Nghiên cứu địa mạo và ứng dụng Gis phục vụ đánh giá nguy cơ tai biến trượt lở xã Nấm Dẩn, huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang

Header Page of 128 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGÔ QUANG TUẤN NGHIÊN CỨU ĐỊA MẠO VÀ ỨNG DỤNG GIS PHỤC VỤ ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ TAI BIẾN TRƯỢT LỞ XÃ NẤM DẨN, HUYỆN XÍN MẦN, TỈNH HÀ GIANG LUẬN VĂN THẠC SỸ HÀ NỘI - 2016 luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page of 128 Header Page of 128 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGÔ QUANG TUẤN NGHIÊN CỨU ĐỊA MẠO VÀ ỨNG DỤNG GIS PHỤC VỤ ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ TAI BIẾN TRƯỢT LỞ XÃ NẤM DẨN, HUYỆN XÍN MẦN, TỈNH HÀ GIANG Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên Môi trường Mã số: 60850101 LUẬN VĂN THẠC SỸ ĐỊA LÝ Hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Hiệu HÀ NỘI - 2016 luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page of 128 Header Page of 128 LỜI CẢM ƠN Trước hết, học viên xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành cảm ơn tới PGS.TS Nguyễn Hiệu, người trực tiếp hướng dẫn luận văn tận tình hướng dẫn bảo học viên tìm hướng nghiên cứu, phương pháp tiếp cận, tìm kiếm tài liệu, giải vấn đề … nhờ mà học viên hồn thành tốt luận văn cao học Trong trình học tập, nghiên cứu thực đề tài mình, học viên nhận nhiều quan tâm, góp ý, hỗ trợ, quý báu quý thầy cô, đồng nghiệp, bạn bè người thân Học viên xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới: Cha mẹ, vợ người thân gia đình hỗ trợ, tạo điều kiện thuận lợi cho học viên suốt thời gian qua đặc biệt trình học viên theo học khóa thạc sỹ khoa Địa lý, trường Đại học Khoa học tự nhiên, ĐHQG Hà Nội Quý Thầy, Cô giáo khoa Địa lý, phòng sau Đại học trường Đại học Khoa học tự nhiên, tạo điều kiện trình học tập, thủ tục cần thiết q trình bảo vệ luận văn Lãnh đạo Thành đồn Hà Nội tạo điều kiện công việc, thời gian trình học viên học tập thực luận văn Học viên xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng địa hình - địa mạo đến trượt lở sụt lún mặt đất xã Nấm Dẩn, huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang”do PGS.TS Nguyễn Hiệu chủ trì cho học viên tham gia để thực nghiên cứu Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới NCS Đỗ Trung Hiếu, NCS Phạm Xuân Cảnh (khoa Địa Lý) trao đổi, góp ý thẳng thắn giúp học viên nâng cao nhận thức, trình độ, đảm bảo chất lượng luận văn./ Hà Nội, ngày tháng năm 2016 HỌC VIÊN Ngô Quang Tuấn i luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page of 128 Header Page of 128 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .i MỤC LỤC ii CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC HÌNH v DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC ẢNH vii MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn Cơ sở liệu .3 Cấu trúc luận văn CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Cơ sở lý thuyết tai biến trượt lở đất 1.1.1 Khái niệm tai biến trượt lở đất 1.1.2 Phân loại tai biến trượt lở đất 1.2 Nghiên cứu địa mạo kết hợp GIS nghiên cứu đánh giá trượt lở đất .8 1.2.1 Đặc trưng GIS 1.2.2 