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 kinh tế- xã hội, hiện trạng sử dụng đất của huyện Đức Thọ.
- 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.
Trận lũ tháng 10 năm 2016, được ghi nhận là trận lũ lớn nhất trong 10 năm qua, đã cung cấp số liệu vết lũ quan trọng từ Đài khí tượng thủy văn tỉnh Hà Tĩnh và UBND huyện Đức Thọ Dữ liệu này bao gồm 266 điểm vết lũ với thông tin chi tiết về tọa độ, vị trí (các 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 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 dựa trên các giá trị đã biết từ các điểm đã được lấy mẫu.
- 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 nội suy và đánh giá độ chính xác, số liệu thu thập từ 266 điểm vết lũ được chia thành hai tập dữ liệu: 240 điểm được sử dụng làm Training Points cho quá trình nội suy và 26 điểm làm Reference Points để kiểm định độ chính xác, tương đương hơn 10% tổng số điểm Các điểm tham chiếu này được chọn ngẫu nhiên và phân bố đều 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, người dùng 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 công cụ quan trọng để đánh giá mối tương quan giữa giá trị nội suy (dự báo) và giá trị thực đo (tham chiếu) Nó được tính toán dựa trên một công thức cụ thể, giúp người dùng hiểu rõ hơn về độ chính xác của các dự đoán.
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 giá trị thực đo, chỉ ra rằng mô hình nội suy là không phù hợp Ngược lại, R² càng gần 1 thì sự tương quan giữa các giá trị càng lớn, và khi R² bằng 1, sự tương quan là tuyệt đối Do đó, R² gần 1 hoặc bằng 1 thể hiện mức độ phù hợp cao hoặc tuyệt đối của mô hình nội suy.
Nếu R bình phương là 0.60, mô hình này giải thích 60% biến thiên của biến phụ thuộc từ các biến độc lập Thông thường, R 2 cần 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 để đánh giá sự khác biệt giữa giá trị dự đoán của mô hình và giá trị thực tế quan sát được Các sai lệch giữa các cặp giá trị dự báo và giá trị thực được gọi là dư thừa, và RMSE tổng hợp các sai khác 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, điều đó chứng tỏ mô hình 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 có thể gặp khó khăn khi giá trị nội suy lớn, dẫn đến RMSE xa giá trị 0 mà không nhất thiết cho thấy phương pháp nội suy không chính xác Ngược lại, khi giá trị nhỏ, RMSE gần 0 nhưng không đảm bảo tính chính xác của phương pháp Do đó, Sai số trung bình phần trăm tuyệt đối (MAPE) được ưa chuộng hơn, 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 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
Giá trị MAPE dao động từ 0% đến 100%, với giá trị nhỏ hơn cho thấy mô hình nội suy chính xác hơn Ngược lại, giá trị MAPE lớn hơn chỉ ra rằng mô hình nội suy kém chính xác hơn.
- 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 được xây dựng là cần thiết Việc xử lý và trình bày số liệu tổng hợp sẽ giúp tạo ra cái nhìn tổng quát về tình hình ngập lụt, từ đó khái quát được đặc trưng của khu vực nghiên cứu.
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 kinh tế- xã hội, hiện trạng sử dụng đất của huyện Đức Thọ.
- 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 vết lũ trong trận lũ tháng 10 năm 2016, được ghi nhận là trận lũ lớn nhất trong vòng 10 năm qua, đã được thu thập từ Đài khí tượng thủy văn tỉnh Hà Tĩnh và UBND huyện Đức Thọ Tổng cộng có 266 điểm vết lũ được ghi lại, bao gồm 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 dữ 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 các giá trị đã biết từ các điểm đã lấy mẫu, theo công thức xác định.
- 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 nội suy và đánh giá độ chính xác của kết quả, số liệu thu thập từ 266 điểm vết lũ được chia thành hai tập dữ liệu: 240 điểm dùng cho 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, 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 dùng để đánh giá mối quan hệ giữa giá trị nội suy (dự báo) và giá trị thực đo Hệ số này được tính toán dựa trên một công thức cụ thể, giúp phân tích độ chính xác của các dự báo so với dữ liệu thực tế.
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, nghĩa là mô hình nội suy không phù hợp Ngược lại, R² càng gần 1 thể hiện sự tương quan lớn hơn, và khi R² bằng 1, sự tương quan là tuyệt đối Do đó, R² gần 1 hoặc bằng 1 cho thấy mô hình nội suy có độ phù hợp cao hoặc hoàn hảo.
