Khu du lịch Tam Đảo II – Bến Tắm được quy hoạch xây dựng tại hai huyện miền núi là Tam Đảo và Đại Từ với nhiều sườn dốc, khe suối, nguy cơ tai biến trượt lở đất đá phát triển mạnh. Các hoạt động nhân sinh như nổ mìn phá vỡ đất đá, vận chuyển, xây dựng công trình cũng là những tác nhân làm tăng nguy cơ sạt lở.
Ngơ Trà Mai Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ 181(05): 19 - 24 NHẬN ĐỊNH VỀ KHẢ NĂNG SẠT LỞ ĐẤT ĐÁ TẠI KHU DU LỊCH TAM ĐẢO II Ngô Trà Mai* Viện Vật lý – Viện Hàn lâm Khoa học Cơng nghệ Việt Nam TĨM TẮT Khu du lịch Tam Đảo II – Bến Tắm quy hoạch xây dựng hai huyện miền núi Tam Đảo Đại Từ với nhiều sườn dốc, khe suối, nguy tai biến trượt lở đất đá phát triển mạnh Các hoạt động nhân sinh nổ mìn phá vỡ đất đá, vận chuyển, xây dựng cơng trình tác nhân làm tăng nguy sạt lở Bài báo sử dụng phần mềm địa kỹ thuật môi trường GEOSLOPE/W tính tốn mức độ ổn định sườn dốc theo phương pháp trượt cung tròn Morgenstern-Price thơng qua Hệ số an toàn (FS) Kết cho thấy: (1) Khu TĐ II, nguy trượt lở cao, tập trung dải sườn núi phía Bắc; khu Bến Tắm, nguy trượt lở thấp hơn, tập trung vào sâu thung lũng phía Bắc-Đơng Bắc (2) Trong 05 mặt cắt (MC) lựa chọn tính tốn, hệ số an tồn FSmin dao động từ 1,600 – 2,682, hai giá trị lớn nhỏ nằm khu Tam Đảo II, MC3 nơi dễ xảy tượng sạt lở Đây sở để xây dựng biện pháp cơng trình phù hợp với điều kiện địa chất, thủy văn khu vực nhằm giảm thiểu nguy sạt lở đất đá Từ khóa: du lịch, sinh thái, tai biến thiên nhiên, sạt lở, sườn dốc MỞ ĐẦU* Theo quy hoạch tổng thể phát triển du lịch tỉnh Vĩnh Phúc đến năm 2020, tầm nhìn 2030 Vĩnh Phúc trở thành trung tâm du lịch vùng nước, tập trung vào du lịch sinh thái Khu du lịch Tam Đảo II - Bến Tắm (gọi tắt Khu du lịch) thuộc Vườn quốc gia Tam đảo, đời bối cảnh gồm 03 hạng mục chính: (1) Khu Tam đảo II (TĐ II) có diện tích 290,5 với vùng nghỉ dưỡng ven hồ, vui chơi giải trí trung tâm, khu cơng viên văn hóa – tinh thần; (2) Khu Bến Tắm 95ha, phía Nam ga đi, phía Bắc ga đến, tổ hợp dịch vụ thương mại – giải trí, chăm sóc sức khỏe, thể thao; (3) Tuyến cáp treo nối Bến Tắm – TĐ II (hình 1) [1] Hình Mơ Khu du lịch Tam Đảo II – Bến Tắm [1] * Tel: 0982 700460 Khu du lịch thuộc huyện Tam Đảo Đại Từ huyện chịu ảnh hưởng khí hậu nhiệt đới gió mùa, độ ẩm lớn, địa hình phức tạp, đồi núi cao, hệ thống sông suối nhỏ, hẹp dốc nên dễ xảy tượng trượt lở sườn, đặc biệt có can thiệp người Đã có nhiều nghiên cứu, nhận định tai biến trượt lở đất đá xây dựng cơng trình Điển hình phải kể đến kết luận chế hoạt động nguyên nhân phát sinh sạt lở nhà khoa học Nga (Liên Xô), Pháp, Đức nghiên cứu vùng núi Anpơ, Kavkazơ, Kacpat Hiện nay, theo đà tiến mặt công nghệ, Viện Thủy văn Quốc gia Brazil, Trung tâm dự báo quốc gia Mỹ sử dụng số mơ hình để cảnh báo nguy sạt lở sườn dốc có tính thuyết phục cao Ở Việt Nam, cơng trình nhóm tác giả thuộc Viện Địa chất, Viện Địa lý (Viện HLKH&CNVN), Viện Khoa học Địa chất & Khoáng sản trường đại học làm rõ quy luật hình thành, nhận dạng, phân