Quay lại VnExpress

Xây dựng bản đồ tai biến kép trượt lở đất,lũ quét đến cấp xã tại Huyện Nam Trà My, Quảng Nam

Nhóm: Lê Quang Dương

LĨNH VỰC MôI TRườNG
Lượt bình chọn:
103

Mô tả sản phẩm

Giới thiệu sản phẩm:

A. TÍNH CẤP THIẾT CỦA VẤN ĐỀ CẦN NGHIÊN CỨU
Thực tiễn ở Quảng Nam, trượt lở đất diễn ra hàng năm với quy mô khác nhau, gây thiệt hại lớn về người và tài sản. Các vụ trượt lở đất hiện nay diễn ra với tần suất lớn, đặc biệt là tại huyện miền núi Nam Trà My, Quảng Nam. Tai biến lũ quét tại huyện này trong mùa mưa và mùa giông cũng thường xuyên xảy ra.Đồng thời thực tiễn nghiên cứu cho thấy việc diễn ra tai biến kép trượt lở núi dẫn đến lũ quét, lũ bùn đá thường sẽ gây ra thiệt hại hết sức nghiêm trọng về người và của. Ví dụ như, vụ lũ quét-lũ bùn đá tại Trà Leng cũng từ nguyên nhân một vụ trượt lở, tạo đập giả, sau đó đập giả bị vỡ đã gây ra vụ lũ quét kinh hoàng làm 33 người bị thương và 19 người chết và mất tích. Vì vậy, chúng em đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “XÂY DỰNG BẢN ĐỒ TAI BIẾN KÉP TRƯỢT LỞ ĐẤT – LŨ QUÉT TẠI HUYỆN NAM TRÀ MY, QUẢNG NAM”
B. MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
1. Ứng dụng hệ thông tin địa lí GIS xây dựng các bản đồ số: Độ dốc, độ cao, hướng sườn, mật độ phân cắt ngang, mật độ phân cắt sâu, khoảng cách đến đường giao thông, loại đất, lớp phủ, lượng mưa trung bình nhiều năm; mức độ tập trung dòng chảy; hướng dòng chảy sườn.
2. Xây dựng bản đồ hiện trạng trượt lở đất tại Quảng Nam với 529 vụ (nguồn: Viện Địa chất – Viện Hàn Lâm Khoa học Việt Nam)
3. Xây dựng được bản đồ phân vùng nguy cơ trượt lở đất đến cấp xã, cấp huyện tại huyện Nam Trà My, tỉnh Quảng Nam
4. Xây dựng được bản đồ phân vùng nguy cơ lũ quét đến cấp xã, cấp huyện tại huyện Nam Trà My, tỉnh Quảng Nam
5. Xây dựng bản đồ các đánh dấu các khối trượt nguy cơ cao gây ra trượt lở tạo lũ quét, lũ bùn đá bằng phân tích ảnh viễn thám và khảo sát thực địa, chụp ảnh flycam.
6. Đề xuất các giải pháp phòng tránh, giảm nhẹ thiệt hại do tai biến kép gây ra.
7. Thiết kế hệ thống cảnh báo sạt lở tức thời theo thời gian thực cảnh báo nguy cơ trượt lở - lũ quét thời gian ngắn từ 1 đến 10 ngày sắp đến.

Tính năng cơ bản:

Hiện nay, phần mềm GIS chưa phổ biến nên chúng em muốn phát triển thêm tại Việt Nam. Bên cạnh đó việc tạo ra bản đồ phân vùng nguy cơ trượt lở đất, bản đồ phân vùng nguy cơ lũ quét, bản đồ phân vùng nguy cơ tai biến kép trượt lở đất - lũ quét vẫn còn đang khan hiếm ở Việt Nam. Mặc dù, bản đồ này hiện chưa được rộng rãi ở Việt Nam và có sử dụng phần mềm GIS để xây dựng, nhưng, nó rất phù hợp để triển khai ứng dụng tại Việt Nam và mọi người vẫn có thể nhìn xem nội dung của bản đồ là gì.
Việc nghiên cứu cả ba dạng tai biến: lũ quét, trượt lở đất và tai biến kép trượt lở đất-lũ quét, hiện tại ở Việt Nam chưa có sản phẩm nào như thế.

Xuất xứ sản phẩm:

Tam Kỳ,Quảng Nam

Mô tả cơ bản:

1.Xây dựng ma trận trọng số AHP



-Phương pháp AHP do tác giả T.L. Saaty (1980) nghiên cứu và sau đó phát triển từ những năm 80. AHP là phương pháp mà nhờ đó người quyết định có thể đưa ra quyết định cuối cùng hợp lý nhất.



