Đánh giá điều kiện hình thành và nguy cơ trượt lở đất trong bối cảnh biến đổi khí hậu ở tỉnh quảng nam (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI Nguyễn Thị Thu Hiền ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN HÌNH THÀNH VÀ NGUY CƠ TRƯỢT LỞ ĐẤT TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Ở TỈNH QUẢNG NAM Chuyên ngành:Địa lý tự nhiên Mã số:62 44 02 17 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐNA LÝ HÀ NỘI -2017 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI KHOA ĐNA LÝ, TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Mai Trọng Thông PGS.TS Lại Vĩnh C m Phản biện 1: GS.TS Trương Quang Hải - Viện Việt Nam học Khoa học phát triển, ĐHQG Hà Nội Phản biện 2: GS.TS Nguyễn Khanh Vân - Viện Địa lý Phản biện 3: PGS.TS Đào Khang - Trường Đại học Vinh Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Trường họp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội vào hồi … … ngày … tháng… năm… Có thể tìm hiểu luận án thư viện: - Thư viện Quốc Gia Hà Nội - Thư viện Trường Đại học Sư phạm Hà Nội DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Nguyễn Thị Thu Hiền, Mai Trọng Thông (2010) Diễn biến trượt lở đất tỉnh Quảng Nam Tuyển tập báo cáo khoa học, Hội nghị Khoa học Địa lý toàn quốc lần thứ 5, tháng 6/2010 Nhà xuất Khoa học Tự nhiên Công nghệ, trang 818-823 Nguyễn Thị Thu Hiền (2013) Cơ sở lý luận mối quan hệ trượt lở đất mưa tỉnh Quảng Nam Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, số năm 2013, trang 164-172 Nguyễn Thị Thu Hiền (2015).Biến đổi mưa tỉnh Quảng Nam giai đoạn 1981-2010 Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, số năm 2015, trang 159-167 Nguyễn Thị Thu Hiền (2016) Biến đổi lượng mưa ngày cực đại tỉnh Quảng Nam giai đoạn 1981-2015 Tuyển tập báo cáo khoa học, Hội nghị Khoa học Địa lý toàn quốc lần thứ 9, tháng 12/2016 Nhà xuất Khoa học Tự nhiên Công nghệ, trang 424-432 Nguyễn Thị Thu Hiền, Mai Trọng Thông (2016) Phân tích mối quan hệ trượt lở đất mưa tỉnh Quảng Nam Tuyển tập báo cáo khoa học, Hội nghị Khoa học Địa lý toàn quốc lần thứ 9, tháng 12/2016 Nhà xuất Khoa học Tự nhiên Công nghệ, trang 681-688 -1- MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Nằm trung tâm khu vực miền Trung với địa hình đa dạng từ đồng bằng, trung du đến miền núi khí hậu nhiệt đới Nm, Quảng Nam có nhiều điều kiện thuận lợi cho phát triển kinh tế xã hội Tuy nhiên, địa hình với 70% diện tích đồi núi, độ dốc lớn khí hậu phân hóa mùa mưa mùa khô sâu sắc dễ phát sinh, phát triển tai biến tự nhiên, có trượt lở đất Mặt khác, vài thập kỉ gần đây, để đáp ứng yêu cầu công đổi mới, hệ thống sở hạ tầng địa phương có phát triển vượt bậc Hoạt động kinh tế - công trình người ngày gia tăng, làm cho môi trường tự nhiên bị biến đổi mạnh mẽ, thúc đNy phát sinh, phát triển trình sườn, gây nguy gia tăng trượt lở đất Thực tiễn cho thấy, trượt lở đất Quảng Nam diễn hàng năm, gây thiệt hại lớn người tài sản Trong năm gần đây, tai biến trượt lở đất Quảng Nam có xu hướng gia tăng với quy mô ngày lớn ảnh hưởng biến đổi khí hậu làm phát sinh trận mưa kéo dài với cường độ lớn Vì vậy, tác giả chọn đề tài "Đánh giá điều kiện hình thành nguy trượt lở đất bối cảnh biến đổi khí hậu tỉnh Quảng Nam"cho luận án tiến sĩ MỤC TIÊU - Đánh giá nguy trượt lở đất cảnh báo nguy trượt lở đất bối cảnh biến đổi khí hậu tỉnh Quảng Nam - Đề xuất giải pháp phòng chống giảm nhẹ thiệt hại trượt lở đất gây tỉnh Quảng Nam NÔI DUNG NGHIÊN CỨU - Tổng quan vấn đề trượt lở đất, hướng nghiên cứu trượt lở đất - Phân tích đặc điểm nhân tố ảnh hưởng đến trình phát sinh trượt lở đất tỉnh Quảng Nam - Trên sở phân tích trạng trượt lở đất,luận án đánh giá vai trò nhân tố tác động đến phát sinh trượt lở đất -2- Thành lập đồ nguy trượt lở đất - Phân tích mối quan hệ trượt lở đất mưa, xác định ngưỡng mưa trượt lở đất tỉnh Quảng Nam - Cảnh báo nguy trượt lở đất năm 2025 2050 theo kịch biến đổi khí hậu - Đề xuất, khuyến nghị biện pháp phòng chống giảm nhẹ thiệt hại trượt lở đất gây PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Đề tài tập trung nghiên cứu trượt