thời thuộc Pháp, đến Hà
Nội của nước Việt Nam Dân chủ Cộng hịa (1945-1978), Hà Nội thủ đơ của nước
Cộng hịa Xã hội Chủ nghĩa Việt Nam thời kỳ 1978-1991, thời kỳ 1991-2008 và Hà
Nội từ tháng 8/2008 đến nay nằm ở phía tây-bắc đồng bằng Bắc Bộ và là một món
q thiên nhiên do dịng sơng Hồng ban tặng.

Thủ đơ Hà Nội ngày nay với 29 đơn vị hành chính cấp quận, huyện và tương
đương, bao gồm 1 thị xã (Sơn Tây), 10 quận (Ba đình, Cầu Giấy, Đống Đa, Hà
Đơng, Hai Bà Trưng, Hoàn Kiếm, Hoàng Mai, Long Biên, Tây Hồ và Thanh Xuân)

2


và 18 huyện (Ba Vì, Chương Mỹ, Đan Phượng, Đơng Anh, Gia Lâm, Hoài Đức, Mê
Linh, Mỹ Đức, Phú Xuyên, Phúc Thọ, Quốc Oai, Sóc Sơn, Thạch Thất, Thanh Oai,
Thanh Trì, Thường Tín, Từ Liêm và Ứng Hịa) (bảng 1.1 và hình 1.1).
Bảng 1.1. Danh sách 29 đơn vị hành chính cấp quận, huyện, thị xã thuộc thành
phố Hà Nội
Đơn vị hành
chính

Diện
tích
(km2)

Dân số
(ngƣời)

Các quận

Đơn vị hành
chính

Diện tích
(km2)

Dân số
(ngƣời)

Đan Phượng

76,80

132.000

Ba Đình

9,25

225.282

Đơng Anh

182,30

276.750

Đống Đa

12,04

147.000

Gia Lâm

114,00

205.275

Cầu Giấy

10,09

352.000

Hồi Đức

94,30

190.612

Hà Đơng

33,30

135.000

Mê Linh

141,64

187.255

Hai Bà Trưng

14,65

350.000

Mỹ Đức

226,14

170.200

Hồn Kiếm

5,29

178.000

Phú Xun

170,80

186.452

Hồng Mai

41,04

214.759

Phúc Thọ

117,00

155.000

Long Biên

60,38

170.000

Quốc Oai

129,54

147.311

Tây Hồ

24,00

109.163

Sóc Sơn

306,09

254.000

Thanh Xn

9,13

173.000

Thạch Thất

128,19

147.792

Thanh Oai

141,80

204.729

Thanh Trì

63,27

158.413

Thường Tín

127,70

200.598

Thị xã
Sơn Tây

113,47

110.827

Huyện
Ba Vì

428,00

250.000

Từ Liêm

75,32

240.000

Chương Mỹ

232,90

271.761

Ứng Hịa

182,70

192.216

(Nguồn: Niên giám thống kê thành phố Hà Nội năm 2010)

3


Phạm vi khoa học: Chỉ đánh giá nguy cơ và phân tích rủi ro tai biến ngập
lụt ở phần địa hình đồng bằng của thành phố Hà Nội.
Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, đề tài được cấu trúc
thành 3 chương như sau:
Chương 1. Tổng quan nghiên cứu tai biến lũ lụt
Chương 2. Các nhân tố ảnh hưởng phát sinh lũ lụt và rủi ro tai biến lũ lụt
thành phố Hà Nội
Chương 3. Đánh giá hiện trạng, nguy cơ và phân tích rủi ro tai biến lũ lụt
thành phố Hà Nội

4


Hình 1.1. Sơ đồ khu vực nghiên cứu

5


Chƣơng 1
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU TAI BIẾN LŨ LỤT

1.1.

Tổng quan về tai biến lũ lụt
Lũ là một hiện tượng có biểu hiện về tai biến, gây ra do các dòng nước có

lưu lượng lớn, động năng mạnh dị thường, thường diễn ra trong phạm vi các lòng
dẫn của dòng chảy tự nhiên hay nhân tạo, hoặc mở rộng trên các địa hình trũng thấp
kề cận các dịng chảy, với sức nước có thể cuốn đi các vật cản tự nhiên như đất, đá,
cây cối cho đến nhà cửa, cầu cống, đê đập..., có thể làm phá huỷ địa hình và đe doạ
đến tính mạng con người. Dịng nước này đi kèm sau các trận mưa nguồn lớn, bão
hoặc liên quan đến các sự cố về đê, đập, hồ chứa,... Tuỳ thuộc vào đặc điểm hoạt
động, tính chất của dịng lũ mà phân biệt các loại khác nhau: lũ lụt (Flood) và lũ
quét (Flash Flood) [4]
1.1.1. Lũ lụt (Flood)
Lũ lụt với nghĩa chung, thông thường, thực tế đã bao hàm hai hiện tượng: lũ
diễn ra trước và lụt là hệ quả tiếp theo [4]
Liên quan đến lũ lụt có khá nhiều khái niệm khác nhau, trong khuôn khổ của
luận án này chúng tôi chỉ đề cập đến hiện tượng lũ lụt do sơng, theo đó lũ lụt được
hiểu là một hiện tượng tự nhiên mang tính chu kỳ của dịng sơng, liên quan đến mưa
lớn và kéo dài liên tục, vượt quá khả năng thẩm thấu của đất và khả năng tiêu thốt
nước của các dịng chảy, do đó nước chảy tràn lên và nhấn chìm các vùng đất thấp ở
hai bên bờ sông.
Dưới đây là một số khái niệm liên quan đến lũ lụt:
- Đồng bằng ngập lũ (floodplain) thông thường được hiểu là vùng đất nằm
kề bên các con sông và chịu ảnh hưởng của lũ lụt theo định kỳ. Đây là nơi tiềm ẩn
nhiều nguy hiểm cho các hoạt động phát triển, nếu như chúng bị đặt ở các vị trí
xung yếu đối với hoạt động của dịng lũ.

