Nội dung và phương pháp nghiên cứu
Địa điểm nghiên cứu
Đề tài được nghiên cứu trên địa bàn huyện Đức Thọ, tỉnh Hà Tĩnh.
- Vấn đề ngập lụt tại huyện Đức Thọ, tỉnh Hà Tĩnh
- Các loại hình sử dụng đất huyện Đức Thọ, tỉnh Hà Tĩnh.
3.3.1 Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, tình hình quản lý và sử dụng đất của huyện Đức Thọ
- Điều kiện tự nhiên và thực trạng phát triển kinh tế xã hội
- Đánh giá tình hình quản lý và hiện trạng sử dụng đất ở huyện Đức Thọ, tỉnh Hà Tĩnh.
3.3.2 Đánh giá tình hình ngập lụt trên địa bàn huyện Đức Thọ trong những năm gần đây
3.3.3 Nội suy xây dựng bản đồ ngập lụt huyện Đức Thọ
- Sử dụng phương pháp nội suy không gian IDW xây dựng bản đồ ngập lụt
- Đánh giá độ chính xác của phương pháp nội suy bằng các chỉ số kiểm chứng
3.3.4 Đánh giá mức độ ngập lụt đối với các loại hình sử dụng đất
-Thống kê, mô tả các khu vực, các loại đất chịu ngập lụt của huyện
- Đánh giá diện tích bị ngập lụt theo các độ sâu ngập khác nhau
- Từ kết quả nghiên cứu đề xuất các giải pháp về sử dụng đất để ứng phó với tình trạng ngập lụt trên địa bàn nghiên cứu
3.4.1 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp
- Thu thập các số liệu, tài liệu bản đồ gồm: Bản đồ hành chính, bản đồ hiện trạng sử dụng đất, mô hình số độ cao (DEM)
- Thu thập các tài liệu, số liệu về điều kiện tự nhiên, tình hình phát triển
- Thu thập các tài liệu, số liệu về lũ lụt và những ảnh hưởng của lũ lụt tại địa bàn nghiên cứu trong những năm gần đây.
Dữ liệu về trận lũ tháng 10 năm 2016, trận lũ lớn nhất trong 10 năm qua, được thu thập từ Đài khí tượng thủy văn tỉnh Hà Tĩnh và UBND huyện Đức Thọ Thống kê này bao gồm 266 điểm vết lũ với thông tin chi tiết về tọa độ, vị trí của từng điểm (xã) và độ sâu ngập nước.
3.4.2 Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp Điều tra thực địa về cột mốc vết lũ, địa hình, và các loại hình sử dụng đất.
3.4.3 Phương pháp nội suy không gian của GIS
Dựa trên số liệu độ sâu ngập lụt thu thập được, phương pháp nội suy IDW được áp dụng để xây dựng bản đồ ngập lụt cho toàn bộ vùng nghiên cứu Phương pháp này tính toán các giá trị chưa biết tại các điểm không lấy mẫu dựa trên các giá trị đã biết từ các điểm lấy mẫu theo một công thức cụ thể.
-Z0: là giá trị ước tính của biến z tại điểm i,
-Zi: là giá trị mẫu tại điểm i,
-di: là khoảng cách điểm mẫu để ước tính điểm,
-n: hệ số xác định trọng số dựa trên khoảng cách tới điểm cần nội suy,
Để thực hiện quá trình nội suy và đánh giá độ chính xác, số liệu thu thập từ 266 điểm vết lũ được chia thành hai tập dữ liệu: tập dữ liệu dùng để nội suy (240 điểm, gọi là Training Points) và tập dữ liệu tham chiếu để kiểm định độ chính xác (26 điểm, gọi là Reference Points, chiếm hơn 10% tổng số điểm nội suy) Các điểm tham chiếu được chọn ngẫu nhiên, đảm bảo phân bố hợp lý trên địa bàn nghiên cứu.
3.4.4 Phương pháp chồng xếp bản đồ
Sử dụng chức năng chồng xếp bản đồ trong phần mềm ArcGIS, chúng ta có thể chồng xếp bản đồ độ sâu ngập với bản đồ hiện trạng sử dụng đất Qua đó, việc này giúp xây dựng bản đồ ngập lụt cho các loại hình sử dụng đất khác nhau.
- Từ bản đồ ngập lụt, tính toán diện tích các loại đất bị ngập lụt theo các độ sâu ngập khác nhau
3.4.5 Phương pháp đánh giá độ chính xác Để đánh giá độ chính xác của kết quả nội suy, tôi sử dụng tập hợp điểm tham chiếu bao gồm 26 điểm (không tham gia vào quá trình nội suy). Để đánh giá độ chính xác của phương pháp nội suy không gian tôi sử dụng một trong các phương pháp tính toán sau:
3.4.5.1 Hệ số xác định bội R 2
Hệ số xác định bội R² là chỉ số quan trọng để đánh giá mối tương quan giữa các giá trị dự báo và giá trị thực đo trong nội suy Nó được tính toán dựa trên một công thức cụ thể, giúp xác định độ chính xác của mô hình dự báo.
X: giá trị thực đo (giá trị đã biết, giá trị tham chiếu)
X: giá trị thực đo trung bình,
Y: giá trị dự báo trung bình, n: là số lượng giá trị dùng để nội suy
Giá trị R² dao động từ 0 đến 1, với R² bằng 0 cho thấy không có sự tương quan giữa giá trị dự báo và giá trị thực đo, chứng tỏ mô hình nội suy không phù hợp Ngược lại, R² gần 1 cho thấy sự tương quan lớn giữa hai tập giá trị, và khi R² bằng 1, sự tương quan là tuyệt đối Do đó, R² càng gần 1 hoặc bằng 1 thì mô hình nội suy càng có độ phù hợp cao hoặc hoàn hảo.
Nếu R bình phương là 0.60, mô hình này giải thích 60% biến thiên của biến phụ thuộc từ các biến độc lập Ngưỡng R 2 thường phải trên 50% để mô hình được coi là phù hợp, nhưng trong một số nghiên cứu như mô hình nội suy tài chính, không phải tất cả các hệ số R 2 đều cần phải lớn hơn 50%.