lở đất thuộc phần đất liền, không nghiên cứu tượng sạt lở bờ sông, bờ biển - Trượt lở đất xem xét mối quan hệ với biến đổi mưa LUẬN ĐIỂM BẢO VỆ Luận điểm 1: Trượt lở đất Quảng Nam hệ tương tác nhân tố bề mặt đệm (các nhân tố tự nhiên hoạt động KT-XH người) với xung lượng mưa lớn Phân tích trạng trượt lở đất, đánh giá tổng hợp nhân tố gây nguy trượt lở đất sở cho việc dự báo nguy trượt lở đất tỉnh Quảng Nam với lượng mưa tăng tác động biến đổi khí hậu hướng tiếp cận nghiên cứu đề tài luận án Luận điểm 2: Sự gia tăng lượng mưa mùa thu tác động biến đổi khí hậu ảnh hưởng lớn đến trình phát sinh, phát triển trượt lở đất tỉnh Quảng Nam NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN - Luận án làm sáng tỏ mối quan hệ mưa trượt lở đất, xác định ngưỡng mưa gây trượt lở đất tỉnh Quảng Nam - Luận án thành lập đồ cảnh báo nguy trượt lở đất tỉ lệ 1/100.000 tỉnh Quảng Nam năm 2025 2050 theo biến đổi lượng mưa mùa thu Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN - Các kết nghiên cứu đề tài góp phần làm phong phú lý luận cách tiếp cận phân tích hệ thống tổng hợp yếu tố tự -3nhiên, kinh tế xã hội mối liên hệ với trượt lở đất đơn vị lãnh thổ - Xác định vai trò nhân tố việc hình thành trượt lở đất xác định, từ khuyến nghị địa phương có kế hoạch khai thác sử dụng hợp lí lãnh thổ nhằm phòng tránh giảm nhẹ thiệt hại - Việc xác định ngưỡng mưa trượt lở đất giúp cho địa phương theo dõi mưa nhằm cảnh báo sớm trượt lở đất CẤU TRÚC CỦA LUẬN ÁN Luận án phần mở đầu kết luận, nội dung gồm chương: Chương 1: Cơ sở lý luận phương pháp đánh giá nguy trượt lở đất tỉnh Quảng Nam Chương 2: Đặc điểm nhân tố ảnh hưởng đến phát sinh trượt lở đất tỉnh Quảng Nam Chương 3: Đánh giá nguy trượt lở đất tỉnh Quảng Nam Chương 4: Cảnh báo nguy trượt lở đất bối cảnh biến đổi khí hậu tỉnh Quảng Nam Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ TRƯỢT LỞ ĐẤT Ở TỈNH QUẢNG NAM 1.1 Tổng quan nghiên cứu trượt lở đất Trượt lở đất thu hút quan tâm nghiên cứu nhiều nhà khoa học Mĩ, Anh, Pháp, Italia đặc biệt sau năm 90 kỉ 20 tần suất mức độ xuất tai biến ngày lớn, gây thiệt hại nghiêm trọng người tài sản Các công trình nghiên cứu trượt lở đất tập trung vào vấn đề như: Phân tích khái niệm, chế hoạt động, phân loại xác định nguyên nhân gây trượt lở đất; đánh giá, phân vùng dự báo nguy trượt lở; ứng dụng công nghệ nghiên cứu nghiên cứu mối quan hệ trượt lở đất mưa Ở Việt Nam nghiên cứu tai biến địa chất nói chung trượt lở đất nói riêng bắt đầu muộn từ sau năm 1954 (ở miền Bắc) sau 1975 (ở miền Nam) Từ năm 2000 có nhiều -4đề tài, dự án chương trình nghiên cứu tai biến địa chất nhà khoa học thuộc Viện Địa chất, Viện Địa lý, Viện khoa học Địa chất Khoáng sản, Viện Khoa học Công nghệ Giao thông Vận tải trường đại học Các nghiên cứu trượt lở đất thường lồng ghép vào nghiên cứu tai biến địa chất nói chung tập trung giải số vấn đề như: điều tra, phân tích trạng trượt lở; phân tích nguyên nhân; phân vùng dự báo nguy cơ; ứng dụng công nghệ nghiên cứu; đề xuất biện pháp phòng chống giảm thiểu thiệt hại nghiên cứu mối quan hệ trượt lở đất mưa Nghiên cứu trượt lở đất Quảng Nam năm gần thực nhiều quy mô khía cạnh khác Một số công trình nghiên cứu trượt lở đất khu vực miền núi; phạm vi toàn lãnh thổ; trượt lở dọc theo tuyến giao thông, đặc biệt tuyến đường Hồ Chí Minh Nghiên cứu chi tiết số khu vực Tiên Kì, Thạnh Mỹ thực với tỉ lệ đồ lớn Tuy nhiên nghiên cứu lĩnh vực trượt lở đất mưa đánh giá nguy trượt lở đất biến đổi khí hậu Quảng Nam hạn chế Trong bối cảnh biến đổi khí hậu tác động đến nhiều lĩnh vực môi trường tự nhiên kinh tế xã hội địa bàn tỉnh nghiên cứu có ý nghĩa việc dự báo, cảnh báo sớm trượt lở đất mưa 1.2 Cơ sở lý luận 1.2.1 Một số khái niệm Trượt lở đất di chuyển đất đá xuống chân sườn dốc tác động trọng lực Trượt lở đất xảy khối đất đá bị cân bằng, lực gây trượt vượt lực giữ trượt Các trình trượt lở sản phNm thay đổi điều kiện hình thái địa mạo, thủy văn địa chất Sự thay đổi điều kiện thực trình địa động lực, phát triển thực vật, trình sử dụng đất, hoạt động nhân sinh Trượt lở đất phân chia chủ yếu dựa vào