Ứng dụng tư liệu địa chất và địa chất công trình xây dựng bản đồ phân vùng cấu trúc tầng nông đới ven sông hồng khu vực Sơn Tây - Gia Lâm

Bài viết trình bày phương pháp xây dựng bản đồ phân vùng cấu trúc tầng nông đới ven sông Hồng khu vực Sơn Tây - Gia Lâm trên cơ sở ứng dụng tổ hợp các tài liệu địa chất, địa chất công trình. Bản đồ cho thấy khu vực này chủ yếu thuộc vùng cấu trúc yếu tầng nông đồng bằng, được phân chia theo nền địa chất công trình từ yếu đến mạnh với các mức độ từ đơn giản đến phức tạp.

Nghiên cứu ỨNG DỤNG TƯ LIỆU ĐỊA CHẤT VÀ ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG BẢN ĐỒ PHÂN VÙNG CẤU TRÚC TẦNG NÔNG ĐỚI VEN SÔNG HỒNG KHU VỰC SƠN TÂY - GIA LÂM Nguyễn Thị Nhân, Nguyễn Tiến Hải, Bùi Thị Bảo Anh, Nguyễn Xuân Tùng Viện Địa chất Địa vật lý Biển, Viện Hàn lâm Khoa học Cơng nghệ Việt Nam Tóm tắt Gần đây, đoạn sông Hồng từ Sơn Tây đến Gia Lâm (Hà Nội) thường xun xảy q trình xói, sạt lở bờ sông gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới hệ thống đê, kè hoạt động dân sinh kinh tế - xã hội Các trình sạt lở phần lớn có liên quan đến thành phần cấu trúc lớp đất đá Do vậy, việc nghiên cứu cấu trúc tầng nông đới ven sông cần thiết đánh giá tai biến địa chất liên quan đến sạt lở đới bờ Bài báo trình bày phương pháp xây dựng đồ phân vùng cấu trúc tầng nông đới ven sông Hồng khu vực Sơn Tây - Gia Lâm sở ứng dụng tổ hợp tài liệu địa chất, địa chất cơng trình Bản đồ cho thấy khu vực chủ yếu thuộc vùng cấu trúc yếu tầng nông đồng bằng, phân chia theo địa chất cơng trình từ yếu đến mạnh với mức độ từ đơn giản đến phức tạp Từ khóa: Cấu trúc tầng nơng; Trầm tích tầng nơng; Địa chất cơng trình (ĐCCT); Đới ven sơng Hồng Abstract Application of geological and engineering geology to establish map of zoning structure shallow layer of the Red river bank from Son Tay to Gia Lam, Hanoi area Recently, processes of erosion and landslide have occurred more frequently in the Red river bank from Son Tay to Gia Lam (Hanoi), which have seriously affected dyke systems, embankments and socio - economic activities Mostly erosion processes are relating to soil layer texture ingredient Therefore, research about structure shallow layer of the Red river bank is very necessary in assessing the geological hazards realting to erosion and landslide of river bank This article presents methods of establish map of zoning structure shallow layer of the Red river bank from Son Tay to Gia Lam area based on the application of geological and engineering geology data The map shows that: this area is mainly in the structure shallow layer delta area It is divided into engineering geology background from weak to strong and has levels from simple to complex Keywords: Structure shallow; Sediment shallow; Engineering geology; Red River bank Mở đầu Nghiên cứu thành lập đồ cấu trúc đất, đồ phân chia kiểu cấu trúc đồ phân bố kiểu mặt cắt địa chất, địa chất công trình,…từ lâu nhiều tác giả xây dựng cho vùng nước nói chung vùng Hà Nội nói riêng Tuy nhiên, đới bờ ven sông Hồng khu vực Sơn Tây - Gia Lâm, cấu thành từ cấu trúc địa chất bất đồng theo diện tích theo chiều sâu nên tính chất địa chất cơng trình biến đổi mạnh Địa hình đới ven sơng ln thay đổi chế độ dịng chảy ln trạng thái cân với q trình tích tụ, xói lở đan xen theo thời kỳ khác Do vậy, bờ Tạp chí Khoa học Tài ngun Mơi trường - Số 19 - năm 2018 Nghiên cứu sông ổn định với xuất thường xuyên tượng xói lở phá huỷ bờ Vùng cấu trúc