3.4.5.2 Sai số trung phương (RMSE)
Sai số trung phương (Root Mean Squared Error - RMSE) là một chỉ số quan trọng dùng để đo lường sự khác biệt giữa các giá trị dự đoán của mô hình và các giá trị thực tế quan sát được Những chênh lệch giữa các cặp giá trị dự báo và giá trị thực này được gọi là dư thừa RMSE tổng hợp các dư thừa này thành một chỉ số duy nhất, giúp đánh giá độ chính xác tổng thể của mô hình.
RMSE: sai số trung phương,
Xi: giá trị thực đo tại vị trí i
Yi: giá trị dự báo tại vị trí i n: số điểm mẫu dùng để đánh giá độ chính xác
RMSE có giá trị từ 0 đến ∞, trong đó giá trị RMSE bằng 0 cho thấy độ chính xác tuyệt đối của mô hình nội suy Khi giá trị RMSE càng gần 0, độ chính xác của mô hình càng cao.
3.4.5.3 Sai số trung bình phần trăm tuyệt đối
Việc sử dụng RMSE để đánh giá độ chính xác thường gặp khó khăn khi giá trị nội suy lớn, dẫn đến RMSE xa giá trị 0 mà không chứng minh được phương pháp nội suy không chính xác Ngược lại, với giá trị nội suy nhỏ, RMSE gần 0 nhưng không khẳng định được tính chính xác của phương pháp Do đó, Sai số trung bình phần trăm tuyệt đối (MAPE) được lựa chọn, vì nó biểu thị độ chính xác dưới dạng tỷ lệ phần trăm, giúp đánh giá sự sai khác tương đối giữa giá trị dự báo và giá trị thực đo MAPE được xác định bằng công thức cụ thể.
MAPE: sai số trung bình phần trăm tuyệt đối
Xi: giá trị thực đo tại điểm thứ i
Yi: giá trị dự báo tại điểm thứ i n: số điểm mẫu dùng để đánh giá độ chính xác
MAPE có giá trị từ 0% đến 100%, với giá trị MAPE nhỏ hơn cho thấy mô hình nội suy chính xác hơn Ngược lại, giá trị MAPE lớn cho thấy mô hình nội suy kém chính xác.
- Thống kê diện tích ngập lụt của từng loại hình sử dụng đất tương ứng với các mức độ ngập lụt từ bản đồ ngập lụt đã xây dựng.
Thống kê diện tích ngập lụt theo từng loại hình sử dụng đất tại các xã huyện Đức Thọ từ bản đồ ngập lụt đã xây dựng là cần thiết Việc xử lý và trình bày số liệu một cách tổng hợp sẽ giúp khái quát đặc trưng của khu vực nghiên cứu, từ đó cung cấp cái nhìn tổng quan về tình hình ngập lụt.
Nội dung nghiên cứu
3.3.1 Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, tình hình quản lý và sử dụng đất của huyện Đức Thọ
- Điều kiện tự nhiên và thực trạng phát triển kinh tế xã hội
- Đánh giá tình hình quản lý và hiện trạng sử dụng đất ở huyện Đức Thọ, tỉnh Hà Tĩnh.
3.3.2 Đánh giá tình hình ngập lụt trên địa bàn huyện Đức Thọ trong những năm gần đây
3.3.3 Nội suy xây dựng bản đồ ngập lụt huyện Đức Thọ
- Sử dụng phương pháp nội suy không gian IDW xây dựng bản đồ ngập lụt
- Đánh giá độ chính xác của phương pháp nội suy bằng các chỉ số kiểm chứng
3.3.4 Đánh giá mức độ ngập lụt đối với các loại hình sử dụng đất
-Thống kê, mô tả các khu vực, các loại đất chịu ngập lụt của huyện
- Đánh giá diện tích bị ngập lụt theo các độ sâu ngập khác nhau
- Từ kết quả nghiên cứu đề xuất các giải pháp về sử dụng đất để ứng phó với tình trạng ngập lụt trên địa bàn nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu
3.4.1 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp
- Thu thập các số liệu, tài liệu bản đồ gồm: Bản đồ hành chính, bản đồ hiện trạng sử dụng đất, mô hình số độ cao (DEM)
- Thu thập các tài liệu, số liệu về điều kiện tự nhiên, tình hình phát triển
- Thu thập các tài liệu, số liệu về lũ lụt và những ảnh hưởng của lũ lụt tại địa bàn nghiên cứu trong những năm gần đây.
Dữ liệu về trận lũ lớn nhất trong 10 năm qua vào tháng 10 năm 2016 được thu thập từ Đài khí tượng thủy văn tỉnh Hà Tĩnh và UBND huyện Đức Thọ Số liệu này bao gồm 266 điểm vết lũ, với thông tin chi tiết về tọa độ, vị trí (xã) và độ sâu ngập nước.
3.4.2 Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp Điều tra thực địa về cột mốc vết lũ, địa hình, và các loại hình sử dụng đất.
3.4.3 Phương pháp nội suy không gian của GIS
Dựa trên số liệu về độ sâu ngập lụt đã thu thập, phương pháp nội suy IDW được áp dụng để xây dựng bản đồ ngập lụt cho toàn bộ khu vực nghiên cứu Phương pháp này tính toán các giá trị chưa biết tại các điểm không lấy mẫu bằng cách sử dụng giá trị từ các điểm đã được lấy mẫu, theo công thức nội suy IDW.
-Z0: là giá trị ước tính của biến z tại điểm i,
-Zi: là giá trị mẫu tại điểm i,
-di: là khoảng cách điểm mẫu để ước tính điểm,
-n: hệ số xác định trọng số dựa trên khoảng cách tới điểm cần nội suy,
Để thực hiện quá trình nội suy và đánh giá độ chính xác của kết quả, số liệu thu thập được từ 266 điểm vết lũ được chia thành hai tập dữ liệu: 240 điểm dùng để nội suy (Training Points) và 26 điểm dùng để kiểm định độ chính xác (Reference Points), chiếm hơn 10% tổng số điểm Các điểm tham chiếu được chọn ngẫu nhiên từ tổng số 266 điểm, đảm bảo phân bố điều trên địa bàn nghiên cứu.
