ỨNG DỤNG MÔ HÌNH TOÁN VÀ CÔNG NGHỆ GIS ĐỂ PHÂN TÍCH NGUY CƠ LŨ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ SỬ DỤNG. Mục tiêu nghiên cứu là ứng dụng các mô hình toán học và công nghệ GIS để phân tích rủi ro lũ lụt cho nông nghiệp, làm cơ sở đề xuất giải pháp bố trí mùa vụ sản xuất hợp lý, giảm thiểu thiệt hại cho các vùng ngập sâu trên địa bàn tỉnh Đồng Tháp. Đánh giá phương pháp mô hình toán học mô phỏng lũ và lựa chọn mô hình tích hợp (VRSAP).
TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN
GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ GIS
- Lịch sử phát triển công nghệ GIS
- Định nghĩa GIS
- Thành phần của GIS
- Các phƣơng pháp GIS và ứng dụng
- Kết quả ứng dụng GIS trong quản lý lũ trong và ngoài nƣớc
- Yêu cầu kỹ thuật xây dựng bản đồ GIS lũ
- Phƣơng pháp mô hình toán thủy lực VRSAP
- Hoàn nguyên mô hình lũ 2000 và 2001
Phương pháp trao đổi là việc sử dụng phương pháp xử lý hàng loạt để trao đổi (truyền) dữ liệu giữa GIS và mô hình máy tính. 9. Phương thức trao đổi và phương thức giao diện tự động tạo dữ liệu đầu vào riêng biệt để chạy mô hình. Phương pháp tích hợp là sự kết hợp giữa mô hình và dữ liệu GIS, chẳng hạn như một chương trình kết hợp các chức năng mô hình hóa và hệ thống GIS.
GIỚI THIỆU TỈNH ĐỒNG THÁP
- Điều kiện tự nhiên
- Điều kiện kinh tế - xã hội
- Đặc điểm lũ lụt và thiệt hại lũ
- Các biện pháp quản lý lũ
- Những hạn chế trong sử dụng công nghệ GIS quản lý lũ ĐBSCL
Lưu lượng lũ cực đại, loại lũ, tổng lượng lũ và thủy triều là hai yếu tố chính ảnh hưởng đến diễn biến nước lũ dọc sông Tiền và sông Hậu. Từ biên giới Việt Nam - Campuchia đến Sa Đéc và Cái Tàu Thương, xu hướng chung là mực nước sông Tiền luôn cao hơn mực nước sông Hậu nên nước lũ sông Tiền chảy qua kênh rạch và thấp. bờ sông Hậu. Trước đây, hàng năm khi mực nước sông Tiền bắt đầu dâng cao, nước lũ theo các kênh rạch chủ yếu theo hướng Tây - Đông ở ĐTM.
Trong những năm gần đây, khi mực nước lũ sông Tiền bắt đầu dâng cao, nước lũ chảy vào ĐTM qua hệ thống kênh rạch theo cả hướng Tây và Bắc. Vào mùa lũ, dòng chảy của sông Tiền có xu hướng đổ về sông Hậu. Mặc dù lũ ở thượng nguồn lan rộng nhưng trong thời kỳ nước thấp mực nước sông Tiền, sông Hậu sẽ không cao lắm như trận lũ năm 1984, 1991.
Hạ lưu sông Mê Kông nằm ở Việt Nam được chia thành hai nhánh chính là sông Tiền và sông Hậu. Chế độ thủy văn sông Tiền, sông Hậu chịu ảnh hưởng trực tiếp của chế độ thủy văn thượng nguồn, chế độ thủy triều của biển Đông và hệ thống kênh rạch nối sông chính với đồng bằng nội địa. Do bị sông Tiền ngăn cách nên hệ thống kênh rạch nội địa của tỉnh Đồng Tháp được chia thành 2 vùng có đặc điểm thuỷ văn khác nhau.