tầng nông dọc ven sông Hồng thường chịu nhiều tác động người nên có nguy xảy xói - sạt lở cao Chính việc nghiên cứu phân vùng cấu trúc tầng nông khu vực vấn đề cần quan tâm nhiều làm sở tài liệu quan trọng để dự báo khu vực nhạy cảm tai biến tự nhiên địa phương Vùng nghiên cứu tồn đới bờ Sơng Hồng từ Sơn Tây đến Gia Lâm, giới hạn phạm vi tọa độ 21000’ đến 21012’vĩ độ Bắc từ 105025’ đến 105055’ kinh độ Đông Bên bờ hữu sông Hồng giáp thị xã Sơn Tây huyện Phúc Thọ, Đan Phượng, Hoài Đức, quận Bắc Từ Liêm, Tây Hồ, Hoàn Kiếm Bờ tả tiếp giáp với tỉnh Vĩnh Phúc, huyện Mê Linh, Đông Anh, quận Long Biên Cơ sở tài liệu phương pháp 2.1 Cơ sở tài liệu Phân vùng cấu trúc tầng nông dựa tư liệu điều kiện tự nhiên: địa mạo, địa chất, tính chất lý đất đá, địa chất thủy văn, tai biến tự nhiên,… Việc phân cấp ĐCCT dựa yếu tố trên, nhóm tác giả ý nhiều đến thành phần vật chất đất đá đặc trưng chúng Cơ sở tài liệu: kế thừa, tích hợp tài liệu có nghiên cứu từ trước tới Ngoài ra, báo này, nhóm tác giả cịn sử dụng nguồn số liệu từ Báo cáo kết khảo sát ĐCCT năm 2008 - 2010 công ty Tư vấn xây dựng đo đạc vùng Hà Nội [1, 2, 3, 4] 2.2 Phương pháp Bản đồ phân vùng cấu trúc tầng nông đới ven sông Hồng thành lập chủ yếu theo tiêu chí, nội dung đồ địa chất cơng trình Khơng gian phân vùng cấu trúc tầng nông khu vực nghiên cứu phạm vi nghiên cứu tính theo bề mặt từ đến khoảng 40m độ sâu Nguyên tắc phân chia đất đá thể đồ cấu trúc tầng nông: Đất đá theo ngun tắc địa chất cơng trình phân thành lớp theo đặc điểm mối liên kết kiến trúc chúng Theo đó, đất đá phân thành hai lớp: lớp có liên kết cứng lớp khơng có liên kết cứng Phân chia cấu trúc tầng nông: Trong phân chia cấu trúc tầng nông đới ven sông Hồng, đơn vị phân chia bao gồm: Vùng: sở phân chia đặc điểm địa hình - địa mạo Khu: sở phân chia bao gồm: Đặc điểm địa chất, địa chất thủy văn, địa động lực, tính chất lý đất đá, đánh giá vai trò thuận lợi xây dựng Thuộc đơn vị này, chia kiểu phụ kiểu Phân cấp mức độ phức tạp điều kiện ĐCCT cấu trúc tầng nông: Trong đánh giá, phân cấp mức độ phức tạp điều kiện ĐCCT cấu trúc tầng nông, báo sử dụng tiêu chí bảng Bảng Phân cấp mức độ phức tạp cấu trúc tầng nông [12] Tiêu chí Đơn giản Một phân vị địa mạo, địa hình phẳng Địa mạo dốc, khơng bị chia cắt 10 Trung bình Thuộc phạm vi số phân vị địa mạo có chung nguồn gốc hình thành, địa hình nghiêng, chia cắt Phức tạp Thuộc phạm vi số phân vị địa mạo có nguồn gốc hình thành khác nhau, địa hình gồ ghề, chia cắt mạnh Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 19 - năm 2018 Nghiên cứu Khơng q phức hệ thạch Có khơng q phức học, lớp đất đá nằm ngang, Cấu trúc hệ thạch học, lớp đất đá nghiêng vát nhọn, chiều địa chất nằm ngang có độ dày lớp đất đá thay đổi có dốc khơng q 10o quy luật Trong phạm vi phức Tính chất hệ thạch học, lý tiêu lý thay đổi ít, đất đá khơng có quy luật theo khơng gian Khơng có nước đất có tầng chứa nước Địa chất nằm sâu có thủy văn đặc trưng ĐCTV tương đối ổn định Các tai biến thiên Khơng có nhiên Hơn phức hệ thạch học, lớp đất đá nằm ngang, nghiêng vát nhọn, chiều dày lớp đất đá thay đổi quy luật, chí có dạng thấu kính Trong phạm vi phức hệ thạch học, tiêu lý thay đổi cách có quy luật theo không gian Trong phạm vi phức hệ thạch học, tiêu lý thay đổi khơng có quy luật theo khơng gian Có nước đất, nằm nơng, có động thái biến đổi, đơi nơi gặp nước có áp, nước khơng có tính chất ăn mịn ăn mịn yếu Nước đất phân bố nơng lộ mặt đất, động thái nước biến