KỶ YẾU HỘI THẢO QUỐC TẾ VIỆT NAM HỌC LẦN THỨ BA TIỂU BAN: TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN, MÔI TRƯỜNG VÀ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG TAI BIẾN ĐỊA ĐỘNG LỰC NGOẠI SINH Ở KHU VỰC MIỀN NÚI VIỆT NAM (TRƯỜNG HỢP NGHIÊN CỨU Ở LÀO CAI) Trần Thanh Hà* Giới thiệu Trong phân tích đánh giá tai biến thiên nhiên đòi hỏi phải xác định mức độ hoạt động dự báo cường độ hoạt động chúng tương lai Tai biến trượt lở đất tự nhiên sườn mái dốc tác động trực tiếp trọng lực, trình xảy ảnh hưởng nhiều nhân tố tự nhiên (địa chất, địa mạo, khí hậu, lớp phủ thực vật, ) xã hội (sản xuất nông nghiệp, xây dựng, ), nhân tố ảnh hưởng đến trình theo cường độ tầm quan trọng khác Vì thế, nghiên cứu trượt lở phải dựa quan điểm địa lý tổng hợp GIS công cụ hữu ích để thực cơng việc Trong khn khổ báo, xin nêu vài kết nghiên cứu đạt nhờ sử dụng mơ hình phân tích khơng gian mơi trường GIS kết hợp với đánh giá đa tiêu chuẩn (MCE) việc nghiên cứu trượt lở đất tỉnh Lào Cai Về khu vực nghiên cứu, Lào Cai nằm phía bắc lãnh thổ Việt Nam, cách Hà Nội khoảng 300 km phía tây bắc Tỉnh nằm địa chất phức tạp với đới cấu trúc địa chất khác [1], địa hình phân cắt mạnh kết hợp với lượng mưa lớn, tập trung thúc đẩy trình tai biến xảy mạnh mẽ, gây thiệt hại nặng nề kinh tế gây tâm lý hoang mang cho đồng bào dân tộc thiểu số Gần nhất, vào tháng năm 2004 địa bàn tỉnh xảy vụ trượt lở nghiêm trọng làm chết 26 người, thiệt hại lên tới hàng chục tỷ đồng Thiết nghĩ, với vị trí quan trọng kinh tế-xã hội an ninh quốc phòng, tỉnh Lào Cai cần có cơng trình nghiên cứu nhằm giảm thiểu thiệt hại tai biến thiên nhiên gây khai thác sử dụng tài nguyên bảo vệ môi trường Quan điểm nghiên cứu quy trình thực Một vấn đề quan trọng việc nghiên cứu tai biến trượt lở xác định tính nhạy cảm sườn mái dốc với q trình trượt lở Tính nhạy cảm phụ thuộc vào nhân tố ảnh hưởng có tác dụng chống lại thành phần gây trượt trọng lực Cơ sở việc đánh giá mức độ nhạy cảm với trượt lở đất việc đánh giá đơn lẻ nhân tố ảnh hưởng đến đánh giá tổng hợp nhân tố ảnh hưởng tới trình trượt lở Mục đích báo cáo nhằm làm sáng tỏ vai trò GIS MCE việc xác định vùng có nguy trượt lở cao Trong nhân tố ảnh hưởng địa chất, địa mạo, khí hậu, lớp phủ thực vật, đánh giá dựa tầm quan trọng Viện Việt Nam học Khoa học phát triển, ĐHQG Hà Nội * 480 TAI BIẾN ĐỊA ĐỘNG LỰC NGOẠI SINH Ở KHU VỰC MIỀN NÚI VIỆT NAM… chúng trình trượt lở Để đạt mục đích nghiên cứu cần thực bước sau: a Xác định nhân tố ảnh hưởng như: độ dốc, lượng mưa, loại đất đá, mật độ chia cắt (các yếu tố dạng tuyến) độ che phủ thực vật Đây nhân tố quan trọng việc đánh giá tính nhạy với trượt lở sườn mái dốc b Phân cấp mức độ ảnh hưởng với trình trượt lở