3.4.4 Phương pháp chồng xếp bản đồ
Sử dụng chức năng chồng xếp bản đồ trong phần mềm ArcGIS cho phép chồng xếp bản đồ độ sâu ngập với bản đồ hiện trạng sử dụng đất, từ đó tạo ra bản đồ ngập lụt tương ứng với các loại hình sử dụng đất khác nhau.
- Từ bản đồ ngập lụt, tính toán diện tích các loại đất bị ngập lụt theo các độ sâu ngập khác nhau
3.4.5 Phương pháp đánh giá độ chính xác Để đánh giá độ chính xác của kết quả nội suy, tôi sử dụng tập hợp điểm tham chiếu bao gồm 26 điểm (không tham gia vào quá trình nội suy). Để đánh giá độ chính xác của phương pháp nội suy không gian tôi sử dụng một trong các phương pháp tính toán sau:
3.4.5.1 Hệ số xác định bội R 2
Hệ số xác định bội R² được sử dụng để đánh giá mối quan hệ giữa các giá trị nội suy (dự báo) và giá trị thực đo Công thức tính hệ số xác định bội R² là cơ sở để xác định mức độ tương quan này.
X: giá trị thực đo (giá trị đã biết, giá trị tham chiếu)
X: giá trị thực đo trung bình,
Y: giá trị dự báo trung bình, n: là số lượng giá trị dùng để nội suy
Giá trị R² dao động từ 0 đến 1, với R² bằng 0 cho thấy không có sự tương quan giữa tập giá trị dự báo và tập giá trị thực đo, chỉ ra rằng mô hình nội suy không phù hợp Ngược lại, R² càng gần 1 thể hiện sự tương quan mạnh mẽ hơn, và khi R² đạt 1, sự tương quan là tuyệt đối Do đó, R² gần 1 hoặc bằng 1 cho thấy mô hình nội suy có mức độ phù hợp cao hoặc hoàn hảo.
Nếu R bình phương là 0.60, mô hình này giải thích 60% biến thiên của biến phụ thuộc bằng các biến độc lập Ngưỡng R² thường phải trên 50% để mô hình được coi là phù hợp, nhưng trong một số nghiên cứu, như các mô hình nội suy tài chính, không phải tất cả các hệ số R² đều cần phải lớn hơn 50%.
3.4.5.2 Sai số trung phương (RMSE)
Sai số trung phương (Root Mean Squared Error - RMSE) là một chỉ số quan trọng dùng để đo lường sự khác biệt giữa giá trị dự đoán của mô hình và giá trị thực tế quan sát được Các khác biệt giữa các cặp giá trị dự báo và giá trị thực được gọi là dư thừa, và RMSE giúp tổng hợp những khác biệt này thành một chỉ số duy nhất, từ đó đánh giá độ chính xác tổng thể của mô hình.
RMSE: sai số trung phương,
Xi: giá trị thực đo tại vị trí i
Yi: giá trị dự báo tại vị trí i n: số điểm mẫu dùng để đánh giá độ chính xác
RMSE có giá trị từ 0 đến ∞, trong đó giá trị RMSE bằng không cho thấy độ chính xác tuyệt đối của mô hình nội suy Khi giá trị RMSE càng gần 0, mô hình sẽ càng chính xác hơn.
3.4.5.3 Sai số trung bình phần trăm tuyệt đối
Việc sử dụng RMSE để đánh giá độ chính xác thường gặp khó khăn, đặc biệt khi giá trị nội suy lớn (hàng triệu) làm RMSE xa giá trị 0, nhưng không khẳng định phương pháp nội suy không chính xác Ngược lại, giá trị nội suy nhỏ (dưới 1) khiến RMSE gần 0, nhưng cũng không đảm bảo độ chính xác Trong những trường hợp này, Sai số trung bình phần trăm tuyệt đối (MAPE) được ưa chuộng, vì nó biểu đạt độ chính xác dưới dạng tỷ lệ phần trăm, giúp đánh giá sai khác tương đối giữa giá trị dự báo và giá trị thực đo MAPE được xác định theo công thức cụ thể.
MAPE: sai số trung bình phần trăm tuyệt đối
Xi: giá trị thực đo tại điểm thứ i
Yi: giá trị dự báo tại điểm thứ i n: số điểm mẫu dùng để đánh giá độ chính xác
MAPE là một chỉ số có giá trị từ 0% đến 100%, với giá trị MAPE thấp cho thấy mô hình nội suy chính xác hơn Ngược lại, giá trị MAPE cao cho thấy mô hình nội suy kém chính xác.
- Thống kê diện tích ngập lụt của từng loại hình sử dụng đất tương ứng với các mức độ ngập lụt từ bản đồ ngập lụt đã xây dựng.
Thống kê diện tích ngập lụt theo từng loại hình sử dụng đất tại các xã huyện Đức Thọ từ bản đồ ngập lụt đã xây dựng là cần thiết để có cái nhìn tổng quát về tình hình nghiên cứu Việc xử lý, trình bày và tính toán số liệu sẽ giúp khái quát đặc trưng của tổng thể, từ đó cung cấp thông tin hữu ích cho các quyết định quản lý và ứng phó với thiên tai.
Kết quả nghiên cứu
Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội
4.1.1 Điều kiện tự nhiên, tài nguyên và môi trường
4.1.1.1 Điều kiện tự nhiên a Vị trí địa lý Đức Thọ là huyện bán sơn địa, nằm về phía Bắc tỉnh Hà Tĩnh, cách tỉnh lỵ (thành phố Hà Tĩnh) 45km về phía Bắc và cách Tp Vinh, tỉnh Nghệ An khoảng 30km về phía Nam.
Vị trí địa lý: Từ 18 0 23'42" đến 18 0 34'40" vĩ độ Bắc; Từ 105 0 32' đến
Về ranh giới hành chính:
- Phía Bắc giáp huyện Nam Đàn và huyện Hưng Nguyên tỉnh Nghệ An.
- Phía Nam giáp huyện Hương Khê.
- Phía Đông giáp huyện Can Lộc và thị xã Hồng Lĩnh.
- Phía Tây giáp huyện Hương Sơn và huyện Vũ Quang.