đổi mạnh, nước có tính chất ăn mịn bê tơng kim loại Ít gặp Thường xuyên gặp Khái quát đặc điểm địa chất, địa chất thủy văn cơng trình vùng nghiên cứu 3.1 Đặc điểm địa chất vùng nghiên cứu Khu vực nghiên cứu nằm đới Hà Nội có lịch sử phát triển gồm giai đoạn lớn: Neoproterozoi - Cambri sớm, Mesozoi Neogen - Đệ tứ Theo kết đo vẽ đồ địa chất tỷ lệ 1/50.000 Ngơ Quang Tồn [8] nghiên cứu Trần Nghi [13], toàn diện tích nghiên cứu phủ trầm tích Đệ tứ phân chia thành phân vị địa tầng sau: Hệ tầng Lệ Chi (aQ11 lc), hệ tầng Hà Nội (a, apQ12-3 hn), hệ tầng Vĩnh Phúc (a, lbQ13 vp), hệ tầng Hải Hưng (lb,mQ21-2 hh), hệ tầng Thái Bình (a1, alb, a2Q23 tb) Đặc trưng hệ tầng thành tạo trầm tích sơng chiếm ưu thế, gồm kiểu nguồn gốc khác [11, 18]: - Trầm tích bãi bồi sơng đê (aQ23tb): Các trầm tích phân bố rộng rãi khu vực Đơng Anh, Gia Lâm, Thanh Trì Từ Liêm, khu vực nội thành (cũ) Chiều dày chúng thay đổi theo không gian Ở khu vực nội thành, Đông Anh Từ Liêm chiều dày thay đổi từ - 5m; khu vực Gia Lâm, Thanh Trì có chiều dày 15 - 20m Thành phần trầm tích bãi bồi sông đê gồm: bột sét lẫn cát, cát bột, cát màu nâu, nâu xám chứa phấn hoa di tích tảo nước ngọt, chiều dày 26,15m - Trầm tích sơng - hồ - đầm lầy (albQ23tb): Các trầm tích alb phân bố với diện nhỏ hẹp (ở Đông Anh vài nơi phạm vi nội thành) Thành phần có sét, bột sét, bột cát màu xám, xám tro, xám đen lẫn vật chất hữu cơ, tàn tích thực vật tạo thành lớp: Lớp 1: cát hạt mịn, hạt nhỏ, có vảy mica; Lớp 2: bột cát màu xám tro, xám đen lẫn vật chất hữu cơ; Lớp 3: bột sét lẫn vật chất hữu cơ, màu xám tro, xám đen - Trầm tích lịng sơng - bãi bồi ngồi đê (aQ23tb): Đây trầm tích trẻ thuộc nhóm tướng bãi bồi sơng phân bố ngồi đê sơng Hồng Các thành tạo chủ yếu bột sét, sét, bột Tạp chí Khoa học Tài ngun Mơi trường - Số 19 - năm 2018 11 Nghiên cứu cát, cát màu nâu nhạt với chiều dày thay đổi - 15m, chia làm lớp: Lớp 1: cát hạt vừa - lớn, chiều dày ~ 3,0 m; Lớp 2: cát hạt nhỏ lẫn bột, sét màu xám đen; Lớp 3: bột sét màu nâu, bề mặt có thảm cỏ phát triển Các trầm tích bở rời Đệ tứ thuộc hệ tầng Hải Hưng (Q21-2 hh), Vĩnh Phúc (Q13 vp) thường nằm lớp phủ trầm tích hệ tầng Thái Bình lộ thành chỏm nhỏ ven rìa hay thung lũng hẹp khu vực gị đồi thấp Sơn Tây, Đơng Anh Các trầm tích Đệ tứ bở rời có biến đổi tướng trầm tích khơng gian theo độ sâu với tính chất gắn kết nguyên nhân gây nên tượng đất yếu khu vực Các thành tạo trước Kainozoi cấu thành địa hình gị đồi thoải núi thấp thường có cấu trúc đất mạnh 3.2 Đặc điểm địa chất thủy văn vùng nghiên cứu Toàn khu vực nghiên cứu vùng bồi lấp sông Hồng Bề mặt phủ thành tạo trầm tích dày Trên bề mặt địa hình có mạng lưới kênh, mương, ao, hồ dày đặc, nên điều kiện địa chất thuỷ văn vùng đặc biệt, trữ lượng nước nước ngầm phong phú Kết thăm dò tỉ mỉ nước đất vùng Hà Nội Đoàn Địa chất 64 thuộc Liên đoàn II Địa chất thủy văn Hội đồng Trữ lượng Quốc gia thơng qua cho thấy khu vực nghiên cứu có tầng chứa nước: i) Nước lỗ hổng có tầng: tầng chứa nước trầm tích Holocen (qh) tầng chứa nước trầm tích Pleistocen (qp); ii) Nước khe nứt có có tầng: trầm tích Neogen, thành tạo Trias thành tạo Proterozoi - Cambri hạ; iii) Các thành tạo chứa nước nghèo nước có: thành tạo cách nước Holocen - (trầm tích biển hệ tầng Hải Hưng), thành tạo cách nước Holocen - (trầm tích hồ - đầm lầy hệ 12 tầng Hải Hưng), thành tạo chứa nước Pleistocen - trầm tích hồ đầm lầy hệ tầng Vĩnh Phúc thành tạo chứa nước Pleistocen - trầm tích sơng phần