kết hợp kiểu di chuyển (lở, đổ, trượt, -5chảy ngang chảy dòng) loại vật liệu (đá đất).Trượt lở đất phân loại sở kích thước khối trượt, chia loại nhỏ, nhỏ, trung bình, lớn lớn Biến đổi khí hậu (BĐKH) - Climate Change biến đổi trạng thái khí hậu so với trung bình dao động khí hậu trì thời gian dài, thường vài thập kỉ hàng trăm năm lâu 1.2.2 Mối quan hệ trượt lở đất biến đổi khí hậu Sự gia tăng nhiệt độ, thay đổi tổng lượng mưa, cường độ mưa hệ thống thời tiết gây mưa - kết biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến điều kiện tiền đề chế gây trượt lở Sự gia tăng lượng mưa, cường độ mưa góp phần làm nên bất ổn định sườn dốc thông qua việc thấm tăng áp lực nước lỗ hổng, tăng mực nước ngầm 1.3 Các quan điểm nghiên cứu Luận án vận dụng quan điểm khoa học việc thực nhiệm vụ nghiên cứu: quan điểm tổng hợp, quan điểm hệ thống, quan điểm lãnh thổ, quan điểm kế thừa - phát sinh 1.4 Phương pháp nghiên cứu Trong luận án, NCS sử dụng phương pháp nghiên cứu chính: (1) phương pháp đánh giá nguy trượt lở đất dựa mô hình số thống kê quy trình phân tích thứ bậc Saaty - Analytic Hierarchy Process (AHP); (2) phương pháp đồ hệ thông tin địa lý (GIS); (3) phương pháp thu thập, phân tích tổng hợp tài liệu; (4) phương pháp chuyên gia; (5) phương pháp thực địa; (6) phương pháp phân tích thống kê khí hậu Chương 2: ĐẶC ĐIỂM CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ PHÁT SINH TRƯỢT LỞ ĐẤT Ở TỈNH QUẢNG NAM 2.1 Các nhân tố tự nhiên 2.1.1 Vị trí địa lý Với vị trí rìa đông nam lục địa Á -Âu, Việt Nam nói chung Quảng Nam nói riêng chịu tác động sâu sắc chế độ gió mùa -6châu Á Nằm dải duyên hải miền Trung, Quảng Nam chịu ảnh hưởng mạnh hoạt động bão áp thấp nhiệt đới biển Đông Những tác động khiến cho thời tiết, khí hậu Quảng Nam mang nhiều nét đặc trưng riêng, đặc biệt phân mùa chế độ mưa 2.1.2 Địa chất Quảng Nam nằm vùng có cấu tạo địa chất phức tạp, bao gồm 33 hệ tầng địa chất phức hệ macgma khác với nhiều loại đá, từ đá trầm tích đến magma xâm nhập, phun trào đá biến chất, có tuổi từ Protezozoi đến Kainozoi Hệ thống đứt gãy phát triển với ba hệ thống chính: vĩ tuyến, tây bắc - đông nam đông bắc - tây nam, bao gồm: đứt gãy Sông Bung - Trà Bồng, đứt gãy Sông Pô Cô, đứt gãy Đông Bắc Hiên, đứt gãy Trà My - Núi Thành, đứt gãy Điện Bàn - Nam Giang, đứt gãy Hội An - Phước Sơn, đứt gãy Hiệp Đức - Phước Sơn, đứt gãy Tam Kỳ - Hiệp Đức Hệ thống đứt gãy làm cho việc thâm nhập nước dễ dàng, tạo nên đới xung yếu trước tác động ngoại sinh nhân sinh Do khu vực có hệ thống đứt gãy hoạt động mạnh, khả xảy trượt lở cao 2.1.3 Địa hình - địa mạo Địa hình Quảng Nam đa dạng, phân hóa theo hướng thấp dần từ tây sang đông Phía tây vùng núi thuộc phía đông dãy Trường Sơn Nam, có độ cao 1000m, có số đỉnh cao 1500m Phía đông dải đồng hẹp ven biển, thấp, phẳng.Vùng chuyển tiếp vùng núi phía tây đồng phía đông vùng đồi cao 200-300m Vùng đồi núi chiếm gần 3/4 diện tích tỉnh với độ dốc độ phân cắt sâu lớn Khu vực có độ dốc 250 chiếm khoảng 28% diện tích lãnh thổ Diện tích có độ phân cắt sâu 100m/km2 chiếm khoảng 70% Đặc điểm tạo nên lượng địa hình lớn thúc đNy trình dịch chuyển đất đá xảy mạnh -72.1.4 Khí hậu Quảng Nam nằm vùng nhiệt đới gió mùa, chịu ảnh hưởng biển, có nhiệt cao, nắng nhiều chịu ảnh hưởng gió mùa mùa đông Nhiệt độ trung bình năm từ 23-260C Độ Nm tương đối mức cao 84-87% Nền nhiệt cao với độ Nm lớn thúc đNy trình phong hóa đá gốc phát triển mạnh, tạo tiền đề vật chất cho hoạt động trượt lở Lượng mưa trung bình năm Quảng Nam cao so với tỉnh khác nước Ở đồng phía đông lượng mưa trung bình năm khoảng 2200mm, vùng đồi trung du khoảng 2500mm vùng núi phía tây 3000mm Trung bình năm Quảng Nam có từ 120-160 ngày mưa Mưa Quảng Nam phân hóa theo mùa rõ rệt Mùa khô từ tháng đến tháng với lượng mưa thấp 500-800mm, chiếm 20-30% lượng mưa năm Mùa mưa kéo dài khoảng tháng từ tháng đến tháng năm sau, lượng mưa chiếm tới 70-80% lượng mưa năm Mưa lớn thường tập trung vào tháng mùa thu (tháng 9, 10,11) Trong tháng này, lượng mưa chiếm tới 55-70% lượng mưa năm 70-85% lượng mưa mùa mưa; số ngày mưa lớn chiếm 