Nghiên cứu đánh giá nguy cơ trượt lở đất lưu vực hồ thủy điện sơn la bằng công nghệ viễn thám và GIS

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGUYỄN VĂN DŨNG NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ TRƢỢT LỞ ĐẤT LƢU VỰC HỒ THỦY ĐIỆN SƠN LA BẰNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÀ NỘI - 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGUYỄN VĂN DŨNG NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ TRƢỢT LỞ ĐẤT LƢU VỰC HỒ THỦY ĐIỆN SƠN LA BẰNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS Chuyên ngành: Bản đồ viễn thám hệ thông tin Địa lý Mã số: 60440214 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: HDC : PGS.TS Lại Vĩnh Cẩm HDP : TS Phạm Văn Hùng HÀ NỘI - 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các đoạn trích dẫn số liệu sử dụng luận văn đƣợc dẫn nguồn Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Học viên LỜI CẢM ƠN Trƣớc tiên, em xin gửi lời cảm ơn đến tất Quý thầy cô khoa Địa lý đặc biệt thầy cô môn Bản đồ Viễn thám Hệ thông tin Địa lý - Trƣờng Đại học Khoa hoc tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội, ngƣời truyền đạt kiến thức hữu ích Bản đồ Viễn thám Hệ thông tin Địa lý làm sở cho em thực tốt luận văn Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Lại Vĩnh Cẩm TS.Phạm Văn Hùng tận tình hƣớng dẫn tơi thời gian làm luận văn Mặc dù trình thực luận văn có giai đoạn khơng đƣợc thuận lợi, nhƣng Thầy hƣớng dẫn, bảo cho em nhiều kinh nghiệm thời gian thực đề tài Em xin gửi lời cảm ơn đến TS Phạm Quang Sơn - Chủ nhiệm đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng ảnh vệ tinh VNREDSat-1 tương đương điều tra, dự báo đánh giá tai biến địa chất cơng trình hồ thuỷ điện đường giao thông tỉnh khu vực Tây Bắc” mang mã số VT/UD-03/13-15 cấp số liệu để em hoàn thành luận văn Sau em xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình ln tạo điều kiện tốt cho em suốt trình học nhƣ thực luận văn Do thời gian có hạn kinh nghiện nghiên cứu khoa học chƣa nhiều nên luận văn cịn nhiều thiếu sót, mong nhận đƣợc ý kiến góp ý Thầy Cơ anh chị học viên Hà Nội, ngày 18 tháng 01 năm 2015 Học viên MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU PHẠM VI VÀ ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC LUẬN VĂN CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU TRƢỢT LỞ ĐẤT 1.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRƢỢT LỞ ĐẤT .4 1.1.1 Một số vấn đề chung 1.1.2 Tình hình nghiên cứu tai biến trƣợt lở đất giới 1.1.3 Tình hình nghiên cứu trƣợt lở đất nƣớc ta 1.1.4 Tình hình nghiên cứu trƣợt lở đất lƣu vực thủy điện Sơn La 14 1.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ TÀI LIỆU .15 1.2.1 Cách tiếp cận 15 1.2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 17 1.3 Đánh giá chung 27 CHƢƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM HIỆN TRẠNG VÀ CÁC YẾU TỐ PHÁT SINH TAI BIẾN TRƢỢT LỞ ĐẤT LƢU VỰC HỒ THỦY ĐIỆN SƠN LA 30 2.1 HIỆN TRẠNG TRƢỢT LỞ ĐẤT 30 2.2 YẾU TỐ PHÁT SINH TRƢỢT LỞ ĐẤT 31 2.2.1 Nhóm yếu tố địa mạo 31 2.2.2 Yếu tố khí hậu thuỷ văn 42 2.2.3 Nhóm yếu tố địa chất 46 2.2.4 Nhóm yếu tố kiến tạo 55 2.2.5 Nhóm yếu tố che phủ thực vật hoạt động kinh tế ngƣời .60 CHƢƠNG 3: ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ TRƢỢT LỞ ĐẤT LƢU VỰC HỒ THỦY ĐIỆN SƠN LA 67 3.1 XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGUY CƠ TRƢỢT LỞ ĐẤT 67 3.1.1 Nguyên tắc xây dựng đồ tai biến thiên nhiên 67 3.1.2 Xây dựng đồ nguy trƣợt lở đất 72 3.2 ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ TRƢỢT LỞ ĐẤT Ở LƢU VỰC HỒ THỦY ĐIỆN SƠN LA 78 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC HÌNH Hình 1: Vị trí địa lý lƣu vực hồ thủy điện Sơn