6


Đồng bằng ngập lũ có thể được quan niệm khác nhau trong mỗi lĩnh vực
nghiên cứu, nhưng trên quan điểm địa mạo và phù hợp với đối tượng nghiên cứu
của đề tài này thì có thể coi nó tương đồng với khái niệm “bãi bồi hiện đại”.

- Độ lớn của lũ là độ cao mà mực nước sông dâng lên trong mùa lũ, nhưng phổ
biến hơn, nó được nói đến như là lưu lượng cực đại của dòng chảy trong trận lũ.
- Đỉnh lũ là mực nước cao nhất quan trắc được trong một trận lũ tại một
tuyến đo. Đỉnh lũ năm là đỉnh lũ cao nhất trong năm. Đỉnh lũ trung bình nhiều năm
là trị số trung bình của các đỉnh lũ năm trong thời kỳ quan trắc.
- Tần suất lũ là khoảng thời gian lặp lại (recurrence interval - RI), khoảng
thời gian trung bình giữa các trận lũ có một độ lớn nào đó. Nó có quan hệ với xác
suất xảy ra thông qua mối tương quan sau:
1/P=RI
Như vậy một trận lũ có xác suất xảy ra P=0,01 nghĩa là, khoảng thời gian lặp
lại của nó là 100 năm. Tuy nhiên, không phải lúc nào cũng là như vậy. Cũng có thể
gặp trường hợp, một nơi vừa trải qua một trận lũ 100 năm mới có một lần vẫn có
thể gặp lại một trận tương tự trong vài năm tiếp theo.
Nguyên nhân gây ra lũ lụt rất đa dạng và khác nhau trên mỗi lưu vực hay
mỗi vùng. Lượng mưa tại chỗ trên các vùng nhạy cảm lũ lụt và những vùng kề cận
hoặc trên các lưu vực ở phần cao hơn là nhân tố đầu tiên. Sự xâm nhập của nước
biển có thể là một nguyên nhân chính dọc theo các vùng bờ khơng có hệ thống đê
che chắn và đặc biệt là ở nơi đang vào thời điểm mực triều lớn và xuất hiện gió
mạnh thổi từ biển vào. Sự dâng nước không những chỉ do những trận cuồng phong
hay bão, mà còn bởi những con sóng khổng lồ do động đất, trượt lở đất hay sự phun
trào của núi lửa - những thứ có thể gây ra những đợt nước dâng nghiêm trọng hay
những trận lũ lụt thảm khốc ở vùng ven biển.
Có rất nhiều nhân tố ảnh hưởng đến hình thức và mức độ của lũ lụt, nhưng
cơ bản vẫn là do một hoặc hai trong số 3 nhân tố chính: trước tiên là đặc điểm khí
hậu của vùng và cụ thể là chế độ mưa, thứ hai là đặc điểm của mạng lướng thuỷ văn
và thứ ba là đặc điểm lớp mặt đệm của bồn lưu vực. Các yếu tố này quy định chế độ

7

thuỷ văn (đặc điểm tiêu thốt nước, trầm tích, những động lực địa mạo) của sơng
chính và các phụ lưu của chúng (Various. 1980; Viereck, 1973; Wisner, 1979)
Môi trường tự nhiên của lưu vực chịu ảnh hưởng của các yếu tố địa hình, địa
chất, thổ nhưỡng và thực vật. Sự thấm nước của các đá, khả năng giữ nước của thực
vật và kết cấu của đất là những nhân tố có ý nghĩa ban đầu. Những ảnh hưởng do các
hoạt động của con người cũng có vai trị đáng kể đối với chế độ dịng chảy của sơng,
ví dụ có thể bị thay đổi về căn bản do phá rừng hay xây dựng các con đê (Santema,
1966). Chẳng hạn, việc xây dựng những con đường nổi cao như những con đê chạy
vng góc với hướng của dịng sơng cũng có thể dẫn đến sự gia tăng tình trạng ngập
lụt và các tai biến liên quan khác.
1.1.2. Lũ quét (Flash Flood)
Lũ quét là lũ xuất hiện đột ngột, hoạt động trong khoảng thời gian ngắn ngủi,
lan truyền với tốc độ cao và có sức cơng phá rất lớn. Liên quan đến tính chất của
dịng lũ, có thể phân biệt hai dạng lũ quét nước và lũ quét- bùn đá.
Lũ quét nước, hay còn được quan niệm là lũ ống, thường gặp tại các vùng núi,
với các dòng chảy xiết và hung dữ trong các lòng chảy đơn giản dạng khe suối, khe
hẻm dạng chữ U hay V. Loại lũ này diễn ra bất chợt, cấp tập ngay sau khi có một trận
mưa nguồn, động năng lớn, nước dâng rất nhanh, chảy xiết, thường cuốn theo cây cối
bị đổ trên lòng khe và những vật cản khác. Dòng lũ rất hung dữ, nhưng cũng rút rất
nhanh về trạng thái bình thường. Từ đỉnh điểm của trận mưa tạo lũ đến khi hình thành
lũ có khi chỉ một vài tiếng đồng hồ. Tuỳ theo khối lượng nước nguồn, quy mô trận
mưa, mà lũ ống có thể kéo dài từ vài ba tiếng đến một ngày.
Lũ quét- bùn đá là lũ mà trong thành phần dịng lũ, ngồi nước ra cịn có một
tỷ lệ đáng kể vật liệu cứng như bùn, cát, đá tảng, cũng như các vật liệu khác như gỗ,
tre, nứa và các vật liệu liên quan đến các cơng trình nhân tạo bị dịng lũ qt cuốn
theo. Đó là những dịng cuồng lưu chứa đầy bùn đá, chủ yếu xảy ra khi có mưa rào
cường độ lớn, khi kết thúc thường để lại những khối tích tụ trầm tích hỗn độn đặc
trưng, gọi là lũ tích. Sự xuất hiện của lũ bùn đá có thể liên quan tới: xói lở lịng
sơng khi có mưa cực lớn, do trượt lở đất, hoặc do phá vỡ các đê thiên nhiên đã tồn