Ứng dụng GIS nghiên cứu địa mạo đánh giá trượt lở đất 1.2.3 Cơ sở lý luận khoa học việc tích hợp địa mạo GIS nghiên cứu tai biến trượt lở đất 10 1.3 Tổng quanvề tình hình nghiên cứu 11 1.3.1 Tình hình nghiên cứu giới 11 1.3.2 Tình hình nghiên cứu nước 13 1.4 Các phương pháp quy trình nghiên cứu 15 1.4.1 Phương pháp thu thập tổng hợp tài liệu 15 1.4.2 Các phương pháp địa mạo 16 ii luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page of 128 Header Page of 128 1.4.3 Phương pháp đồ GIS 18 1.4.4 Phương pháp thực địa 19 1.4.5 Phương pháp chuyên gia 20 1.4.6 Phương pháp hồi quy 20 1.4.7 Quy trình nghiên cứu 21 CHƢƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA MẠO VÀ CÁC NHÂN TỐ PHÁT SINH TAI BIẾN TRƢỢT LỞ ĐẤT XÃ NẤM DẨN 27 2.1 Các nhân tố ảnh hưởng đến trượt lở đất xã Nấm Dẩn 27 2.1.1 Địa chất 27 2.1.2 Kiến tạo 27 2.1.3 Địa hình 28 2.1.4 Khí hậu - Thủy văn 39 2.1.5 Thảm thực vật 39 2.2 Các nhân tố kinh tế - xã hội 40 2.3 Thành lập đồ địa mạo xã Nấm Dẩn .41 2.4 Các kiểu nguồn gốc địa hình xã Nấm Dẩn 55 2.4.1 Địa hình nguồn gốc kiến tạo 55 2.4.2 Địa hình nguồn gốc bóc mòn - xâm thực 55 2.4.3 Địa hình nguồn gốc tích tụ 58 CHƢƠNG 3: ĐÁNH GIÁ TAI BIẾN TRƢỢT LỞ ĐẤT XÃ NẤM DẨN 60 3.1 Hiện trạng tai biến trượt lở đất xã Nấm Dẩn 60 3.2 Bản đồ phân cấp nguy tai biến trượt lở đất 62 3.3 Đánh giá ảnh hưởng địa hình - địa mạo đến trượt lở đất xã Nấm Dẩn, huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang 72 3.4 Mối tương quan đặc điểm địa mạo trượt lở đất xã Nấm Dẩn 75 3.5 Cảnh báo kiến nghị, đề xuất 77 KẾT LUẬN 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 iii luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page of 128 Header Page of 128 CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT CCN Chia cắt ngang CCS Chia cắt sâu DEM Mơ hình số độ cao GIS Geographic Information System (Hệ thông tin địa lý) NCT Nguy trượt LSI Chỉ số nhạy cảm trượt lở đất QHD Quan hệ diện tích TLĐ Trượt lở đất TLT Tỷ lệ trượt TSTL Tỷ số trượt lở TSDT Tỷ số diện tích iv luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page of 128 Header Page of 128 DANH MỤC HÌNH Hình 1: Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu Hình 2: Sơ đồ khối trượt lở Hình 3: Sơ đồ quy trình nghiên cứu Hình 1: Bản đồ độ dốc xã Nấm Dẩn Hình 2: Bản đồ chia cắt sâu xã Nấm Dẩn Hình 3: Bản đồ mạng lưới dòng chảy thường xuyên tạm thời xã Nấm Dẩn Hình 4: Bản đồ mức độ chia cắt ngang xã Nấm Dẩn Hình 5: Bản đồ Địa mạo xã Nấm Dẩn Hình 1: Sơ đồ trạng điểm trượt lở đất xã Nấm Dẩn Hình 2: Sơ đồ điểm trượt lở địa mạo xã Nấm Dẩn Hình 3: Bản đồ phân cấp nguy trượt lở đất v luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page of 128 Header Page of 128 DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Phân tích, giải đốn đối tượng địa mạo Bảng 1: Diện tích khu vực có độ dốc khác xã Nấm Dẩn Bảng 2: Diện tích khu vực có mức độ chia cắt sâu xã Nấm Dẩn Bảng 3: Thống kê diện tích dòng chảy theo mức phân cấp mật độ chia cắt ngang Bảng 4: Bảng phân tích, giải đốn đối tượng địa mạo khu vực nghiên cứu Bảng 1: Điểm trượt lở đối tượng địa mạo Bảng 2: Định lượng nguy tai biến trượt lở với đối tượng