Tài liệu đánh giá tính dễ bị tổn thương của cơ sở hạ tầng nông thôn tỉnh bắc kạn trong bối cảnh biến đổi khí hậu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA SAU ĐẠI HỌC ĐÀO XUÂN HOẠCH ĐÁNH GIÁ TÍNH DỄ BỊ TỔN THƯƠNG CỦA CƠ SỞ HẠ TẦNG NÔNG THÔN TỈNH BẮC KẠN TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU HÀ NỘI – 2016 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA SAU ĐẠI HỌC ĐÀO XUÂN HOẠCH ĐÁNH GIÁ TÍNH DỄ BỊ TỔN THƯƠNG CỦA CƠ SỞ HẠ TẦNG NÔNG THÔN TỈNH BẮC KẠN TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chuyên ngành: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Mã số: Chương trình đào tạo thí điểm Người hướng dẫn khoa học: TS Đỗ Hoài Nam HÀ NỘI – 2016 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................1 LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................................2 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT........................................................................3 DANH MỤC CÁC BẢNG ..............................................................................................4 DANH MỤC CÁC HÌNH ...............................................................................................6 MỞ ĐẦU .........................................................................................................................8 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ...............................................13 1.1 Khái niệm về tính dễ bị tổn thương do BĐKH .................................................13 1.2 Một số nghiên cứu tính dễ bị tổn thương trên thế giới ......................................14 1.3 Một số nghiên cứu tính dễ bị tổn thương trong nước ........................................16 1.4 Nhận xét chung ..................................................................................................19 CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, KHU VỰC VÀ SỐ LIỆU NGHIÊN CỨU...............................................................................................................................21 2.1 Khung khái niệm ...............................................................................................21 2.2 Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................22 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.3 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.4 2.4.1 2.4.2 2.4.3 Phương pháp thu thập, xử lý số liệu ..............................................................22 Phương pháp tham vấn chuyên gia................................................................23 Phương pháp tính chỉ số ................................................................................23 Tổng quan khu vực nghiên cứu .........................................................................35 Vị trí địa lý.....................................................................................................36 Đặc điểm thiên tai chủ yếu tỉnh Bắc Kạn ......................................................41 Hiện trạng cơ sở hạ tầng nông thôn tỉnh Bắc Kạn.........................................43 Số liệu chi tiết ....................................................................................................45 Nhóm tiêu chí hiểm họa ................................................................................45 Nhóm tiêu chí về xã hội.................................................................................47 Nhóm tiêu chí đặc trưng tính chất cơ học và kỹ thuật...................................48 CHƯƠNG 3. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..........................................60 3.1 3.1.1 Đánh giá tính dễ bị tổn thương của đường giao thông nông thôn .....................60 Tính dễ bị tổn thương của đường GTNT thời điểm hiện tại .........................60 3.1.2 3.2 3.2.1 3.2.2 3.3 Tính dễ bị tổn thương của đường GTNT tính đến năm 2035........................62 Đánh giá tính dễ bị tổn thương của hệ thống kè tỉnh Bắc Kạn .........................63 Tính dễ bị tổn thương của hệ thống kè tỉnh Bắc Kạn thời điểm hiện tại ......63 Tính dễ bị tổn thương của hệ thống kè tỉnh Bắc Kạn tính đến năm 2035 .....64 Đánh giá tính dễ bị tổn thương của hồ chứa nước ............................................65 3.3.1 Tính dễ bị tổn thương của hồ chứa nước tính đến thời điểm hiện tại ...........65 3.3.2 Tính dễ bị tổn thương của hồ chứa nước tính đến năm 2035 ........................67 3.4 Đánh giá tính dễ bị tổn thương của đập dâng tỉnh Bắc Kạn..............................68 3.4.1 Tính dễ bị tổn thương của đập dâng tính đến