Nghiên cứu tác động của hồ Trị An đến môi trường địa chất lưu vực sông Đồng Nai

Đề tài cấp Bộ Khoa học và Công nghệ (mã số ĐLT409) được triển khai thực hiện với những nội dung nghiên cứu sau đây: Đánh giá và dự báo những biến đổi môi trường địa chất khu vực hồ Trị An và toàn lưu vực sông Đồng Nai, đặc biệt là khu vực hạ lưu. Nghiên cứu mối tương tác qua lại giữa các hoạt động địa chất với sự xuất hiện và hoạt động của hồ Trị An. Nghiên cứu phân đoạn đứt gãy theo mức độ hoạt động, mức độ dập vỡ, nứt nẻ; trạng thái ứng suất hiện đại, khả năng phát sinh động đất của chúng. Đánh giá ảnh hưởng thấm thoát nước, trượt lở đất, gây biến dạng nền đất của các đứt gãy, nguy cơ tai biến địa chất do chúng gây ra đối với hồ đập Trị An và những tác động của hồ mang tính kích thích gây ra các tai biến địa chất cho khu vực hồ cũng như vùng hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai Sài Gòn. Nghiên cứu biến động cửa sông và môi trường trầm tích Holocen hiện đại (từ 5.000 năm trở lại đây) mối quan hệ này phải được nghiên cứu không chỉ theo không gian mà còn theo thời gian. Các hoạt động của con người (xây dựng công trình, khai thác nước mặt và nước ngầm, khai thác cát, nuôi trồng và đánh bắt hải sản…) ở vùng hồ và dọc lưu vực sông được coi như một tác nhân gây ra tai biến địa chất và cũng chịu sự tác động qua lại với các hoạt động của hồ chứa. Dự báo xu thế biến động môi trường địa chất khu vực nghiên cứu theo chu kỳ ngắn hạn và dài hạn cũng như vấn đề dự báo tính an toàn của đập dưới tác động của các tai biến địa chất.

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I: CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23

I 1 CÁCH TIẾP CẬN 23

I 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, KỸ THUẬT SỬ DỤNG 24

CHƯƠNG II: ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI VÙNG NGHIÊN CỨU 29

II 1 ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 29

II.1.1 Vị trí địa lý vùng nghiên cứu 29

II.1.2 Đặc điểm địa hình vùng nghiên cứu 31

II.1.3 Đặc điểm các yếu tố khí hậu 32

II.1.4 Đặc điểm thủy văn lưu vực sông Đồng Nai 42

II.1.5 Đặc điểm về địa chất 49

II.1.6 Đặc điểm tai biến địa chất 58

II.1.7 Đặc điểm hệ sinh thái lưu vực sông Đồng Nai 60

II 2 ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ XÃ HỘI 67

II.2.1 Phát triển kinh tế 67

II.2.2 Văn hóa- xã hội 69

CHƯƠNG III: HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG ĐỊA CHẤT VÙNG HỒ TRỊ AN VÀ LƯU VỰC SÔNG ĐỒNG NAI 72

III 1 CÁC YẾU TỐ CHI PHỐI ĐẾN MÔI TRƯỜNG ĐỊA CHẤT VÙNG HỒ TRỊ AN VÀ LƯU VỰC SÔNG ĐỒNG NAI 72

III.1.1 Đặc điểm khí hậu và đặc điểm sinh vật tại vùng hồ Trị An và lưu vực sông Đồng Nai 72

III.1.2 Tình hình phát triển kinh tế - xã hội trên toàn lưu vực sông Đồng Nai 78

III.1.3 Đặc điểm thủy văn của hồ Trị An, và lưu vực sông Đồng Nai (đặc điểm thủy thạch động lực, chế độ dòng chảy, địa hình đáy, các trầm tích đáy, các dạng vật liệu lơ lửng và lắng đọng) 85

III.1.4 Đặc điểm địa hình, địa mạo, mối quan hệ giữa các thành tạo địa chất và

các dạng địa hình 92

III.1.5 Đặc điểm cấu trúc địa chất vùng nghiên cứu 101

III.1.6 Đặc điểm địa chất thủy văn vùng nghiên cứu 124

III.1.7 Ảnh hưởng của hệ thống thủy điện bậc thang trên hệ thống sông Đồng Nai và sông La Ngà đến hồ thủy điện Trị An 139

III 2 HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG ĐỊA CHẤT 141

III.2.1 Các quá trình xâm thực, xói lở, bồi tụ, vùng hồ Trị An và hạ lưu sông Đồng Nai 141

III.2.2 Hiện tượng nhiễm mặn của sông Đồng Nai, đánh giá vai trò của hồ Trị An đối với vấn đề này 156

III.2.3 Động thái nước dưới đất vùng hồ Trị An và lưu vực sông Đồng Nai, mối quan hệ thủy lực giữa hồ Trị An và các tầng chứa nước trong vùng 159

III.2.4 Các quá trình địa động lực hiện đại, các đứt gãy trẻ, hoạt động động đất Phân tích mối quan hệ của các quá trình trên với hoạt động của hồ Trị An 177

CHƯƠNG IV: BIẾN ĐỘNG MÔI TRƯỜNG ĐỊA CHẤT DO HOẠT ĐỘNG CỦA HỒ THỦY ĐIỆN TRỊ AN 199

IV 1 DIỄN BIẾN XÓI LỞ VÀ BỒI TỤ 199

IV.1.1 Phương pháp nghiên cứu 199

IV.1.2 Vùng hồ 201

IV.1.3 Vùng hạ lưu sông Đồng Nai 204

IV.1.4 Vùng ven biển Cần Giờ: 214

IV 2 DIỄN BIẾN VỀ NƯỚC DƯỚI ĐẤT, MỐI QUAN HỆ THỦY LỰC GIỮA HỒ TRỊ AN VÀ CÁC TẦNG CHỨA NƯỚC TRONG VÙNG 217

IV.2.1 Tương quan mực nước hồ Trị An với nước dưới đất tầng Holocen 217

IV.2.2 Tương quan mực nước hồ Trị An với nước dưới đất tầng Pleistocen trên 218 IV.2.3 Tương quan mực nước hồ Trị An với nước dưới đất tầng Pleistocen giữa - trên 218

IV.2.4 Tương quan mực nước hồ Trị An với nước dưới đất tầng Pleistocen dưới218 IV.2.5 Tương quan mực nước hồ Trị An với nước dưới đất tầng Pliocen giữa 218

IV.2.6 Tương quan mực nước hồ Trị An với nước dưới đất tầng Pliocen dưới 219

IV.2.7 Tương quan mực nước hồ Trị An với nước dưới đất trong bazan Kainozoi 219

IV.2.8 Tương quan mực nước hồ Trị An với nước dưới đất trong đới nứt nẻ các thành tạo Mesozoi 220

IV.2.9 Kết quả quan trắc của Đề tài 220

IV 3 DIỄN BIẾN XÂM NHẬP MẶN 223

IV.3.1 Xâm nhập mặn nước mặt 223

IV.3.2 Xâm nhập mặn nước dưới đất 229

IV 4 CHUYỂN DỊCH VÀ BIẾN DẠNG KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI 231

IV.4.1 Lịch sử và phương pháp nghiên cứu 231

IV.4.2 Vận tốc biến dạng theo số liệu chuyển dịch GPS 232

IV.4.3 Biến dạng chính 234

IV.4.4 Độ lớn biến dạng 235

IV.4.5 Biến dạng trương nở hai chiều 237

IV.4.6 Biến dạng cực đại 238

IV.4.7 Đánh giá chung về biến dạng 239

IV 5 ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA THỦY ĐIỆN TRỊ AN ĐẾN HOẠT ĐỘNG ĐỘNG ĐẤT LƯU VỰC SÔNG ĐỒNG NAI 239

IV.5.1 Nguyên nhân và điều kiện phát sinh động đất kích thích ở vùng hồ chứa 240 IV.5.2 Tình hình nghiên cứu động đất kích thích ở Việt Nam 250

IV.5.3 Đánh giá động đất kích thích ở vùng hồ Trị An và lưu vực sông Đồng Nai 251

CHƯƠNG V: DỰ BÁO CÁC NGUY CƠ TAI BIẾN ĐỊA CHẤT VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP PHÒNG TRÁNH 254

V 1 DỰ BÁO CÁC NGUY CƠ TAI BIẾN ĐỊA CHẤT 254

V.1.1 Dự báo về xói lở và bồi tụ 254

V.1.2 Dự báo về động thái nước dưới đất 258

V.1.3 Dự báo về tân kiến tạo và chuyển động hiện đại (thông qua hoạt động động đất kích thích và biến dạng kiến tạo hiện đại) 286

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng II.1.Nhiệt độ tối cao và tối thấp tuyệt đối (0C) 33

Bảng II.2 Biên độ nhiệt độ trung bình tháng (0C) 34

Bảng II.3 Tần suất tháng nóng, lạnh nhất (%) 34

Bảng II.4 Lượng mưa ứng với suất bảo đảm 75% 35

Bảng II.5 Tần suất xuất hiện tháng mưa lớn nhất, đỉnh mưa năm (%) 36

Bảng II.6 Độ ẩm không khí thấp nhất tuyệt đối (%) trong các tháng 37

Bảng II.7 Tần suất các hướng gió trong năm (%) 38

Bảng II.8 Tốc độ gió trung bình năm của tám hướng chính (m/s) 38

Bảng II.9 Tốc độ gió mạnh nhất và hướng (m/s) 39

Bảng II.10 Lượng mưa từ ngày 21 - 31/8/1978 một số nơi ở Đồng Nai 41

Bảng II.11 Tần suất xuất hiện các loại hạn (%) 42

Bảng II.12 Các đặc trưng mực nước sông Đồng Nai 47

Bảng II.13 Hiện trạng sử dụng đất tại Cần Giờ năm 2000 62

Bảng II.14 Diện tích trồng rừng từ 1978 - 2000 63

Bảng III.1 Ngày bắt đầu, kết thúc trung bình mùa mưa ở Đồng Nai và vùng phụ cận72 Bảng III.2.Phân bố dân cư theo địa giới hành chính 79

Bảng III.3.Trữ lượng cát theo kết quả thăm dò (tính đến tháng 7/1995) 83

Bảng III.4 Trữ lượng cát được xét duyệt (tính đến 7/1995) 83

Bảng III.5 Khối lượng khai thác trong giai đoạn 1995-1999, 1999-2004 (m3 ) 84

Bảng III.6 Mực nước quan trắc lòng hồ Trị An trong các ngày đo dòng chảy 86

Bảng III.7 Lưu lượng phù sa, lớn nhất và nhỏ nhất 91

Bảng III.8 Số liệu thủy văn và bùn cát tại các mặt cắt trong lòng hồ Trị An vào tháng VII năm 1995 151

Bảng III.9 Số liệu thủy văn và bùn cát tại các mặt cắt trong lòng hồ Trị An vào tháng IX năm 1995 152

Bảng III.10 Biên độ triều tại các trạm đo trên sông Đồng Nai 157 Bảng III.11 Độ cao mực nước trung bình tháng nhiều năm của nước mặt (m) 171 Bảng III.12 Độ cao mực nước trung bình tháng nhiều năm tầng Holocen (m) 171

Bảng III.13 Độ cao mực nước trung bình tháng nhiều năm tầng Pleistocen trên (m) 172Bảng III.14 Độ cao mực nước trung bình tháng nhiều năm tầng Pleistocen giữa

- trên (m) 173Bảng III.15 Độ cao mực nước trung bình tháng nhiều năm tầng Pleistocen dưới (m) 173Bảng III.16 Độ cao mực nước trung bình tháng nhiều năm tầng Pliocen giữa (m) 174Bảng III.17 Độ cao mực nước trung bình tháng nhiều năm tầng Pliocen dưới (m) 175Bảng III.18 Độ cao mực nước trung bình tháng nhiều năm tầng bazan kainozoi (m) 175Bảng III.19 Độ cao mực nước trung bình tháng nhiều năm đới chứa nước ms (m) 176Bảng III.20 Đặc trưng cơ bản của các đứt gãy hoạt động chính khu vực Nam Bộ185Bảng III.21 Đặc trưng cơ bản của các đứt gãy hoạt động chính khu vực Nam

Bộ 186Bảng IV.1 Vị trí các giếng quan trắc nước ngầm 221Bảng IV.2 Thống kê kết quả tính cân bằng nước nhạt 230Bảng IV.3 Vận tốc chuyển dịch tuyệt đối các điểm đo GPS trong vùng nghiên cứu 232Bảng V.1 Phân cấp mức độ tương quan 273

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình II.1 Sơ đồ vị trí vùng nghiên cứu 30

Hình II.2 Bản đồ địa hình lưu vực sông Đồng Nai 32

Hình III.1 Sơ đồ phân bố bãi cát mỏ Bắc cầu Đồng Nai 81

Hình III.2 Hướng và tốc độ dòng chảy mặt trong lòng hồ 87

Hình III.3 Hướng và tốc độ dòng chảy tầng giữa lòng hồ 87

Hình III.4 Hướng và tốc độ dòng chảy tầng đáy lòng hồ 88

Hình III.5 Địa hình đáy hồ Trị An thể hiện bằng đường đồng mức 89

Hình III.6 Hình thái địa hình lưu vực hồ Trị An 93

Hình III.7 Bản đồ địa mạo khu vực hồ Trị An, tỷ lệ 1:50.000 (thu nhỏ) 97

Hình III.8 Bản đồ địa chất khu vực lòng hồ Trị An 104

Hình III.9 Bản đồ địa chất vùng hạ lưu sông Đồng Nai, tỷ lệ 1: 200.000 (thu nhỏ)105 Hình III.10 Qui hoạch hệ thống bậc thang sử dụng nước trên sông Đồng Nai-La Ngà tới thủy điện Trị An 140

