Nghiên cứu địa mạo phục vụ giảm nhẹ thiệt hại do tai biến trượt lở đất lũ bùn đá ở tỉnh lào cai

1 TR N THANH H Nghiên cứu địa mạo phục vụ giảm nhẹ, thiệt hại tai biến trợt lở đất, lũ bùn đá tỉnh lào cai NH XUT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI M CL C CÁC THUẬT NGỮ, KÝ HIỆU VIẾT TẮT DANH M C HÌNH DANH M C NH 10 M Đ U 11 Ch ng1 T NG QUAN V TR T L Đ T, L BÙN ĐÁ VÀ CƠ S NGHIÊN C U Đ A M O PH C V GI M NH THI T H I DO TAI BI N 17 1.1 Nghiên cứu trượt lở đất, lũ bùn đá giới Việt Nam 17 1.1.1 Tai biến thiên nhiên 17 1.1.2 Nghiên cứu trượt lở đất, lũ bùn đá giới 18 1.1.3 Nghiên cứu trượt lở đất, lũ bùn đá Việt Nam 26 1.1.4 Nghiên cứu trượt lở đất, lũ bùn đá Lào Cai 31 1.2 Cơ sở nghiên cứu địa mạo phục vụ giảm thiểu thiệt hại tai biến trượt lở đất, lũ bùn đá 33 1.2.1 Cơ sở địa mạo nghiên cứu trượt lở đất, lũ bùn đá 33 1.2.2 Cách tiếp cận nghiên cứu trượt lở đất, lũ bùn đá 36 1.2.3 Nội dung nghiên cứu địa mạo phục vụ giảm thiểu tác hại tai biến trượt lở đất, lũ bùn đá 38 1.2.4 Bản đồ địa mạo phục vụ nghiên cứu trượt lở đất, lũ bùn đá 41 1.3 Phương pháp quy trình nghiên cứu 43 1.3.1 Phương pháp nghiên cứu 43 1.3.2 Quy trình nghiên cứu 46 Kết luận chương 49 Ch ng CÁC NHÂN T NH H NG T I Đ A HÌNH VÀ PHÁT SINH TR TL Đ T, L BÙN ĐÁ 51 2.1 Vị trí địa lý 51 2.2 Các nhân tố tự nhiên 51 2.2.1 Địa chất 51 2.2.2 Vỏ phong hóa 55 2.2.3 Hệ thống sơn văn 58 2.2.4 Khí hậu 61 2.2.5 Mạng lưới sông suối chế độ thuỷ văn 65 2.2.6 Thổ nhưỡng 67 2.2.7 Thảm thực vật 70 2.3 Các nhân tố kinh tế - xã hội 74 2.3.1 Khái quát đặc điểm kinh tế xã - hội 74 2.3.2 Các hoạt động phát triển kinh tế ảnh hưởng đến phát sinh tai biến 75 Kết luận chương 79 Ch ng Đ C ĐI M Đ A M O T NH LÀO CAI 81 3.1 Đặc điểm trắc lượng hình thái 81 3.1.2 Đặc điểm chia cắt sâu 84 3.1.3 Đặc điểm chia cắt ngang 87 3.1.4 Đặc điểm độ dốc 89 3.1.5 Đặc điểm hướng sườn 91 3.2 Đặc điểm kiến trúc hình thái 93 3.2.1 Nhóm kiến trúc hình thái nâng tân kiến tạo 93 3.2.2 Nhóm kiến trúc hình thái hạ tương đối sụt lún tân kiến tạo 100 3.3 Đặc điểm kiểu nguồn gốc địa hình 102 3.3.1 Địa hình kiến tạo kiến trúc bóc mịn 102 3.3.2 Địa hình bóc mịn tổng hợp 103 3.3.3 Địa hình karst 107 3.3.4 Địa hình dịng chảy 108 3.4 Đặc điểm phát triển địa hình 109 3.4.1 Tuổi địa hình 109 3.4.2 Lịch sử phát triển địa hình 110 3.4.3 Tính chất chung địa hình 112 Kết luận chương 115 Ch ng ĐÁNH GIÁ TAI BI N TR T L Đ T, L BÙN ĐÁ KHU V C T NH LÀO CAI TRÊN CƠ S NGHIÊN C U Đ A M O 117 4.1 Hiện trạng tai biến trượt lở đất, lũ bùn đá tỉnh Lào Cai 117 4.1.1 Khái quát chung 117 4.1.2 Trượt lở đất, lũ bùn đá số tuyến giao thông khu dân cư 121 4.1.3 Trượt lở đất, lũ bùn đá sườn đáy thung lũng 123 4.2 Dấu hiệu địa mạo liên quan tới trượt lở đất, lũ bùn đá 126 4.2.1 Phân tích dấu hiệu địa mạo qua khối trượt lở điển hình 126 4.2.2 Phân tích dấu hiệu địa mạo qua dịng lũ bùn đá điển hình 138 4.2.3 Dấu hiệu địa mạo liên quan tới tai biến trượt lở đất, lũ bùn đá 146 4.3 Đánh giá điều kiện địa mạo ảnh hưởng tới trượt lở đất, lũ bùn đá 148 4.3.1 Trắc lượng hình thái 148 4.3.2 Nguồn gốc địa hình 152 4.4 Đánh giá nguy trượt lở đất, lũ bùn đá tỉnh Lào Cai sở ứng dụng công nghệ GIS 156 4.4.1 Đánh giá mức độ ảnh hưởng nhân tố tự nhiên 156 4.4.2 Đánh giá mức độ ảnh hưởng nhân tố kinh tế - xã hội 169 4.4.3 Đánh giá mức độ ảnh hưởng nhân tố tới độ ổn định địa hình phát sinh tai biến 171 4.4.4 Đánh giá nguy tai biến trượt lở đất tỉnh Lào Cai 179 4.4.5 Đánh giá nguy tai biến dòng bùn đá, lũ bùn đá tỉnh Lào Cai 182 4.5 Đánh giá nguy rủi ro phân vùng tai biến trượt lở đất, lũ bùn đá tỉnh Lào Cai 185 4.5.1 Đánh giá nguy rủi ro tai biến trượt lở đất, lũ bùn đá 185 4.5.2 Phân vùng nguy tai biến trượt đất, lũ bùn đá tỉnh Lào Cai 190 4.6 Kiến nghị số giải pháp phòng tránh giảm thiểu tai biến trượt lở đất, lũ bùn đá Lào Cai 194 Kết luận chương 199 K T LU N VÀ KI N NGH 201 TÀI LI U THAM KH O 203 CÁC THUẬT NGỮ, KÝ HIỆU VIẾT TẮT AHP Analytical Hierarchy Process (Phân tích