Nghiên cứu địa mạo phụcvụ giảm thiểu tai biến thiên nhiên vùng ven biển Hạ Long

Tai biến thiên nhiên (natural hazard) là sự kiện tự nhiên gây nhiều tổn thất cho con người cả về vật chất lẫn tính mạng, sinh ra do sự tương tác giữa hệ thống quản lý tài nguyên của con người với các hiện tượng tự nhiên cực đoan hoặc hiếm hoi có nguồn gốc khác nhau (địa vật lý, khí quyển, sinh học, v.v.).

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Quảng Ninh là tỉnh có vị trí quan trọng trong vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ, được xem như một phần quan trọng của tam giác tăng trưởng kinh tế ở phía Bắc (Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh), hướng phát triển đã được Chính Phủ xác định: “Hình thành các trung tâm lớn có ý nghĩa tạo vùng và giao lưu Quốc tế để hỗ trợ cho các tỉnh nam vùng đồng bằng sông Hồng, hình thành các trung tâm công nghiệp lớn, phát triển các ngành công nghệ cao thuộc các lĩnh vực điện tử tin học, sản xuất vật liệu mới, sản xuất hàng tiêu dùng, chế biến thực phẩm, phát triển kinh tế cảng biển và đi đầu trong hợp tác quốc tế, thu hút đầu tư nước ngoài”

Các hoạt động phát triển một mặt thúc đẩy nền kinh tế, một mặt gây nên những tác động lớn tới môi trường Các tai biến thiên nhiên, sự cố môi trường có xu hướng gia tăng, nhiều hợp phần môi trường trong vùng bị suy thoái

Khu vực Hạ Long - Cẩm Phả là nơi tập trung hàng loạt các khu khai thác than lộ thiên quy mô lớn, với các mỏ than tầm cỡ như Núi Béo, Hà Lầm, Đèo Nai, Cọc Sáu, Mông Dương Trong quá trình khai thác, các công ty than đã tạo ra một nguồn vật liệu đất đá thải vô cùng lớn và hầu hết được đưa tới đổ ngay gần các khu khai thác, tập trung trên phần đỉnh phân thủy và sườn của các khối núi Theo thời gian chúng tạo thành những núi đất đá thải khổng lồ nằm ngay gần vịnh Hạ Long, Bái Tử Long và các khu dân cư đông đúc Các bãi đất đá thải đều được cấu tạo bởi những vật liệu bở rời, có

độ gắn kết kém, độ dốc lớn, lại nằm ở vị trí thượng nguồn của các sông suối, bởi vậy nguy cơ phát sinh trượt lở và lũ bùn đá từ đây rất cao, thường xuyên đe dọa các khu dân cư lân cận và ảnh hưởng trực tiếp đến khu di sản thiên nhiên thế giới vịnh Hạ Long

Trên cơ sở nghiên cứu các tai biến trượt lở, lũ bùn đá, xói lở - bồi tụ bờ biển đề tài đề xuất các biện pháp giảm thiểu tai biến thông qua việc cảnh báo không gian có nguy cơ phát sinh tai biến

Các tai biến thiên nhiên có nhiều nguồn gốc khác nhau, song một phần không nhỏ các quá trình phát sinh chúng có liên quan đến địa hình hoặc thông qua quá trình địa mạo Do đó, việc nghiên cứu địa mạo bao gồm cả nghiên cứu các quá trình xảy ra trong quá khứ dẫn tới sự hình thành bề mặt địa hình, các tầng trầm tích đồng sinh và nghiên cứu các quá trình địa mạo động lực hiện đại đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc xác định nguyên nhân cũng như góp phần giảm thiểu tác hại của các tai biến thiên nhiên

Chính vì lý do đó tác giả đã lựa chọn đề tài “Nghiên cứu địa mạo phụcvụ giảm thiểu tai biến thiên nhiên vùng ven biển Hạ Long – Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh”

Đây là một vấn đề cấp thiết có tính khoa học và thực tiễn cao

2 Mục đích nghiên cứu của đề tài

Làm sáng tỏ mối quan hệ giữa địa hình, các quá trình địa mạo với tai biến trượt lở,

lũ bùn đá, xói lở-bồi tụ bờ biển làm cơ sở cho công tác cảnh báo và đề xuất các giải pháp giảm nhẹ thiệt hại do chúng gây ra

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là địa hình và các quá trình địa mạo trong mối quan hệ của chúng với tai biến trượt lở, lũ bùn đá, xói lở-bồi tụ bờ biển trên khu vực nghiên cứu.Khu vực nghiên cứu thuộc thành phố Hạ Long và thị xã Cẩm Phả , tỉnh Quảng Ninh giới hạn trong hình chữ nhật có tọa độ góc Trên-Trái (X = 21002’25’’ Y = 107003’33’’), Dưới-Trái (X = 20055’54’’ Y = 107004’02’’), Trên-Phải (X = 21003’49’’ Y = 107020’19’’)

và Dưới-Phải (X = 20057’19’’ Y = 107020’47’’), có diện tích khoảng 350 km2

4 Nội dung nghiên cứu

- Tổng hợp các tài liệu về điều kiện tự nhiên-kinh tế xã hội khu vực Hạ Long – Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh

- Đánh giá và làm rõ vai trò các nhân tố dẫn tới sự hình thành lũ bùn đá khu vực Hạ Long - Cẩm Phả

- Phân tích và tổng hợp các thông tin địa mạo với các thông tin về tự nhiên, nhân sinh để đánh giá và xác định các vị trí tiềm ẩn lũ bùn đá

- Phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình bồi tụ - xói lở bờ khu vực Hạ Long – Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh

- Phân tích, đánh giá hiện trạng tai biến bồi tụ - xói lở bờ khu vực Hạ Long – Cẩm Phả do quá trình khai thác than gây ra

- Xây dựng bản đồ nguy cơ tiềm ẩn tai biến trượt lở, lũ bùn đá, bồi tụ - xói lở bờ khu vực Hạ Long - Cẩm Phả và phân vùng cảnh báo chúng

- Đề xuất các biện pháp giảm thiểu tai biến trên cơ sở địa mạo

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Việc thực hiện đề tài có ý nghĩa khoa học và thực tiến khi phân tích một cách hệ thống mối liên hệ giữa cấu trúc địa hình, hình thái địa hình với nguy cơ phát sinh, phát triển và diễn biến của các tai biến thiên nhiên ở khu vực nghiên cứu

Xây dựng sơ đồ phân vùng nguy cơ tai biến phục vụ cảnh báo tai biến trượt lở, lũ bùn đá, bồi tụ - xói lở bờ khu vực Hạ Long - Cẩm Phả.

Trên cơ sở đó đưa ra các giải pháp, kiến nghị nhằm giảm thiểu tai biến thiên nhiên là

cơ sở khoa học cho công tác quy hoạch lãnh thổ và phát triển bền vững của khu vực

6 Cấu trúc của luận văn

Nội dung của luận văn, ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, sẽ được trình bày trong 3 chương:

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TIẾP CẬN ĐỊA MẠO TRONG NGHIÊN CỨU GIẢM THIỂU TAI BIẾN THIÊN NHIÊN

CHƯƠNG 2: CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH THÀNH TẠO ĐỊA HÌNH VÀ PHÁT SINH TAI BIẾN TRÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH ĐỊA MẠO KẾT HỢP VIỄN THÁM VÀ GIS CHO CẢNH BÁO TAI BIẾN THIÊN NHIÊN VÙNG VEN BIỂN HẠ LONG – CẨM PHẢ, TỈNH QUẢNG NINH

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TIẾP CẬN ĐỊA MẠO TRONG NGHIÊN CỨU

GIẢM THIỂU TAI BIẾN THIÊN NHIÊN 1.1 Tổng quan về tai biến thiên nhiên.

Tai biến thiên nhiên (natural hazard) là sự kiện tự nhiên gây nhiều tổn thất cho con người cả về vật chất lẫn tính mạng, sinh ra do sự tương tác giữa hệ thống quản lý tài nguyên của con người với các hiện tượng tự nhiên cực đoan hoặc hiếm hoi có nguồn gốc khác nhau (địa vật lý, khí quyển, sinh học, v.v.).

Tuy nhiên, như White G., một nhà nghiên cứu tai biến thiên nhiên đã nhận xét rằng không có một tai biến thiên nhiên nào tồn tại ngoài sự điều chỉnh của con người đối với nó Điều đó có nghĩa là phần lớn các tai biến thiên nhiên xảy ra đều có sự can thiệp tích cực của con người như đốt rừng làm nương rẫy, đô thị hoá, khai thác qúa mức các loại tài nguyên như nước ngầm, v.v.,

1.1.1 Khái quát chung về trượt lở đất

1.1.1.1 Định nghĩa trượt lở đất

Theo Patrick L.Abbott , trượt lở là sự dịch chuyển trên bề mặt hay gần bề mặt của một khối đất đá theo chiều trọng lực (từ cao xuống thấp), ở các quy mô khác nhau: quy mô nhỏ khối trượt lở có thể chỉ vài m3 quy mô lớn khối trượt đến hàng nghìn mét khối đất đá Khi khối trượt chuyển dịch, tồn thất sẽ xảy ra trên khối trượt và cả nơi dồn tụ vật liệu trượt

1.1.1.2 Nguyên nhân gây trượt

a Nguyên nhân địa chất

 Vật liệu yếu nhạy cảm.

Vật liệu hay gắn liền nhất với các tai biến về đất là các tinh thể sét Sét có số lượng nhiều nhất trong tất cả các loại trầm tích Chúng được tạo thành trong quá trình phong hoá khi các đá lộ ra ở bề mặt phân huỷ và hình thành các khoáng mới trong điều kiện nhiệt độ và áp suất thấp

Phong hoá hoá học xảy ra khi nước axít ví dụ như nước, nước tích CO2 và các axít hữu cơ làm phân huỷ các khoáng Ví dụ như một tinh thể macma nguội lạnh tại

độ sau 5 dặm có các khoáng được tinh thể hoá trong điều kiện cân bằng với áp suất cao và nhiệt độ vào khoảng 1.100 tới 1.60000C Khi các khoáng này lộ ra trên bề mặt

đất qua quá trình địa chất lâu dài và sự bào mòn, chúng thoát ra khỏi sự cân bằng với điều kiện áp suất thấp và nhiệt độ thấp trên bề mặt đất Các khoáng này có xu hướng chuyển sang các cấu trúc nguyên tử mới để đưa về trạng thái cân bằng Trong quá trình phân huỷ, cấu trúc nguyên tử tương đối đơn giản của các khoáng như felspat sẽ chuyển sang các cấu trúc và thành phần biến đổi tự do của khoáng sét.

Mặc dù thành phần hoá học của felspat và sét là như nhau, nhưng cấu trúc bên trong của chúng khác nhau Các tinh thể sét rất nhỏ, chúng quá nhỏ để có thể thấy trên một kính hiểu vi thông thường Các khoáng sét có cấu trúc như một quyển sách siêu hiển vi Nhìn từ bên trên thì chúng gần như cân đối theo các chiều Thế nhưng khi nhìn ở góc cạnh thì ta thấy khoáng sét là một tấm mỏng được phân thành nhiều tấm mỏng hơn nằm song song với nhau giống như các trang giấy Cấu trúc giống như cuốn sách thường được hình thành ở các vùng đất mà nước di chuyển cuốn

đi một thành tố nào đó trong cấu trúc và để lại các vị trí hổng trong cấu trúc tinh thể.Khi các khoáng sét tiếp thu các nguyên tố khác nhau và các nguyên tố khác bị đầy

đi, các khoáng này sẽ gia tăng hay giảm đi độ bền vững, chúng giãn nở và thu nhỏ, và chúng có thể hấp thụ nước và sau đó đẩy nước ra Điều kiện thay đổi liên tục gây ra

sự biến đổi trong độ bền vững của khoáng sét theo thời gian Do đó, có những khoảng thời gian mà các khoáng sét trên con dốc trở nên yếu đi và trọng lực sẽ có điều kiện kích hoạt một trận trượt đất

Các đặc tính cơ học và độ bền của đá thường được kiểm soát bởi từ 10 tới 15 phần trăm các đá có kích thước mịn nhất Các khoáng nhỏ như sét thường có khuynh hướng giảm độ bền do nước vì 1) Nước được hấp thu vào phần ngoài của sét do đó làm các hạt tách rời, và 2) Nước được hấp thu vào giữa các lớp gây ra sự giãn nở và mất độ bền vững

 Vật liệu bị phong hóa

Phong hoá biến đổi tính chất kĩ thuật của đá, bao gồm sự suy giảm cường độ, mất tính đàn hồi, giảm mật độ, tăng độ ẩm và độ rỗng Do vậy có thể xem vỏ phong hoá

là một trong các yếu tố có ảnh hưởng đến nứt Trượt đất

Thông thường, theo đo vẽ địa chất và tìm kiếm khoáng sản, mặt cắt phong hoá đầy

đủ từ trên xuống dưới bao gồm đới thổ nhưỡng, đới laterit, đới sét, đới saprolit và đới

đá gốc Sự phân chia như vậy phản ánh mức độ phá huỷ của đất đá theo chiều sâu tính từ bề mặt địa hình và ý nghĩa sinh khoáng của vỏ phong hoá.