địa mạo Bảng 3: Tương quan nhóm đối tượng địa mạo vi luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page of 128 Header Page of 128 DANH MỤC ẢNH Ảnh 1: Sườn bóc mòn trọng lực với vách dốc đứng, lộ trơ đá gốc Ảnh 2: Phần sót bề mặt san cao 900m - 1200m, phía Tây thơn Đồn kết Ảnh 3: Bề mặt sườn bóc mòn tổng hợp Ảnh 4: Bề mặt sườn xâm thực Ảnh 5: Dải tích tụ vật liệu sườn tích - lũ tích ven suối tuổi Holocen Ảnh 1: Các điểm trượt lở xã Nấm Dẩn vii luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page of 128 Header Page 10 of 128 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trượt lở đất (TLĐ) gây nhiều thiệt hại kinh tế - xã hội trở thành thách thức khó khăn q trình phát triển số quốc gia TLĐ không gây thương vong người, phá hủy công trình xây dựng dân sinh, đồng thời tiềm ẩn mối hiểm họa khơng dễ dự báo để có biện pháp phòng ngừa Tai biến TLĐ thực rào cản nặng nề, kìm hãm phát triển, ổn định kinh tế - xã hội nhiều nước, có Việt Nam Ở nước ta, TLĐ có xu phát triển mạnh với quy mơ tần xuất ngày lớn, tỉnh miền núi phía Bắc gây thiệt hại nghiêm trọng kinh tế an sinh xã hội nhiều khu vực Nấm Dẩn xã miền núi thuộc huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang Với đặc điểm địa hình phần lớn diện tích bề mặt sườn núi có độ dốc tương đối lớn; bậc thềm đồng tích tụ khơng có, nên đời sống, kinh tế người dân nơi chủ yếu gắn bó với sườn núi cao: nơi cư trú (nhà cửa) hoạt động sản xuất (ruộng bậc thang), … Vì vậy, khơng gian sinh sống tiềm ẩn nhiều mối nguy hiểm tai biến TLĐ gây Cùng với đó, phát triển kinh tế với hoạt động nhân sinh gây ảnh hưởng định đến cân sườn núi, làm tăng nguy xảy tai biến Do đó, học viên nhận thấy nghiên cứu tai biến trượt lở xã Nấm Dẩn có ý nghĩa quan trọng nhằm đánh giá, cảnh báo, giảm thiểu thiệt hại loại hình tai biến gây ra, góp phần ổn định đời sống phát triển kinh tế cho địa phương Mục tiêu nghiên cứu Làm sáng tỏ đặc điểm địa mạo mối liên quan với tai biến TLĐ khu vực xã Nấm Dẩn sở ứng dụng GIS; từ góp phần vào cơng tác dự báo, phòng tránh giảm thiểu loại hình tai biến cho địa phương Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: dạng địa hình trình địa mạo có mối liên quan với tai biến TLĐ khu vực luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page 10 of 128 Header Page 11 of 128 Phạm vi nghiên cứu: * Về không gian: xác định theo ranh giới hành xã Nấm Dẩn, huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang Xã Nấm Dẩn có diện tích 39,63km2, với dân số 2563 người, mật độ dân cư đạt 65 người/km2 Xã gồm 12 thôn: Nấm Chanh, Nấm Trà, Nam Lâm, Lùng Tráng, Thống Nhất, Nấm Lu, Na Hình 1: Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu Chăm,Đoàn Kết, Nấm Chiến, Nấm Dẩn, Lủng Mẩu, Tân Sơn Xã Nấm Dẩn có vị trí địa lý: - Phía Bắc: giáp xã Bản Ngò, xã Chế Là - Phía Đơng: giáp xã Chế Là, xã Quảng Ngun - Phía Nam: giáp xã Nà Chì - Phía Tây: giáp xã Tả Củ Tỷ (Bắc Hà, Lào Cai) * Về khoa học: nghiên cứu đặc điểm địa mạo, kết hợp ứng dụng GIS đánh giá nguy tai biến TLĐ cho phạm vi lãnh thổ cụ thể đơn vị cấp xã Nội dung nghiên cứu - Tổng quan tài liệu nghiên cứu nước tai biến TLĐ; - Phân tích nhân tố ảnh hưởng