Hình III.11 bản đồ hiện trạng xói lở - bồi tụ hạ lưu sông Đồng Nai 144

Hình III.12 bản đồ xói lở - bồi tụ vù ng hồ Tri ̣ An 146

Hình III.13 bản đồ hiện trạng xói lở - bồi tụ khu vực ngã ba sông Sài Gòn 148

Hình III.14 bản đồ xói lở - bồi tụ khu vực cửa sông Đồng Nai-Sài Gòn 150

Hình III.15 Tốc độ và cơ chế bồi lắng lòng hồ Trị An trung bình sau 1 năm khai thác 155

Hình III.16 Sơ đồ lắng đọng trầm tích lòng hồ Trị An 155

Hình III.17 Đồ thị mực nước công trình Q09902E và lượng mưa trạm Tân Sơn Hoà 160

Hình III.18 Dao động triều của mực nước sông Sài Gòn (trạm Thủ Dầu Một) 161 Hình III.19 Dao động mực nước sông Sài Gòn và công trình Q00202A 161

Hình III.20 Đồ thị dao động mực nước bán nhật triều 163

Hình III.21 Chu kỳ dao động nửa tháng 163

Hình III.22 Xu hướng dâng mực nước CT Q00102F do ảnh hưởng của các kênh tưới của hồ Dầu Tiếng 165

Hình III.23 Mực nước dưới đất tại công trình Q011340 Tân Chánh Hiệp, Quận

12, TP HCM: Các thời kỳ 1991-1995, 1996-2000 và 2001-2005 166

Hình III.24 Mực nước hồ Trị An phía trên (Htrian-Up) và dưới (Htrian-Down) đập 168

Hình III.25 Mực nước hồ Trị An phía trên (Htrian-Up) và mực nước các lỗ khoan170 Hình III.26 Bản đồ kiến tạo địa động lực vùng nam Trung bộ và lân cận 179

Hình III.27 Bản đồ kiến tạo - Địa động lực khu vực hồ thủy điện Trị An và lân cận 187

Hình III.28 Bản đồ kiến tạo – địa động lực khu vực hồ Trị An 188

Hình III.29 Bản đồ các vùng phát sinh động đất vùng Nam Trung Bộ và lân cận197 Hình IV.1 Bản đồ diễn biến đường bờ vùng hồ Trị An giai đoạn 1989-2011 202

Hình IV.2 Đoạn đường bờ thuộc xã Tân Gia 1 giáp với thị trấn Vĩnh An 202

Hình IV.3 Phân vùng bồi lắng lòng hồ Trị An 203

Hình IV.4 Bản đồ diễn biến đường bờ khu vực ngã ba sông Sài Gòn (1965-2011)205 Hình IV.5 Điểm sạt lở thuộc phường Long Phước 205

Hình IV.6 Xói lở trên sông Lòng Tàu 207

Hình IV.7 Biến đổi tuyến lạch sâu giai đoạn 2005-2010, sông Đồng Nai 208

Hình IV.8 Biến đổi tuyến lạch sâu giai đoạn 2005-2010, sông Sài Gòn 208

Hình IV.9 Biến đổi tuyến lạch sâu giai đoạn 2005-2010, s Nhà Bè – Lòng Tàu208 Hình IV.10 Biến đổi tuyến lạch sâu giai đoạn 2005-2010, s Nhà Bè – Soài Rạp209 Hình IV.11 Vị trí và phạm vi nghiên cứu khu vực thành phố Biên Hòa 209

Hình IV.12 Mô phỏng bồi xói bờ tả khu vực Biên Hòa sau lũ tương tự 2000 210

Hình IV.13 Mô phỏng bồi xói bờ hữu khu vực Biên Hòa sau lũ tương tự 2000 210 Hình IV.14 Biến đổi địa hình đáy sông khu vực Biên Hòa sau trận lũ tương tự 2000 211

Hình IV.15 Mô hình độ sâu sông Sài Gòn khu vực bán đảo Thanh Đa và vị trí mặt cắt tính toán 212

Hình IV.16 Kết quả tính toán xói lở bờ tả (bên trái hình) và hữu (bên phải hình) sau năm lũ tương tự 2000 213

Hình IV.17 Biến đổi địa hình đáy sông sau trận lũ tương tự 2000 tại mặt cắt 213 Hình IV.18 Xói lở năm 2010 theo tính toán mô hình Mike 21C, khu vực Thanh

Đa 214

Hình IV 19 Bản đồ diễn biến đường bờ khu vực cửa sông Đồng Nai -Sài Gòn

(1965-2011) 215

Hình IV.20 Đường bờ khu vực cửa sông Đông Tranh 216

Hình IV.21 Mực nước hồ Trị An phía trên (Htrian-Up) và dưới (Htrian-Down) đập 217

Hình IV.22 Mực nước hồ Trị An phía trên (Htrian-Up) và mực nước các lỗ khoan220 Hình IV.23 Diễn biến mực nước ngầm tại 4 giếng quan trắc 221

Hình IV.24 Lượng mưa trung bình trên hồ Trị An (7/2010-3/2011) 222

Hình IV.25 Diễn biến mực nước hồ Trị An và các giếng quan trắc 222

Hình IV.26 Diễn biến độ mặn trung bình tháng từ tháng 2 đến tháng 7 224

Hình IV.27 Diễn biến độ mặn cực đại và trung bình từ tháng 2 đến tháng 7 hàng năm 225

Hình IV.28 Diễn biến mặn năm 2005 trên sông Đồng Nai (đơn vị độ mặn g/l) 226 Hình IV.29 Diễn biến xâm nhập mặn tại thời điểm ngày 10/2/2005 226

Hình IV.30 Đường mặn MAX dọc sông Sài gòn từ rạch Tra đến Bình Khánh 227 Hình IV.31 Đường mặn MAX dọc sông Đồng Nai từ Biên Hoà đến Lòng Tàu 228 Hình IV.32 Bản đồ ranh giới mặn nhạt các tầng chứa nước 229

Hình IV.33 Vận tốc chuyển dịch tuyệt đối của các điểm đo GPS được sử dụng để tính biến dạng 233

Hình IV.34 Vận tốc biến dạng tính từ vận tốc chuyển dịch nội suy 235

Hình IV.35 Độ lớn biến dạng” tính từ vận tốc chuyển dịch nội suy Giá trị này này tính theo đại lượng bất biến thứ hai của tenxơ biến dạng 236

Hình IV.36 Độ lớn biến dạng trương nở 2D (nền màu) tính từ vận tốc chuyển dịch nội suy 237

Hình IV.37 Độ lớn biến dạng trượt cực đại (thể biện bằng nền màu-biểu diễn giá trị dương và kích thước dấu cộng) tính từ vận tốc chuyển dịch nội suy 238

Hình IV.38 Động đất vùng Nam Trung bộ và lân cận trước năm 1987 252

Hình IV.39 Động đất vùng Nam Trung bộ và lân cận sau năm 1987 252

Hình IV.40 Chấn tâm động đất miền Nam Việt Nam quan sát được bởi mạng lưới trạm động đất địa phương từ tháng 11-2006 đến 11-2008 253

Hình V.1 Tốc độ và phân bố bồi lắng lòng hồ Trị An trung bình sau 10 năm khai

thác 255

Hình V.2 Tốc độ và phân bố bồi lắng lòng hồ Trị An trung bình sau 50 năm khai thác 256

Hình V.3 Lưới thời gian 260

Hình V.4 Miền mô hình dòng chảy và dạng biên 264

Hình V.5 Lưới phần tử hữu hạn miền lớn 265

Hình V.6 Phân bố các tầng chứa nước-cách nước 266

Hình V.7 Mực nước hồ Trị An 1988-2010 268

Hình V.8 Mực nước sông Đồng Nai tại Biên Hòa 1988-2010 268

Hình V.9 Tương quan mực nước tại Biên Hòa và Nhà Bè (1999-2010) 273

Hình V.10 Mực nước sông Nhà Bè tại Nhà Bè 1988-2010 274

Hình V.11 Mực nước biển trạm Vũng Tàu 1988-2010 274

Hình V.12 Mực nước ở 3 trường hợp mực nước hồ bằng 50m, 56m và 62m 275

Hình V.13 Mực nước dưới đất ổn định trước khi hồ Trị An hoạt động 276

Hình V.14 Mực nước dưới đất sau 20 năm hồ Trị An hoạt động (năm 2010) 277

Hình V.15 Mực nước dưới đất trước và sau 21 năm hồ Trị An hoạt động 278

Hình V.16 Lưới miền mô hình: 8934 nút và 8715 phần tử 280

Hình V.17 Phân bố mực nước trên mặt cắt bắc nam giữa miền mô hình 281

Hình V.18 Mực nước dưới đất trước và sau 21 năm hồ Trị An hoạt động khu vực hạ lưu sát hồ Trị An 282

Hình V.19 Dâng mực nước dưới đất trước và sau 21 năm hồ Trị An hoạt động 283 Hình V.20 Mực NDĐ mô hình (cách hồ 200m) và mực nước hồ Trị An năm 2010 284

Hình V.21 Mực NDĐ mô hình (cách hồ 200m) và mực nước hồ Trị An năm 2010-4/2011 284

Hình V.22 Động đất vùng Nam Trung bộ và lân cận trước năm 1987 288

Hình V.23 Động đất vùng Nam Trung bộ và lân cận sau năm 1987 289

Hình V.24 Chấn tâm động đất miền Nam Việt Nam quan sát được bởi mạng lưới trạm động đất địa phương trong thời gian 11-2006 đến 11-2008 289

Hình V.25 Sơ đồ minh họa vị trí các trạm đo 291

ĐCKS VN Địa chất khoáng sản Việt Nam

ĐCTV-ĐCCT Địa chất thủy văn - Địa chất công trình

IUCN Tổ chức quốc tế bảo vệ nguồn lợi thiên nhiên

KH&CN Khoa học và Công nghệ

KHTLMN Khoa học thủy lợi Miền nam

TB - ĐN Tây bắc - Đông nam

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Hầu hết các nước trên thế giới cũng như ở Việt Nam trước khi xây dựng các nhà máy thủy điện hoặc hồ thủy lợi có quy mô trung bình đến lớn đều tiến hành nghiên cứu lập báo cáo đánh giá tác động môi trường của dự án Các dự án lớn sau khi hoàn thành đều có các nghiên cứu, đánh giá và dự báo những biến đổi môi trường khu vực hồ chứa và toàn lưu vực sông đặc biệt là phần lưu vực từ hồ chứa về

hạ lưu Trong các công trình nêu trong phần tổng quan cho thấy lưu vực sông Đồng Nai cũng như lưu vực hệ thống sông Sài Gòn - Đồng Nai (vùng Đông Nam Bộ) được quan tâm và nghiên cứu tương đối đồng bộ trong nhiều năm gần đây, nhiều vấn đề về môi trường nói chung và môi trường địa chất nói riêng đã được đề cập đến, song vẫn còn những vấn đề tồn tại dưới đây:

Mặc dù trong các công trình nêu trên đặc điểm địa chất khu vực đã được nghiên cứu với nhiều mức độ khác nhau (bản đồ địa chất tỷ lệ 1/25.000 đến 1/200.000) tuy nhiên mới chỉ dừng ở mức làm cơ sở nền cho nghiên cứu môi trường địa chất khu vực, chưa có công trình nào thể hiện rõ nét mối tương tác qua lại giữa các hoạt động địa chất với sự xuất hiện và hoạt động của hồ Trị An có dung tích tới 2.765 km³, trên một diện tích là 323km2 Cũng chưa có kết quả nghiên cứu phân đoạn đứt gãy theo mức độ hoạt động, mức độ dập vỡ, nứt nẻ; trạng thái ứng suất hiện đại, khả năng phát sinh động đất của chúng Do vậy, với các khu vực như khu

hồ - đập Trị An, nơi giao nhau của các đới đứt Tuy Hòa - Ốc Tai Voi, Bình Long - Chứa Chan cùng với các đứt gãy phương kinh tuyến, vĩ tuyến, hiện vẫn chưa đủ cơ

sở để đánh giá ảnh hưởng thấm thoát nước, trượt lở đất, gây biến dạng nền đất của các đứt gãy, nguy cơ tai biến địa chất do chúng gây ra đối với hồ - đập Trị An và những tác động của hồ mang tính kích thích gây ra các tai biến địa chất cho khu vực

hồ cũng như vùng hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai - Sài Gòn

Trong các công trình nêu trên, mối quan hệ giữa hoạt động của các hồ chứa trên thượng nguồn (Trị An, Dầu Tiếng, Đa Mi…) với các hoạt động địa chất gây biến đổi môi trường vùng cửa sông ven biển (vịnh Gành Rái, cửa Soài Rạp…) chưa được giải quyết Vùng cửa sông ven biển là nơi chịu ảnh hưởng của chế độ thuỷ - hải văn, do vậy các quá trình địa chất - địa mạo phần đất liền và biển cần được đặc biệt quan tâm Trong nghiên cứu biến động cửa sông và môi trường trầm tích Holocen - hiện đại (từ 5.000 năm trở lại đây) mối quan hệ này phải được nghiên cứu không chỉ theo không gian mà còn theo thời gian

- Các hoạt động của con người (xây dựng công trình, khai thác nước mặt và nước ngầm, khai thác cát, nuôi trồng và đánh bắt hải sản…) ở vùng hồ và dọc lưu

vực sông được coi như một tác nhân gây ra tai biến địa chất và cũng chịu sự tác động qua lại với các hoạt động của hồ chứa Vấn đề này chưa được tổng hợp và đánh giá một cách đầy đủ theo hướng tác động tích lũy và cộng hưởng

- Ngoài ra, vấn đề dự báo xu thế biến động môi trường địa chất khu vực nghiên cứu theo chu kỳ ngắn hạn và dài hạn cũng như vấn đề dự báo tính an toàn của đập dưới tác động của các tai biến địa chất cũng cần được làm sáng tỏ trong đề tài này Đây là những vấn đề mang tính cấp thiết, phục vụ cho công tác quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội và bảo vệ môi trường khu vực

