Bài viết nghiên cứu về lũ bùn đá với các khía cạnh như: điều kiện hình thành lũ bùn đá; giải pháp phòng trừ lũ bùn đá; các điều kiện khí hậu và vi khí hậu của một vùng, các điều kiện địa mạo, các điều kiện địa chất, hoạt động của con người tác động đến lũ bùn đá. Để nắm nội dung nghiên cứu nghiên chi tiết hơn mời các bạn cùng tham khảo bài viết.
Lũ bùn đá Đỗ Minh Đức, Khoa Địa chất Trường Đại học Khoa học tự nhiên Đại học Quốc gia Hà Nội Giới thiệu Lũ bùn đá trận lũ xảy sông miền núi dòng chảy tạm thời, mang theo nhiều vật liệu mảnh cứng (tảng sắc cạnh, tảng tròn cạnh, dăm cuội, cát) đát mịn loại hạt sét Cũng giống trận lũ nào, lũ bùn đá xảy đột ngột nhanh chóng, có tốc độ chảy lớn tương đối lớn tiếng đồng hồ (3 – trở lại), kèm theo đợt sóng dòng bị tắc nghẽn, sau lại khai thông sức ép khối vật chất mang theo lúc nhiều Trong trường hợp vật, thời gian kéo dài lũ bùn đá tăng đến – 12 Lũ bùn đá khơng phải nét đặc trung chế độ dòng chảy, mà xảy bất ngờ, có qui tụ điều kiện định tạo nên chúng Cho nên, nói thời gian hình thành chúng, nhắc đến gia đoạn có khả xảy Lượng chứa vật liệu rắn lòng dòng lũ bùn đá thay đổi phạm vi rộng từ 10 – 15 đến 40 – 60% Vì vậy, khác với trận lũ bình thường sơng miền núi, lũ bùn đá loại lũ có chứa nhiều nhiều vật liệu rắn Tất nhiên, dòng chảy chứa đầy vật liệu rắn, có chuyển từ lượng sang chất Động dòng chảy vật tăng theo tỉ lệ thuận với tích số khối lượng vật chất dịch chuyển nửa bình phương tốc độ chảy trở nên sản công lớn mặt địa chất Sự khác biệt chất đáng kể vật trận lũ bùn đá cho phép ta xem chúng loại tượng địa chất Phần lớn nhà nghiên cứu đề cho dòng lũ bùn đá có độ lớn 1,12 – 1,20l/m3, đat đến 1,50 – 1,90l/m3 Tùy theo thành phần vật liệu rắn chiếm ưu mà lũ bùn đá gồm đá với nước, bùn với đá bùn Việc tách riêng loại sau (bùn) thường qui ước để thấy lượng chứa vật liệu mảnh thô không đáng kể khối lượng vật chất chủ yếu chứa đầy lòng chảy gồm có vật liệu hạt nhỏ sét Như số liệu thống kê cho thấy, tự nhiên chủ yếu có hai loại lũ bùn đá đầu Nói chung, lũ bùn đá - nước có thành phần khơng đồng nhất, gồm đá tảng tròn sắc cạnh, dăm cuội, cát chứa đất hạt minh loại sét, dễ bị khỏi lũ bùn đá q trình dịch chuyển tuyển chọn, khỏi trầm tích lũ bùn đá tạo nên cửa sông ngòi miền núi dòng chảy tạm thời Nhiều trầm tích vật liệu tích tụ hạt thơ tảng sắc tảng tròn cạnh, v.v… Mật độ vật dòng lũ bùn đá vật, theo dấu hiệu gián tiếp theo tính tốn thay đổi từ 1,15 đến 1,55l/m3 Những dòng lũ gồm có đá bùn có thành vật chất hạt thô không đồng nhất, chúng lại chứa nhiều đất hạt mịn loại sét Những dòng lũ gồm đá bùn cố độ cao loại lũ gồm có đá nước từ 1,20 – 1,30 đến 1,70 – 1,90l/m3) mà có độ nhớt định Trầm tích dòng lũ gồm đá bùn tạo thành loại đất dính, giống dòng chảy “đơng đặc”, gờ, lưỡi tựa sông băng Các lũ bùn đá dòng lũ bùn đá