Nghiên cứu phân vùng nguy cơ sụt đất khu vực ven biển thành phố cẩm phả theo mô hình chỉ tiêu tích hợp các yếu tố phát triển tai biến

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Thái Hồng Anh NGHIÊN CỨU PHÂN VÙNG NGUY CƠ SỤT ĐẤT KHU VỰC VEN BIỂN THÀNH PHỐ CẨM PHẢ THEO MƠ HÌNH CHỈ TIÊU TÍCH HỢP CÁC YẾU TỐ PHÁT TRIỂN TAI BIẾN LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội, 2017 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Thái Hồng Anh NGHIÊN CỨU PHÂN VÙNG NGUY CƠ SỤT ĐẤT KHU VỰC VEN BIỂN THÀNH PHỐ CẨM PHẢ THEO MƠ HÌNH CHỈ TIÊU TÍCH HỢP CÁC YẾU TỐ PHÁT TRIỂN TAI BIẾN Chuyên ngành: Địa chất môi trường Mã số: Đào tạo thí điểm LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRẦN QUỐC CƯỜNG PGS.TSKH TRẦN MẠNH LIỂU Hà Nội, 2017 LỜI CÁM ƠN Luận văn hoàn thành Khoa Địa chất, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Học viên xin gửi lời cảm ơn đến tất thầy cô khoa Địa chất, người truyền đạt cho em kiến thức hữu ích Địa chất, Địa chất môi trường làm sở để em thực tốt luận văn Học viên gửi lời cám ơn sâu sắc tới TS Trần Quốc Cường PGS.TS Trần Mạnh Liểu, thầy trực tiếp hướng dẫn để em hoàn thành luận văn Học viên xin chân thành cảm ơn đề tài Nghiên cứu xác định nguyên nhân đề xuất giải pháp giảm thiểu sụt lún đất địa bàn thành phố Cẩm Phả tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành luận văn Động lực lớn để học viên hoàn thành luận văn nguồn động viên, ủng hộ khích lệ gia đình, thầy giáo, bạn bè đồng nghiệp tạo điều kiện tốt cho em suốt trình học tập thực luận văn Xin chân thành cám ơn! Hà Nội, ngày ….tháng… năm 2017 Học viên Thái Hồng Anh Mục lục Mở đầu………………………………………………………………………………….1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU SỤT ĐẤT KARS VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU…………………………….………………….4 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu sụt đất karst ………………… ……………4 1.1.1 Trên giới…………………………………………….………………… … 1.1.2 Tại Việt Nam……………………………………….…………………………… 1.2 Phương pháp nghiên cứu…………………………… …………………………10 1.2.1 Phương pháp thu thập, tổng hợp tài liệu………………………………… 10 1.2.2 Phương pháp nghiên cứu thực địa……………………………………… 11 1.2.3 Phương pháp tính tốn………………………………… ……………………11 1.2.4 Phương pháp thống kê xử lý số liệu …………… … ………………… 14 CHƢƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU ……… 15 2.1 Vị trí khu vực nghiên cứu……………………………………… ………………15 2.2 Đặc điểm tự nhiên khu vực nghiên cứu……………………… ……………… 15 2.2.1 Đặc điểm cấu trúc địa chất, địa mạo, kiến tạo…………………………………15 2.2.2 Đặc điểm thuỷ văn, hải văn địa chất thuỷ văn………………………… …18 2.2.3 Đặc điểm địa chất cơng trình………………………………………… .21 CHƢƠNG 3: PHÂN VÙNG NGUY SƠ SỤT ĐẤT KHU VỰC VEN BIỂN THÀNH PHỐ CẨM PHẢ ……………… 30 3.1 Hiện trạng đặc điểm tai biến sụt đất…………………………………………30 3.2 Điều kiện, nguyên nhân chế sụt đất……………………………………….41 3.2.1 Điều kiện, nguyên nhân gây sụt đất…………………………………………… 41 3.2.2 Cơ chết sụt đất karst .43 3.3 Phân vùng nguy sụt đất khu vực ven biển thành phố Cẩm Phả…………… 47 3.3.1 Luận chứng hàm mục tiêu yếu tố điều kiện, nguyên nhân gây sụt đất 47 3.3.2 Lượng hóa yếu tố xây dựng MHTBĐ yếu tố phát triển tai biến 50 3.3.3 Xác định tỷ trọng yếu tố phát triển tai biến 53 3.3.4 Chuẩn hóa lại yếu tố phát sinh tai biến 55 3.3.5 Tính tốn tiêu tích hợp yếu tố phát sinh tai biến 55 i 3.3.6 Xây dựng MHTBĐ tiêu tích hợp phân vùng nguy sụt đất .55 Kết luận kiến nghị 59 Tài liệu tham khảo .60 ii DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Vị trí khu vực nghiên cứu…………………………………….