đến thành tạo địa hình trình phát sinh tai biến TLĐ; - Phân tích địa mạo thành lập đồ địa mạo phục vụ đánh giá nguy tai biến TLĐ khu vực nghiên cứu; - Xây dựng sơ đồ trạng TLĐ khu vực nghiên cứu dựa công tác điều tra, khảo sát thực địa; - Ứng dụng GIS để lượng hóa mức độ ảnh hưởng đối tượng địa mạo khu vực nghiên cứu tới tai biến TLĐ Từ đó, thành lập đồ phân cấp nguy tai biến TLĐ đánh giá mối liên quan chúng dạng địa hình - địa mạo xã Nấm Dẩn, huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page 11 of 128 Header Page 12 of 128 Ý nghĩa khoa học thực tiễn * Ý nghĩa khoa học: Kết đề tài góp phần làm phong phú lý luận cách tiếp cận nghiên cứu tai biến TLĐ cho phạm vi lãnh thổ cụ thể đơn vị cấp xã * Ý nghĩa thực tiễn: Mối tương quan đặc điểm địa mạo tai biến TLĐ định lượng hóa thơng qua cơng cụ GIS làm sở góp phần vào cơng tác đánh giá, phòng tránh giảm thiểu nguy tai biến TLĐ khu vực xã Nấm Dẩn, huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang Cơ sở liệu Luận văn hoàn thành sở nguồn tài liệu phong phú nước vấn đề có liên quan Trong gộp thành nhóm nhóm tài liệu, số liệu kế thừa nhóm tài liệu, số liệu học viên thực q trình tham gia thực đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng địa hình - địa mạo đến trượt lở sụt lún mặt đất xã Nấm Dẩn, huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang” Các văn liệu khoa học liên quan đến vấn đề nghiên cứu bao gồm: giáo trình, cơng trình nghiên cứu, báo khoa học ngồi nước; tài liệu đồ: địa hình, mạng lưới thủy văn,… tỉ lệ 1: 10.000; phần mềm GIS: ArcGis, Iwis, Mapinfo, … Các kết học viên thực đồ trắc lượng hình thái: đồ độ dốc, chia cắt sâu (CCS), chia cắt ngang (CCN), DEM, … khu vực nghiên cứu; tài liệu thực tế thông qua công tác khảo sát thực địa: nhật ký thực địa, điểm trạng trượt lở, ảnh chụp minh chứng,… Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận tài liệu tham khảo, luận văn cấu trúc thành chương: Chƣơng 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu Chƣơng 2: Các nhân tố ảnh hưởng tới đặc điểm địa mạo phát sinh tai biến trượt lở đất xã Nấm Dẩn Chƣơng 3: Đánh giá tai biến trượt lở đất xã Nấm Dẩn luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page 12 of 128 Header Page 13 of 128 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Cơ sở lý thuyết tai biến trượt lở đất 1.1.1 Khái niệm tai biến trượt lở đất Trên giới nước có nhiều quan điểm tai biến trượt lở đất đưa Nhìn chung, quan điểm tương đồng mơ tả chất tai biến TLĐ Có thể kể đến số khái niệm TLĐ số tác giả: Theo Lomtadze V.D, Địa chất cơng trình, NXB Nedra moskva ( tiếng Việt) (1977), trượt lở hiểu “quá trình sườn trọng lực” bao gồm trình chuyển động khối đất, đá phía chân sườn dốc tác động trọng lực[54] Theo Lê Đức An ng Đình Khanh “Địa mạo Việt Nam: cấu trúc - tài nguyên - môi trường” (2012) đưa khái niệm tai biến TLĐ Theo đó, trượt lở đất hiểu dạng chuyển động nhanh sườn dốc đất đá theo mặt trượt tác động trọng lực Dựa vào kiểu dịch chuyển đất đá (cơ chế trượt): sườn dốc phân số loại trượt lở sau: Trượt đất, dòng bùn đá, sụt lún, …[1] Theo Đào Đình Bắc giáo trình Địa mạo đại cương (2000): Quá trình trượt đất