Đới laterit là đới phong hoá triệt để nhất trong các đới thuộc vỏ phong hoá, thường gồm sét bột cát đến sạn sỏi, sạn sỏi cát, cấu tạo hạt đậu hoặc kết hạch; mức độ vụn nát rất cao, thường là sét pha, cát pha, cát sạn lẫn bột sét, bột sét lẫn cát sạn, thành phần khoáng vật không đồng nhất với nhiều khoáng vật thứ sinh; khi ở trong đất thì mềm; khi lộ ra ngoài thì kết cứng thành đá ong hoặc dăm cuội sỏi Đất laterit có sức chống cắt khá lớn, có thể tạo nên các mái dốc ổn định với các góc dốc 450 hoặc lớn hơn

Đới sét là đới phong hoá khá triệt để, hàm lượng sét tăng, thường là 45 –46%, sét bột 60 – 90%, cát 10 – 25%, sạn không đáng kể Với tầng này, đất thường chặt, dung trọng khô trung bình đến lớn, hệ số lỗ rỗng giảm, hệ số thấm giảm, góc ma sát trong và lực dính đạt đến các giá trị lớn đến trung bình Hệ số nén lún trung bình, khả năng xảy ra Trượt trong tầng này không lớn

Đới sét và đới laterit (kể cả đới thổ nhưỡng phía trên đới laterit), tương đương với đới vỡ mịn trong thang phân loại các đới vỏ phong hoá đặc điểm địa chất công trình

Đới saprolit là đới sét phong hoá không hoàn toàn, hàm lượng sét thấp, bột cát khá cao và hàm lượng sạn dăm và kích thước tăng về phía dưới, đáng kể ở phần thấp của mặt cắt Tỉ lệ các hợp phần: SiO2 > Al2O3 > Fe2O3 Trong các khoáng vật, hàm lượng kaolinit còn thấp, chưa có gipxit Phụ đới này tương ứng với đới vỡ nhỏ trong thang phân chia các đới vỏ phong hoá theo đặc điểm địaa chất công trình Đặc điểm chung: các hạt kích thước khác nhau, rời rạc, các khoáng vật đã bị biến đổi khá nhiều Liên kết giữa các hạt yếu, cường độ chống cắt, chống nén nhỏ

Đới đá gốc: đá nguyên thuỷ, hầu như chưa bị biến đổi và nứt vỡ do ngoại sinh Đới này tương đương với đới nguyên thể

 Các cấu trúc địa chất bất lợi

Các bề mặt trượt có trước là tiền đề cho các vụ trượt đất sau này Khi một khối đất lần đầu tiền tách rời và trượt xuống dốc, nó có khuynh hướng tạo ra một lớp trơn của các vật liệu bên dưới Lớp này đặc biệt gây trượt khi bị thấm ướt

Sự định hướng của các tầng đá trong sườn dốc tạo ra các mức nhạy cảm đối với trượt đất khác nhau của sườn Ở nơi mà các tầng đá cắm vào với góc nhỏ hơn góc dốc thì nguy cơ gây trượt sẽ lớn hơn.

Điều kiện này được gọi là hiện tượng đá nền lộ khi mà một đầu cúa các tầng đá cắm nông được lộ ra trên sườn dốc hơn Trên mặt còn lại của cùng một ngọn đồi thì cũng tầng đá đo cắm vào ngọn đồi với một góc lớn hơn gây khó khăn cho quá trình trượt lở

Các chỗ yếu trong đá tạo ra điều kiện trượt Chuyển động khối sẽ xảy ra ở nơi đá không gắn kết; các vật liệu yếu tạo ra bề mặt trượt, các tầng đá mềm nằm trên vật liệu cứng; các đứt gãy tách rời các khối đá; một đứt gãy cổ xưa hoạt động như một bề mặt trượt

 Sự khác nhau về độ thấm ướt hay độ cứng của vật liệu

Các tầng có độ thấm khác nhau có vai trò khác nhau đối với nứt trượt lở đất Khả năng thấm lớn nhất theo phương song song với mặt lớp, phương kéo dài của tập đất

đá có độ thấm lớn Sự có mặt của các lớp kẹp không thấm và thấm kém tương đối làm cho sự thấm nước có tính dị hướng Các tầng đất có độ thấm kém tương đối nằm dưới các tầng có độ thấm cao hơn khi có ảnh hưởng của nước ngầm sẽ phát sinh giữa chúng một bề mặt có thể gây trượt

b Nguyên nhân địa mạo

 Chuyển động kiến tạo, núi lửa

Đứt gãy và các trung tâm phun trào, các cấu trúc núi lửa, nứt trượt đất có mối quan

hệ mật thiết với nhau Hầu hết các trung tâm phun trào đều nằm trên các đường đứt gãy và nơi giao nhau của chúng, mật độ photolineament và cấu trúc vòng khá cao Các đá phun trào tướng họng ở các khu trung tâm của vòm dễ bị phong hoá, tạo nên lớp vỏ phong hoá dày có tính chất cơ lý yếu Do vậy khu trung tâm phun trào chính là nơi xung yếu về mặt địa chất đối với nứt trượt lở đất

 Hoạt động xói ngầm.

Nước chảy qua đá có thể làm hoà tan một số các khoáng kết nối các đá này

Sự mất đi của các vật liệu kết nối làm gảim sự gắn kết đá và làm giảm độ bền vững của con dốc, tạo điều kiện cho trượt đất xảy ra

Nước chảy dưới đất không chỉ có thể ăn mòn hoá học các khoáng mà còn có thể ăn mòn vật lý các vật liệu rời rạc Sự sói ngầm có thể tạo ra các hệ thống hang lớn Một mạng lưới các hang sẽ làm cho dốc trở nên yếu hơn.

c Các nguyên nhân khác

Thực vật có ảnh hưởng đến sự ổn định của sườn theo nhiều cách Có nhiều cơ chế

cơ học thủy văn giúp giải thích vai trò bảo vệ của thực vật Các cơ chế này bao gồm

sự gia cố cơ học và sự ngăn cản của rễ cây tới sự thay đổi chế độ thủy văn của con dốc qua sự can thiệp của thực vật và sự tách độ ẩm đất do các quá trình hô hấp – bay hơi

Thực vật thân cỏ hay một thảm cỏ dày cung cấp sự bảo vệ tốt nhất chống lại sự bào mòn do mưa và gió Ngược lại, các thực vật thân gỗ có rễ cắm sâu thì có hiệu quả hơn trong việc phòng chống các nứt trượt lở đất Sự mất lớp phủ thực vật có thể đem đến kết

Ngoài ra trượt lở đất còn xảy ra do các nguyên nhân do con người như việc phá hủy phần chân dốc hay gia tăng khối lượng phần trên dốc

Vật liệu trên bề mặt trượt có thể được chia ra làm khối dẫn động nằm nghiêng và khối cản động Một con dốc nằm ở trạng thái cân bằng khi mà khối dẫn động tách ra và di chuyển xuống dốc nhưng nó bị cản lại bởi khối cản động đóng vai trò như cái then chốt chặt khối cản động và con dốc ở vị trí cũ Con người có thể gây

ra trượt đất bằng cách gia tăng khối lượng khối dẫn động hay khai thác vật liệu từ khối cản động để dọn đường xây dựng đường xá hay xây nhà và do đó làm yếu khối cản động

1.1.2 Khái quát chung về lũ bùn đá.

1.1.2.1 Khái niệm lũ bùn đá

Lũ bùn đá là một dạng của lũ quét, mang theo nhiều bùn đá, xảy ra thường liên quan đến hiện tượng vỡ dòng gây ra do sự nghẽn tắc vật liệu bởi cấu trúc của thung lũng sông suối Cũng giống như những trận lũ quét bất kì nào, lũ bùn đá diễn ra đột ngột và nhanh chóng, có tốc độ chảy lớn và tương đối lớn trong mấy tiếng đồng hồ (3- 5 giờ trở lại), kèm theo những đợt sóng do dòng chảy bị tắc nghẽn, nhưng sau đó lại được khai thông dưới sức ép của khối vật chất mang theo mỗi lúc một nhiều Trong những trường hợp như vậy, đôi khi thời gian kéo dài của lũ bùn đá tăng lên

đến 8- 12 giờ Lũ bùn đá không phải là nét đặc trưng gì đó của chế độ dòng chảy, mà xảy ra bất ngờ khi có sự quy tụ của các điều kiện nhất định tạo nên chúng Cho nên, nếu nói về thời gian hình thành của lũ bùn đá, thì chỉ có thể nhắc đến một giai đoạn

có khả năng diễn ra nhất Lượng vật liệu rắn chứa trong dòng lũ bùn đá có thể thay đổi trong phạm vi rộng, từ 10 -15% đến 40- 60% Các lũ bùn đá hoặc các dòng lũ bùn

đá thường tạo nên một kiểu trầm tích lục địa gọi là lũ tích

Lũ bùn đá thường phát sinh ở thượng nguồn các sông suối nhỏ và nơi hợp lưu giữa các sông suối nhỏ với các sông suối lớn hơn Sự xuất hiện lũ bùn đá thường có sự liên hệ chặt chẽ với hiện tượng trượt lở đất đá ở hai bên sườn các thung lũng sông, suối Các khối trượt đưa vật liệu ồ ạt xuống đáy thung lũng, làm nghẽn dòng chảy trong một khoảng thời gian tạm thời để rồi khi đã tích luỹ đủ năng lượng, dòng chảy

sẽ phá vỡ các đập chắn tạm thời và mang theo cả lượng đất đá đó xuống phía dưới tạo thành dòng bùn đá Dòng bùn đá này kết hợp với dòng chảy do mưa lớn, liên tục, cường độ cao sẽ tạo thành dòng lũ bùn đá

Lũ bùn đá diễn ra do chịu ảnh hưởng của tổ hợp các điều kiện tự nhiên và các hình thức hoạt động của con người trên lưu vực Đi vào bản chất, ta có thể phân ra các nhân tố theo ba nhóm tuỳ theo tốc độ biến đổi của chúng Các nhân tố không những ảnh hưởng đến sự hình thành lũ bùn đá mà chúng còn ảnh hưởng lẫn nhau

1.1.2.2 Các nhân tố ảnh hưởng tới phát sinh lũ quét – bùn đá

Các nhân tố ảnh hưởng tới phát sinh lũ quét – bùn đá được phân chia thành 3 nhóm: ít biến đổi, biến đổi chậm và biến đổi nhanh:

- Nhân tố ít biến đổi như: địa chất, địa mạo Tuy là ít biến đổi, nhưng lại ảnh hưởng trực tiếp đến sự hình thành lũ bùn đá Địa chất quyết định đến thành phần vật chất cấu tạo nên vỏ phong hoá Địa mạo làm gia tăng quá trình trượt đất, tạo ra các hình thái thung lũng sông phù hợp sự hình thành lên lũ bùn đá như hệ thống thung lũng xuyên thủng nối tiếp nhau

- Nhân tố biến đổi chậm như: phong hoá thổ nhưỡng, biến đổi khí hậu, lớp phủ thực vật … tác động rất ít đến sự hình thành lũ bùn đá Nhưng nếu thiếu sự che phủ của thực vật thì độ lên kết của vỏ phong hoá sẽ yếu đi, dòng chảy mặt tăng cao do sự thấm nước giảm … Lúc đó trượt đất xảy ra càng cao và nguy cơ lũ bùn đá tăng mạnh

- Nhân tố biến đổi nhanh như: mưa, trượt đất, dòng chảy mặt… ảnh hưởng trực tiếp đến sự hình thành lên lũ bùn đá

- Các hình thức hoạt động của con người trên lưu vực ảnh hưởng đến cả ba nhóm nhân tố, có vai trò rất lớn trong việc thúc đẩy sự hình thành lũ quét sớm hay muộn và tăng sự tàn phá của lũ quét

Mặc dù lũ quét, lũ bùn đá được đề cập đến nhiều, song hầu hết chúng chỉ được xem như những hiện tượng tự nhiên liên quan chủ yếu đến khí hậu, các điều kiện khác như địa chất, địa mạo… những yếu tố mặt đệm quan trọng quyết định đến sự hình thành và cường độ của chúng thì chưa được quan tâm đến nhiều

Việc phân tích các thông tin địa mạo, bao gồm thông tin về đặc điểm cấu trúc địa hình, các yếu tố trắc lượng hình thái (độ dốc, độ chia cắt ngang, chia cắt sâu), hướng sườn, thành phần thạch học, mật độ sông suối… và mối quan hệ giữa chúng sẽ là những dữ liệu hết sức quan trọng, làm cơ sở để đưa ra những nhận định ban đầu về các vị trí có khả năng xảy ra lũ bùn đá

Dòng lũ bùn đá thường được hình thành ở những suối có nhiều yếu tố tạo nên các đập chắn tạm thời Các đập chắn này thường được hình thành bởi các khối trượt đất lớn trực tiếp từ hai sườn phía bên cạnh, cũng có thể là sự dồn ứ vật liệu gồm các khối

đá lớn, các thân gỗ bị phá hủy từ phần trên của thung lũng đưa xuống

Sự phá vỡ các đập chắn này bởi sự quá tải sẽ dẫn tới hình thành dòng lũ bùn đá, các đê hay gờ chắn này thường được hình thành ở những chỗ bị thắt hẹp hay ở những nơi ngoặt đột ngột của thung lũng và tại những nơi có nhiều vết trượt lở từ hai sườn Việc xác định khả năng hình thành các thung lũng với sự xen kẽ giữa những đoạn mở rộng và thu hẹp sẽ là cơ sở cho việc đánh giá nguy cơ lũ bùn đá Các kết quả nghiên cứu trước đây đã cho thấy, các khe suối cắt vuông góc với hướng cắm của các tập đất

đá có độ bền vững khác nhau sẽ thuận lợi cho việc hình thành các thung lũng kiểu này, kiểu thung lũng xuyên thủng hay còn gọi là dạng ống chỉ

Khi lũ bùn đá xảy ra, trong lúc hoạt động chúng đều để lại dấu ấn của mình trên địa hình Tiêu biểu cho các dấu hiệu để nhận biết sự hiện diện của lũ bùn đá trong quá khứ chính là các sản phẩm tích tụ của chúng sau khi đã ngừng hoạt động Đó chính là những khối tích tụ trầm tích hỗn độn đặc trưng, gọi là lũ tích Chúng hợp thành nón phóng vật, vạt gấu sườn tích và lớp phủ lũ tích ở các sông suối và các dòng

chảy tạm thời, ở các đồng bằng trước núi, các thung lũng giữa núi… Việc phân tích

và đánh giá các điều kiện địa hình tại những khu vực đã từng xảy ra lũ bùn đá có ý nghĩa rất quan trọng cho việc dự báo chúng Các thông tin về trắc lượng hình thái, đặc điểm thạch học, đá gốc, đặc điểm mưa ở những nơi đã từng xảy ra lũ bùn đá sẽ

là chìa khoá cho kiệc tìm kiếm và xác định các khu vực tiềm ẩn loại tai biến này trong tương lai

1.1.3.Tổng quan về tai biến xói lở - bồi tụ bờ biển.