………………… 15 Hình 2.2: Sơ đồ cấu trúc địa chất khu vực nghiên cứu……………………… ….….……17 Hình 2.3: Dao động NDĐ điểm quan trắc theo tương quan lượng mưa thủy triều vào thời điểm xảy sụt đất tháng năm 2014…………………………………… 20 Hình 2.4: Mẫu lõi khoan CP03, lớp sét pha màu nâu vàng lẫn sạn sỏi, mẫu độ sâu 7,2-7,4m…………………………………………………………………………………….……27 Hình 2.5 Đối sánh hình trụ lỗ khoan số vị trí vùng nghiên cứu …………….29 Hình 3.1: Hố sụt Cẩm Phú xảy ngày 21/5/2014, độ sâu đạt 8,5m……………… 32 Hình 3.2: Biểu đồ thể thời điểm xảy sụt đất theo tháng địa bàn thành phố Cẩm Phả…………………………………………………………………………………………33 Hình 3.3: Bản đồ trạng sụt đất Thành phố Cẩm Phả……………………………… 34 Hình 3.4: Vị trí hố sụt san lấp đường 12/11, cạnh quảng trường…… 35 Hình 3.5: Dấu vết hố sụt san lấp………………………………………………… 35 Hình 3.6: Hiện trạng hố sụt khu Tây Nam Đá Mài……………………………….37 Hình 3.7 Hố sụt đường 18 ngày 22/10/2017 san lấp……………….…39 Hình 3.8: Cơ chế sụt đất karst xảy đá hịa tan……………………………….….44 Hình 3.9: Cơ chế sụt đất karst xảy đá k hịa tan…………………………….… 44 Hình 3.10: Cơ chế sụt đất karst xảy tầng phủ đất dính …………… …………45 Hình 3.11: Cơ chế sụt đất karst xảy tầng phủ đất rời……………………… ….46 Hình 3.12: Mặt cắt cấu trúc tuyến (a) tuyến (b) khuvực Quảng Hồng ……… 48 Hình 3.13: MHTBĐ yếu tố bề dày lớp đất nhạy cảm……………….… … 50 iii Hình 3.14: MHTBĐ yếu tố bề dày lớp đất lớp đất nhạy cảm……….… 51 Hình 3.15: Mơ hình trường biến đổi yếu tố độ cao bề mặt đá vơi……………… 51 Hình 3.16: Mơ hình trường biến đổi yếu tố khoảng cách tới đứt gãy…………….…… 52 Hình 3.17: Mơ hình trường biến đổi yếu tố khoảng cách tới đường giao thông ……… 52 Hình 3.18: Biểu đồ đường cong tích lũy………………………………… ……….……… 56 Hình 3.19: Bản đồ phân vùng nguy sụt đất khu vực ven biển thành phố Cẩm Phả 58 iv DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Dao động NNĐ điểm quan trắc trước thời điểm xảy sụt đất Thủy Sơn……………………………………………………………………………………………… 19 Bảng 1.2: Tổng hợp lớp địa chất cơng trình vùng khu vực nghiên cứu…… 21 Bảng 1.3: Các tiêu lý lớp đất cát lẫn sạn sỏi bụi sét…………………… 22 Bảng 2.4: Các tiêu lý lớp đất sét pha lẫn sạn sỏi màu xám đen…………….23 Bảng 2.5: Các tiêu lý lớp đất sét pha màu xám vàng lẫn sạn sỏi……… 24 Bảng 2.6: Các tiêu lý lớp đá carbonat…………………………………… ….26 Bảng 3.1: Tổng hợp thời gian xảy hố sụt khu vực thành phố Cẩm Phả…….31 Bảng 3.2:Tổng hợp kết khảo sát, thu thập trạng hố sụt khu vực Cẩm Đông 35 Bảng 3.3 Bảng thống kê hố sụt xảy khu vực Quảng Hồng………………….….36 Bảng 3.4: Tổng hợp thông tin trạng sụt đất khu vực Thủy Sơn…………… ….38 Bảng 3.5: Giá trị hàm mục tiêu yếu tố phát triển 22 vị trí điểm sụt đất .53 Bảng 3.6: Ma trận hệ số tương quan cặp đôi 54 Bảng 3.7: Tỷ trọng yếu tố phát sinh sụt đất………………………………….….55 Bảng 3.8: Bảng phân chia mức độ nguy sụt đất khu vực nghiên cứu………… …56 v Mở đầu - Tính cấp thiết đề tài Trong năm từ 2010 trở lại đây, địa bàn thành phố Cẩm Phả - Quảng Ninh, tượng tai biến địa chất sụt đất xuất với số lượng ngày nhiều 2010 (2 hố sụt), 2012 (7 hố sụt), 2013 (19 hố sụt), 2014 (10 hố sụt), 2016 (2 hố sụt) hố sụt có bán kính từ 1,5 – 4m, độ sâu từ – 8m …và phân bố diện tích rộng gây thiệt hại kinh tế, gây hoang mang, ảnh hưởng tới tinh thần, đời sống c người dân khu vực Tìm điều kiện, nguyên nhân, chế sụt đất có giải pháp giảm thiểu việc làm quan trọng, góp phần giảm nhẹ thiệt hại sụt đất gây ra, đồng thời giúp cộng đồng ý thức loại hình tai biến Bên cạnh phân vùng dự báo nguy tai biến sụt đất việc thiết yếu, để giúp nhà quản lý có cách nhìn tổng thể, có định hướng quy hoạch sử dụng đất, xây dựng cơng trình xa khu vực nguy hiểm có giải pháp cơng trình cách hiệu quả, an tồn, đưa định, sách phù hợp để giảm thiểu rủi ro, thiệt hại tai biến gây nên Luận văn sử dụng phương pháp mơ hình tiêu tích hợp yếu tố phát sinh, phát triển tai biến để dự báo nguy sụt đất khu vực nghiên cứu - Mục tiêu * Xác định điều kiện, nguyên nhân gây sụt đất khu vực ven biển thành phố Cẩm Phả * Phân vùng, đánh giá nguy tai biến sụt đất khu vực ven biển thành phố Cẩm Phả - Nội dung nghiên cứu ND1: Điều tra, tổng hợp trạng đặc điểm sụt đất khu vực nghiên cứu - Thu thập tài liệu có trạng đặc điểm sụt đất khu vực nghiên cứu - Tiến hành khảo sát thực địa bổ sung, điều tra trạng, thu thập bổ sung vị trí, đặc điểm sụt đất xảy thời gian gần và yếu tố điều kiện, nguyên nhân sụt đất kèm ND2: Phân vùng nguy tai biến sụt đất khu vực nghiên cứu - Luận chứng yếu tố điều kiện, nguyên nhân phát sinh, phát triển tai biến sụt đất - Lựa chọn phương pháp nghiên cứu đánh giá nguy sụt đất - Tính tốn, dự báo nguy sụt đất phạm vi nghiên cứu - Lập đồ phân vùng nguy sụt đất - Phương pháp nghiên cứu * Phương pháp thu thập, tổng hợp tài liệu * Phương pháp nghiên cứu thực địa * Phương pháp phân tích, xử lý liệu hệ thống thông tin địa lý (GIS) * Phương pháp tính tốn (Phương pháp Chỉ tiêu tích hợp yếu tố phát triển tai biến) - Cơ sở tài liệu Cơ sở số liệu để đưa vào tính tốn, sử dụng báo kết nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu xác định nguyên nhân đề xuất giải pháp giảm thiểu sụt lún địa bàn thành phố Cẩm Phả” mã số Đề tài 105/ĐXPS.01/2014) TS Trần Quốc Cường chủ trì, 2016, học viên thành viên tham gia phần chuyên đề “Địa chất cơng trình” - Bố cục luận văn Hình 3.12: Mặt cắt cấu trúc tuyến (a) tuyến (b) khuvực Quảng Hồng Kết Đề tài 105/ĐXPS.01/2014) * Bề dày lớp đất nhạy cảm: Đây lớp đất có màu xám vàng đặc trưng, thành phần sét pha, có lẫn sạn sỏi Lớp đất có hệ số bất đồng thành phần hạt cao, lên tới 60 Đất trạng thái dẻo mềm, dẻo chảy nằm phủ lớp đá cacbonat hệ tầng Bắc Sơn, dễ dàng chảy vào hang ngầm qua hệ thống khe nứt, rãnh Độ dày phân bố khu vực khác Tại khu vực Thủy Sơn, dọc theo dải suối phía Đồng, lớp sét