trình di chuyển khối đất lớn, có diễn chậm chạp, khơng xảy đổ vỡ đảo lộn tính nguyên khối chúng[3] Quá trình TLĐ diễn nhanh hay chậm phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác lượng mưa, địa mạo, cấu trúc địa chất (thạch học, địa chất, thủy văn), vỏ phong hóa, thảm thực vật, trạng sử dụng đất, … Chính hoạt động nước mặt nước đất gây q trình rửa trơi ngầm tiềm thực, làm suy yếu lực liên kết khối đất trượt thân sườn dốc Để tai biến xảy ra, trước hết địa hình phải có độ dốc tương đối, điều kiện cần; điều kiện đủ phải có bão hòa nước vật liệu sườn, rung động gây phá vỡ tính liên kết vật liệu sườn (do tự nhiên nhân sinh) di chuyển khối vật liệu diễn luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page 13 of 128 Header Page 14 of 128 Có nhiều nguyên nhân dẫn tới ổn định sườn, nhiên phải tuân theo nguyên tắc tổng lực chống trượt phải nhỏ tổng lực gây trượt tai biến TLĐ xảy Hệ số an toàn Fs = tổng lực chống trượt/tổng lực gây trượt [24] - Với Fs > 1: lúc sườn trạng thái ổn định tổng lực gây trượt thắng tổng lực chống trượt, trượt đất khơng diễn - Với Fs = 1: lúc sườn ngưỡng bắt đầu phá hủy, trạng thái mong manh nhạy cảm, tác động dù nhỏ mang tính định đến độ ổn định sườn - Với Fs < 1: sườn trạng thái tính ổn định lực chống trượt nhỏ tổng lực gây trượt, điều kiện cho TLĐ xảy Như vậy, mối tương quan lực trượt lực chống trượt định đến việc trượt đất có xảy hay không, lực lại phụ thuộc vào nhân tố ảnh hưởng đến độ ổn định sườn Về bản, có chế trượt lở đất chính: - Trượt lở vỏ phong hóa: vùng có độ dốc tương đối, thành phần vật liệu sườn bao gồm hạt to thô hạt nhỏ mịn Khi lượng mưa lớn cường độ mưa nhiều, nước mưa khơng thấm xuống lớp đất mà mang hạt nhỏ mịn xuống hạt to thô lớp hạt mịn tiếp xúc với bề mặt đá gốc Cùng với đó, lượng nước thấm xuống đất nhiều làm thành phần hạt vật liệu có bão hòa nước, làm giảm độ liên kết hạt, đồng thời làm tăng tải trọng sườn, lúc yếu tố lớp hạt nhỏ mịn mà đưa xuống tiếp xúc với bề mặt đá gốc yếu tố kích thích khối vật liệu dịch chuyển Đây chế trượt vỏ phong hóa - Trượt đặc trưng thành tạo địa chất trình địa mạo diễn nó: mặt địa chất, đá gốc vững nằm lõi bị phong hóa, phần đá bên ngồi rìa bị phong hóa mạnh tạo thành lớp bề mặt địa hình tương đối thoải (pediment), nơi có địa chất kiểu dễ xảy trượt lở phong hóa đồng nghĩa với việc suy giảm tính liên kết hạt vật liệu luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page 14 of 128 Header Page 15 of 128 Mặt khác, bề mặt đá cổ xảy trình đổ lở với tảng lăn lớn từ đỉnh cao xuống bề mặt thoải này, làm tăng áp lực lên lớp vật chất vốn độ liên kết Hơn nữa, trình xâm thực sườn theo thời gian làm tăng thêm nguy trượt đất đạt đến giới hạn, trượt theo dòng bùn đá - Trượt lở theo lớp: ranh giới hai lớp đá nơi có độ liên kết liên kết dễ bị phá vỡ có yếu tố tác động vào mưa, nước ngầm, … Do đó, hướng nằm đá yếu tố quan trọng định tai biến có xảy hay khơng Với khu vực mà lớp đá có hướng cắm song song hay gần song song với hướng sườn nguy xảy tai biến cao lớp đá phía trượt bề mặt lớp đá Còn nơi có hướng cắm đá ngược với hướng sườn trượt lở khó xảy ra, độ liên kết lớp suy yếu bề mặt ranh giới