7080% số ngày mưa lớn chiếm tới 80-95% năm Trung bình năm Quảng Nam xảy từ - đợt mưa lớn Lượng mưa đợt thường từ 300-400 mm, chí đạt 600-700 mm thời gian 3-5 ngày Lượng mưalớn lại tập trung theo mùa với cường độ cao kéo dài nhiều ngày gây lụt lội vũng trũng, vùng đồng trượt lở đất vùng núi 2.1.5 Thủy văn Quảng Nam có hệ thống sông ngòi phát triển với mật độ sông suối tỉnh đạt 1km/km2 tập trung hệ thống sông Thu Bồn – Vu Gia sông Tam Kỳ.Mạng lưới sông ngòi phát triển dày, chứa đựng lượng dòng chảy mặt hàng năm lớn - 10 - khối trượt/100 km2 Trong có 265 khối trượt thuộc loại lớn, chiếm 45,5%, 113 khối trượt thuộc loại trung bình, chiếm 19,4% 205 khối trượt thuộc loại nhỏ, chiếm 35,1% Trượt lở đất phân bố gần rộng khắp khu vực đồi núi tỉnh tập trung với mật độ lớn khu vực núi trung bình núi thấp huyện Đông Giang, Phước Sơn, Nam Giang, Nam Trà My Trượt lở đất tập trung số khu vực đồi núi thấp thuộc huyện Đại Lộc, Duy Xuyên, Tiên Phước Bắc Trà My Trượt lở đất xảy mạnh khu vực có kiểu vỏ phong hoá ferosialit sialferit đá biến chất thuộc hệ tầng Khâm Đức, Tắc Pỏ, A Vương phân hệ tầng dưới; đá magma xâm nhập thuộc phức hệ Đại Lộc, Bến Giằng - Quế Sơn, Chu Lai Hiện tượng trượt lở sườn dốc taluy dương taluy âm dọc theocác tuyến giao thông Quảng Nam phổ biến, đặc biệt mùa mưa lũ Trượt đất gây nứt đường, sụt đường hay đổ xuống đường hàng trăm đến hàng ngàn m3 đất đá, gây ách tắc giao thông nhiều giờ, nhiều ngày Theo báo cáo hàng năm UBND tỉnh Quảng Nam, trượt lở đất chủ yếu xảy vào mùa mưa, tập trung từ tháng đến tháng 11 sau đợt mưa lớn Các vụ trượt lở đất lớn với hàng ngàn mét khối đất đá đổ xuống vùi lấp nhà cửa, ruộng đồng, đường giao thông chí gây thiệt hại người 3.2 Đánh giá nguy trượt lở đất theo nhân tố phát sinh 2.1 Nhóm nhân tố địa mạo động lực 3.2.1.1 Thành phần thạch học Kết chồng xếp đồ thành phần thạch học với đồ trạng trượt lở cho thấy nhóm đá biến chất có trọng số cao nhất, tương ứng với mức nguy cao; tiếp đến đá magma trầm tích - 11 lục nguyên với nguy cao trung bình Trầm tích Đệ tứ có nguy trượt lở thấp (bảng 3.1) Bảng 3.1: Phân cấp mức độ nhạy cảm trượt lở đất nhân tố thành phần thạch học Nhóm đá Tỉ lệ diện tích (%) Mật độ (điểm/k m2) Trọng số Mức độ nhạy cảm Trầm tích Đệ tứ 15,23 0,0105 -1,6531 Rất thấp Đá trầm tích xen biến chất Đá trầm tích lục nguyên 7,55 0,0225 -0,8939 Thấp 12,94 0,0635 0,1426 Trung bình Đá magma 19,61 0,0662 0,1842 Cao Đá biến chất 44,67 0,0686 0,2195 Rất cao 3.2.1.2 Mật độ đứt gãy Theo kết tích hợp đồ trạng trượt lở đất đồ mật độ đứt gãy, Quảng Nam nguy trượt lở đất mật độ đứt gãy có quan hệ tuyến tính, mật độ lớn nguy trượt lở cao (bảng 3.2) Bảng 3.2: Phân cấp mức độ nhạy cảm trượt lở đất nhân tố mật độ đứt gãy Mật độ (m/km2) 800 Tỉ lệ diện tích (%) 53,3 30,8 12,6 2,9 0,4 Mật độ (điểm/km2) 0,0318 0,0666 0,0959 0,1636 0,1815 Trọng số -0,5506 0,1900 0,5547 1,0886 1,1928 Mức độ nhạy cảm Rất thấp Thấp Trung bình Cao Rất cao - 12 3.2.1.3 Vỏ phong hóa Kiểu vỏ phong hoá ferosialit có nguy trượt lở cao Kiểu vỏ phong hóa Siaferit có mức độ nhạy cảm trượt lở cao Kiểu vỏ phong hóa Feralit có trọng số thấp nhất, tương ứng với mức nhạy cảm thấp (bảng 3.3) Bảng 3.3: Phân cấp mức độ nhạy cảm trượt lở đất nhân tố vỏ phong hóa Kiểu phong hóa Ferosialit Tỉ lệ diện tích(%) Mật độ (điểm/km2) Trọng số Mức độ nhạy cảm 54,7 0,0667 0,1912 Rất cao Siaferit 25,2 0,0630 0,1343 Cao silicit 3,8 0,0319 -0,5451 Trung bình TT bở rời 13,6 0,0104 -1,6655 Thấp Feralit 2,7 0,0035 -2,7435 Rất thấp 3.2.1.4 Độ dốc Bản đồ độ dốc với cấp 450 chồng xếp với đồ trạng trượt lở đất để xác định trọng số cho cấp độ dốc Kết Quảng Nam cấp độ dốc cao trọng số lớn mức độ nhạy cảm cao (bảng 3.4) Bảng 3.4: Phân cấp mức độ nhạy cảm trượt lở đất nhân tố độ dốc Tỉ lệ diện tích Mật độ Trọng Mức độ Độ dốc (%) (điểm/km2) số nhạy cảm 45 - 13 3.2.1.5 Độ phân cắt sâu Bản đồ mật độ phân cắt sâu cho địa bàn nghiên cứu xây dựng sở mô hình số độ cao (DEM) chia thành cấp: 200m/km2 Trọng số nhân tố phân cắt sâu tăng từ cấp < 25m đến cấp100-200m, sau lại giảm Mật độ trượt lở cao tập trung khu vực có độ phân cắt