thời điểm hiện tại ...................68 3.4.2 Tính dễ bị tổn thương của đập dâng tính đến năm 2035 ...............................69 3.5 3.5.1 3.5.2 3.6 Đánh giá tính dễ bị tổn thương của kênh chính sau hồ chứa ............................71 Tính dễ bị tổn thương kênh chính sau hồ chứa tính đến hiện tại ..................71 Tính dễ bị tổn thương kênh chính sau hồ chứa tính đến năm 2035 ..............72 So sánh kết quả đánh giá TDBTT với các phương pháp hiện tại ......................73 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ................................................................................74 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................78 PHỤ LỤC 1 ...................................................................................................................83 PHỤ LỤC 2 ...................................................................................................................85 PHỤ LỤC 3 ...................................................................................................................94 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn này là công trình nghiên cứu do cá nhân tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Đỗ Hoài Nam, không sao chép các công trình nghiên cứu của người khác. Số liệu và kết quả của luận văn chưa từng được công bố ở bất kì một công trình khoa học nào khác. Các thông tin thứ cấp sử dụng trong luận văn là có nguồn gốc rõ ràng, được trích dẫn đầy đủ, trung thực và đúng qui cách. Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về tính xác thực và nguyên bản của luận văn. Tác giả Đào Xuân Hoạch 1 LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Biến đổi khí hậu “Đánh giá tính dễ bị tổn thương của cơ sở hạ tầng nông thôn tỉnh Bắc Kạn trong bối cảnh Biến đổi khí hậu” hoàn thành vào tháng 2 năm 2016. Trong suốt quá trình 2 năm học tập, nghiên cứu và hoàn thiện luận văn. Trước hết, tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới Thầy giáo TS. Đỗ Hoài Nam đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ tác giả trong quá trình nghiên cứu và hoàn thiện luận văn; và tác giả cũng gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè và người thân đã luôn giúp đỡ, khích lệ tác giả trong suốt thời gian qua. Tác giả xin bày tỏ biết ơn sâu sắc tới các Thầy Cô giáo, Cán bộ Khoa Sau đại học - Đại học Quốc Gia Hà Nội, đã nhiệt tình giảng dạy, tạo điều kiện và hướng dẫn tác giả trong suốt quá trình học cũng như hoàn thiện luận văn. Bên cạnh đó, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới Lãnh đạo, các anh chị đồng nghiệp thuộc Viện Nước, Tưới tiêu và Môi trường cũng như Viện Thủy Công đã tạo điều kiện cho tác giả tham gia và được phép sử dụng kết quả điều tra, thu thập số liệu của dự án: “Tăng cường khả năng chống chịu với khí hậu cho cơ sở hạ tầng các tỉnh miền núi phía Bắc” được tài trợ bởi Quỹ môi trường toàn cầu thông qua Ngân hàng Phát triển châu Á (ADB) và Chương trình Phát triển Liên Hợp Quốc (UNDP). Đồng thời tác giả cũng gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè và người thân đã luôn giúp đỡ, khích lệ tác giả trong suốt thời gian qua. Trong khuôn khổ một luận văn, do thời gian và điều kiện hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy, rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo, bạn bè và đồng nghiệp. Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng Tác giả Đào Xuân Hoạch 2 năm 2016 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT BĐKH Biến đổi khí hậu CSHTNT Cơ sở hạ tầng nông thôn DEM Mô hình cao độ số GIS Hệ thống thông tin địa lý GTNT Giao thông nông thôn IPCC Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu. MNPB Miền núi phía Bắc NNK Những người khác O&M Vận hành và bảo trì hàng năm PCLB Phòng chống lụt bão SRES Báo cáo về kịch bản phát thải SREX Báo cáo về quản lý rủi ro thiên tai và các hiện tượng cực đoan nhằm thúc đẩy thích ứng với Biến đổi khí hậu QCVN Quy chuẩn Việt Nam TDBTT Tính dễ bị tổn thương TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TNHH MTV Trách nhiệm hữu hạn một thành viên UNDP Chương trình phát triển Liên Hợp Quốc 3 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Trọng số của các tiêu chí...............................................................................24 Bảng 2.2. Tổng hợp các tiêu chí đánh giá TDBTT của hệ thống CSHTNT .................24 Bảng 2.3. Tiêu chí liên tục cho từng loại cơ sở hạ tầng ................................................30 Bảng 2.4. Giá trị quy đổi cho loại vật liệu của đường GTNT .......................................31 Bảng 2.5. Giá trị