Nguồn nước chính cung cấp cho khu vực này là từ sông Tiền, thông qua các kênh chính nối sông Tiền và sông Vàm Cỏ Tây. Nước từ sông Tiền luôn chảy về sông Hậu qua các con sông, kênh rạch nối liền hai con sông. Biên độ thủy triều giảm dần từ sông Tiền đến hệ thống sông, kênh trong đất liền.
PHƢƠNG PHÁP, KỸ THUẬT SỬ DỤNG VÀ TÀI LIỆU TÍNH TOÁN
Xây dựng bản đồ rủi ro lũ
- Số liệu cao độ số DEM
- Bản đồ mực nƣớc lũ
- Tạo bản đồ GIS lũ
- Bản đồ nguy cơ lũ
Bản đồ mực nước tỉnh Đồng Tháp được xây dựng từ kết quả của mô hình thủy lực VRSAP. Phương pháp phân tích vùng lân cận tạo ra các vùng xung quanh từng điểm dữ liệu riêng lẻ (các nút VRSAP) bằng cách sử dụng trọng số vùng (phương pháp đa giác Thiessen). Sau đó, giải pháp dựa trên độ dốc được áp dụng cho các khu vực để tạo ra giá trị lưới được xác định bằng cách ngoại suy độ dốc trung bình của vùng lân cận tự nhiên của từng khu vực.
Dữ liệu đầu ra của mô hình VRSAP bao gồm các tính toán mực nước của các khu vực lưu trữ VRSAP và các kênh mô hình hóa. Bản đồ lũ lụt được tạo ra bằng cách trừ DEM khỏi tính toán mực nước để tạo ra một lưới các giá trị biểu thị độ sâu lũ tại tỉnh Đồng Tháp. Các giá trị bằng hoặc nhỏ hơn 0 biểu thị những khu vực có đất cao hơn mực nước tính toán và sẽ không xảy ra lũ lụt.
Do tính chất của bản đồ lũ lụt, sẽ có nhiều độ sâu lũ khác nhau cho từng khu vực được xác định. Để đánh giá sớm khả năng lũ lụt ở từng khu vực, điều quan trọng là gán cho chúng một giá trị diện tích lũ duy nhất. Để có được giá trị ngập lụt đồng đều, mức độ ngập lụt trung bình của mạng lưới đi qua từng khu vực được tính toán cho mỗi khu vực bằng chương trình GIS.
Các giá trị nhỏ hơn 0,5 gần giá trị 0 được cho là có nguy cơ lũ lụt sớm thấp hơn, trong khi các giá trị lớn hơn 0,5 gần giá trị 1 được cho là có nguy cơ lũ lụt sớm thấp hơn. Xác định nguy cơ lũ lụt sớm hơn hơn các giá trị khác.
Xây dựng bản đồ sử dụng đất
- Nguồn số liệu bản đồ sử dụng đất
- Tạo bản đồ GIS sử dụng đất
Phần kết quả sẽ bao gồm các bản đồ mô phỏng kịch bản lũ lụt. Giá trị được chọn là 0,5 vì nó được cho là mức độ ngập lụt gây thiệt hại cho hoa màu, cây lúa và ảnh hưởng đáng kể đến năng suất. Nội dung bản đồ số hóa phải đảm bảo tính đầy đủ, chính xác, chi tiết như nội dung bản đồ gốc cần số hóa.
Độ chính xác của cơ sở toán học, vị trí các yếu tố địa chất và độ chính xác ranh giới không được vượt quá giới hạn sai số cho phép. Nguồn dữ liệu là chủ đề chuyên đề để lập kế hoạch cho các dự án của vườn quốc gia.
