Ứng dụng GIS trong phòng chống, cảnh báo bão lũ

Cho đến nay, nhiều phương pháp cảnh báo lũ sớm được nghiên cứu, trong đó ứng dụng GIS bằng phương pháp sử dụng tư liệu viễn thám kết hợp công nghệ GIS đã mang lại những hiệu quả quan trọng trong dự đoán, cảnh báo bão lũ.

Ứng dụng GIS phòng chống bão

Năm 2006, công nghệ GIS và Viễn thám đã giúp người Mỹ chủ động phòng chống và đối phó khá hiệu quả với cơn bão thế kỷ Katrina. Nhờ các công nghệ này, tất cả chúng ta đều có thể gần như tận mắt theo dõi quá trình hình thành và đường đi của các cơn bão trên truyền hình.

Công nghệ GIS và Viễn thám không chỉ được ứng dụng để mô tả bản chất, dự báo đường đi, phạm vi ảnh hưởng của bão, mà nhờ một vài công cụ bản đồ trực tuyến, internet và hệ thống định vị toàn cầu (GPS), chúng ta có thể quan sát toàn bộ địa cầu một cách dễ dàng; đồng thời có thể dẫn đường cho các phương tiện giao thông có thể đến bất kỳ nơi nào trên trái đất. GIS cảnh báo bão lũ hiện được thực hiện dần phổ biến trên thế giới.

Ứng dụng GIS cảnh báo lũ

Lũ là hiện tượng thiên tai gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến rất nhiều vùng, nhiều quốc gia từ năm này đến năm khác. Lũ gây thiệt hại về người, về của cũng như suy giảm môi trường sinh thái. Lũ không thể tránh được hoàn toàn nhưng thiệt hại do lũ có thể giảm thiểu. Hầu hết trong các vùng và quốc gia có nhiều lũ xuất hiện thì công tác giảm thiệt hại được xác định là nhiệm vụ quan trọng hàng đầu. Các biện pháp thực hiện bao gồm cả biện pháp công trình và phi công trình. Cảnh báo lũ là một biện pháp phi công trình quan trọng nhằm giảm thiệt hạt về người, mùa màng và tài sản khi lũ xuất hiện. Ứng dụng GIS cảnh báo bão lũ được thực hiện ở khắp các vùng, các quốc gia trên thế giới.

 Với các tỉnh miền Trung, để cảnh báo lũ cần xây dựng một cở sở dữ liệu về nguy cơ ngập lụt ứng với các cấp mực nước tại các trạm thuỷ văn nằm ở hạ lưu sông, sau đó xây dựng các phương án dự báo lũ nhanh cho các trạm này, và so sánh mực nước dự báo với mực nước tương ứng của các bản đồ ngập lụt để cảnh báo nguy cơ ngập lụt.

Một loạt các bản đồ ngập lụt ứng với các kịch bản mực nước khác nhau được xây dựng. Áp dụng phân tích không gian, và 3D trong GIS ta có thể phân tích, tính toán những ảnh hưởng của lũ lụt theo từng kịch bản mực nước để có thể cảnh báo lũ cho dân.

Bangladesh là một trong những quốc gia phải chịu thiệt hại rất nhiều do lũ gây ra, cũng đã sử dụng công nghệ này để xây dựng hệ thống cảnh báo lũ sớm. Mô hình MIKE do Viện Thuỷ lực Đan Mạch phát triển đã được ứng dụng trong hệ thống này. Các kỹ thuật đã được sử dụng để dự báo mức nước lũ tại các địa phương và lưu lượng dòng chảy trong sông. Dự báo này có thể được sử dụng để xây dựng chiến lược điều hành cho hoạt động hồ chứa – công trình điều hành giảm lũ cho hạ lưu. Hơn thế nữa, nó tạo nền tảng để cảnh báo lũ cho chính quyền địa phương và nhân dân trong vùng.

Để cảnh báo, bản đồ ngập lụt đã được xây dựng từ kết quả mực nước dự báo trong mô hình. Sự giao cắt giữa bản đồ ngập lụt và các bản đồ định cư, bản đồ sử dụng đất sẽ vạch ra được biên giới các vùng ngập lụt. Kết quả của mô hình đã tạo ra được hệ thống cảnh báo lũ sớm, ví dụ như cảnh báo lũ trước 72, 48 và 24 giờ.

Hơn thế nữa, nó còn giúp các nhà quản lý có thể quyết định tìm ra phương án tốt nhất để đối phó với lũ. Chẳng hạn như vấn đề di dân khi lũ đến, các nhà phân tích có thể tìm được con đường thuận tiện nhất khi di dân từ vị trí này đến vị trí khác. Hoặc khi người dân gặp nạn, có thể tìm ra con đường nhanh nhất để đưa nạn nhân tới bệnh viện.

Ứng dụng khác của GIS là cảnh báo lũ quét trên các vùng núi. Một bản đồ GIS được lập tại các vùng núi sẽ xác định được các yếu tố như mức độ rừng bị phá, độ dốc, diện tích của các sườn núi… Từ các thông tin này, máy tính có thể tính toán, dự đoán ra những khu vực có nguy cơ sạt lở đất, bị lũ quét cao, ước tính được với lưu lượng mưa bao nhiêu, thời gian bao lâu thì có nguy cơ xảy ra lũ quét. Từ các dự đoán đó, địa phương sẽ có thể di dời các khu dân cư ra khỏi vùng nguy hiểm, hoặc dự báo sớm về các khả năng thiên tai xảy ra.

Mới đây, các nhà khoa học từ Học viện Kỹ thuật quân sự và Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã sử dụng tư liệu viễn thám và công nghệ GIS thành lập Bản đồ dự báo nguy cơ lũ quét tại huyện Hướng Hóa, tỉnh Quảng Trị.

Theo số liệu điều tra – khảo sát giai đoạn 2009-2010 tỉnh Quảng Trị có 177 điểm trượt lở trong đó huyện Hướng Hóa có nhiều điểm trượt lở nhất với 81 điểm xảy ra ở các vị trí như thị trấn Khe Sanh, xã Ba Tầng, Tân Thành, Húc, Hướng Phùng, Hướng Linh, Hướng Lập và Hướng Sơn.

Diện tích trượt lở của huyện Hướng Hóa chiếm 52,2% tổng diện tích trượt lở toàn khu vực đồi núi tỉnh Quảng Trị. Cùng với đặc điểm khí hậu phức tạp, chịu ảnh hưởng nhiều của bão với cường độ ngày càng tăng. Đây là những điều kiện thuận lợi để hình thành lũ quét.

Việc dự báo, phân vùng nguy cơ lũ quét là vấn đề rất cấp thiết, góp phần quan trọng cho việc giảm thiểu thiệt hại do lũ quét gây ra, đồng thời ổn định cuộc sống cho người dân trong khu vực. Địa hình huyện Hướng Hóa có độ cao trung bình 400m so với mực nước biển. Đặc điểm chung của địa hình là độ dốc lớn, bị chia cắt mạnh bởi các sông suối, khe rãnh.

Có thể thấy, công nghệ GIS đã trở thành một công cụ quan trọng, làm thay đổi cơ bản về nội dung, sản phẩm của công tác đo đạc và bản đồ địa hình hiện nay cũng như ứng dụng GIS cảnh báo bão lũ mang đến những hiệu quả thiết thực trong các nghiên cứu cảnh báo, giám sát, phòng chống thiên tai, ứng phó với biến đổi khí hậu.

Nguồn: Tổng hợp