quy đổi cho loại vật liệu kè ................................................................31 Bảng 2.6. Giá trị quy đổi cho loại vật liệu xây dựng hồ chứa .......................................32 Bảng 2.7. Giá trị quy đổi của các loại vật liệu xây dựng đập dâng ...............................32 Bảng 2.8. Giá trị quy đổi cho các loại vật liệu xây dựng kênh .....................................32 Bảng 2.9. Giá trị quy đổi đối với những thiệt hại các hạng mục của đập tràn ..............33 Bảng 2.10. Giá trị quy đổi cho năm xây dựng TCXD ...................................................34 Bảng 2.11 Phân cấp mức độ dễ bị tổn thương ...............................................................35 Bảng 2.12. Thống kê tình trạng của bão và áp thấp nhiệt đới ở các tỉnh MNPB ..........41 Bảng 2.13. Thống kê hiện trạng trượt lở đất đá trên địa bàn các huyện tỉnh Bắc Kạn .43 Bảng 2.14. Tổng hợp hiện trạng công trình thủy lợi tỉnh Bắc Kạn (năm 2011) ...........44 Bảng 3.1. TDBTT của hệ thống CSHTNT tỉnh Bắc Kạn thời điểm hiện tại ................83 Bảng 3.2. Phân nhóm TDBTT hệ thống CSHTNT tỉnh Bắc Kạn thời điểm hiện tại ....83 Bảng 3.3. TDBTT của hệ thống CSHTNT tỉnh Bắc Kạn năm 2035............................84 Bảng 3.4. Phân nhóm TDBTT hệ thống CSHTNT tỉnh Bắc Kạn năm 2035 ................84 Bảng 3.5. Trọng số tiêu chí thành phần của đường GTNT theo Iyengar-Sudarshan ....86 Bảng 3.6. Trọng số các tiêu chí thành phần của kè tính theo Iyengar & Sudarshan .....87 Bảng 3.7. Ví dụ giá trị trong ma trận so sánh cặp 4 yếu tố i, j, k, m .............................88 Bảng 3.8. Bảng phân loại chỉ số ngẫu nhiên RI ............................................................90 Bảng 3.9. Ma trận so sánh cặp của tiêu chí hiểm họa (Hazard-H) – đường GTNT ......91 Bảng 3.10. Ma trận so sánh cặp của tiêu chí độ nhạy (Sensitivity) – đường GTNT ....91 Bảng 3.11. Ma trận so sánh cặp tiêu chí khả năng thích ứng – đường GTNT ..............91 Bảng 3.12. Trọng số các tiêu chí thành phần đường GTNT theo phương pháp AHP ..92 Bảng 3.13. Trọng số các tiêu chí thành phần của kè theo phương pháp AHP ..............93 Hình 3.23. TDBTT của hệ thống kè tính theo phương pháp AHP ................................93 Bảng 3.14. Thống kê độ dốc địa hình trung bình của các huyện trong tỉnh Bắc Kạn ...94 Bảng 3.15. Lượng mưa một ngày max thời đoạn 1961÷ 2007 và sự thay đổi trong thời đoạn 2026 ÷ 2035 ..........................................................................................................94 4 Bảng 3.16. Thống kê mật độ che phủ rừng của các huyện trong tỉnh Bắc Kạn ............95 Bảng 3.17. Các tiêu chí đánh giá về mặt xã hội đối với các huyện của tỉnh Bắc Kạn ..95 Bảng 3.18. Số công trình phụ trên đường GTNT tỉnh Bắc Kạn ....................................96 Bảng 3.19. Số xã bị chia cắt với đường chính hàng năm và thiệt hại trong quá khứ của đường GTNT tỉnh Bắc Kạn ...........................................................................................96 Bảng 3.20. Chiều dài và O&M của đường GTNT các huyện trong tỉnh Bắc Kạn .......97 Bảng 3.21. Thống kê năm xây dựng kè của các huyện trong tỉnh Bắc Kạn .................97 Bảng 3.22. Chiều dài, số lần kiểm tra, đóng góp cộng đồng, O&M và thiệt hại của kè trong tỉnh Bắc Kạn .........................................................................................................98 Bảng 3.23. Vật liệu làm kè của các huyện trong tỉnh Bắc Kạn .....................................98 Bảng 3.24. Thống kê số lượng hồ chứa trên địa bàn các huyện thuộc tỉnh Bắc Kạn....99 Bảng 3.25. Thống kê năm xây dựng hồ chứa các huyện trong tỉnh Bắc Kạn ...............99 Bảng 3.26. Thống kê vật liệu xây dựng hồ chứa nước trong tỉnh Bắc Kạn ................100 Bảng 3.27. Thống kê vật liệu xây dựng kênh sau hồ chứa tỉnh Bắc Kạn....................100 Bảng 3.28. Thông số hồ chứa và kênh chính sau hồ chứa tỉnh Bắc Kạn ....................101 Bảng 3.29. Thống kê năm xây dựng đập dâng trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn ..................102 Bảng 3.30. Thống kê vật liệu xây dựng đập dâng trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn .............102 Bảng 3.31.Thông số đập dâng thỏa mãn điều kiện đánh giá TDBTT tỉnh Bắc Kạn ...103 5 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1. Khung khái niệm ...........................................................................................21 Hình 2.2. Bản đồ hành chính tỉnh Bắc Kạn ...................................................................36 Hình 2.3. Hình ảnh minh họa các bộ phận của đường GTNT tỉnh Bắc Kạn ................44 