tạo nên kiểu trầm tích lục địa định gọi lũ tích Chúng thường hợp thành nón vật phóng, vật gấu lớp phủ lũ tích cửa sơng miền núi, cửa suối dòng chảy tạm thời, đồng trước núi hố trũng núi 686 Điều kiện hình thành lũ bùn đá Cũng giống loại lũ nào, lũ bùn đá trước hết có liên quan với dòng nước chảy mạnh mẽ mặt (nước mưa nước băng tuyết tan) Nước gây tác dụng rửa xói, rửa troi mang chuyển vật liệu mềm rời tích tụ lưu vực sơng miền núi, dòng chảy tạm thời, phận đáo chúng Các số liệ thống kê cho thấy: tuyệt đại đa số trường hợp, tượng lũ bùn đá có liên quan với mưa rào mãnh liệt, trường hợp chúng hình thành băng tuyết tan dội núi Đã biết ví dụ nguồn cấp hỗn hợp lũ bùn đá gồm nước mưa nước băng tuyết tan Cuối cùng, lũ bùn đá xuất thủng hồ băng hồ băng, bồn nước nhân tạo Như biết, cân nước sông là: Q = x – (z + u) Bởi tượng lũ bùn đá xảy nhanh chóng phát triển miền núi tức miền bị chia cắt mạnh; đây, phạm vị lưu vự, lượng bốc z lượng thấm u so với lượng nước mưa nước băng tuyết tan chảy đến x Vì vật, lưu lượng lũ Q phải lệ thuộc vào lượng nước mưa nước băng tuyết tan chảy vào lưu vực, tốc độ khả tuôn đông thời chúng đến dòng chảy khởi sinh lũ bùn đá Tốc độ khả tuôn đông thời loại nước đến dòng chảy thị kích thước hình dạng lưu vực, độ dốc bề mặt địa hình định Trên hình 1,a ta thấy: điều kiện bồn có hình dạng đối xứn nước mặt đất chảy đến thuyến n lúc, làm cho mực nước dâng cao lưu lượng tăng đột ngột Khi điều kiện khác nhau, giá trị lưu lượng phụ thuộc kích thước bồn cường độ mưa Trong điều kiện bồn khơng đối xứng Hình Các dạng bồn lũ bùn đá dòng chảy mặt điều chỉnh, a – đối xứng; b – khơng đối xứng tuyến n lũ tăng dần, kéo dài thời gian hơn, giá trị (nếu điều kiện khác nhau) bé so với bồn đối xứng Điều kiện khí hậu điều kiện vi khí hậu nguồn nước cung cấp cho sông miền núi, định cường độ dòng chảy, tức điều kiện thủy văn dòng chảy mặt Cho nên, điều kiện yếu tố hàng đầu quan trọng để hình thành lũ bùn đá Điều xác nhận chỗ: trường hợp xảy lũ bùn đá trùng hợp với điều kiện khí tượng Lũ bùn đá có động phá hoại to lớn tác dụng trọng lực Trọng lực làm cho khối khổng lồ nước với đá bùn với đá dich chuyển với tốc độ lớn Tác dụng trọng lực đặc trưng cho địa hình tỉ lệ thuận với độ cao chênh lệch lưu vực so với góc xói mòn với giá trị độ dốc địa hình Vì vậy, điều kiện địa mạo yếu tố thứ hai, thiết phải có để hình thành lũ bùn đá Nhiều quan trắc chứng tở: chia thung lũng sơng có nguy lũ bùn đá làm phần: Phần (thượng nguồn sông), thung lũng đượ mở rộng có hình dạng phễu với sường hai bên dố, từ 30 – 40 đến 50 – 60o), có chỗ dốc treo ngược bị lấp phủ sản phẩm đá lở, vụn đá, có dấu vết sụt lở, dạng chuyển dịch trượt Sườn thường bị chia 687 cắt hố xói sâu, mương xói rãng xói, theo nước mưa nước băng tuyết tan từ phía chảy về, tạo thành dòng chảy Đó phần lưu vực