Nguyễn Thị Mỹ Duyên

1.Giới thiệu

Việt Nam có ¾ diện tích là đồi núi, lũ quét xảy ra thường xuyên, nhất là trong điều kiện thảm phủ rừng đang ngày bị phá hủy. Lũ quét đã gây ra những thiệt hại to lớn về người và của cải của xã hội. Theo báo cáo của Ban chỉ đạo Phòng chống Lụt bão Trung Ương, từ năm 2000 đến 2014 nước ta đã xảy ra 250 lượt lũ quét, sạt lở, làm chết và mất tích 646 người, bị thương gần 351 người; hơn 9.700 căn nhà bị đổ, trôi; hơn 100.000 căn nhà bị ngập, hư hại nặng; hơn 75.000 ha lúa và hoa màu bị ngập; hàng trăm ha đất canh tác bị vùi lấp; nhiều công trình giao thông, thủy lợi bị hư hỏng nặng nề.

Lũ quét là một loại hình lũ miền núi có vận tốc dòng chảy và biên độ mực nước rất lớn, lũ xảy ra bất ngờ, trong một khoảng thời gian ngắn (lên nhanh, xuống nhanh), dòng nước có lượng lớn vật liệu vụn, chảy xiết và có sức tàn phá lớn.

Lũ quét xuất hiện khi tồn tại hai yếu tố đồng thời:

– Đất đá bở rời hoặc đất đá liên kết yếu trên đường đi của dòng chảy.

– Dòng chảy với vận tốc đủ lớn để cuốn trôi đất đá bở rời tạo thành pha rắn của dòng chảy.

Bài viết này là kết quả của đề tài khóa luận tốt nghiệp ngành Khoa học môi trường với việc sử dụng Công nghệ Viễn thám và GIS để xây dựng bản đồ tiềm năng lũ quét lấy ví dụ cho huyện Hương Khê, nơi đã từng xảy ra lũ quét vào các năm 2002, 2007 và 2013.

2.Thành lập bản đồ

Để thành lập bản đồ, trước hết cần xác định các nhân tố chủ yếu gây lũ quét. Mỗi nhân tố gây lũ quét được xem là một chỉ số và được xây dựng thành lớp chuyên đề (bản đồ thành phần). Từ các bản đồ thành phần, tiến hành chồng lớp các bản đồ thành phần bằng công cụ Raster Calculator (Spatial Analyst) trong phần mềm ArcGis. Sau đó tiến hành phân cấp bản đồ đó để được bản đồ kết quả.

Trong đề tài này, các nhân tố để thành lập bản đồ thành phần được thực hiện theo phân tích của Greg Smith (2010). Theo ông các nhân tố ảnh hưởng tới lũ quét gồm có:

– Độ dốc: đặc trưng cho tốc độ tập trung dòng chảy.

– Loại đất đặc trưng cho khả năng thấm nước.

– Loại hình sử dụng đất đặc trưng cho khả năng thấm và tốc độ dòng chảy.

– Mật độ rừng đặc trưng cho khả năng ngăn cản nước và khả năng thấm

Những bản đồ thành phần được thành lập như sau:

2.1 Bản đồ độ dốc

Bản đồ độ dốc (hình 2) được xây dựng từ mô hình số độ cao DEM ASTER (hình 1).

2.2 Bản đồ phân cấp loại đất

Bản đồ phân cấp loại đất (hình 4) được xây dựng từ bản đồ đất huyện Hương Khê tỉ lệ 1:100.000 (hình 3).

2.3 Bản đồ lớp phủ thực vật

Bản đồ lớp phủ thực vật (hình 5) được xây dựng từ việc tính toán chỉ số NDVI dựa vào kênh 4 và 5 của ảnh vệ tinh Landsat 8 theo công thức:

Trong đó:  IR = giá trị điểm ảnh từ kênh cận hồng ngoại (B5);  R = giá trị điểm ảnh từ kênh phổ màu đỏ (B4).