8


tại từ trước đó. Thơng thường hơn cả là khi có hiện tượng trượt lở tạo ra những đập
chắn tạm thời dẫn đến sự tích nước, rồi sau khi bị chọc thủng, dịng nước cuốn theo
nhiều bùn đá về phía hạ lưu. Lượng chứa vật liệu rắn trong dòng lũ bùn đá có thể
thay đổi trong phạm vi rộng, từ 10-15% đến 40-60%.
Hình 1.2. Sơ đồ hình thành lũ lụt trên lưu vực [9]
Đặc điểm bão (độ lớn,
hướng đi chuyển, thời gian
và tốc độ)

Khả năng tiêu/thấm
nước

Dòng chảy tràn trên
mặt

Đặc điểm mưa
(cường độ, thời gian
Mưa trong phạm
vi thung lũng
sông

Đặc điểm của đất đá
(dòng chảy ngầm và
nước giữ lại trong đất đá)

Sự dũ
thm

Dòng chảy ngầm
c im lu vc (kớch
thc, hỡnh dng,
dc, thực vật, thổ
nhưỡng, đá gốc…)

Đặc điểm mạng lưới tiêu
thoát nước (hình học,
mật độ, chiều dài, độ
rộng kênh dẫn,…)

Đặc điểm các kênh dẫ
nước (độ dốc, độ sâu, độ
ghồ ghề…)

Dòng chảy tràn bờ

Dòng chảy

Đặc điểm đồng bằng
ngập lũ (độ dốc, chiều
rộng, độ thắt, sự ghồ
ghề,…)

LŨ
1.1.3. Ngập lụt (Innundation)

Ngập lụt là kết quả của việc có khối lượng nước đến do mưa lớn tại chỗ
hoặc nước từ nơi khác đến), vượt quá khả năng thẩm thấu của đất và khả năng tiêu

thoát nước, dịng chảy các con sơng và các vùng ven biển. Nguồn cung cấp nước
cho các trận lụt có thể do lũ, mưa lớn, bão, triều cường, nước dâng. Địa hình, hệ

9


thống thủy văn và tính chất bề mặt sẽ liên quan tới khả năng thoát lũ. Thiệt hại các
trận ngập lụt phụ thuộc độ sâu ngập và thời gian ngập [14]
1.1.4. Tai biến lũ lụt
Theo nguồn gốc phát sinh, các tai biến thiên nhiên được phân chia thành các
nhóm khác nhau như được trình bày trong bảng 1.2. Lũ lụt, lũ quét phát sinh do
mưa lớn, nên được xếp vào nhóm tai biến khí tượng - thủy văn. Mặc dù vậy, hầu hết
những tai biến do lũ đều liên quan trực tiếp đến các hoạt động phá hủy địa hình của
dòng lũ, đặc biệt là những hiện tượng xuất hiện có tính chất đột biến, như xói lở
chọc thủng cổ khúc uốn, khơi phục các lịng sơng cổ,... Bởi vậy, ngoài những vấn đề
liên quan đến hiện tượng ngập nước và động lực dòng chảy, lũ còn được xem xét
như một nhân tố gây phá hủy địa hình.
Bảng 1.2. Phân loại tai biến thiên nhiên theo nguồn gốc phát sinh [4]
Tai biến
khí tƣợng - thuỷ văn

Tai biến
địa chất/ địa mạo

Tai biến sinh học

Bão tuyết và tuyết

Đổ lở

Do thực vật

Bão

Xói mịn

Do động vật

Lũ lụt

Trượt đất

Lũ quét

Cát chảy

Hạn hán

Núi lửa

Sương mù

Động đất

Sương giá

Sóng thần

Mưa đá

1.2.