pha màu vàng có chiều dày nhỏ, thường 1-2m, chiều sâu hố sụt khơng lớn Tại nơi có chiều dày lớn (2,7m) hố sụt khu vực có chiều sâu lớn (1,5m) Tại khu tập thể Đá Mài, chiều dày lớp đất sét pha màu xám vàng đạt tới kích thước 8m, kích thước hố sụt lớn hơn, đây, đường kính hố sụt thu nhận ghi tối đa 7m chiều sâu từ 1-2m Như vậy, bề dày lớp đất nhạy cảm có ảnh hưởng tới thể tích hố sụt * Bề dày lớp đất phủ lớp đất nhạy cảm: Điều kiện cần để gây sụt đất có lớp đất nhạy cảm Tuy nhiên, bề dày lớp đất phủ lớp đất xung yếu yếu tố ảnh hưởng sụt đất Trên thực tế cho thấy, lớp đất cần có thành phần, trạng thái, tính chất đất thuận lợi cho việc chuyển động nước mưa, nước mặt 48 xuống phía dưới,cũng có khoảng bề dày định, tải trọng đủ để tác động lực nén lên lớp đất xung yếu, tác động gây sụt Tại nơi mà lớp đất xung yếu màu xám vàng loang lổ nằm trực tiếp bề mặt, khu vực địa hình cao xã Cẩm Sơn…nơi khơng xảy sụt đất * Độ cao bề mặt đá vôi: Theo kết đo địa vật lý cho thấy, khu vực bề mặt đá vơi nằm lớp đất, có độ cao tuyệt đối khoảng -8 đến -10m, khu vực đá vơi có đặc điểm nứt nẻ, dập vỡ nhiều hơn, thuận lợi cho việc hình thành khe nứt, kênh dẫn, hình thành hang ngầm karst Theo tài liệu khoan khu vực nghiên cứu, thường gặp hang hốc karst với bậc hang thứ có độ cao trần hang khoảng từ -8 đến -16m Chính vậy, độ cao bề mặt đá vơi có liên quan tới hang ngầm karst, ảnh hưởng tới sụt đất khu vực nghiên cứu * Khoảng cách đến đường giao thông: Khu vực nghiên cứu có trục đường giao thơng quốc lộ 18, đường lớn nhiều phương tiện giao thơng có tải trọng lớn qua lại Tuy chưa có nghiên cứu cụ thể, xác tác động tải trọng động gây ra, có ảnh hưởng tới tượng sụt khu vực nghiên cứu Tuy nhiên, theo thơng kê vị trí điểm sụt xảy thời gian qua, nhận thấy, điểm sụt đất xảy thường nằm gần trục đường giao thông Do vậy, có mối tương quan hố sụt, với khoảng cách tới đường giao thông, tác động tải trọng động gây di chuyển phương tiện giao thông lớn có phần ảnh hưởng tới sụt đất Một yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới sụt đất địa chất thủy văn khu vực Tuy nhiên với số liệu hạn chế, nên báo không tính đến ảnh hưởng yếu tố Vậy, hàm mục tiêu chọn thể tích hố sụt, yếu tố là: Bề dày lớp đất xung yếu, bề dày lớp đất lớp đất xung yếu, độ cao bề mặt đá gốc, khoảng cách đến đứt gãy, khoảng cách đến đường giao thông lớn 49 3.3.2 Lượng hóa yếu tố xây dựng mơ hình trường biến đổi yếu tố phát triển tai biến Sau xác định hàm mục tiêu yếu tố phát triển tai biến, tiến hành lượng hóa yếu tố xác định (nếu cần) để đưa thông tin, số liệu yếu tố chọn thể dạng số, để áp dụng mơ hình tính tốn xác suất – thống kê bước Sử dụng phần mềm ArcGis, xây dựng mô hình trường biến đổi (MHTBĐ) yếu tố tiến hành tính tốn mỡi của ma ̣ng sở , tùy vào diện tích vùng nghiên cứu mức độ chi tiết để lựa chọn tỷ lệ đồ phù hợp Như vậy, mức độ chi tiết, độ phân giải ô mạng (pixcel) khác Trong báo này, đồ sử dụng với tỷ lệ 1:5000 Độ phân giải ô 2x2m Tại ô vuông, tiến hành tính tốn thơng số yếu tố kết hình 3.13 – 3.17 Hình 3.13: Mơ hình trường biến đổi yếu tố bề