Khi R bình phương đạt 0.60, mô hình cho thấy sự phù hợp với dữ liệu ở mức 60%, tức là 60% biến thiên của biến phụ thuộc được giải thích bởi các biến độc lập Thông thường, R 2 cần vượt qua ngưỡng 50% để khẳng định tính phù hợp của mô hình Tuy nhiên, trong một số nghiên cứu như mô hình nội suy tài chính, không phải tất cả các hệ số R 2 đều cần thiết phải lớn hơn 50%.
3.4.5.2 Sai số trung phương (RMSE)
Sai số trung phương (RMSE) là thước đo quan trọng để đánh giá sự khác biệt giữa các giá trị dự đoán của mô hình và các 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 tổng hợp những khác biệt 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 vô cùng, 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, 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 có thể gặp khó khăn, đặc biệt khi giá trị nội suy lớn (như hàng triệu), dẫn đến RMSE xa giá trị 0 mà không khẳng định được tính chính xác của phương pháp Ngược lại, nếu giá trị nội suy nhỏ (dưới 1), RMSE gần 0 nhưng không đảm bảo tính 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 sự 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
Giá trị MAPE dao động từ 0% đến 100%, với giá trị càng nhỏ cho thấy mô hình nội suy càng chính xác Ngược lại, giá trị MAPE lớn hơn chỉ ra rằng mô hình nội suy kém chính xác hơn.
- 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 được thực hiện dựa trên bản đồ ngập lụt đã xây dựng Việc xử lý và tổng hợp số liệu là cần thiết để có cái nhìn tổng quát về nghiên cứu, từ đó giúp tính toán và trình bày các số đo một cách rõ ràng Kết quả thu được sẽ khái quát đặc trưng của tổng thể, cung cấp thông tin hữu ích cho việc quản lý và ứng phó với tình trạng ngập lụt.
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, bao gồm 28 đơn vị hành chính, trong đó có 1 thị trấn và 27 xã, với tổng diện tích tự nhiên lên đến 20.349,14 ha.
Huyện Đức Thọ đóng vai trò quan trọng trong vùng kinh tế phía Bắc tỉnh, nhờ vào vị trí chiến lược nằm trên trục Quốc lộ 8A.
QL 1A và cửa khẩu Quốc tế Cầu Treo đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế - xã hội của huyện Đức Thọ, tạo điều kiện cho giao lưu văn hóa, kinh tế và khoa học công nghệ Huyện có hệ thống giao thông thuận lợi với đường sắt Bắc Nam và các tuyến đường sông, giúp kết nối các xã và thị trấn trong và ngoài huyện, từ đó thúc đẩy tiêu thụ hàng hóa 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 sự đa dạng về địa hình như đồi núi, thung lũng, đồng bằng và sông 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.
Đức Thọ có lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 2.100mm, chủ yếu rơi vào tháng 10 và tháng 11, chiếm hơn 70% tổng lượng mưa cả năm Số ngày mưa trung bình hàng năm dao động từ 150 đến 160 ngày, có thể lên đến 180 - 190 ngày Độ ẩm không khí hàng năm ở Đức Thọ cao, ngay cả trong những tháng hè khô hạn, độ ẩm trung bình vẫn trên 70%.
Nhiệt độ trung bình hàng năm tại Đức Thọ đạt khoảng 24°C, nhưng vào mùa đông, nhiệt độ thường giảm xuống dưới 20°C, thậm chí có lúc dưới 18°C Khu vực này nhận được ánh nắng với cường độ cao, trung bình từ 1.500 đến 1.700 giờ mỗi năm Sương mù xuất hiện khoảng 5-6 ngày trong năm, góp phần tạo nên đặc trưng khí hậu của miền Trung.
- 1,0 cơn bão ảnh hưởng trực tiếp đến lãnh thổ huyện.
Gió mùa Đông Bắc thường xuất hiện từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau, trong khi gió Tây Nam (gió Lào) hoạt động từ tháng 5 đến tháng 8, với cường độ mạnh nhất vào tháng 6 và tháng 7 (UBND huyện Đức Thọ, 2016).
Chế độ thuỷ văn của huyện chủ yếu bị ảnh hưởng bởi hệ thống sông ngòi, trong đó có 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 và gặp sông Cả tại ngã Ba Phủ, tạo thành sông Lam Sông Lam tiếp tục chảy qua 5 xã của huyện 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 có tiềm năng quy hoạch các vùng sản xuất tập trung, chuyên canh với quy mô lớn, đồng thời mở ra cơ hội phát triển trang trại và xây dựng mô hình nông - lâm kết hợp hiệu quả.