cấp bậc) CCN Chia cắt ngang CCS Chia cắt sâu DEM Digital elevation model (Mơ hình số độ cao) GDP Gross domestic product (Tổng sản phẩm quốc nội) GIS Geographic Informations System (Hệ thông tin địa lý) GPS Global Positioning System (Hệ thống định vị toàn cầu) KHCN Khoa học cơng nghệ KTHT Kiến trúc hình thái KTTV Khí tượng thủy văn LBĐ Lũ bùn đá LQ Lũ quét MCE Multi Criteria Evaluation (Đánh giá đa tiêu) NGTK Niên giám thống kê nnk Những người khác PCLB Phòng chống lụt bão TBĐC Tai biến địa chất TBTN Tai biến thiên nhiên TKCN Tìm kiếm cứu nạn TKT Tân kiến tạo TLĐ Trượt lở đất TN&MT Tài ngun mơi trường TTHT Trạm trổ hình thái VNĐ Việt Nam đồng VPH Vỏ phong hóa DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ ngun tắc tiếp cận nghiên cứu dự báo tai biến trượt lở đất, lũ bùn đá 37 Hình 1.2: Sơ đồ bước đánh giá nguy tai biến trượt lở đất, lũ bùn đá tỉnh Lào Cai 47 Hình 2.1: Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu .52 Hình 2.2: Bản đồ địa chất tỉnh Lào Cai .53 Hình 2.3: Bản đồ vỏ phong hóa tỉnh Lào Cai 57 Hình 2.4: Mơ hình độ cao tỉnh Lào Cai .60 Hình 2.5: Bản đồ lượng mưa trung bình năm tỉnh Lào Cai 63 Hình 2.6: Sơ đồ mạng lưới thủy văn tỉnh Lào Cai 66 Hình 2.7: Bản đồ thổ nhưỡng tỉnh Lào Cai 68 Hình 2.8: Bản đồ tài nguyên rừng tỉnh Lào Cai .72 Hình 3.1a: Số di tích bậc địa hình khu vực tỉnh Lào Cai 82 Hình 3.1b: Sơ đồ phân bậc địa hình tỉnh Lào Cai 83 Hình 3.2: Bản đồ chia cắt sâu tỉnh Lào Cai .86 Hình 3.3: Bản đồ chia cắt ngang tỉnh Lào Cai 88 Hình 3.4: Bản đồ độ dốc tỉnh Lào Cai .90 Hình 3.5: Bản đồ hướng sườn tỉnh Lào Cai .92 Hình 3.6: Bản đồ kiến trúc hình thái tỉnh Lào Cai .101 Hình 3.7: Bản đồ địa mạo tỉnh Lào Cai 104 Hình 4.1: Bản đồ trạng trượt lở đất, lũ bùn đá tỉnh Lào Cai .120 Hình 4.2: Sơ đồ trạng khối trượt cầu Mống Sến 128 Hình 4.3: Sơ đồ địa chất khu vực cầu Mống Sến 128 Hình 4.4: Sơ đồ độ dốc khu vực cầu Mống Sến 130 Hình 4.5: Sơ đồ mật độ khe rãnh xói mịn sông suối khu vực cầu Mống Sến 130 Hình 4.6: Sơ đồ địa mạo khu vực cầu Mống Sến 131 Hình 4.7: Sơ đồ trạng trượt lở đất, lũ bùn đá khu vực xã Phìn Ngan .134 Hình 4.8: Sơ đồ địa mạo khu vực xã Phìn Ngan, huyện Bát Xát 135 Hình 4.9: Sơ đồ độ dốc khu vực xã Phìn Ngan, huyện Bát Xát 135 Hình 4.10: Sơ đồ mật độ khe rãnh xói mịn sơng suối khu vực xã Phìn Ngan, huyện Bát Xát 136 Hình 4.11: Sơ đồ lưu vực nhỏ có biểu lũ bùn đá sườn tây nam bình sơn Bắc Hà .138 Hình 4.12: Một số đặc điểm hình thái cấu trúc thung lũng suối Nậm Khòn 141 Hình 4.13: Cấu trúc đơn nghiêng thung lũng suối Ngịi Đơ, bình sơn Bắc Hà 142 Hình 4.14: Vị trí lưu vực suối Nà Tặc, huyện Bát Xát 143 Hình 4.15: Sơ đồ độ dốc thung lũng suối Nà Tặc 144 Hình 4.16: Sơ đồ mật độ khe rãnh xói mịn sơng suối thung lũng suối Nà Tặc 144 Hình 4.17: Sơ đồ địa mạo chi tiết thung lũng suối Nà Tặc 144 Hình 4.18: Biểu đồ mật độ điểm trượt lở theo bậc độ cao .149 Hình 4.19: Biểu đồ mật độ điểm trượt lở theo độ dốc .149 Hình 4.20: Biểu đồ mật độ điểm trượt theo hướng sườn 150 Hình 4.21: Biểu đồ mật độ điểm trượt theo độ chia cắt sâu 151 Hình 4.22: Biểu đồ mật độ điểm trượt theo độ chia cắt ngang .152 Hình 4.23: Biểu đồ thống kê điểm trượt dạng địa hình 152 Hình 4.24: Phân tích yếu tố dạng tuyến từ ảnh vệ tinh khu vực nghiên cứu 163 Hình 4.25: Biểu đồ lượng mưa trung bình tháng trạm Lào Cai trạm Sa Pa .166 Hình 4.26: Đánh giá ảnh hưởng độ dốc tới trượt lở 173 Hình 4.27: Đánh giá ảnh hưởng mức độ chia cắt ngang tới trượt lở 173 Hình 4.28: Đánh giá ảnh hưởng mức độ chia cắt sâu tới trượt lở 174 Hình 4.29: Đánh giá ảnh hưởng thành phần vật chất tới trượt lở 174 Hình 4.30: Đánh giá ảnh hưởng mức độ dập vỡ, nứt nẻ đất đá tới trượt lở 175 Hình 4.31: Đánh giá ảnh hưởng mật độ đứt gãy tới trượt lở 175 Hình 4.32: Đánh giá ảnh hưởng lượng mưa tới trượt lở 176 Hình 4.33: Đánh giá ảnh hưởng lớp phủ thực vật tới trượt lở .176 Hình 2.34: Biểu đồ thể trọng số nhân tố ảnh hưởng 178 Hình 4.35: Mơ hình tích hợp nhân tố ảnh hưởng đến độ ổn định