La Hình 1.1: Hiệu chỉnh hình học khu vực nghiên cứu 25 Hình 1.2: Vị trí điểm trƣợc lở đập thủy điện Sơn La 26 Hình 1.3: Khối trƣợt ảnh SPOT-5 chụp mặt đất nam Mƣờng Lay .26 Hình 2.1: Bản đồ trạng trƣợt lở đất lƣu vực hồ thủy điện Sơn La 30 Hình 2.2: đồ nguy trƣợt theo yếu tố độ dốc khu vực hồ thủy điện Sơn La .36 Hình 2.3: Bản đồ nguy trƣợt theo yếu tố chia cắt sâu khu vực hồ thủy điện Sơn La 39 Hình 2.4: Bản đồ nguy trƣợt theo yếu tố chia cắt ngang 42 Hình 2.5: Bản đồ nguy trƣợt lở đất theo yếu tố lƣợng mƣa 45 Hình 2.6: Bản đồ nguy trƣợt lở đất theo yêu tố vỏ phong hóa 49 Hình 2.7: Bản đồ nguy trƣợt lở đất theo yếu tố địa chất thạch học 52 Hình 2.8: Bản đồ nguy trƣợt lở đất theo yếu tố địa chất thủy văn 55 Hình 2.9: Bản đồ nguy trƣợt lở đất theo mật độ đứt gãy 57 Hình 2.10: Bản đồ nguy cở trƣợt lở đất theo yếu tố đới động lực 60 Hình 2.11: Bản đồ nguy trƣợt lở đất theo yếu tố lớp phủ thực vật lƣu vực thủy điện Sơn La 63 Hình 2.12: Bản đồ nguy trƣợt lở đất theo yếu tố giao thông 66 Hình 3.1: Bản đồ phân vùng cảnh báo nguy trƣợt lở đất khu vực hồ thủy điện Sơn La 76 Hình 3.2: Biểu đồ thống kê phân bố giá trị số nguy trƣợt lở đất lƣu vực hồ thủy điện Sơn La 77 Hình 3.3: Biểu đồ thống kê khối trƣợt theo cấp nguy trƣợt lở đất lƣu vực hồ thủy điện Sơn La 77 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Phân loại trƣợt lở theo chế dịch chuyển Bảng 1.2: Phân loại trƣợt lở theo kích thƣớc khối trƣợt Bảng 1.3: Bảng so sánh cặp thông minh 22 Bảng 1.4: Ma trận so sánh cặp nhân tố định TBĐC 23 Bảng 1.5: Thang điểm độ nhạy cảm trƣợt lở yếu tố 23 Bảng 2.1: Thống kê trƣợt lở điểm số theo cấp độ dốc địa hình lƣu vực hồ thủy điện Sơn La 35 Bảng 2.2: Thống kê trƣợt lở điểm số theo mật độ chia cắt sâu lƣu vực hồ thủy điện Sơn La 38 Bảng 2.3: Thống kê trƣợt lở điểm số theo mật độ chia cắt ngang lƣu vực hồ thủy điện Sơn La 41 Bảng 2.4: Thống kê trƣợt lở điểm số theo cấp lƣợng mƣa trung bình năm lƣu vực hồ thủy điện Sơn La 45 Bảng 2.5: Thống kê trƣợt lở điểm số theo kiểu vỏ phong hoá trầm tích Đệ Tứ lƣu vực hồ thủy điện Sơn La 48 Bảng 2.6: Thống kê trƣợt lở điểm số theo kiểu vỏ phong hố trầm tích Đệ Tứ lƣu vực hồ thủy điện Sơn La 51 Bảng 2.7: Thống kê trƣợt lở điểm số theo mức độ chứa nƣớc ngầm đất đá lƣu vực hồ thủy điện Sơn La 54 Bảng 2.8: Thống kê trƣợt lở điểm số theo cấp mật độ đứt gẫy lƣu vực hồ thủy điện Sơn La 57 Bảng 2.9: Thống kê trƣợt lở điểm số theo cấp đới ảnh hƣởng đới động lực đứt gẫy lƣu vực hồ thủy điện Sơn La 59 Bảng 2.10: Thống kê trƣợt lở điểm số theo yếu tố độ che phủ thực vật lƣu vực hồ thủy điện Sơn La 63 Bảng 2.11: Thống kê trƣợt lở điểm số theo yếu tố mật độ giao thông lƣu vực hồ thủy điện Sơn La 66 Bảng 3.1: Ma trận so sánh cặp thông minh yếu tố tác động phát sinh trƣợt lở lƣu vực hồ thủy điện Sơn La 74 Bảng 3.2: Trọng số yếu tố tác động phát sinh trƣợt lở lƣu vực hồ thủy điện Sơn La 75 Bảng 3.3: Thống kê trƣợt lở điểm số nguy trƣợt lở đất khu vực lƣu vực hồ thủy điện Sơn La 78 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮ T TLĐ : Trƣợt lở đất TB–ĐN : Tây bắc - đông nam KT–XH : Kinh tế - xã hội GIS : Geographic Information System ( hệ thông tin địa lý) TBĐC : Tai biến địa chất LVHSL : Lƣu vực hồ thủy điện Sơn La LQ-LBĐ : Lũ quét, lũ bùn đất MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Cơng trình hồ thủy điện Sơn La cơng trình cấp đặc biệt quan trọng nhà nƣớc, hàng năm cung cấp 10 KWh hịa vào lƣới điện quốc gia Ngồi mục tiêu cung cấp nguồn điện để phát triển kinh tế - xã hội phục vụ nghiệp cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nƣớc, cơng trình cịn mang sứ mệnh quan trọng khác nhƣ: góp phần chống lũ mùa mƣa cung cấp nƣớc mùa khô cho đồng Bắc Bộ Đồng