hệ tầng Vĩnh Phúc Giữa tầng chứa nước có quan hệ thủy lực với nhau, nước sông Hồng tầng chứa nước đất có liên hệ với Khu vực ven dải sông Hồng ảnh hưởng uốn khúc dịng sơng nên đặc tính hai bờ đối diện khác Nếu bờ bên vắng mặt lớp cách nước, bờ đối diện tồn lớp cách nước ngược lại 3.3 Đặc điểm địa chất cơng trình vùng nghiên cứu Các tính chất địa kỹ thuật thành tạo trầm tích, trầm tích bở rời khơng đồng mà thay đổi khác theo không gian Trong khu vực Hà Nội, phức hệ trầm tích Holocen, theo Trần Văn Hồng [14, 15, 16] tính chất địa kỹ thuật khu vực Hà Nội thay đổi theo hướng Bắc - Nam Toàn khu vực Sơn Tây - Gia Lâm đặc trưng địa hình đồi gị phía Tây, Tây Bắc đồng bằng phẳng phía Đơng, Nam [14, 15] Độ cao tuyệt đối thay đổi khoảng - 15m, cấu tạo địa chất đơn giản Cột địa tầng bao gồm sét, cuội, sỏi, cát với kích thước cỡ hạt khác Trong cột địa tầng vắng mặt thành tạo đất yếu bùn hữu cơ, bùn sét, bùn cát Đất sét thường có trạng thái dẻo cứng, độ ẩm tự nhiên thấp W = 29 - 30%, hệ số rỗng thường nhỏ 1, góc ma sát lớn  = 14 - 15o, lực dính kết lớn C = 0,30 - 0,40kg/cm2 Tổng chiều dày tầng đất bở rời khoảng 65 - 70m Các tầng chứa nước đất có lớp sét bảo vệ Tuy nhiên, bề dày lớp sét không lớn, thay đổi khoảng từ đến 5m nằm sát lớp đất trồng đất lấp Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 19 - năm 2018 Nghiên cứu Tập thạch học Tuổi địa nguồn gốc chất aQ23tb Sông aQ13vp aQ13lc Sông hồ - Đầm lầy Sơng - Lũ Phun trào bazo trung tính Ký hiệu thạch học Mô tả đất đá Sét pha, cát pha (ở trên), cát chứa sạn sỏi, cuội nhỏ (ở dưới) Sét, sét pha, cát pha, cát trên, cuội sỏi cát chứa sét pha Sét pha, cát pha trên, cuội sỏi cát chứa cát pha albQ23tb Bùn xám nâu, xám đen chứa mùn ốc lbQ21- 2hh Bùn chứa cát màu xám, than bùn tồn dạng thấu kính, phân lớp mỏng apQ12- 3hn Cuội, sỏi, sạn, cát trên, cát lẫn sạn sỏi sét T1vn Tướng phun nổ: Tuf aglomerat, trachyt Tướng phun trào: đá bazan porphyr Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 19 - năm 2018 13 Nghiên cứu Lục nguyên Lục nguyên Phun trào T1otl Cuội kết, cát kết, bột kết tuf, bột kết, đá phiến sét vôi, đá vôi tuf NP-1 Đá phiến kết tinh granit, đá hoa, quắc zit T2-3sb Cuội kết, cát kết, bột kết tuf, đá phiến đen, đá vơi Hình 1: Bản đồ địa chất cơng trình mặt cắt đới ven sông Hồng (Sơn Tây - Gia Lâm) [9] Khu vực Gia Lâm - Từ Liêm - nội thành Hà Nội đặc trưng địa hình phẳng với độ cao tuyệt đối khoảng 8m Cấu tạo địa chất tương đối phức tạp Cột địa tầng, bản, gồm có sét, sét pha, cát pha đến tầng chứa nước cát, cuội, sỏi Tuy nhiên, sét chuyển sang trạng thái nửa cứng dẻo mềm chứa tàn tích thực vật (Gia Lâm) Tính chất vật lý học sét, sét pha, cát pha giảm dần: độ ẩm tự nhiên tăng lên W = 30 - 35%, hệ số rỗng tăng   1, góc ma sát giảm dần  = 10 - 13o, lực dính kết giảm C = 0,1 - 0,3kg/cm2 Tổng bề dày tầng đất chưa cố kết tăng lên đến 80 - 85m Các tầng nước đất tầng sét bảo vệ, nhiên, chất lượng sét giảm nên xuất khả thấm thẳng đứng nước mặt xuống tầng nước đất, làm chất lượng nước đất giảm Mật độ dân số khu vực tăng lên, chủ yếu tập trung thị trấn, làng nghề, khu chung cư cao tầng, nhà hàng, khách sạn Đồng thời xuất khu công nghiệp tập trung Hiện tượng ô nhiễm phát sinh từ nguồn gốc sinh hoạt Khu vực Phúc Thọ, Đan Phượng Bắc Từ Liêm khu vực có tính bền vững trung bình Cấu tạo địa chất tương đối phức tạp Cột địa tầng gồm sét, sét 14 pha, cát, cát pha Tuy nhiên, sét có trạng thái từ dẻo cứng đến dẻo mềm Tính chất vật lý học sét, sét