Tổng quan tình hình nghiên cứu lũ lụt trong, ngoài nƣớc và các tiếp cận
nghiên cứu đánh giá

1.2.1. Ngoài nước
Từ những năm 1960, thế giới đã bắt đầu quan tâm sâu sắc hơn tới những vấn
đề tai biến mang tính tồn cầu. Vào những thập niên 70, 80 đã có nhiều những
nghiên cứu về nguy cơ lũ lụt và tai biến do nó gây ra trên các đồng bằng delta ở
Đông và Đông Nam Á của các tác giả Oya (1973 và 1977) và của H.Th. Verstappen

10


(1983). Các cơng trình này chủ yếu tập trung vào đo vẽ thành lập bản đồ địa mạo để
phân loại các khu vực có nguy cơ lũ lụt khác nhau trên các đồng bằng châu thổ của
các con sông như Kiso, Chikugo, Yoshino, Yahagi, Shonai, Neyagawa... (Nhật
Bản), sông Mê Kông, sông Nile (Ai Cập) và cho những vùng như thành phố Tokyo,
đồng bằng trung tâm Thái Lan, thành phố Padang và lân cận ở miền tây Sumatra
(Indonexia). Phương pháp chủ yếu của các nhà nghiên cứu Nhật Bản là đo vẽ, phân
loại và thành lập bản đồ địa mạo chi tiết, từ đó đánh giá mức độ ảnh hưởng của lũ
lụt, bao gồm tình trạng ngập, khả năng bị lầy hố, trục và hướng dịng chảy trong lũ
và một số các tai biến kèm theo như xói lở bờ sơng, hiện tượng bồi lấp
Về hướng tiếp cận và phương pháp, trong thời gian gần đây, bên cạnh các
phương pháp nghiên cứu địa mạo lũ lụt truyền thống, các cơng trình tập trung nhiều
hơn cho việc nghiên cứu cảnh báo tai biến lũ lụt, lũ quét với sự hỗ trợ của công
nghệ viễn thám và GIS (Hess D.P., 2004, Peters G., Van Westen C.J., Montoya L.,
2002, Bathurst J.C và nnk, 2003, K.T. Chau, K.H. Lo, 2003).
Dự án SPHERE (Systematic, Paleoflood and Historical Data For
ImprovEment of Flood Risk Estimation – Tích hợp dữ liệu về lũ lụt trong quá khứ

và tư liệu lịch sử để nâng cao công tác cảnh báo nguy cơ tai biến lũ lụt) (2000-2003)
do Trung tâm Khoa học Mơi trường (CSIC) Tây Ban Nha chủ trì là một trong
những dự án lớn ở quy mô xuyên quốc gia được triển khai ở Châu Âu, với hai vùng
nghiên cứu điểm là Pháp và Tây Ban Nha. Đây là dự án nghiên cứu cảnh báo lũ lụt
với cách tiếp cận đa phương pháp (địa chất, địa mạo, lịch sử, thống kê và GIS), nội
dung bao gồm: phân tích và đánh giá các dấu vết lũ lụt trong quá khứ (trong trầm
tích bở rời, trên đá gốc...); phân tích các tài liệu về lũ trong lịch sử (các bức ảnh, tài
liệu ghi chép...); sự biến đổi của khí hậu và cổ khí hậu; thống kê để xác định tần
suất lũ; cuối cùng, các dữ liệu đơn tính được tích hợp trong GIS để đưa ra các kịch
bản cảnh báo nguy cơ tai biến lũ lụt khác nhau.
1.2.2. Trong nước
Ở Việt Nam, những nghiên cứu liên quan đến tai biến lũ lụt thực sự được
định hình vào những năm 90. Xuất hiện nhiều cơng trình nghiên cứu liên quan đến

11


địa chất đô thị và địa chất môi trường như: lũ lụt, lũ qt, trượt đất, xói lở-bồi tụ bờ
sơng, bờ biển,... của nhiều tác giả khác nhau. Đặc biệt, trong những năm cuối của
thế kỷ XX, được sự chỉ đạo của Bộ Khoa học - Công nghệ và Môi trường, hàng loạt
đề tài cấp Nhà nước, cấp Bộ và cấp cơ sở đã tập trung vào hướng nghiên cứu tai
biến thiên nhiên.
Một số cơng trình liên quan đến lĩnh vực nghiên cứu của đề tài đáng chú ý:
Tiếp cận nghiên cứu thuỷ văn có Đề tài độc lập cấp nhà nước “Điều tra,
nghiên cứu và cảnh báo lũ lụt phục vụ phòng tránh thiên tai ở các lưu vực sơng
miền Trung” (2000-2001) do Viện Khí tượng Thuỷ văn chủ trì có nhiệm vụ nghiên
cứu, đánh giá lũ lụt nói chung và các trận lũ 1998, 1999 nói riêng ở 4 lưu vực sông:
Hương-Bồ, Thu Bồn-Vu Gia, Trà Khúc-Vệ và Kôn-Hà Thanh nhằm nâng cao năng
lực cảnh báo lũ lụt và làm cơ sở cho việc kiểm soát lũ lụt. Để dự báo lũ đề tài đã áp
dụng thử các mơ hình thuỷ văn khác nhau (TANK, HEC - HMS, NLRMM,

RUNOFF) cho các lưu vực sông khác nhau. Kết quả cho thấy lưới trạm đo mưa và
mực nước, lưu lượng lũ chưa đủ để áp dụng một cách hiệu quả các mơ hình trong
dự báo tác nghiệp. Đề tài cũng đã tiến hành xây dựng các tập bản đồ ngập lụt cho
vùng hạ lưu các con sông trên cơ sở cơ sở diễn tốn lũ bằng mơ hình VRSAP. Tuy
nhiên, các bản đồ này chỉ dự báo được mức ngập nước chứ không cảnh báo được
các nguy cơ tai biến kèm theo như xói lở, bồi tụ bờ sơng... cũng như các trục dịng
chảy trong lũ. Mặt khác, do mơ hình sử dụng tham số địa hình trên các bản đồ địa
hình có tỷ lệ nhỏ để tính tốn, bởi vậy độ chính xác của các bản đồ bị hạn chế;
Đề tài “Xây dựng phương pháp cảnh bảo dự báo nguy cơ ngập lụt ở Quảng
Nam - Đà Nẵng” (1994-1995) do Văn phòng BCH PCLB tỉnh Quảng Nam Đà
Nẵng (cũ) phối hợp với đài Khí tượng - Thuỷ văn Khu vực Trung Trung Bộ cùng
thực hiện tập trung vào nghiên cứu phương pháp cảnh báo dự báo nguy cơ ngập lụt.
Cách tiếp cận nghiên cứu của đề tài là tìm quy luật thời tiết gây mưa lớn, từ đó thiết
lập quan hệ tương quan giữa mưa và lũ. Để cảnh báo lượng mưa sinh lũ, đề tài này
đã sử dụng tài liệu hình thế Sinốp mặt đất, trên cao của 70 trận mưa lũ để tìm quy
luật mưa;