Diện tích rừng tự nhiên rộng lớn cùng với trữ lượng gỗ phong phú và hệ động thực vật đa dạng không chỉ tạo ra nguồn sinh thủy mà còn giúp hạn chế lũ lụt hiệu quả.
Khu vực này sở hữu nhiều sông suối và ao hồ, tạo điều kiện thuận lợi để xây dựng các công trình thủy lợi và thủy điện, từ đó hỗ trợ phát triển sản xuất và nâng cao đời sống sinh hoạt của người dân.
Biến đổi khí hậu và thời tiết thất thường ảnh hưởng tiêu cực đến sản xuất và đời sống của người dân Huyện có quỹ đất đồng bằng phù sa màu mỡ hạn chế, trong khi địa hình đồi núi chia cắt và dốc lớn gây khó khăn cho việc phát triển kinh tế hàng hóa quy mô lớn.
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 được cải thiện đáng kể, giúp 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 tốt công tác quản lý đất đai cấp huyện Sự quan tâm chỉ đạo của các cấp chính quyền địa phương đã giúp củng cố công tác quản lý và sử dụng đất, 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 những biến động thực tế, giúp cải thiện công tác quản lý và sử dụng đất Điều này cũng tạo điều kiện thuận lợi trong việc giải quyết 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 lập, 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
Nhằm nâng cao hiệu quả 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, 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 hiệu quả theo quy hoạch và pháp luật.
Theo quy định của Luật đất đai 2013, huyện đã thực hiện công tác lập kế hoạch sử dụng đất hàng năm một cách hiệu quả và đúng thời gian Huyện luôn chú trọng tổng hợp nhu cầu mới phát sinh để bổ sung vào kế hoạch sử dụng đất, nhằm chuyển dịch cơ cấu sử dụng đất hợp lý Điều này không chỉ góp phần đẩy nhanh quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa mà còn phát triển nông nghiệp nông thôn theo chương trình nông thôn mới, đáp ứng nhu cầu sử dụng đất đa dạng và tạo điều kiện cho các thành phần kinh tế phát triển nhanh chóng.
Kế hoạch sử dụng đất hàng năm từ 2015 đến 2017 đã được lập và phê duyệt theo quy định của Luật Đất đai năm 2013 UBND tỉnh Hà Tĩnh đã tổ chức điều tra xây dựng giá đất và 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 triển khai 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 của địa phương Đất ở cho các hộ gia đình được giao đúng theo 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 tốt chế độ thanh tra, kiểm tra, đồng thời phát huy công tác hòa giải và thanh tra nhân dân tại các cơ sở Chủ động xem xét, xử lý đơn thư khiếu nại của công dân và nâng cao hiệu quả thi hành án dân sự cũng là những nhiệm vụ cần được chú trọng.
Hoạt động thanh tra và giải quyết khiếu nại, tố cáo của công dân đã được chỉ đạo mạnh mẽ, với nhiều vụ việc được xử lý kịp thời và hiệu quả Điều này giúp 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, có 7 xã nằm ngoài đê thường xuyên chịu ảnh hưởng của ngập lụt, cùng với 4 xã miền núi ở vùng thượng lưu cũng bị ngập lụt 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 là từ các cơn bão số 6 đến số 11 Những cơn bão này thường tác động trực tiếp đến trung tâm huyện, hoặc nếu ở ngoài biển, cũng gây ra mưa lớn và nước dâng cao, dẫn đến tình trạng ngập lụt Vùng hạ lưu với 7 xã ngoài đê và 4 xã miền núi là những khu vực thường xuyên bị ảnh hưởng bởi ngập lụt mỗi năm.
Trung tâm thị trấn Đức Thọ và các xã Tùng Ảnh, Đức Yên, Đức Long sẽ gặp phải tình trạng ngập úng cục bộ nếu lượng mưa vượt quá 200 mm Mặc dù đã có nhiều dự án tiêu úng được lập ra, nhưng việc triển khai vẫn gặp khó khăn do thiếu kinh phí Địa phương rất cần sự hỗ trợ để xây dựng cơ sở hạ tầng nhằm cải thiện công tác phòng chống và tiêu úng, đặc biệt là cho 7 xã ngoài đê và 4 xã miền núi.
- Đặc điểm tình hình mưa lũ, ngập lụt:
Huyện có tuyến đê La Giang dài 15,5 km chạy dọc theo sông La, trong đó các xã Đức Châu, Đức La, Đức Quang, Đức Tùng, Đức Vĩnh và Liên Minh hoàn toàn nằm ngoài đê Xã Đức Nhân có 1/3 dân số ở ngoài đê và 2/3 ở trong đê Khi xảy ra lũ lớn, các xã ngoài đê thường bị ngập, đặc biệt khi mức nước sông vượt ngưỡng báo động 1 (cao trình 3.5), dẫn đến đồng ruộng và các đường làng đều bị nước lũ xâm nhập.