sơng, dòng lũ bùn đá hình thành chủ yếu Diện tích phần lưu vực khác – từ kilomet vuông đến hàng chục kilomet vuông Ở độ dốc lòng đứng dòng chảy đạt đến 30 – 50o Phần (chuyển tiếp) thung lũng hẻm vực, khe hẻm phần hẹp thung lũng có sườn hai bên dốc cao Độ dốc lòng sơng lớn: đến 25 – 30o Ở dến mùa cạn sông chiếm hết toàn đáy thung lũng, chảy thành dòng thành nhiều dòng đống đá tảng, đá lăn vật liệt mảnh bé Về mùa lũ, dòng chảy đơi chứa đầy vật liệu mảnh rửa xói lòng sơng, sườn thung lũng tích tụ chân sườn dốc Phần (gần cửa) thung lũng, chuyển thành đồng trước núi trũng núi Phần thung lũng chủ yếu miền chuyển đến tích tụ vật liệu lũ tích Tại độ dốc mặt cắt dọc thung lũng thoải hẳn động dòng chảy yếu Những điều kiên quan trọng quyêt định hình thành lũ bùn đá sau: Các điều kiện khí hậu vi khí hậu vùng; liên quan với chúng mưa phân phối không đều, hình thành mưa rào, tích lũy tuyết băng tan chảy dội vào thời kỳ định mùa hè Các điều kiện địa mạo – định kích thước hình dạng, vị trí độ cao lưu vực, độ dốc bề mặt địa hình, cấu trúc thung lũng sơng miền núi dòng nước tạm thời Các điều kiện địa chất – định tích tụ vật liệu mềm rời lưu vực phân lưu vực; phát triển trình địa chất khác (phong hóa, trọng lực, v.v…) tham gia vào việc hình thành nên vật liệu đó, chuyển động kiến tạo trẻ đại Hoạt động người – làm cân tự nhiên lưu vực Nguyên nhân, động lực q trình lũ bùn đá dòng chảy mặt mạnh mẽ, số yếu tố gây nên mưa rào, băng tuyết tan ạt núi nước tuôn từ bể chứa tự nhiên nhân tạo bị vỡ Giải pháp phòng trừ lũ bùn đá Các biện pháp phòng chống tượng lũ bùn đá cần xem xét lựa chọn theo trường hợp cụ thể, tùy theo kích thước, hình dạng vị trí độ cao bồn tập trung nước (lưu vực), điều kiện cung cấp nước cho lũ bùn đá, phân bố đoạn trung tâm tích đọng vật liệu rắn điều kiện khác hình thành dòng lũ bùn đá, xét đến quy mơ có tượng Tổ hợp biện pháp phòng chống lũ bùn đá gồm có: 1) Tổ chức đơn vị quan trắc chế độ phạm vi bồn tập trung nước có nguy lũ bùn đá đe dọa; 2) Thiết lập đới bảo vê; 3) Thực công tác trồng để cải tạo đất; 4) Thực công tác diều tiết dòng chảy nước mặt sườn dốc bồn tập trung nước; 5) Xây dựng ác công trình điều chỉnh thu gớp lòng dòng chảy; 688 6) Xây dựng mương kênh, công tình tháo tiêu cách có tổ chức dòng lũ bùn đá; 7) Xây dụng cơng tình bảo ngăn tránh; 8) Thực công tác tuyên truyền, nâng cao hiểu biết lực phòng ngừa lũ bùn đá Qua danh mục vừa nêu, ta thấy phòng chống tượng lũ bùn đá cơng việc phức tạp, phải tiến hành có hệ thống chủ yếu kịp thời, nghĩa phải thực trước xảy tai biến dòng lũ bùn đá Cơn tác quan trắc cảnh báo sớm lũ bùn đá cần phải tiến hành quan trắc sau đây: khí tượng (nhiệt độ khơng khí, số lượng phân bố mưa, tích đọng khối tuyết v.v…) thủy văn (lưu lượng tốc độ dòng nước chảy, chế độ mực nước chúng, chế độ hồ băng bồn chứa nước