vùng trượt lở phạm vi toàn quốc bước đầu đề xuất giải pháp phòng tránh [2,3] Kết cơng trình có đóng góp đáng kể việc giảm thiểu tai biến thiên nhiên nói chung [4] 19 Ngơ Trà Mai Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ Nội dung báo đề cập đến đến nguy tai biến sạt lở đất – đá Khu du lịch Tam Đảo II Đây sở để xây dựng giải pháp giảm thiểu nguy tai biến, hạn chế thiệt hại người của, đặc biệt tác động bất lợi đến khu vực Vườn quốc gia Tam Đảo PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Trong nghiên cứu, địa chất môi trường tai biến thiên nhiên, kết vấn đề thường tổ hợp nhiều phương pháp nghiên cứu như: khảo sát thực địa, phân tích khứ dự báo tương lai, mơ hình hóa Mỗi phương pháp có điểm mạnh hạn chế riêng phụ thuộc vào cách tiếp cận, phạm vi, quỹ thời gian nguồn lực Bài báo sử dụng phương pháp mơ hình – mơ phỏng, sử dụng phần mềm phân tích địa kỹ thuật môi trường GEOSLOPE/W hãng GEO-SLOPE International – Canada để tính tốn mức độ ổn định sườn dốc theo phương pháp trượt cung tròn Morgenstern-Price thơng qua Hệ số an toàn (Factor of Safety - FS) [5] Cơ sở lý thuyết để xây dựng lời giải số phần mềm phương pháp phần tử hữu hạn, kết giải tốn Hệ số an tồn theo mặt cắt khu vực Trình tự bước thực sau: 181(05): 19 - 24 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến nguy sạt lở Về đặc điểm thạch học: Bến Tắm TĐ II có mặt chủ yếu magma phun trào với thành phần chủ yếu gồm đá thuộc tướng phun trào thực ryolit porphir, ryolit, ryolit dacit Hệ tầng Tam Đảo (J-K1tđ) Đặc điểm đá tính phân đới kiểu vỏ phổ biến, nơi vỏ phong hóa có thành phần gồm khống vật sét hydroxit sắt tạo thành kết cấu tương đối bền vững Liên quan đến kiểu vỏ phong hóa khối trượt có quy mơ lớn, kiểu trượt xoay hỗn hợp Địa hình khu vực: sườn dốc có độ dốc lớn song lớp phủ thực vật phát triển tốt nên hoạt động bề mặt sườn xói mòn, rửa lũa, bóc mòn hạn chế tương đối Cùng với đó, điều kiện thảm thực vật bị suy giảm khiến cho khả giữ nước sườn thấp, có mưa lớn, nước dồn nhanh vào khe suối hẹp, dễ xảy tượng trượt lở, lũ ống, lũ quét Mạng lưới dòng chảy: Khảo sát thực địa cho thấy, khu vực có nhiều bãi đá tập trung sườn có độ dốc cao nằm cạnh suối, vị trí có nguy xảy tượng trượt lở có mưa lớn, gây bồi lấp dòng chảy, tạo nên đập tạm thời, đặc biệt có mưa lớn bất thường Các yếu tố ảnh hưởng phân chia thành nhóm yếu tố hay điều kiện mặt đệm (độ dốc địa hình, mật độ dòng chảy, độ phân cắt sâu, nguy xói mòn đất, khả phòng hộ rừng…) yếu tố kích hoạt khu vực dự án chủ yếu lượng mưa phân tích trước đưa vào mơ hình Phân tích khả trượt lở vị trí sườn dốc Hình Sơ đồ bước nghiên cứu 20 Nguy xảy trượt, sạt lở sườn dốc: dựa lớp thông tin thành phần thạch học, điều kiện lý đất đá, độ dốc sườn, mạng lưới thuỷ văn, địa hình, điều kiện Ngơ Trà Mai Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 181(05): 19 - 24 thảm thực vật khả phong hóa đá mẹ cho thấy: khu vực xuất nhiều vị trí tập trung tảng đá lăn, thường nằm sườn ven dòng chảy dốc Đây khu vực tập