-Sau khi tính toán được trọng số của các chỉ tiêu, tiến hành tổng hợp để có được chỉ số thích hợp của từng yếu tố.Phương pháp tích hợp kết quả phân tích AHP vào phần mềm ArcGIS để xây dựng bản đồ nguy cơ trượt lở đất: sau khi phân cấp và tính trọng số của các yếu tố thì việc tích hợp chúng sẽ cho biết chỉ số nhạy cảm trượt lở đất. Để định lượng hóa mức độ nhạy cảm phản ánh nguy cơ trượt lở đất.



2.Xây dựng bản đồ hiện trạng trượt lở đất



Theo điều tra của Viện Địa chất Việt Nam, hiện nay tại Quảng Nam có 529 vụ trượt lở đất lớn nhỏ đã xảy ra. Từ số liệu tọa độ đã xây dựng nên bản đồ hiện trạng trượt lở của cả tỉnh Quảng Nam.Với tọa độ của 40 vụ đã biết khi áp vào các bản đồ số của từng nhân tố sẽ thu được dữ liệu quan trọng về số vụ trượt lở trên từng mức phân cấp của nhân tố đó, từ đó để xác định mức độ ảnh hưởng của các nhân tố trong việc gây ra trượt lở. Có thể nói đây là một trong những thành công của chúng tôi trong dự án này.



3.Xây dựng các bản đồ số:



-Bản đồ số độ cao là yếu tố quan trọng tạo nên độ dốc của khu vực, độ cao càng lớn thì tạo nên độ dốc càng lớn. Đồng thời độ cao càng lớn thì áp lực trọng lực đất xuống càng cao. Vì vậy độ cao càng lớn nguy cơ sạt lở càng cao.Sử dụng các công cụ trong arcgis (ARCMAP 10.8): IDW, Kriging;Phương pháp nội suy về không gian, với các điểm đã biết trước có thể tính toán những điểm còn lại chưa biết.



-Bản đồ số độ dốc địa hình có vai trò quan trọng quyết định tới sự hình thành và phát triển trượt lở đất. Sử dụng các công cụ trong arcgis (ARCMAP 10.8): IDW, Kriging; Phương pháp nội suy về không gian, với các điểm đã biết trước có thể tính toán những điểm còn lại chưa biết. Hoặc dùng Slope: để tính toán về độ

dốc dựa trên raster được tạo ra theo độ cao được nhập vào và nội suy bằng một trong hai công cụ nói trên.



-Thảm phủ thực vật và rừng có vai trò là lớp phủ che chắn và hạn chế sự xói mòn đất, rễ thực vật làm tăng độ kết dính trong đất. Thảm phủ thực vật và rừng hạn chế quá trình trượt lở đất.



-Bản đồ số hướng dốc (sườn núi) được đánh giá có vai trò quan trọng thứ 7 đối với trượt lở đất tại huyện Nam Trà My với trọng số 0,03219. Hướng dốc (sườn núi) có tác động gián tiếp đến quá trình trượt lở thông qua mối quan hệ tương hỗ giữa địa hình và khí hậu. Hướng dốc (sườn núi) có hướng đón gió thì có độ ẩm, lớp phủ thực vật khác với sườn khuất gió, dẫn đến mức độ ổn định của đất theo các sườn khác nhau là khác nhau. Từ bản đồ hiện trạng trượt lở của tỉnh Quảng Nam cũng như tại NTM, chúng tôi nhận thấy hướng Đông thì số điểm trượt lở là nhiều nhất (11/40 vụ) trong khi đó hướng Tây Bắc ít ảnh hưởng nhất (1/40 vụ).



-Quá trình xây dựng đường giao thông ở miền núi làm tăng độ dốc của sườn, tăng khả năng làm mất ổn định sườn gây trượt đất. Khảo sát thực địa cho thấy rất nhiều điểm trượt đất xảy ra trên các tuyến đường giao thông và trên các sườn dốc có ảnh hưởng của đường. Vì vậy khoảng cách đến đường giao thông là một nhân tố quan trọng khi đánh giá nguy cơ. Với sự hỗ trợ của GIS, Euclidean Distance: Dùng để tính khoảng cách đường.



-Bản đồ số phân cắt ngang thể hiện sự phân cắt theo chiều ngang của địa hình,được hiểu là tổng độ dài tất cả các rãnh xâm thực, khe xói( dòng chảy tạm thời),sông suối(dòng chảy thường xuyên) trên một diện tích nhất định nào đó (thường là 1 km2). Đây là thông số xác định gián tiếp nguy cơ xảy ra trượt lở, yếu tố này

có ảnh hưởng đến trượt lở tại NTM và có trọng số 0,04841.