Huyện Đức Thọ, tỉnh Hà Tĩnh, có tổng diện tích đất tự nhiên là 20.349,14 ha và được chia thành 28 đơn vị hành chính, bao gồm 1 thị trấn và 27 xã.
Huyện Đức Thọ đóng vai trò quan trọng trong vùng kinh tế phía Bắc tỉnh, nhờ vào vị trí chiến lược trên trục Quốc lộ 8A.
QL 1A kết nối với cửa khẩu Quốc tế Cầu Treo và có đường sắt Bắc Nam cùng với nhà ga và đường sông thuận lợi, tạo điều kiện cho sự phát triển kinh tế - xã hội của huyện Đức Thọ Sự giao lưu về kinh tế, văn hóa và khoa học công nghệ giữa các xã và thị trấn trong và ngoài huyện, kết hợp với các vùng nguyên liệu và cơ sở sản xuất công nghiệp, giúp tiêu thụ hàng hóa hiệu quả Địa hình huyện Đức Thọ nằm trên một dải đất hẹp dài 16 km theo Quốc lộ 8A và rộng 14 km theo trục đường TL 552, với nhiều dạng địa hình như đồi núi, thung lũng và đồng bằng Địa hình thấp dần từ Tây sang Đông và bị chia cắt mạnh, trong đó núi đồi chiếm 10,5% diện tích đất tự nhiên.
4 nhóm (có 2 nhóm chính là dạng địa hình đồng bằng và dạng địa hình đồi núi).
Nhóm 1: Vùng địa hình tương đối bằng phẳng, nằm dọc theo Quốc lộ 8A và vùng ngoài đê phía Bắc của huyện và có độ dốc từ 0- 8 0 ít bị chia cắt Địa hình ở đây có quá trình tích tụ vật chất chiếm ưu thế hơn quá trình bào mòn rửa trôi, do đó thường được tạo thành đất phù sa.
Nhóm 2: Vùng địa hình đồi có độ dốc từ 8 0 - 15 0 , nằm về phía Tây của huyện.
Nhóm 3: Vùng địa hình với những dãy đồi có độ dốc từ 18 0 - 25 0 , nằm ở phía Tây Bắc của huyện.
Nhóm 4: Vùng địa hình với những dãy đồi cao và núi thấp có độ dốc trên 25 0 , nằm ở phía Đông Nam của huyện Đây là vùng địa hình bị chia cắt nhiều, với quá trình xói mòn rửa trôi bề mặt mà đặc biệt ở nhưng nơi bị mất lớp thực vật che phủ. c Đặc điểm khí hậu, thời tiết Đức Thọ nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, hàng năm chịu ảnh hưởng của khí hậu chuyển tiếp giữa miền Bắc và miền Nam, với đặc trưng khí hậu nhiệt đới điển hình của miền Nam và khí hậu nhiệt đới gió mùa có một mùa đông giá lạnh của miền Bắc Khí hậu ở Đức Thọ có hai mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa ít mưa Mùa mưa bắt đầu từ tháng 9 và kết thúc vào tháng 12 Còn mùa ít mưa kéo dài từ tháng 1 đến tháng 8.
Mỗi năm, Đức Thọ nhận trung bình khoảng 2.100mm mưa, chủ yếu rơi vào tháng 10 và tháng 11, chiếm hơn 70% tổng lượng mưa cả năm Số ngày mưa trung bình hàng năm ở khu vực này dao động từ 150 đến 160 ngày, có thể lên tới 180 - 190 ngày Độ ẩm không khí tại Đức Thọ cũng khá cao, với độ ẩm trung bình tháng trong mùa hè khô hạn vẫn vượt mức 70%.
Nhiệt độ trung bình hàng năm ở Đức Thọ đạt khoảng 24°C, nhưng vào mùa đông, nhiệt độ thường giảm xuống dưới 20°C, thậm chí có lúc xuống dưới 18°C Khu vực này có cường độ nắng cao, với trung bình từ 1.500 đến 1.700 giờ nắng mỗi năm Ngoài ra, trong năm cũng có khoảng 5 đến 6 ngày có sương mù.
Nằm trong khu vực miền Trung nên Đức Thọ hàng năm bình quân có từ 0,5
- 1,0 cơn bão ảnh hưởng trực tiếp đến lãnh thổ huyện.
Gió mùa Đông Bắc diễn ra từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau, trong khi gió Tây Nam, hay còn gọi là gió Lào, xuất hiện từ tháng 5 đến tháng 8 hàng năm, với cường độ mạnh nhất vào tháng 6 và tháng 7 (UBND huyện Đức Thọ, 2016).
Chế độ thuỷ văn của huyện chủ yếu được ảnh hưởng bởi hệ thống sông ngòi, trong đó hai con sông lớn là sông Ngàn Sâu dài 25km chảy từ Hương Khê qua 10 xã và sông Ngàn Phố chảy từ Hương Sơn về Đức Thọ qua xã Trường Sơn Hai con sông này hợp lưu tại ngã ba Linh Cảm, tạo thành sông La, con sông lớn nhất của Hà Tĩnh.
Sông La dài 12 km chảy qua 9 xã của huyện Đức Thọ, gặp sông Cả tại ngã Ba Phủ và hình thành sông Lam, tiếp tục chảy qua 5 xã trước khi đổ ra cửa Hội Ngoài ra, khu vực còn có một số sông suối nhỏ như sông Đò Trai và sông Minh (UBND huyện Đức Thọ, 2016).
Đức Thọ sở hữu diện tích tự nhiên rộng lớn và quỹ đất nông nghiệp phong phú, đa dạng, tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển nhiều loại cây trồng như lúa, ngô, khoai và cây ăn quả Huyện cũng có tiềm năng quy hoạch các vùng sản xuất tập trung, chuyên canh với quy mô lớn, mở ra cơ hội phát triển trang trại và mô hình nông - lâm kết hợp.
Diện tích rừng tự nhiên rộng lớn với trữ lượng gỗ đáng kể, cùng với hệ động thực vật phong phú, không chỉ cung cấp nguồn sinh thủy mà còn góp phần hạn chế lũ lụt hiệu quả.