trung vật liệu, sản phẩm trình sạt lở gây ra, vị trí cho phép tính tốn trọng số lớp thơng tin nguy xảy tai biến (hình 3) Hình Các vị trí có nguy xảy trượt lở khu Bến Tắm TĐ II Kết cho thấy khu TĐ II, nguy trượt lở cao, tập trung hầu hết dải sườn núi phía Bắc; khu Bến Tắm, nguy trượt lở thấp hơn, chủ yếu tập trung vào sâu phía thung lũng phía Bắc-Đơng Bắc Trong điều kiện tại, chưa có nhiều hoạt động người phá vỡ cân tự nhiên đất đá nguy trượt lở ảnh hưởng đến khu vực xa, ảnh hưởng trực tiếp tới dân cư Tuy nhiên có hoạt động đào đắp, xây dựng cơng trình làm gia tăng trọng lượng khối đất đá với gia tăng lực gây trượt, làm giảm độ gắn kết vật liệu cấu thành, kích hoạt trình biến dạng sườn, tạo tiền đề diễn q trình tai biến Phân tích khả trượt lở số vị trí sườn dốc: Để đánh giá mức độ trượt, sạt lở sườn dốc xảy có hoạt động Khu du lịch, lựa chọn phân tích số vị trí nằm khu vực có nguy cao vị trí tập trung xây dựng cơng trình sau (hình 3) Việc tính tốn ổn định sườn dốc thực phần mềm mô GEOSLOPE/W Mức độ ổn định sườn đánh giá phương pháp trượt cung tròn Morgenstern-Price thơng qua Hệ số an tồn (Factor of Safety - FS) Khi FS < 1, công trình trạng thái khơng ổn định, có nguy trượt lở lúc nào, FS 1, cơng trình trạng thái ổn định, an tồn với nguy trượt lở Thông thường FS chọn 1,3-1,4 thiết kế để đảm bảo mức độ an tồn tốt cho cơng trình Do phần lớn sườn dốc đưa vào phân tích có lớp vỏ phong hóa phát triển nên mơ hình có áp lực nước lỗ rỗng dương phương pháp Morgenstern - Price thoả mãn hai điều kiện cân lực (Ff) moment (Fm) Đối với Khu TĐ II: Lựa chọn 03 vị trí mặt cắt (MC) đặc trưng (hình 3) Hình Kết tính tốn độ ổn định sườn dốc vị trí MC1 khu Tam Đảo (a) Cấu trúc sườn dốc; (b) Mật độ phân bố cung trượt yếu 21 Ngô Trà Mai Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ Vị trí MC1 nằm nơi có nguy trượt lở cao, độ dốc sườn lớn bề mặt địa hình tập trung nhiều sản phẩm trình trượt lở xảy Nếu sườn dốc tiếp tục ổn định vật liệu khối trượt có khả vùi lấp dòng suối phía dưới, hình thành dòng lũ bùn đá gây vùi lấp khu vực hạ lưu dòng chảy Tuy nhiên kết tính tốn vị trí MC1 cho thấy hệ số an toàn nhỏ FSmin = 2,128; giá trị tính tốn cho cung trượt yếu ổn định điều kiện (hình 4) 181(05): 19 - 24 Vị trí mặt cắt MC3 nằm cạnh thung lũng nhỏ, hẹp, hướng theo vị trí tuyến đường kết nối với thị trần Tam Đảo Kết tính tốn vị trí MC3 hệ số an tồn nhỏ FSmin = 1,600, mức an toàn điều kiện song hệ số không cao, bị suy giảm có hoạt động xây dựng cơng trình Do cần ý đảm bảo an tồn thi cơng đưa cơng trình vào vận hành tương lai (hình 6) Đối với Khu Bến Tắm Lựa chọn vị trí mặt cắt để đánh giá cụ thể nguy xảy trượt lở (hình 3) Kết tính tốn vị trí cho hệ số an toàn nằm khoảng từ 1,661 đến 1,916 Đây hệ số an toàn cung trượt yếu mặt cắt mức cho phép, nhiên cần phải ý gia cố an toàn thi cơng cơng trình Hình Kết tính tốn độ ổn định sườn dốc vị trí MC2 khu Tam Đảo Vị trí mặt cắt MC2 nằm gần khu vực tập trung cơng trình xây dựng sau này, nhiên độ dốc sườn