Hình 2.4. Bản đồ phân cấp độ dốc địa hình tỉnh Bắc Kạn ............................................45 Hình 2.5. Độ dốc địa hình trung bình các huyện thuộc tỉnh Bắc Kạn...........................46 Hình 2.6. Tỷ lệ mật độ che phủ của rừng tại các huyện thuộc tỉnh Bắc Kạn ................47 Hình 2.7. So sánh tiêu chí xã hội các huyện của tỉnh Bắc Kạn (Cập nhật 2013) ..........48 Hình 2.8. Tổng chiều dài đường GTNT thỏa mãn tiêu chí đánh giá tỉnh Bắc Kạn.......49 Hình 2.9. Tỷ lệ vật liệu làm đường của các huyện trong tỉnh Bắc Kạn ........................50 Hình 2.10. Tỷ lệ công trình phụ trên đường các huyện trong tỉnh Bắc Kạn .................50 Hình 2.11. Tỷ lệ tuổi của Kè tại các huyện thuộc tỉnh Bắc Kạn ...................................52 Hình 2.12.Thiệt hại của kè tại các huyện trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn ............................52 Hình 2.13. Tỷ lệ vật liệu làm kè của các huyện trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn ..................53 Hình 2.14. Biểu đồ thống kê số lượng hồ chứa của các huyện trong tỉnh Bắc Kạn......54 Hình 2.15. Tỷ lệ về tuổi của hồ chứa tại các huyện của tỉnh Bắc Kạn..........................55 Hình 2.16. Tỷ lệ vật liệu xây dựng hồ chứa tại các huyện của tỉnh Bắc Kạn ...............56 Hình 2.17. Thống kê số lượng đập dâng cần đánh giá TDBTT của tỉnh Bắc Kạn .......57 Hình 2.18. Tỷ lệ tuổi của đập dâng trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn .....................................57 Hình 2.19. Tỷ lệ vật liệu xây dựng đập dâng trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn ......................58 Hình 2.20. Tỷ lệ vật liệu xây dựng kênh trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn ............................59 Hình 3.1. Tính dễ bị tổn thương đường GTNT tỉnh Bắc Kạn thời điểm hiện tại ..........61 Hình 3.2. Bản đồ TDBTT đường GTNT tỉnh Bắc Kạn thời điểm hiện tại ...................61 Hình 3.3. Tính dễ bị tổn thương đường GTNT tỉnh Bắc Kạn năm 2035 ......................62 Hình 3.4. Bản đồ TDBTT đường GTNT tỉnh Bắc Kạn năm 2035 ................................63 Hình 3.5. Tính dễ bị tổn thương của kè tỉnh Bắc Kạn thời điểm hiện tại .....................64 Hình 3.6. Tính dễ bị tổn thương kè tỉnh Bắc Kạn tại thời điểm năm 2035 ...................64 Hình 3.7. Bản đồ TDBTT của kè tỉnh Bắc Kạn hiện tại và năm 2035..........................65 Hình 3.8. Tính dễ bị tổn thương hồ chứa nước tỉnh Bắc Kạn thời điểm hiện tại ..........66 Hình 3.9. Bản đồ TDBTT hồ chứa nước tỉnh Bắc Kạn thời điểm hiện tại ...................67 Hình 3.10. Tính dễ bị tổn thương hồ chứa nước tỉnh Bắc Kạn năm 2035 ....................67 Hình 3.11. Bản đồ TDBTT của hồ chứa nước tỉnh Bắc Kạn năm 2035 .......................68 6 Hình 3.12. Tính dễ bị tổn thương đập dâng tỉnh Bắc Kạn thời điểm hiện tại ...............69 Hình 3.13. Bản đồ TDBTT của đập dâng tỉnh Bắc Kạn thời điểm hiện tại ..................69 Hình 3.14. Tính dễ bị tổn thương đập dâng tỉnh Bắc Kạn năm 2035 ...........................70 Hình 3.15. Bản đồ TDBTT của đập dâng tỉnh Bắc Kạn năm 2035...............................70 Hình 3.16. Tính dễ bị tổn thương kênh chính tỉnh Bắc Kạn thời điểm hiện tại ............71 Hình 3.17. Bản đồ TDBTT kênh chính tỉnh Bắc Kạn thời điểm hiện tại......................71 Hình 3.18. Tính dễ bị tổn thương kênh chính tỉnh Bắc Kạn năm 2035 ........................72 Hình 3.19. Bản đồ TDBTT kênh chính tỉnh Bắc Kạn năm 2035 ..................................73 Hình 3.20. TDBTT của đường GTNT tính theo phương pháp Iyengar & Sudarshan ..86 Hình 3.21. TDBTT của kè tính theo phương pháp Iyengar & Sudarshan.....................87 Hình 3.22. TDBTT của đường GTNT tính theo phương pháp AHP ............................92 7 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Khí hậu đã và đang biến đổi và có những tác động tiềm tàng, bất lợi đến sự phát triển của toàn cầu. Ngày nay, Biến đổi khí hậu (BĐKH) không chỉ còn là vấn đề môi trường, vấn đề của một ngành riêng lẻ nào đó mà nó đã trở thành vấn đề của sự phát triển bền vững chung của nhân loại. BĐKH đã và đang tác động lên những yếu tố cơ bản của đời sống con người trên phạm vi toàn cầu như nước, lương thực, năng lượng, sức khỏe và môi trường. Hàng trăm triệu người có thể phải lâm vào nạn đói, thiếu nước và lụt lội tại vùng ven biển do trái đất nóng lên và nước biển dâng. Việt Nam, một đất nước nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, thường xuyên bị thiên tai đe dọa, nhiều dạng thiên tai xảy ra liên quan đến các yếu tố khí hậu, trong đó phải kể đến bão, nước biển dâng, lũ lụt, hạn hán, xâm