sườn .180 Hình 4.36: Bản đồ nguy tai biến trượt lở đất tỉnh Lào Cai 181 Hình 4.37: Biểu đồ mật độ điểm trượt theo cấp đánh giá 182 Hình 4.38: Bản đồ nguy tai biến lũ bùn đá tỉnh Lào Cai 184 Hình 4.39: Mối quan hệ nguy tai biến tính dễ bị tổn thương 186 Hình 4.40: Bản đồ sở hạ tầng sử dụng đất tỉnh Lào Cai 187 Hình 4:41: Bản đồ đánh giá mức độ dễ bị tổn thương tai biến trượt lở đất, lũ bùn đá tỉnh Lào Cai 188 Hình 4.42: Bản đồ đánh giá nguy thiệt hại tai biến trượt lở đất, lũ bùn đá tỉnh Lào Cai .189 Hình 4.43: Bản đồ phân vùng tai biến trượt lở đất, lũ bùn đá tỉnh Lào Cai .192 10 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Nhiệt độ khơng khí trung bình khu vực thuộc tỉnh Lào Cai 61 Bảng 2.2: Kết quan trắc mưa trạm khí tượng Lào Cai .62 Bảng 2.3: Kết quan trắc độ ẩm trạm khí tượng Lào Cai 62 Bảng 4.1: Các dấu hiệu địa mạo cảnh báo tai biến trượt lở đất, lũ bùn đá 147 Bảng 4.2: Đánh giá ảnh hưởng độ dốc tới trượt lở đất 157 Bảng 4.3: Đánh giá ảnh hưởng mức độ chia cắt ngang tới trượt lở đất 158 Bảng 4.4: Đánh giá ảnh hưởng mức độ chia cắt sâu tới trượt lở đất 159 Bảng 4.5: Đánh giá cho dạng nguồn gốc địa hình 160 Bảng 4.6: Đánh giá ảnh hưởng thành phần đất đá tới trượt lở đất 162 Bảng 4.7: Đánh giá ảnh hưởng mức độ dập vỡ, nứt nẻ đất đá 162 Bảng 4.8: Đánh giá ảnh hưởng mật độ đứt gãy yếu tố dạng tuyến 163 Bảng 4.9: Đánh giá ảnh hưởng lượng mưa khu vực .167 Bảng 4.10a:Đánh giá ảnh hưởng lớp phủ thực vật tới trượt lở đất 168 Bảng 4.10b:Diện tích mật độ điểm trượt theo cấp độ 169 Bảng 4.11: Trọng số nhân tố ảnh hưởng .178 Bảng 4.12: Ma trận đánh giá nguy thiệt hại tai biến trượt lở đất, lũ bùn đá 190 36 gian Tuy nhiên, theo thời gian lặp lại hồn cảnh khác với cường độ khác Trong thực tế, đa số trình địa mạo diễn lâu dài, khơng trường hợp đột biến Nghiên cứu địa hình mặt đất trạng thái vật chất biến động sở nguyên lý địa mạo cách tốt để hiểu rõ chất địa hình Đó sở phương pháp luận chung cho việc nghiên cứu địa mạo quy mô nào, trình địa mạo Trong giai đoạn phát triển địa hình chúng thể bề mặt đặc điểm cụ thể hình thái nguồn gốc Nếu khứ tại, tượng TLĐ, LBĐ xảy điều kiện tương tự, tượng xảy tương lai Chính vậy, nghiên cứu điều kiện địa mạo khu vực sở quan trọng cho đánh giá tai biến TLĐ, LBĐ Trên sở này, việc nghiên cứu trạng TLĐ, LBĐ điều kiện phát sinh tai biến thiếu Nghiên cứu trạng cho ta biết quy luật vận động trình TLĐ, LBĐ điều kiện khu vực cụ thể Đó sở để đánh giá đơn tính tổng hợp nhân tố ảnh hưởng tới trình gây tai biến 1.2.2 Cách tiếp cận nghiên cứu trượt lở đất, lũ bùn đá Môi trường tự nhiên coi hệ thống hoàn chỉnh phức tạp nhất, yếu tố mơi trường đất, nước, khơng khí, sinh vật tương tác lẫn tạo biến đổi khôn lường sống Địa hình mặt đất - đối tượng nghiên cứu địa mạo, sản phẩm mối tác động qua lại trình nội sinh ngoại sinh, thường xuyên thay đổi theo không gian, thời gian Phương pháp phân tích hệ thống giúp cho việc nghiên cứu, đánh giá trình địa mạo nói chung tai biến địa mạo nói riêng cách tổng thể toàn diện mối quan hệ trình tự nhiên, nhân sinh với chúng Trên quan điểm tổng hợp, TLĐ, LBĐ trình chịu nhiều tác động nhân tố Mỗi nhân tố ảnh hưởng tác động đến q trình quy mơ cường độ khác Cụ thể, nêu cách tiếp cận phổ biến kế thừa, phát sinh tổng hợp theo sơ đồ sau: K th a T ng h p 37 Phát sinh Hình 1.1: Sơ đồ nguyên tắc tiếp cận nghiên cứu dự báo tai biến TLĐ, LBĐ [107, 109] Tiếp cận kế thừa: Dựa vào nhận thức rằng, phát triển tương lai tai biến TLĐ, LBĐ (q trình, tượng) đó, định theo khuynh hướng chủ yếu, quy luật chủ yếu có đặc tính chủ yếu tai biến khứ Theo cách tiếp cận phải phân tích, đánh giá tài liệu tai biến TLĐ, LBĐ khứ Tài liệu nhiều (cả không gian thời gian), phương pháp hay, chuyên gia giỏi chất lượng dự báo cao Phương pháp quan trọng phổ biến thống kê, xác suất kết hợp với số mơ hình tốn Tiếp cận phát sinh: Trên quan niệm cho phát triển TLĐ, LBĐ tương lai theo khuynh hướng nào, theo quy luật độ lớn tác động tổng hợp nhân