pha cát pha giảm dần: độ ẩm tự nhiên thấp w = 30 - 35%; hệ số rỗng  ≈ 1; góc ma sát lớn  = 10 - 130; lực dính kết lớn C = 0.1 - 0.3kg/cm2; mô đun tổng biến dạng thường dao động khoảng (Eo = 50 - 100 kG/cm2); cường độ chịu tải qui ước Ro = 0.8 - 1.5 (kG/cm2) Khu vực quận Hoàn Kiếm, Long Biên đặc trưng địa hình đồng thấp, trũng, với độ cao tuyệt đối thay đổi khoảng - 6m Đây khu vực có tính bền vững thấp Cấu tạo địa chất phức tạp, bị phân cách hệ thống sông, hồ Cột địa tầng địa chất bắt đầu lớp đất lấp đến tập lớp sét, sét pha, cát pha xen lẫn lớp bùn cát, bùn sét, bùn hữu Tập có chiều dày lên đến 25 30m Dưới tầng cát, cuội, sỏi chứa nước Tầng chứa nước thường chia thành phụ tầng phụ tầng dưới, chúng lớp sét có bề dày khoảng - 4m độ sâu 33 - 37m Tính chất vật lý học tập đất yếu nói thấp: độ ẩm tự nhiên W = 35 - 40% lớn hơn, hệ số rỗng e > 1, góc ma sát  = - 10o nhỏ hơn, lực dính kết C = 0,1 - 0,25kg/cm2 Tạp chí Khoa học Tài ngun Mơi trường - Số 19 - năm 2018 Nghiên cứu Ở đây, q trình thị hóa phát triển nhanh, mật độ dân số cao đạt 3500 4000 người/km2 Số lượng loại chất thải rắn, chất thải nước lớn, nguồn gốc gây nạn ô nhiễm đất đai, sơng, hồ, kênh mương Các q trình địa chất ngoại sinh bao gồm mực nước đất bị hạ thấp mạnh, lún mặt đất đạt vài cm/ năm, ngập lụt, ô nhiễm Ở khu vực Đông Anh lớp sét nằm lớp đất lấp, đất trồng bề dày giới hạn khoảng - 3m Dưới lớp sét lớp cát chứa nước Holocen Lớp sét có độ ẩm tự nhiên W = 29 30%, giới hạn dẻo Wd = 29 - 30%, giới hạn chảy Wch = 39 - 44%, hệ số rỗng e < 1, góc ma sát  = 14-15o xuống phía Nam, bề dày lớp sét tăng, hàm lượng hạt sét giảm có xu hướng chuyển dần sang sét pha tập lớp mỏng sét pha, cát pha chứa tàn tích thực vật Dưới lớp sét lớp bùn cát, bùn sét, bùn hữu Những tính chất lớp sét trung tâm phía Nam thấp so với phía Bắc, độ ẩm tự nhiên W = 35 - 40%, giới hạn dẻo Wd = 29 - 35%, giới hạn chảy Wch = 45 - 55%, hệ số rỗng e > 1, góc ma sát  = - 10o, lực dính kết thấp C = 0,13 - 0,25kg/cm2 Kết xây dựng đồ phân vùng cấu trúc tầng nông đới ven sông Hồng đoạn Sơn Tây - Gia Lâm Theo tài liệu khảo sát ĐCCT khu vực đới bờ sông Hồng Sơn Tây - Gia Lâm [1, 2, 3, 4] cho thấy thành tạo địa chất có tuổi, nguồn gốc, thành phần, trạng thái tính chất khác Do lớp đất có tuổi thành phần giống có tính chất gần giống nên để điển hình hóa, nhóm tác giả tiến hành phân chia kiểu dạng cấu trúc đất lớp đất loại sét (bao gồm sét, sét pha, cát pha), bùn than bùn thuộc tuổi Holocen Pleistocen - Kiểu lớp đồng có dạng A1 đặc trưng loại đất sét chủ yếu nguồn gốc sông tuổi Pleistocen muộn (aQm2vp) Còn dạng lớp A2 chủ yếu đất loại sét Holocen có nguồn gốc khác tính chất lý gần giống nhau, với đặc trưng giá trị trung bình hệ số nén lún a1-2 = 0,023 - 0,005cm2/KG, lực dích kết C = 0,157 - 0,296KG/cm2, góc ma sát (= 6,29 - 17,19o) - Kiểu hai lớp theo thay đổi trật tự lớp cát đất loại sét tuổi Holocen (dạng B1, B2) đất loại sét tuổi Holocen với Pleistocen (dạng B3) Dạng B1 gồm cát nguồn gốc sơng tuổi Holocen (ở trên) có độ chặt trung bình, chiều dày tới - 10m đất loại sét nguồn gốc sông, sông hồ, đầm lầy tuổi Holocen, chiều dày tới 15 - 20m Dạng B2 gồm đất loại sét nguồn gốc sông tuổi Holocen (ở trên) có chiều dày - 10m cát sơng tuổi Holocen có độ chặt trung bình (ở dưới) Dạng B3 có đất loại sét nguồn gốc sơng tuổi Holocen (ở trên) với chiều dày tới 10m đất loại sét có tuổi Pleistocen muộn chủ yếu nguồn gốc sông (ở dưới) chiều dày tới 10 - 15m Trong khu vực