lớp hướng cho trượt lở xảy theo hướng bề mặt sườn đối diện khơng xảy trượt đất khu vực xét Điều lý giải vùng núi có sườn dốc trượt đất lại khơng xảy sườn thoải TLĐ lại xảy 1.1.2 Phân loại tai biến trượt lở đất * Dựa vào đặc điểm dịch chuyển vật liệu sườn, người ta phân kiểu trượt lở sau: - Trượt trôi: chuyển động phía chân khối trượt lan dần đỉnh, khối trượt gần trơi theo mặt sườn phía chân dốc[3] - Trượt đẩy: chuyển động trượt phía đỉnh sức đẩy sinh từ trọng lượng phần khối trượt mà phận phía phải vận động theo[3] - Trượt theo dòng: hình thức chuyển động liên tục theo dòng chảy sườn vật liệu bở rời, không gắn kết gắn kết yếu đất vụn thơ, trầm tích trẻ, … tồn thời gian ngắn không trì thường xuyên[24] - Kiểu tổng hợp: hình thức di chuyển khối phức tạp, chuyển động hỗn tạp vài kiểu hay tất kiểu trên[24] luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page 15 of 128 Header Page 16 of 128 * Dựa vào cấu tạo sườn trắc diện mặt trượt phân làm loại sau: - Trượt đất xảy khối nham đồng Nếu xét theo cách vận động khối trượt, loại trượt trơi[3] - Trượt đất có mặt trượt trùng với bề mặt phân lớp bề mặt cấu trúc đất đá [3] - Trượt đất bao trùm tầng nham có thành phần khác Trắc diện mặt trượt thường không đồng với phần dốc, phần thoải[3] * Trong khối trượt chia phận sau: - Thân trượt: toàn phần đất đá di chuyển trượt xuống khỏi vị trí ban đầu - Mặt trượt: nơi tiếp xúc khối trượt đá gốc - Vách trượt: phần đá gốc lộ sau thân trượt (vốn khối vật liệu ban đầu lúc trước xảy trượt lở) bị di chuyển trượt xuống - Đỉnh khối trượt: phần khối trượt có bề mặt nghiêng vào phía vách trượt - Chân khối trượt: phần thân trượt, phần tiếp xúc với phần chân núi khối trượt di chuyển đáp xuống bề mặt Chân khối trượt thường bị dồn nén tòe rộng áp lực khối vật liệu lực qn tính Hình 2: Sơ đồ khối trượt lở luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page 16 of 128 Header Page 17 of 128 1.2 Nghiên cứu địa mạo kết hợp GIS nghiên cứu đánh giá trượt lở đất 1.2.1 Đặc trưng GIS Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System - GIS) nhánh cơng nghệ thơng tin, hình thành từ năm 60 kỷ trước phát triển mạnh năm gần GIS sử dụng nhằm xử lý đồng lớp thông tin không gian (bản đồ) gắn với thông tin thuộc tính, phục vụ nghiên cứu, quy hoạch quản lý hoạt động theo lãnh thổ Trong khoa học địa lý, GIS sử dụng rộng rãi giải nhiều lĩnh vực nghiên cứu Tính thiết thực GIS phải kể đến định lượng kết nghiên cứu Do phát triển không ngừng khoa học, nên kết đạt cần phải xác mang tính thuyết phục cao Thay kết luận (mang tính định tính) GIS đưa sản phẩm nghiên cứu với kết dạng số, đối sánh chúng đưa nhận định khách quan Trong khoa học địa lý, kết định lượng thể qua nghiên cứu biến động, nghiên cứu hình thái địa hình, nghiên cứu xu phát triển, nghiên cứu đánh giá quy hoạch lãnh thổ, … * Một số tính bật sử dụng nhiều GIS nghiên cứu địa lý: - Tính phân tích chi tiết liệu: sử dụng nhiều nghiên cứu, thành lập đồ khoa học như: địa mạo (nghiên cứu phân tích hình thái địa hình, từ suy đối tượng địa mạo), nghiên cứu mạng lưới thủy văn (làm bật chiết lọc thơng số kỹ thuật, đưa đối tượng cần nghiên cứu mạng lưới sơng