- Bản đồ số mật độ phân cắt sâu (độ cao tương đối của địa hình) là độ chênh độ cao tương đối giữa đỉnh các địa hình dương với đáy của các địa hình âm gần nhất. Đây là yếu tố thể hiện vai trò của thế năng của địa hình: khi độ cao tương đối càng lớn thì thế năng địa hình càng cao và ngược lại. Điều này đã thúc đẩy quá trình dịch chuyển của đất đá xảy ra mạnh hơn và động năng va đập của đất đá thể hiện tính khốc liệt rõ nét hơn.



-Bản đồ số hướng dòng chảy sườn:Theo nhiều nghiên cứu thì các hướng dòng chảy sườn khác nhau sẽ có mức độ ảnh hưởng đến lũ quét khác nhau. Trong đó hướng Nam và Đông Nam ảnh hưởng mạnh mẽ nhất



Bản đồ số tích tụ dòng chảy:Mức độ tích tụ dòng chảy là nhân tố ảnh hưởng lớn đến sự hình thành lũ quét. Khi mức độ tích tụ dòng chảy càng lớn mà gặp dòng chảy hẹp, gấp khúc thì sẽ dễ phát sinh lũ quét nghẽn dòng. Mức độ tích tụ dòng chảy càng lớn, khả năng hình thành lũ quét càng cao.



-Bản đồ số lượng mưa ngày: Điều kiện khí hậu, trong đó lượng mưa là yếu tố chủ đạo dẫn đến lũ quét và lũ bùn đá. Trong đó có 3 nhân tố có khả năng ảnh hưởng lớn đến quá trình sinh lũ đó là: tổng lượng mưa năm; thời đoạn mưa, hình thái và cường độ mưa trận. Ở đây chúng tôi sử dụng bản đồ phân cấp lượng mưa ngày cao nhất  trên địa bàn huyện Nam Trà My từ số liệu [ Xây dựng bản đồ mưa ngày lớn nhất cho tỉnh Quảng Nam dựa trên phân tích tần suất mưa vùng và suy luận Bayesian của Nguyễn Chí Công], chúng tôi đã thành lập bản đồ số về lượng mưa ngày cao nhất trên địa bàn huyện Nam Trà My. Từ bản đồ số này chúng tôi phân cấp nguy cơ theo lượng mưa.



4.Về xây dựng bản đồ dự báo trượt lở:



+ B1: Nhóm tiến hành xây dựng ma trận trọng số AHP giúp nhận biết được những nhân tố nào ảnh hưởng lớn hơn trong quá trình dẫn đến trượt lở đất.



+ B2: Nhóm sẽ xây dựng các bản đồ thành phần bao gồm: độ cao, độ dốc, lớp phủ, phân cắt ngang, phân cắt sâu, hướng dốc, khoảng cách đường.Về bản đồ độ dốc,độ cao nhóm sử dụng Google Earth Pro,bản đồ khoảng cách đến đường nhóm sử dụng Open Street Map, phân xã, huyện dùng Google Map, dữ liệu từ NASA cho bản đồ lớp phủ, đồng thời nhóm cũng đã có được dữ liệu về bản đồ hiện trạng trượt lở đất, phân cắt ngang, phân cắt sâu từ Viện địa chất - Viện Hàn Lâm Khoa Học Việt Nam. Tất cả các dữ liệu này đều được xử lí bằng ArcGIS.



+ Cuối cùng, chồng chập 7 bản đồ này theo trọng số đã tính trước,cho ra kết quả là bản đồ dự báo nguy cơ trượt lở đất.



5.Thành lập bản đồ phân vùng nguy cơ trượt lở đất khi có nhân tố kích thích theo thời gian thực là lượng mưa ngày và lượng mưa tích lũy 10 ngày trước đó



Nhân tố lượng mưa ngày là nhân tố kích thích mãnh liệt nhất đến quá trình trượt lở đất. Theo nghiên cứu trước đây mà chúng tôi đang tiếp tục nghiên cứu, và đã xây dựng được 2 ngưỡng mưa ngày là phương trình ngưỡng mưa bắt đầu gây ra trượt lở ở Quảng Nam P1 và ngưỡng mưa gây ra trượt lở với cường độ và số vụ lớn nhất là P2. Trong 2 phương trình này P1; P2 là lượng mưa ngày xảy ra trượt lở và P10 là lượng mưa tích lũy trong 10 ngày trước đó.



-Khi lượng mưa ngày đạt ngưỡng P1 thì từ bản đồ trượt lở ở trên, mức độ nguy cơ được nâng lên 1 bậc cảnh báo.



-Khi lượng mưa ngày đạt ngưỡng P2 thì từ bản đồ trượt lở ở trên, mức độ nguy cơ được nâng lên 2 bậc cảnh báo.