nhân tạo, chế độ sơng băng v.v…) địa chất (sự tích tụ vật liệu mềm rời vùng vị rửa trơi rửa xói, hình thành chỗ đất lở, đá đổ, trượt tượng khác tạo nên đống vật liệu mềm rời, làm thành bờ chắn, bờ ngăn có tác dụng thúc đẩy dòng lũ bùn đá nuy hiêm phát sinh) Quan trắc cần phải làm sở cho việc dự báo ngắn ngày dài ngày khả hình thành dòng lũ bùn khả ngăn chặn tai biến Trong pham vị bồn tập trung nước cần thiết lập đơi bảo vệ Trong đới hạn chế cấm hẳn hoạt động kinh tế xây dựng làm suy giảm rừng cây, thảm cỏ, làm tơi xốp bề mặt đất đá, tạo nên bãi đát thải đống vật liệu xốp rời, dễ bị rửa xói, v.v… Trồng để cải tạo đất dạng công tác quan trọng loại biện pháp phòng chống lũ bùn đá, có tác dụng tạo nên vị khí hậu định phạm vi bồn tập trung nước, điều tiết dòng nước chảy bề mặt, củng cố bảo vệ vật liệu mềm rời khỏi bị rửa trơi rửa xói có tác dụng nhân tố khác gây dòng lũ bùn đá Ở đoạn riêng biệt kết hợp đào rãng đỉnh sườn núi, rãnh tiêu nước, làm bờ ngăn (bờ chắn dọc theo sườn dốc) đánh bậc, san phẳng giảm độ dốc sườn Để điều tiết dòng chảy mặt lòng sơng, người ta xây đập chắn, bờ chắn, cơng trình thu hút phù sa, đê chắn phù sa, với cơng trình thiết bị lọc xuyên thấu, để phòng chống lũ bùn đá Để chủ động tháo tiêu lũ bùn đá vòng tránh cơng trình, khu dân cư đào mương kênh – đường xả lũ bùn đá, làm đập nắn dòng, máng hứng cơng trình khác Xây cơng trình bảo vệ, ngăn hình thức đê đập, để bảo vệ trực tiếp thành phố, cơng trình miền đât đai Tài liệu đọc thêm Cruden DM, Varnes DJ (1996) Landslide types and processes In: Turner A.K.; Shuster R.L (eds.) Landslides: Investigation and Mitigation Transportation Research Board, Special Report 247, pp 36–75 Lomtadze V.Đ Địa chất động lực cơng trình (bản dịch) Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp Hà Nội 1982 Price D G (2009) Engineering Geology: Principles and Practice Springer-Verlag Berlin Heidelberg 450 pp Takahashi T (2007) Debris flows: Mechanics, Prediction and Countermeasures Taylor & Francis Varnes DJ (1978) Slope movement types and processes In: Schuster R L & Krizek R J Ed., Landslides, analysis and control Transportation Research Board Special Report No 176, National Academy of Sciences, pp 11–33 689 ... thành lũ bùn đá Điều xác nhận chỗ: trường hợp xảy lũ bùn đá trùng hợp với điều kiện khí tượng Lũ bùn đá có động phá hoại to lớn tác dụng trọng lực Trọng lực làm cho khối khổng lồ nước với đá bùn. .. cấp hỗn hợp lũ bùn đá gồm nước mưa nước băng tuyết tan Cuối cùng, lũ bùn đá xuất thủng hồ băng hồ băng, bồn nước nhân tạo Như biết, cân nước sông là: Q = x – (z + u) Bởi tượng lũ bùn đá xảy nhanh... hình thành dòng lũ bùn đá, xét đến quy mơ có tượng Tổ hợp biện pháp phòng chống lũ bùn đá gồm có: 1) Tổ chức đơn vị quan trắc chế độ phạm vi bồn tập trung nước có nguy lũ bùn đá đe dọa; 2) Thiết