thời, cơng trình đóng vai trị quan trọng phát triển kinh tế - xã hội vùng Tây Bắc Lƣu vực hồ thủy điện Sơn La lại nằm vùng có lịch sử địa chất phức tạp; hoạt động kiến tạo, địa động lực đại tai biến địa chất: động đất, nứt đất, trƣợt lở đất, lũ qt, lũ bùn đá, xói mịn,… xảy tác động trực tiếp đến tồn sử dụng lâu dài vào công phát triển KT - XH Đặc biệt, hồ thủy điện Sơn La tích nƣớc, diện tích lớn ngập chìm nƣớc, làm thay đổi trạng thái môi trƣờng, gây tác động vừa tích cực tiêu cực cho đời sống cƣ dân địa phƣơng Trong năm gần đây, tai biến động đất, nứt đất, trƣợt lở đất, lũ quét, lũ bùn đá, … diễn với tần xuất cƣờng độ khó kiểm sốt Mặc dù, xây dựng cơng trình thủy điện Sơn La triển khai nghiên cứu đánh giá tác động môi trƣờng, đặc biệt đánh giá điều kiện địa chấn động đất, nhƣng hồ tích nƣớc, trạng thái môi trƣờng thay đổi phức tạp Do vậy, trƣớc yêu cầu thực tiễn, Học viên lựa chọn đề tài luận văn: “Nghiên cứu đánh giá nguy trượt lở đất lưu vực hồ thủy điện Sơn La Công nghệ viễn thám GIS” Kết nghiên cứu đề tài luận văn vừa có ý nghĩa khoa học, vừa có ý nghĩa thực tiễn sâu sắc Ý nghĩa khoa học luận văn đóng góp phần phƣơng pháp luận phƣơng pháp nghiên cứu đại vào nghiên cứu tai biến địa chất Ý nghĩa thực tiễn luận văn xây dựng sở khoa học cho đề xuất giải pháp phòng tránh giảm nhẹ thiên tai, quy hoạch sử dụng hợp lý tài nguyên lãnh thổ bảo vệ môi trƣờng đề tài, Viện Địa chất, Hà Nội 11 Nam Nguyễn Trọng Yêm nnk (2005): “Thiên tai nứt đất lãnh thổ Việt đề xuất giải pháp phòng tránh giảm nhẹ thiệt hại”, Báo cáo tổng kết đề tài, Viện Địa chất, Hà Nội 12 Chung, C.F., A.G Fabbri, et C.J van Westen 1995 « Multivariate regression analysis for landslide hazard zonation » In Geographical information systems in assessing natural hazards, sous la dir de A Carrara, F Guzzetti, p 107-133 Netherlands: Kluwer Academic Publishers 13 Geological hazards in China and their prevention and control (1991), Geological Publishing house, Beijing, China 14 Guzzetti, F., A Carrara, M Cardinali, et P Reichenbach 1999 Landslide hazard evaluation: a review of current techniques and their application in a multi-scale study, Central Italy Geomorphology, vol 31, no 1-4, p 181-216 15 Lomtadze V.Đ (1982): “Địa chất cơng trình- địa chất động lực cơng trình”, Bản dịch tiếng Việt Phạm Xuân nnk Nxb ĐH&THCN, Hà Nội 16 Mitasova, H., Hofierka, J., Zlocha, M., Ivenson,L.R (1966): Modelling topographic potential for erosion and deposition using GIS Int.J Geog Inform Syst 10, p.629-641.Saaty, Thomas L 1994, Fundamentals of decision making and priority theory with analytic hierarchy process, Pittsburgh: RWS publications, 527 p 17 Landslides and Mudflows, 1998 Vol 1&2; UNEP, UNESCO, Mockva 18 Saaty, Thomas L 1994 Fundamentals of decision making and priority theory with analytic hierarchy process Pittsburgh: RWS publications, 527 p 82 PHỤ LỤC VỊ TRÍ KÍCH THƢỚC CÁC ĐIỂM TLĐ LƢU VỰC HỒ THỦY ĐIỆN SƠN LA STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 ... trƣợt lở đất lƣu vực hồ thủy điện Sơn La Cảnh báo nguy trƣợt lở đất lƣu vực hồ thủy điện Sơn La NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu, xây dựng đồ trạng tai biến trƣợt lở đất lƣu vực hồ thủy điện Sơn La. .. La đánh giá trạng tai biến trƣợt lở đất - Nghiên cứu, xây dựng đồ nguy trƣợt lở đất lƣu vực hồ thủy điện Sơn La đánh giá nguy tai biến trƣợt lở đất PHẠM VI VÀ ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU Lƣu vực hồ thủy. .. HỌC TỰ NHIÊN - NGUY? ??N VĂN DŨNG NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ TRƢỢT LỞ ĐẤT LƢU VỰC HỒ THỦY ĐIỆN SƠN LA BẰNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS Chuyên ngành: Bản đồ viễn thám hệ thông tin Địa lý