Những vấn đề tồn tại nêu trên là những nội dung cần được giải quyết trong Đề tài này Kết quả nghiên cứu về những vấn đề trên sẽ là cơ sở khoa học để xây dựng các giải pháp hợp lý và phù hợp để giảm thiểu các tác động do tai biến địa chất và đảm bảo an toàn cho đập thủy điện Trị An Ngoài ra kết quả của Đề tài sẽ là những tài liệu quý giá góp phần vào nghiên cứu các biến đổi môi trường địa chất do xây dựng

và vận hành các hồ thủy điện, thủy lợi khác trên cả nước

Xuất phát từ những điều nêu trên, Bộ Khoa học và Công nghệ đã cho triển

khai Đề tài: “Nghiên cứu tác động của hồ Trị An đến môi trường địa chất lưu vực

sông Đồng Nai”, mã số ĐL-T4/09

2 Tính pháp lý của đề tài

Đề tài mã số ĐL-T4/09được thực hiện theo các văn bản pháp lý sau:

- Quyết định số 1472/QĐ-BKHCN ngày 16/07/2007 của Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ về việc phê duyệt tổ chức, cá nhân trúng tuyển chủ trì đề tài, dự

án sản xuất thử nghiệm độc lập cấp nhà nước thực hiện trong kế hoạch năm 2009

- Quyết định số 1991/QĐ-BKHCN ngày 12/09/2008 của Bộ trưởng Bộ KH&CN về việc phê duyệt kinh phí các đề tài KH&CN độc lập cấp nhà nước thực hiện trong kế hoạch năm 2009

- Hợp đồng nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ số: ĐTĐL ngày 02 tháng 03 năm 2009 ký giữa Bộ Khoa học & Công nghệ và Viện KH&CN Việt Nam với Chủ nhiệm đề tài và cơ quan chủ trì - Viện Địa chất

04/2009/HĐ-3 Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài

Mục tiêu của đề tài:

- Đánh giá được tác động của hồ Trị An sau 20 năm hoạt động đến môi trường địa chất lưu vực sông Đồng Nai

- Xác định được các nguy cơ tai biến địa chất lưu vực hạ lưu sông Đồng Nai

- Đề xuất các giải pháp nhằm giảm thiểu tai biến địa chất, đảm bảo an toàn cho hoạt động của công trình thủy điện và phát triển bền vững khu vực hạ lưu

Nhiệm vụ của đề tài:

- Nghiên cứu hiện trạng môi trường địa chất vùng hồ Trị An và lưu vực sông Đồng Nai

- Nghiên cứu biến động môi trường địa chất về xói lở, bồi tụ, nhiễm mặn, động thái nước dưới đất, động đất vùng hồ Trị An và lưu vực sông Đồng Nai

- Nghiên cứu, dự báo các nguy cơ tai biến địa chất (động đất, trượt đất, xói lở, bồi tụ, nhiễm mặn) tại vùng hồ Trị An và lưu vực sông Đồng Nai

- Đề xuất các giải pháp giảm thiểu các tai biến địa chất, đảm bảo an toàn cho hoạt động của công trình thủy điện Trị An và phát triển bền vững khu vực hạ lưu sông Đồng Nai

4 Khu vực nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu của Đề tài bao gồm vùng hồ Trị An và hạ lưu sông Đồng Nai tính từ hồ ra đến vùng ven biển, thuộc địa bàn các tỉnh Bình Dương, Đồng Nai, Bà Rịa - Vũng Tàu và thành phố Hồ Chí Minh Ba vùng trọng điểm nghiên cứu của đề tài là những vùng nhậy cảm về môi trường địa chất dưới tác động của hồ Trị An và các tác nhân khác như hồ thủy lợi Dầu Tiếng, sông Sài Gòn, vùng cửa sông ven biển…, chúng gồm: Vùng hồ Trị An, khu vực ngã ba sông Đồng Nai

và sông Sài Gòn, vùng ven biển từ Vũng Tàu đến Cần Giờ

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Hầu hết các nước trên thế giới cũng như ở Việt Nam trước khi xây dựng các nhà máy thủy điện hoặc hồ thủy lợi có quy mô trung bình đến lớn đều tiến hành nghiên cứu lập báo cáo đánh giá tác động môi trường của dự án Các dự án lớn sau khi hoàn thành đều có các nghiên cứu, đánh giá và dự báo những biến đổi môi trường (trong đó có môi trường địa chất) khu vực hồ chứa và toàn lưu vực sông đặc biệt là phần lưu vực từ hồ chứa về hạ lưu Các kết quả nghiên cứu với các nội dung

nêu trên của đề Nghiên cứu tác động của hồ Trị An đến môi trường địa chất lưu

vực sông Đồng Nai có ý nghĩa khoa học và thực tiễn lớn lao

- Về ý nghĩa khoa học:

- Góp phần hoàn thiện hệ phương pháp nghiên cứu địa chất môi trường và tai biến địa chất

- Thiết lập mối quan hệ tương tác hai chiều (nhân – quả) của các quá trình hoạt động địa chất với việc xây dựng, vận hành và hoạt động của các công trình

thủy điện thủy lợi ở các vùng địa lý khác nhau

- Về ý nghĩa thực tiễn:

Các sản phẩm của đề tài góp phần định hướng quy hoạch phát triển vùng, giúp các nhà quản lý có cơ sở khoa học để xây dựng chiến lược ngắn hạn cũng như dài hạn phát triển kinh tế, xã hội và bảo vệ môi trường

6 Tồng quan về tình hình nghiên cứu

Tổng quan vùng nghiên cứu :

Sông Đồng Nai bắt nguồn từ vùng núi cao của cao nguyên Liangbian thuộc dãy Trường Sơn Nam với độ cao 1770m Dòng chính sông Đồng Nai dài 628km từ thượng lưu Đa Nhim đến cửa Xoài Rạp Lòng sông rộng từ 60-150m, về mùa lũ có thể tới 200m Độ sâu trung bình 3-5m trong mùa kiệt và 8-12m trong mùa lũ Biên

độ mực nước trong năm dao động từ 6-10m Ở hạ lưu, nước sông chịu ảnh hưởng của thủy triều, tại đây chiều rộng lòng sông biến đổi từ 200-500m, gần biển từ 1000-2000m Độ sâu trung bình từ 8-15m Biên độ triều dao động từ 2-3m

Lưu vực sông Đồng Nai có diện tích 38.600km2, thuộc các tỉnh Lâm Đồng, Bình Phước, Đồng Nai, Bình Dương, Tây Ninh, thành phố Hồ Chí Minh, Bà Rịa – Vũng Tàu và Bình Thuận Độ dốc trung bình tương ứng là 0,46%, trải dài theo hướng Đông Bắc – Tây Nam

Vùng thượng lưu kéo dài từ đầu nguồn đến Liên Khương, dài 110km, có chênh lệch độ dốc khá lớn Vùng trung lưu từ Liên Khương đến Tân Uyên dài 300km, sông chảy qua các cao nguyên Di Linh và Bảo Lộc, có độ cao trung bình 1000m, và qua vùng đồi Xuân Lộc, Phước Lộc có độ cao trung bình 200m, sông quanh co, uốn khúc, có nhiều ghềnh thác

Vùng hạ lưu từ Tân Uyên đến cửa sông dài khoảng 70km, gồm vùng gò đồi, đồng bằng và cửa sông, độ cao trung bình 50m, phần đất thấp có độ cao trung bình 1-3m và chịu ảnh hưởng của thủy triều Vị trí địa lý lưu vực sông từ

hạ lưu, cấp nước cho dân sinh và công nghiệp, kết hợp nuôi trồng thuỷ sản trong vùng hồ Thủy điện Trị An được xây dựng từ năm 1984 và bắt đầu đi vào hoạt động

và địa động lực hiện đại, đồng thời làm phát sinh các nguy cơ tai biến địa chất như tái tạo bờ hồ, trượt đất, xói lở, bồi tụ, nhiễm mặn, động đất (nhất là động đất kích thích) tại vùng hồ, các khu vực lân cận hồ, và đặc biệt là ở vùng hạ du hồ Trị An Các tai biến địa chất này sẽ gây mất ổn định cho công trình thủy điện và ảnh hưởng lớn đến việc phát triển bền vững khu vực hạ lưu sông Đồng Nai

Tình hình nghiên cứu ngoài nước:

Việc nghiên cứu xói lở, bồi tụ và chỉnh trị sông trong suốt lịch sử phát triển của xã hội loài người thì khó có thể thống kê đầy đủ Ngay từ thế kỷ thứ 15, Le-o-na-đơ-vanh-xi đã nổi tiếng là một kỹ sư thiết kế về các công trình thủy công ở Milan, là người quy hoạch kênh nối giữa sông Seine với sông Loire (Pháp) Galie Galileo (1564-1642) ở Italia đã chỉ ra được sự phân bố vận tốc không đều theo chiều sâu và đánh giá độ dốc lòng sông, độ sâu dòng nước có quan hệ rất lớn đối với quá trình xói lở - bồi tụ lòng dẫn sông ngòi cũng như lực xói phải lớn hơn sức cản của đất P.Duboi (1734-1809), người sáng lập ra trường phái thủy lực Pháp đã

đề ra những luận thuyết về thủy lực Những đóng góp của Pascal (1646-1716),

Becnuli (1700-1782) và Lagrange (1736-1813) vào cuối thế kỷ 17 và đầu thế kỷ 18

có ý nghĩa rất lớn trong nghiên cứu xói lở, bồi tụ sông ngòi Năm 1753, Bram đã đưa ra các công thức dòng đều và sau này được xác lập bởi Chesy với quan điểm độ dốc là thành phần trọng lực cân bằng với sức cản của đáy

Vào thế kỷ 19, nhiều công trình bằng tiếng Đức của Lamayơ (1845), Hagen (1871), tiếng Pháp của Đarxi (1865), Bazin (1897) và tiếng Anh của Humphơ, Abơt (1861), Manning (1890), Dupuy (1904-1866) đã có những đóng góp đáng kể về vấn

đề chuyển tải bùn cát Năm 1879, Duboi (Pháp) đã tìm ra quy luật chuyển động bùn cát đáy ở trạm thực nghiệm biến dạng lòng sông Mitsissipi Năm 1895, Loktin công

bố luận án “Kết cấu lòng sông” làm cơ sở cho môn học Động lực sông ngòi ở Nga Giữa thế kỷ 19, Hakison, Lauren đã tính toán khả năng xói lở - bồi tụ lòng sông dựa vào sự chuyển động của bùn cát đáy và tổng lượng cát bùn sông

Sang thế kỷ 20, các nhà khoa học Pháp, Ý, Đức, Anh (Einstein H.A, Meyer Peter E, Muller.P, Schields A, Schmidt W … ), nhất là Mỹ, Nga, Trung Quốc (Altumin S.I, Kolmogorov A, Loktin V.M, Taylor G.I … ) đi sâu nghiên cứu bản chất và cơ chế dòng chảy trong các hệ thống sông ngòi Từ thập niên 50 của thế kỷ

XX, các nhà khoa học Mỹ và Nga (Bercovich K.M, Brown C.P, Chalov R.S, Goncharov A.N, Grisanin K.V, Kennedy J.F, Knoroz V.S, Kumin I.A, Richardson E.V… ) đã chú trọng đến việc nghiên cứu tác động của các công trình thủy công đối với quá trình diễn biến xói lở - bồi tụ lòng sông thông qua các mô hình tính toán có xét tới cân bằng dòng bùn cát Công tác nghiên cứu các mô hình tính toán lý thuyết,

sử dụng máy tính điện tử trong tính toán dòng chảy, dự báo biến động các thung lũng sông ngày càng thu được nhiều thành quả hơn (Allen J.R, Holly F.M, Karim M.F … )

Từ các quan sát, nghiên cứu riêng lẻ trong các ngành địa chất học, vào thập niên 80 của thế kỷ XX, địa chất môi trường [Donald R.Coastes (1985), Edward A Keller (1996), Lawrence Lundgren] với tư cách là một ngành khoa học đã được ra đời nhằm nghiên cứu các yếu tố và các quá trình địa chất trong mối liên quan với các hoạt động của con người, lợi ích kinh tế - xã hội và phát triển bền vững:

- Động đất:

Được xác định là một hiện tượng có thể gây tai biến địa chất với sức tàn phá lớn đến vô cùng lớn Theo cường độ, động đất càng mạnh, sức phá hủy càng lớn, gây tai biến kể từ M = 5, gây tai biến nghiêm trọng cho vùng dân cư từ M = 6 Kèm theo động đất thường phát sinh các đới phá hủy, nứt đất, trượt lở đất, nâng hạ, sụt

lún, hình thành các hang hốc ngầm hoặc tích lũy ứng suất dọc theo đứt gãy Các công trình nhân tạo, trong đó có các hồ đập thủy điện có thể bị phá hoại ngay khi động đất hoặc tiềm ẩn các nguy cơ mất nước, trượt lở đất, vỡ đập sau động đất [Alan E Kehew (1998)] Trận động đất M = 7,8 năm 1968 ở Nhật Bản đã làm vỡ

93 đập, trong đó có 85 đập cao trên 10m Nhưng trượt phá hủy hồ Baldwin Hills ở Nam Califonia, Hoa Kỳ năm 1963 lại do chuyển dịch dọc theo đứt gãy ở bên dưới

hồ Sự chuyển dịch này đã phá hoại hệ thống cống ngầm và lớp asfan chống thấm của hồ chứa Nước rò rỉ qua đáy hồ và qua đập cuối cùng đã phá huỷ hoàn toàn đập

và làm cạn kiệt hồ nước

Hồ dung tích lớn có thể phát sinh động đất kích thích Độ sâu hồ càng lớn, nguy cơ động đất kích thích càng lớn Theo thống kê, 0,3% các hồ trên thế giới có