sâu trung bình (100-200m), mức cao tương ứng với cấp 50-100m Độ phân cắt sâu 2100mm Kết phân tích lượng mưa mùa thu trạng trượt lở cho thấy giá trị trọng số tăng từ khu vực có lượng mưa 2100mm Điều có nghĩa nguy trượt lở đất tăng theo gia tăng lượng mưa Lượng mưa mùa thu lớn nguy trượt lở đất cao (bảng 3.6) - 14 Bảng 3.6: Phân cấp mức độ nhạy cảm trượt lở đất nhân tố lượng mưa mùa thu Tỉ lệ diện Mật độ Trọng Mức độ Lượng mưa tích (mm) (điểm/km2) số nhạy cảm (%) 0,0527 -0,0431 Rất thấp 2100 15,49 0,0579 0,0507 Rất cao 3.2.2.2 Mật độ sông suối Trên sở mạng lưới sông suối với trợ giúp GIS, NCS xây dựng đồ mật độ sông suối tỉnh Quảng Nam, thể cấp khác nhau: 2km/km2 Mức độ nhạy cảm trượt lở cao tập trung khu vực có mật độ sông suốitrung bình (1,075 1,525km/km2), tiếp đến mức nhạy cảm cao ứng với mật độ 1,525 2km/km2 Khu vực có mật độ sông suốilớn (>2km/km2) lại có trọng số thấp có mức nguy thấp (bảng 3.7) Bảng 3.7: Phân cấp mức độ nhạy cảm trượt lở đất nhân tố sông suối Mật độ sông suối (km/km2) 2 0,2 0,0049 -2,4131 Rất thấp - 15 3.2.3 Nhóm yếu tố nhân sinh 3.2.3.1 Hiện trạng sử dụng đất Từ đồ trạng sử dụng đất năm 2015, tác giả phân chia thành nhóm sử dụng đất, tương ứng với mức độ che phủ khác nhau: đất rừng tự nhiên, đất rừng trồng, đất nông nghiệp, đất chuyên dùng đất trống - bụi Kết chồng xếp đồ trạng sử dụng đất với đồ trạng trượt lở cho thấy khu vực đất trống - bụi có mức nhạy cảm cao Đất chuyên dùng có nguy trượt lở mức cao Rừng trồng có mức nhạy cảm trung bình, đất nông nghiệp rừng tự nhiên mức thấp thấp (bảng 3.8) Bảng 3.8: Phân cấp mức độ nhạy cảm trượt lở đất nhân tố sử dụng đất Mật độ (điểm/km2 ) 0,0259 Trọng số Mức độ nhạy cảm Rừng tự nhiên Tỉ lệ diện tích(%) 38,41 -0,7552 Rất thấp Đất nông nghiệp 26,48 0,0580 0,0521 Rừng trồng 13,09 0,0743 0,2998 Đất chuyên dùng 8,82 0,0866 0,4525 Thấp Trung bình Cao Đất trống - bụi 13,20 0,0979 0,5749 Rất cao Loại sử dụng đất 3.2.3.2 Khoảng cách đến đường giao thông Trên sở đồ mạng lưới đường giao thông khu vực nghiên cứu, với hỗ trợ GIS, tác giả xây dựng đồ khoảng cách đến đường giao thông công cụ Buffer theo cấp: 400m Theo khoảng cách 400m chiếm hầu hết lãnh thổ, 84,4% Kết tích hợp cho thấy khu vực gần đường nguy trượt lở cao (bảng 3.9) - 16 Bảng 3.9: Phân cấp mức độ nhạy cảm trượt lở đất nhân tố khoảng cách đến đường giao thông Khoảng Tỉ lệ Mật độ Trọng Mức độ cách(m) diện tích(%) (điểm/km2) số nhạy cảm 400m 84,40 0,0326 -0,5253 Rất thấp 3.3 Đánh giá nguy trượt lở đất tỉnh Quảng Nam 3.3.1 Xác định trọng số nhân tố gây trượt lở đất Trên sở ý kiến tham khảo 11 chuyên gia, NCS tổng hợp kết tính toán so sánh cặp nhân tố phương pháp trung bình cộng Từ đó, NCS tiến hành lập ma trận so sánh tương quan nhân tố phát sinh trượt lở đất tỉnh Quảng Nam tính toán trọng số nhân tố Kết (bảng 3.12) cho thấy nhân tố độ dốc lượng mưa mùa thu có trọng số lớn nhất, tương ứng 0,271 0,235, thể nhân tố có ảnh hưởng lớn đến trình phát sinh trượt lở đất Quảng Nam Tiếp đến nhân tố thành phần thạch học, vỏ phong hóa mật độ đứt gãy có trọng số 0,12; 0,112 0,96 nhóm nhân tố quan trọng thứ hai Nhân tố mật độ sông suối có trọng số nhỏ (0,030) Bảng 3.12: Ma trận xác định trọng số Wi nhân tố Độ dốc Lượng mưa mùa thu Thành phần thạch học Mật độ đứt gãy Vỏ phong hóa Mật độ phân cắt sâu Mật độ sông suối HT sử dụng đất K/c đến đường Trọng số giao thông Độ dốc 0,309 0,427 0,310 0,300 0,295 0,195 0,194 0,227 0,179 0,271 Lượng mưa mùa thu 0,155 0,214 0,310 0,300 0,295 0,244 0,194 0,227 0,179 0,235 Thành phần thạch học 0,103 0,071 0,103 0,150 0,098 0,146 0,129 0,136 0,143 0,120 Mật độ đứt gãy 0,077 0,053 0,052 0,075 0,098 0,146 0,129 0,091 0,143 0,096 - 17 Vỏ phong hóa 0,103 0,071 0,103 0,075 0,098 0,146 0,129 0,136 0,143 0,112 Mật độ phân cắt sâu 0,077 0,043 0,034 0,025 0,033 0,049 0,065 0,091 0,071 0,054 Mật độ sông suối 0,052 0,036 0,026 0,019 0,025 0,024 0,032 0,023 0,036 0,030 Hiện trạng sử dung đất 0,062 0,043 0,034 0,038 0,033 0,024 0,065 0,045 0,071 0,046 Khoảng cách đến đường giao thông 0,062 0,043 0,026 0,019 0,025 0,024 0,065 0,023 0,036 0,036 3.3.2 Thành