nhân tố ảnh hưởng Tuỳ vào mức độ chi tiết tài liệu mà ta phân thành nhiều cấp ảnh hưởng khác c Phân hạng mức độ tác động (tầm quan trọng) nhân tố ảnh hưởng tới trình trượt lở dựa kiến thức chuyên gia sử dụng MCE để định lượng hoá (xác định trọng số) mức độ ảnh hưởng nhân tố d Xây dựng đồ nhạy cảm với trượt lở đất tỉnh Lào Cai cánh sử dụng cơng cụ tính tốn môi trường GIS phân cấp thành: “rất nhạy cảm”, “nhạy cảm”, “nhạy cảm trung bình”, “kém nhạy cảm ổn định” Hình1 Quy trình đánh giá xây dựng đồ nhạy cảm trượt lở đất Kết nghiên cứu Mơi trường GIS cho phép tính tốn, phân tích tổng hợp liệu khơng gian MCE ứng dụng việc phân hạng (ranking) gán trọng số nhằm mục đích đánh giá tổng hợp tính nhạy cảm cho đơn vị không gian cụ thể Dựa sở này, mơ hình “nhạy cảm” (a susceptibility model) thiết lập để đánh giá cho không gian Bản đồ tổng hợp xác định tính nhạy cảm với tai biến trượt lở xây dựng nhân tố sau: ‐ Loại đất đá (Bản đồ thạch học) ‐ Mức độ phong hoá đất đá (Bản đồ vỏ phong hoá) ‐ Mật độ đứt gãy (Bản đồ đứt gẫy) ‐ Mức độ phân cắt địa hình (Bản đồ mật độ phân cắt sâu, Bản đồ mật độ yếu tố dạng tuyến) ‐ Độ dốc (Bản đồ độ dốc) ‐ Khả chứa nước ngầm (Bản đồ địa chất thuỷ văn) 481 Trần Thanh Hà ‐ Lượng mưa (Bản đồ cường độ mưa lượng mưa trung bình năm) ‐ Mức độ che phủ thực vật (Bản đồ độ che phủ thực vật) Khi tiêu chuẩn thu từ liệu gốc, thuộc tính ảnh hưởng đến trình tai biến cần đưa dạng số để chúng so sánh với Các tiêu chuẩn biểu diễn dạng đồ Trên sở thuộc tính tiêu chuẩn, công cụ GIS, đồ phân loại (classification) phân cấp (ranking) tuỳ theo mức độ ảnh hưởng nhân tố Trong phân cấp, phương pháp cho điểm MCE áp dụng Các cấp đồ phân cấp số từ -10 đến để xác định cấp định lượng từ mức độ tác động “ảnh hưởng mạnh” đến “không ảnh hưởng” thể thang sau: ảnh hưởng mạnh -10 < > không ảnh hưởng Giá trị “-10” thể hiện: có vùng xét khơng ảnh hưởng vùng khơng đưa vào phân cấp nhạy cảm với trượt lở (Ví dụ với nhân tố lớp phủ thực vật diện tích mặt nước khơng đưa vào tính tốn) Sau ví dụ phương pháp “thành phần thạch học” dựa thành phần cấp hạt, mức độ phân lớp hay dạng khối, mức độ dập vỡ khả phong hố Thơng thường, đá có xen kẽ lớp đá cứng với đá mềm (đá phiến sét (PZ-PR), phiến biotit, sét than hệ tầng Ngòi Chi, Cam Đường), dẫn đến tượng xâm thực, phong hoá chọn lọc Đặc biệt, đất đá bị cà nát mạnh nên vỏ phong hố có nhiều mảnh vỡ đới litoma lẫn đới saprolit Tính khơng đồng cao độ lớp vỏ phong hoá tạo điều kiện để nước ngầm vận động mặt phân cách mảnh đá với đất mịn, tạo thuận lợi cho trình trượt lở đất Vì vậy, khu vực nghiên cứu đá phân cấp cao so với trầm tích N,Q đá xâm nhập có thành phần bazơ Các tiêu chuẩn khác đánh giá tương tự Việc cho điểm số dựa kinh nghiệm