nhập mặn, sạt lở đất, cháy rừng … Hậu quả của các loại hình thiên tai liên quan đến khí hậu là vô cùng lớn, do thiên tai ngày càng gia tăng về tần suất và cường độ [1] Cùng với hàng loạt các nhân tố kinh tế - xã hội và môi trường sinh thái, thiên tai và các hình thái thời tiết bất thường đã làm tăng tính dễ bị tổn thương của Việt Nam, đặc biệt trong điều kiện của BĐKH. Sự gia tăng những hình thái thời tiết cực đoan do BĐKH đã, đang và sẽ làm cho nhiều công trình cơ sở hạ tầng chịu tác động nghiêm trọng và có nguy cơ cao về mất độ an toàn. Tại Việt Nam, khu vực miền núi phía Bắc (MNPB) nói chung và tỉnh Bắc Kạn nói riêng đã phải trải qua nhiều áp lực và thách thức liên quan đến khí hậu. Đặc biệt như: - Lũ tăng lên với cường độ mạnh và thường xuyên hơn, gây ra nhiều mất mát và thiệt hại về đời sống và tài sản của người dân và cộng đồng. Nghiêm trọng hơn cả là các tổ hợp thiên tai xảy ra. Điển hình là các trận lũ đặc biệt là lũ ống, lũ quét xảy ra khi có mưa lớn kéo dài đi kèm sau các cơn bão nhiệt đới; - Nguy cơ sạt lở đất ngày càng tăng lên, với tác động và tần suất ngày càng thường xuyên, dẫn đến những hư hại về cơ sở hạ tầng, đặc biệt gây ra nhiều hậu quả trong ngành giao thông thủy lợi. Nguyên nhân chính cũng là do ảnh hưởng của các đợt mưa lớn và bão nhiệt đới; - Hạn hán cục bộ dẫn đến thiếu nước cho nông nghiệp và sinh hoạt. Bởi vậy, việc đánh giá tính dễ bị tổn thương (TDBTT) ngày càng trở nên quan trọng và cấp thiết. Sự đánh giá TDBTT là điểm khởi đầu để hiểu được sự ảnh hưởng 8 của BĐKH đến kinh tế xã hội, hệ sinh thái, môi trường… và quan trọng hơn là hiểu được năng lực thích ứng của cộng đồng đối với các tác động của BĐKH và các hạn chế, rào cản và các cơ hội liên quan tới việc thực hiện các chính sách và biện pháp thích ứng. Việc đánh giá TDBTT sẽ chỉ ra các khu vực, các nhóm người, đối tượng và các hệ sinh thái trong tình trạng rủi ro cao nhất, nguồn gốc tổn thương và làm thế nào để giảm thiểu hay loại bỏ các tổn thương này. Đánh giá TDBTT sẽ giúp các nhà hoạch định chính sách xác định được các biện pháp can thiệp cần thiết để giảm thiểu các tác động không bất lợi của BĐKH. Thực tiễn đã có những nghiên cứu nhằm đánh giá TDBTT do BĐKH tác động đến các đối tượng khác nhau như: thủy văn môi trường [16], [20], [22], [28]; hệ sinh thái [14], [31]; nông nghiệp [2], [6], [9], [13], [21]; thủy sản [3], [12]; du lịch [24]… Tuy nhiên nghiên cứu đánh giá TDBTT đối với đối tượng cơ sở hạ tầng nông thôn mà cụ thể là hệ thống đường giao thông nông thôn (GTNT), hệ thống thủy lợi như hồ chứa, đê kè, kênh mương thì hầu như chưa có hoặc rất ít các nghiên cứu, đánh giá chi tiết. Từ thực tiễn trên, tác giả đã lựa chọn đề tài: “Đánh giá tính dễ bị tổn thương của cơ sở hạ tầng nông thôn tỉnh Bắc Kạn trong bối cảnh BĐKH”. Thông qua nghiên cứu này, xác định được đối tượng và khu vực dễ bị tổn thương nhất dưới tác động của BĐKH, từ đó làm cơ sở giúp cho các cơ quan quản lý, các nhà hoạch định chính sách địa phương cũng như người dân có được cái nhìn cụ thể hơn về TDBTT và đưa ra những điều chỉnh kịp thời trong việc quy hoạch, quản lý và phát triển hệ thống cơ sở hạ tầng nông thôn (CSHTNT) trong nỗ lực thích ứng với BĐKH. Mặt khác, nghiên cứu này có thể làm cơ sở tham chiếu cho các địa phương có điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội tương tự, là cơ sở cho các cơ quan trung ương trong hoạch định chính sách, quản lý và phát triển hệ thống CSHTNT thích ứng với BĐKH trong hiện nay và tương lai. 2. Mục đích nghiên cứu Mục tiêu chung của nghiên cứu này là đánh giá TDBTT của hệ thống CSHTNT tỉnh Bắc Kạn tại thời điểm hiện tại và tương lai gần 2035, từ đó hỗ trợ việc ra quyết định của các Bộ, Ngành liên quan và chính quyền địa phương trong việc nâng cao năng lực chống chịu khí hậu của hệ thống CSHTNT. 9 3. Dự kiến đóng góp - Xác định TDBTT cho từng đối tượng CSHTNT (đường GTNT, hồ chứa, kè thủy lợi, đập dâng, kênh chính sau hồ chứa) trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn; - Xây dựng bản đồ phân vùng TDBTT của hệ thống CSHTNT tỉnh Bắc Kạn trong bối cảnh BĐKH. 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4.1. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của đề tài là TDBTT của hệ thống CSHTNT trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn trong bối cảnh BĐKH. Để làm sáng tỏ đối tượng nghiên cứu trên, tác giả lựa chọn loại CSHTNT để đánh giá chi tiết cụ thể như sau: - Công trình thủy lợi + Hồ chứa: Điều tra, đánh giá TDBTT những hồ chứa có dung tích nhỏ hơn 3 triệu m3. Đây là những hồ chứa được liệt vào danh mục nguy cơ mất an toàn nhất do hầu hết những hồ chứa này đã được đầu tư xây dựng từ rất lâu với vật liệu và biện pháp kỹ thuật thi công thô sơ, khâu quản lý vận hành, duy tu bảo trì ít được quan tâm so với các hồ chứa có dung tích lớn hơn. + Kè: Tất cả công trình kè được quản lý bởi các Sở, Ban, Ngành ở địa phương sẽ được lựa chọn đánh giá TDBTT. + Đập dâng: Đánh giá với đập dâng có quy mô diện tích tưới từ 5ha trở lên. Những đập dâng với quy mô nhỏ hơn được quản lý bởi cộng đồng, chính quyền địa phương và cơ sở dữ liệu liên quan đến công trình rất thiếu nên trong luận văn tác giả không xét đến. + Kênh: Chỉ chọn những tuyến kênh chính sau hồ chứa đã được lụa chọn đánh giá ở trên, các kênh nhánh cấp 2 không được đánh giá vì không có đủ thông tin. - Công trình giao thông Đường GTNT có chiều dài lớn hơn 4,0km (đường trục hay đường liên xã) sẽ được lựa chọn để đánh giá do phạm vi nghiên cứu ở cấp độ cấp tỉnh nên việc thu thập số liệu về đường GTNT nhánh ở cấp xã là rất khó khăn. 4.2. Phạm vi nghiên cứu 4.2.1. Phạm vi không gian Tác giả tập trung nghiên cứu chi tiết đến quy mô cấp Tỉnh. Tỉnh Bắc Kạn gồm 7 huyện và 1 thành phố, cụ thể như sau: 10 + Thành phố Bắc Kạn + Huyện: Ba Bể, Bạch Thông, Chợ Đồn, Chợ Mới, Na Rì, Ngân Sơn, Pác Nặm 4.2.2. Phạm vi thời gian Đánh giá TDBTT của hệ thống CSHTNT tỉnh Bắc Kạn được thực hiện cho hai kịch bản: - Giai đoạn hiện tại: sử dụng số liệu tính đến năm 2014 - Tương lai gần: sử dụng số liệu tính đến năm 2035 5. Vấn đề nghiên cứu và giả thuyết nghiên cứu 5.1. Vấn đề nghiên cứu - Tại sao phải đánh giá TDBTT của CSHTNT tỉnh Bắc Kạn trong bối cảnh BĐKH? - Khu vực nào của tỉnh Bắc Kạn mà các đối tượng CSHTNT có TDBTT cao nhất trong bối cảnh BĐKH? 5.2. Giả thuyết nghiên cứu Cở sở hạ tầng nông thôn là đối tượng rất nhạy cảm với thiên tai trong bối cảnh BĐKH. 6. Phương pháp nghiên cứu Các phương pháp nghiên cứu chính trong luận văn gồm: - Phương pháp điều tra thu thập số liệu thực địa: Phương pháp này được áp dụng nhằm thu thập thông tin hiện trạng hệ thống CSHTNT, các thiên tai, thiệt hại do lũ lụt, sạt lở đất… thông qua các cơ quan quản lý cấp tỉnh và cấp huyện từ đó xác định các biến phục vụ tính toán TDBTT của hệ thống CSHTNT; - Phương pháp tham vấn chuyên gia: Thông qua việc tổ chức các cuộc hội thảo, với thành phần tham gia là các chuyên gia trong và ngoài nước trong các lĩnh vực có liên quan như: BĐKH, khí tượng, thủy văn, cơ sở hạ tầng và các Sở, Ban, Ngành của tỉnh Bắc Kạn. Thực hiện việc tham vấn để xác định bộ tiêu chí đánh giá TDBTT và trọng số của các tiêu chí này dựa trên: khả năng thu thập số liệu có liên quan đến hiện trạng của các công trình CSHTNT, những thiệt hại lớn có tính “lịch sử” cũng như những cực trị khí hậu đã xảy ra trong quá khứ, những công trình CSHTNT có nguy cơ rủi ro cao với các điều kiện khí hậu; tìm hiểu những kinh nghiệm trong việc đánh giá TDBTT và xây dựng bản đồ TDBTT. 11 - Phương pháp tính chỉ số: Bước 1: Lựa chọn khu vực và đối tượng nghiên cứu; Bước 2: Thiết lập các tiêu chí đánh giá thành phần và trọng số của từng tiêu chí; Bước 3: Điều tra, thu thập và phân tích số liệu; Bước 4: Chuẩn hóa số liệu; Bước 5: Tính giá trị chỉ số dễ bị tổn thương; Bước 6: Xây dựng bản đồ mức độ tổn thương của hệ thống CSHTNT; Bước 7: Phân tích, đánh giá mức độ dễ bị tổn thương của từng CSHTNT từ đó đưa ra các khuyến nghị phù hợp; - Phương pháp hệ thống thông tin địa lý (GIS): Với việc truy xuất các dữ liệu từ bản đồ số kết hợp với kết quả tính toán từ đó xây dựng bản đồ TDBTT của từng đối tượng nghiên cứu của CSHTNT trong từng huyện trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn; 7. Cấu trúc luận văn Nội dung của luận văn được trình bày trong 3 chương, cụ thể như sau: CHƯƠNG I: Nêu khái niệm tính dễ bị tổn thương do biến đổi khí hậu và tổng quan vấn đề nghiên cứu TDBTT trên thế giới và trong nước. CHƯƠNG II: Trình bày phương pháp luận để xác định TDBTT cho hệ thống CSHTNT cũng như khu vực nghiên cứu, số liệu và phương pháp xử lý số liệu. CHƯƠNG III: Trình bày và phân tích kết quả tính toán tính dễ bị tổn thương hệ thống CSHTNT cụ thể là: đường GTNT và hệ thống thủy lợi bao gồm: kè, hồ chứa nước, đập dâng và kênh chính sau hồ chứa theo 2 kịch bản: hiện tại và tương lai gần (tính đến năm 2035). Ngoài ra, trong chương này sẽ trình bày bản đồ TDBTT của hệ thống CSHTNT tỉnh Bắc Kạn. 12 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Khái niệm về tính dễ bị tổn thương do BĐKH Khái niệm về tính dễ bị tổn thương (TDBTT) đã có nhiều thay đổi trong những năm qua. Việc sử dụng các thuật ngữ liên quan đến TDBTT phụ thuộc vào mục đích nghiên cứu sao cho phù hợp với các ngành, lĩnh vực khác nhau và các quan điểm tiếp cận trong việc