ngòi), …; - Tính chồng ghép đánh giá tổng hợp: sử dụng nhiều nghiên cứu đánh giá trượt đất, lũ lụt, hạn hán, …; + Trượt lở: chồng ghép lớp liệu nhân tố tác động đánh giá ảnh hưởng chúng …; luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page 17 of 128 Header Page 18 of 128 + Lũ lụt, hạn hán: chồng ghép lớp liệu mùa khô, lũ thời kỳ, phân tích định lượng đưa nhận xét đánh giá khách quan, …; - Tính ngoại suy: tính tốn hàm xu thế, dự báo phát triển tương lai hay suy ngược tiến trình giai đoạn lịch sử, chúng sử dụng nhiều nghiên cứu lĩnh vực như: quản lý sử dụng đất, quy hoạch lãnh thổ, bảo tồn, …; Ngồi ra, nhiều tính hữu ích khác phục vụ nghiên cứu khoa học địa lý GIS… 1.2.2 Ứng dụng GIS nghiên cứu địa mạo đánh giá trượt lở đất Trượt lở đất trước hết trình sườn (một trình địa mạo), cho nên, nghiên cứu tai biến TLĐ cần phải am hiểu sâu sắc đặc điểm trình gây tai biến Vai trò địa mạo xác lập sở khoa học cho nghiên cứu TLĐ, xác định nguồn gốc, chế trượt lở, phân tích, đánh giá mối liên hệ mật thiết đặc điểm địa mạo tai biến TLĐ Tuy nhiên, đánh giá chuyên môn địa mạo cần phải tổng hợp, phân tích có hệ thống để tìm tiêu đánh giá tai biến GIS giải vấn đề Trong luận văn mình, học viên sử dụng GIS với chức tích hợp, phân tích để đánh giá mối liên quan đặc điểm địa mạo khu vực tai biến TLĐ Chức GIS xử lý, tích hợp lớp thơng tin tai biến trượt lở đặc điểm địa mạo (các đặc điểm hình thái địa hình, đặc điểm địa chất, đặc điểm kiến tạo,…), từ đưa mối liên hệ tầm ảnh hưởng địa mạo đến tai biến, giúp cho việc nghiên cứu tai biến tổng quan có giá trị mặt định lượng Đầu tiên, GIS có ứng dụng hỗ trợ cho cơng tác thành lập đồ địa mạo khu vực: tích hợp lớp liệu hình thái địa hình (độ dốc, CCN, CCS), lớp liệu địa chất, kiến tạo, … kết hợp với giải đốn, phân tích địa hình kết giải đoán đặc điểm địa mạo sơ văn phòng Sản phẩm bước sơ đồ địa mạo khu vực nghiên cứu trước thực địa Sau cơng tác thực địa, hồn thiện đồ địa mạo khu vực thống kê, xác định điểm trượt lở thực tế cho sản phẩm: sơ đồ trạng TLĐ luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page 18 of 128 Header Page 19 of 128 khu vực Trong bước này, GIS tiếp tục tích hợp lớp liệu điểm trượt lở lên lớp đồ địa mạo khu vực GIS thống kê đặc điểm trượt lở khu vực nghiên cứu diễn chủ yếu đối tượng địa mạo (các dạng địa hình) nào? Ít xảy đối tượng địa mạo nào? Qua đó, xác định ảnh hưởng đối tượng đến TLĐ (kết tổng hợp) không ngang nhau[6] Đây sở đánh giá phân cấp mức độ tai biến trượt lở vùng nghiên cứu, nơi có nguy tai biến cao (có xuất đối tượng địa mạo mà trượt lở hay xảy mà tai biến chưa xảy ra) 1.2.3 Cơ sở lý luận khoa học việc tích hợp địa mạo GIS nghiên cứu tai biến trượt lở đất Về bản, sở khoa học nghiên cứu tai biến TLĐ nói chung cần phân tích mối tương quan mật độ, cường độ tai biến trượt lở với đặc điểm địa mạo, địa chất, lớp phủ, lượng mưa, khu vực nghiên cứu Mối tương quan tính tốn định lượng sở sử dụng GIS với chức chồng ghép, phân tích thống kê, định lượng dựa thuật tốn, Từ đây, kết tính tốn xử lý sở phân tích, đánh giá hồi quy để thành lập đồ phân cấp nguy với tai biến trượt lở khu vực Qua q trình tổng hợp, phân tích