nghiên cứu, tai biến thiên nhiên điển hình tượng xói lở - bồi tụ diễn dọc sông Hồng Theo nhà nghiên cứu, sông Hồng chảy khu vực chủ yếu thành tạo trầm tích bở rời, chế độ dịng chảy biến động mạnh, có tác động mạnh người nên tượng xói lở, sạt lở bờ bồi tụ diễn mạnh phức tạp Theo Đỗ Huy Cường nnk [5], đoạn sông Hồng từ Sơn Tây - Hà Nội đường bờ có nguy xảy Tạp chí Khoa học Tài ngun Mơi trường - Số 19 - năm 2018 15 Nghiên cứu sạt lở mạnh tồn đường bờ sơng Hồng, đoạn bờ thường bị sạt lở mạnh là: bãi lịng sơng Đại Độ, bãi Phúc Xá, xã Hải Bối, Tại bãi Phúc Xá, sạt lở bờ sơng phía Hồ Tây diễn suốt chiều dài gần 3km [10] Đặc biệt, năm 1988 sạt lở bãi trôi nhiều nhà Tại bãi Đại Độ, hoạt động xói lở diễn mạnh phía bờ thuộc huyện Từ Liêm cũ (xói lở diễn dọc sơng dài tới 4km), phía bờ Đơng Anh lại xảy bồi tụ Đoạn bờ thuộc xã Hải Bối (Đông Anh), chiều dài bờ bị xói lở khoảng 2,3km Từ năm 2004 đến 2007, tốc độ xói lở đạt tới - 3m/năm Đoạn bờ phường Ngọc Thụy diễn xói lở mạnh, tốc độ đạt tới 50 100m/năm điểm nóng sạt lở bờ năm 2006 Khu vực bờ xã Duyên Hà nằm đỉnh cong uốn lượn sơng Hồng, nên bị xói lở mạnh Tháng 11/2004, lịng sơng bị xói, đào kht sâu -21,99m [10] Đoạn xã Thượng Cát, xói lở diễn mạnh bờ tả phía trạm bơm Ấp Bắc Đoạn Chèm - cầu Thăng Long, bờ trái bị sạt lở nhiều năm Khu vực bãi Bắc Biên (gần cửa sông Đuống) năm 2003 - 2005 bị sạt lở mạnh Như vậy, sở kết nghiên cứu tổng hợp cấu trúc địa chất, điều kiện tự nhiên theo tiêu chí ĐCCT, kết phân vùng khu vực Hà Nội theo tính bền vững môi trường địa chất [16], phân chia cấu trúc tầng nông khu vực nghiên cứu gồm vùng: Vùng A: vùng núi - đồi (vùng cao, mạnh ĐCCT) Vùng B: vùng đồng (vùng trung bình - yếu ĐCCT) 16 Vùng cấu trúc tầng nơng núi - đồi (A) phân bố khu vực nghiên cứu, tạo thành dải dạng tam giác phía Tây Nam vùng Đặc điểm vùng cấu trúc tầng nơng địa hình phức tạp với đặc trưng địa hình núi, đồi tạo nên vật chất thành tạo đá gốc có tuổi trước Kainozoi có tính chất lý bền vững cao, khan nước đất Vùng cấu trúc tầng nông đồng (B) khu vực có địa chất cơng trình thuộc mức trung bình - yếu Khu vực chiếm phần lớn diện tích vùng nghiên cứu, nơi tầng nơng phát triển nhiều phức hệ thạch học, có tiềm lớn nước đất nước mặt, nhiều tai biến thiên nhiên (TBTN) Dựa vào đặc điểm địa chất, địa chất thủy văn, địa động lực, tính chất lý đất đá TBTN, nhóm tác giả tiếp tục phân vùng cấu trúc yếu tầng nông đất, kiểu xác lập sở có mặt lớp đất yếu (bùn loại, đất loại sét trạng thái chảy dẻo chảy) gọi kiểu II khơng có lớp đất yếu gọi kiểu I + Vùng cấu trúc tầng nông Núi đồi (A): Vùng cấu trúc gồm khu cấu trúc tầng nơng: Khu có mức độ đơn giản phức tạp điều kiện ĐCCT đặc trưng chúng (A1); Khu có mức độ trung bình phức tạp điều kiện ĐCCT đặc trưng chúng (A2); Khu có mức độ phức tạp điều kiện ĐCCT đặc trưng chúng (A3) Khu cấu trúc tầng nông A1 khu vực núi, đồi phát triển thành tạo thuộc hệ tầng Ngòi Chi chủ yếu tạo thành dải kéo dài từ Ba Vì qua Sơn Tây đến Hạ Bằng (Thạch Thất) Trong phạm vi khu này, đất đá có tiêu lý tốt Tạp chí Khoa học Tài ngun Mơi trường - Số 19 - năm 2018 Nghiên cứu ĐCCT, đồng thời khơng có nước ngầm khơng có lớp đất yếu, tai biến thiên nhiên gặp (nếu khơng có tác động người) Như vậy, khu này, có kiểu đơn vị ĐCCT gọi kiểu I (ký hiệu A1I) Khu cấu trúc tầng nông A2 khu vực núi, đồi rìa Tây, Tây Nam, tạo thành diện nhỏ không liên tục Khu A2 phát triển thành tạo thuộc hệ tầng Tân Lạc Viên Nam Sông Bôi Trong phạm vi khu này, đất đá có