đánh giá TDBTT đã dần được hoàn thiện hơn, mang tính toàn diện và đa chiều hơn như tự nhiên, kinh tế, xã hội, môi trường, con người … qua đó xác định được chi tiết hơn các yếu tố và nguyên nhân gây nên thiệt hại cho đối tượng nghiên cứu trước những tác động của BĐKH. Trong nghiên cứu này, các khái niệm được trích dẫn tại “Báo cáo đặc biệt của Việt Nam về Quản lý rủi ro thiên tai và các hiện tượng cực đoan nhằm thúc đẩy thích ứng với BĐKH", được thực hiện thông qua sự phối hợp giữa UNDP và Bộ Tài nguyên và Môi trường (MONRE), gọi tắt là SREX Việt Nam [8]. Báo cáo này quy tụ sự đóng góp của trên 40 chuyên gia trong nước và quốc tế nhằm phác họa chi tiết kiến thức về BĐKH và thiên tai ở Việt Nam tại thời điểm hiện tại. Cụ thể như sau: + Tình trạng dễ bị tổn thương: là xu hướng hay khuynh hướng bị ảnh hưởng xấu. Khuynh hướng này cấu thành một đặc tính bên trong của các yếu tố ảnh hưởng. Trong lĩnh vực rủi ro thiên tai, điều này bao gồm các đặc tính của một người/đối tượng hoặc một nhóm/đối tượng và tình hình của họ có ảnh hưởng đến khả năng của họ để dự đoán, đối phó với, chống lại, và phục hồi từ các tác động có hại của hiện tượng vật lý (Wisner và nnk, 2004). Tình trạng dễ bị tổn thương là kết quả của nguồn tài lực xã hội, điều kiện lịch sử, kinh tế, chính trị, văn hóa, thể chế, tài nguyên thiên nhiên và điều kiện môi trường và các quy trình [8]. + Hiểm họa (Hazard - H): là sự xuất hiện tiềm tàng của các hiện tượng tự nhiên hoặc do con người gây ra có thể gây thương tật, chết người hoặc ảnh hưởng sức khỏe, làm hư hại hoặc mất mát tài sản, cơ sở hạ tầng, sinh kế, cung cấp dịch vụ và tài nguyên môi trường [37] + Mức độ phơi bày trước hiểm họa (Exposure - E): Mức độ phơi bày (trước hiểm họa) được sử dụng để chỉ sự hiện diện (theo vị trí) của con người, sinh kế, các dịch vụ môi trường và các nguồn tài nguyên, cơ sở hạ tầng, hoặc các tài sản kinh tế, xã hội hoặc văn hóa ở những nơi có thể chịu những ảnh hưởng bất lợi bởi các hiện tượng tự 13 nhiên và vì thế có thể là đối tượng của những tổn hại, mất mát, hư hỏng tiềm tàng trong tương lai [37] + Tính nhạy (Sensitivity - S): được hiểu là xu hướng tự nhiên của con người, cơ sở hạ tầng và môi trường bị ảnh hưởng bởi một hiện tượng nguy hiểm do thiếu sức chống chịu và xu hướng của xã hội và hệ sinh thái bị thiệt hại như là hậu quả của các yếu tố nội tại và điều kiện bên ngoài dẫn đến dễ nhận thấy rằng những hệ thống như vậy một khi bị tác động sẽ sụp đổ hoặc thiệt hại nghiêm trọng và bị phá hủy do ảnh hưởng của một hiểm họa [37] + Khả năng chống chịu (Adaptive capacity - AC): là khả năng của một hệ thống và các hợp phần của nó có thể phán đoán, hấp thụ, điều chỉnh và vượt qua những ảnh hưởng của một hiện tượng nguy hiểm một cách kịp thời và hiệu quả kể cả khả năng giữ gìn, hồi phục và tăng cường các cấu trúc và chức năng cơ bản quan trọng của hệ thống đó [37] 1.2 Một số nghiên cứu tính dễ bị tổn thương trên thế giới Có thể nói rằng, hệ thống cơ sở hạ tầng đóng vai trò hết sức quan trọng trong sự phát triển của một vùng miền hay rộng hơn là một quốc gia nào đó, với những đặc thù riêng có của mình, hệ thống cơ sở hạ tầng phần lớn đều phơi lộ trước những thay đổi của khí hậu. Ban đầu, hầu hết các nghiên cứu đánh giá TDBTT chỉ chú trọng đến sự tổn thương về mặt cơ học của hệ thống cơ sở hạ tầng mà chưa xét đến các yếu tố kinh tế - xã hội, môi trường và con người. Một số nghiên cứu tiêu biểu như: Harvey và nnk [36] với đối tượng đánh giá là hệ thống giao thông đô thị mà cụ thể là đường giao thông với bộ dữ liệu gồm có: số liệu về độ tuổi, chiều dài tuyến đường, kết cấu mặt đường (vật liệu, độ nhám mặt đường, chiều dày các lớp, độ bền…). Dựa trên kết quả mô hình ứng với kịch bản SRES A2 của Ủy ban liên chính phủ về BĐKH (IPCC) với các thông số như: nhiệt độ, lượng mưa, độ ẩm. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự thay đổi trong công tác bảo trì mặt đường và các chi phí phục hồi chức năng như là một kết quả của sự BĐKH, dân cư, nhu cầu giao thông vận tải. Ngoài ra, có một sự giảm nhỏ (từ 0% đến 3%) trong ngân sách bảo trì đường và phục hồi chức năng của đường dựa trên sự thay đổi trong các yếu tố khí hậu. Kết quả này phản ánh khí hậu Úc ngày càng nóng hơn và khô hơn làm cho mặt đường bị xuống cấp. Năm 2007, Tổ chức nghiên cứu khoa học công nghiệp Úc (CISRO) đã tiến hành đánh giá rủi ro cho hệ thống cơ sở hạ tầng tại bang Victoria, Úc. Với đối tượng 14 cơ sở hạ tầng được đánh giá đa dạng hơn cụ thể như lĩnh vực tài nguyên nước (hồ chứa, cống, hệ thống tiêu thoát lũ), lĩnh vực năng lượng (điện, ga và dầu), lĩnh vực thông tin liên lạc (mạng di động, cáp truyền hình), lĩnh vực giao thông (đường bộ, đường sắt, cầu, cảng, sân bay), lĩnh vực xây dựng dân dụng (nhà cửa, thiết bị đô thị tại khu công cộng, khu giải trí.