2.4 Bản đồ phân cấp loại hình sử dụng đất

Bản đồ phân cấp loại hình sử dụng đất (hình 7) được xây dựng từ bản đồ sử dụng đất huyện Hương Khê tỉ lệ 1:50000 (hình 6). Việc phân cấp dựa vào khả năng giữ nước và bảo vệ đất của từng loại hình sử dụng đất khác nhau.

3.Kết quả

3.1 Bản đồ phân vùng tiềm năng lũ quét

Bốn bản đồ thành phần được định dạng raster có cùng độ phân giải (kích thước pixel) và thực hiện phép nhân để có bản đồ phân vùng tiềm năng lũ quét định dạng raster (hình 8); sau đó, thực hiện vecter hóa bản đồ để phục vụ cho việc phân tích địa lý (hình 9).

Bản đồ phân vùng tiềm năng lũ quét được phân thành 3 cấp: thấp, trung bình và cao. Vùng có tiềm năng lũ quét cao chiếm gần 25% diện tích khu vực nghiên cứu, chủ yếu phân bố 1) thành hai dải ở vùng chuyển tiếp giữa địa hình núi cao và địa hình thung lũng Tây Nam và Đông Bắc và 2) dải đồi, núi giữa hai thung lũng sông Nổ và sông Tiêm.

3.2 Khảo sát kiểm tra thực địa

Tiến hành kiểm tra thực địa tại 9 điểm trong khu vực nghiên cứu, trong đó có 6 điểm thuộc vùng có tiềm năng lũ quét cao  được ghi nhận như sau:

Dải phía tây nam

Khu vực xã Phương Điền, địa hình đồi dốc khoảng 20^o, lộ đất phong hóa bở rời, hầu như không còn rừng (hình 11).

Khu vực hồ Đá Bạc, xã Hương Bình nơi có các suối nhỏ chảy qua, địa hình dạng lòng chảo (hình 12). Đất chủ yếu là trầm tích sông, suối (cát, sạn sỏi, cuội).

Dải phía đông bắc

Khu vực chân núi xã Phương Mỹ nơi trồng cao su, độ dốc khoảng 20^o, đất thịt mịn phong hóa rất dễ bị xói mòn (hình 13).

Dải trung tâm

Khu vực xã Gia Phổ là một vùng đất sản xuất nông nghiệp. Địa hình chân núi có độ dốc 10 – 15^o, chủ yếu là đất sét, được trồng cây công nghiệp có độ che phủ khác nhau (hình 14).

Kết quả kiểm tra thực địa cho thấy bản đồ có độ tin cậy tốt, các điểm khảo sát phù hợp với kết quả nghiên cứu về độ dốc, thổ nhưỡng, thảm phủ thực vật và loại hình sử dụng đất.

4.Kết luận

Ứng dụng công nghệ Viễn thám và GIS cho phép xây dựng bản đồ phân vùng tiềm năng lũ quét nhanh, có độ tin cậy tốt. Bản đồ phân vùng tiềm năng lũ quét là tài liệu tham khảo cho các nhà quản lý trong việc qui hoạch sử dụng đất, từ đó đề ra chiến lược thích ứng để giảm thiểu thiên tai, bảo vệ tính mạng và tài sản của người dân.

Những nghiên cứu tiếp theo với nguồn tài liệu đầu vào cho các bản đồ thành phần chi tiết sẽ là cơ sở để thành lập bản đồ phần vùng lũ quét với mức độ tin cây cao hơn.

Tài liệu tham khảo

1.Ban chỉ đạo phòng chống lụt bão Trung Ương (2014). Báo cáo Tổng quan tình hình thiệt hại do lũ, lũ quét, sạt lở đất và công tác chỉ đạo phòng tránh trong những năm vừa qua. (Tài liệu phục vụ Hội nghị trực tuyến về công tác phòng chống lũ, lũ quét và sạt lở đất năm 2014 ngày 20/8/2014).

2.Smith, Greg. E., (2010). Development of a flash flood potential index using physiographic data sets within a geographic information system. MS thesis, University of Utah.

3.Website Global Data Explorer của Cục khảo sát địa chất Hoa Kì http://gdex.cr.usgs.gov/gdex/.