tố ảnh hưởng đến phát sinh phát triển tai biến định Với điều kiện kỹ thuật nay, đặc biệt công nghệ GIS, người ta muốn đưa nhiều nhân tố vào đánh giá dự báo phát triển TLĐ, LBĐ Hướng tiếp cận thường áp dụng trường hợp nghiên cứu sơ bộ, thành lập đồ tỷ lệ nhỏ, trường hợp thiếu khơng có tài liệu lịch sử trạng Cách tiếp cận tổng hợp (bao gồm tiếp cận thừa kế phát sinh): Cách tiếp cận ưu việt làm cho công tác dự báo xác 38 Theo cách tiếp cận này, trước hết phải ứng dụng triệt để hai cách tiếp cận sau liên kết cách hữu chúng với Chất lượng dự báo cao khả liên kết lớn Ví dụ nhân tố địa chất, chúng gồm nhiều tập hợp đá khác Mỗi tập hợp ảnh hưởng đến trượt lở cách khác Để đánh giá ảnh hưởng khác cách định lượng, ngồi việc dựa vào thành phần tính chất tập hợp đá, cần thiết phải dựa vào tài liệu lịch sử trạng trượt lở, liên kết tài liệu với tập hợp đá Tập hợp đá phát triển mạnh mẽ trượt lở ảnh hưởng chúng tới trình phải lớn so với tập hợp đá khác chúng phải đánh giá mức độ ảnh hưởng nhiều Trên quan điểm tổng hợp, TLĐ, LBĐ trình chịu nhiều tác động nhân tố Mỗi nhân tố ảnh hưởng tác động đến q trình quy mơ cường độ khác Để đánh giá tổng hợp tác động nhân tố này, GIS lựa chọn tối ưu chất ứng dụng GIS xác lập mối liên hệ đối tượng tượng mang thuộc tính khơng gian Trong nghiên cứu xác lập mơ hình cho ứng dụng GIS, người ta phải tìm mối liên hệ tượng để từ xác lập lớp thơng tin cần phải đưa vào mơ hình Vì vậy, sở việc ứng dụng công nghệ GIS đánh giá tai biến TLĐ, LBĐ xem xét mối quan hệ không gian nhân tố tác động đến trình tổng hợp tác động chúng theo nguyên lý phát sinh 1.2.3 Nội dung nghiên cứu địa mạo phục vụ giảm thiểu tác hại tai biến trượt lở đất, lũ bùn đá a) Nghiên cứu nhân tố thành tạo địa hình phát sinh tai biến Theo phương pháp luận địa mạo học, địa hình xem vật có phát sinh, phát triển theo lơgic tiến hóa kết tác động tương hỗ đồng thời lên bề mặt Trái Đất trình nội sinh ngoại sinh Hai nhóm động lực ln đồng thời tồn gây tác động ngược mặt đất Tùy thuộc vào tương quan mạnh hay yếu chúng mà địa hình mặt đất phát triển theo khuynh hướng khác Địa hình ln có mối liên hệ cụ thể chặt chẽ với đặc điểm môi trường địa 39 lí, xem hợp phần mơi trường vốn có khả tự điều chỉnh, nghĩa ln ln có quan hệ tương hỗ quan hệ chi phối nhân-quả với hợp phần khác môi trường địa lý TLĐ, LBĐ trình địa mạo, nghiên cứu dạng tai biến ta phải ý đầy đủ đến toàn quan hệ qua lại phức tạp địa quyển: thạch quyển, khí quyển, thủy sinh quyển, kể tác động người Đó nhân tố hình thành phát sinh tai biến b) Nghiên cứu hình thái, kiến trúc nguồn gốc địa hình mối liên hệ với tai biến Diện mạo bên ngồi, hình thái địa hình có ý nghĩa quan trọng phân bố lại vật chất dạng lượng tự nhiên bề mặt Trái Đất Hình thái chi phối hoạt động trình tạo thành cải biến địa hình, quy định khả sử dụng địa hình cho mục đích khác nhau, nhiều phản ánh thông tin quan trọng địa chất, thạch học kiến tạo Mỗi loại tai biến xảy theo quy luật định chúng chịu chi phối yếu tố địa hình, địa mạo khác nhau, tuỳ theo yếu tố trội mà hình thành nên loại hình tai biến đặc trưng cho chúng Đối với tai biến trượt lở, đổ lở, xói mịn đất, thường xảy phổ biến vùng núi cao, sườn dốc trình xâm thực sâu chủ yếu Trong vùng độ chênh cao địa hình khơng lớn, chủ yếu tích tụ trầm tích bở rời q trình xâm thực ngang lại chiếm ưu dẫn đến tai biến trượt, xói lở bờ sơng lớn Cịn vùng trũng núi, xuất chủ yếu loại hình tai biến LQ, LBĐ, nơi phát triển phổ biến mạng sơng suối có dạng hội tụ, xung quanh vùng trũng, địa hình có độ chênh cao lớn, sườn dốc, có mưa lớn, nước kèm theo sản phẩm trượt từ cao dồn tụ đây, gây tượng tai biến nói Do nghiên cứu, phân tích xác định khơng gian dạng địa hình, phân loại độ dốc trình địa mạo rõ ràng cần thiết, giúp cho hiểu rõ nguyên nhân gây cho loại tai biến khác làm sở cho việc phân vùng dự báo tiềm gây tai biến Trên sở nghiên cứu trạng tai biến khu vực phân tích chi tiết số khu vực điển hình rút 40 số quy luật mối