dày lớp đất nhạy cảm 50 Hình 3.14: Mơ hình trường biến đổi yếu tố bề dày lớp đất lớp đất nhạy cảm Hình 3.15: Mơ hình trường biến đổi yếu tố độ cao bề mặt đá vôi 51 Hình 3.16: Mơ hình trường biến đổi yếu tố khoảng cách tới đứt gãy Hình 3.17: Mơ hình trường biến đổi yếu tố khoảng cách tới đường giao thông 52 3.3.3 Xác định tỷ trọng yếu tố phát triển tai biến Việc xác định hệ số tương quan cặp đôi, hệ số tương quan nhiều chiều tỷ trọng yếu tố dựa kết xác định hàm mục tiêu yếu tố phát triển tai biến 22 vị trí xảy sụt đất khu vực nghiên cứu Bảng 3.5: Giá trị hàm mục tiêu yếu tố phát triển 22 vị trí điểm sụt đất STT Tên hố sụt Thể tích (m ) y Bề dày Bề dày Độ cao K/c đến K/c đến lớp đất lớp đất bề mặt đứt gãy đường GT nhạy cảm nhạy cảm đá gốc (m) (m) (m) (m) (m) a1 a2 a3 a4 a5 CD2 0,38 8,8 10,00 -7,10 63,00 6,00 CD1 0,47 5,4 14,00 -18,20 132,00 4,00 HS2 14,75 6,6 6,00 -7,20 150,00 50,00 HS3 15,6 7,7 6,40 -7,30 164,00 66,00 HS1 10,6 6,9 5,50 -9,00 123,00 28,00 HS4 12,8 6,9 5,90 -6,00 138,00 48,00 HS5 11,8 7,6 4,70 -8,40 90,00 10,00 HS7 9,0 6,8 4,30 -8,10 76,00 8,00 HS6 10,2 8,7 4,20 -8,30 72,00 0,00 10 HS8 9,64 10,8 3,90 -7,80 62,00 2,00 11 T.Sơn 44,6 4,0 6,50 -5,70 93,00 88,00 12 CS2 45,0 6,1 4,60 -6,20 140,00 36,00 13 DM1 39,2 12,4 3,40 -3,80 2,00 20,00 14 DM3 19,2 13,1 3,00 -3,70 2,00 26,00 15 DM4 28,8 13,9 2,60 -3,40 2,00 30,00 16 DM7 9,0 14,9 2,30 -3,60 4,00 32,00 17 DM5 13,2 15,2 2,00 -3,50 2,00 40,00 18 DM2 2,0 14,5 2,50 -5,20 24,00 54,00 19 DM8 2,0 14,4 2,60 -5,60 31,00 58,00 20 DM6 4,8 15,2 2,20 -5,00 21,00 58,00 21 DM9 6,0 15,1 2,20 -5,50 29,00 64,00 22 CS1 10,73 6,7 3,50 -5,30 220,00 87,13 53 Tính tốn hệ số tương quan cặp đơi tất yếu tố xem xét hàm mục tiêu Giả sử, coi yếu tố cặp đôi tương quan biến xi yi Với biến xi ta có giá trị cho ô x1, x2… xn, tương ứng với giá trị giá trị y1, y2… yn Tiến hành tính giá trị: , Hệ số tương quan tính theo cơng thức: r n xi yi    xi   yi  n   xi     xi  n   yi     yi  Kết tính tốn hệ số tương quan yếu tố phát triển tai biến sau: Bảng 3.6: Ma trận hệ số tương quan cặp đôi y a1 a2 a3 a4 a5 a1 -0,252317 -0,675914 0,584214 -0,831555 -0,038229 a2 -0,124122 -0,675914 -0,816926 0,481198 -0,220584 a3 0,331963 0,584214 -0,816926 -0,463985 0,401619 a4 0,082920 -0,831555 0,48119 -0,463986 0,232418 a5 0,272664 -0,038229 -0,220584 0,401619 0,232419 Xây dựng phương trình tính tốn cơng thức (2) tìm nghiệm có kết sau: β1 = -1,124447588 β3 = 0,637352324 β2 = -0,091375422 β4 = -0,530276095 β5 = 0,076793216 Tính hệ số tương quan nhiều chiều theo công thức (3) kết quả: R2 = 0,4836 => R = 0,695 Hê ̣ số tương quan nhiề u chi ều cho phép xem xét yếu tố phát triển đưa vào để tính tốn phân vùng có hơ ̣p lý , đầy đủ hay khơng Qua tính tốn thực nghiệm , ̣ số tương quan nhiề u chiề u R > 0.7 tham số lựa chọn đủ , với R = 0,695, 54 cho thấy yếu tố lựa chọn chấp nhận Tỷ trọng tham số tính tốn theo cơng thức (4) Và có kết sau: Bảng 3.6: Tỷ trọng yếu tố phát sinh sụt đất a1 a2 a3 a4 a5 0,4964 0,02 0,3702 0,0769 0,0365 Từ kết cho thấy, mức độ ảnh hưởng tới nguy sụt đất yếu tố bề dày lớp