Dân cư vùng nước lũ thường xây dựng nhà với móng cao hơn mặt đường ít nhất 1 mét, thậm chí cao hơn cả đầu người, nhằm phòng tránh lũ Khi cao trình đạt 4.5 mét, nước lũ mới bắt đầu xâm nhập vào nhà.
Trong 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 Hai xã Đức Châu và Đức Tùng cũng bị tác động đáng kể Ở đầu nguồn, xã Đức Lạng và Đức Lạc dọc bờ sông La và sông Ngàn Sâu là những xã chịu ảnh hưởng nhiều nhất, tiếp theo là Trường Sơn và Liên Minh.
Các xã trong đê như Đức Long, Đức Lâm, Đức Thanh, Thái Yên và Yên Hồ thường bị ngập nặng khi có mưa lớn Đặc biệt, xã Yên Hồ sẽ chịu ảnh hưởng nghiêm trọng nếu lượng mưa trong ngày vượt quá 200 mm, dẫn đến ngập trên diện rộng và tác động đến khoảng 100 hộ dân.
Xã Yên Hồ, 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 qua cống Trung Lương và cống Đức Xá Do đặc điểm địa hình trũng, khi có mưa lớn, lượng nước từ thượng nguồn sông Lam và sông Ngàn Sâu đổ về rất lớn, khiến mực nước trong sông cao hơn đồng ruộng trên 50 cm Vì vậy, cống Trung Lương phải đóng lại, dẫn đến tình trạng ngập úng tại Yên Hồ, mặc dù xã này nằm ngay cạnh cống.
Ngập úng tại huyện không chỉ phụ thuộc vào lượng nước từ các sông Ngàn Sâu, Ngàn Phố mà còn vào lượng mưa; nếu mưa vượt quá 250 mm, sẽ xảy ra ngập úng cục bộ Các xã trong huyện thường xuyên phải đối mặt với nhiều đợt lũ lụt hàng năm, gây thiệt hại cho nhà cửa, công trình và mùa màng Đặc biệt, các trận lũ sớm từ giữa tháng 8 đến giữa tháng 9 gây thiệt hại nghiêm trọng 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 lớn, khiến toàn bộ khu vực, bao gồm cả thị trấn trung tâm, bị ngập lụt kéo dài từ ngày 15 đến 20 tháng 10 Tiếp đó, vào ngày 15 tháng 10 năm 2013, sau bão Nari, các tỉnh miền Trung lại bị ảnh hưởng bởi hoàn lưu bão kết hợp với không khí lạnh, dẫn đến một trận lũ lớn khác, ảnh hưởng nghiêm trọng đến các tỉnh như Nghệ An.
Nhiều tuyến đường tại các tỉnh như Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên Huế và Quảng Nam đã bị sạt lở và chia cắt do lũ lụt Tại miền núi, nước đã ngập tới mái nhà, cô lập nhiều xã và huyện, khiến hàng trăm hộ gia đình 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, Đức Thọ đã trải qua trận mưa lớn kéo dài, kết hợp với lũ từ các sông Ngàn Sâu, Ngàn Phố và sông Cả, dẫn đến tình trạng ngập lụt nghiêm trọng tại tất cả các xã và thị trấn trong huyện Trong đó, 7 xã ngoài đê và 6 xã ven đê bị ngập nặng nhất, trong khi các xã có địa hình cao như Tân Hương, Đức Lạng, Đức An, Đức Lập và Đức Dũng chịu ảnh hưởng ít hơn.
Hình 4.2 Biểu đồ Mực nước và lượng mưa tại Linh Cảm trận lũ năm 2016
Trận lũ tại Linh Cảm diễn ra từ 2 giờ ngày 13/10 với mực nước ban đầu là 0,6m Sau một giờ có mưa, 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 đạt 4,8m với lượng mưa 14,8mm/giờ Trong 32 giờ tiếp theo, lượng mưa tăng lên 25,2mm/giờ, mực nước đo được vào 4 giờ ngày 17/10 là 5,9m.