12


Cũng theo hướng này, cịn có đề tài KHCN trọng điểm cấp Nhà nước KC08-12 "Nghiên cứu cơ sở khoa học cho các giải pháp tổng thể dự báo phòng tránh
lũ lụt miền Trung" do Viện Địa lý, Viện Khoa học & Cơng nghệ Việt Nam chủ trì,
tập trung cho việc hồn thiện các nghiên cứu về cơng nghệ dự báo diện và mức độ
ngập lụt các lưu vực sông vừa và nhỏ: Nhật Lệ (Quảng Bình); Thạch Hãn (Quảng
Trị); Hương (Thưa Thiên - Huế); Thu Bồn (Quảng Nam); Ba (Phú Yên) trên cơ sở
ứng dụng các bộ phần mềm HEC, LTANK, KRSAL, ANN kết hợp với công cụ
GIS.
Theo hướng tiếp cận địa mạo nghiên cứu giảm thiểu tai biến lũ lụt cho đến
nay đã có một sơ đề tài được thực hiện trên dải đồng bằng ven biển Huế-Quảng
Ngãi, như: đề tài cấp Trường ĐHKH Tự nhiên, Mã số TN-2000-19 “Nghiên cứu

ảnh hưởng của đặc điểm địa mạo tới độ nhạy cảm ngập lụt đồng bằng Huế trên cơ
sở ứng dụng viễn thám và GIS”, đề tài QG.99.10 “.....”, 1999 và đề tài luận án tiến
sỹ của Nguyễn Hiệu “Nghiên cứu địa mạo phục vụ giảm nhẹ tai biến lũ lụt lưu vực
sông Thu Bồn” năm 2008. Trong các đề tài này, đặc điểm địa mạo ở khu vực
nghiên cứu được phân chia theo nguyên tắc nguồn gốc lịch sử để làm cơ sở cho việc
đánh giá độ nhạy cảm ngập lụt, với lập luận “... bản đồ địa mạo được xây dựng theo
nguyên tắc nguồn gốc-lịch sử trong đó đã thể hiện rõ mối liên hệ mật thiết của các
đơn vị địa mạo với các mực nước lũ cũng như mực nước đại dương hiện đại”.
Ngoài diện ngập lụt theo các cấp báo động trên bản đồ cảnh báo ngập lụt hướng của
trục động lực trong lũ và các vị trí xung yếu liên quan đến hệ thống lịng sơng cổ
cũng được thể hiện trên bản đồ. Mặt khác, trên cơ sở các số liệu điều tra về độ sâu
và dấu vết lũ lụt, các đề tài đã ứng dụng công nghệ GIS xây dựng mặt nước lũ và
mơ hình số độ cao chi tiết để tính được độ sâu ngập lụt cho khu vực nghiên cứu.
Liên quan đến vấn đề lũ lụt ở Hà Nội, có đề tài độc lập cấp Nhà nước “Đánh
giá khả năng chứa lũ, thốt lũ của sơng Đáy” do Viện Khí tượng Thuỷ văn chủ trì
(1999-2001) đã tiến hành 1) Đánh giá khả năng thốt lũ của hệ thống cơng trình
sơng Đáy, bao gồm khả năng thoát lũ hiện tại của hệ thống cơng trình đầu mối
(cống Vân Cốc, tràn Hát Mơn, lòng hồ Vân Cốc, Đập Đáy), lòng dẫn và bãi tràn

13


sông Đáy và khu chứa lũ Chương Mỹ - Mỹ Đức; đề xuất biện pháp cải tạo hệ thống
cơng trình phân lũ để tải lũ được lũ thiết kế 1971 với lưu lượng lớn nhất 5000 m3/s;
bổ sung thoát lũ theo 2 hướng: Đập Đáy - Lương Phú và Đập Đáy - Bến Mắm; 2)
Đánh giá hiệu quả cắt lũ đối với Hà Nội của các cơng trình phịng chống lũ cho hạ
du sông Hồng; 3) Sử dụng hệ thống cơng trình phân lũ sơng Đáy, các khu phân,
chậm lũ theo Nghị định 62/1999/ NĐ -CP để hạ thấp mực nước sơng Hồng bảo vệ
an tồn cho Thủ đơ Hà Nội trong trường hợp xảy ra những trận lũ lớn hơn lũ 8/1971
(theo quy hoạch đến 2010); 4) Thiết lập mơ hình điều hành và xử lý các tình huống