1.1.3.1 Khái niệm về tai biến xói lở - bồi tụ bờ biển

Xói lở và phá hoại bờ là một quá trình địa mạo, được biểu diễn bằng sự thay đổi hình thái, tức là sự thay đổi mặt cắt, hình dáng của bờ và tính ổn định của nó Quá trình ấy nhằm thiết lập sự tương ứng giữa các lực phong hoá, mài mòn và trọng lực, v.v tác dụng lên đất đá bờ với các lực chống lại bên trong của đất đá

1.1.3.2 Nguyên nhân gây xói lở - bồi tụ bờ biển

Đối chiếu các đặc điểm hình thái của bờ mài mòn và bờ tích tụ, có thể thấy rõ chúng phụ thuộc chủ yếu vào:

-Độ bền vững và trạng thái vật lý của đất đá bờ: Nếu bờ là đá cứng như đá

macma kết tinh dạng khối, các đá biến chất kết tinh dạng khối và dạng phân lớp, các

đá trầm tích được gắn kết bền chắc, được đặc trưng bằng độ bền cao, độ biến dạng nhỏ, độ thấm nước yếu, độ ổn định và sức chống chịu của các tác nhân khí quyển đều cao, thì phần nhiều chúng ít có những dấu vết tác động của vực nước Bờ thường cao, dốc mấp mô; đường bờ chạy dọc theo vách đứng hoặc bãi hẹp Hiện tượng đào mặt cắt cân bằng của các bờ chạy dọc theo vách đứng hoặc mới chỉ bắt đầu

Bờ là đất đá tương đối cứng (đá nửa cứng), tức là các đá macma, biến chất và các

đá trầm tích được gắn kết bền chắc nhưng đã bị nứt nẻ và phong hoá đáng kể, cũng như các đá trầm tích, đá mảnh vụn gắn kết yếu, các đá trầm tích sét, đá nguồn gốc hữu cơ, đá nguấn gốc sinh hoá, đá vụn kết núi lửa và đá trầm tích phun trào có độ chặt và độ bền nhỏ, thì dễ bị rửa khoét và phá hoại hơn Các đá như vậy khác với các

đá cứng ở độ bền và độ ổn định đối với các tác nhân phong hoá kém hơn, ở độ biến dạng, ở độ thấm nước đáng kể và cao Chúng thường bị nứt nẻ đáng kể còn các đá có tính hoà tan thì sinh ra hang hốc

- Điều kiện thế nằm của đất đá: Khi thế nằm của đất đá trầm tích nghiêng về phía

lục địa hoặc thế nằm ngang, thì tính liên tục trong sự phân tầng của đất đá có thành phần thạch học khác nhau có một ý nghĩ quan trọng Nếu ở mực sóng vỗ lộ ra các đất

đá yếu, thì ngấn sóng vỗ bờ sẽ nhanh chóng được đào khoét, tạo nên các mái hiên treo lơ lửng, các bậc nhô ra và sau đó là hiện tượng đất đá đổ và những đợt sập đổ ào

ạt của bờ Khi thế nằm của đất đá nghiêng về phía vực nước, thì hiện tượng xói lở bờ

sẽ làm phát sinh hiện tượng trượt đất đá Cũng thế nằm này, nhưng nếu đất đá đặc chắc, bền vững lộ ra, thì chúng sẽ tạo nên một lớp phủ bảo vệ, làm chậm lại hoặc ngăn cản sự phá hoại bờ

- Hướng của các cấu trúc kiến tạo ở đới bờ: có ảnh hưởng nhất định đến hình

dáng của bờ Về phương diện này, người ta phân biệt ra trên bờ dọc (kéo dài dọc các đường kiến tạo), bờ ngang, bờ chéo và bờ có vị trí trung gian Bờ dọc thường là đường thẳng, ít bị chia cắt; hình dáng của bờ ngang và bờ chéo thường không có quy luật; bờ trung gian hướng dọc theo các kiến trúc khối tảng ở những vùng phổ biến các

đá dạng khối, bờ bị chia cắt yếu, khá thẳng

Các quan sát cho thấy mạng lưới địa lý thuỷ văn hiện có ở đới ven bờ biển có ảnh hưởng lớn đến việc hình thành bờ Sông, đặc biệt là các sông ở miền núi, mang theo nhiều vật liệu rời rạc di động; các vật liệu này được lắng đọngở đới bờ hoặc bị các dòng chảy có hướng, sóng vỗ, tuỷ triều tải đến nhiều chỗ dọc bờ Tình hình vật liệu rời rạc sẽ đẩy nhanh hơn sự phát trienẻ các hiện tượng mài mòn, đặc biệt ở các bờ dốc sâu; ngược lại, dư thừa chúng sẽ ngăn chặn sự phát triển của mài mòn

Chế độ chuỷ văn của vực nước ở một vùng nào đó cũng có ý nghĩ nhất định và thường là quyết định ở các vực nước lớn, diện tích mặt nước rộng, các bờ có phương vuông góc với hướng gió chủ yếu (có thời gian gió thổi dài, tốc độ lớn) phải chịu tác động mạnh của sóng gió gây nên và do đó, khi các điều kiện đại mạo (bờ dốc sâu) và địa chất thuận lợi, dễ bị rửa xói và phá hoại Sóng khúc xạ cũng ảnh hưởng loại đó phải kể đến đầu tiên Các bờ khuất gió, không chịu cảnh hưởng của sóng do gió gây

ra, bị xói lở và phá hoại yếu hay mang đặc điểm tích tụ

Ngoài các nhân tố điều kiện thiên nhiên ảnh hưởng đến quá trình xói lở và phá haọi của các vực nước, các yếu tố nhân tạo liên quan đến các hoạt động xây dựng và kinh tế của con người cũng có ảnh hưởng đáng kể Hiện nay, có nhiều vị trí bờ bị xói

lở mạnh mẽ sau khi xây dựng các công trình, vì khi thiết kế và xây dựng chúng người

ta đã không chú ý đầy đủ đến động lực học của các quá trình địa chất ở đới bờ

Tất cả những điều đó chướng tỏ: ở đới bờ thường có sự cân bằng hết sức, dễ di động trong sự phát triển các các quá trình địa chất: sự cân bằng đó dễ bị phá vỡ do việc bố trí các công trình thiếu căn cứ địa chất Việc khai thác các vật liệu rời rạc để xây dựng ở chỗ cửa sông đổ ra biển, ở sườn bờ ngầm, đặc biệt là ở các bãi bồi, có tác dụng phá hoại hết sức lớn đến sự cân bằng hàng này

1.2 Tổng quan về tiếp cận địa mạo trong nghiên cứu giảm thiểu tai biến thiên nhiên

1.2.1 Trên thế giới.

Trên thế giới, lịch sử nghiên cứu địa mạo đã trải qua những giai đoạn phát triển khác nhau với những quan điểm và khuynh hướng nghiên cứu đa dạng, bao gồm cả nghiên cứu có tính chất lý thuyết cũng như nghiên cứu ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau

Từ những thập niên 60 đến 90 của thế kỷ trước đã có hàng loạt những công trình nghiên cứu về nguy cơ lũ lụt và tai biến kèm theo trên các đồng bằng châu thổ ở Đông Á, Đông Nam Á theo hướng tiếp cận địa mạo của các nhà địa mạo Nhật Bản.Phương pháp chủ yếu của các nhà nghiên cứu Nhật Bản là đo vẽ, phân loại và thành lập bản đồ địa mạo chi tiết, từ đó đánh giá mức độ ảnh hưởng của lũ lụt và một

số tai biến kèm theo như xói lở bờ sông, hiện tượng bồi lấp

Khác với các nhà địa mạo Nhật Bản, các hướng nghiên cứu của giới địa mạo phương Tây, Bắc Mỹ đa dạng và được nghiên cứu tổng thể hơn về mặt không gian Các nội dung được chú trọng như: đánh giá mối quan hệ giữa hình thái lưu vực và lũ lụt, vận chuyển bồi tích do lũ, xói lở- bồi tụ do lũ, lũ bùn đá…

Trong thời gian gần đây, bên cạnh các phương pháp địa mạo truyền thống, các công trình tập trung nhiều hơn cho việc nghiên cứu cảnh báo tai biến thiên nhiên với

sự hỗ trợ của công nghệ viễn thám và GIS

Qua đây cho thấy, thế giới đã khẳng định rất rõ vai trò quan trọng của địa mạo trong nghiên cứu tai biến thiên nhiên Cho đến nay, cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu này vẫn đang tiếp tục phát triển và ứng dụng rộng rãi cùng với sự trợ giúp đặc lực của công nghệ viễn thám và GIS Và rõ ràng, những vấn đề về lý thuyết cũng

như thực tiến của địa mạo trong nghiên cứu tai biến thiên nhiên, đặc biệt là nghiên cứu về vai trò của địa hình đối với sự hình thành loại tai biến này, vẫn cần được tiếp tục củng cố, hoàn thiện và phát triển.

và tạo đà phát triển phát triển cho hướng ứng dụng mới của khoa học địa mạo ở Việt Nam: nghiên cứu giảm thiểu tai biến thiên nhiên và nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong đo vẽ địa mạo và giảm thiểu tai biến thiên nhiên

Cho đến nay, hướng tiếp cận địa mạo trong giảm thiểu tai biến thiên nhiên được sử dụng rộng rãi Có nhiều đề tài nghiên cứu ở các cấp khác nhau: Nghiên cứu và cảnh báo tai biến thiên nhiên ở Trung Trung Bộ Việt Nam trên cơ sở địa mạo; Ứng dụng phương pháp địa mạo trong việc xác định đặc trưng lũ lụt vùng hạ lưu các sông Thu Bồn, Trà Khúc, của tập thể các tác gỉa khoa Địa lý trường Đại học Khoa học Tự nhiên ĐHQGHN

1.2.3 Cơ sở phương pháp luận tiếp cận địa mạo trong nghiên cứu giảm thiểu tai biến thiên nhiên.

Cơ sở phương pháp luận của bất cứ ngành khoa học nào cũng đều được xây dựng

từ mối liên hệ biện chứng giữa đối tượng và mục tiêu nghiên cứu của nó Đối tượng nghiên cứu của khoa học địa mạo nói cung là địa hình mặt đất, còn mục tiêu của nó là làm rõ bản chất của địa hình

Lý thuyết của khoa học địa mạo đã xác nhận địa hình là sản phẩm của mối tác động tương hỗ rất phức tạp, lâu dài và thường xuyên bị thay đổi theo không gian và thời gian giữa các quá trình nội sinh và ngoại sinh lên bề mặt Trái Đất Sự phát sinh,

phát triển của địa hình có mối liên hệ cụ thể và chặt chẽ với đặc điểm của môi trường

mà nó tồn tại Nó được xem như là một hợp phần của môi trường vốn có khả năng tự điều chỉnh, nghĩa là nó luôn luôn có quan hệ tương hỗ và quan hệ chi phối nhân-quả với những hợp phần khác Bề mặt Trái Đất chính là trường hoạt động của các lực đối lập nhau, nhưng tác đông của chúng lại có mối quan hệ mật thiết với nhau Chúng thường xuyên thay đổi và làm cho địa hình mặt đất cũng biến đổi không ngừng: có sinh ra, phát triển và bị mất đi, nghĩa là biến đổi từ trạng thái này sang trạng thái khác Ở mỗi thời điểm và không gian cụ thể, địa hình mặt đất có một trạng thái nhất định phụ thuộc vào mối quan hệ giữa các nhân tố lúc bấy giờ

Địa hình mặt đất là những thực thể vật chất có cấu trúc 3 chiều, được sinh ra và tiến hóa phụ thuộc vào mối quan hệ vật chất và năng lượng trong môi trường nó tồn tại Khi tích tụ vật chất thì xảy ra quá trình giải phóng năng lượng, còn khi giải phóng vật chất thì xảy ra quá trình tích lũy năng lượng và ngược lại

Để làm rõ bản chất của địa hình, các nhà địa mạo còn phải tìm hiểu thêm đối tượng nghiên cứu của một số môn khoa học khác, như tính chất của đất đá (đối tượng thạch học), sự chuyển động của nước (đối tượng của Thủy văn học), của không khí (đối tượng của Khí hậu, Khí tượng học), hay các quá trình chuyển động của vỏ Trái Đất (đối tượng của Kiến tạo học)….Mặt khác địa hình phát triển còn tuân theo quy luật vận động của thế giới vật chất Bởi vậy, ngoài việc sử dụng các tài liệu về địa chất, địa lý để làm rõ bản chất địa hình, địa mạo còn áp dụng cả những định luật trong vật lý như: định luật bảo tồn và biến đổi năng lượng và vật chất, các định luật

về chuyển động vật chất….Mặt khác, cũng như các khoa học khác, nghiên cứu địa mạo cũng được dựa trên những nguyên lý riêng của mình, các nguyên lý địa mạo đó là:

1 Tính đồng dạng:

Nội dung của nó là: Các sự kiện địa mạo đã, đang và sẽ xảy ra đều có những nét tương đồng Đây là cơ sở quan trọng cho việc khôi phục và dự báo các hoạt động địa mạo khi xác định được các nhân tố tham gia vào quá trình trên cơ sở nghiên cứu hiện tại Quan điểm này được đúc kết lại thành câu: “hiện tại là chìa khóa đi vào quá khứ”

2 Tính đột biến ngưỡng:

Đây là nguyên lý nói về sự đột biến các sự kiện địa mạo Tính đột biến ngưỡng chính là bước nhảy vọt trong quá trình tiến hóa để chuyển từ trạng thái địa mạo này sang trạng thái khác.