đất xung yếu độ cao bề mặt đá gốc hai yếu tố chiếm tỷ trọng lớn Hai yếu tố ảnh hưởng chủ yếu đến cường độ phát triển tai biến thể tích hố sụt 3.3.4 Chuẩn hóa lại yếu tố phát sinh tai biến Việc chuẩn hóa lại yếu tố phát sinh tai biến hiểu đưa yếu tố thứ nguyên, khoảng giá trị tất yếu tố Sau chuẩn hóa lại yếu tố điều kiện ĐCCT có khoảng giá trị thay đổi từ đến Các yếu tố chuẩn hóa lại phần mềm ArcGis, tính tốn cho tất mạng (pixcel) tồn vùng nghiên cứu 3.3.5 Tính tốn tiêu tích hợp yếu tố phát sinh tai biến Chỉ tiêu tích hợp yếu tố điều kiện ĐCCT tính theo cơng thức (1) chương I = 0,4964*a1’ + 0,02*a2’ + 0,3702*a3’ + 0,0769*a4’ + 0,0365*a5 Trong đó : ai’ tham số đinh ̣ lươ ̣ng của yế u tố ô mạng thứ i đã đươ ̣c chuẩ n hóa lại Tính tốn cho tất khu vực nghiên cứu phần mềm ArcGis 3.3.6 Xây dựng mơ hình trường biến đổi tiêu tích hợp phân vùng nguy sụt đất Sau tính tốn tiêu tích hợp yếu tố phát triển tai biến sụt đất, tiến hành xây dựng trường biến đổi, sở để tiến hành phân vùng 55 Khi có mơ hình trường biến đổi tiêu tích hợp yếu tố phát triển tai biến, đồng thời đánh giá mối quan hệ sở đường cong tích lũy tiêu tích hợp hàm mục tiêu, cho kết phân vùng nguy sụt đất có sở chặt chẽ Để xây dựng đường cong tích lũy, ln phải xác định rõ đâu yếu tố tích lũy, yếu tố lại yếu tố phân vùng Như vậy, hàm mục tiêu thể tích hố sụt, yếu tố cộng dồn, tính tồn khu vực nghiên cứu Cịn giá trị tiêu tích hợp giá trị để phân vùng Biểu đồ đường cong tích lũy thể hình 3.18 Hình 3.18: Biểu đồ đường cong tích lũy Từ mơ hình trường biến đổi yếu tố phát triển tai biến, kết hợp với phân tích mối quan hệ tiêu tích hợp hàng mục tiêu, cho kết phân vùng nguy sụt đất khu vực ven biển thành phố Cẩm Phả sau: Bảng 3.8: Bảng phân chia mức độ nguy sụt đất khu vực nghiên cứu Mức độ Không xảy Thấp Cao Rất cao Chỉ tiêu tích hợp 0,01 - 0,6 0,6 - 0,8 0,8 - 56 Thể tích cộng dồn 0.468 - 60.643 60.643 - 195.52 195.52 - 319.76 Kết phân vùng thể qua đồ “Hình 3.19: Bản đồ phân vùng nguy sụt đất khu vực ven biển thành phố Cẩm Phả” theo mô hình tiêu tích hợp yếu tố phát sinh tai biến Nhìn vào đồ phân vùng, khu vực nguy xảy sụt cao tập trung phía trung tâm khu vự nghiên cứu Đây khu vực có khoảng bề dày lớp đất nhạy cảm dao động khoảng từ 4-5m, nơi nơi có bề mặt đá gốc dao động từ -5m đến -10m, gần dứt gãy, đá gốc bị dập vỡ, nứt nẻ nhiều, thuận lợi cho việc hình thành hang, hốc ngầm karst Từ đó, dẫn đến nguy cao việc hình thành hố sụt karst Đối chiếu với hố sụt xảy thực tế, thấy có trùng khớp với kết phân vùng nguy cao cao đồ 57 Hình 3.19: Bản đồ phân vùng nguy sụt đất khu vực ven biển thành phố Cẩm Phả 58 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ * Kết luận * Các yếu tố chủ yếu ảnh hưởng đến cường độ phát sinh tai biến sụt đất khu vực ven biển thành phố Cẩm Phả bề dày lớp đất xung yếu (a1), bề dày lớp đất lớp đất xung yếu (a2), độ cao bề mặt đá vôi (a3), khoảng cách đến đứt gãy (a4) khoảng cách đến đường giao thơng (a5) Trong đó, yếu tố chiếm tỷ trọng cao a1 = 0,4964 a3 = 0,3702, yếu tố chiếm tỷ trọng a4 = 0,0769, a5 = 0,0365 a2 = 0,02 Với