thấp Kết tính tốn vị trí MC2 cho thấy hệ số an toàn nhỏ FSmin = 2,682, đảm bảo điều kiện ổn định (hình 5) Hình Kết tính tốn độ ổn định sườn dốc vị trí MC3 khu Tam Đảo 22 Hình Kết tính tốn độ ổn định sườn dốc vị trí MC1 khu Bến Tắm Hình Kết tính tốn độ ổn định sườn dốc vị trí MC2 khu Bến Tắm Ngơ Trà Mai Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ So với Khu TĐ II nằm phía đỉnh núi Khu Bến Tắm có địa hình chủ yếu đồi thấp thoải tập trung nhiều hoạt động kinh tế xã hội nên khu vực nguy trượt taluy với kiểu phổ biến trượt hỗn hợp tịnh tiến với quy mơ nhỏ đến lớn, có khả trượt theo mặt lớp sâu Các khối trượt kiểu có quy mơ nhỏ thường gây thiệt hại lớn xảy gần khu vực có dân cư sinh sống có cơng trình xây dựng Nhận xét, đánh giá chung nguy xảy trượt lở sườn dốc Khu du lịch có địa hình đặc trưng vùng núi với nhiều sườn dốc nên khả nước mặt nhanh, có mưa lớn dễ tạo nên lũ ống, lũ quét Miền lưu vực suối bị “thắt” phần dưới, lớp thổ nhưỡng vỏ phong hóa dày kết hợp với hoạt động người, phá vỡ cân tự nhiên dễ gây trượt, sạt lở Kết phân tích cho thấy nguy trượt lở liên quan đến hoạt động cơng trình phụ thuộc nhiều vào điều kiện tự nhiên địa chất cụ thể: - Nguy trượt lở đất đá phát triển mạnh khu vực sườn dốc cao, nơi có địa hình phân cắt phức tạp, diện lộ đá gốc dễ bị phong hóa, đới phá hủy hoạt động kiến tạo, hình thành nhiều mảng sườn trọng lực, tích tụ tàn tích, sườn tích dày - Đặc điểm vỏ phong hoá thành phần đất đá yếu tố quan trọng trượt lở, chúng vừa nguyên nhân phát sinh, vừa đối tượng chịu biến dạng hoạt động Các loại đá dễ bị phong hóa tích tụ sét-kaolinit khu vực thường dễ phát sinh trượt lở Các vị trí đới dập vỡ, phá hủy kiến tạo, gắn kết yếu nguyên nhân tai biến địa chất - Ngoài hoạt động nhân sinh trình nổ mìn phá vỡ đất đá, vận chuyển, xây dựng cơng trình… sau đặc điểm khí tượng - thủy văn, cụ thể lượng mưa hệ thống dòng chảy tác nhân quan trọng ảnh hưởng tới nguy trượt lở 181(05): 19 - 24 Khi có thời tiết bất lợi, mưa kéo dài hay mưa lớn làm cho sườn dốc yếu ổn định tạm thời dễ bị kích hoạt, thúc đẩy trình trượt/sạt diễn nhanh quy mô lớn KẾT LUẬN Khu du lịch Tam Đảo II – Bến Tắm quy hoạch xây dựng hai huyện miền núi Tam Đảo Đại Từ thuộc tỉnh Vĩnh Phúc, có địa hình đồi núi, sông suối nhỏ hẹp dễ xảy tai biến thiên nhiên, đặc biệt tượng sạt lở sườn dốc, có hoạt động cơng trình Việc áp dụng mơ hình GEOSLOPE/W phần mềm phân tích địa kỹ thuật mơi trường, Canada hướng tương đối nghiên cứu tai biến thiên nhiên Tính tốn mức độ ổn định sườn dốc phương pháp trượt cung tròn MorgensternPrice thơng qua Hệ số an tồn (Factor of Safety - FS) Kết rằng: - Khu TĐ II, nguy trượt lở cao, tập trung hầu hết dải sườn núi phía Bắc; khu Bến Tắm, nguy trượt lở thấp hơn, chủ yếu tập trung vào sâu phía thung lũng phía Bắc-Đơng Bắc - Tại 03 vị trí MC điển hình lựa chọn tính tốn cho Khu TĐ II, MC1 có hệ số an tồn nhỏ FSmin = 2,128; MC2 MC3 số FSmin 2,682 1,600 Như vị trí MC3 nơi dễ xảy tượng sạt lở - Đối với 02 MC lựa chọn tính tốn cho