Tóm lại, nghiên cứu địa hình mặt đất trong trạng thái vật chất luôn luôn biến động

trên cơ sở các nguyên lý địa mạo là cách đi tốt nhất để hiểu rõ bản chất của địa hình

Đó là cơ sở phương pháp luận chung cho việc nghiên cứu địa mạo ở bất kỳ quy mô nào, bất kỳ quá trình địa mạo nào Đó cũng là cơ sở lý thuyết chung của địa mạo học: địa hình được sinh ra và tiến hóa trong mối tác động tương hỗ giữa các lực nội sinh

và ngoại sinh, do những nguyên nhân khách quan và chủ quan theo không gian và thời gian

1.3 Các phương pháp nghiên cứu

1.3.1 Nhóm các phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa

1.3.1.1.Các phương pháp khảo sát ngoài thực địa

Trên cơ sở đã có những phân tích tổng hợp trong phòng tiến hành đi thực địa Việc

đi thực địa sẽ giúp thu thập những tài liệu về đặc điểm địa mạo, xác định gianh giới giữ các dạng địa hình, thành phần vật chất trong khu vực, đặc điểm các dạng tai biến

và tác hại thực tế do nó gây ra Phát hiện chi tiết những đặc trưng của khu vực nghiên cứu, ghi nhận hiện trạng bằng cách chụp ảnh hay đo đạc, định vị bằng máy GPS Việc đi thực địa được tiến hành đồng thời với việc sử dụng các phương pháp phân tích chuyên nghành thu được kết quả tốt nhất cho nội dung nghiên cứu

1.3.1.2.Phương pháp phân tích đánh giá tổng hợp các số liệu và thông tin thu thậpThu thập tài liệu liên quan đến tai biến lũ là vấn đề quan trọng đã được đặt ra ở mỗi đề tài, đây là bước đầu tiên được xem xét trước khi triển khai công tác nghiên cứu điều tra thực địa Các số liệu này giúp người thực hiện nhiệm vụ có những nét khái quát mang tính tổng quan về thực trạng và diễn biến của lũ quét- lũ bùn đá, những hậu quả thiệt hại và tình hình khắc phục Đó là những cơ sở để định hướng nội dung về các bước tiến hành nghiên cứu Các tài liệu được thu thập từ các sở, ban, ngành ở địa phương, các tài liệu được lưu trữ ở các bộ, ngành quản lý Trung ương.1.3.1.3.Phương pháp điều tra nghiên cứu thu thập tài liệu

- Đánh giá hiện trạng xảy ra và diễn biến lũ bùn đá, những thiệt hại mọi mặt, vấn

Ngoài ra, trong nghiên cứu điều tra thực địa, vấn đề thu thập thông tin trong dân về

lũ quét- lũ bùn đá cũng rất được coi trọng Đây là những tư liệu quý, đặc biệt là về hiện trạng các loại tai biến và thiệt hại về vật chất và con người trong nhiều năm ở khu vực nghiên cứu

1.3.2 Nhóm phương pháp nghiên cứu địa mạo

1.3.2.1.Phương pháp trắc lượng hình thái

Mục đích của phương pháp này là phân tích định lượng địa hình bề mặt Trái Đất

để góp phần giải các vấn đề nguồn gốc và động thái của nó Trong đó, có thể nghiên cứu hình thái địa hình về: độ cao tuyệt đối, độ cao tương đối, độ dốc, hướng sườn, mật độ chia cắt ngang và chia cắt sâu… kết quả sẽ giúp cho việc xác định được các vị trí sẽ xảy ra lũ quét

Với đặc điểm địa hình liên quan đến lũ quét như độ dốc, hướng sườn, mức độ bằng phẳng, độ chia cắt ngang, độ chia cắt sâu… là những chỉ số quan trọng trong đánh giá sự nguy hiểm của lũ quét như:

- Độ dốc quy định tốc độ của dòng chảy cũng như ảnh hưởng tới sự trượt lở đất

đá trên sườn

- Mức độ bằng phẳng quy định tính chất vật liệu cấu tạo nên địa hình.

- Độ chia cắt ngang quy định kiểu dòng chảy

- Độ chia cắt sâu quy định bồn thu nước, hình thái hệ thống sông suối

1.3.2.2.Phương pháp kiến trúc hình thái

Phương pháp này nhằm xác định mối liên hệ giữa địa hình với cấu trúc địa chất,

về các mặt cấu trúc kiến tạo và thạch học Tìm ra sự phụ thuộc của hình thái địa hình đối với các điều kiện cấu trúc và thạch học như trên cơ sở của hiện tượng xâm thực chọn lọc (các loại đá mềm bị xâm thực mạnh hơn các loại đá cứng) Nhiều đặc điểm hình thái được quy định bởi đặc điểm thạch học Chẳng hạn, khi nghiên cứu địa mạo lục địa, người ta dễ dàng phân biệt được sự khác biệt giữa địa hình được thành tạo trên các đá mắc ma xâm nhập, mắc ma phun trào, đá trầm tích lục nguyên có thế nằm ngang hoặc nghiêng, đá vôi…

Các đặc điểm của trầm tích bở rời (thành phần độ hạt, thành phần khoáng vật, đặc điểm tướng…) cũng có ý nghĩa quan trọng khi nghiên cứu lũ quét Các đặc điểm trầm tích nêu trên là một trong những chỉ tiêu để phân tích lịch sử phát triển của địa hình đang được nghiên cứu Ngoài ra chúng còn quyết định đến độ thấm nước của lớp vỏ phong hoá, đó chính là những nhân tố gây ra lũ quét

1.3.2.3.Phương pháp địa mạo động lực

Phương pháp này được sử dụng để phát hiện sự biến đổi của địa hình, tìm ra những động và quá trình tác động lên địa hình trong mối liên hệ với điều kiện cấu trúc địa chất, vận động tân kiến tạo và những điều kiện khí hậu hiện đại Phương pháp này không những giúp giải thích nà còn dự báo được sự phát triển của địa hình

Ví dụ như các khối trượt đất thường phát triển trên những cấu tạo địa chất có thể nằm trùng với hướng dốc của sườn và có những lớp đá thấm nước (cát, cát kết) xen kẽ với những lớp không thấm nước (sét, đá sét) Phương pháp này giúp chúng ta có thể dự báo sự hình thành và phát triển các loại hình lũ trong khu vực nghiên cứu Và xác định được các vị trí có nguy cơ xảy ra lũ quét

1.3.2.4 Phương pháp nguồn gốc lịch sử

Phương pháp này nghiên cứu lịch sử phát triển của địa hình đang tồn tại trên bề mặt Trái Đất cũng như đã bị phá huỷ hoặc bị chôn vùi trong lòng đất

Qua các dấu hiệu trên địa hình ta rất dễ nhận ra dấu vết của các trận lũ đã xảy ra trong quá khứ, các dấu hiệu đó đã xảy gần đây hay từ lâu rồi Từ những dạng địa hình mới tạo ta có thể suy ra nguyên nhân cụ thể gây ra thiệt hại có tính chất tai biến, nghĩa là có thể dự báo - cảnh báo.

Để góp phần cảnh báo nguy cơ lũ quét trên cơ sở phương pháp địa mạo, trước hết cần nhận thấy rằng nội dung của các cuộc điều tra địa mạo và chính bản đồ địa mạo được xây dựng theo nguyên tắc nguồn gốc - lịch sử đã có mối liên hệ chặt chẽ với sự hình thành lên địa hình

1.3.3 Phương pháp viễn thám và GIS

Phương pháp viễn thám & GIS ngày càng được ứng dụng rộng rãi và trở thành một phương pháp quan trọng trong nghiên cứu và đánh giá tai biến thiên nhiên, bao gồm cả tai biến trượt lở, lũ bùn đá, biến động đường bờ

Đặc điểm của ảnh viễn thám là giúp chúng ta có thể thu nhận đồng thời đặc điểm của các đối tượng trên bề mặt Trái Đất trong một diện tích rộng lớn tại thời điểm bay chụp Trong nghiên cứu lũ lụt, ảnh viễn thám có vai trò như một dữ liệu đầu vào quan trọng cung cấp các thông tin về cấu trúc và các đơn vị địa hình, các khối trượt cổ hiện trạng lớp phủ, mạng lưới sông suối Trong khóa luận, tài liệu viễn thám cho phép xác định các khu vực bãi thải từ hoạt động khai thác than và các khu vực có sự biến đổi

về địa hình

Công nghệ GIS giúp chúng ta giải quyết các bài toán mang tính tích hợp thông tin

từ nhiều lớp thông tin khác nhau một cách nhanh chóng và chính xác Trong nghiên cứu, đánh giá các vị trí tiềm ẩn lũ bùn đá, sự liên kết giữa các lớp dữ liệu địa lý dạng vector và raster của GIS có vai trò quan trọng trong việc xác định các vị trí tiềm ẩn lũ bùn đá trong một không gian địa lý cụ thể thông qua việc tổng hợp thông tin cùng một lúc trên nhiều đối tượng nền địa lý khác nhau, như mạng lưới thuỷ văn, đặc điểm thạch học, lớp vỏ thổ nhưỡng… Khả năng trong lưu trữ, quản lý và tích hợp thông tin, đồng thời nó có thể đưa ra rất nhiều các phương án kết hợp khác nhau là một tính năng quan trọng có thể giúp các nhà quản lý đưa ra những quyết định cuối cùng cho công tác dự báo và phòng chống lũ bùn đá

Bản chất của ứng dụng Hệ thông tin địa lý còn là việc xác lập mối liên hệ không gian giữa các đối tượng và hiện tượng mang thuộc tính không gian Trong nghiên cứu

xác lập sơ đồ logic cho ứng dụng GIS, người ta phải tìm được những mối liên hệ giữa các hiện tượng để từ đó xác lập các lớp thông tin cần phải đưa vào mô hình Số lượng lớp thông tin khá nhiều, nhưng chúng thường có hệ số tương quan rất khác nhau với đối tượng nghiên cứu Nhiệm vụ của người vận dụng cụ thể là phải định được những mối liên hệ chặt chẽ nhất để ưu tiên tìm kiếm trong khi thành lập cơ sở dữ liệu, bởi vì trong nhiều cặp tương quan bao giờ cũng có những cặp tương quan chặt chẽ nhất và

có ý nghĩa quyết định nhất Ví dụ, căn cứ vào định nghĩa về “bãi bồi là bề mặt tích tụ dưới đáy thung lũng sông do hoạt động xâm thực và tích tụ của dòng sông tạo nên và hàng năm vẫn bị nước lũ tràn ngập”, khi muốn xác định diện tích những không gian

bị ngập lụt, nhà nghiên cứu lũ lụt bằng công nghệ GIS trước hết phải có lớp thông tin thể hiện toàn bộ những diện tích bãi bối thấp, bãi bồi cao rồi cho nó kết hợp với những lớp thông tin về độ cao lũ khác nhau Với mục đích này thì toàn bộ không gian không phải là bãi bồi hiện đại đều không cần quan tâm

Chức năng tích hợp là thao tác không gian trong đó những lớp chuyên đề được chồng lên nhau để tạo ra một lớp chuyên đề mới chứa đựng những thông tin mới Để rút ra những thông tin này, thao tác số học hoặc thao tác logic được vận dụng trên những lớp dữ liệu khác nhau được nhập vào Tích hợp những lớp dữ liệu khác nhau

là một quá trình bậc thang Hai lớp dữ liệu nhập vào được tổ hợp vào một lớp trung gian, nó lại được tổ hợp với lớp thứ ba để tạo ra lớp trung gian khác Điều này được thực hiện tới khi tất cả các lớp dữ liệu nhập vào đều được chồng lên nhau (Star, 1990)

Chồng ghép số học bao gồm các thao tác như cộng, trừ, nhân và chia Thao tác số học được thiết lập trên mỗi giá trị của lớp dữ liệu và giá trị trên vị trí tương ứng của lớp dữ liệu thứ hai (aronoff, 1989) Ngoài tính năng quản lý, phân tích và tích hợp các lớp thông tin, GIS còn cho phép xây dựng mô hình số độ cao (DEM) để mô phỏng địa hình thực trên cơ sở nội suy các số liệu độ cao có được

từ bản đồ địa hình, từ các điểm được xác định bằng GPS Từ đó kết hợp với ảnh viễn thám, bản đồ địa mạo và một số loại bản đồ lhác như bản đồ địa chất, bản

đồ thực vật… giúp chúng ta xác định được các vị trí tiềm ẩn lũ bùn đá và xây dựng được bản đồ cảnh báo

CHƯƠNG 2: CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH THÀNH TẠO ĐỊA HÌNH VÀ PHÁT SINH TAI BIẾN TRÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU

2.1 Vị trí địa lý

Khu vực nghiên cứu thuộc thành phố Hạ Long và thị xã Cẩm Phả , tỉnh Quảng Ninh giới hạn trong hình chữ nhật có tọa độ góc Trên-Trái (X = 21002’25’’ Y = 107003’33’’), Dưới-Trái (X = 20055’54’’ Y = 107004’02’’), Trên-Phải (X = 21003’49’’ Y = 107020’19’’)

và Dưới-Phải (X = 20057’19’’ Y = 107020’47’’), có diện tích khoảng 350 km2(trong đó

165 km2 là mặt biển), trải dài dọc bờ biển từ thành phố Hạ Long tới thị xã Cẩm Phả, bao phủ toàn bộ Thành phố Hạ Long, một phần thị xã Cẩm Phả và phần lớn diện tích

của khu khai thác than Hòn Gai – Cẩm Phả Vùng nghiên cứu có đỉnh cao nhất là Cao sơn 436 m và thấp nhất là - 49m (mong khai thác than ở mỏ Cọc Sáu), khu vực dọc

đường bờ biển có cao trình 0.4 -1.5 m, với độ dốc địa hình trung bình khoảng 14.8o và mức độ phủ thực vật khoảng 17.5%.(hình 2.1)

Địa hình vùng Hạ Long- Cẩm Phả có thể được coi là đại diện cho toàn miền núi giáp biển Quảng Ninh, bao gồm cả một cung duyên hải bị ngập nước biển với các đỉnh nổi lên lô nhô trên mặt nước Chính vì vậy ở đây địa hình rất phong phú và đa dạng: có núi,

có đồi, có đồng bằng, vũng vịnh và hải đảo Núi đồi chiếm phần lớn diện tích, trong khi đồng bằng chỉ như một dải hẹp vạch thành một ranh giới giữa đất liền và biển cả