quan hệ hình thái, kiến trúc nguồn gốc địa hình tai biến TLĐ, LBĐ c) Những đặc trưng địa mạo liên quan tới tai biến TLĐ, LBĐ Ngày nay, lí thuyết người ta biết tác nhân chủ yếu tai biến TLĐ, LBĐ chưa có trường hợp rõ cụ thể nơi hay nơi bị tai biến nhiều chúng lặp lặp lại địa bàn TLĐ, LBĐ xảy làm biến đổi địa hình tùy vào điều kiện địa mạo định xuất tai biến Nghiên cứu đặc trưng địa mạo liên quan đến tai biến TLĐ, LBĐ quan tâm nghiên cứu gần Việt Nam (Đào Đình Bắc, Trần Thanh Hà, 2006) [10] Bằng việc phân tích số khối trượt khu vực xảy LBĐ điển hình ngồi khu vực nghiên cứu, chúng tơi rút đặc trưng địa mạo riêng cho kiểu trượt, lũ Việc làm sáng tỏ tập hợp dấu hiệu địa mạo cụ thể có giá trị cảnh báo nguy xuất tai biến suy từ nghiên cứu chìa khóa kiểm chứng số khu vực khác có điều kiện tương tự việc làm có ý nghĩa đánh giá loại hình tai biến Tiến tới phân loại dấu hiệu đặc trưng ứng với trường hợp cụ thể đánh thị địa điểm có nguy cao dạng tai biến TLĐ, LBĐ d) Đánh giá tính ổn định địa hình Đối tượng nghiên cứu địa mạo ứng dụng mối quan hệ địa hình mục tiêu kinh tế Trong nghiên cứu tai biến địa động lực ngoại sinh, địa mạo học đóng vai trị quan trọng Cơ sở hướng nghiên cứu dựa vào quy luật phát triển địa hình, coi địa hình hệ cân động, lực liên kết đóng vai trị giữ ổn định địa hình cịn trọng lực đóng vai trị tiềm ẩn q trình phá vỡ địa hình Khơng phải nơi xảy trình tách sườn, trượt đất, lở đá, mà chúng phát triển số trường hợp riêng biệt, có tính chất địa phương Tính động q trình khơng phụ thuộc vào độ dốc sườn mà đặc tính bao phủ lớp trầm tích bở rời, thành phần học độ ẩm đất đá Trong trình phát triển mình, địa hình trải qua giai đoạn phát triển khác Chỉ 41 tiêu giai đoạn khác đặc điểm hình thái sườn, hình thái chạm trổ nó, có mặt thung lũng dạng vi địa hình khác Giữa hình thái cấu tạo sườn có mối liên quan chặt chẽ phức tạp Khi biết mối quan hệ này, theo hình thái xác định theo cấu tạo vật liệu bở rời sườn, đặc điểm tướng Đó sở để đánh giá q trình dự đoán chúng tương lai Chỉ tiêu địa mạo từ lâu sử dụng để đánh giá độ ổn định sườn địa chất công trình - địa chất so sánh Nội dung chủ yếu phân tích lịch sử phát triển sườn, xác định hướng phát triển trình chuyển động kiến tạo Khi phân tích hình thành thung lũng sơng miền núi hay đồng hình thành khái niệm mức độ ổn định phận sườn khác vạch phận nguy hiểm Những phận sườn thấp dốc phù hợp với chia cắt Holocen Đệ tứ muộn cấu tạo đá bị phá hủy xem ổn định Phần sườn hình thành vào thời gian Đệ tứ muộn mà đá thành tạo bị phá huỷ mạnh mẽ bị phong hố, khơng ổn định Những phận sườn phía bị phá huỷ lâu dài bị thay đổi đáng kể không ổn định Nhưng tác động lâu dài trình di chuyển thường sinh loại sườn thoải Điều giảm mức độ nguy hiểm chúng quan điểm đổ lở 1.2.4 Bản đồ địa mạo phục vụ nghiên cứu trượt lở đất, lũ bùn đá Qua tổng quan cơng trình nghiên cứu Việt Nam giới cho thấy tai biến TLĐ, LQ, LBĐ xảy nhiều quy mơ khác Trên thực tế, để nghiên cứu dạng tai biến nói chung hay TLĐ LBĐ cần có nghiên cứu tổng quan nhiều khía cạnh địa chất, địa mạo, thủy văn, nghiên cứu chi tiết lập trạm đo tốc độ dịch chuyển thân khối trượt hay camera theo dõi, Tương ứng, phương pháp địa mạo nghiên cứu tai biến cần có tiếp cận từ khái quát đến chi tiết * Nguyên tắc thành lập Xét góc độ tự nhiên q trình TLĐ q trình tiến hóa sườn đến trạng thái cân Nghiên cứu 42 trình trượt lở nghiên cứu nguồn gốc trình hình thành sườn Hướng nguồn gốc hình thành từ năm 50-60 kỷ XX Một nhà địa mạo thuộc Liên Xô đưa nguyên tắc phân loại địa hình theo bề mặt đồng nguồn ngốc Efremov I.UK (1949), sau Xpiriđonov A.I (1959) phát triển đưa hệ thống phân loại thống cho đồ tỷ lệ 1:1.000.000 1:50.000 [24] Theo Apiridonov A I trình trượt lở nằm lớp địa hình có nguồn gốc ngoại sinh thuộc nhóm kiểu địa hình trọng lực Cho đến nay, đồ địa mạo Việt Nam chưa có hệ thống giải thực mang tính quy chế chung tính linh hoạt ứng dụng chúng Ứng dụng địa mạo cho tai biến TLĐ, LQ khơng