độ sâu trên 10m có thể gây ra động đất

Gần đây nhất (tháng 4/2008) trận động đất mạnh 7,9 độ richter tại Tứ Xuyên Trung Quốc làm chết hàng chục nghìn người, về chính thức được quy là do hoạt động kiến tạo, các chuyên gia vẫn cho rằng trữ đầy nước vào hồ chứa khổng lồ của đập Tam Hiệp có thể dẫn đến hoặc làm trầm trọng thêm động đất Trong một bài đăng trên tạp chí Scientific American, các nhà khoa học giải thích rằng hồ chứa nước Tam Hiệp nằm trên hai đứt gãy chính, gồm Cửu Hoàn Tây và Tử Quỷ - Bát Động Theo Phan Tiêu, nhà địa chất học thuộc Ủy ban Khai thác và Thăm dò Địa chất nguồn Khoáng sản ở tỉnh Tứ Xuyên, thay đổi mực nước trong hồ sẽ khiến các đứt gãy bị căng ra: “Khi thay đổi trạng thái cơ học của đường đứt gãy, hoạt động của đứt gãy sẽ gia tăng và đến một giới hạn nào đó, sẽ dẫn đến động đất” Chính các

kỹ sư Trung Quốc cho rằng các đập nước phải chịu trách nhiệm về ít nhất 19 trận động đất trong năm thập kỷ qua, từ những rung động nhỏ cho đến trận động đất xảy

ra gần đập Tín Phong Giang của tỉnh Quảng Đông năm 1962 với biên độ 6,1 trên thang độ richter, đủ để làm đổ sập nhà cửa Kể từ khi hồ Tam Hiệp bắt đầu trữ nước vào năm 2003, đập Tam Hiệp gây ra hàng loạt hoạt động địa chấn trong khu vực hồ chứa Tháng 10/2006, khi nước ở hồ chứa đạt cao trình 156 m so với mực nước biển thì xảy ra một trận động đất mạnh nhất ở tỉnh Hồ Bắc trong vòng hai thập kỷ qua, làm rung chuyển cả những vùng gần đập Tam Hiệp với độ mạnh 4,7 độ richter, khiến 5.860 người phải rời nhà lánh nạn Khoảng bảy tháng sau khi tăng mực nước

hồ chứa năm 2006, theo học giả Lý Vương Bình, Viện Hàn Lâm Công nghệ Trung Quốc, khu vực đập Tam Hiệp ghi nhận được 822 rung động tuy vẫn chưa gây hại gì cho đập Năm 2008, khi mực nước dâng lên đến mức 175 m, áp lực nước tăng lên, khiến cho khả năng gây rung động tăng lên rõ rệt

nở [Alan E Kehew (1998)], đất đá trong quá trình căng kéo dọc đứt gãy đã bị giãn

nở đáng kể, xuất hiện trong chúng các vi khe nứt trước khi chúng bị phá hoại Cùng với sự xuất hiện các vi khe nứt, khí Radon được giải phóng khỏi đá, thể tích khối đất đá dưới sâu tăng lên, có thể tạo vòm và thoát khí Radon trên mặt đất Vồng Palmdale dọc đứt gãy San Andres gần Los Angeles, kích thước 233 x 132 km đã được coi là một thí dụ của thuyết giãn nở, dấu hiệu báo trước một trận động đất trong tương lai

- Thay đổi mực nước và chế độ thủy văn trên và dưới đập:

Các hoạt động khai thác tài nguyên, phát triển kinh tế trong lưu vực sau khi hồ đập được hình thành có thể làm biến đổi lớp phủ thực vật, dòng chảy mặt và làm tăng mức độ xói mòn, mức độ bồi lắng lòng hồ và khả năng dự trữ nước ngầm, điều hoà nguồn nước mặt theo mùa của lưu vực Như hồ Shihmen ở Đài Loan, dự kiến hoạt động 70 năm, chỉ sau 5 năm vận hành đã mất 45% sức chứa vì bồi tích

Ví dụ rõ rệt nhất là ở vùng cửa sông Hoàng Hà, một trong những con sông lớn nhất thế giới Lưu lượng nước và trầm tích của sông này giảm mạnh từ những năm

1950 do 200 hệ thống nước tưới và 8 đập lớn nước tưới và thủy điện dọc sông Tại trạm thuỷ văn Lijin cách cửa sông 105km, tải lượng nước 49,1km3/năm vào những năm 50 chỉ còn 15,4km3/năm vào những năm 90 Tải lượng trầm tích 1,3 x 109 tấn/năm vào những năm 50 giảm xuống chỉ còn 0,287 x 109 tấn/năm vào những năm 90 Nước trên lưu vực sông Hoàng Hà dùng cho công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt 12,2 km3 vào những năm 50 tăng lên 30 km3 vào những năm 90 Sự suy giảm nước và trầm tích của sông mạnh vào đầu những năm 70 chủ yếu do xây đập chứa Sanmenxia, mạnh nhất vào những năm 90 khi đập chứa Xiaolangdi lớn nhất trên sông được xây dựng với dung tích chứa 12,7 tỉ m3 nước và chúng giữ lại hồ 9,75 tỉ tấn bùn cát

Nhiều đập khác cũng làm giảm đáng kể nước và bùn cát lơ lửng xuống hạ lưu sông và ven bờ Đập Farakka trên sông Hằng ở Ấn Độ làm giảm 75% dòng chảy xuống Bangladesh Sự bồi tụ chậm của châu thổ sông Nin vẫn được duy trì sau khi

đắp đập chứa nước Delta vào năm 1968 Hiện nay, đập Aswan làm giảm một lượng nhỏ nước sông, nhưng lại giữ lại lượng trầm tích rất lớn Đập này cùng các đập khác

đã gây xói lở 5-8m/năm, có chỗ đạt 240m/năm trên phần lớn bờ châu thổ Bờ biển Togo và Benin đang bị xói lở 10-15m/năm do đập Akosombo trên sông Volta ở Ghana bẫy giữ trầm tích đưa ra biển Trên sông Rhone ở Pháp, các đập nước đã làm giảm bồi tích đưa ra Địa Trung Hải từ 12 triệu tấn/năm vào thế kỷ XIX, nay chỉ còn 4-5 triệu tấn/năm, gây xói lở 5m/năm cho bãi biển vùng Camargue và Longuedoc, gây tốn phí rất lớn cho công tác bảo vệ bờ biển

- Các sự cố của đập và hồ chứa trên thế giới:

Những sự cố về đập đã được ghi nhận từ những từ thế kỷ 18, năm 1799 xảy ra

sự cố đập cao đá xây Tare Gesko trên sông Goadarama ở Tây Ban Nha Những sự

cố về đập càng xảy ra nhiều hơn ở thế kỷ 19 và thế kỷ 20 Trong đó những trường hợp nặng nhất gồm có vụ vỡ đập lớn Puentet trên sông Gvadakendity ở Tây Ban Nha năm 1802 hậu quả làm chết 680 người; vụ vỡ đập Xao Foc bang Penxivania ở

Mỹ năm 1889 làm chết 2.500 người

Vào những năm đầu thế kỷ 20, đã có một loạt các công trình nghiên cứu về sự

cố của đập Trên tạp chí nguyệt san về điện học của Mỹ (Journal of Electricity) năm

1920 đã đăng một bảng thống kê về các sự cố đập và những hậu quả của chúng Năm 1928 trong bản tin xây dựng (Engineering news records) đã đăng vắn tắt tình hình hư hỏng của 18 đập Năm 1923, tập san của Hội công chính Mỹ (Transaction

of ASCE) có đăng bảng tóm tắt về sự cố hư hỏng của 64 đập Năm 1931, nhà địa chất học Lomsom trong báo cáo của Hội Công chính Mỹ (Proceeding of ASCE, quyển 95) đã trình bày tóm tắt ý nghĩa của những yếu tố địa chất trong xây dựng đập đầu cao nước Tháng 1 năm 1932, M.E.Kinđơliđơ đã có bài thống kê tóm tắt về

sự cố của đập từ năm 1799 đến năm 1931 (chủ yếu những vụ xảy ra ở Mỹ), đăng trên tạp chí nguyệt san về điện (Journal of Electricity) Năm 1936, A.A Genfe (Liên

xô cũ) đã tiến hành chỉnh lý và phân loại các tài liệu có liên quan về vấn đề hư hỏng

và tổn thương công trình thuỷ công, viết thành quyển “Nguyên nhân và trạng thái

hư hỏng các công trình thuỷ công” Cuốn sách này ngoài việc thống kê các sự cố xảy ra còn phân tích trên 200 sự cố trong đó có 180 sự cố đối với đập Năm 1938, Hainei và Kennedi (Mỹ) trong quyển “Thiết kế công trình đập” đã dành riêng chương nói về vấn đề hư hỏng của các loại đê đập, trong đó có lập biểu thống kê các sự cố về đập Năm 1947, J.Justin (Mỹ) trong quyển “Công trình đập đất” cũng

có một chương giới thiệu về sự cố 29 đập đất và tài liệu thống kê 87 đập đất xảy ra

sự cố Năm 1961, nước Mỹ đã tiến hành phân tích các tình hình hư hỏng của đập đất đã quan trắc và nêu những biện pháp cải tiến sự bảo vệ Năm1963 - Thảm họa

hồ chứa nước phía sau đập Vajont phía bắc Italia đã bị một trận lở đất lớn lao xuống Một cơn sóng thần phát sinh quét qua đỉnh đập (nhưng không làm vỡ nó) lao xuống thung lũng bên dưới, gần 2.000 người thiệt mạng

Tình hình nghiên cứu trong nước:

Các vấn đề nghiên cứu về đồng bằng Nam Bộ cũng như lưu vực sông Đồng Nai và sông Sài Gòn đã được nhiều các nhà khoa học Việt Nam quan tân nghiên cứu từ lâu Đặc biệt là từ khi xuất hiện các công trình xây dựng hồ thủy điện, thủy lợi như Trị An, Dầu Tiếng ,… Trước giải phóng có một số nghiên cứu của các nhà khoa học Việt Nam và nước ngoài liên quan đến khu vực, như Saurin (1935, 1692, 1697); Donbrush WK, May JK, Kowey WP về đặc điểm trầm tích; Fontain H và Delibras về mực nước biển trong Đệ tứ (1974), Hồ Mạnh Trung về cấu trúc - kiến tạo của đồng bằng sông Mê Kông (1969), Trần Kim Thạnh (1973) Sau ngày giải phóng một loạt các công trình nghiên cứu về địa chất nói chung; nghiên cứu tai biến địa chất nói riêng đã được thực hiện Các cơ quan tiến hành nghiên cứu là Viện Địa chất - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Liên đoàn Địa chất Miền nam, Trường Đại học KHTN TP.HCM, Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam,…Một số luận án Tiến sỹ, Thạc sỹ về mảng đề tài địa học và tai biến địa chất cũng được thực hiện như Hà Quang Hải (LA TS 1996), Nguyễn Thị Ngọc Lan (LA TS 2005), Đinh Văn Thuận (LA TS 2004), Đậu Văn Ngọ (LA TS 2001)… Gần đây nhất là các nghiên cứu về động lực, biến đổi môi trường trầm tích vùng cửa sông đồng bằng sông Cửu Long do Viện Địa Chất - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam chủ trì thực hiện Có thể tóm tắt kết quả nghiên cứu địa chất môi trường ở nước ta và lưu vực sông Đồng Nai theo các hướng sau:

- Kết quả điều tra cơ bản về địa chất là cơ sở, nền tảng cho các nghiên cứu về môi trường và tai biến địa chất:

Cho đến nay, toàn bộ phần đất liền trên lãnh thổ Việt Nam đã được điều tra

cơ bản về địa chất ở tỷ lệ 1/500.000 và 1/200.000; phần lớn lưu vực sông Đồng Nai

đã được điều tra cơ bản về địa chất ở tỷ lệ 1/50.000 Các đô thị trong lưu vực cũng

đã được điều tra tổng thể các vấn đề địa chất, kiến tạo, địa mạo, điạ chất thủy văn, địa chất công trình và địa chất môi trường ở tỷ lệ 1/25.000 Ngoài các công trình này còn có các công trình nghiên cứu về kiến tạo, nứt trượt lở đất, quan trắc quốc gia động thái nước dưới đất, … Các công trình này chứa một khối lượng lớn các thông tin một cách có hệ thống về đặc điểm địa chất, địa mạo, kiến tạo, vỏ phong hoá, địa chất thủy văn, khoáng sản tương ứng với tỷ lệ điều tra, nghiên cứu Đó là

những thông tin quan trọng, phản ánh những yếu tố cơ bản, những vấn đề cơ bản của môi trường địa chất, làm nền tảng cho các nghiên cứu địa chất ứng dụng, địa chất môi trường, địa chất chuyên đề, địa lý môi trường, bao gồm cả các hoạt động điều tra, nghiên cứu môi trường địa chất, tai biến địa chất trước và sau khi xây dựng

các hồ - đập thủy điện, trong đó có các hồ - đập thủy điện Trị An

Các nghiên cứu từ những năm 1975 đến năm những năm 2000 chủ yếu tập trung vào địa chất, địa vật lý hàng không, kiến tạo, địa mạo, vỏ phong hóa, khoáng sản, nước dưới đất, địa chất công trình, địa chất đô thị Đo vẽ bản đồ địa chất và khoáng sản ở tỷ lệ 1/500.000, 1/200.000 đến chi tiết ở tỉ lệ 1/50.000, 1/25.000 Trong những công trình này đáng quan tâm là bản đồ địa chất Việt Nam tỉ lệ 1/500.000 năm 1988 do Trần Đức Lương và Nguyễn Xuân Bao đồng chủ biên Các công trình do Liên đoàn Bản đồ địa chất Miền Nam thực hiện, như lập bản đồ địa chất và tìm kiếm khoáng sản các loạt tờ Bến Khế - Đồng Nai, tỉ lệ 1/200.000 xuất bản năm 1999, Nguyễn Đức Thắng chủ biên; Đồng bằng Nam Bộ, tỉ lệ 1/200.000 xuất bản năm 1995, Nguyễn Ngọc Hoa chủ biên; Đông TP Hồ Chí Minh tỉ lệ 1/50.000 hoàn thành năm 1994, Ma Công Cọ chủ biên; Báo cáo “Nghiên cứu kiến tạo và sinh khoáng Nam Việt Nam”, Nguyễn Xuân Bao chủ biên hoàn thành vào năm 2000 Công trình biên hội 7 sơ đồ địa chất TP Hồ Chí Minh tỉ lệ 1/50.000 do Đặng Hữu Ngọc và Bùi Phú Mỹ chủ biên được hoàn thành năm 1983 Các công trình lập bản đồ địa chất và tìm kiếm khoáng sản TP Hồ Chí Minh tỉ lệ 1/50.000 do Liên đoàn Địa chất 6 (nay là Liên đoàn Bản đồ Địa chất Miền Nam) thực hiện, Hà Quang Hải và Ma Công Cọ làm chủ biên Nghiên cứu thành lập bản đồ địa chất thủy văn, địa chất công trình cùng tỷ lệ trên địa bàn thành phố do Liên đoàn 8 Địa chất Thủy văn (nay là Liên đoàn ĐCTV-ĐCCT Miền Nam) thực hiện do Đoàn Văn Tín làm chủ biên