khẩn cấp khi xảy ra lũ lớn phục vụ công tác PCLB hàng năm của Ban Chỉ đạo
PCLBTƯ.
1.2.3. Các phân tích về đặc trưng địa mạo (liên quan đến hệ thống các lịng sơng
cổ) trong mối quan hệ với đặc điểm, nguy cơ ngập lụt của Hà Nội được đề
cập và phân tích trong một số cơng trình nghiên cứu địa mạo và nghiên cứu
địa mạo cho quy hoạch đô thị Hà Nội về phía Tây của các tác giả Đào Đình
Bắc, Đặng Văn Bào, Nguyễn Hiệu,… cơng bố trong Hội thảo Địa lý ĐNÁ
lần thứ 10 (11/2010) và Hội thảo kỉ niệm đại lễ 1000 năm Thăng Long.Tổng
quan các tiếp cận và phương pháp nghiên cứu, đánh giá tai biến lũ lụt
Có nhiều hướng tiếp cận và phương pháp nghiên cứu, cảnh báo tai biến lũ
lụt; các hướng chính bao gồm:
 Nghiên cứu cơ chế và biến trình lũ trên quan điểm thủy văn
Phương pháp mang tính cổ truyền được các nhà khoa học thuỷ văn áp dụng
cho việc dự báo mực nước lũ trên các đoạn sông khác nhau là phương pháp mực
nước tương ứng. Phương pháp này dựa vào quy luật chuyển động của nước trong
sông và vào quy luật tập trung nước của lưu vực từng nhánh sơng và phân phối nó
dọc theo sơng để tính tốn và dự báo. Để dự báo lưu lượng lũ truyền qua những
đoạn sông khác nhau, các nhà thuỷ văn thường sử dụng các phương pháp gần đúng
về tính tốn dịng khơng ổn định và các mơ hình thuỷ văn. Các phương pháp gần
đúng có thể kể đến là phương pháp Kalinin – Miliukop (Liên Xô cũ) và Muskingum
(Mỹ).
Một trong những thế mạnh của hướng nghiên cứu thuỷ văn là sử dụng các
mơ hình diễn tốn lũ. Hiện nay có rất nhiều mơ hình dự báo khác nhau như: DHM,

14


HMS, TANK, SSARR, ANN, SCS, SWAT, VRSAP, MIKE 11-FF hay RUNOFF,
tuỳ từng trường hợp cụ thể mà áp dụng mô hình hợp lý hoặc kết hợp giữa chúng với
nhau.

Các mơ hình và phương pháp thuỷ văn có ưu điểm cho kết quả tính tốn tương
đối chính xác về các thơng số ngập lũ (độ ngập sâu, lưu lượng, tốc độ lan truyền...) dọc
theo các tuyến dòng chảy, đồng thời cho phép đưa ra nhiều kịch bản dự báo khác nhau.
Tuy nhiên, do tính mơ phỏng cao nên nhiều tham số đầu vào, đặc biệt là địa hình,
thường bị khái quát đi nhiều, bởi vậy, việc giải quyết các vấn đề về không gian ảnh
hưởng của lũ lụt, cảnh báo các hiện tượng tai biến có tính chất đột biến và đặc biệt
nguy hiểm liên quan đến địa hình như lũ quét vỡ dòng, chọc thủng cổ khúc uốn, các
trục động lực theo hệ thống các lịng sơng cổ bị tái hoạt động trong lũ, v.v., bị hạn chế.
 Nghiên cứu sự phân bố và quan trắc lũ lụt bằng công nghệ viễn thám và
GIS
Đây là hướng nghiên cứu và cảnh báo lũ hiện đại và trực quan, xuất hiện khá
phổ biến từ cuối những năm 70, đầu những năm 80 sau khi viễn thám vệ tinh ra đời
và đặc biệt là có sự trợ giúp của hệ thơng tin địa lý GIS.
Đặc điểm của ảnh viễn thám là cho phép thu nhận đồng thời đặc điểm của các
đối tượng trên một diện tích rộng lớn tại thời điểm bay chụp. Việc chiết xuất các lớp
thông tin liên quan đến lũ lụt từ ảnh có thể giúp các nhà nghiên cứu thành lập được
bản đồ hiện trạng lũ lụt hay đặc điểm của vùng ngập lụt ở các thời điểm khác nhau
một cách thuận lợi và kinh tế. Từ những tấm ảnh hiện trạng ở những thời điểm khác
nhau của cùng một khu vực, cho phép người sử dụng có thể so sánh được những thay
đổi của các đối tượng theo thời gian, cùng với sự trợ giúp của các phần mềm GIS
trong phân tích, tính tốn các dữ liệu khơng gian và liên kết các dữ liệu viễn thám với
mô hình số độ cao thể đưa ra những nhận định về các khu vực nhạy cảm ngập lụt.
Ra đời vào những năm đầu của thập kỷ 70, ảnh vệ tinh thực sự là một ứng
dụng thành công của một loại ảnh viễn thám mới, thêm vào đó là khả năng tiếp cận
dữ liệu số trong phương pháp phân tích và hiển thị ảnh. Một trong những tấm bản đồ
lũ lụt được điều vẽ từ ảnh vệ tinh đầu tiên là bản đồ phân bố diện ngập lũ của sông