2.2 Đặc điểm địa chất, kiến tạo

2.2.1 Đặc điểm địa chất.(hình 2.2)

Cấu tạo nền địa chất khu vực Hạ Long - Cẩm Phả bao gồm các thành tạo có tuổi từ Ordovic đến Đệ tứ, trong đó chủ yếu là các đá trầm tích và trầm tích phun trào Nét nổi bật nhất là các trầm tích hạt thô như cát kết, cuội kết chiếm tỷ trọng lớn trong các hệ tầng và các thành tạo phun trào ở đây chủ yếu có thành phần axit Đặc điểm đó tạo nên tính sắc sảo của địa hình các dãy núi và khả năng tạo vỏ phong hoá sét bị hạn chế

- Đá cổ nhất trong lưu vực thuộc hệ tầng Tấn Mài tuổi Ordovic thượng - Silur (O3 - S

tm) Hệ tầng phân bố thành một dải theo phương á vĩ tuyến từ bắc xã Dân Chủ, qua xã

Đồng Lâm đến Dương Huy Hệ tầng được phân chia thành 2 phân hệ tầng có đặc điểm thạch học khác nhau, phân hệ tầng dưới phân bố ở phía bắc và phân hệ tầng trên ở phía nam:

Phân hệ tầng dưới chủ yếu gồm các thành tạo hạt thô như cát kết thạch anh, cát kết

tuf, đá phiến thạch anh - sericit, sạn kết tuf; chiếm tỷ lệ nhỏ hơn là bột kết Trầm tích

có tính phân nhịp rõ Đầu mỗi nhịp là trầm tích hạt thô, cuối là hạt nhỏ, chiều dày mỗi nhịp từ vài mét đến vài chục mét Phân hệ tầng dày 900 - 1000 m

Phân hệ tầng trên có quan hệ chuyển tiếp với phân hệ tầng dưới, gồm các tập đá

có độ hạt nhỏ hơn phân hệ tầng trên như bột kết phân dải, cát sét kết, xen kẽ dạng nhịp với đá phiến sét, phylit, đá phiến silic, đá phiến sericit, cát kết tuf Bề dày của phân hệ tầng là 700 m

- Các thành tạo carbonat của hệ tầng Bắc Sơn với độ tinh khiết cao và cấu tạo dạng khối hoặc phân lớp dày tạo nên các khối núi đá vôi với sườn vách dốc đứng điển hình.

- Hệ tầng Bãi Cháy phân bố thành dải hẹp trên các dải đồi ở hai phía của Cửa Lục Mặt cắt của hệ tầng được chia thành 2 phần: phần dưới gồm dăm kết silic màu xám đen, ròn mịn, đôi chỗ xen lớp mỏng cát bột kết, dày 100 - 150m; phần trên là đá silic màu xám đen xen các lớp mỏng đá vôi silic, dày 150m

- Hệ tầng Bình Liêu (T2a bl) gồm các trầm tích - nguồn núi lửa phân bố thành các

dải kéo dài phương á vĩ tuyến nằm tiết giáp phía bắc và nam hệ tầng Tấn Mài Mặt cắt được chia làm 2 phân hệ tầng:

Phân hệ tầng dưới phân bố ở phần rìa nếp lõm tại xã Dân Chủ hoặc phần nhân nếp

lồi Núi Sén Mặt cắt gồm các đá cát kết, cuội kết, cát kết tuf, chuyển lên các thành tạo phun trào ryolit porphyr, đacit porphyr xen các thấu kính hay lớp mỏng cuội kết tuf, cát kết tuf

Phân hệ tầng trên phân bố ở trung tâm nếp lõm Dân Chủ và trên dải hẹp từ núi

Dân Tiên đến núi Khe Ru, Đồng Quặng - phần gần thượng nguồn của sông Trới và sông Man Mặt cắt đặc trưng cho hệ phân tầng có độ hạt nhỏ hơn phân hệ tầng dưới như bột kết, đá phiến sét xám tím xen ít cát kết, cát kết tuf, phân lớp vừa đến mỏng, dày 600 - 1000m Do cấu tạo bởi các thành tạo hạt mịn, các đá của hệ tầng bị phong hoá cho nhiều sét, địa hình thoải hơn và dễ bị phân cắt xâm thực hơn địa hình cấu tạo bởi các đá cát sạn kết

- Hệ tầng Hòn Gai (T3n - r hg) phân bố ở trên các dải núi thấp Đây là hệ tầng có

tuổi Trias thượng, có chứa than cung cấp nhiên liệu quan trọng nhất của nước ta Nhiều mỏ than trong hệ tầng này đã được khai thác từ lâu đời và nhiều mỏ mới được khai thác nằm ở ngay phía đông, đông nam vịnh Cửa Lục Dựa theo độ chứa than, hệ tầng Hòn Gai được chia thành hai phân hệ tầng có cấu tạo dạng phức nếp lõm dạng chậu mà phần nhân chính:

Phân hệ tầng dưới gồm 15 tập chiếm khối lượng chủ yếu của phân vị với nhiều

vỉa than có giá trị công nghiệp Có cấu tạo phân nhịp, mỗi nhịp gồm cuội kết, cát kết, bột kết chuyển lên sét than, than đá Bề dày của phân hệ tầng khoảng 1500 - 1700m

Phân hệ tầng trên gồm chủ yếu là các thành tạo hạt thô như cuội kết thạch anh xen

các lớp mỏng cát kết thạch anh và bột kết, sét than, dày 600 - 700m

- Dải than Hòn Gai có cấu tạo gần theo phương vĩ tuyến, kéo dài từ Móng Cái qua Cẩm Phả và Hòn Gai Chúng tạo nên bàng loạt mỏ quan trọng, trong đó đáng kể là các mỏ Kế Bào, Mông Dương, Cọc Sáu, Bắc Quảng Lợi, Đèo Nai, Khe Chàng, Khe Tam, Ngã hai Khe Hùm, Vàng Danh, Hà Tu, Hà Lầm, Đồng Cóc, Đồng Đăng, Yên Lập

Thành phần của các trầm tích chứa than và số lượng các vỉa than rất hay thay đổi trong không gian Chính do sự hiểu nhầm lẫn này mà trước đây Zâyle (Zoiller, 1903)

đã phân chia ra ba hệ tầng, nhưng thực chất là chúng có chung một mực địa tầng như nhau

Các trầm tích chứa than được Paplốt (1960) xếp vào điệp Hồng Gai bao gồm ba phụ điệp Phụ điệp chứa than căn bản có cuội kết hạt trung bình, sỏi kết và cát kết hạt không đều, có ít thấu kính than đá mỏng Phụ điệp chứa than và trên than căn bản là cuội cát kết có lớp kẹp bột kết, bột kết than, sét kết và các vỉa than đá với chiều dày mấy chục mét Nghiên cứu một cách chi tiết ở Cẩm Phả, Phạm Thế Hiển và Vũ Quang Bình chia trầm tích phụ điệp chứa than ra ba tập (tập trầm tích lục địa đới trầm tích chuyển tiếp, tập trầm tích lục địa trên)

Cấu tạo của dải than là cấu tạo của một địa hào, được giới hạn bởi các đứt gãy gần phương vĩ tuyến Móng của các trầm tích chứa than chủ yếu là các trầm tích Cacbon - Pecmi Trầm tích chứa than tạo nên một hệ thống nếp uốn đều đặn, thường có dạng đẳng thước hoặc hơi kéo dài chủ yếu có phương gần vĩ tuyến, một số cấu tạo nếp uốn

có phương kinh tuyến Các cấu tạo uốn nếp bị làm phức tạp thêm bởi hệ thống đứt gãy theo phương vĩ tuyến và kinh tuyến

Từ mô tả trên cho thấy các vật liệu thải của các khu khai thác than trong hệ tầng chủ yếu vẫn là vật liệu hạt thô, lượng bột sét chiếm tỷ lệ nhỏ Sản phẩm vỏ phong hoá thường là litoma hoặc saprolit với bề dày hạn chế

- Hệ tầng Hà Cối (J1-2 hc) phân bố ở phần gần thượng nguồn của các nhánh phía

tây sông Diễn Vọng Hệ tầng được chia thành 2 phân hệ tầng có thành phần khác biệt nhau:

Phân hệ tầng dưới gồm chủ yếu các thành tạo hạt thô như cuội kết, sạn kết thạch

anh phân lớp dày xen các lớp mỏng cát kết, bột kết màu nâu đỏ, dày 200 - 300m

Phân hệ tầng trên gồm chủ yếu các đá hạt mịn như cát kết hạt vừa, bột kết, sét kết

màu nâu đỏ, nâu tím, dày 300 - 350m

Các đá của hệ tầng Hà Cối có độ bền vững cao, bị phong hoá yếu, tạo nên địa hình sườn vách dốc đứng với quá trình động lực hiện đại chủ yếu là đổ lở Khả năng cung cấp vật liệu cho dòng chảy yếu

- Các thành tạo Kainozoi phân bố chủ yếu trong và xung quanh vịnh Cửa Lục, gồm các trầm tích Miocen đến hiện đại

- Các thành tạo Pleistocen phân bố trên các dải gò đồi thấp xung quanh vịnh Cửa Lục với các thành tạo nguồn gốc sông - lũ gồm chủ yếu vật liệu hạt thô như cuội, tảng

và các thành tạo nguồn gốc biển với thành phần chủ yếu là cát bột xám vàng

- Các thành tạo Holocen phân bố ở phần địa hình thấp quanh và trong phạm vị vịnh cửa Lục Trầm tích Holocen hạ - trung phân bố trên các thềm biển cao 3 - 5m, mặt cắt gồm 2 tập, từ dưới lên như sau: Tập dưới là cát, cuội nhỏ, dày 0,3m; tập trên gồm cát, sạn lẫn bột sét, vỏ sò biển, dày 1,1m

- Các thành tạo tuổi Holocen muộn phân bố trong phần ngập nước của vịnh gồm các trầm tích hạt thô như cát lẫn bột sét, cát sạn sỏi thạch anh phân bố ở phần các bãi triều và bột sét, bùn phân bố ở các máng nước sâu của vịnh

2.2.2 Đặc điểm kiến tạo

Về mặt kiến tạo, vùng nghiên cứu là một bộ phận địa hào Hồng Gai phát sinh trên đới kiến tạo Caledoni Quảng Ninh vào Trias được giới hạn bởi đứt gãy đường 18B ở phía Bắc và đứt gãy phía nam có phương vĩ tuyến Địa hào Hồng Gai bị các đứt gãy á kinh tuyến cắt ra nhiều khối cấu trúc mà vùng Hạ Long gồm ba khối đó là Cẩm Phả, Hồng Gai và Yên Lập Theo các tài liệu đã được công bố, vùng nghiên cứu đã trải qua 3 giai đoạn kiến tạo: (1) giai đoạn hoạt động kiến tạo Caledoni là giai đoạn cơ sở tạo lập các phức hệ thành hệ kiến trúc móng của địa hào Hồng Gai (2) giai đoạn hoạt động kiến tạo Mesozoi tạo lập địa hào Hồng Gai trên nền vỏ lục địa Caledoni với các phức hệ thành hệ kiến trúc đá trầm tích gốc lục địa chứa than và (3) giai đoạn Tân kiến tạo hình thành trũng trầm tích Neogen Tương ứng với các giai đoạn hoạt động kiến tạo đã hình thành nên các phức hệ thành hệ kiến trúc, đó là: (1) phức hệ thành hệ

kiến trúc Caledoni cấu thành bởi các tập đá phiến sericite, philit, cát bột kết, cát kết dạng quartzite và đá phiến thạch anh sericite phân bố ven đứt gãy đường 18B (2) Phức hệ thành hệ kiến trúc Epicaledoni có hai phụ phức hệ: phụ phức hệ dưới bao gồm các đá carbonate phân bố dọc phương vĩ tuyến hai phía bắc và nam của thành phố Hạ Long; và phụ phức hệ trên gồm các lớp đá trầm tích sét silic, silic, đá sét bột kết và thấu kính than và đá vôi xen kẹp phân bố không liên tục dọc đường 18B (3) Phức hệ thành hệ kiến trúc Trias giữa cấu tạo bởi các lớp đá phiến sét sericite, philit

và cát kết xen bột kết, các lớp đá vôi hoặc dăm vôi – cuội vôi (4) Phức hệ thành hệ kiến trúc Trias trên chiếm khối lượng vật chất trọng tâm của địa hào Hồng Gai (5) Phức hệ thành hệ kiến trúc Jura gồm các trầm tích cuội kết, cát cuội kết, bột kết, sét bột kết nhiễm vôi kề phía tây đứt gãy Cửa Ông – Mông Dương (6) Phức hệ thành hệ kiến trúc Neogen cấu tạo từ các đá cuội kết, cát kết chuyển lên sét kết phân bố ôm vành B-TB và T-TN vịnh Cuốc Bê (7) Phức hệ thành hệ kiến trúc các trầm tích đệ tứ phân bố ở thành phố Hạ Long, quanh vịnh Cửa Lục, dải ven biển Cẩm Phả-Hồng Gai

và các thung lũng Dương Huy, Trới hoặc theo các cửa sông suối

2.2.3 Đặc điểm tân kiến tạo và địa động lực hiện đại

2.2.3.1 Hoạt động đứt gãy

a Đứt gãy Hà Lùng – Dương Huy:

Đây là đứt gãy lớn nhất trong vùng nghiên cứu, thuộc loại đứt gãy khu vực Theo các nghiên cứu trước đây của Lê Đức Kính (1978) và Trần Văn Trị (1991) thì đứt gãy này nằm gần với đứt gãy Trung Lương, kéo dài theo phương á vĩ tuyến từ phía đông Hà Lùng qua xã Thống Nhất, Dương Huy, có dạng vòng cung thoải với lưng quay về hướng nam Đây là đứt gãy trẻ nhất cắt qua vùng nghiên cứu Đứt gãy kéo dài hang chục km và còn tiếp tục về hướng tây, đi qua phía nam của dãy Yên Tử Trong Neogen, đứt gãy này hoạt động theo cơ chế thuận, cánh phía bắc được nâng cao, cánh phía nam được hạ thấp tương đối, ở đó có hố sụt vịnh Cuốc Bê được lấp đầy bởi trầm tích Neogen Trong giai đọa Đệ tứ, đứt gãy này tiếp tục hoạt động theo

cơ chế thuận, trong đới dập vỡ của nó được lấp đầy bởi trầm tích Pleistocene nguồn gốc aluvi-proluvi dầy 15 – 20m (ở thung lũng Dương Huy) Trên cánh nâng ở phía bắc đứt gãy còn sót di tích thác nước cổ, các mức hang cao 25 – 40m (ở Lưỡng Kỳ,

Trại Vân) hình thành do địa hình bị nâng vào Pleistocene, bị dòng chảy hiện đại cắt qua.