lập đồ nguy trượt lở đất Bản đồ nguy trượt lở đất thành lập sở tích hợp có trọng số đồ nhân tố thành phần Các đồ nhân tố thành phần xác định bao gồm: thành phần thạch học, mật độ đứt gãy, vỏ phong hóa, độ dốc, mật độ phân cắt sâu, lượng mưa mùa thu, mật độ sông suối, trạng sử dụng đất khoảng cách đến đường giao thông Các đồ nhân tố dạng raster chuNn hóa phân chia thành pixel với kích thước pixel 30x30m (11.763.164 pixel) Mỗi pixel gán trọng số theo lớp đồ Công thức sau: LSI = (thachhoc x0,12) + (matdodutgay x 0,096) + (vophonghoa x 0,112) + (dodoc x 0,271) + (phancatsau x 0,054) + (luongmuamuathu x 0,235) + (matdosongsuoi x 0,03) + (hientrangsudungdat x 0,046) + (khoangcachduonggiaothong x 0,036) Kết xử lý tích hợp thu đồ giá trị số với pixel có giá trị LSI tương ứng Giá trị LSI toàn vùng nghiên cứu biến thiên từ -0,939305 đến 0,421185 Bản đồ giá trị LSI chưa đặc trưng cho đồ cảnh báo nguy trượt lở đất Để khoanh vùng cảnh báo nguy cơ, NCS tiến hành phân cấp lại thành cấp nguy tương ứng: thấp, thấp, trung bình, cao cao Ngưỡng giá trị để phân cấp đồ nguy trượt lở đất lựa chọn sau thực xử lý thống kê giá trị phần mềm - 18 ArcGIS, kết cho đường cong tích lũy xác suất với thông số sau: Giá trị điểm nhỏ (LSImin) = -0,939305 Giá trị điểm lớn (LSImax) = 0,421185 Khoảng cách điểm cấp xác định theo công thức: ∆TLĐ= LSI ୫ୟ୶ ି LSI ୫୧୬ ଴,ସଶଵଵ଼ହି(ି଴,ଽଷଽଷ଴ହ) ହ = ହ =0,272 Thống kê từ đồ cho phép xác định diện tích cấp nguy cho toàn vùng nghiên cứu (bảng 3.15): Bảng 3.15: Phân cấp nguy trượt lở đất tỉnh Quảng Nam Cấp Nguy trượt lở LSI Diện tích (km2) Tỉ lệ diện tích(%) Cấp Rất thấp 0,15 340,86 3,27 10438,37 100,00 Tổng Vùng có nguy trượt lở đất cao chiếm 3,27% diện tích tự nhiên tỉnh Quảng Nam, phân bố chủ yếu huyện Đông Giang, Tây Giang, Bắc Trà My, Nam Trà My Phước Sơn Vùng có nguy cao chiếm 28,55% diện tích tự nhiên tỉnh Cấp nguy trượt lở cao phân bố khắp khu vực miền núi, tập trung huyện Bắc Trà My, Nam Trà My, Đông Giang, Tây Giang, Phước Sơn Vùng có nguy trượt lở trung bình chiếm 39,66% diện tích tự nhiên tỉnh Quảng Nam, phân bố hầu khắp huyện miền núi, vùng đồi trung du Vùng có nguy trượt lở thấp chiếm 13,63%, phân bố chủ yếu huyện Núi Thành, Phú Ninh, Nông Sơn, Hiệp Đức Đại Lộc Ngoài ra, vùng có nguy trượt lở thấp phân bố rải rác vùng thấp huyện: Tiên Phước, Tây - 19 Giang, Nam Giang, Nam Trà My Bắc TràMy Vùng có nguy trượt lở thấp chiếm 14,9% diện tích tự nhiên tỉnh Quảng Nam, phân bố địa bàn huyện duyên hải: Thăng Bình, Điện Bàn, Núi Thành, thành phố Hội An Tam Kỳ 3.3.3 Đánh giá mô hình Trong nghiên cứu này, NCS tiến hành đánh giá kết đồ nguy trượt lở đất dựa việc xem xét phân bố điểm trượt lở đất nhóm nguy đồ dự báo Bản đồ trạng trượt lở đất với 583 điểm chồng xếp với đồ nguy Thống kê điểm trượt lở cho phép xác định số lượng mật độ trượt lở cấp nguy địa bàn nghiên cứu (bảng 3.16) Bảng 3.16: Quan hệ cấp nguy với trạngtrượt lở đất Diện tích Số điểm Mật độ trượt (km2) lở(điểm/km2) trượt lở Cấp 1555,51 0,0032 Cấp 1422,56 21 0,0146 Cấp 4139,78 148 0,0353 Cấp 2979,65 290 0,0960 Cấp 340,86 119 0,3443 Tổng 10438,37 583 0,0551 Kết thống kê cho thấy 70,3% điểm trượt lở đất rơi vào cấp nguy cao cao Kết tính toán cho thấy có phù hợp mật độ trượt lở đất với cấp nguy mà mô hình tích hợp Mật độ trượt lở đất tăng cấp nguy tăng có khác biệt cách rõ rệt mật độ cấp nguy trượt lở đất: thấp, trung bình, cao cao Để tăng mức độ khách quan kiểm nghiệm mô hình, đồ trạng trượt lở đất tác giả Đinh Văn Tiến thực năm 2011 chồng xếp với đồ nguy trượt lở đất Kết cho thấy: có 79/110 điểm trượt lở, chiếm 71,8% nằm khu vực có nguy cao cao Cấp Nguy trượt lở Rất thấp Thấp Trung bình Cao Rất cao - 20 Như sở kiểm định trạng trượt lở đất thấy: 70% điểm trượt lở đất rơi vào nguy cao cao; cấp nguy tăng dần theo chiều tăng mật độ trượt đất thực tế Điều có nghĩa việc phân chia cấp nguy trượt lở đất có phù hợp với thực tế Bản đồ nguy trượt lở đất mà mô hình tính toán đưa chấp nhận 3.3.4 Xác định khu vực có nguy trượt lở cao cao - Vùng có nguy trượt lở cao có tổng diện tích 297965 ha, tập trung 106 xã thị trấn Huyện