Khu vực này sở hữu nhiều sông suối và ao hồ, tạo điều kiện thuận lợi cho việc xây dựng các công trình thủy lợi và thủy điện, nhằm phục vụ cho phát triển sản xuất và sinh hoạt của cộng đồng.
Biến đổi khí hậu và thời tiết không ổn định gây ảnh hưởng tiêu cực đến sản xuất và đời sống của người dân Hơn nữa, quỹ đất đồng bằng phù sa màu mỡ tại huyện hạn chế, trong khi địa hình đồi núi bị chia cắt và có độ dốc lớn, khiến cho việc phát triển kinh tế hàng hóa quy mô lớn gặp nhiều khó khăn.
Tình hình quản lý sử dụng đất
4.2.1 Tình hình quản lý đất đai
4.2.1.1 Tổ chức thực hiện các văn bản quy phạm pháp luật về quản lý, sử dụng đất
Việc tổ chức thực hiện Luật đất đai và các văn bản dưới luật tại huyện đã ngày càng được cải thiện, góp phần hạn chế tiêu cực trong quản lý và sử dụng đất.
Sau khi Luật Đất đai năm 2013 có hiệu lực, Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Hà Tĩnh cùng với huyện Đức Thọ đã thực hiện hiệu quả quản lý đất đai cấp huyện Nhờ sự chỉ đạo từ các cấp chính quyền địa phương, công tác quản lý và sử dụng đất trên địa bàn được củng cố, hoàn thành các nhiệm vụ và kế hoạch đề ra.
4.2.1.2 Xác định địa giới hành chính, lập và quản lý hồ sơ địa giới hành chính Dưới sự lãnh đạo của UBND tỉnh, UBND huyện Đức Thọ đã cùng các huyện giáp ranh hoạch định ranh giới theo tài liệu đo đạc địa chính Ranh giới giữa huyện và các huyện giáp ranh, giữa các xã trong huyện đã được xác định bằng các yếu tố địa vật cố định hoặc mốc địa giới và được chuyển vẽ lên bản đồ; hồ sơ, kết quả được nộp lưu trữ quản lý sử dụng theo đúng quy định pháp luật, đất đai trong phạm vi lãnh thổ huyện đã ổn định Không có tranh chấp với huyện giáp ranh.
4.2.1.3 Khảo sát, đo đạc, lập bản đồ địa chính, bản đồ hiện trạng sử dụng đất và bản đồ quy hoạch sử dụng đất
Tài liệu đo đạc đã được cơ quan có thẩm quyền kiểm tra và nghiệm thu, đóng vai trò quan trọng trong việc giao đất và cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất cho tổ chức, hộ gia đình và cá nhân.
Bản đồ địa chính được cập nhật thường xuyên để phản ánh các biến động thực tế, từ đó hỗ trợ hiệu quả trong công tác quản lý và sử dụng đất Điều này cũng cung cấp cơ sở quan trọng để giải quyết các tranh chấp, khiếu nại và tố cáo liên quan đến đất đai.
Huyện đã hoàn thành bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2014 cho toàn huyện và các xã, thị trấn trong đợt tổng kiểm kê đất đai Đồng thời, bản đồ quy hoạch sử dụng đất cũng đã được xây dựng, kèm theo phương án quy hoạch sử dụng đất của huyện đến năm 2020.
4.2.1.4 Công tác quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất
Nhận thức được tầm quan trọng của công tác quy hoạch và kế hoạch sử dụng đất, Ủy ban nhân dân huyện đã tiến hành lập quy hoạch sử dụng đất cho đến năm tới.
Kế hoạch sử dụng đất giai đoạn 2011 - 2015 đã được Uỷ ban nhân dân tỉnh Hà Tĩnh phê duyệt tại Quyết định số 3273/QĐ - UB ngày 07/10/2011, tạo ra hành lang pháp lý quan trọng Điều này giúp quản lý và sử dụng đất một cách hợp lý, đồng thời tạo điều kiện cho người sử dụng đất yên tâm đầu tư, đảm bảo sử dụng đất hiệu quả theo quy hoạch và pháp luật.
Theo quy định của Luật đất đai 2013, huyện đã thực hiện tốt công tác lập kế hoạch sử dụng đất hàng năm đúng thời gian quy định Huyện luôn tổng hợp nhu cầu mới phát sinh để bổ sung vào kế hoạch sử dụng đất, hướng tới việc chuyển dịch cơ cấu sử dụng đất hợp lý Điều này góp phần đẩy nhanh quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá và phát triển nông nghiệp nông thôn theo chủ trương nông thôn mới, đồng thời đáp ứng nhu cầu sử dụng đất của mọi loại hình và tạo điều kiện phát triển nhanh các thành phần kinh tế.
Kế hoạch sử dụng đất hàng năm từ 2015 đến 2017 đã được lập, phê duyệt và thực hiện theo quy định của Luật Đất đai năm 2013 UBND tỉnh Hà Tĩnh đã tổ chức điều tra và xây dựng giá đất, ban hành Bảng giá đất cho giai đoạn 2015 - 2019 trên địa bàn tỉnh.
4.2.1.5 Công tác giao đất, cho thuê đất, thu hồi đất, chuyển mục đích sử dụng đất
Huyện đã thực hiện hiệu quả công tác giao đất, cho thuê đất, thu hồi đất và chuyển đổi mục đích sử dụng đất, đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội địa phương Đất ở đã được giao cho các hộ gia đình theo đúng quy hoạch và quyết định của UBND tỉnh.
4.2.1.6 Công tác thống kê, kiểm kê đất đai Được sự chỉ đạo, hướng dẫn về chuyên môn của Sở Tài nguyên và Môi trường, công tác thống kê, kiểm kê đất đai trên địa bàn huyện được triển khai thực hiện tốt Đất đai của huyện đã được thống kê hàng năm theo quy định của ngành, 5 năm tổ chức kiểm kê đất đai Năm 2015 huyện đã hoàn thành công tác kiểm kê đất đai định kỳ 5 năm theo Thông tư số 28/2014/TT- BTNMT ngày 02/6/2014 của Bộ Tài nguyên và Môi trường, với chất lượng được nâng cao, hạn chế được tình trạng sai lệch về số liệu, bản đồ với thực tế (kết quả: đất nông nghiệp 14.739,05 ha, đất phi nông nghiệp 5.106,03 ha, đất chưa sử dụng 504,08 ha) Kết quả của các công tác này là tài liệu quan trọng, phục vụ công tác quản lý Nhà nước về đất đai trên địa bàn toàn huyện.