6.Xây dựng bản đồ dự báo lũ quét:



-B1: Xây dựng 7 bản đồ thành phần



-B2: Xây dựng trọng số AHP các nhân tố ảnh hưởng đến lũ quét



-B3: Chồng chập 7 bản đồ thành phần theo trọng số AHP đã phân tích



7.Xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ trượt lở - lũ quét:Bằng cách chồng chập hai bản đồ phân vùng nguy cơ trượt lở đất và phân vùng nguy cơ lũ quét với trọng số 1-1 tức là mức độ ảnh hưởng ngang nhau vào ARCGIS 10.8



8.Xây dựng bản đồ tai biến kép:Từ bản đồ phân vùng nguy cơ trượt lở, lũ quét cùng với phân tích ảnh viễn thám, ảnh chụp flycam, khảo sát thực địa kết hợp với kiến thức về cơ chế hình thành tai biến kép, nhóm đã xây dựng bản đồ tai biến kép trượt lở gây đạp giả, vỡ đập gây lũ quét







 



 



 



 



 

Link video:

https://youtu.be/lnAI7skOCTU

Yêu cầu đối với cơ sở hạ tầng cần thiết để triển khai ứng dụng sản phẩm:

- Nhóm sử dụng bằng phần mềm Gis tính toán dữ liệu để tạo nên các bản đồ.
- Sử dụng tọa độ các vị trí xảy ra trượt lở đất tại Quảng Nam, lấy từ nguồn: Viện Địa Chất - Viện Hàn Lâm Khoa Học Việt Nam.

Sản phẩm được phát triển trong khoảng thời gian: 6 tháng

Số người tham gia làm: 2

Sản phẩm có mặt trên thị trường hoặc đưa vào ứng dụng rộng rãi trong khoảng thời gian: 3 tháng

Phạm vi thị trường và ngành ứng dụng:

quy hoạch đô thị, nông nghiệp, điều hành hệ thống công ích, lộ trình, giám sát vùng biển.

Tiêu chí tự đánh giá sản phẩm ý tưởng dự thi

Tính sáng tạo, đổi mới và công nghệ:

Hiện nay, phần mềm GIS chưa phổ biến nên chúng em muốn phát triển thêm tại Việt Nam. Bên cạnh đó việc tạo ra bản đồ phân vùng nguy cơ trượt lở đất, bản đồ phân vùng nguy cơ lũ quét, bản đồ phân vùng nguy cơ tai biến kép trượt lở đất - lũ quét vẫn còn đang khan hiếm ở Việt Nam. Mặc dù, bản đồ này hiện chưa được rộng rãi ở Việt Nam và có sử dụng phần mềm GIS để xây dựng, nhưng, nó rất phù hợp để triển khai ứng dụng tại Việt Nam và mọi người vẫn có thể nhìn xem nội dung của bản đồ là gì.
Việc nghiên cứu cả ba dạng tai biến: lũ quét, trượt lở đất và tai biến kép trượt lở đất-lũ quét, hiện tại ở Việt Nam chưa có sản phẩm nào như thế.

Tính ứng dụng:

Bản đồ này chúng em đã phân tầng màu theo nguy cơ diễn ra trượt lở đất, lũ quét, tai biến kép để dễ dàng giúp cho chính quyền địa phương và người đân nhìn thấy được mức độ nguy hiểm, vào mùa mưa lớn kéo dài không nên đến những nơi nguy hiểm, tránh gây thiệt hại cho người và tài sản.

Tính hiệu quả:

Giúp cho chính quyền địa phương quy hoạch lại đô thị, đảm bảo an toàn tính mạng cho người dân trước khi tai biến xảy ra. Ngoài ra, việc biết trước nguy cơ xảy ra trượt lở đất, lũ quét, tai biến kép, giúp người dân có thể sắp xếp công việc, nâng cao năng suất làm việc, kịp có những biện pháp phòng ngừa hợp líđể không bị thiệt hại quá nhiều về người và tài sản.

Tiềm năng phát triển:

Trong qúa trình nghiên cứu, nhóm đã tham khảo nhiều tài liệu cực kì uy tín, như: Nhóm đã lấy các tọa độ diễn ra trượt lở đất tại tỉnh Quảng Nam tại nguồn Viện Địa Chất - Viện Hàn Lâm Khoa học Việt Nam để tiến hành xây dựng bản đồ hiện trạng trượt lở đất, đây là một hướng đi rất mới trong nghiên cứu khoa học. Bên cạnh đó, khi đi khảo sát hiện trường tại Trà Leng, Quảng Nam, nhóm đã đi cùng với các thầy trong Viện Địa Chất.

Tài liệu mô tả kỹ thuật cơ bản và hướng dẫn sử dụng sản phẩm:

https://drive.google.com/file/d/1RtkmvW0J_HJ6WadeG8vE0J-OZLLIeeLS/view?usp=sharing