Cho đến nay, chúng ta có thể thấy được về cơ bản toàn bộ khung cảnh địa chất của vùng Đông Nam Bộ: các tầng đất đá, các tầng chứa nước, các khoáng sản rắn, các yếu tố địa hình, đặc điểm và sự phân bố của chúng được thể hiện trên các bản đồ và nhiều mặt cắt địa chất, địa chất thủy văn, địa chất công trình, địa mạo, vỏ phong hóa Các kết quả này là cơ sở quan trọng cho nhiều công trình nghiên cứu địa chất chuyên đề, địa chất ứng dụng, nghiên cứu và điều tra các hiện tượng tự nhiên, các loại hình tai biến địa chất hiện nay

- Nghiên cứu về môi trường, tai biến địa chất đã có chuyển biến quan trọng ở Việt nam từ năm 1992 :

Trước tháng 11/1992, các vấn đề, các yếu tố địa chất môi trường đã được tiến hành ở nhiều lĩnh vực nhưng rải rác, chưa thành hệ thống, chưa thu hút được sự chú

ý, quan tâm của toàn xã hội Tháng 11 năm 1992, thành công của Hội nghị Địa chất

Môi trường được tổ chức tại Hà Nội đã khẳng định tính cấp thiết, ý nghĩa kinh tế -

xã hội, tính tất yếu và khả thi của việc nghiên cứu địa chất môi trường ở Việt Nam Các nghiên cứu chuyên đề khác như: xói lở, bồi tụ, động đất, nứt đất, trượt lở đất; ô nhiễm, động thái nước dưới đất, cũng được tiến hành ở nhiều nơi trong cả nước và trong lưu vực sông Đồng Nai, trong đó có các tỉnh nằm trong lưu vực sông Đồng Nai và lân cận như Đắc Lắc, Lâm Đồng, Bình Thuận, Đồng Nai, Sông Bé đã tiến hành nghiên cứu địa chất môi trường trên toàn tỉnh

Từ những số liệu ban đầu, công trình "Địa chất và môi trường TP Hồ Chí Minh” năm 1998 của Trần Kim Thạch đã cho thấy phải quan tâm đến các yếu tố địa chất đã chi phối đặc điểm môi trường và tác động của con người đối với môi trường Chỉ trong vài thế kỷ xây dựng và phát triển thành phố, con người đã biến 5 khu vực môi trường tự nhiên của thành phố thành 9 khu vực môi trường đô thị khác nhau Đào Văn Thịnh và nnk (2005) trong báo cáo „„Hướng dẫn tạm thời về điều tra Địa chất Môi trường và Tai biến Địa chất‟‟ các tác giả đã xây dựng và giới thiệu nội dung nghiên cứu, điều tra địa chất môi trường và tai biến địa chất Trong đó các tác giả có trình bày nét chung nhất những khái niệm, thuật ngữ về địa chất môi trường

và tai biến địa chất và nội dung chính của công tác điều tra - nghiên cứu địa chất môi trường và tai biến địa chất liên quan đến các hiện tương như: sụt lún đất, trượt đất - đá, lở đất - đá, hiện tượng karst, động đất, đứt gãy hoạt động, lũ quét - lũ ống, hiện tượng phóng xạ, địa hóa sinh thái và hoạt động khai thác - chế biến khoáng sản Công trình này đã bước đầu là tài liệu hướng dẫn các nghiên cứu địa chất môi trường và tai biến môi trường theo một hệ thống khoa học đồng thời cũng đánh giá được mức độ quan trọng của nghiên cứu địa chất môi trường và tai biến địa chất trên lãnh thổ Việt Nam

- Đã có thêm các dữ liệu khoa học và thực tiễn đòi hỏi phải nghiên cứu, đánh giá đầy đủ hơn các vấn đề môi trường địa chất, tai biến địa chất trong lưu vực sông Đồng Nai và khu hồ - đập Trị An:

Trước năm 1988 (sát trước thời gian đập Trị An đi vào hoạt động), thông tin

về đứt gãy, cấu trúc địa chất, địa mạo, kiến tạo hiện đại, động đất trong lưu vực sông Đồng Nai còn ở mức khái quát, ứng với mức điều tra cơ bản về địa chất ở tỷ lệ 1/200.000 Từ năm 1988 đến nay, các thông tin trên đã được chi tiết hơn, cụ thể và định lượng hơn, tương ứng với mức điều tra cơ bản về địa chất ở tỷ lệ 1/50.000, 1/25.000, thậm chí có nơi tương ứng với tỷ lệ 1/10.000, 1/5.000 Ngoài ra, cũng đã

có nhiều công trình điều tra nghiên cứu riêng, chuyên sâu hơn về kiến tạo, động đất, địa chất thủy văn, địa chất công trình, xói lở, bồi tụ, nứt trượt lở đất,… Các kết quả nghiên cứu đã cung cấp thêm rất nhiều thông tin khoa học có giá trị, nhưng cũng đặt

ra nhiều vấn đề cần phải tiếp tục nghiên cứu, trong đó có những vấn đề liên quan

với môi trường địa chất, tai biến địa chất, sự an toàn của hồ đập Trị An

+ Đã định rõ hơn về cấp độ, định lượng hơn về qui mô, tính chất, phạm vi có thể ảnh hưởng của các đới đứt gãy, đứt gãy lớn, nhưng vẫn chưa chưa đủ cơ sở đánh giá ảnh hưởng, nguy cơ gây tai biến địa chất của chúng đối với lưu vực và khu vực

hồ - đập Trị An

Lưu vực sông Đồng Nai nằm trong đới kiến tạo Đà Lạt, được khống chế bởi

3 hệ đứt gãy thạch quyển cấp 3 (đứt gãy cấp 2 Việt Nam), chịu ảnh hưởng bởi tác động của 4 trường ứng suất kiến tạo trong khu vực Các trường ứng suất này đều

có tác động mạnh mẽ vào lãnh thổ Việt Nam, làm xuất hiện nhiều ứng suất cục bộ cấp 2, 3 và hàng loạt các đứt gãy thuận - trượt bằng trong khu vực nghiên cứu và

đứt gãy nghịch cục bộ có tuổi Kanozoi Ngoài các hệ đứt gãy nêu trên, các hệ đứt

gãy phương vĩ tuyến như hệ đứt gãy Sa Đéc - Phan Thiết, hệ đứt gãy Đắc Min - Nha Trang cũng có thể gây ảnh hưởng ít nhiều đến khu vực nghiên cứu, lưu vực

sông Đồng Nai và hồ - đập Trị An

Trong giai đoạn tân kiến tạo, liên quan với các đứt gãy, trong lưu vực sông Đồng Nai đã hình thành các cao nguyên, đồng bằng núi lửa ở Đắk Nông, Di Linh - Bảo Lộc (Lâm Đồng), Bình Phước, Tân Phú, Định Quán, Vĩnh Cửu, Long khánh - Xuân Lộc (Đồng Nai); các dãy và khối núi khối tảng, vòm khối tảng, các hố sụt ở thượng lưu và trung lưu, các dải đồng bằng sụt lún dạng bậc ở vùng hạ lưu Các trung tâm phun trào được xác định hoặc dự đoán có liên quan với các đới đứt gãy, phát triển ở nơi giao nhau của chúng Trong những năm gần đây, ảnh hưởng của đứt gãy, hoạt động của đứt gãy đối với các hiện tượng nứt trượt lở đất đã được thấy ở nhiều điểm trong lưu vực Năm 1992, nứt đất được xác định có nguồn gốc kiến tạo, liên quan với các đứt gãy đã xảy ra ở nhiều điểm thuộc Sông Bé, Đồng Nai, Đắk Lắc, Lâm Đồng, Bà Rịa –Vũng Tàu Tây Nam đập Trị An khoảng 25 km có điểm nứt đất Tân Uyên Đông Nam đập Trị An khoảng 40 km có điểm nứt đất Cẩm Mỹ Nhiều điểm nứt đất, trượt lở đất ở Đắk Nông từ năm 1992 - 2002 có liên quan với các đứt gãy phương kinh tuyến, Đông Bắc - Tây Nam hoặc Tây Bắc - Đông Nam Cách đập Trị An khoảng 45 km theo hướng Đông Bắc, sụt lún đất năm 2005 ở Phú Lợi - Định Quán có thể liên quan với sự trượt êm của đứt gãy phương kinh tuyến ở nơi giao nhau của chúng với đứt gãy Đông Bắc - Tây Nam và Tây Bắc - Đông Nam Hiện tượng sủi bọt, chao đảo mực nước ở hồ Thác Cạn (suối Sấu) phía dưới đập Trị

An khoảng 2 km ngày 26/12/2004 có liên quan kiến tạo với trận động đất xảy ra cùng ngày, M = 9 ở Summatra, Indonesia

Cũng chưa có kết quả nghiên cứu phân đoạn đứt gãy theo mức độ hoạt động, mức độ dập vỡ, nứt nẻ; trạng thái ứng suất hiện đại, khả năng phát sinh động đất của chúng Do vậy, với các khu vực như khu hồ - đập Trị An, nơi giao nhau của các

đới đứt Tuy Hòa -Ốc Tai Voi, Bình Long - Chứa Chan cùng với các đứt gãy phương kinh tuyến, vĩ tuyến, hiện vẫn chưa đủ cơ sở để đánh giá ảnh hưởng thấm thoát nước, trượt lở đất, gây biến dạng nền đất của các đứt gãy, nguy cơ tai biến địa chất do chúng gây ra đối với hồ - đập Trị An

+ Trong lưu vực sông Đồng Nai, đã làm rõ được diện phân bố, thành phần, mức độ nứt nẻ chung, dạng nằm và quan hệ của các nhóm đất đá khác nhau, nhưng để đánh giá vai trò, ảnh hưởng của chúng đối với môi trường địa chất, tai biến địa chất ở khu vực hồ - đập thủy điện Trị An cần phải nghiên cứu chi tiết hơn, bổ xung thêm các dữ liệu về đặc điểm cơ lý, dao động nền đất, mức độ nứt nẻ, phong hoá và mất nước theo khe nứt liên quan với các đá, nhóm đá khác nhau:

Đới Đà Lạt được cấu tạo bởi các đá trầm tích Jura, các đá phun trào, xâm nhập Jura – Creta, phun trào Bazan Neogen - Đệ Tứ, trầm tích Neogen - Đệ Tứ Cắt ngang qua khu hồ - đập Trị An, chúng bị uốn nếp mạnh, với đường phương kinh tuyến Phân bố chủ yếu ở thượng và trung lưu, phủ lên các đá trầm tích Jura hoặc xuyên cắt chúng là các thành tạo phun trào, xâm nhập Jura - Creta Ở khu đỉnh các vòm xâm nhập, các trung tâm phun trào, đá bị nứt nẻ mạnh, các đường nứt có dạng vòng và toả tia, mật độ khe nứt lớn và rất lớn Trong mỗi kỳ, có thể có một hoặc nhiều pha phun trào Qua nhiều pha phun trào, ở các trung tâm phun trào, có sự xen

kẽ các dòng bazan với thành phần, đặc tính cơ lý khác nhau; đá bị nứt nẻ mạnh, khả năng chứa, di chuyển nước dưới đất lớn, phát triển vỏ phong hoá dày, nguy cơ nứt trượt lở đất cao Ở bờ Nam của hồ, bazan tuổi Pleistocen muộn được dự đoán là phủ dày 20-50m trên bề mặt bóc mòn - tích tụ cao 35 -45m Bề mặt này thấp hơn mực nước thấp nhất của hồ Trị An 5-15m, nên nước của hồ có thể thấm thoát theo ranh giới tiếp xúc giữa bazan và bề mặt bóc mòn