tiêu lý tốt ĐCCT, đồng thời khơng có nước ngầm khơng có lớp đất yếu, vậy, khu có kiểu đơn vị ĐCCT - kiểu I (ký hiệu A2I) Khu cấu trúc yếu tầng nông A3 phát triển thành tạo: thành tạo trước Kainozoi phần trầm tích Đề tứ bở rời, tạo nên địa hình bán sơn địa (thung lũng, miền bằng, gò đồi) Tây, Tây Nam vùng nghiên cứu, có điều kiện ĐCCT khá, nước đất khan Đây kiểu cấu trúc có lớp đất yếu (A3II) + Vùng cấu trúc yếu tầng nông đồng (B): gồm hai khu cấu trúc yếu tầng nông khu cấu trúc yếu tầng nơng trung bình - yếu ĐCCT (B2) khu cấu trúc yếu tầng nông yếu ĐCCT (B3) Hình 2: Bản đồ phân vùng cấu trúc tầng nông khu vực Sơn Tây - Gia Lâm Hình 3: Sơ đồ mặt cắt điều kiện địa chất cơng trình tuyến ED FKGH Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 19 - năm 2018 17 Nghiên cứu Khu cấu trúc tầng nông B2 có kiểu cấu trúc sau: + Kiểu B2Ia: kiểu cấu trúc phân bố chủ yếu khu vực huyện Đông Anh số diện lớn thuộc quận Tây Hồ Bắc Từ Liêm (Hà Nội), huyện Vĩnh Lạc (Vĩnh Phúc) Thuộc kiểu này, mặt cắt tầng nơng có thành tạo Đệ tứ với - phức hệ thạch học tướng sông, sông - biển với thành phần chủ yếu cát cát bột + Kiểu B2Ib: kiểu khu trung bình - yếu ĐCCT, phức tạp điều kiện ĐCCT Trong kiểu này, mặt cắt tầng nơng có mặt phức hệ thạch học, ngồi thành tạo Đệ tứ thuộc tướng sông, sông - biển (thành phần chủ yếu cát, cát bột), đơi nơi cịn có mặt lớp đất yếu (bùn sét) tướng hồ, đầm lầy Kiểu cấu trúc có mặt khơng nhiều khu vực, chúng phân bố chủ yếu huyện Vĩnh Lạc (Vĩnh Phúc) khu vực Phủ Lỗ (Đông Anh) + Kiểu B2II: khu trung bình yếu, phức tạp điều kiện ĐCCT Mặt cắt tầng nông thành tạo đệ tứ, có cấu trúc lớp đất yếu Kiểu cấu trúc tầng nơng chiếm diện tích lớn dọc bên bờ sông Hồng từ Sơn Tây đến Hà Nội theo phương Tây Bắc - Đông Nam Khu cấu trúc tầng nơng B3 có kiểu - kiểu khu yếu, mức độ phức tạp điều kiện ĐCCT (B3II) Với kiểu này, mặt cắt tầng nông gồm thành tạo Đệ tứ có từ phức hệ thạch học trở lên Trong thành phần vật chất, trầm tích sơng, sơng - biển (cát, cát bột) cịn có mặt trầm tích bùn, sét (lớp đất yếu) Kiểu cấu trúc phân bố hầu hết đê trong, dọc hai bên bờ sông Hồng từ Sơn Tây đến Gia Lâm Bản đồ phân vùng cấu trúc tầng nông khu vực đới ven sông Hồng từ Sơn 18 Tây đến Gia Lâm (Hà Nội) mặt cắt thể hình Kết luận Bản đồ phân vùng cấu trúc tầng nông đới ven sông khu vực Sơn Tây Gia Lâm (từ đến 40m) cho thấy: Cấu trúc tầng nông dọc ven sông Hồng (chủ yếu vùng B) đặc trưng chủ yếu trầm tích Đệ tứ bở rời, không đồng nhất, cấu trúc không gian gồm vùng: Vùng cấu trúc tầng nông núi - đồi (vùng A) vùng cấu trúc tầng nông đồng (vùng B) Mỗi vùng cấu trúc lại chia nhỏ thành khu tương ứng với đặc điểm ĐCCT Theo mặt cắt, tầng nông khu vực nghiên cứu (trừ vùng núi - đồi) có mặt chủ yếu lớp khơng có liên kết cứng - trầm tích mềm rời mềm dính, chia thành cấp điều kiện ĐCCT: yếu, trung bình cao Vùng có điều kiện ĐCCT yếu phần lớn độ sâu từ - 10m Cấu trúc tầng nông dọc ven sông Hồng (chủ yếu vùng B) chịu tác động bị lún hạ, ô nhiễm biến động bề mặt địa hình tác động chủ yếu người Kết xây dựng đồ phân vùng cấu trúc yếu tầng nông thông tin quan trọng để đưa giải pháp phịng tránh quy hoạch thích ứng dân sinh ven sông khu vực Sơn Tây - Gia Lâm Hà Nội, nhằm hạn chế mức thiệt hại thấp an tồn cho sống người dân q trình phát triển kinh tế dọc bờ sông Hồng Lời cảm ơn: Bài báo hoàn thành với hỗ trợ đề tài Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, Mã số: VAST05.05/16-17 Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 