Vào lúc 23 giờ ngày 17/10, lượng mưa giảm từ 25,2mm/giờ xuống 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 có xu hướng 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 của UBND huyện Đức Thọ, toàn huyện có 660 hộ bị ngập, trong đó xã Đức Thanh bị ảnh hưởng nặng nhất với 400 hộ, tiếp theo là Thái Yên 120 hộ, Đức Lạng 75 hộ, Đức Đồng 20 hộ, Bùi Xá 20 hộ, Trường Sơn 18 hộ và Đức Châu 7 hộ Thiệt hại về hoa màu ước tính có 140,9 ha ngô đông bị ngập úng và gãy đổ, cùng với 81 ha nuôi trồng thủy sản bị ngập và 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 ngập lụt đã thu thập Quá trình này bắt đầu bằng cách nhập dữ liệu các điểm ngập lụt vào phần mềm ArcGIS, sau đó sử dụng thuật toán nội suy trung bình có trọng số (IDW) để tạo ra bề mặt cao độ mức ngập, dẫn đến việc hình thành bản đồ cao độ bề nội suy Cuối cùng, bằng cách sử dụng Đại số Bản đồ, các khu vực bị ngập được tính toán bằng cách lấy bề mặt cao độ mực nước trừ đi DEM.
Kết quả của thuật toán là bản đồ hiển thị độ sâu ngập, với giá trị dương biểu thị vùng ngập và giá trị 0 hoặc âm cho thấy khu vực không bị ngập lụt Để xác định mức độ ngập lụt, bản đồ 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 Sau đó, thuật toán ngôn ngữ truy vấn cấu trúc (SQL) được sử dụng để trích xuất và tạo ra bản đồ phân mức ngập định dạng raster grid Cuối cùng, công cụ chuyển đổi được áp dụng để hoàn thiện quá trình.
Chuyển đổi bản đồ ngập lụt từ định dạng raster sang polygon giúp tạo ra bản đồ ngập dưới dạng vector polygon Sau đó, bản đồ ngập polygon được 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 tháng 10 năm 2016, một trong những trận lũ đáng chú ý trong những năm gần đây Dữ liệu này được nhập và lưu trữ bằng phần mềm Excel Sau đó, chúng tôi sử dụng phần mềm ArcGIS để tiến hành nội suy, yêu cầu chuyển đổi dữ liệu sang định dạng phù hợp để phục vụ 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 để xác định vị trí các điểm ngập lụt dựa trên tọa độ X và Y Quá trình nội suy và đánh giá độ chính xác được thực hiện bằng cách chia các điểm vết lũ thành hai lớp dữ liệu: lớp Training Points với 240 điểm dùng để nội suy và lớp Reference Points với 26 điểm để kiểm định độ chính xác, 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 của quá trình này 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) được áp dụng để nội suy từ các số liệu độ sâu ngập lụt đã biết, tạo ra bề mặt cao độ mực nước nội suy chính xác.
Để nội suy các điểm ngập lụt, trước hết cần tính toán cao độ của mức ngập tại các điểm vết lũ, được xác định bằng độ sâu ngập lụt cộng với độ cao địa hình tại điểm đó Độ cao địa hình được lấy từ mô hình số độ cao DEM của khu vực nghiên cứu, và dữ liệu về cao độ mức ngập được thể hiện trong hình 4.6.
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, phương pháp nội suy IDW được áp dụng qua bộ công cụ ArcToolbox của ArcGIS để phân tích khu vực có Đê La Giang, chia địa bàn thành hai vùng: trong đê và ngoài đê Đê La Giang đóng vai trò là 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, mặc dù khoảng cách giữa chúng rất gần Do đó, nghiên cứu thực hiện nội suy IDW riêng biệt cho hai vùng này, với Đê La Giang là đối tượng rào cản chính.
Kết quả tính toán nội suy đã 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 (R 2 ), sai số trung phương (RMSE) và Sai số phần trăm trung bình tuyệt đối (MAPE) theo công thức được trình bày ở phần Phương pháp nghiên cứu Sử dụng các điểm tham chiếu được chọn ngẫu nhiên phân bố đều trên địa bàn nghiên cứu.
Quá trình so sánh giá trị cao độ của mức ngập tại các điểm tham chiếu, được gọi là giá trị thực đo, với giá trị của bản đồ nội suy tại những điểm này, được gọi là giá trị tính toán, là 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, chúng ta có thể tính toán giá trị của bản đồ nội suy tại những điểm này Kết quả tính toán cho thấy trường RASTERVALUE chứa giá trị dự báo, tức là giá trị nội suy tại điểm tham chiếu, trong khi trường FloodLevel lưu trữ 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 nội suy cho vùng ngoài đê, chúng tôi đã tập hợp 8 điểm tham chiếu, chiếm 14% tổng số điểm sử dụng cho nội suy Các điểm tham chiếu này được phân bố 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, với các điểm này được phân bố đồng đều trong khu vực nằm 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%.