Các trầm tích Neogen - Đệ Tứ ở phía trên đập Trị An phân bố trong các trũng nhỏ hoặc nằm trên các bậc thềm sông, tạo bãi bồi; lót dưới hoặc xen kẹp với các dòng phun trào bazan Phía dưới đập Trị An , ở khu Miền Đông, lộ ra trên mặt

và tạo thềm cao 50-60m chủ yếu là các trầm tích Pleistocen, bề dày thay đổi 5-10m đến 20-30m Độ sâu lòng dẫn các sông Đồng Nai, Sông Bé, Sài Gòn, Vàm Cỏ Đông thay đổi trong khoảng 10-25m Các trầm tích Holocen thành tạo dọc theo các thung lũng sông dưới dạng thềm bậc 1, bãi bồi cao, bãi bồi thấp và tích tụ lòng sông hiện đại, phát triển theo kiểu các bậc thềm lồng vào nhau, bề dày trung bình 5-15m Từ sông Nhà Bè ra biển, là đồng bằng thấp ngập triều, hạ lún liên tục trong Đệ Tứ với các trầm tích Đệ Tứ trẻ dần lên phần trên của mặt cắt Với các đặc điểm như vậy, xâm thực sẽ gây xói lở mạnh hơn đối với các bờ vách cấu tạo bởi trầm tích Holocen

+ Xói lở bờ sông dưới đập thủy điện Trị An, hạ lưu sông Đồng Nai gia tăng rõ rệt,

có không ít các đoạn đã gây tai biến hoặc báo động nguy cơ xảy ra tai biến Nhiều công trình nghiên cứu thường nhấn mạnh nguyên nhân do khai thác cát dọc sông, chưa thấy được ảnh hưởng theo qui luật xâm thực, bồi tụ tự nhiên của dòng chảy trước và sau khi có đập:

Sông Đồng Nai có tổng lượng nước hàng năm là 36,3 tỷ m3 Khi chưa được điều tiết bởi hồ đập, dòng chảy sông chưa được điều tiết, lưu lượng và tốc độ dòng chảy rất chênh lệch theo theo mùa Hồ Trị An, chu vi 122 km, diện tích 232km2, mực nước thiết kế cao nhất 62m, thấp nhất 50m, hoạt động từ năm 1988 Sau khi có đập Trị An, một lượng phù sa đáng kể không được di chuyển về phía hạ lưu, mà lắng đọng trong lòng hồ; dòng chảy dưới đập đã được điều tiết, lòng dẫn, xâm thực, bồi

tụ dọc sông, xâm nhập mặn đã có những thay đổi bất thường Theo lòng dẫn, đã hình thành nhiều lạch sâu mới, có lạch sâu 20-25m, đáy sông bị hạ thấp đến 3-10m

Bờ bị xói ở trung bình 1-2m/năm được thấy trên nhiều đoạn Để dự báo xói, bồi, biến hình lòng dẫn hạ du Đồng Nai - Sài Gòn, các nhà khoa học đã sử dụng mô hình toán Mike 11 và Mike 21 Sự biến động của dòng chảy và sạt lở bờ sông là một hiểm họa thường trực ở đồng bằng Nam Bộ Trong lưu vực sông Đồng Nai và sông Sài Gòn đã xảy ra nhiều vụ sạt lở bờ sông nghiêm trọng như đoạn ngã ba mũi Nhà

Bè và vùng phụ cận từ năm 1967 đến 1990 đường bờ xói lở trung bình 2,3m/năm; khu vực rạch Ông Thuộc tới mũi Phước Khánh tốc độ sạt lở trung bình 1,3m/năm; ngã ba sông Soài Rạp - Đồng Điền xói lở làm mất đi trên 1.000m2 đất vào thời điểm 6/2001

Đề tài “ Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du sông Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ (KC 08.29)” của Nguyễn Hữu Huân và nnk năm 2004 – 2005 :

- Đã ứng dụng MIKE 11, MIKE 21C để dự báo sạt lở định kỳ phục vụ cho công tác phòng tránh giảm nhẹ thiên tai cho giai đoạn 2006 - 2010

- Đã đề xuất qui hoạch chỉnh trị sông Đồng Nai khu vực thành phố Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai

- Ứng dụng công nghệ mới: thi công kè bảo vệ bờ sông Mương Chuối, huyện Nhà Bè, TP Hồ Chí Minh, kè khu vực thành phố Biên Hòa trên sông Đồng Nai - Sài Gòn (cừ bê tông cọc ván dự ứng lực)

- Kiến nghị 8 giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du sông Đồng Nai - Sài Gòn

Trong báo cáo “ Hiện trạng, một số nguyên nhân, dự báo và kiến nghị một số giả pháp phòng chống xói lở bờ sông Sài Gòn – Đồng Nai theo quan điểm địa chất công trình.” TS Nguyễn Bá Hoằng và nnk đã nêu lên hiện trạng sạt lở bờ sông từ

những năm 2001 đến 2002 Tác giả đã chỉ ra một số đoạn xói lở lớn dọc sông Sài Gòn, Sông Đồng Nai ở mức độ thống kê, liệt kê và chỉ ra nguyên nhân xói lở trên quan điểm địa chất công trình Đó là nguyên nhân do con người khai thác cát, do lấn dòng chảy, nguyên nhân tàu bè đi lại gây sóng vỗ bờ

Báo cáo “ Sự biến động địa hình đáy sông Đồng Nai đoạn từ cù lao Bình Chánh đến cù lao Rùa” tác giả Nguyễn Nhã Toàn và nnk dựa trên cơ sở bản đồ địa

hình đáy sông và các tuyến mặt cắt đi sâu hồi âm đã chỉ ra năm 2004 so với thời điểm năm 1995; đã chỉ ra đáy sông Đồng Nai tại khu vực cù lao Bình Chánh có cao trình bị hạ thấp thêm 3-5m tại vị trí các bãi cạn và 10-13m tại các lạch sâu Tại cù lao Rùa, đáy sông có cao trình bị hạ thấp thêm 1-2m tại vị trí bãi cạn và 6-7m tại vị trí các lạch sâu Năm 2004, đáy sông Đồng Nai nơi các lạch sâu có cao trình lớn nhất từ -15m đến -18m, cá biệt là -23m Trắc diện dọc đáy sông trên toàn tuyến có dạng rất lồi lõm mất cân bằng bởi sự hiện diện của các gờ cạn và các hố sâu Trắc diện ngang của các mặt cắt hồi âm đều cho thấy trục dòng chảy đã được mở rộng và

áp sát về hai phía bờ tạo vách bậc rất dốc Tuy kết quả mới chỉ dừng lại ở mức độ thống kê so sánh và sơ bộ đưa ra nguyên nhân do khai thác cát lòng sông quá mức, nhưng qua đây có thể thấy lòng dẫn sông Đồng Nai biến đổi khá mạnh mẽ trong những năm gần đây

“Đánh giá mức độ bồi lắng lòng hồ Trị An” Lương Văn Thanh (2004) đã xây

dựng trên nguồn số liệu đo đạc thủy văn và bùn cát lơ lửng khá đồng bộ của Viện Khoa học Thuỷ lợi miền Nam, tác giả sử dụng phương pháp mô hình thủy lực để tính toán mô phỏng chế độ dòng chảy và khả năng bồi lắng trong lòng hồ Trị An Kết quả bước đầu cho thấy có khoảng 25 † 30% diện tích đáy lòng hồ sẽ bị bồi lắng đáng kể hàng năm Hiện tượng bồi lắng chủ yếu xảy ra trong hồ chính và một phần đầu hồ Dự báo sau 10 năm khai thác địa hình lòng hồ Trị An chưa có những biến động đáng kể Khu vực có bề dày lớp bồi lắng > 50cm chỉ chiếm khoảng 2,9% diện tích đáy hồ Sau 50 năm khai thác, địa hình đáy hồ Trị An sẽ có những thay đổi nhất định, đặc biệt phần đầu hồ và phần bên trái hồ chính Có vài khu vực, bề dày lớp bồi tích đã dày đến 3 m và có khoảng 30% diện tích đáy hồ bị bồi tích dày hơn 1m Tuy nhiên, đây mới chỉ là kết quả nghiên cứu mô phỏng bước đầu với nguồn số liệu chưa được đầy đủ nên không thể tránh khỏi những sai số nhất định

+ Xâm nhập mặn có biến đổi sau khi có đập thủy điện Trị An :

Vấn đề xâm nhập mặn khu vực hạ lưu sông Đồng Nai sau khi xây dựng hồ Trị An được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu Năm 1997, Viện Khoa học

Thủy lợi miền Nam đã công bố “Báo cáo tổng hợp chất lượng nước sông Đồng Nai

và sông Thị Vải mùa khô và mùa mưa năm 1996” Tại Hội nghị Khoa học Địa chất

Công trình toàn quốc năm 1999, Đỗ Tiến Lanh đã trình bày báo cáo khoa học tại

Hội thảo Khoa học Cơ học Thủy khí và Phòng chống Thiên tai về “Tính toán điều phối các hồ chứa nước trong lưu vực sông Sài Gòn – Đồng Nai nhằm cải thiện chế

độ xâm nhập mặn trên sông Sài Gòn” Lê Song Giang (2000) đã công bố kết quả

“Nghiên cứu bằng phương pháp số ảnh hưởng của thủy điện Trị An đến chế độ xâm nhập mặn sông Đồng Nai”

Nhận thức sâu sắc về vai trò và tầm quan trọng của việc quan trắc, giám sát, cảnh báo môi trường nói chung và môi trường nước nói riêng, từ năm 1995 Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường (nay là Bộ Tài nguyên và Môi Trường) đã thành lập 3 trạm quan trắc và phân tích môi trường Quốc gia, trong đó các Trạm Vùng 2 (khu vực miền Trung, Tây Nguyên và Đông Nam Bộ) và Trạm Vùng 3 (khu vực Thành phố Hồ Chí Minh và Đồng bằng sông Cửu Long) được giao nhiệm vụ quan trắc môi trường nước tại một số vị trí thuộc hệ thống sông Sài Gòn - Đồng Nai Các trạm quan trắc này đã xây dựng chương trình quan trắc hàng năm và thực hiện quan trắc liên tục từ năm 1995 đến nay Ngoài các trạm quan trắc quốc gia, nhiều tỉnh thành trong lưu vực hệ thống sông Sài Gòn - Đồng Nai cũng đã thành lập trạm quan trắc địa phương nhằm theo dõi, giám sát diễn biến chất lượng nước sông

Đồng Nai, liên quan đến xâm nhập mặn vùng hạ lưu sông

Trong công trình “Nghiên cứu sự dịch chuyển ranh giới nhiễm mặn ở hạ lưu sông Đồng Nai khi xuất hiện các công trình thủy công” Đậu Văn Ngọ (1998) đã chỉ

ra rằng, khi công trình thủy điện Trị An xuất hiện thì diễn biến của quá trình xâm nhập mặn ở hạ lưu sông phức tạp hơn nhiều Hồ Trị An làm giảm lưu lượng xả trong thời gian trữ nước (mùa lũ), song lại hoạt động với một thế nước cao gấp bội

so với thế nước tự nhiên (62-64m), độ dốc mặt nước và lưu tốc tăng lên làm cho ảnh hưởng của biển phía hạ lưu sông Đồng Nai bị thu hẹp Trong điều kiện như vậy, biểu hiện rõ nét nhất là những thay đổi về thời gian và ranh giới nhiễm mặn (1g/l) của sông Như vậy, tác động tích cực của hồ Trị An là do điều tiết được nước sông vào mùa khô nên hạn chế được sự xâm nhập của nước biển vào vùng hạ lưu sông Đồng Nai và sông Sài Gòn Kết quả đo độ mặn trong những năm gần đây cho thấy

rõ điều đó Từ năm 1989 đến nay, diễn biến mặn trên sông Đồng Nai có xu thế tốt hơn, nhất là trong mùa kiệt Khi chưa có đập Trị An ranh giới mặn (1g/l) là cầu Đồng Nai, có khi lên đến tận nhà máy nước cầu Hóa An, sau khi đập Trị An xuất hiện ranh giới này đã bị đẩy lùi xuống hơn 30km tức ở dưới Long Đại Tuy nhiên,

do một lượng nước lớn được tích lại trong hồ nên ngay giữa mùa lũ, ở phần gần cửa sông, nước mặn xâm nhập sâu hơn so với tự nhiên, điều này biểu hiện khá rõ nét ở vùng cửa biển

Trên sông Đồng Nai, trong điều kiện tự nhiên, ranh giới độ mặn 1g/l trung bình hàng năm có thể lên đến cầu Đồng Nai (124km từ cửa) tương tự như thế tới

Tương Bình Hiệp (145km từ biển) trên sông Sài Gòn và Hiệp Hòa (151km từ biển) trên sông Vàm Cỏ Đông Những năm kiệt lịch sử, ranh giới này có thể lên cao thêm chừng 10km Như vậy, mặn có thể ảnh hưởng trực tiếp đến các vị trí cấp nước hiện nay như Hóa An (sông Đồng Nai) và Bến Than (sông Sài Gòn), nếu như không có biện pháp gia tăng dòng chảy kiệt

Ranh giới trung bình xuất hiện độ mặn 1g/l và4g/l trên sông Đồng Nai

Ranh giới L (km) từ cửa Ranh giới L (km) từ cửa Đồng Nai Cầu Đồng Nai 124 (+10) Long Đại 116 (+6)

Thời gian duy trì độ mặn trên 4g/l ở một số vị trí

Vị trí Sông Bắt đầu Kết thúc Thời gian duy

trì Cát Lái

Nhà Bè

Đồng Nai Đồng Nai

01/1 15/12

30/5 20/6

5 tháng

6 tháng Như vậy ranh giới mặn, nhạt vùng hạ lưu sông Đồng Nai diễn biến rất phức tạp vì đây là vùng ảnh hưởng rất lớn của thủy triều Ranh giới này biến đổi theo thời gian và phụ thuộc rất nhiều vào lưu lượng từ thượng nguồn của các con sông trong lưu vực và quá trình vận hành xả nước của hồ Trị An

Sự đẩy lùi ranh giới xâm nhập mặn trong sông kéo theo sự thoái lưu ranh giới nhiễm mặn của nước dưới đất trong vùng hạ lưu sông Đồng Nai

+ Ảnh hưởng của hồ Trị An đến sự thay đổi động thái nước dưới đất:

Các nghiên cứu về ảnh hưởng của hồ Trị An đến sự thay đổi động thái nước dưới đất đã được các nhà địa chất thuộc Liên đoàn Địa chất Thủy văn – Địa chất Công trình miền Nam quan tâm nghiên cứu Hệ thống quan trắc mực nước dưới đất

từ những năm 1992-1994 cho phép xác định được chiều sâu trung bình tháng của mực nước ngầm, từ đó tính được bề dày trung bình tháng của phức hệ chứa nước tại các lỗ khoan trên các tuyến quan trắc Các kết quả quan trắc đã chỉ rõ, dao động mực nước hồ Trị An chỉ ảnh hưởng đến lưu lượng đơn vị dòng ngầm trong một số

hố khoan khu vực lân cận hồ với hệ số tương quan R2 = 79% và không ảnh hưởng đến lưu lượng đơn vị dòng ngầm trong khoảng các lỗ khoan nằm cách xa vùng hồ với hệ số tương quan tương ứng R2

= 10%, 58%, 41% và 3%

Cho đến nay, các hoạt động liên quan đến quan trắc động thái nước dưới đất

và phân tích môi trường nước đã và đang thực hiện tại lưu vực sông Sài Gòn - Đồng

Nai có thể chia thành 5 nhóm như sau:

Nhóm 1: Các hoạt động quan trắc động thái nước dưới đất thuộc mạng lưới quan trắc môi trường quốc gia do Cục Bảo vệ Môi trường quản lý;

Nhóm 2: Các hoạt động quan trắc động thái nước dưới đất thuộc mạng lưới quan trắc khí tượng thủy văn và môi trường Quốc gia do Tổng cục Khí tượng – Thủy văn quản lý;

Nhóm 3: Các hoạt động quan trắc động thái nước dưới đất do Cục Quản lý Tài nguyên nước quản lý;

Nhóm 4: Các hoạt động quan trắc động thái nước dưới đất thuộc mạng lưới quan trắc môi trường của các tỉnh, thành phố trên lưu vực sông Sài Gòn - Đồng Nai;

Nhóm 5: Các hoạt động quan trắc động thái nước dưới đất trong khuôn khổ các chương trình, đề tài, dự án khác

Mỗi nhóm có những mục tiêu quan trắc khác nhau và điều kiện thực hiện quan trắc khác nhau, do đó chưa thống nhất được với nhau về vị trí các điểm quan trắc, tần suất và thời gian quan trắc, các thông số quan trắc, phương pháp quan trắc

và phân tích, phương pháp lưu trữ và xử lý số liệu quan trắc, …

- Ứng dụng viến thám trong nghiên cứu tai biến địa chất

Một trong những phương pháp nghiên cứu rất phổ biến hiện nay là “Ứng dụng viễn thám” trong nghiên cứu tai biến địa chất Ngay từ khi mới được hình thành, công nghệ viễn thám đã được sử dụng để theo dõi và quản lý các nguồn tài nguyên và thiên nhiên nói chung và tài nguyên rừng nói riêng Công nghệ này ngày càng được sử dụng rộng rãi trên thế giới Nhiều loại tư liệu viễn thám đã được sử dụng rộng rãi như: NOAA, LANDSAT, SPOT, MOS -1, ADEOS, RADASAT,… Cùng với việc kiểm tra khai thác các ứng dụng công nghệ thông tin không ngừng được hoàn thiện theo hướng nghiên cứu để mở ra các loại hình tư liệu viễn thám mới và nâng cao chất lượng thông tin thu được từ vệ tinh, đồng thời hoàn thiện các phương pháp xử lý và thu được nhiều thông tin hữu ích Năm 2001, Phạm Quang Sơn đã sử dụng thông tin viễn thám và công nghệ GIS trong nghiên cứu theo dõi sự

cố xói lở và trượt lở bờ sông vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng Một số kết quả nổi bật về mặt này trong trong thời gian gần đây là sự xuất hiện của các tư liệu viễn thám có độ phân giải rất cao (1m và dưới 1m) như: IKONOS, QUICKBRD hoặc những loại tư liệu có thể thu được trong mọi điều kiện thời tiết như tư liệu ảnh

radar Năm 1999 - 2003 Viện Địa chất đã thực hiện đề tài “Ứng dụng viễn thám vào nghiên cứu đới bờ ở Việt Nam” Năm 2005, Trần Anh Tú và Hà Quang Hải ứng

dụng GIS và viễn thám để nghiên cứu địa mạo vùng Tánh Linh – Trị An đã chia được 11 kiểu kiến trúc hình thái cấp 4 Năm 2007 Trung tâm Viễn thám thuộc Bộ

Tài nguyên Môi trường đã hoàn thành đề tài “Nghiên cứu ứng dụng tư liệu ảnh vệ tinh độ phân giải cao và các mô hình lý thuyết để thành lập bản đồ các vùng có

nguy cơ trượt lở đất ở khu vực miền núi” Kết quả của đề tài làm cơ sở khoa học và

ứng dụng trong nghiên cứu tai biến địa chất

Đối với các đối tượng khó tiếp cận, đi lại khó khăn, tốn kém thì công nghệ viễn thám càng phát huy hiệu quả và thể hiện rõ tính ưu việt Đồng bằng Nam bộ và thềm lục địa kế cận là một đối tượng rất tốt để sử dụng các phương pháp viễn thám Trong những năm gần đây một loạt các nhà khoa học trong và ngoài nước đã sử dụng ảnh viễn thám để nghiên cứu một loạt các chuyên đề liên quan đến đồng bằng Nam bộ Các tác giả Lại Văn Khôi, Nguyễn Xuân Lang, Đoàn Minh Chung (2005), (Viện Vật lý và Điện tử - Viện KH&CNVN đã sử dụng ảnh của Nhật (MOS-MESSR and JERS-OPS) và công nghệ GIS để xác định sự biến đổi trong sử dụng lãnh thổ dải ven biển đồng bằng Nam bộ Vùng duyên hải Cần Giờ được chọn làm vùng nghiên cứu trọng điểm Loạt bản đồ hiện trạng sử dụng đất đã được thành lập cho các năm 1990-1994-1997-2001 Matsubayashi O (2004) đã sử dụng ảnh ASTER CNIR và SWIR để vẽ bản đồ về rừng ngập mặn của đồng bằng sông Cửu Long,…

7 Khối lươ ̣ng công tác thực hiê ̣n

Đề tài đã tiến hành thu thập tư liệu, xử lý, tổng hợp tài liệu, thực hiện các chuyến khảo sát thực địa trên hồ Trị An và dọc sông Đồng Nai từ Trị An đến vùng cửa sông ven biển Cần Giờ trong 3 đợt khảo sát (7/2009; 10/2010 và tháng 6/2011) Bốn lỗ khoan máy với 214m khoan và 50 ống phóng lấy mẫu trên hồ và khoan tay ven hồ Đề tài đã thực hiện các loại phân tích bao gồm: độ hạt: 150 mẫu; Khoáng vật sét (nhiệt - ronghen): 39 mẫu; đồng vị Pb210 và Ra222: 57 mẫu; cơ lý đất đá: 50 mẫu;Chỉ tiêu địa hóa môi trường: 150 mẫu; Độ đục: 300; Độ muối: 300; Thành phần vật liệu lơ lửng: 200; Kim loại nặng: 35 Đề tài đã tiến hành đo sâu điện trên 4 tuyến với 412 điểm đo, đo ảnh điện : 3 tuyến với 278 điểm đo ; đo Eman với 503 điểm

đo sâu hồi âm trên hồ và dọc sông Đồng Nai từ Trị An đến cửa biển Cần Giờ

Kết quả nghiên cứu được trình bày cô đọng trong báo cáo tổng hợp và 12 chuyên đề, đề tài nhành Báo cáo tổng hợp gồm 5 chương Các số liệu và báo cáo được

số hóa và lưu dưới dạng cơ sở dữ liệu Sản phẩm của đề tài thể hiện trên bảng 1

Bảng 1 Khối lượng công tác thực hiện

1

Bộ bản đồ (sơ đồ) hiện trạng môi trường địa chất (địa chất ,

địa mạo, tân kiến tạo địa động lực, xói lở bồi tụ, thủy đẳng

cao các tầng nước dưới đất) tỷ lệ 1/200 000 cho toàn vùng và

6 Các báo cáo đề tài nhánh và chuyên đề, 1bộ

7 Báo cáo tổng kết đề tài, báo cáo tóm tắt 1 bộ

8 Cá nhân và cơ quan tham gia, phối hơ ̣p nghiên cứu

Cơ quan chủ trì: Viện Địa chất-Viện KH&CN Việt Nam

Chủ nhiệm đề tài: TS Đinh Văn Thuận

Thư ký đề tài: TS Mai Thành Tân

Các tác giả chính:

1 TS Đinh Văn Thuận Viện Địa chất-Viện KH&CN VN

2 TS Mai Thành Tân, Viện Địa chất-Viện KH&CN Việt Nam

3 PGS.TS.NguyễnVăn Hoàng, Viện Địa chất-Viện KH&CN Việt Nam

4 PGS TS Phan Trọng Trịnh, Viện Địa chất-Viện KH&CN Việt Nam

5 GS.TS Nguyễn Đình XuyênViện VLĐC-Viện KH&CN Việt Nam

6 PGS TS Nguyễn Hoàng Trí, Đại học Sư phạm Hà Nội

7 PGS.TS Lương Văn Thanh Viện KH Thủy lợi miền nam

8 TS Vũ Văn Vĩnh, Liên đoàn BĐĐC Miền Nam, Cục ĐC&KS VN

9 TS Lê Xuân Thuyên, Đại học Khoa học Tự nhiên TP Hồ Chí Minh

10 ThS.NCS Nguyễn Khắc Thành, Đại học Tài Nguyên Môi trường Hà Nội

Các cơ quan tham gia:

1 Viện Địa chất-Viện KH&CN Việt Nam

2 Liên đoàn BĐĐC Miền Nam, Tổng cục ĐC&KS VN

3 Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam

4 Đại học Khoa học Tự nhiên TP Hồ Chí Minh, ĐHQGHN

5 Viện Vật lý địa cầu -Viện KH&CN Việt Nam

6 Trung tâm Địa vật lý Miền Nam - Tổng cục ĐCKS VN

7 Liên đoàn Địa chất thủy văn - Địa chất công trình Miền Nam

8 Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội

9 Đại học Sư phạm Hà Nội

Lời cảm ơn

Tập thể tác giả chân thành cám ơn Bộ Khoa học và Công nghệ, Viện Khoa học

và Công nghệ Việt Nam, Viện Địa chất đã quan tâm chỉ đạo, động viên giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để đề tài tiến hành đúng kế hoạch Các tác giả chân thành cảm

ơn các đơn vị phối hợp nghiên cứu có hiệu quả trong quá trình thực hiện đề tài Chúng tôi xin cảm ơn các nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp … đã góp ý kiến quý báu, giúp đỡ nhiệt tình trong quá trình thu thập tài liệu, hội thảo, tổng kết báo cáo

CHƯƠNG I: CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

I 1 CÁCH TIẾP CẬN

Đề tài triển khai theo các cách tiếp cận sau:

- Tiếp cận hệ thống: Để đánh giá những nguy cơ tai biến địa chất cần phải

đánh giá tác động, ảnh hưởng của từng yếu tố, cũng như đánh giá tác động tổng tổng hợp của các yếu tố Tiếp cận hệ thống đòi hỏi phải phân biệt và đánh giá hệ thống các yếu tố chi phối, yếu tố bị chi phối, yếu tố độc lập hoặc trung gian; tính đẳng lập và tính trội; điều kiện cần và đủ

- Tiếp cận phát triển bền vững: Là tư tưởng chủ đạo xuyên suốt của đề tài, là

những quan điểm về phát triển bền vững bao gồm khai thác và quản lý tài nguyên thiên nhiên, giảm thiểu tác hại của các tai biến tự nhiên trong đó có tai biến địa chất, nâng cao chất lượng môi trường sống, phát triển kinh tế - xã hội trong khả năng giới hạn chịu tải của các hệ sinh thái vùng hồ Trị An và hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai Nói một cách khác, đó là sự kết hợp các khía cạnh tự nhiên, kinh tế - xã hội, môi trường theo hướng phát triển bền vững hơn

- Tiếp cận liên ngành: Để có được những thông tin đầy đủ, tin cậy, có hệ

thống về môi trường địa chất, cần có sự nghiên cứu phối hợp, đồng bộ của các chuyên ngành địa chất, địa mạo, địa vật lý, địa chất công trình, địa chất thủy văn, thủy văn,… Kết quả của sự phối hợp nghiên cứu liên ngành mang lại hiệu quả về khoa học có tính logic và chính xác

- Tiếp cận động lực: Chế độ động lực của một hệ thống, kể cả tác động của

con người chi phối tới sự phát triển nội tại và tương tác với các hệ thống bên ngoài thông qua các quá trình động lực khác nhau Tai biến xói mòn và bồi tụ bờ hồ, bờ sông, ven biển có thể xem là tương tác giữa quá trình động lực nội sinh và ngoại sinh Hoạt động trượt lở cũng có thể xem là tác động tương tác giữa quá trình ngoại sinh, quá trình nội sinh và các hoạt động của con người

- Tiếp cận thống kê: Quá trình tai biến tự nhiên là tổng hợp của nhiều tác

động tự nhiên và hoạt động của con người vừa mang tính tất định và tính chất ngẫu nhiên Vì vậy cần phân tích sự kiện trong phối hợp tính tất định và tính xác suất, trong đó phải đảm bảo các qui luật thống kê như chọn đủ tập đại diện, đánh giá độ tin cậy, chẳng hạn đánh giá nguy hiểm động đất và địa chấn kiến tạo cần kết hợp đánh giá theo phương pháp tất định với đánh giá theo phương pháp xác suất