có đồng Vì vậy, cơng trình tác giả đưa quy tắc chung cho việc thành lập đồ địa mạo nghiên cứu tai biến TLĐ, LBĐ Một mặt đảm bảo nội dung đồ địa mạo theo nguyên tắc nguồn gốc lịch sử, mặt khác đồ bổ sung thêm nhiều yếu tố trắc lượng hình thái Nguyên tắc thành lập cụ thể sau: - Đảm bảo đối tượng nội dung chung đồ địa mạo; - Nguyên tắc để phân loại địa hình nguyên tắc bề mặt đồng nguồn gốc; - Thành lập sơ đồ địa mạo phân cắt ngang, phân cắt sâu, độ cao, độ dốc, hướng sườn, nhóm mặt cắt trùng hợp, để bổ sung giá trị định lượng cụ thể cho vùng nghiên cứu * Nội dung thể đồ địa mạo Qua phần trình bày trên, sử dụng bảng phân loại địa hình theo nguyên tắc bề mặt đồng nguồn gốc thành lập đồ địa mạo vừa đồ địa mạo chung vừa đồ địa mạo ứng dụng để nghiên cứu vấn đề tai biến thiên nhiên Trên cịn bổ sung thêm nhiều yếu tố trắc lượng địa hình trạng tai biến Bản đồ địa mạo Lào Cai tỷ lệ 1:100.000 phục vụ nghiên cứu tai biến TLĐ, LBĐ thành lập với 32 dạng địa hình theo nguồn gốc (xem đồ địa mạo chương 3), với nhóm dạng địa sau: I- Nhóm địa hình 43 kiến tạo kiến trúc bóc mịn (Các dạng địa hình sườn có nguồn gốc kiến tạo kiến trúc bóc mịn, độ dốc địa hình lớn); II- Nhóm địa hình bóc mịn tổng hợp (Bao gồm bề mặt nằm ngang, nghiêng có nguồn gốc san bậc độ cao khác địa hình sườn có nguồn gốc xâm thực, bóc mịn, rửa trơi bề mặt); III- Nhóm địa hình karst (Tập hợp dạng địa hình phát triển trầm tích cacbonat có nguồn gốc hình thành khác nhau); IV- Nhóm địa hình dịng chảy (Bao gồm dạng địa hình có nguồn gốc dịng chảy thềm, bãi bồi, bề mặt tích tụ sơng, lũ tích, ) 1.3 Ph ng pháp quy trình nghiên c u 1.3.1 Phương pháp nghiên cứu Để thực mục tiêu nhiệm vụ đề tài, nhóm phương pháp sau sử dụng: a) Nhóm phương pháp nghiên cứu thực địa Các phương pháp thực địa truyền thống sử dụng nhằm mục đích: bổ sung, kiểm tra kết nghiên cứu giải đoán phịng (trên đồ địa hình, ảnh viễn thám ) địa hình, trình địa mạo, cấu trúc địa chất thành phần thạch học, lớp phủ thực vật, ; quan sát, đo vẽ, mô tả biểu có liên quan đến tai biến địa mạo Trong q trình thực cơng trình, phương pháp sử dụng để khảo sát theo tuyến điểm toàn lãnh thổ tỉnh Lào Cai, bao gồm nội dung sau: nghiên cứu địa mạo phân tích số khối trượt điển khu vực cầu Mống Sến, xã Phìn Ngan, tuyến quốc lộ qua tỉnh Ngồi ra, tác giả cịn tiến hành khảo sát điều tra khu vực ngồi tỉnh Lào Cai để tìm hiểu rõ chất trình sinh LBĐ khu vực Mường Lay (tỉnh Lai Châu) hay đường Hồ Chí Minh Các kết khảo sát thực địa sử dụng để hoàn thiện đồ trạng tai biến TLĐ, LBĐ đồ địa mạo phục vụ nghiên cứu tai biến tỉnh Lào Cai b) Nhóm phương pháp nghiên cứu địa mạo truyền thống - Phương pháp phân tích nguồn gốc - hình thái: Phương pháp xây dựng sở nguyên lý cho hình thái địa hình có liên 44 quan chặt chẽ với nguồn gốc Nói cách khác, kiểu nguồn gốc địa hình khác đặc trưng kiểu hình thái địa hình riêng biệt Trong nghiên cứu này, phương pháp sử dụng để phân loại nguồn gốc thành tạo địa hình, làm sở đánh giá mức độ ổn định sườn tai biến LBĐ gây - Phương pháp phân tích động lực - hình thái: Phương pháp dựa mối quan hệ chặt chẽ động lực thành tạo đặc điểm hình thái địa hình Đặc điểm hình thái dạng địa hình đó, tích tụ hay mài mịn, xói lở, kết tác động hay vài nhân tố động lực chiếm ưu Trong nghiên cứu này, phương pháp sử dụng để nghiên cứu vấn đề địa mạo chung có liên quan đến hình thành phát triển thành tạo địa hình Đánh giá tai biến TLĐ, LBĐ thơng qua dấu vết hình thái để lại địa hình - Phương pháp trắc lượng hình thái: Phương pháp cho phép phân tích định lượng địa hình bề mặt Trái Đất, bao gồm nghiên cứu đặc điểm hình thái địa hình thể đồ địa hình, ảnh viễn thám, Với hỗ trợ GIS, nghiên cứu hình thái địa hình, độ cao tuyệt đối, độ cao tương đối, độ dốc, độ CCN, độ chia cắt sâu, bề mặt sở, cách có hiệu Trong nghiên cứu này, phương pháp trắc lượng hình thái sử dụng để đánh giá đặc trưng hình thái địa hình, bao gồm độ chênh cao địa hình, độ dốc địa hình, hướng sườn mật độ CCN địa hình Các yếu tố có mối quan hệ trực tiếp với q trình hình thành phát sinh tai biến TLĐ, LBĐ, đặc biệt LQ lưu vực sông suối nhỏ phần thượng trung lưu tỉnh Lào Cai Độ dốc địa hình mật độ CCN cho thấy mức độ tập trung dòng chảy lưu vực, hướng lưu vực lại có quan hệ mật thiết với hướng đón gió, đón mưa, [23] c) Nhóm phương pháp viễn thám GIS Trong năm gần đây, công nghệ viễn thám GIS giải nhiều toán địa mạo tai biến thiên nhiên Đặc biệt dạng địa hình, yếu tố địa mạo, cấu trúc dạng tuyến, cấu trúc tách giãn, đứt gãy TKT, Các loại ảnh vệ tinh (SPOT, LANDSAT TM, ảnh máy bay ), loại đồ địa hình phần mềm GIS (Mapinfo, Erdas Imagine, Arcview, Ilwis, ArcGIS ) để nắn 45 chỉnh hình học, xây dựng DEM, phân tích, tổ hợp quản lý số liệu, Ảnh vệ tinh cung cấp cho chuyên gia thông tin tổng quan, định hướng cho việc tiến hành khảo sát phương pháp khác đến việc đưa nhận định chi tiết, xác (các cấu trúc địa chất, vị trí đứt gãy TKT biên độ dịch chuyển chúng ) tuỳ thuộc vào loại ảnh, độ phân giải ảnh, tỷ lệ cách tổ hợp mầu Cơng nghệ GIS góp phần quan trọng nâng cao độ tin cậy ảnh viễn thám, xây dựng mơ hình số độ cao DEM giúp xác hố dạng địa hình, yếu tố địa mạo, xác hoá chất chế hoạt động đứt gãy thơng qua dạng địa hình thể dấu ấn chúng diện tam giác, điểm dịch chuyển sống núi, sông suối, bãi bồi trầm tích Đệ tứ, Sự kết hợp cơng nghệ viễn thám GIS cịn đặc biệt hữu ích tính tốn mơ hình định lượng: mơ hình xói mịn đất, TLĐ, khả ngập lụt, ngập úng, biến đổi ứng suất kiến tạo có hoạt động đứt gãy, chuyển dịch xảy Đây sở quan trọng dự báo đưa biện pháp phòng tránh giảm thiểu thiên tai phục vụ công tác xây dựng, quy hoạch phát triển bền vững d) Phương pháp mô hình hóa ứng dụng mơ hình Hiện giới có nhiều mơ hình định lượng phục vụ nghiên cứu, đánh giá tai biến TLĐ LBĐ Các đồ tai biến xây dựng thường thể nội dung đặc điểm phân bố vùng tiềm ẩn tai biến, cung cấp thông tin thời gian khả xuất chúng tương lai Tuy nhiên, không gian cụ thể, việc xác định thời gian xảy tai biến vấn đề khó khăn mối quan hệ phức tạp nhiều nhân tố tác động Hầu hết đồ tai biến thành lập với mục tiêu cảnh báo khu vực có khả xảy tai biến, xem đồ nguy tai biến Mơ hình tai biến nghiên cứu xây dựng sở nguyên lý “quá khứ chìa khố cho tương lai” - có nghĩa rằng, tượng tai biến tương lai thường xuất điều kiện phù hợp dẫn tới tượng khứ Đây sở quan trọng cho hướng tiếp cận nghiên cứu tai biến 46 khoa học địa mạo, thông qua việc nghiên cứu nguồn gốc, lịch sử phát triển thành tạo địa hình Để xây dựng mơ hình tai biến, công việc phải thành lập đồ địa mạo để xác định tai biến hay dấu hiệu tượng khứ, tại, nhằm cảnh báo khả tiếp tục xảy tương lai Công việc có hai cách tiếp cận khác nhau: đưa số đánh giá sử dụng bảng thống kê để đánh giá tai biến Trong cách tiếp cận thứ nhất, nhân tố tác động đến tai biến phân cấp đánh giá trọng số theo mức độ quan trọng chúng di chuyển khối vật chất sườn Trong cách tiếp cận thứ hai, vai trò nhân tố xác định sở khảo sát mối quan hệ phân bố TLĐ khứ 1.3.2 Quy trình nghiên cứu Trong nghiên cứu TLĐ, LBĐ, việc mơ hình hóa quy trình đánh giá cần thiết Một mặt mơ hình thể mối quan hệ logic nhân tố ảnh hưởng vai trị chúng q trình phát sinh tai biến Mặt khác lại thể chất trình gây tai biến Quy trình nghiên cứu thực qua bước theo sơ đồ hình 1.2 Bước 1: Nghiên cứu trạng đánh giá mức độ ổn định dạng địa hình Trong bước này, đồ trạng tai biến TLĐ, LBĐ tỉnh Lào Cai thành lập song song với việc phân tích đặc điểm địa mạo số khối trượt điển hình, phân tích tính bền vững dạng địa hình trình TLĐ LBĐ Bước 2: Xác định nhân tố ảnh hưởng đến TLĐ, LBĐ dấu hiệu địa mạo liên quan Các nhân tố ảnh hưởng bao gồm nhân tố tự nhiên nhân tố kinh tế - xã hội nghiên cứu phân tích vai trò chúng TLĐ, LBĐ Các dấu hiệu địa mạo để xác định khu vực TLĐ, LBĐ rút từ phân tích trạng tai biến kết hợp với phân tích trắc lượng hình thái Bước 3: Phân cấp phân hạng nhân tố ảnh hưởng đến TLĐ Bản chất việc phân cấp, phân hạng