19 - năm 2018 Nghiên cứu TÀ I LIỆU THAM KHẢO [1] Công ty TNHH tư vấn xây dựng T.A.T (2008) Báo cáo kết khảo sát Địa chất cơng trình khu vực huyện Đan Phượng - Hà Nội [2] Công ty Xây dựng phát triển đô thị (2009) Báo cáo kết khảo sát Địa chất cơng trình khu vực huyện Phúc Thọ Hà Nội [3] Công ty cổ phần kiểm định xây dựng Việt Nam Vinacity (2010) Báo cáo kết khảo sát Địa chất cơng trình khu vực phường Quang Trung, thị xã Sơn Tây - Hà Nội [4] Công ty cổ phần XD đầu tư công nghệ mơi trường Bình Dương (2009) Báo cáo kết khảo sát Địa chất cơng trình khu vực thị xã Sơn Tây - Hà Nội [5] Đỗ Huy Cường nnk (2014) Đánh giá bất ổn định môi trường địa chất tầng nông đới ven bờ sông Hồng khu vực Sơn Tây phục vụ quy hoạch thích ứng dân sinh Báo cáo khoa học đề tài, mã số: VAST.05.02/13-14, Trung tâm TTTL, Viện Hàn lâm KHCN Việt Nam [6] Đỗ Minh Toàn nnk (2008) Nghiên cứu điều kiện địa chất cơng trình thành lập đồ cấu trúc địa chất phục vụ đề xuất quy hoạch xây dựng cơng trình dân dụng, cơng nghiệp, cơng trình ngầm (tàu điện ngầm) thành phố Đà Nẵng Sở KH&CN Đà Nẵng [7] Lê Thị Nghinh, Nguyễn Trọng Yêm (1991) Các thời kỳ trầm tích Kainozoi đới sơng Hồng Địa chất, tr.202 - 203 [8] Ngơ Quang Tồn (chủ biên) (1994) Báo cáo địa chất khống sản nhóm tờ Hà Nội tỷ lệ 1/50.000 Liên đoàn Bản đồ địa chất Miền Bắc Lưu trữ Trung tâm Thông tin lưu trữ địa chất, Hà Nội [9] Ngô Quang Tồn (2009) Bản đồ địa chất cơng trình vùng Hà Nội [10] Nguyễn Công Kiên, Nguyễn Văn Tá (2007) Nghiên cứu đánh giá ổn định tuyến bờ sông Hồng địa phận Hà Nội (cũ) [11] Nguyễn Minh Đức nnk (2003) Đặc điểm Địa chất, Địa chất thủy văn khu vực Hà Nội Nguồn: Academia.edu [12] Tiêu chuẩn xây dựng đồ địa chất cơng trình Việt Nam [13] Trần Nghi nnk (2000) Tiến hóa trầm tích Kainozoi bồn trũng sông Hồng mối quan hệ với hoạt động kiến tạo Các Khoa học Trái đất, tập 22, số 4, tr 290-305 [14] Trần Văn Hoàng (1998) Một vài nhận định đặc điểm phân bố thành tạo chưa cố kết khu vực Hà Nội việc ứng dụng vào cơng tác quản lý đô thị bảo vệ môi trường địa chất Địa chất nguyên liệu khoáng, 1/1998 Hà Nội [15] Trần Văn Hoàng, Bùi Thị Bảo Anh (2002) Những nguyên tắc để đánh giá mức độ bền vững mơi trường địa chất q trình thị hóa (ví dụ thành phố Hà Nội) Tạp chí Địa chất, A/269, tr 39 - 43 [16] Trần Văn Hồng, Bùi Thị Bảo Anh (2004) Tính bền vững môi trường địa chất thành phố Hà Nội thay đổi q trình thị hóa Tạp chí Địa chất, A/283, tr.49 - 56 [17] Trần Văn Tư, Đào Minh Đức, Trần Linh Lan (2011) Đặc điểm địa chất cơng trình đê sơng Hồng khu vực Hà Nội tai biến địa chất liên quan Tạp chí Các Khoa học Trái đất [18] Vũ Nhật Thắng (chủ biên), (2003) Địa chất Tài nguyên khoáng sản thành phố Hà Nội Cục địa chất Khoáng sản Việt Nam, Hà Nội BBT nhận bài: 05/02/2018; Phản biện xong: 16/3/2018 Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 19 - năm 2018 19 ... đồ phân vùng cấu trúc tầng nông khu vực đới ven sông Hồng từ Sơn 18 Tây đến Gia Lâm (Hà Nội) mặt cắt thể hình Kết luận Bản đồ phân vùng cấu trúc tầng nông đới ven sông khu vực Sơn Tây Gia Lâm. .. thấp C = 0,13 - 0,25kg/cm2 Kết xây dựng đồ phân vùng cấu trúc tầng nông đới ven sông Hồng đoạn Sơn Tây - Gia Lâm Theo tài liệu khảo sát ĐCCT khu vực đới bờ sông Hồng Sơn Tây - Gia Lâm [1, 2, 3,... hai khu cấu trúc yếu tầng nông khu cấu trúc yếu tầng nơng trung bình - yếu ĐCCT (B2) khu cấu trúc yếu tầng nơng yếu ĐCCT (B3) Hình 2: Bản đồ phân vùng cấu trúc tầng nông khu vực Sơn Tây - Gia Lâm