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
XÂY DỰNG BỘ BẢN ĐỒ NGẬP LŨ
- Bản đồ lũ lịch sử
- Bản đồ lũ tần suất 10%
- Phân tích rủi ro lũ
Các địa phương phía Bắc sông Tiền và phía Nam Đồng Tháp có mực nước lũ thấp từ 1,5 - 2,0 m. Nguyên nhân là do mô hình VSRAP chưa được áp dụng và hệ thống thủy lợi trên lưu vực chưa được hoàn thiện. Kết luận: Theo bản đồ, chúng ta thấy do có hệ thống đập nên mực nước lũ trên lưu vực đã giảm đáng kể, mô hình VSRAP cùng với hệ thống thủy lợi đã đưa nước về các khu vực nội địa như: Tam Nông , Thành. Bình., Tháp Mười (các huyện nhiễm phèn nặng nhất của tỉnh Đồng Tháp).
Trên cơ sở phân tích thông tin bản đồ GIS về rủi ro lũ lụt, đề xuất các giải pháp giảm thiểu rủi ro lũ lụt cho từng vùng sinh thái lũ lụt. Khu vực phía Bắc từ biên giới Việt Nam - Campuchia đến thị trấn Hồng Ngự - Hồng Ngự có địa hình cao, lũ tràn khi lũ lên cao, ít bị ngập hoặc hư hỏng trong thời kỳ đầu lũ. Khu vực miền Trung từ thị trấn Hồng Ngự - Tân Hồng đến thị trấn Cao Lãnh có địa hình trũng thấp, sớm ngập sâu và nguy cơ ngập lụt cao.
Khu vực phía Nam từ TP Cao Lãnh đến TP Sa Đéc và huyện Châu Thành có địa hình thấp nhưng mực nước lũ nông, không có nguy cơ lũ sớm.
KIẾN NGHỊ MỘT SỐ GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU RỦI RO LŨ
- Giải pháp kiểm soát và thoát lũ
- Giải pháp thích nghi với lũ
- Giải pháp bảo hiểm rủi ro lũ
Khu vực miền Trung phải ưu tiên đầu tư đê, kè dọc các kênh chính để bảo vệ lúa khỏi lũ sớm và nguy cơ lũ lụt cao trên diện rộng. Với các mức độ rủi ro lũ khác nhau, có thể chủ động thiết kế sản xuất phù hợp để tránh thiệt hại do lũ lụt khi không đầu tư vào công tác phòng chống lũ. Khu vực miền Trung bị ngập sớm trước ngày 25/6, nguy cơ lũ cao và thời gian ngập kéo dài hơn khu vực phía Bắc.
Thông tin từ bản đồ rủi ro lũ lụt GIS cho thấy mức độ rủi ro khác nhau đối với từng khu vực riêng lẻ. Cụ thể, cơ quan bảo hiểm rủi ro lũ lụt có thể sử dụng thông tin bản đồ rủi ro lũ lụt để ước tính mức độ thiệt hại cho từng lô đất. Kết quả mong muốn của bài viết là xây dựng được một bộ bản đồ rủi ro lũ lụt tỉnh Đồng Tháp dựa trên bản đồ DEM, bản đồ lũ lụt và bản đồ sử dụng đất được xây dựng và phủ lên theo mục tiêu đề ra.
Bản đồ GIS có tầm quan trọng rất lớn đối với giải pháp quản lý lũ phi công trình đầy hứa hẹn và hiệu quả “bảo hiểm rủi ro lũ lụt” ở Đồng bằng sông Cửu Long. Với mục đích của bài luận, việc đánh giá nguy cơ lũ lụt chỉ được thực hiện trên cơ sở các bản đồ được lập tại một thời điểm cụ thể vào cuối tháng Sáu. Mức độ rủi ro lũ lụt cũng thay đổi đáng kể qua các giai đoạn hàng tuần do sự biến động của mực nước lũ. tăng nhanh) đồng thời tiến độ thu hoạch cũng tăng (thiệt hại giảm dần) nên cần lập bản đồ rủi ro lũ thay đổi hàng tuần trong mùa lũ.
Bản đồ nguy cơ lũ lụt dựa trên bản đồ sử dụng đất cũng không phản ánh mùa sinh trưởng thực tế của từng cánh đồng.
