Ngập lụt là một hiện tượng tai biến thiên nhiên, là kết quả của quá trình tập trung nước với khối lượng lớn và tràn vào các vùng địa hình thấp, gây ngập lụt trên diện rộng, không chỉ gây tổn hại nặng nề về người và của ở thời điểm đó mà còn tác động tiêu cực rất lâu dài đến môi trường sinh thái, điển hình là khu vực Quận 7, TP. HCM. Bài viết này đề cập đến nghiên cứu thành lập bản đồ nguy cơ ngập lụt khu vực Quận 7 bằng sử dụng công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý (GIS).
Việc tích hợp công nghệ viễn thám và GIS được sử dụng rộng rãi, đặc biệt nhất là trong đánh giá các vấn đề liên quan đến thiên tai nhằm xác định phạm vi và thông tin chi tiết về khu vực, diện tích bị ảnh hưởng từ thiên tai cũng như các hoạt động cứu trợ, khôi phục.
1. Giới thiệu
Khu vực Quận 7 – TP. HCM có vị trí địa lý khá quan trọng với vị trí chiến lược khai thác giao thông thủy và bộ, là cửa ngõ phía Nam của Thành phố, là cầu nối mở hướng phát triển của Thành phố với biển Đông và thế giới. Trong những năm gần đây, do nhu cầu phát triển, khu vực Quận 7 mở rộng rất nhanh. Những vùng trũng và một số kênh rạch trong vùng là hồ điều tiết nước tự nhiên đã bị san lấp, bê-tông hóa không khoa học, đã tạo sự mất cân bằng nước trong khu vực rộng lớn gây ra tình hình ngập lụt trong quận ngày càng nghiêm trọng với mức độ thiệt hại có xu thế ngày càng tăng. Đã có nhiều dự án đưa ra nhằm hạn chế mức độ thiệt hại, tuy nhiên vẫn còn nhiều bất cập do thiếu thông tin, thiếu sự liên kết giữa các ngành và đặc biệt là thiếu các công cụ hỗ trợ.
2. Cơ sở dữ liệu
- Dữ liệu địa hình: mô hình số địa hình (DTM) khu vực nghiên cứu được xây dựng từ bản đồ địa hình tỷ lệ 1:2.000 công bố năm 2004, hệ tọa độ VN2000, kinh tuyến 105o45, múi 3o.
- Dữ liệu ảnh viễn thám: nguồn ảnh được sử dụng là ảnh vệ tinh SPOT5 thuộc cảnh ảnh có số hiệu 276 – 328 bao phủ khu vực nghiên cứu trong khoảng thời gian năm 2002.
- Dữ liệu khí tượng thủy văn đã thu thập: mực nước từng giờ và mực nước trung bình ngày các năm 1981 đến 2007 tại trạm Nhà Bè; lượng mưa từng giờ năm 2000 đến 2009 tại trạm Tân Sơn Hòa.
- Dữ liệu bản đồ thu thập: bản đồ hiện trạng sử dụng đất và bản đồ đất tỷ lệ 1: 50.000 thành lập năm 2000, hệ tọa độ VN2000, kinh tuyến 105o, múi 6o.
3. Quy trình thành lập bản đồ ngập lụt
Trong nghiên cứu này tập trung vào 2 yếu tố tác động thường xuyên tới ngập úng khu vực Quận 7 là mưa và triều cường để xây dựng bản đồ ngập lụt. Trong đó để thể hiện tình trạng ngập do triều cường và mưa trên bản đồ, với dữ liệu hiện có bị hạn chế, cần chấp nhận giả thuyết tình trạng ngập xảy ra khi mực nước sông cao hơn độ cao địa hình và chưa có các tính toán thủy lực chi tiết ở bề mặt cũng như trong lòng cống. Chưa tính đến các yếu tố tiêu nước, các công trình thủy lợi.
Hình 1: Quy trình thành lập bản đồ ngập lụt.