4.2.1.7 Công tác thanh tra, kiểm tra, giám sát, theo dõi, đánh giá việc chấp hành quy định của pháp luật về đất đai và xử lý vi phạm pháp luật về đất đai
Thường xuyên tuyên truyền pháp luật cho nhân dân và duy trì công tác tiếp công dân là rất quan trọng Cần thực hiện chế độ thanh tra, kiểm tra hiệu quả và phát huy công tác hòa giải trong cộng đồng Đồng thời, chủ động xem xét, xử lý đơn thư khiếu nại của công dân và thực hiện tốt công tác thi hành án dân sự.
Hoạt động thanh tra và giải quyết khiếu nại, tố cáo của công dân đã được chỉ đạo chặt chẽ, giúp nhiều vụ việc được xử lý kịp thời và hiệu quả Điều này đã hạn chế tình trạng đơn thư vượt cấp và khiếu kiện đông người, góp phần ổn định tình hình xã hội.
Tình hình lũ lụt trên địa bàn huyện Đức Thọ
Huyện có diện tích tự nhiên trên 20.000 ha và dân số hơn 100.000 người, bao gồm 28 xã và 1 thị trấn Trong đó, 7 xã ngoài đê thường xuyên chịu ảnh hưởng của lũ lụt, cùng với 4 xã miền núi ở vùng thượng lưu cũng bị ngập do tác động của sông.
La và sông Ngàn Sâu.
Đức Thọ là huyện thường xuyên chịu ảnh hưởng của thiên tai và lũ lụt hàng năm, đặc biệt từ cơn bão số 6 đến cơn bão số 11 Các cơn bão này thường đổ bộ vào trung tâm huyện hoặc gây ra mưa lớn từ xa, dẫn đến tình trạng nước dâng cao và ngập lụt Khu vực hạ lưu với 7 xã ngoài đê và 4 xã miền núi là những nơi thường xuyên bị ảnh hưởng bởi ngập lụt mỗi năm.
Trung tâm thị trấn Đức Thọ cùng các xã Tùng Ảnh, Đức Yên, Đức Long sẽ gặp nguy cơ ngập úng cục bộ nếu lượng mưa kéo dài vượt quá 200 mm.
- Đặc điểm tình hình mưa lũ, ngập lụt:
Huyện có tuyến đê La Giang dài 15,5 km chạy dọc theo sông La, với các xã như Đức Châu, Đức La, Đức Quang, Đức Tùng, Đức Vĩnh và Liên Minh nằm hoàn toàn ngoài đê Xã Đức Nhân có 1/3 dân số ở ngoài đê và 2/3 ở trong đê Khi mực nước sông vượt mức báo động 1 (cao trình 3.5), các xã ngoài đê sẽ bị ngập, đồng ruộng bị ngập và nước lũ bắt đầu tràn vào các đường làng.
Dân cư vùng nước lũ thường xây nhà với móng cao hơn 1 mét so với mặt đường, thậm chí cao hơn cả đầu người, nhằm mục đích phòng chống lũ Khi cao trình đạt 4.5 mét, nước lũ mới bắt đầu xâm nhập vào nhà.
Trong số 7 xã ngoài đê, xã Đức La và Đức Quang chịu ảnh hưởng nặng nề nhất từ lũ lụt do vị trí nằm cạnh ven sông Ngoài ra, xã Đức Châu và Đức Tùng cũng bị tác động đáng kể Ở khu vực đầu nguồn, xã Đức Lạng và Đức Lạc là hai xã chịu ảnh hưởng nhiều nhất, nằm dọc bờ sông La và sông Ngàn Sâu, tiếp theo là các xã Trường Sơn và Liên Minh.
+ Các xã trong đê: Nếu mưa lớn ngập thì ngập nặng nhất là Đức Long, Đức
Xã Yên Hồ, thuộc huyện Đức Thanh, thường xuyên chịu ảnh hưởng của tình trạng ngập lụt Đặc biệt, mỗi năm nếu lượng mưa vượt quá 200 mm, khu vực này sẽ bị ngập trên diện rộng, ảnh hưởng đến khoảng 100 hộ dân.
Xã Thái Yên, thuộc huyện Đức Lâm, có khoảng 200 ha lúa, trong khi xã Đức Long có khoảng 250 ha lúa Việc tiêu úng tại Yên Hồ được thực hiện thông qua cống Trung Lương và cống Đức Xá Yên Hồ là một xã trũng, nên khi có mưa lớn, nước từ thượng nguồn sông Lam và sông Ngàn Sâu đổ về nhiều, làm cho mực nước sông cao hơn mực nước đồng ruộng trên 50 cm Do đó, cống Trung Lương phải được đóng lại, khiến nước mưa không thể thoát qua cống, dẫn đến tình trạng úng ngập tại Yên Hồ, mặc dù xã này nằm ngay cạnh cống.
Ngập úng ở huyện không chỉ phụ thuộc vào lượng nước từ thượng nguồn sông Ngàn Sâu, Ngàn Phố mà còn vào lượng mưa, đặc biệt khi mưa vượt quá 250 mm sẽ gây ra ngập úng cục bộ Các xã trong huyện hàng năm đều phải đối mặt với nhiều đợt lũ lụt, gây thiệt hại nghiêm trọng đến nhà cửa, công trình và mùa màng Đặc biệt, các trận lũ sớm từ giữa tháng 8 đến giữa tháng 9 thường gây thiệt hại lớn cho sản xuất nông nghiệp vì người dân chưa kịp thu hoạch lúa.