- Tiếp cận mô hình - khái quát hoá: Bản chất các quan sát tại mỗi điểm là các

quan sát rời rạc Ví dụ phân vùng và xác định tốc độ bồi lắng của lòng hồ Trị An

chúng ta có thể sử dụng mô hình chuyển tải phù sa lơ lửng và dòng bùn cát đáy với các thông số đo đạc và quan trắc về tốc độ dòng chảy, cao độ mực nước hồ, lượng phù sa lơ lửng, lượng bùn cát có D50, tỷ trọng bùn cát Để liên kết các thông tin trên, cần thiết phải xem xét chúng trên cơ sở khái quát hoá, mô hình hoá Thực tế từ nghiên cứu về biến đổi dòng chảy gây ra bồi tụ và xói lở làm thay đổi địa hình bờ

và đáy sông đều sử dụng các mô hình khác nhau và cho kết quả rất khả quan

- Tiếp cận lịch sử: Hoạt động tai biến địa chất của một khu vực cụ thể xảy ra

vừa có tính kế thừa của các giai đoạn trước vừa có những biến đổi theo thời gian Các hoạt động đó vừa có tính qui luật vừa chịu tác động của nhiều yếu tố ngẫu nhiên Vì vậy nhất thiết phải xem xét các sự kiện trong một chuỗi thời gian đủ lớn Chẳng hạn khi xem xét tới dạng tai biến liên quan tới khí tượng thuỷ văn, cần phải tính tới các số đo trong khoảng thời gian nhiều chục năm còn khi xem xét tai biến động đất cần phải xem xét chuỗi thời gian nghìn năm thậm chí dài hơn dựa trên những dấu vết thiên tai ghi nhận được trên tài liệu địa chất, địa mạo Chính vì vậy,

để nghiên cứu các dạng tai biến địa chất chúng ta cần xem xét cả lịch sử xuất hiện

và hình thành các dạng tai biến, từ đó thấy được tính kế thừa và phát triển của chúng

- Tiếp cận tổng hợp: Những kết quả nghiên cứu của Đề tài đuợc tổng hợp theo

mục tiêu của Đề tài

I 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, KỸ THUẬT SỬ DỤNG

* Phương pháp thu thập, xử lý tài liệu thu thập:

Thu thập và xử lý tài liệu thu thập nhằm kế thừa các kết quả nghiên cứu, giảm chi phí đầu tư nhưng vẫn đảm bảo được các mục tiêu nghiên cứu của Đề tài Các kết quả nghiên cứu hiện có liên quan với việc nghiên cứu của Đề tài rất phong phú, dạng nguyên thủy, xử lý ban đầu, khái quát hoặc chi tiết, chuyên đề hoặc tổng hợp,

đã được xuất bản, lưu trữ hoặc đang trong giai đoạn điều tra, nghiên cứu, từ rất nhiều nguồn và có nhiều địa chỉ

Nội dung các tài liệu cần thu thập: địa chất, kiến tạo, địa mạo, địa vật lý, địa chất thủy văn, địa chất công trình, khí hậu, thủy văn, môi trường và tai biến địa chất; dạng nguyên thủy, biểu bảng, bản vẽ, bản đồ, báo cáo, báo, tạp chí, phim ảnh,…

Xử lý các tài liệu thu thập dưới dạng đăng ký trên bản đồ các kết quả nghiên cứu; thống kê và xử lý thống kê; lập biểu đồ, sơ đồ, bản đồ mới, tổng hợp hoặc chuyên đề; đánh giá, chọn lọc dữ liệu; phân tích và tổng hợp dữ liệu; đánh giá mức

độ nghiên cứu đã được tiến hành, xác định các vấn đề, nội dung, địa chỉ, mức độ cần phải đầu tư tập trung làm sáng tỏ theo mục tiêu, nội dung nghiên cứu và yêu cầu

sản phẩm

*Tổ hợp phương pháp bản đồ viễn thám - GIS:

Đây là tổ hợp phương pháp áp dụng trong nghiên cứu biến động lòng hồ, bờ sông và vùng cửa sông theo các tài liệu ảnh viễn thám đa phổ phân giải cao, ảnh máy bay và bản đồ địa hình tỷ lệ khác nhau xuất bản từ năm 1927 đến nay với sự trợ giúp của các hệ thống xử lý ảnh số và bản đồ theo chuẩn hiện hành của Nhà nước (VN - 2000) Từ kết quả của tổ hợp phương pháp này cho phép ghi nhận các thông tin biến động lòng hồ, bờ sông và vùng cửa sông theo không gian và thời gian, các nhân tố gây biến động và xu thế biến động Áp dụng mô hình số độ cao (DEM) trong mô phỏng kịch bản xả lũ và điều tiết điện năng

* Tổ hợp phương pháp địa chất - địa mạo:

+ Phương pháp khảo sát địa chất, khoan lấy mẫu các loại

Nghiên cứu mô tả các mặt cắt địa hình, địa chất, lấy mẫu trầm tích bở rời bằng các thiết bị chuyên dụng theo các tuyến mặt cắt cố định và các khoảng cách lấy mẫu hợp lý phụ thuộc vào tỷ lệ bản đồ

+ Các phương pháp nghiên cứu tân kiến tạo, địa động lực hiện đại

+ Phương pháp nghiên cứu địa mạo

Các kết quả nghiên cứu địa mạo dựa trên cơ sở phân tích hình thái nguồn gốc, hình thái kiến trúc và hình thái động lực, phân tích trầm tích tương quan và vỏ phong hoá tương quan Dữ liệu sử dụng để phân tích địa mạo: bản đồ địa hình, tỷ lệ 1/100.000, 1/50.000, 1/25.000, 1/10.000 và tỷ lệ lớn hơn; ảnh máy bay và ảnh vệ tinh lập thể Các kết quả phân tích, nghiên cứu là sự phát hiện quan trọng, cần phải được kiểm chứng qua đối sánh với các tài liệu địa chất, địa vật lý,…

+ Phương pháp nghiên cứu địa chất thủy văn

Về động thái nước ngầm trong lưu vực, Đề tài sẽ sử dụng các kết quả điều tra nghiên cứu, có tập trung vào việc phân tích động thái nước dưới đất Ở khu hồ đập Trị An, trên cơ sở phân tích viễn thám, khảo sát thực địa và đo địa vật lý, sẽ có các

lỗ khoan kiểm tra, quan trắc sự thấm thoát, động thái nước dưới đất do khe nứt, đứt gãy Cũng sẽ tận dụng các giếng đào và khoan khai thác nước của dân để nghiên cứu động thái nước dưới đất liên quan với hồ Trị An

+ Các phương pháp địa vật lý

Phương pháp đo ảnh điện: là phương pháp kết hợp 2 phương pháp đo sâu và

mặt cắt điện cổ điển Phép đo được thực hiện liên tục đều trên tuyến đo với khoảng cách các điểm đo 10m Bằng phép xử lý 2D có thể nhận dạng được mực nước dưới

đất; mặt trượt, các khe nứt lớn, các đứt gãy, các tập đất, đá khác nhau với bề dày một vài mét và dạng nằm của chúng đến chiều sâu 90m

Phương pháp đo sâu điện: Phương pháp này cũng nhằm đáp ứng các yêu cầu

như phương pháp đo ảnh điện, sản phẩm là mặt cắt địa điện nhưng với các điểm đo thưa, không liên tục nên so với phương pháp đo ảnh điện, chúng phản ánh được ít hơn, chủ yếu là các khe nứt lớn, các tập đất đá lớn Nó thích hợp cho việc nghiên cứu đới dập vỡ có bề rộng một vài km theo các mắt cắt cắt ngang qua đứt gãy Máy thăm dò điện được sử dụng cho việc khảo sát là máy thăm dò điện Mini Sting do hãng AGI (Advandce Geoscience Inc) sản xuất Phương pháp này được tiến hành sau khi đã có kết quả phân tích đứt gãy bằng tài liệu viễn thám, khảo sát ngoài trời

và đo khí Radon

+ Phương pháp đo khí phóng xạ Radon (đo Eman): để phát hiện các vị trí xuất

lộ khí phóng xạ radon có liên quan đến đứt gãy hoạt động Máy sử dụng trong việc

đo khí phóng xạ là máy thăm dò khí radon RAD7 do công ty AGI (Advandce Geoscience, Inc) Mỹ, sản xuất

+ Phương pháp đo Sonar - GPS 2 tần số: Kết quả sẽ là file số có thông tin về

các chiều X, Y, Z (độ sâu nước sai số 0,1m) Khi sử dụng tần số đo 50Khz ở vùng nước nông thì ta có thể tách lọc thêm thông tin về vật liệu nền đáy (các lớp bùn lỏng, vật liệu thô-mịn-chặt); Từ bộ số liệu (X, Y, Z) được đo với mật độ tuyến đủ dày thì ta có thể xây dựng mô hình DEM rất hiệu quả Và qua đó là kết quả minh giải địa mạo địa hình đáy Môi trường nước yên tĩnh trong hồ là điều kiện tối ưu để

có kết quả đo Sonar - GPS

Để tăng cường hiệu quả của công tác đo sâu và lấy mẫu địa chất, đề tài đã sử dụng hai thiết bị đo sâu quét sườn có 2 tần số: 50 - 200 kHz hoặc 83 - 200 kHz Các thiết bị này cho phép đo sâu tới 200m đối với tần số 200 kHz, 1.500m đối với tần số 50 kHz

Các thiết bị sonar quét sườn được sử dụng là máy HDS5 của hãng Lowrance Ngoài đo sâu, máy còn được trang bị định bị vệ tinh (GPS) nên có thể xác định được vị trí tọa độ và độ sâu của các điểm trên hồ

Các số liệu đo của máy được ghi lại dưới dạng file *.slg Sử dụng phần mềm SonarViewer của hãng Lowrance cho phép đọc được các biểu đồ mặt cắt độ sâu mà thiết bị đã ghi được

Phần mềm Sonar còn cho phép chuyển đổi dữ liệu đã ghi sang dạng text

*.csv, đây là dạng dữ liệu cơ bản mà từ đó có thể chuyển đổi sang các định dạng khác để tính toán Các dữ liệu mà thiết bị sonar bao gồm 27 thông tin sau:

UpperLimit, LowerLimit, DepthValid, Depth, WaterTempValid, WaterTemp, Temp2Valid, Temp2, Temp3Valid, Temp3, WaterSpeedValid, WaterSpeed, PositionValid, PositionX, PositionY, SurfaceDepth, SurfaceValid, TopOfBottomDepth, TopOfBottomValid, ColumnIs50kHz, TimeValid, TimeOffset[ms], SpeedTrackValid, Speed, Track, AltitudeValid, Altitude

*Tổ hợp phương pháp nghiên cứu thuỷ - thạch động lực

Nghiên cứu thuỷ - thạch động lực cho phép hiểu biết về nguồn gốc cung cấp vật liệu, hướng vận chuyển bùn cát, xác lập vai trò các yếu tố vận chuyển bùn cát (sóng, dòng chảy) và hướng tác động của chúng

+ Phương pháp đo đạc, khảo sát thực địa bằng các thiết bị: Máy đo dòng,

máy đo lưu tốc, dụng cụ đo sóng và các máy đo các yếu tố khí tượng (gió, nhiệt độ, khí áp, độ ẩm,…), máy đo sâu (máy đo hồi âm - Furuno), máy định vị GPS, dụng cụ khoan và lấy mẫu chất đáy, ống phóng trọng lực, cuốc lấy mẫu, máy đo độ đục, bùn cát lơ lửng

+ Phương pháp mô hình thuỷ lực - Mô hình toán thuỷ văn:

- Mô hình HEC-2, tính toán đường mặt nước trong sông suối theo chiều dòng chảy;

- Mô hình MIKE-11 tính toán dòng chảy 2 pha nước và bùn cát theo chiều dòng chảy;

- Mô hình MIKE-21 Đây là mô hình 2 chiều bình diện cho phép tính toán bồi lắng và biểu diễn nước dềnh hồ chứa theo không gian và thời gian;

- Mô hình HEC-6 tính toán bồi lắng và nước dềnh hồ chứa theo chiều dòng chảy

*Tổ hợp các phương pháp phân tích mẫu

+ Phân tích thành phần cấp hạt

+ Phân tích nhiệt, ronghen

+ Phân tích cơ lý đất đá

+ Phân tích đồng vị Pb210 và Ra222

+ Phân tích một số chỉ tiêu nước mặt( PH; TSS; độ mặn; độ đục)

*Phương pháp lập bản đồ địa chất môi trường và tai biến địa chất

Bản đồ địa chất môi trường và tai biến địa chất được thành lập trên cơ sở các

dữ liệu, các thông tin mới nhất với sự kế thừa tài liệu đã có

Lựa chọn các vùng trọng điểm, các khu vực có các dạng tai biến điển hình để tập trung đầu tư nghiên cứu Kết quả nghiên cứu từ các diện tích này được coi là chìa khóa để nghiên cứu, đánh giá cho những diện tích quan trọng, những diện tích tương tự và cho khu vực nghiên cứu

Sử dụng công nghệ GIS, chồng chập bản đồ đánh giá diễn biến hoặc cho điểm, tính trọng số để xác định nguy cơ tai biến, dự báo nguy cơ tai biến địa chất dựa trên các nghiên cứu thành phần, nghiên cứu chuyên đề đã được tiến hành Xây dựng cơ sở khoa học, thực tiễn để dự báo; kiểm chứng và áp dụng các mô hình dự báo

*Phương pháp tổng hợp:

Những kết quả nhận được từ các hệ thống phương pháp nêu trên được tổng hợp thống nhất theo mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của Đề tài, tuân thủ theo các quan điểm tiếp cận của Đề tài Mặt khác kết quả của phương pháp tổng hợp được thể hiện trong các sản phẩm của Đề tài