15

San-Kan Ho ở phía nam Beijing, Trung Quốc vào tháng 3 năm 1975 có tỷ lệ rất nhỏ
1: 500 000.
Điểm hạn chế của ảnh vệ tinh trong nghiên cứu lũ lụt là thời gian chụp lặp
của vệ tinh, ví dụ thời gian chụp lặp của vệ tinh Landsat MSS là 18 ngày (tức là
phải sau 18 ngày mới có thể nhận thêm được một cảnh chụp cùng vị trí đã chụp lần
trước), của Landsat TM là 16 ngày, còn của SPOT là 26 ngày. Điểm hạn chế nữa là
vào thời điểm có lũ thời tiết thường xấu và nhiều mây, ảnh hưởng tới chất lượng của
ảnh chụp. Sự ra đời của vệ tinh RADARSAT (Canada) năm 1989 đã khắc phục
được những mặt hạn chế này của ảnh vệ tinh. Nhờ các anten thu phát sóng chủ động
ở các dải sóng dài nên các vệ tinh RADARSAT có thể chụp được cả ảnh vào ban
đêm, trong cả thời tiết xấu, và có thể thu được ảnh từng ngày từng giờ về biến động
của lũ lụt trên một vùng nào đó. Nhờ vậy có thể quan trắc được diễn biến của lũ lụt,
làm cơ sở cho công tác cảnh báo chúng.
Bên cạnh thế mạnh về nghiên cứu sự phân bố của diện ngập và quan trắc lũ,
phương pháp này bị hạn chế trong dự báo về độ sâu ngập lụt và chế độ động lực
trong lũ. Đối với những vùng chỉ ngập sâu thuần tuý, ví dụ như ở đồng bằng Huế
hay đồng bằng sơng Cửu Long (Việt Nam) thì kết hợp với mơ hình số độ cao
(DEM) có thể xác định được độ sâu ngập, cịn nếu ở những nơi có địa hình phức tạp
và có độ dốc khá lớn như đồng bằng hạ lưu sông Thu Bồn hay một số đồng bằng
khác thì việc nghiên cứu lũ từ ảnh viễn thám sẽ gặp phải khó khăn do sự biến đổi
của mực nước lũ, ảnh hưởng bởi thời gian lan truyền và đặc điểm của địa hình.
 Nghiên cứu tai biến lũ lụt trên quan điểm địa mạo
Mục tiêu của việc nghiên cứu lũ lụt không phải chỉ xác định phạm vi ảnh
hưởng của lũ hay những đặc điểm của nó đã diễn ra, mà còn phải dự báo được mức
độ tác động và những thiệt hại mà chúng có thể gây ra trong tương lai (Cochrane,
1981). Để giải quyết vấn đề này, các nghiên cứu địa mạo có vai trị và ý nghĩa rất
quan trọng. Thứ nhất, các đơn vị địa hình của đồng bằng sẽ quy định dịng chảy của
lũ, sự lưu thông cũng như sự dồn ứ nước vào những chỗ trũng,..., điều đó cho thấy

16

nếu nghiên cứu và đo vẽ chi tiết được địa hình sẽ góp phần rất lớn cho việc cảnh
báo trước những điều kiện về lũ sẽ xảy ra. Thứ hai, các bậc thềm sông trên những
vùng đồng bằng thấp và thành phần vật chất của chúng : cuội, sỏi, cát và sét là sản
phẩm tích tụ của chính các con sơng đó trong q khứ và nó có quan hệ mật thiết
với lũ lụt trong hiện tại và tương lai. Ngồi ra, trên cơ sở phân tích địa hình cịn có
thể chỉ ra trên bản đồ địa mạo các vùng có nguy cơ tai biến: bị ngập sâu, các vùng
đất canh tác nhạy cảm với lũ, các cơng trình dân sinh có nguy cơ bị phá hỏng bởi lũ,
các khu vực có thể bị xói lở hay có thể có hiện tượng trượt đất...
Trong nghiên cứu, các nhà địa mạo có thể sử dụng ảnh vệ tinh kết hợp với ảnh
máy bay làm chìa khố để giải đốn các đơn vị địa mạo chính trong vùng, hay sử
dụng các kết quả nghiên cứu của ngành thủy văn để giải quyết bài tốn cảnh báo lũ.
Việc sử dụng cơng nghệ GIS cịn cho phép xây dựng mơ hình số độ cao để mơ phỏng
địa hình thực trên cơ sở nội suy các số liệu độ cao có được từ bản đồ địa hình, từ các
điểm được xác định bằng GPS và từ các kết quả nghiên cứu đặc điểm và các dấu vết
địa mạo trên thực địa, từ đó, kết hợp với diện ngập lũ xác định được từ ảnh viễn thám
cùng với bản đồ địa mạo chi tiết của khu vực, sẽ giúp các nhà địa mạo xác định được
các vùng có độ nhạy cảm lũ lụt, độ ngập sâu khác nhau. Quan trọng hơn, điểm khác
biệt và cũng là ưu điểm của cách tiếp cận nghiên cứu địa mạo so với các phương
pháp khác, đó là, có thể cảnh báo được những tai biến có khả năng xảy ra trên những
vùng xung yếu vào những thời điểm xuất hiện lũ khác nhau, nhờ sự phân tích đặc
điểm của các quá trình địa mạo hiện đại và lịch sử phát triển của các đơn vị địa mạo
đó.
Đối với việc nghiên cứu và thành lập bản đồ nguy cơ lũ lụt, một số các
phương pháp sau thường được sử dụng rộng rãi:
1. Phương pháp lập bản đồ nguy cơ lũ lụt - trên cơ sở đo vẽ địa mạo;
2. Phương pháp phân tích thiệt hại do lũ - thống kê và đánh giá thiệt hại;
3. Phương pháp phân tích dịng chảy bằng các hàm tích luỹ - dự báo
dịng chảy lũ trên cơ sở lượng mưa