đánh giá phân dị 47 không gian yếu tố đơn lẻ tới trình đánh giá mức độ ảnh hưởng khác nhân tố đến trình TLĐ, LBĐ Hình 1.2: Sơ đồ bước đánh giá nguy tai biến TLĐ, LBĐ tỉnh Lào Cai 48 Phân cấp (đánh giá theo chiều ngang): Các nhân tố tác động đến q trình ln phân dị khơng gian, chỗ mạnh chỗ yếu Việc đánh giá phân cấp thực dễ dàng có trợ giúp GIS Mỗi nhân tố ảnh hưởng coi lớp thông tin chúng định lượng giá trị có thứ nguyên độ dốc, độ cao hay bán định lượng thảm thực vật, thạch học Tuy có khác biệt lớn nhân tố ảnh hưởng phân cấp tác động đến trình phải ln ln bình đẳng Tức khơng có trường hợp nhân tố chia thành cấp mà nhân tố chia thành cấp Dựa vào nghiên cứu tổng quan phân tích trạng kết hợp với nghiên cứu chi tiết số khối trượt điển hình, tác giả có sở để phân cấp mức độ ảnh hưởng nhân tố ảnh hưởng tới trình TLĐ LBĐ Trong cơng trình này, tác giả chọn thang chia cấp để đánh giá thang chia phù hợp với liệu có thu thập được, đảm bảo mục đích tỷ lệ nghiên cứu Phân hạng (đánh giá theo chiều thẳng đứng): Sự tác động nhân tố trượt lở khác nhau, mà phải có phân hạng mức độ tác động nhân tố tới q trình Cơng việc địi hỏi người đánh giá phải có hiểu biết cụ thể địa mạo động lực (quá trình sườn) Về chất, trượt lở hoạt động mang nhiều tính tự nhiên tiến hóa sườn Đối với trường hợp cụ thể, nhân tố lại thể tác động mức độ khác đơi điều kiện đủ để có trượt lở xảy Kết định lượng việc phân hạng tìm trọng số yếu tố có tác động đến q trình trượt lở Bước 4: Đánh giá nguy tai biến TLĐ, LBĐ Bước thực cở sở ứng dụng GIS để đánh giá tổng hợp nhân tố ảnh hưởng tới trình trượt lở Kết hợp với phân tích địa mạo thực bước để đánh giá tiềm LBĐ toàn tỉnh Lào Cai Kết đánh giá kiểm chứng số liệu thực tế, phù hợp mơ hình tính tốn có độ tin cậy cao, cịn ngược lại thị phải hiệu chỉnh lại mơ hình 49 Bước 5: Trên sở phân tích trạng sở hạ tầng tiến hành đánh giá mức độ dễ bị tổn thương đối tượng bị thiệt hại, thành lập đồ đánh giá mức độ dễ bị tổn thương đối tượng bị thiệt hại Kết hợp đồ nguy tai biến TLĐ, LBĐ đồ mức độ dễ bị tổn thương để thành lập đồ nguy thiệt hại (rủi ro) tai biến TLĐ, LBĐ Bước 6: Phân vùng dự báo tai biến TLĐ, LBĐ Kết bước đồ phân vùng tai biến thành lập sở đồ mức độ rủi ro TLĐ, LBĐ đồ địa mạo Cuối cùng, dựa kết nghiên cứu, tiến hành đề xuất giải pháp phòng tránh giảm thiểu tai biến TLĐ, LBĐ K t lu n ch ng Tai biến TLĐ LBĐ có xu hướng gia tăng tác động hoạt động phát triển, xác định vấn đề thời cấp thiết nghiên cứu khoa học thực tiễn Tuy nhiên, không gian cụ thể, việc đánh giá thời gian xảy tai biến vấn đề khó khăn mối quan hệ phức tạp nhiều nhân tố tác động Với cấu trúc địa chất phức tạp, địa hình có độ phân cắt mạnh dẫn tới lượng địa hình cao, hàng năm Lào Cai tỉnh chịu nhiều tai biến thiên nhiên, đặc biệt tai biến nguồn gốc ngoại sinh TLĐ LBĐ Trong nghiên cứu tai biến thiên nhiên nói chung tai biến TLĐ, LBĐ nói chung, phương pháp thường sử dụng kết hợp hệ phương pháp nghiên cứu truyền thống (địa mạo, địa chất, địa lý địa vật lý) cơng nghệ đại Cuối cùng, quy trình nghiên cứu gồm bước đề xuất phục vụ nghiên cứu tai biến TLĐ, LBĐ đề tài 50 Ảnh 1.1: Trượt đất La Conchita, California, Hoa Kỳ năm 1995 Ảnh 1.2: Trượt lở đất Hong Kong Ảnh 1.3: Trượt lở đất Mameyes, Puerto Pico, Năm 1985 Ảnh 1.4: Trượt lở đất Tawangmangu Ảnh 1.5: Trượt đất Quốc lộ 32, Yên Bái Ảnh 1.6: Lũ bùn đá Bát Xát, Lào Cai năm 1998 đảo Java, Indonesia năm 2007 ... Nghiên cứu trượt lở đất, lũ bùn đá giới 18 1.1.3 Nghiên cứu trượt lở đất, lũ bùn đá Việt Nam 26 1.1.4 Nghiên cứu trượt lở đất, lũ bùn đá Lào Cai 31 1.2 Cơ sở nghiên cứu địa mạo phục. .. phục vụ giảm thiểu thiệt hại tai biến trượt lở đất, lũ bùn đá 33 1.2.1 Cơ sở địa mạo nghiên cứu trượt lở đất, lũ bùn đá 33 1.2.2 Cách tiếp cận nghiên cứu trượt lở đất, lũ bùn đá. .. 36 1.2.3 Nội dung nghiên cứu địa mạo phục vụ giảm thiểu tác hại tai biến trượt lở đất, lũ bùn đá 38 1.2.4 Bản đồ địa mạo phục vụ nghiên cứu trượt lở đất, lũ bùn đá 41 1.3 Phương