Vào năm 2010, huyện Đức Thọ đã trải qua một đợt lũ lụt nghiêm trọng, ảnh hưởng đến toàn bộ khu vực, bao gồm cả thị trấn trung tâm Lũ lụt kéo dài từ ngày 15 đến 20 tháng 10, khiến nhiều xã bị ngập nước vào nhà Tiếp theo, vào ngày 15 tháng 10 năm 2013, sau cơn bão Nari, miền Trung lại hứng chịu trận lũ lớn do hoàn lưu bão kết hợp với không khí lạnh, gây thiệt hại cho nhiều tỉnh, trong đó có Nghệ An.
Nhiều tuyến đường tại các tỉnh An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên Huế và Quảng Nam đã bị sạt lở và chia cắt, gây khó khăn cho việc di chuyển Tại miền núi, nước lũ đã ngập tới mái nhà, cô lập nhiều xã và huyện, khiến hàng trăm hộ dân bị chìm trong biển nước Huyện Đức Thọ là một trong những địa phương chịu ảnh hưởng nặng nề nhất trong đợt lũ này.
(Nguồn: Sở Nông nghiệp & phát triển nông thôn tỉnh Hà Tĩnh.2013)
Vào tháng 10 năm 2016, mưa lớn kéo dài kết hợp với lũ từ các sông Ngàn Sâu, Ngàn Phố và sông Cả đã gây ra tình trạng ngập lụt nghiêm trọng tại huyện Đức Thọ Tất cả các xã và thị trấn trong khu vực đều bị ảnh hưởng, với 7 xã ngoài đê và 6 xã ven đê chịu ngập nặng nhất Những xã có địa hình cao như Tân Hương, Đức Lạng, Đức An, Đức Lập và Đức Dũng là những nơi ít bị ngập hơn.
Hình 4.2 Biểu đồ Mực nước và lượng mưa tại Linh Cảm trận lũ năm 2016
Quá trình diễn biến mưa và mực nước lũ tại Linh Cảm bắt đầu từ 2 giờ ngày 13/10 với mực nước 0,6m khi chưa có mưa Sau một giờ, mưa bắt đầu xuất hiện với lượng mưa tăng dần, đến 16 giờ cùng ngày đạt 3,7mm/giờ và mực nước lên 1,5m Trong 50 giờ tiếp theo, lượng mưa tiếp tục gia tăng, đến 19 giờ ngày 15/10, mực nước đo được là 4,8m với lượng mưa đạt 14,8mm/giờ Trong 32 giờ tiếp theo, lượng mưa tiếp tục tăng, đến 4 giờ ngày 17/10, mực nước đạt 5,9m với lượng mưa là 25,2mm/giờ.
Vào lúc 23 giờ ngày 17/10, lượng mưa giảm từ 25,2mm/giờ xuống còn 19,2mm/giờ, tuy nhiên mực nước lại tăng từ 5,9m lên 6,5m do nước từ thượng nguồn đổ về Trong 42 giờ tiếp theo, lượng mưa tiếp tục giảm dần, dao động trong khoảng 18-19mm/giờ, và vào lúc 18 giờ ngày 19/10, lượng mưa đo được là 18mm/giờ với mực nước ở mức 6,1m Từ đó, cả lượng mưa và mực nước đều giảm dần.
17 giờ ngày 27/10 thì hết mưa mực nước đo được là 1,8m.
+ Đỉnh lũ của trận lũ này là 6,5m, với lưu lượng mưa dao động trong khoảng từ 14-25mm/giờ,
+ Thời gian lũ lên là 68 giờ,
+ Thời gian lũ xuống là 170 giờ.
Hình 4.3 Hình ảnh ngập lụt ở vùng ngoài đê huyện Đức Thọ trận lũ năm 2016
Nguồn: báo Hà Tĩnh điện tử
Theo thống kê từ UBND huyện Đức Thọ, toàn huyện có 660 hộ bị ngập, trong đó xã Đức Thanh chịu ảnh hưởng nặng nhất với 400 hộ Các xã khác như Thái Yên có 120 hộ, Đức Lạng 75 hộ, Đức Đồng và Bùi Xá mỗi xã 20 hộ, Trường Sơn 18 hộ, và Đức Châu 7 hộ Thiệt hại về hoa màu rất nghiêm trọng, với 140,9 ha ngô đông bị ngập úng và gãy đổ, cùng 81 ha nuôi trồng thủy sản bị mất trắng.
Xây dựng bản đồ ngập lụt huyện Đức Thọ
4.4.1 Sử dụng phương pháp nội suy IDW xây dựng bản đồ ngập lụt
Phương pháp nội suy không gian IDW được áp dụng để xây dựng bản đồ ngập lụt từ các điểm dữ liệu thu thập Đầu tiên, dữ liệu các điểm ngập lụt được nhập vào phần mềm ArcGIS Tiếp theo, thuật toán nội suy trung bình có trọng số (IDW) được sử dụng để tạo ra bề mặt cao độ mức ngập, dẫn đến việc hình thành bản đồ cao độ bề nội suy Cuối cùng, Đại số Bản đồ được áp dụng để xác định các khu vực bị ngập bằng cách trừ bề mặt cao độ mực nước với DEM.
Kết quả của thuật toán là bản đồ thể hiện độ sâu ngập, trong đó giá trị dương cho thấy vùng ngập, còn giá trị 0 hoặc âm chỉ ra khu vực không bị ngập lụt Để xác định mức độ ngập lụt, bản đồ ngập được phân cấp theo các mức 0, 1, 2, 3, 4 tương ứng với các giá trị ≤0, 0-0.5, 0.5-1, 1-2 và >2m Cuối cùng, thuật toán SQL được sử dụng để trích xuất và tạo ra bản đồ phân mức ngập dưới định dạng raster grid, và công cụ chuyển đổi được áp dụng để hoàn thiện quá trình.
Chuyển đổi bản đồ ngập lụt từ dạng raster sang dạng polygon giúp tạo ra bản đồ ngập dưới định dạng vector polygon Sau đó, sử dụng bản đồ ngập polygon chồng lên bản đồ sử dụng đất để xác định các loại đất bị ngập lụt.