tài liệu nghiên cứu có trước khu vực nghiên cứu Học viên đánh giá đặc điểm tự nhiên đặc trưng vùng: địa mạo, địa chất, lượng mưa, lớp phủ, … Đồng thời đưa phân tích, nhận định sơ mối quan hệ tai biến trượt lở với nhân tố tự nhiên Như vậy, khu vực xã Nấm Dẩn với diện tích nghiên cứu thuộc cấp xã với đặc trưng địa chất, lượng mưa tương đồng, lớp phủ thực vật lý thuyết có ảnh hưởng nhỏ đến trượt lở Vì vậy, nhân tố ảnh hưởng đến tai biến TLĐ xã Nấm Dẩn địa mạo Do đó, sở khoa học nghiên cứu TLĐ xã Nấm Dẩn phân tích mối tương quan trạng điểm trượt lở đặc điểm địa mạo khu vực (cụ thể đối tượng địa mạo) Các kết phân tích mối tương quan sở để đánh giá, dự báo nguy tai biến TLĐ khu vực nghiên cứu 10 luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page 19 of 128 Header Page 20 of 128 Nhờ có GIS, kết đánh giá thống kê định lượng cho độ tin cậy cao Từ đó, học viên đưa luận giải chất tai biến, nguyên nhân sâu xa phát sinh tai biến trượt lở vùng nghiên cứu phản ánh mối liên hệ ràng buộc chúng kiểu địa hình khu vực Như vậy, học viên vạch định nhóm đối tượng địa mạo, đối tượng địa hình có nguy gây tai biến trượt lở lớn vùng đối tượng địa mà chưa xảy tai biến có nguy tiềm tàng xảy với tai biến trượt lở sau Đây sở để GIS chồng ghép, phân tích đưa đồ phân cấp nhạy cảm tai biến TLĐ khu vực Từ đây, học viên đưa kết luận khu vực có nguy TLĐ, đồng thời góp phần đưa phương hướng cho quy hoạch lãnh thổ vùng nghiên cứu để phòng ngừa, giảm thiểu nguy xảy tai biến 1.3 Tổng quanvề tình hình nghiên cứu 1.3.1 Tình hình nghiên cứu giới Tai biến TLĐ quan tâm nghiên cứu từ lâu với tiếp cận khoa học đa lĩnh vực mà khoa học địa mạo ngoại lệ Từ năm 60, 70 kỷ trước, cơng trình nghiên cứu giới công nhận tai biến TLĐ q trình phát triển địa hình mơ hình hóa q trình suy diễn tiến hóa tương lai Ban đầu cơng trình sử dụng chủ yếu phương pháp thống kê điểm trượt lở quy kết vụ trượt lở qua năm dạng địa hình thành quy luật phát triển Tuy nhiên, với tiến công nghệ vượt bậc qua năm tháng, nghiên cứu địa mạo đánh giá tai biến trượt lở có tính định lượng độ tin cậy cao nhiều nhờ phần mềm GIS Chức chồng ghép, phân tích thành phần đánh giá tổng hợp GIS giúp cho kết mang tính khách quan, mà phản ánh đầy đủ vai trò nhân tố liên quan đến tai biến Thực tế, công cụ thể tác dụng cách thành lập đồ nguy TLĐ, có ý nghĩa lớn công tác dự báo, giảm thiểu tai biến sử dụng phục vụ quy hoạch Các cơng trình, báo khoa học nghiên cứu trượt lở giới nước 11 luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page 20 of 128  ... GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGÔ QUANG TUẤN NGHIÊN CỨU ĐỊA MẠO VÀ ỨNG DỤNG GIS PHỤC VỤ ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ TAI BIẾN TRƯỢT LỞ XÃ NẤM DẨN, HUYỆN XÍN MẦN, TỈNH HÀ GIANG. .. ích khác phục vụ nghiên cứu khoa học địa lý GIS 1.2.2 Ứng dụng GIS nghiên cứu địa mạo đánh giá trượt lở đất Trượt lở đất trước hết trình sườn (một trình địa mạo) , cho nên, nghiên cứu tai biến TLĐ... hợp GIS nghiên cứu đánh giá trượt lở đất .8 1.2.1 Đặc trưng GIS 1.2.2 Ứng dụng GIS nghiên cứu địa mạo đánh giá trượt lở đất 1.2.3 Cơ sở lý luận khoa học việc tích hợp địa mạo GIS nghiên