Đứt gãy này thể hiện khá rõ nét trên ảnh máy bay và vệ tinh, đọan từ bắc Đông Triều tới Cửa Ông Nó cũng là ranh giới phía bắc của địa hào Hòn Gai, phân chia các trầm tích chứ than tuổi Triat ở phía nam với các đá cổ hơn ở phía bắc của nó Các khảo sát thực địa dọc theo đứt gãy gặp phổ biến địa hình dạng giả tam giác, là một dạng địa hình điển hình thể hiện đứt gãy thuận đang hoạt động Tuy nhiên, ở đây không có sự chênh lệch độ cao đáng kể và đột ngột ở hai cánh đứt gãy, mặt khác đứt gãy lại uốn cong nghiêng về phía bắc Dọc theo đứt gãy này có một loạt cấu trúc nâng địa phương hiện đại Các phân tích về cấu trúc và kiến tạo vật lý ở mỏ than Khe Tam, vùng Dương Huy, Đồng Mơ cũng chứng minh cho hoạt động muộn nhất của đứt gãy này lien quan với trường nén ép bắc nam Với các đặc điểm nêu trên, chúng tôi cho rằng đứt gãy Hà Lùng – Dương Huy lúc đầu (vào Neogen) là đứt gãy thuận, về sau (kể từ Pleistocene) chuyển thành đứt gãy nghịch với mặt cắm hiện đại nghiêng về phía Bắc

b Đứt gãy nghịch Đèo bụt – Cẩm Phả:

Kéo dài từ Hồng Gai theo phương tây nam – đông bắc, qua Đèo Bụt tới Quang Hanh, nó chuyển hướng á vĩ tuyến đi qua Cẩm Phả - Cọc Sáu Đứt gãy được thể hiện rất rõ trên bề mặt địa hình Hoạt động của đứt gãy vào giai đoạn đệ tứ đã tạo ra đới dập vỡ và được lấp nhét bởi trầm tích Pleistocene, Holocene với bề dày tổng cộng không nhỏ hơn 15 m Nghiên cứu kiến tạo vật lý ở thực địa cho thấy có sự dịch chuyển của đứt gãy này trong giai đoạn trước đó (giai đoạn Neogene) Ví dụ tại Đèo Bụt, dọc theo bề mặt đứt gãy lớn quan sát được rất rõ các vết xước kiến tạo nằm đè lên các vết xúoc trượt bằng phải có kích thước lớn hơn Cjiều dài lien tục của đứt gãy Đèo Bụt – Cẩm Phả đạt hang chục km, góc cắm của đứt gãy gần như thẳng đứng Đứt gãy này trùng với một đoạn của đứt gãy cổ giữ vai trò là ranh giới phía nam của địa hào Hòn Gai (Đứt gãy Nam)

c Đứt gãy Cửa Ông:

Chỉ thể hiện một đoạn ngắn ở ranh giới phía đông của vùng nghiên cứu, song nó còn tiếp tục kéo dài ra ngoài tờ bản đồ Đứt gãy có phương á kinh tuyến Đây là đứt gãy tách dãn điển hình Có thể quan sát thấy địa hình dạng tam giác dọc theo đứt gãy

này, phản ánh bề mặt đứt gãy thuận đang hoạt động Các quá trình phong hóa chưa

đủ thời gian để xóa nhòa hình dáng của bbề mặt đưta gãy Dọc theo đứt gãy Cửa Ông không phát hiện được dấu tích của trầm tích Neogene, song đứt gãy giữ vai trò quan trọng trong việc phân chia đơn vị cấu trúc nâng tương đối lien tục trong Neogene –

Đệ tứ phát triển ở cánh nâng phía tây của nó Vì vậy đứt gãy Cửa Ông được coi là đã hoạt động theo cơ chế thuận – tách giãn trong suốt quá trình Neogene – Đệ tứ

+ Thuộc về đứt gãy nhỏ hơn có một loạt hệ thống đứt gãy phương á kinh tuyến (Mông Dương), phương TB-ĐN (đứt gãy Đồng Ho – Hoành Bồ), phương TN-ĐB (đứt gãy Chân Đèo – Làng Khánh), phương á vĩ tuyến (đứt gãy Tài Phèng – Ngã Hai)

có chiều dài 5 – 7 km Các đứt gãy này có đặc điểm chung là chúng có dáng dấp của đứt gãy thuận, tách giãn, hình thành vào cuối Pleistocene muộn (có thể vào đầu Holocene) và cắt qua các trầm tích có tuổi từ Pleistocene muộn trở về trước Hoạt động của đứt gãy này cùng với sự tái hoạt động của các đứt gãy hình thành trước đó tác động lên các trầm tích Neogene làm cho các lớp đá thường bị nghiêng 10 – 15o và

bị dập vỡ mạnh (gặp ở Việt Hưng, Đồng Ho ), đôi khi còn thấy cả di tích mặt đứt gãy tạo thành vách còn tồn tại rõ (gặp ở Lê Lợi, Thống Nhất) Sự hoạt động của các

hệ thống đứt gãy nhỏ đãdẫn đến sự phân chia và thu nhỏ bình đồ cấu trúc tân kiến tạo hình thành ở giai đoạn Neogene – Pleistocene muộn, đồng thời tạo điều kiện cho các

hồ lục địa ăn thong với biển

+ Một số đứt gãy được giả định đang hoạt động: đó là đứt gãy song song với đứt gãy Đèo Bụt – Cẩm Phả và cách 3 km về phía ĐN Đứt gãy này chạy dọc theo đới ven bờ, phương TN-ĐB Hướng cắm không xác định Dự báo hướng chuyển dịch của đứt gãy này giống như là đứt gãy ở Đèo Bụt – Cẩm Phả (chuyển dịch trượt bằng trái trong hiện tại) Ngoài ra còn có một đứt gãy giả định trẻ, thuận, nằm trùng với cửa sông Diễm Vọng

2.2.3.2 Trạng thái ứng xuất hiện đại

Sử dụng phương pháp đáng giá do Phan Trọng Trịnh (1989, 1990, 1993) đề xuất

và kết hợp với việc đo chọn lọc các vết xước kiến tạo trên tầng đất phong hóa đã xác lập được trạng thái ứng suất của một số địa diểm khác nhau trong vùng nghiên cứu

Tại khu vực Hà Lầm trạng thái ứng suất hiện đại là nén ép với trục σ3 gần thẳng đứng, góc cắm của trục ứng suất ccực đại nhỏ hơn 20o Phương vị của trục ứng suất

σ1 (ứng suất cực đại) thay đổi từ 0 – 30o và từ 150 – 180o

Trạng thái ứng suất trượt bằng quan sát thấy dọc đứt gãy Đèo Bụt – Cẩm Phả Ở đây có thể quan sát thấy hai trạng thái ứng suất trượt bằng trái ngược nhau Pha kiến tạo trước mạnh về cường độ, có trục σ1 (ứng suất cực đại) có hướng á vĩ tuyến, trục

σ3 (ứng suất cực tiểu) có hướng á kinh tuyến Pha kiến tạo này lien quan với dịch trượt bằng phải của đứt gãy Đèo Bụt – Cẩm Phả Trong khi đó pha kiến tạo muộn hơn có trục ứng suất cực đại σ1 gần với phương á kinh tuyến, trục ứng suất trung gian gần thẳng đứng, còn trục σ3 có phương á vĩ tuyến Trạng thái ứng suất hiện đại đã chứng tỏ đứt gãy Đèo Bụt – Cẩm Phả chuyển dịch trong giai đoạn hiện đại như một đứt gãy trượt bằng trái

Đáng chú ý, dọc theo tuyến Cửa Ông – Mông Dương, trạng thái ứng suất cực đại

là tách giãn với trục ứng suất cực tiểu σ3 gần nằm ngang, phương vị thay đổi từ 70 –

95o Trạng thái ứng suất này hoàn toàn phù hợp với đới đứt gãy thuận Cửa Ông đã được mô tả ở trên

Nhận xét chung là trạng thái ứng suất nén hiện đại các trục ứng suất cực đại σ1 hầu như nằm ngang, phương á kinh tuyến, trục ứng suất σ3 gần thẳng đứng có thể quan sát thấy ở hầu hết diện tích nghiên cứu Chỉ có ở rìa phía đông vùng nghiên cứu và rìa đông vịnh Cuốc Bê có trạng thái ứng suất hiện đại là tách giãn với trục ứng suất σ3 có phương á vĩ tuyến Ngoài ra, dọc một số đứt gãy còn gặp trạng thái ứng suất là trượt bằng với sự đổi vị trí của các trục ứng suất σ1 và σ3

2.3 Khái quát chung cấu trúc địa mạo khu vực nghiên cứu.

2.3.1 Khái quát về địa hình khu vực

Khu vực nghiên cứu có địa hình đa dạng và phong phú: bao gồm núi, đồi và đồng bằng ven biển

- Địa hình núi: trải dài trên vùng nghiên cứu từ Tp Hạ Long đến Cẩm Phả và có

thể chia thành hai kiểu địa hình núi khác nhau:

Địa hình núi xâm thực - bóc mòn dạng tuyến: phân bố thành những dải núi xâm

thực - bóc mòn dạng vòng cung với hướng lồi về phía đông nam được cấu tạo chủ yếu bởi trầm tích lục nguyên (cát, sét, bột kết, cuội, sỏi và than) Dải thứ nhất nằm

phía bắc, đông bắc đường 18 có độ cao trung bình khoảng 500 - 700m trong đó có đỉnh: Núi đèo Kinh cao 694m, núi Khê Cầm (657m) Quá trình xâm thực - bóc mòn xảy ra chủ yếu, dải địa hình này bị các sông, suối cắt sẻ sâu và hai bên sườn tạo nên các vai núi vuông góc với các dãy núi trên với độ dốc sườn khá lớn 30° - 40° Thung lũng sông, suối chủ yếu có dạng chữ "V", gần như không có tích tụ trầm tích bở rời Dải thứ hai nằm ở phía nam, đông nam đường 18 có độ cao thấp hơn, dao động trong khoảng 200 - 400m (núi Quang Hanh cao 367m, núi Quạt Mo cao 257m ) Địa hình

có xu thế thấp dần về phía biển với độ cao khoảng 100-200m Quá trình bóc mòn xâm thực diễn ra mạnh mẽ và bị các hệ thống sông, suối cắt xẻ mạnh tạo nên những khối núi riêng biệt hoặc các dải núi với chiều dài ngắn, có phương tây bắc - đông nam và á vĩ tuyến, độ dốc sườn khoảng 25° - 30° Dọc theo các thung lũng sông, suối thỉnh thoảng gặp các tích tụ trầm tích đệ tứ với chiều dày không lớn, khoảng một vài mét với thành phần chủ yếu là tảng, cuội, sỏi và cát sắp sếp hỗn độn Ngăn cách giữa hai dải địa hình này là dải địa hình trũng cùng phương, dọc theo chúng gặp các trũng tích tụ Đệ tứ có kích thước và hình dạng khác nhau (dạng đẳng thước, địa hào, hình thoi ) chiều dày của tầng tích tụ khoảng 5 - 10m có nguồn gốc sông, suối, bao gồm các bãi bồi, thềm, nón phóng vật

Địa hình karst: tập trung ở phía đông bắc vùng nghiên cứu thuộc địa phận thị xã

Cẩm Phả và phía đông thành phố Hạ Long Địa hình cấu tạo chủ yếu là trầm tích biển cacbonat (đá vôi) Độ cao trung bình khoảng 150 - 300m Quá trình rửa lũa và gặm mòn khá mạnh mẽ tạo nên các đỉnh nhọn răng cưa và phát triển nhiều hang động, phễu kasto và thung lũng ngầm

Địa hình đá vôi dạng tuyến phương tây bắc - đông nam phân bố chủ yếu ở khu vực vịnh Hạ Long, Bái Tử Long Bao gồm nhiều khối núi có chiều dài khoảng 1 -3 km hoặc các khối núi riêng biệt nối tiếp nhau theo phương tây bắc - đông nam xen kẽ giữa các dải núi này là các lạch sâu cùng phương như lạch ác, lạch Gôm, lạch Đầu Màu, lạch Miều, lạch Cát Nam v.v hoạt động kast cũng đang mạnh mẽ dưới tác dụng của nước biển phần lớn quá trình rửa lũa đã tạo nên các hang dạng hàm ếch hoặc các ngấn nước rõ nét trên các vách của những khối núi này

Địa hình đá vôi dạng tuyến phương đông bắc - tây nam tập trung chủ yếu ở phía đông bắc vùng nghiên cứu chúng kế tiếp dải núi phía nam đường 18, được bắt đầu từ

thành phố Hạ Long đến thị xã Cẩm Phả Quá trình karst cũng đang hoạt động mạnh

mẽ ở dải núi đá vôi này mà bằng chứng là hàng loạt các hang động nằm trên các độ cao khác nhau Xen kẽ các dải địa hình này là các thung lũng Karst ngầm kéo dài dạng chữ "U" được lắng đọng các trầm tích đệ tứ bở rời, hai bên sườn thung lũng là các vách đá vôi dốc đứng kéo dài nhiều km theo phương đông bắc- tây nam

- Địa hình đồi: phân bố ở phía tây và tây nam vùng nghiên cứu và tập trung thành

những dải đồi hẹp kéo dài theo phương tây bắc đông nam:

Dải thứ nhất nằm ở phía đông bắc sông Đá Bạch gồm có các đỉnh núi Na (216m), Núi Nghú (229m), Núi Vũ Tương (165m)

Dải thứ hai chạy dọc theo sông Gia với các đỉnh núi Doan Lai (109m), núi Doung Chinh (69m), núi Hà Tây (45m)

Dải thứ ba nằm ở khu vực thị xã Đồ Sơn gồm nhiều đỉnh núi nối tiếp nhau trong

đó có đỉnh núi Ngọc Xuyên (129m)

Đặc trưng chung của các dải đồi này có độ cao trung bình từ 50m đến 150m và có

xu hướng thấp dần về phía đông nam độ dốc sườn thoải 15°-25°, cá biệt ở các đồi cấu tạo bởi đá vôi có độ dốc sườn lớn hơn (50°) tập trung chủ yếu ở dải thứ nhất Quá trình bóc mòn - xâm thực chiếm vai trò chủ đạo tạo nên các đỉnh đồi khá bằng phẳng Hệ thống sông, suối phát triển mạnh và chia cắt các dải đồi này thành từng đoạn hoặc đồi riêng biệt nối kế tiếp nhau theo phương tây bắc - đông nam

- Địa hình đồng bằng: Địa hình đồng bằng chiếm một diện tích đáng kể, tập trung

ở phía tây, tây nam của vùng nghiên cứu, bề mặt đồng bằng khá bằng phẳng và nghiêng dần về phía biển độ cao dao động trong khoảng 10 - 2m Cấu tạo nên đồng bằng chủ yếu là sét, cát, bùn có nguồn gốc hỗn hợp sông, biển và vũng vịnh Do nằm sát vùng cửa sông lớn nên đồng bằng bị chia cắt bởi hàng loạt các sông, suối và các lạch triều

Nhìn chung, từ những nét khái quát đã mô tả ở trên cho thấy địa hình đầy đủ cả ba

dạng địa hình chính: miền núi, trung du và đồng bằng Mỗi loại địa hình khác nhau là những nhân tố tác động đến từng loại tai biến tương ứng với chúng: đối với địa hình miền núi do mật độ chia cắt sâu, độ dốc địa hình lớn sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình trượt lở mạnh so với vùng khác Đối với vùng đồng bằng mật độ chia cắt

ngang lớn, cấu tạo địa chất là trầm tích bở rời nên quá trình xói lở, bồi tụ xảy ra mạnh hơn.

2.3.2 Các kiểu nguồn gốc địa hình.

Khu vực nghiên cứu gồm 23 bề mặt có nguồn gốc và tuổi khác nhau, nằm trong 7 nhóm nguồn gốc, được thể hiện trên bản đồ địa mạo tỷ lệ 1:50.000 Đặc trưng cơ bản của chúng được trình bày dưới đây:

1a Sườn bóc mòn kiến trúc dốc 200 - 300 trên các đá trầm tích hệ tầng Hòn Gai1b Sườn bóc mòn kiến trúc dốc 200 - 300 trên các đá trầm tích hệ tầng Hà Cối

b Sườn bóc mòn kiến trúc dốc > 30 0 trên các đá trầm tích hệ tầng Hòn Gai

Bề mặt phân bố thành một dải hẹp kéo dài theo phương đông bắc - tây nam từ nam Hà Tu đến Cẩm phả, tạo nên một dạng địa hình như bức bình phong che chắn vùng than Hạ Long - Cẩm Phả với dải đồng bằng nhỏ hẹp phía đông Sườn phát triển ngược hướng cắm của đá trầm tích Trên các tuyến đường giao thông trên sườn này (đường lên các mỏ) vẫn xảy ra các khối trượt lở đất

c Sườn đổ lở - kiến trúc dốc > 40 0 trên các đá cuội kết, cát kết hệ tầng Hà Cối

Sườn phân bố rộng rãi ở khu vực bắc Mông Dương, được cấu tạo chủ yếu bởi các tập đá hạt thô của các trầm tích hệ tầng Hà CốiTại các khối núi khác, sườn đổ lở phát triển chủ yếu ở phía ngược hướng dốc của đá Độ cao các sườn này đạt từ 100-300m, trắc diện sườn thẳng, độ dốc trên 450, nhiều đoạn vách dốc đứng cao hàng chục m Phần chân sườn dốc gặp nhiều tảng lăn kích thước lớn

2.3.2.2 Địa hình bóc mòn tổng hợp

Đặc điểm thứ hai của địa hình ở đây là phân bậc rõ rệt với các bề mặt san bằng nằm ở các độ cao khác nhau, xen giữa chúng là các sườn có nguồn gốc và độ dốc khác nhau Đó là kết quả của lịch sử phát triển lâu dài với các pha hoạt động tích cực xen với những pha yên tĩnh của hoạt động kiến tạo còn để lại những dấu ấn rõ nét trong các dạng địa hình của lưu vực

Đối với các bề mặt san bằng, ghi nhận được 3 bề mặt tồn tại ở các độ cao khác

nhau 1 Bề mặt san bằng cao 400 - 600m, tuổi Pliocen sớm (N2); 2 Bề mặt san bằng cao 200 - 300m, tuổi Pliocen muộn (N 2 ) và 3 Bề mặt pediment cao 80 -120m, tuổi Pleistocen sớm (Q 1 1 ) Hai bề mặt cao tồn tại dạng sót với diện tích nhỏ hẹp trên đỉnh

của các dãy núi Bề mặt 80 - 120m có diện phân bố rộng hơn hiện đang chịu tác động của xâm thực rửa trôi để tạo nên những sườn dốc 5 - 120

Các sườn có độ dốc khác nhau chiếm diện tích chủ yếu của vùng Hạ Long - Cốm Phả Phụ thuộc vào điều kiện thành tạo và quá trình động lực hiện tại có thể phân chia một số dạng sườn như sau:

- Sườn bóc mòn tổng hợp phân bố ở phần gần đỉnh của các khối núi, nơi mà hoạt

động xâm thực theo dòng chưa phát triển mạnh Theo thành phần đất đá cấu tạo, sườn này được chia thành 3 phụ kiểu: Sườn bóc mòn tổng hợp dốc 20-300 : trên các

đá trầm tích hệ tầng Tấn Mài, trên các đá trầm tích hệ tầng Hòn Gai và trên các đá trầm tích hệ tầng Hà Cối

- Sườn xâm thực và rửa trôi bề mặt được phát triển do hoạt động chia cắt mạnh mẽ các sườn nguyên thuỷ thoải hoặc bề mặt đỉnh khi có lớp vỏ phong hoá dày và lớp phủ thực vật thưa thớt Các sườn này phân bố rộng rãi trên kiểu địa hình gò đồi Đây chính là khu vực cần quan tâm đến các biện pháp chống xói mòn Nếu trên sườn rửa trôi là sườn bóc mòn, có khả năng tập trung nước còn có thể phát triển mạnh hiện tượng trượt lở và dòng bùn đá dọc các máng xói

2.3.2.3 Địa hình karst

Kiểu địa hình này phân bố khá rộng rãi trong phạm vi vịnh Bắc Bộ, tại khu vực Cẩm Phả - Hạ Long, các khối karst sót chỉ chiếm diện tích nhỏ, nổi cao 200-300m kéo dài theo dải ven bờ từ phía nam Hà Tu đến đông Quang Hanh Cấu tạo nên các khối núi karst sót ở đây là đá vôi tinh khiết thuộc hệ tầng Bắc Sơn, ít hơn là đá vôi hệ tầng bãi Cháy

Địa hình có dạng đảo với hình thù kì dị, vách dốc đứng, các hốc lởm chởm, các hang động rất đặc biệt Quá trình karst phát triển từ trên mặt, từ các kẽ nứt nguyên sinh của đá vôi ăn sâu dần vào để tạo thành các hang hốc.

Thực chất tại đây đã hình thành một khối karst lớn Quá trình karst mạnh mẽ đã dẫn tới hình thành dạng địa hình âm rộng lớn, đó là cánh đồng karst với các núi sót được hình thành vào các thời kỳ biển thoái trong Đệ tứ Trong thời kỳ biển tiến Holocen, khu vực này có cảnh quan vũng vịnh và đảo karst sót như cảnh quan vịnh

Hạ Long hiện nay Hoạt động tích tụ của sông và biển trong Holocen đã lấp đầy về

cơ bản các vùng trũng để tạo nên đồng bằng thấp ôm quanh các khối núi đá vôi sót này Theo hình thái và nguồn gốc, địa hình karst ở đây được chi thành 2 kiểu: 1 Sườn rửa lũa - hòa tan - đổ lở dốc trên 450 và 2 Đáy trũng karrst

2.3.2.4 Địa hình do sông và hỗn hợp sông - biển

Địa hình dòng chảy có sự phân bố khá rộng rãi trong diện tích nghiên cứu Trong vùng núi, do móng được nâng mạnh nên các dòng chảy chủ yếu đào khoét lòng, tạo điều kiện hình thành các sườn xâm thực Địa hình thềm sông và bãi bồi chỉ phát triển rộng dọc các thung lũng kiến tạo và trên dải đồng bằng

Trên các dòng chảy ở vùng hạ lưu, do đặc điểm thủy triều và cấu trúc kiến tạo mà dòng chảy ở cửa sông có đặc trưng độc đáo, đó là sự hình thành nhiều vùng đầm lầy dọc cửa sông; vai trò thủy triều ở các cửa sông này khá lớn

2.3.2.5 Địa hình do hỗn hợp biển - đầm lầy

Bề mặt phân bố chủ yếu ở khu vực vịnh Cửa Lục và phía đông bắc Cẩm Phả, giáp các dòng chảy hiện đại Địa hình thấp, trũng, nhiều nơi hiện tại bị ngập nước khi triều lên

Cấu tạo nên bề mặt này chủ yếu là bột sét lẫn cát, giàu vật chất than, lớp than bùn với các thân cây hóa than kém Phần rìa giáp với các vách xâm thực, các trầm tích hạt nhỏ được phủ một lớp cát do tái tích tụ cát biển của các bề mặt cổ hơn Nhóm nguồn gốc này gồm 2 kiểu:

- Bề mặt tích tụ biển - đầm lầy tuổi Holocen giữa (mbQ 2 2 )

- Bề mặt tích tụ biển-đầm lầy tuổi đầu Holocen muộn (mbQ 2 3.1 )

2.3.2.6 Địa hình do biển

Khu vực nghiên cứu phân bố khá rộng rãi các bề mặt thềm biển ở các độ cao khác nhau, gồm các bậc sau :

a Thềm mài mòn cao 40-60m tuổi Pleistocen giữa (mQ12)

Bề mặt thềm cao 40-60m bị phân cắt, xâm thực mạnh, tạo địa hình dạng vòm thoải Trên bề mặt này rải rác gặp cuội thạch anh mài tròn tốt Đá gốc cấu tạo nên thềm bị phong hóa mạnh mẽ, kiểu mặt cắt vỏ phong hóa chủ yếu là feralit với bề dày đạt trên l0m

b Thềm mài mòn tích tụ cao 15-25m tuổi Pleistocen muộn

Đây là thềm biển phân bố rộng rãi và được bảo tồn tốt nhất trong diện tích nghiên cứu Bề mặt bị phân cắt yếu bởi các máng xói, tạo địa hình dạng vòm thoải Trên thềm gặp nhiều cuội thạch anh mài tròn tốt

c Thềm mài mòn - tích tụ cao 3 - 4m

Cấu tạo bởi cát bột xám trắng, phân bố hẹp ở phía đông bắc Mông Dương

d Bãi biển

Thuộc quá trình biển hiện đại gồm các dạng địa hình khá đặc trưng là bãi biển tích

tụ, bãi biển tích tụ-mài mòn, nền mài mòn hiện đại và các vách mài mòn

Khu vực nghiên cứu chủ yếu phân bố bãi biển tích tụ do sóng và thuỷ triều chiếm

ưu thế Bãi biển khá bằng phẳng và có chiều rộng rất đáng kể Nhưng đặc điểm hình

thái của các bãi này cũng rất khác nhau tuỳ thuộc vào điều kiện động lực cũng như thành phần vật chất cung cấp cho quá trình tích tụ Các bãi triều ở khu vực do được phát triển trong điều kiện động lực tương đối yên tĩnh, nên thành phần vật chất chủ yếu là hạt mịn (bãi triều lầy) tạo điều kiên thuận lợi cho thực vật ngập mặn phát triển tốt và đa dạng về giống loài Đến lượt mình, thực vật ngập mặn phát triển lại tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tích tụ Các bãi này cũng có những thuận lợi nhất định cho việc nuôi trồng hải sản Các bãi triều ở đông Cẩm Phả có mức độ bồi tụ khá nhanh do vật liệu được bổ sung đáng kể từ các khu vực khai thác than

2.3.2.7 Địa hình tự nhiên và nhân sinh

Gồm 5 dạng địa hình:

1 Moong khai thác than trên địa hình núi thấp

2 Bãi thải do khai thác than trên địa hình đồi núi thấp

3 Bề mặt đồi núi thấp bị san ủi mạnh do các hoạt động khai thác than

4 Bề mặt thềm mài mòn và pediment bị san ủi, cải tạo do đô thị hóa

5 Bề mặt thung lũng sông bị san ủi, cải tạo do đô thị hóa

Đặc trưng của các dạng địa hình này sẽ được trình bày ở các phần sau

Riêng đối với các bãi thải, ảnh hưởng môi trường của các bãi thải phụ thuộc đáng

kể vào vị trí địa hình của chúng Bãi thải trên khu vực đỉnh phân thủy, trên sườn hoặc

bề mặt vai núi dạng bậc thang trên sườn núi và bãi thải ở phần thung lũng Mỗi loại

vị trí này có mức độ nguy hiểm ở các mức độ khác nhau, cần được nghiên cứu và đánh giá một cách chi tiết cho từng khu vực

Dễ dàng nhận thấy là các bãi thải nằm trong khu vực nghiên cứu thường nằm ở phần địa hình cao, nơi khởi nguồn của các dòng suối Những biến đổi địa hình ở phần đầu nguồn này ít nhiều đều có tác động tới đặc trưng hoạt động và chất lượng môi trường các khe suối Ngoài ra, các bãi thải tập trung khá nhiều ở gần các trục đường chính hay nằm ở đáy các thung lũng sông Bề mặt đáy bãi thải đều tương đối dốc Trên bề mặt này hiện hiện tồn tại một lớp vỏ phong hoá có thành phần hạt sét Đây có thể sẽ trở thành mặt trượt nếu khối vật liệu nằm trên đủ lớn

và liên kết với nhau

Các bãi thải đều nhận được một lượng nước lớn từ trên sườn núi chảy xuống Ban đầu, chúng sẽ chảy ngầm dưới đáy bãi thải, mặt dòng chảy ngầm này sẽ được dâng lên theo thời gian gây nên sự biến đổi vật liệu mạnh hơn Chúng có thể sẽ là tác nhân gây nên các khối trượt đất, thậm chí có thể gây nên dòng bùn đá khi các vật liệu thải

đã có quá trình biến đổi thích hợp

2.4 Đặc điểm khí hậu.