Phước Sơn có diện tích vùng nguy trượt lở cao lớn với 43373,74ha chiếm 37,98% diện tích tự nhiên, Nam Giang Nam Trà My có diện tích tương ứng 42767,92 36205,45ha chiếm tỉ lệ 23,45% 44,41% so với diện tích tự nhiên Xét quy mô cấp xã tính trung bình xã có nguy trượt lở cao có diện tích khoảng 2573,64 ha, chiếm trung bình 33,33% diện tích Nhiều xã Phước Hiệp, huyện Phước Sơn, 11572,25ha nằm diện có nguy trượt lở cao chiếm 33,79% diện tích Có tới 11 xã khác Trà Giác, La êê, Lăng, Trà Bùi, Cà Dy, Trà Mai, Phước Kim, Zuôich, TT Thạnh Mỹ, Đắc Pring, Ma Cooi có diện tích nguy trượt lở cao 5000 ha/ xã - Vùng có nguy trượt lở cao có tổng diện tích 34086ha, tập trung chủ yếu 104 xã, thị trấn khu vực nghiên cứu.Nam Trà My huyện có diện tích nguy trượt lở cao lớn nhất, 5809,01ha Tiếp đến Bắc Trà My, Tây Giang, Đông Giang Phước Sơn có diện tích thuộc cấp nguy 5592,76ha, 4986,67ha 4785ha 4524,57ha Xét quy mô cấp xã, tính trung bình xã Quảng Nam có 325,41 nằm nguy trượt lở cao Xã Trà Bùi huyện Bắc Trà My có diện tích nguy cao 1868,05ha, tiếp đến xã Trà Giác (Bắc Trà My), Cà Dy (Nam Giang) Trà Mai (Nam Trà My), tương ứng 1340,88ha, 1237,82ha 1236,98ha - 21 Chương 4:CẢNH BÁO NGUY CƠ TRƯỢT LỞ ĐẤT TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Ở TỈNH QUẢNG NAM 4.1 Biến đổi mưa tỉnh Quảng Nam 4.1.1 Biến đổi lượng mưa năm lượng mưa mùa thu Biến đổi lượng mưa Quảng Nam đánh giá thông qua độ lệch chuNn S(x) (mm) biến suất Sr (%) Độ lệch chuNn lượng mưa năm Quảng Nam phần lớn dao động từ 500-700 mm Các tháng mùa thu (9, 10,11) thời kì cao điểm mùa mưa Quảng Nam, trị số S(x) tất trạm 200 mm phổ biến từ 250-400 mm Vào tháng mưa (tháng 2, 3) S(x) có giá trị nhỏ, dao động từ 35-50 mm Trên phạm vi toàn tỉnh, trị số Sr năm dao động từ 21 % đến 33 %, Sr mùa thu dao động từ 30-40%, thể biến động lượng mưa năm mùa thu giai đoạn 1981-2015 4.1.2 Xu biến đổi mưa Xu biến đổi lượng mưa trung bình năm trạm thể qua phương trình hồi qui tuyến tính biến biểu thị mối quan hệ lượng mưa với khoảng thời gian cần nghiên cứu Hệ số góc phương trình mang giá trị dương, chứng tỏ lượng mưa năm thời kì 1981 - 2015 tăng toàn lãnh thổ Trong giai đoạn 1981-2015, xu biến đổi lượng mưa mùa thu theo hướng tăng lên Hệ số a phương trình xu tuyến tính đạt giá trị dương Một số trạm có hệ số góc a lớn Tiên Phước, Ái Nghĩa, Câu Lâu, Khâm Đức, Trao, Trà My thể mức độ gia tăng lớn lượng mưa mùa thu 4.2 Mối quan hệ trượt lở đất mưa tỉnh Quảng Nam 4.2.1 Mối quan hệ trượt lở đất mưa Trượt lở đất Quảng Nam thường xảy vào mùa mưa, sau đợt mưa lớn So sánh khối lượng đất đá bị trượt lở tuyến giao thông thống kê từ năm 1981 đến 2007 với với lượng mưa trung bình năm, lượng mưa mùa thu cho thấy năm có khối lượng đất đá bị trượt lở lớn thường năm có lượng mưa trung bình năm, lượng mưa mùa thu lớn Những năm mưa thường khối lượng trượt lở nhỏ Hệ số tương quan (Pearson) khối lượng đất đá trượt lở với lượng mưa trung bình năm - 22 lượng mưa mùa thu đạt từ 0,656 - 0,764 thể mối tương quan tuyến tính thuận mạnh hai cặp yếu tố Điều cho thấy lượng mưa trung bình năm, lượng mưa mùa thu tăng làm gia tăng trượt lở đất 4.2.2 Xác định ngưỡng mưa gây trượt lở đất tỉnh Quảng Nam Ngưỡng mưa (rain thresold) trượt lở đất xem giá trị mưa cần thiết để gây trượt lở đất khu vực định Trên sở số liệu mưa ngày từ năm 2000-2015, 33 trận trượt lở đất xác định ngày cụ thể xảy khoảng thời gian từ năm 20002015, NCS lập đồ thị biểu diễn quan hệ lượng mưa ngày xảy trượt lở với lượng mưa ngày, ngày, 7ngày, 10 ngày, 15 ngày 30 ngày trước Từ đồ thị phân tích tập hợp liệu tương quan mưa ngày với mưa ngày, 5ngày, 7ngày, 10 ngày, 15ngày 30 ngày trận xảy trượt lở, NCS xác định tương quan mưa ngày mưa 10 ngày trước có tỉ lệ trượt lở cao nhất, vậy, sử dụng ngưỡng mưa trước 10 ngày Biểu đồ tương quan lượng mưa ngày (P) lượng mưa 10 ngày trước 33 trận trượt lở xảy địa bàn tỉnh xác lập Và phương trình đường nối giá trị thấp đường phương trình thể ngưỡng mưa gây trượt lở đất tỉnh Quảng Nam, có dạng: P = 152,1 - 0,387 P10 Điều có nghĩa 10 ngày trước mưa cần lượng mưa vòng 24h vượt qua ngưỡng 