khu Bến Tắm, kết tính tốn vị trí cho thấy hệ số an toàn nằm khoảng từ 1,661 đến 1,916 nằm giới hạn an toàn cho phép Tuy nhiên cần có biện pháp gia cố trình thiết kế hạng mục cơng trình TÀI LIỆU THAM KHẢO Công ty Cổ phần Thương mại Sông Hồng Thủ Đô, (2015), Thuyết minh Dự án, Báo cáo khảo sát địa chất “Khu du lịch sinh thái Tam Đảo II – Bến Tắm – Thác 75 thuộc VQG Tam Đảo” Vĩnh Phúc Vũ Thị Thu Lan, Hoàng Thanh Sơn, (2012), “Nghiên cứu biến động thiên tai (lũ lụt hạn 23 Ngơ Trà Mai Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ hán) tỉnh Quảng Nam bối cảnh biến đổi khí hậu”, Tạp chí Các khoa học Trái đất, tập 35, tr 66-74 Nguyễn Trọng Yêm đồng tác giả (2005), Nghiên cứu xây dựng đồ phân vùng tai biến môi trường tự nhiên lãnh thổ Việt Nam Báo cáo tổng kết đề tài KC-08-01, Viện Địa chất, Hà Nội 181(05): 19 - 24 Nguyễn Trọng Yêm (chủ biên), (2006), Nghiên cứu đánh giá trượt lở lũ quét lũ bùn đá số vùng nguy hiểm miền núi Bắc Bộ; kiến nghị giải pháp phòng tránh Báo cáo tổng kết đề tài KC-08-01BS, Viện Địa chất, Hà Nội Geo-Slope User Guide, (1999) ABSTRACT LANDSLIDE RISK ASSESSMENT AT TAM DAO RESORT II Ngo Tra Mai* Institute of Physics - Vietnam Academy of Science and Technology Tam Dao resort II– Ben Tam is situated at mountainous districts namely Tam Dao and Dai Tu with lots of steep slopes and ravines; therefore, there is higher risk of landslides Human interactions in the region such as mine explosions, transpotation and construction also increase the posibility of landslide This article use GEOSLOPE/W geotechnical program to calculate the stability of the steep slopes by utilizing Morgenstern-Price circular arc method through Factor of Safety (FS) Results showed: (1) Tam Dao resort II has high risk of landslide, mainly at the northern mountain range; Ben Tam has lower risk of landslide, mainly at the North-North East valley (2) In calculated sections, FSmin index fluctuates from 1600 – 2682, both the biggest and smallest values are of Tam Dao resort II, section is the most likely place to have landslide This is the foundation to propose solutions to combat and minimize landslide disaster in accordance with local earth’s structure and hydrological conditions Key words: resort, ecological, natural disaster, landslide, slope Ngày nhận bài: 15/01/2018; Ngày phản biện: 20/02/2018; Ngày duyệt đăng: 31/5/2018 * Tel: 0982 700460 24 ...Ngơ Trà Mai Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ Nội dung báo đề cập đến đến nguy tai biến sạt lở đất – đá Khu du lịch Tam Đảo II Đây sở để xây dựng giải pháp giảm thiểu nguy tai biến, hạn... sườn dốc yếu ổn định tạm thời dễ bị kích hoạt, thúc đẩy q trình trượt /sạt diễn nhanh quy mơ lớn KẾT LUẬN Khu du lịch Tam Đảo II – Bến Tắm quy hoạch xây dựng hai huyện miền núi Tam Đảo Đại Từ thuộc... LIỆU THAM KHẢO Công ty Cổ phần Thương mại Sông Hồng Thủ Đô, (2015), Thuyết minh Dự án, Báo cáo khảo sát địa chất Khu du lịch sinh thái Tam Đảo II – Bến Tắm – Thác 75 thuộc VQG Tam Đảo Vĩnh