….). Đánh giá dựa trên tiêu chuẩn AS/NZS 4360:2004 + HB436 (Tiêu chuẩn Quản lý rủi ro, Úc) và kịch bản cơ sở hạ tầng chịu tác động xấu nhất của BĐKH đến các năm 2030 và 2070, với giả định không có phản ứng thích ứng nào được đưa ra để giảm thiểu tác động của BĐKH đến các năm 2030 và 2070 Cũng trong năm 2007, Larrivee và Simonet [39] đã chỉ ra rằng không phải tất cả cơ sở hạ tầng đều phơi nhiễm trực tiếp trước tác động của BĐKH nhưng có thể bị gián tiếp ảnh hưởng do các cơ sở hạ tầng phụ thuộc lẫn nhau. Ngoài các yếu tố về khí hậu thì các yếu tố như tiêu chuẩn thiết kế công trình, thời gian sử dụng của công trình, sự thay đổi mục đích sử dụng đất, độ che phủ của đất.… ảnh hưởng không nhỏ tới TDBTT của hệ thống cơ sở hạ tầng, qua đó đưa ra các giải pháp thích ứng như kỹ thuật xây dựng và công nghệ vật liệu mới. Năm 2008, phát triển từ những nghiên cứu đánh giá TDBTT cho hệ thống cơ sở hạ tầng, Ủy ban Kỹ thuật tổn thương cơ sở hạ tầng công cộng Cannada (PIEVC) [33] đã xây dựng bộ công cụ đánh giá mức độ tổn thương kỹ thuật cho hệ thống cơ sở hạ tầng. Tại thời điểm này, bốn đối tượng chính được tập trung nghiên cứu là: cơ sở hạ tầng tài nguyên nước, đường giao thông, cầu cống và các tòa nhà sau đó mở rộng áp dụng cho các đối tượng như đập, sân bay, cảng biển, hệ thống thông tin và truyền tải điện. Tính đến tháng 4 năm 2015, bộ công cụ này đã áp dụng cho hơn 40 đánh giá rủi ro không những vậy bộ công cụ còn được áp dụng để đánh giá tại khu vực ngoài Canada như Hunduras, Costa Rica. Trong nghiên cứu của Angela Peck, Elisabeth Bowering và S.P.Simonovic[32] đối tượng được đánh giá là hệ thống cơ sở hạ tầng đô thị tại London cụ thể là: hệ thống cầu, đường giao thông, cống thoát lũ. Trên cơ sở chồng ghép bản đồ hệ thống hạ tầng đô thị hiện trạng và bản đồ ngập lụt với các kịch bản phác thải khác nhau, kết quả nghiên cứu đã chỉ ra được đối tượng dễ bị tổn thương cũng như xây dựng bản đồ thể hiện mức độ TDBTT của hệ thống hạ tầng đô thị tại từng khu vực trong thành phố London; 15 Nhận thấy rằng, với cách tiếp cận ở khía cạnh tổn thương cơ học trong việc đánh giá TDBTT đối với hệ thống cơ sở hạ tầng mà chưa xét đến sự ảnh hưởng của các yếu tố kinh tế - xã hội, thể chế, môi trường và con người đã chưa thực sự thể hiện một cách tổng quát được sự tác động của các yếu tố đến tính dễ bị tổn thương. Chính bởi vậy, các nghiên cứu sau này đã dần hoàn thiện với cách tiếp cận đa chiều hơn, phù hợp với từng đối tượng cơ sở hạ tầng tại các khu vực khác nhau. Một số nghiên cứu có thể kể đến như: Theo NJTPA [43] nghiên cứu tính dễ bị tổn thương do BĐKH và đánh giá rủi ro của hệ thống cơ sở hạ tầng giao thông tại Bang NewJersay, đánh giá TDBTT dựa vào 2 tiêu chí chính đó là mức độ phơi nhiễm và khả năng thích ứng. Mức độ phơi bày trước hiểm họa của hệ thống cơ sở hạ tầng được xác định dựa trên phân tích lớp phủ không gian của mức độ ngập lụt như nước biển dâng, bão, lũ lụt .trong môi trường GIS. Nghiên cứu mang tính định lượng và được đơn giản hóa các yếu tố khi xác định mức độ ngập lụt theo các kịch bản, các yếu tố xã hội, kinh tế. Nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở việc đánh giá tính dễ bị tổn thương cho hệ thống giao thông đô thị. Fakhruddin và nnk [35] đã đánh giá TDBTT của hệ thống cơ sở hạ tầng tại đảo Samoa thuộc vùng biển Thái Bình Dương. Nghiên cứu dựa vào khung khái niệm của IPCC 2001, với ba tiêu chí đánh giá là độ phơi nhiễm trước hiểm họa, tính nhạy của hệ thống và khả năng thích ứng. Bên cạnh đó, tác giả đã sử dụng kết hợp phương pháp điều tra xã hội học và phương pháp xây dựng chỉ số tổn thương có xét đến các yếu tố thể chế kinh tế - xã hội, y tế và sự hiểu biết của người dân địa phương. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, trong bốn đối tượng nghiên cứu thì đối tượng cơ sở hạ tầng giao thông vận tải là dễ bị tổn thương nhất do mức độ phơi nhiễm cao và khả năng ứng phó thấp trước các tai biến khí hậu. 1.3 Một số nghiên cứu tính dễ bị tổn thương trong nước Cùng với sự phát triển của các ngành khoa học trên thế giới, kế thừa các thành quả này các nghiên cứu trong lĩnh vực BĐKH tại Việt Nam trong thời gian qua đã thu được kết quả rất đáng khích lệ, đóng góp một phần không nhỏ trong việc hoạch định chính sách, nâng cao khả năng thích ứng và quản lý rủi ro thiên tai. Việc đánh giá tính dễ bị tổn thương tại Việt Nam đã được các nhà nghiên cứu đề cập gần như song hành với các nghiên cứu về BĐKH, trong đó, có thể kể đến các công trình nghiên cứu tiêu 16