kiến thức chuyên gia nên không tránh khỏi ý kiến chủ quan Sự phân bố không gian nhân tố thành phần vật chất thể hình Bảng1 Điểm số thành phần đất đá Thành phần thạch học Các trầm tích N,Q Các đá xâm nhập thành phần bazơ, cát bột kết tuổi MZ, đá gneis Đá phiến sét, bột kết tuổi MZ Đá phiến hai mica, đá phiến tuổi KZ-MZ (hệ tầng Cha Pả, Sinh Quyền, Hà Giang) Đá phiến sét (PZ-PR), phiến biotit, sét than (hệ tầng Ngòi Chi, Cam Đường) 482 Cấp ảnh hưởng Đánh giá Ít ảnh hưởng Yếu Trung bình Mạnh Rất mạnh TAI BIẾN ĐỊA ĐỘNG LỰC NGOẠI SINH Ở KHU VỰC MIỀN NÚI VIỆT NAM… Đá granit, đá vôi dạng khối (hệ tầng Chang Pung), T2đg, đá phun trào J-K, đá biến chất hệ tầng Núi Voi Rất mạnh Hình Bản đồ đánh giá thành phần thạch học Bản đồ “nhạy cảm”được tích hợp từ đồ thành phần “chức chồng ghép” môi trường GIS, thể công thức sau: [5] Τ tb = ∑ wiΤ i ∑ wi Trong đó: Ttb tổng giá trị nhân tố ảnh hưởng, Tilà điểm đánh giá theo nhân tố ảnh hưởng phân bố đồ thành phần, wilà trọng số đồ thành phần Trọng số cho nhân tố ảnh hưởng xác định sử dụng phép so sánh cặp đánh giá đa tiêu chuẩn (MCE) Các đồ thành phần đánh giá dựa mức độ quan trọng đối việc hình thành đồ tổng hợp Cơ sở việc xác định mức độ quan trọng nhân tố dựa mức độ phân dị ảnh hưởng chúng tới q trình Hay nói cách khác, nhân tố có mức độ phân dị cao coi quan trọng nhân tố nhân tố có độ phân dị thấp Trong báo này, nhân tố “độ dốc” đánh giá quan trọng phân dị mặt khơng gian nhân tố “mật độ lineament” đánh giá quan trọng phân dị cho dù giá trị mật độ cao Cấp độ đánh giá trình bày sau: Độ dốc: Tuyệt đối quan trọng Lượng mưa: Rất quan trọng Loại đất đá: Khá quan trọng Mật độ lineament: Quan trọng Che phủ thực vật: Kém quan trọng 483 Trần Thanh Hà Phép so sánh cặp cho phép so sánh nhân tố với nhau, cuối nhân tố đánh giá quan trọng nhất, tác động mạnh tới trình trượt lở đánh giá “tuyệt đối quan trọng” Nhân tố đánh giá tác động đến q trình trượt lở đánh giá “ít quan trọng” Các nhân tố phân hạng chuyển dạng số sau nhằm thuận lợi cho việc tính tốn Từ trọng số xác định bảng 2: Nhân tố Độ dốc Lượng mưa Loại đất đá Lineament Thực vật Bảng Kết đánh giá trọng số cho đồ thành phần Lượng Loại đất Lineament Thực vật Độ dốc mưa đá 1/3 1/5 1/3 1/7 1/5 1/3 1/9 1/7 1/5 1/3 Trọng số 0.524 0.288 0.090 0.059 0.039 Sau tính tốn, đồ tổng hợp thể hình Giá trị ô pixel đồ nằm khoảng từ giá trị âm đến giá trị dương Các giá trị dạng số khơng có ý nghĩa ta không phân cấp chúng Dựa vào đồ thị tích luỹ (histogram) đồ tổng hợp có giá trị dạng số (digital number) nằm khoảng < đến phân thành cấp sau (bảng 3) Bảng Kết phân cấp đồ tổng hợp Phần trăm so với Tổng giá trị Diện tích Cấp nhạy cảm diện tích vùng nghiên (ha) nhân tố thành phần cứu Không xảy trượt