hệ số tương quan nhiều chiều R = 0,695 * Kết đưa từ mơ hình tính tốn tiêu tích hợp phụ thuộc vào hàm mục tiêu thể tích hố sụt yếu tố phát triển tai biến cho phép chia khu vực nghiên cứu thành vùng có mức độ nguy phát sinh tai biến sụt đất khác Kết phân vùng nơi có nguy cao cao phù hợp với hố sụt xảy thực tế * Kiến nghị * Cần phải có thêm thơng tin, số liệu địa chất thủy văn, dao động mực nước ngầm để đưa vào tính tốn Như kết đảm bảo tính xác cao 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Quốc Cường nnk (2016), “Nghiên cứu xác định nguyên nhân đề xuất giải pháp giảm thiểu sụt lún đất địa bàn thành phố Cẩm Phả”, Viện Địa chất – Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Đỗ Minh Đức nnk (2012), “Nghiên cứu chế hình thành hố sụt khu vực phân bố karst ngầm (lấy ví dụ khu vực Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn)”, tạp chí KTKT Mỏ - Địa chất, số 38/4-2012, tr16-24 Trần Trọng Huệ nnk (2006), "Nghiên cứu nguyên nhân chế xuất dự báo vùng tiềm ẩn sụt đất thôn Tân Hiệp-tỉnh Quảng Trị", Tạp trí khoa học đại học Quốc gia Hà Nội, (2) tr.1-10 Nguyễn Xuân Huyên nnk (2008), “Nghiên cứu khoanh vùng dự báo nứt sụt đất huyện Thanh Ba, tỉnh Phú Thọ, đề xuất giải pháp phòng tránh quy hoạch phục vụ phát triển bền vững”, Báo cáo tổng kết đề tài khoa học công nghệ, Viện Địa chất Trần Mạnh Liểu (2008) “Một vài phương pháp đánh giá định tính định lượng vai trị yếu tố hình thành phát triển tai biến địa chất), Tuyển tập hội nghị Khoa học Trường Đại học Mỏ - Địa chất Trần Mạnh Liểu (2007), “Cơ sở tiếp cận hệ thống đánh giá dự báo tổng hợp tai biến địa chất”, Tạp chí Địa kỹ thuật, số 2/2007 Trần Mạnh Liểu (2007), “ Phương pháp phân vùng dự báo khả phát triển tai biến địa chất theo tiêu tích hợp yếu tố phát triển tai biến”, Tạp chí xây dựng số 9/2007 Trần Mạnh Liểu nnk ( 2011),” Nghiên cứu đánh giá rủi ro Dự báo nguy trượt lở thị xã Bắc Kạn”, Chương trình SRV-07/056, Trung tâm nghiên cứu thị (Đại học Quốc gia Hà Nội) Trần Mạnh Liểu nnk (2015), “Nghiên cứu đánh giá rủi ro dự báo trượt lở, sụt lún mặt đất xã Nấm Dẩn, huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang”, Đại học Quốc gia Hà Nội 60 10 Tống Ngọc Thanh and nnk (2012), “Điều tra, khảo sát đánh giá trạng điều kiện địa chất cảnh báo tai biến địa chất vùng Ninh Dân khu vực lân cận địa bàn huyện Thanh Ba”, tr.170 11 Trần Đức Thạnh (1998), Lịch sử địa chất vịnh Hạ Long, Nxb Thế Giới, BQL vịnh Hạ Long, Hà Nội, tr.94 12 Đỗ Đình Thơng (1979), “Báo cáo kết thi cơng thăm dị bổ sung NDĐ vùng Bãi Cháy Cửa Ơng” 13 Nguyễn Đình Uy nnk (1995), “Điều tra địa chất đô thị thành phố Hạ Long” Lưu trữ Trung tâm Thông tin lưu trữ Địa chất 14 UBND thành phố Cẩm Phả, “Bản đồ địa thành phố Cẩm Phả”, Cẩm Phả 15 UBND Thị xã Cẩm Phả (24/12/1998), “Báo cáo kết khảo sát, đo đạc điểm sụt lún đất phường Cẩm Phú giải pháp xử lý hai điểm sụt” 16 Phạm Tích Xuân nnk (2007), “Nghiên cứu đánh giá tượng sụt đất khu vực xã Tân Thành (Hàm Yên), Ỷ La (thị xã Tuyên Quang), xây dựng sở dự báo nhằm phòng ngừa, giảm nhẹ thiệt hại sụt đất gây ra”, Viện Địa chất 17 