4. Phân chia lưu vực
Bản đồ lưu vực được phân chia tự động theo mô hình DTM có những lưu vực chiếm diện tích quá lớn so với khu vực. Cường độ mưa tính toán được tính dựa theo lưu vực, và mỗi lưu vực sẽ cho ra một kết quả. Như vậy ta có thể coi lưu vực chính là độ phân giải của bản đồ tình trạng ngập do mưa, nếu lưu vực có diện tích lớn thì độ phân giải của bản đồ này sẽ thấp và mức độ chi tiết sẽ giảm. Vì thế, lưu vực sẽ được phân nhỏ một cách tự động, cơ sở để phân nhỏ lưu vực là dựa vào các tim đường giao thông lớn và đối tượng thủy hệ cắt ngang qua lưu vực.
Hình 2: Kết quả phân chia lưu vực.
5. Tính toán ngập do mưa và triều cường
Với dữ liệu hiện có, để thể hiện bản đồ các vùng có nguy cơ ngập do mưa và triều cường cần chấp nhận giả thuyết tình trạng ngập xảy ra khi mực nước sông cao hơn độ cao địa hình và sử dụng phương pháp so sánh cường độ mưa lớn nhất trong năm (q) với cường độ thoát nước mưa thiết kế của từng lưu vực ( ), nếu lưu vực nào có q > thì lưu vực đó có nguy cơ ngập do mưa và ngược lại nếu lưu vực nào có q < thì lưu vực đó không có nguy cơ ngập do mưa.
6. Phân tích dữ liệu viễn thám
Để tính diện tích không thấm nước trong một lưu vực, ảnh vệ tinh SPOT5 đã được sử dụng để phân loại đối tượng (nhà và đường giao thông). Kết quả phân loại tương đối chính xác, tuy nhiên có sự nhầm lẫn với đất trống chưa sử dụng và thực vật, vì vậy đã tiến hành phân loại 5 đối tượng (nhà, đường giao thông, thủy hệ, đất trống và thực vật) và lọc ra 2 đối tượng nhà và đường để thống kê diện tích.
Hình 3: Kết quả phân loại đối tượng từ ảnh viễn thám khu vực Quận 7, TP. HCM
7. Thành lập bản đồ ngập lụt
Với kết quả tính toán diện ngập lụt bằng quy trình đã xây dựng kết hợp lớp ranh giới hành chính có sẵn, xác định diện ngập úng các mức ngập sâu cho toàn vùng. Tuy hạn chế về số liệu kiểm chứng nhưng theo kết quả khảo sát và phỏng vấn người dân ở khu vực nghiên cứu thì có đến 80% vùng có nguy cơ ngập, kết quả tính toán phần nào cũng phản ánh được diện ngập phù hợp với thực tế hiện nay. Bản đồ diện tích ngập lụt năm 2007 đã được xây dựng với tỷ lệ 1/25.000 và được minh họa trong hình.
8. Kết luận
Như vậy, với kết quả tính toán ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS thành lập bản đồ nguy cơ ngập lụt khu vực Quận 7 – TP. HCM gần đúng với thực tế và phù hợp với tài liệu hiện có, bản đồ đã cho biết được mức độ và diện ngập của khu vực. Các thông tin này thực sự hữu ích cho công tác đánh giá thiệt hại do lũ lụt gây ra, dự báo và cảnh báo ngập lụt, phục vụ công tác qui hoạch tài nguyên nước nói riêng và qui hoạch phát triển kinh tế xã hội nói chung. Tuy nhiên, kết quả tính toán còn phụ thuộc nhiều vào cơ sở dữ liệu, do đó trong tương lai để kết quả đạt được một cách hoàn chỉnh thì cần bổ sung, cập nhật tài liệu về thủy lực chi tiết ở bề mặt cũng như trong lòng cống thoát nước và thêm thông tin về các công trình thủy lợi trong khu vực nghiên cứu.
Phạm Thị Ngọc Nhung (Viện Địa lý Tài nguyên TP. HCM), STINFO số 9/2013