Vùng nghiên cứu có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm điển hình, có hai mùa với hai chế

độ khí hậu hoàn toàn khác biệt: mùa mưa – nóng ẩm kéo dài từ tháng tháng 5 đến tháng 10

2.4.1 Chế độ nhiệt

Nhiệt độ không khí trung bình năm khu vực nghiên cứu từ 22 - 250C, tổng nhiệt

8000 - 84000C/năm với 1600 - 1800 giờ nắng/năm Nhiệt độ trung bình tháng lạnh nhất (tháng 1) dao động từ 13 - 150C, nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối năm là 5,30C (tại Bãi Cháy) Mùa hè nhiệt độ không khí tháng nóng nhất (tháng 7) dao động từ 27 -

290C Nhiệt độ tối cao dao động từ 36,2 - 38,80C Biên độ dao động nhiệt trong năm

tương đối ổn định, chênh lệch giữa tháng lạnh nhất và tháng nóng nhất từ 12 - 13 C tạo cho khu vực có hai mùa rõ rệt.

2.4.2 Chế độ mưa - ẩm

Khu vực nghiên cứu có trung bình 110 - 120 ngày mưa/nămvới lượng mưa tương đối lớn 1800 - 2400mm/năm, có năm đạt tới 2818 mm Lượng mưa được phân bố

theo hai mùa rõ rệt Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10, chiếm 75 - 85% tổng

lượng nước cả năm, tại thời điểm này có 5 - 15 ngày lượng mưa trên 50 mm/ngày Mùa khô từ tháng 11 - 4 chiếm 15 -25% tổng lượng mưa cả năm Tháng có lượng mưa lớn nhất là tháng 7, tháng 8, tháng có lượng mưa ít nhất là tháng 12 và tháng 1 Mưa phùn thường xuất hiện vào tháng 1, 2, 3 với thời gian kéo dài nhưng lượng mưa

ít Ngoài ra, mùa đông còn xuất hiện các loại sương mù, thường vào tháng 3 (có khoảng 12 ngày sương mù dầy đặc) và chủ yếu là vào buổi sáng

Độ ẩm không khí của khu vực diễn biến không đều, độ ẩm tương đối trung bình dao động từ 82 - 84%, đạt cực tiểu 75% (vào mùa đông) và cực đại 90% (vào mùa hè)

Do lượng mưa phân bố không đồng đều, tập trung với thời gian ngắn nên có ảnh hưởng rất lớn không những tới các hoạt động kinh tế, mà đặc biệt gây xói mòn đất trên lưu vực và bồi lắng ở các sông suối và vịnh

2.4.3 Chế độ gió

Trên lưu vực thịnh hành hai loại gió mùa chính là gió mùa Tây Nam (tháng 5 - 10) tràn qua vịnh Bắc Bộ với tốc độ 2 - 4m/s khiến thời tiết mát mẻ và gió mùa Đông Bắc (tháng 10 - 4) gây lạnh và ẩm Bão xuất hiện từ tháng 6 - 10 (tập trung vào tháng

7 - 8) với tần suất trung bình 5 - 6 trận/năm

So với các tỉnh Bắc Bộ, Quảng Ninh chịu ảnh hưởng gió mùa đông bắc mạnh hơn Đây là nơi "đầu sóng ngọn gió" Gió thổi mạnh và so với các nơi cùng vĩ độ thường lạnh hơn từ 1 đến 30C

Trong những ngày gió mùa đông bắc, ở vùng núi cao Bình Liêu, Hải Hà, Đầm Hà nhiệt độ có khi xuống dưới 00C Quảng Ninh cũng chịu ảnh hưởng lớn của bão tố Bão thường đến sớm (các tháng 6, 7, 8) và có cường độ khá mạnh, nhất là ở vùng đảo

và ven biển

2.4.4 Các hình thể thời tiết cực đoan.

Mùa mưa bão (tháng 7 – 8) thường phải hứng chịu các trận áp thấp nhiệt đới và bão (trung bình 2.5 trận/năm, có thể tới cấp 9-10) từ Biển Đông vào kèm theo giông

tố, mưa lớn và triều cường gây thiệt hại không nhỏ cho cơ sở hạ tầng ven biển, đặc biệt là sản xuất chăn nuôi thủy sản và dịch vụ - du lịch của nhân dân địa phương

2.5 Đặc điểm thủy văn.

2.5.1 Đặc điểm mạng lưới sông suối.

Đặc điểm chung của hệ thống sông suối là nhỏ, ngắn và dốc với chế độ dòng chảy phụ thuộc vào chế độ mưa nên lưu lượng nước giữa mùa lũ và mùa kiệt chênh nhau nhiều Mùa lũ thường kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10, tập trung 90% tổng lượng nước cả năm Thung lũng sông sâu và hẹp, hạ lưu thường bị nhiễm mặn do chế độ thuỷ triều Các sông đổ ra biển dưới dạng vịnh cửa sông, mùa lũ nước thường lên rất nhanh nhưng sau thời gian mưa nước sông có thể bị rút kiệt (đỉnh lũ thường xuất hiện vào khoảng tháng 7 - 8 và dễ gây ra lũ quét) Tuy mật độ sông suối trong lưu vực lớn nhưng do địa hình dốc khiến cho lưu lượng mùa kiệt nhỏ dẫn đến thiếu nước cho sản xuất và sử dụng vào các mục đích khác trong mùa kiệt

- Hồ Lưỡng Kỳ: 7,5 triệu m3, tưới cho 1000 - 1200 ha

- Hồ Cài (đập Đồng Ho): cung cấp nước cho Bãi Cháy, Cái Dăm

Ngoài ra còn nhiều hồ, đập nhỏ có ý nghĩa quan trọng với đời sống dân sinh: Hồ Khe Chính, Hồ Đồng Khuôn, Hồ Chân Đèo, Hồ Đá Bàn, Đập dâng Đá Trắng, Đập Khe Dùng (Sơn Dương), Đập dâng Vũ Oai, Hồ An Biên, Hồ Rộc Cả

2.5.3 Đặc điểm nước dưới đất.

Trong vùng nghiên cứu phân bố 4 đơn vị chứa nước:

(1) Nước lỗ hổng tồn tại trong các trầm tích đệ tứ bở rời có tướng khác nhau thành các dải hẹp dọc quốc lộ 18A, 18B, ven biển từ Hạ Long đến Cẩm Phả, quanh vịnh Cuốc Bê và Của Ông, chiều dày tầng chứa thay đổi từ vài mét – 50 m, có chỗ đạt đến

70 m Thành phần đất đá rất đa dạng về nguồn gốc, cỡ hạt và thành phần đá vụn: dải

dọc theo quốc lộ 18B gồm cát, cuội, tảng lẫn sét, sét cát nguồn gốc sông hồ, bãi bồi; dải dọc theo quốc lộ 18A gồm cát sét, sét cát lẫn sạn sỏi; ở sát biển thành phần hạt hạt mịn tăng lên nhất là ở phần trên của mặt cắt Do vậy, mức độ chứa nước của chúng cũng khác nhau: một số giếng đào trong các đất đá nằm trực tiếp trên đá vôi phát triển hang hốc karst ở dải Quảng La – Dương Huy có lưu lượng lớn (tỷ lưu lượng múc nước đạt > 1 l/sm cá biệt có giếng đạt 8,53 l/sm), trong khi đó các giếng đào trong trầm tích đệ tứ nằm trên các trầm tích khác có lưu lượng nhỏ hơn rất nhiều

cỡ n.10-2 l/s (khu vực Cọc Sáu ~ 0,01 – 0,1 l/s, khu vực Cẩm Phả ~ 0,025 – 0,251 l/s, khu vực Hòn Gai ~ 0,024 – 0,24 l/s Các kết quả múc nước thí nghiệm cũng cho thấy rằng hệ số thấm cũng biến đổi trong phạm vi rộng (ở Hòn Gai K = 0.01 m/ng, trong dới thông khí ở Tân Lập K ~ 0.75 – 5.13 m/ng) Hệ số thấm lớn hơn nhiều lần (4-5 lần) của đới thông khí so với đới bão hòa tạo điều kiện dễ dàng cho nước mưa và nước mặt ngấm xuống cung cấp cho nước ngầm Mực nước ngầm thường thay đổi từ gần 1 m đến vài ba mét, gần các chân núi mực nước thường sâu hơn có nơi đạt đến 6 – 7 m Nói chung, nước trong các tầng đất lỗ hổng có diện phân bố và trữ lượng nhỏ, nguồn cung cấp chủ yếu từ nước mưa ngấm xuống, mực nước dao động theo mùa với chênh lệch giữa mùa mưa và mùa khô phổ biến ở mức 2- 2.5 m

(2) Nước khe nứt trong các khe nứt của các thành tạo Neogene Tiêu Giao N2 tg

phân bố thành dải hẹp dọc bờ biển ở vịnh Cuốc Bê, có mức độ chứa nước trung bình đến tốt

(3) Nước khe nứt trong các khe nứt của các thành tạo Hòn Gai T3n-r hg phân bố

phần lớn diện tích nghiên cứu trải dài từ quốc lộ 18B đến quốc lộ 18A và từ vịnh Cuốc Bê đến Cửa Ông Do đặc điểm của hệ tầng Hòn Gai cấu tạo bởi các trầm tích lục nguyên sét bột kết, bột kết, cát kết, sạn kết và cuội kết xen kẽ nhau và có tính phân nhịp, các tập đá hạt mịn trở thành các lớp cách nước phân cách các tập đá hạt thô nứt nẻ chứa nước Cũng do đặc điểm này mà các tầng chứa nước đều có mực nước cao hơn mái cách nước, nhiều chỗ lỗ khoan có nước tự phun (có lỗ khoan ở bãi thải Cọc Sáu mực nước phun cao 16.49 m, ở Khe Tam phun cao 10.5 m) Tương ứng với ba phụ hệ tầng của tầng Hòn Gai có thể phân chia ra ba mức độ chứa nước như sau:

- Các tầng đất đá trên than (phụ hệ tầng trên) có mức độ chứa nước trung bình với

66,6% số lỗ khoan có tỷ lưu lượng nằm trong thang chứa nước trung bình

- Các tầng đất đá chứa than (phụ hệ tầng giữa) có mức độ chứa nước nghèo với 95% số lỗ khoan có tỷ lưu lượng nằm trong thang nghèo – rất nghèo nước

- Các tầng đất đá dưới than (phụ hệ tầng dưới) có mức độ chứa nước tốt với 49%

số lỗ khoan có tỷ lưu lượng nằm trong thang giàu và rất giàu nước

(4) Nước khe nứt trong các khe nứt hang hốc karst của đá vôi C-P bs, phân bố

thành dải dọc bờ biển ở nam thành phố Hạ Long, Quang Hanh, Cẩm Phả Đây được coi là tầng chứa nước rất tốt, kết quả thống kê nghiên cứu các tài liệu trước đây cho thấy trong số 32 lỗ khoan đã khảo sát thì 59% số lỗ khoan có tỷ lưu lượng > 1 l/sm và 18.7% số lỗ khoan có tỷ lưu lượng từ 0.5 – 1 //sm

Trong diện tích còn có mặt các đất đá chứa nước của hệ tầng Bãi Cháy (P2 bc) và Tấn Mài (O3 – S1 tm) nhưng diện lộ của chúng nhỏ nên không được phân loại trong báo cáo này

2.6 Đặc điểm hải văn.

Sự hoạt động phức tạp của các nhân tố động lực trên biển như sóng, thuỷ triều, dòng chảy trên biển cũng như sự tác động của các nhân tố khác làm phức tạp địa hình của các khu vực ven biển

2.6.1 Sóng

Khi sóng từ ngoài khơi vào bờ nó bị tác động bởi địa hình đáy và cuối cùng bị phá huỷ Trong trường hợp điển hình sự phá huỷ của sóng là sự đổ nhào theo hướng truyền sóng Kết quả tại nơi có tỷ lệ giữa độ cao sóng (H) và độ sâu đáy biển (h) là 1/2 sóng bắt đầu tác động đến đáy (đây cũng là ranh giới dưới của khu bờ hiện đại) Tại các thời điểm mà tỷ số H/h = 0,78 các val bờ sẽ được hình thành, trong một số trường điều kiện nhất định chúng sẽ trở thành các bar bờ

Chuyển động của sóng còn tạo ra các dòng sóng vỗ bờ, dòng chảy sóng có thể là các dòng chảy ngang hoặc dọc bờ là động lực vận chuyển đáng kể bồi tích

Tương ứng với chế độ gió mùa, chế độ sóng khu vực ven bờ được phân thành hai mùa rõ rệt Trong vùng ven bờ do được các đảo che chắn nên sóng bị giới hạn bởi đà sóng, tạo ra khu vực khá lặng sóng Theo nghiên cứu tần suất độ cao sóng theo các hướng tại trạm Cửa Ông (trung bình nhiều năm), cho thấy do được che chắn tốt nên tần suất lặng sóng trong khu vực (sóng có độ cao giới hạn trong khoảng 0,25m)