Phạm Tích Xuân nnk (2009), “Tai biến sụt đất vùng đá cacbonat tỉnh miền núi phía Bắc giải pháp phòng tránh, giảm nhẹ thiệt hại”, Viện Địa chất 18 A C Waltham and P G Fookes (2003), Engineering classification of karst ground conditions, Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology, vol 36, pp 101-118 19 Brinkmann, R., M Parise, et al (2008), "Sinkhole distribution in a rapidly developing urban environment: Hillsborough County, Tampa Bay area, Florida", Engineering Geology, 99(3–4), pp.169-184 20 Guoqing Zhou, Hongbo Yan, Kunhua Chen and Rongtin Zhang (2016), “Spatial analysis for susceptibility of second-time karst sinkholes: A cas study of Jili Village in Guangxi, china”, Computers and Geosciences http://dx.doi.org/10.1016/j.cageo.2016.02.001 61 21 Sowers G.F (1986), “Correction and protection in limestone terrane” Environmental Geology and Water Science 8, 77-82 22 Sowers G.F (1996), “Building on Sinkholes” ASCE Press: New York, 202pp 23 Statham I and Baker M 1986 Foundation problems on limestone: a case history from the Carboniferous Limestone at Chepstow, Gwent Quarterly Journal of Engineering Geology 19, 191-201 24 Sharp TM (2003) Cover-collapse sinkhole formation and soil plasticity In: Beck BF (ed) “Sinkholes and the engineering and environmental impacts of karst” Geotechnical Special Publication No.122 American Society of Civil Engineers, Reston, pp 110– 123 25 Styles P and Thomas E 2001 “The use of microgravity for the characterisation of karstic cavities on Grand Bahama”, Bahamas 26 B.F and Herring J.G (Eds.) “Geotechnical and Environmental Applications of Karst Geology and Hydrology”, Balkema: Rotterdam, 389-394 27 Waltham T., Bell F., and Culshaw M 2005 “Sinkholes and Subsidence: karst and cavernous rocks in engineering and construction” Springer: Berlin, 382pp 28 Wanfang Zhou Ỉ Barry F Beck (2008), “Management and mitigation of sinkholes on karst lands: an overview of practical applications”, Environ Geol (2008) 55:837–851 29 W Zhou B.F Beck J.B Stephenson (2000), “Reliability of dipole-dipole electrical resistivity tomography for defining depth to bedrock in covered karst terranes” Environmental Geology 39 (7) May 2000 30 Zhou W, Beck BF, Adams AL (2003) “Sinkhole risk assessment along highway-70 near Frederick, Maryland In: Beck BF (ed) Sinkholes and the engineering and environmental impacts of karst” Geotechnical Special Publication No 122, American Society of Civil Engineers, pp 591–601 62 ... mơ hình tiêu tích hợp yếu tố phát sinh, phát triển tai biến để dự báo nguy sụt đất khu vực nghiên cứu - Mục tiêu * Xác định điều kiện, nguy? ?n nhân gây sụt đất khu vực ven biển thành phố Cẩm Phả. .. NHIÊN - Thái Hồng Anh NGHIÊN CỨU PHÂN VÙNG NGUY CƠ SỤT ĐẤT KHU VỰC VEN BIỂN THÀNH PHỐ CẨM PHẢ THEO MƠ HÌNH CHỈ TIÊU TÍCH HỢP CÁC YẾU TỐ PHÁT TRIỂN TAI BIẾN Chuyên ngành: Địa chất mơi... ND2: Phân vùng nguy tai biến sụt đất khu vực nghiên cứu - Luận chứng yếu tố điều kiện, nguy? ?n nhân phát sinh, phát triển tai biến sụt đất - Lựa chọn phương pháp nghiên cứu đánh giá nguy sụt đất