152,1mm đủ gây trượt lở đất 4.3 Cảnh báo nguy trượt lở đất theo kịch biến đổi khí hậu 4.3.1 Kịch biến đổi mưa tỉnh Quảng Nam - Lượng mưa trung bình năm: Theo kịch trung bình RCP4.5, lượng mưa trung bình năm tăng 18,2% thời kì 2016-2035, 24,9% thời kì 2046-2065 29,9% thời kì 2080-2099 Trong kịch cao RCP8.5, mức tăng với thời kì tương ứng 17,5%, 25,9% 25,9% - Lượng mưa mùa thu: Theo kịch RCP4.5, lượng mưa mùa thu thời kì tăng mạnh, 28,9%; 37,4% 36,6% Đối với kịch RCP8.5, mức tăng thời kì so với kịch RCP4.5, nhiên mức cao: 22,7%; 35% 35% - 23 4.3.2 Thành lập đồ dự báo nguy trượt lở đất theo kịch BĐKH Bản đồ cảnh báo nguy trượt lở đất năm 2025 2050 thành lập theo phương pháp chương 3, tích hợp đồ thành phần có trọng số Và sở giả định nhân tố bao gồm: độ dốc, mật độ phân cắt sâu, thành phần thạch học, vỏ phong hóa, mật độ đứt gãy, mật độ sông suối, khoảng cách đến đường giao thông, trạng sử dụng đất năm 2025 2050 giữ nguyên Đối với mưa, NCS sử dụng lượng mưa mùa thu với giá trị dự tính dựa mức độ thay đổi năm 2025 2050 theo kịch trung bình RCP4.5 Từ đồ lượng mưa mùa thu năm 2025 2050 xây dựng.Trọng số nhân tố trọng số lớp nhân tố không thay đổi Kết chồng xếp đồ thành phần cho giá trị LSI2025 năm 2025 từ -0,926967 đến 0,421185 giá trị LSI2050 năm 2050 từ 0,926967 đến 0,421185 Giá trị LSI phân chia thành cấp nguy cơ: thấp, thấp, trung bình, cao cao với ngưỡng phân chia tương tự cấp nguy trượt lở chương Phân tích, so sánh với nguy trượt lở năm 2025 diện tích cấp nguy thấp thấp giảm Cấp nguy thấp giảm 1689,8ha, tương ứng giảm 0,16%, từ 14,9% xuống 14,74% Cấp nguy thấp giảm 16787,23ha, tương ứng giảm 0,16%, từ 13,63% 12,02% Cấp nguy trung bình không thay đổi diện tích Các cấp nguy cao cao tăng, cấp nguy cao tăng 3804,79ha, tương ứng tăng 0,36% từ 3,27% lên 3,63% Cấp nguy cao tăng nhiều 16438,79ha, tương ứng 1,57%, từ 28,55% lên 30,12% Đến năm 2050, nguy trượt lở đất biến động theo chiều hướng tương tự với mức độ mạnh So với tại, cấp nguy thấp thấp giảm 2003,37ha 33175,43ha; tương ứng với mức giảm 0,19% 3,18% Cấp nguy trung bình, cao cao tăng, cấp nguy cao tăng mạnh 28234,1ha, tương ứng với mức tăng 2,7% từ 28,55% lên 31,25% Cấp nguy trung bình cao tăng 0,19% 0,48% tương ứng với 1969,35havà 4975,5ha - 24 4.4 Đề xuất giải pháp phòng tránh, giảm thiểu thiệt hại trượt lở đất biện pháp giảm nhẹ nguy trượt lở đất biến đổi khí hậu - Quy hoạch sử dụng hợp lý lãnh thổ - Khảo sát, điều tra chi tiết vùng có nguy trượt lở đất - Theo dõi, dự báo, cảnh báo sớm nguy trượt lở - Giáo dục, tuyên truyền KẾT LUẬN 1- Trượt lở đất tỉnh Quảng Nam diễn khắp vùng đồi núi Trượt lở đất xảy hàng năm vào mùa mưa lũ gây ảnh hưởng lớn đến đời sống, sản xuất chí tính mạng người 2- Nguy trượt lở cấp thấp Quảng Nam chiếm 14,9%; nguy thấp chiếm 13,63%; nguy trung bình 39,66%; nguy cao 28,55% cao 3,27% 3- Trên sở phân tích biến đổi mưa giai đoạn 1981-2015, phân tích yếu tố mưa trận trượt lở khối lượng đất đá bị trượt lở tuyến giao thông, luận án xác định mối tương quan trượt lở đất mưa Kết xác định ngưỡng mưa trượt lở đất lượng mưa ngày ≥ 152,1 mm 10 ngày trước không mưa 4- Bản đồ cảnh báo nguy trượt lở đất Quảng Nam vào năm 2025 2050 thành lập dự tính đếnnăm 2025, cấp nguy trượt lở cao cao tăng 1,57% 0,36%, cấp thấp thấp giảm 0,16% 01,61% tương ứng Năm 2050 cấp nguy trung bình, cao cao tăng 0,19%; 2,7% 0,48% tương ứng, cấp thấp thấp giảm 0,19% 3,18% 5- Luận án đề xuất số giải pháp phòng tránh giảm thiểu thiệt hại trượt lở đất ... trượt lở đất bối cảnh biến đổi khí hậu tỉnh Quảng Nam Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ TRƯỢT LỞ ĐẤT Ở TỈNH QUẢNG NAM 1.1 Tổng quan nghiên cứu trượt lở đất Trượt lở đất thu... giá nguy trượt lở đất tỉnh Quảng Nam Chương 2: Đặc điểm nhân tố ảnh hưởng đến phát sinh trượt lở đất tỉnh Quảng Nam Chương 3: Đánh giá nguy trượt lở đất tỉnh Quảng Nam Chương 4: Cảnh báo nguy trượt. .. MỤC TIÊU - Đánh giá nguy trượt lở đất cảnh báo nguy trượt lở đất bối cảnh biến đổi khí hậu tỉnh Quảng Nam - Đề xuất giải pháp phòng chống giảm nhẹ thiệt hại trượt lở đất gây tỉnh Quảng Nam NÔI DUNG