17


4. Phương pháp phân tích dịng chảy lũ - dự báo mực lũ trên cơ sở hình
thái lịng sơng và đồng bằng ngập lũ.
Các phương pháp 2, 3 và 4 có thể giải quyết rất tốt cho cơng tác dự báo lũ,
cả về mực nước cũng như biến trình và tốc độ truyền lũ. Tuy nhiên bị hạn chế
trong việc đánh giá sự phân bố không gian của lũ, cũng như cơ chế hoạt động
của nó khi tràn ngập vào các khu vực có địa hình khơng đồng nhất cả về hình
thái cũng như nguồn gốc.
Tóm lại, địa hình là yếu tố quan trọng quyết định tính chất và hình thức của
lũ thơng qua hình dáng lưu vực, độ dốc, độ chia cắt ngang, chia cắt sâu, tính lịch sử
của các đơn vị địa hình, hình dạng lịng song,... Con người cư trú trên các đơn vị địa
hình khác nhau, có thể chịu ảnh hưởng của lũ lụt ở những cấp độ và hình thức khác
nhau. Để giải quyết mối quan hệ này, cách tiếp cận địa mạo trong nghiên cứu tai
biến lũ lụt kết hợp với những thành quả nghiên cứu của các khoa học thủy văn, viễn
thám,… cùng sự trợ giúp của công nghệ GIS là hướng đi thực sự mang lại những
kết quả thuyết phục.
1.3. Quan điểm tiếp cận và phƣơng pháp nghiên cứu của đề tài
1.3.1.Quan điểm tiếp cận nghiên cứu
Quan điểm tiếp cận nghiên cứu của đề tài là quan điểm tiếp cận hệ thống,
quan niệm tất cả các hiện tượng tự nhiên cũng như xã hội đều được tổ chức thành
các hệ thống. Mọi hệ thống đều được quy định bởi thuộc tính liên hệ với nhau rất
chặt chẽ nhưng lại tương đối độc lập với nhau. Điều này phù hợp với quy luật đấu
tranh và thống nhất giữa các mặt đối lập trong một thực thể hồn chỉnh-hệ thống.
Mơi trường tự nhiên được coi là một hệ thống hoàn chỉnh và phức tạp nhất, trong đó
các yếu tố của mơi trường (đất, nước, khơng khí, sinh vật) tương tác lẫn nhau và tạo
ra những biến đổi khơn lường của sự sống. Địa hình mặt đất-đối tượng nghiên cứu
của địa mạo, là sản phẩm của mối tác động qua lại giữa các quá trình nội sinh và

ngoại sinh, và thường xuyên thay đổi theo khơng gian, thời gian. Phương pháp phân
tích hệ thống giúp cho việc nghiên cứu, đánh giá các quá trình địa mạo nói chung và

18


các tai biến địa mạo nói riêng một cách tổng thể và toàn diện nhất trong mối quan
hệ giữa các quá trình tự nhiên và nhân sinh với chúng.
1.3.2. Phương pháp nghiên cứu của đề tài
1.3.2.1. Kết hợp nghiên cứu địa mạo và ứng dụng GIS trong nghiên cứu lũ
lụt [9]
Cách tiếp cận hệ thống cho ta cơ sở để mô tả cấu trúc của đối tượng nghiên
cứu với sự đa dạng và phức tạp của nó trong các mối quan hệ. Khi sử dụng phương
pháp này, thì đối tượng nghiên cứu phải được xem xét như là một hệ thống cho dù
đối tượng đó ở quy mơ nào đi chăng nữa.
Cơng nghệ GIS giúp giải quyết các bài tốn mang tính tích hợp thơng tin từ
nhiều lớp thơng tin khác nhau một cách nhanh chóng và chính xác. Trong nghiên
cứu, đánh giá tai biến lũ lụt, lũ quét, sự liên kết giữa các lớp dữ liệu địa lý dạng
vector và raster của GIS có vai trị quan trọng.
Trong tất cả các đặc trưng lũ, các hàm tính tốn thuỷ văn, các vị trí tiềm ẩn
tai biến, các mức độ và diện ngập trong lũ, các động lực dòng chảy trong lũ đều
được tính tốn theo đúng quy luật tự nhiên, được định vị và phân tích nhanh chóng
thơng qua các lớp thông tin bộ phận.
Bản chất của ứng dụng Hệ thơng tin địa lý cịn là việc xác lập mối liên hệ
không gian giữa các đối tượng và hiện tượng mang thuộc tính khơng gian. Trong
nghiên cứu xác lập sơ đồ logic cho ứng dụng GIS, người ta phải tìm được những
mối liên hệ giữa các hiện tượng để từ đó xác lập các thơng tin cần phải đưa vào mơ
hình. Số lượng lớp thơng tin khá nhiều, những chúng thường có hệ số tương quan
rất khác nhau với đối tượng nghiên cứu. Nhiệm vụ của người vận dụng, cụ thể là
của các nhà địa mạo, là phải xác định được những mối liên hệ chặt chẽ nhất để ưu

tiên tìm kiếm trong khi thành lập cơ sở dữ liệu, bởi vì trong nhiều cặp tương quan
bao giờ cũng có những cặp tương quan chặt chẽ nhất và có ý nghĩa quyết định nhất.
Chức năng tích hợp là thao tác khơng gian trong đó những lớp chun đề được
chồng lên nhau để tạo ra một lớp chuyên đề mới chứa đụng những thông tin mới.
Để rút ra những thông tin này, thao tác số học hoặc thao tác logic được vận dụng

19