Bản đồ độ sâu ngập (raster)
Bản đồ phân mức ngập
Bản đồ ngập lụt (polygon)
Hiện trạng SDĐ bị ngập
4.4.1.1 Nhập số liệu và chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu trong ArcGIS
Để thực hiện quá trình nội suy, chúng tôi đã thu thập 266 điểm vết lũ từ trận lũ lớn vào tháng 10 năm 2016 Dữ liệu này được nhập và lưu trữ qua phần mềm Excel Để tiến hành nội suy, dữ liệu cần được chuyển vào phần mềm ArcGIS và định dạng phù hợp cho công tác này.
File Excel có định dạng như sau:
Hình 4.4 File đầu vào chứa thông tin các điểm ngập lụt
Công cụ Add Data trong ArcGIS cho phép nhập bảng dữ liệu, từ đó xác định vị trí các điểm ngập lụt dựa trên tọa độ X và Y Để nội suy và đánh giá độ chính xác, các điểm vết lũ được chia thành hai lớp: lớp dữ liệu nội suy (Training Points) với 240 điểm và lớp dữ liệu tham chiếu (Reference Points) gồm 26 điểm, chiếm hơn 10% tổng số điểm nội suy Các điểm tham chiếu được chọn ngẫu nhiên và phân bố đều trên khu vực nghiên cứu Kết quả nhập và phân lớp dữ liệu được thể hiện trong Hình 4.5.
Hình 4.5 Các điểm dữ liệu ngập lụt huyện Đức Thọ
4.4.1.2 Thực hiện quá trình nội suy IDW
Phương pháp nội suy trung bình có trọng số (IDW) là một kỹ thuật được áp dụng để nội suy từ các dữ liệu độ sâu ngập lụt đã biết Kết quả của phương pháp này là tạo ra bề mặt cao độ mực nước được nội suy chính xác.
Để nội suy các điểm ngập lụt, cần tính toán cao độ của mức ngập tại các điểm vết lũ, bằng cách cộng độ sâu ngập lụt với độ cao địa hình tại điểm ngập Độ cao địa hình được tách từ mô hình số độ cao DEM của khu vực nghiên cứu Hình 4.6 trình bày dữ liệu FloodLevel, thể hiện cao độ của mức ngập.
Hình 4.6 Cao độ mức ngập của các điểm ngập lụt
Hình 4.7 Sơ đồ cao độ mức ngập vùng ngoài đê La Giang.
Hình 4.8 Cao độ mức ngập vùng trong đê La Giang
Trong nghiên cứu này, tôi đã sử dụng phương pháp IDW trong bộ công cụ ArcToolbox của ArcGIS để thực hiện quá trình nội suy Địa bàn nghiên cứu được chia thành hai vùng: trong đê và ngoài đê, do có sự hiện diện của Đê La Giang Đê La Giang đóng vai trò là một đối tượng rào cản, ảnh hưởng đến quá trình nội suy ngập lụt, với trọng số giữa các điểm trong đê và ngoài đê có thể bằng không, bất chấp khoảng cách gần Do đó, tôi đã tiến hành nội suy IDW cho cả hai vùng này với Đê La Giang là đối tượng rào cản.
Kết quả tính toán nội suy tạo ra bản đồ cao độ mức ngập cho hai khu vực trong và ngoài đê, như thể hiện trong Hình 4.7 và Hình 4.8.
4.4.1.3 Đánh giá độ chính xác của quá trình nội suy Độ chính xác của kết quả nội suy được đánh giá dự vào Hệ số xác định bội
Sai số trung phương (RMSE) và Sai số phần trăm trung bình tuyệt đối (MAPE) được tính toán theo công thức đã nêu trong phần Phương pháp nghiên cứu, sử dụng các điểm tham chiếu được chọn ngẫu nhiên và phân bố đều trong khu vực nghiên cứu.
Quá trình so sánh giá trị cao độ của mức ngập tại các điểm tham chiếu (giá trị thực đo) với giá trị của bản đồ nội suy tại những điểm đó (giá trị tính toán) rất quan trọng để đánh giá độ chính xác của dữ liệu.
Để so sánh cao độ mức ngập thực tế và nội suy, cần xác định giá trị của bản đồ nội suy tại các điểm tham chiếu Sử dụng công cụ trong ArcToolbox, các giá trị này được tính toán và lưu trữ trong trường RASTERVALUE, đại diện cho giá trị dự báo Trong khi đó, trường FloodLevel chứa các giá trị thực đo.
Dữ liệu điểm nội suy cho vùng ngoài đê là 57 điểm với 8 điểm tham chiếu.
Dữ liệu điểm nội suy cho vùng trong đê là 183 điểm và 18 điểm tham chiếu.
- Đối với vùng ngoài đê La Giang:
Để đánh giá độ chính xác của nội suy cho khu vực ngoài đê, chúng tôi đã tập hợp 8 điểm tham chiếu, chiếm 14% tổng số điểm được sử dụng cho nội suy Những điểm này được phân bố đồng đều trên toàn bộ khu vực ngoài đê.
Bảng 4.3 Bảng so sánh giữa số liệu thực tế và số liệu nội suy tại các điểm tham chiếu vùng ngoài đê
Từ bảng trên cho thấy sai số giữa số liệu thực tế và số liệu nội suy lớn nhất là 1,81m tại điểm R17 nhỏ nhất là 0,01m tại điểm R23.
Quá trình tính toán đã xác định được Hệ số xác định bội R 2 =0,84, sai số trung phương là RMSE = 1,04m Sai số trung bình phần trăm tuyệt đối là MAPE=5,7%.
- Đối với vùng trong đê La Giang
Tập hợp tham chiếu bao gồm 18 điểm, chiếm 10% tổng số điểm sử dụng để nội suy Những điểm này được phân bố đều khắp khu vực trong đê.
Bảng 4.4 Bảng so sánh giữa số liệu thực tế và số liệu nội suy tại các điểm tham chiếu vùng trong đê
Từ bảng trên cho thấy sai số giữa số liệu thực tế và số liệu nội suy lớn nhất là 1,69m tại điểm R18 nhỏ nhất là 0,06m tại điểm R19
Kết quả tính toán cho thấy hệ số xác định bội R² đạt 0,91, với sai số trung phương RMSE là 0,56m và sai số trung bình phần trăm tuyệt đối MAPE là 3,1%.