Phân tích nguy cơ trượt lở đất ở lưu vực sông Thao theo một số tác nhân chính

Bài viết này nghiên cứu, phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến sạt lở để đề ra các biện pháp tránh, giảm thiểu thiệt hại và nhanh chóng khắc phục hậu quả sau khi xảy ra tai nạn sạt lở. Trong nghiên cứu này, chín yếu tố chính bao gồm độ dốc, độ cao, lượng mưa cực đoan, địa chất, vỏ phong hóa, mật độ đứt gãy, độ che phủ rừng, phân cắt ngang và sâu đã được nghiên cứu và phân tích để xây dựng bản đồ nhạy cảm trượt lở của lưu vực sông Thao dựa trên các ghi nhận. Mời các bạn cùng tham khảo!

PHÂN TÍCH NGUY CƠ TRƯỢT LỞ ĐẤT Ở LƯU V C SƠNG THAO THEO MỘT SỐ TÁC NHÂN CHÍNH TRẦN THẾ VIỆT*, ÙI THỊ TRỊNH QU N N UYỄN TRUN IÊN TRINH* TOÀN*, N UYỄN ĐỨC HÀ** IÊN*, N UYỄN MẠNH C ỜN *** Analyze landslide risk for the Thao river catchment using main impact factors Abstract: Landslides in the river basins cause immeasurable damage to human social economic and environmental of downstream area Therefore, it is necessary to study and analyze the factors that affect the landslide in order to propose measures to avoid, minimize damage and quickly surmount the consequences after a landslide accident occurred In this research, nine main factors including slope, elevation, extreme precipitation of rain, geology, weathering crust, fault density, forest cover, horizontal and deep dissection were studied and analyzed to develop a landslide susceptibility map of the Thao River basin based on recorded landslide locations The results have shown the landslide susceptibility map is very useful for visual analysis, warning, and prevention of potential landslides in the future for the study area Keywords: Landslide, Thao river catchment, landslide susceptibility map ĐẶT VẤN ĐỀ * Nằm vùng nhiệt đới gió mùa, lƣợng mƣa lớn có s phân hóa theo mùa r rệt, Việt Nam chịu ảnh hƣởng đáng kể thảm họa địa chất nói chung trƣợt lở đất nói riêng [14] Vì trƣợt lở có tính chất bất thƣờng, diễn nhanh khó d báo, cảnh báo Do đó, hàng năm có nhiều vụ trƣợt lở đất xảy gây thƣơng vong thiệt hại lớn khắp nƣớc Tình hình mƣa l bất thƣờng năm gần khiến thiên tai nói chung trƣợt lở nói riêng ngày gia tăng khốc liệt hơn, gây thiệt hại nặng nề tính mạng tài sản Theo thống kê Tổng cục Phịng chống thiên tai, Bộ Nơng nghiệp Phát triển nông thôn, năm 2017 l quét, sạt lở đất làm 71 ngƣời chết tích; năm 2018 82 ngƣời * ** *** 72 T g Việ h Cô g y Việ N i học Th ỷ lợi H N i học ị chấ v h g ả H N i TNHH MTV T i g yê & Môi H N i g năm 2019 34 ngƣời Từ đầu năm 2020 đến ngày 01 11, riêng l quét, sạt lở đất làm chết tích 129 ngƣời Thiệt hại kinh tế sạt lở đất tr c tiếp gián tiếp gây riêng năm 2020 ƣớc tính lên đến 21 nghìn tỷ đ ng [5] Do thói quen, tập quán sinh sống đ ng bào khu v c miền núi thƣờng tập trung ven bờ sông, bờ suối, sƣờn đ i nên sạt lở đất lƣu v c sông suối lớn trở thành thiên tai nguy hiểm đe doạ tr c tiếp sinh mạng ngƣời dân Đã có nhiều nghiên cứu trƣợt lở th c hầu khắp tỉnh thành miền núi phía Bắc Bắc Trung Bộ [1-4, 6-9], nhiên chƣa có nghiên cứu phân vùng cảnh báo vùng có nguy cao có tình mƣa c c đoan c ng nhƣ chƣa có nghiên cứu riêng lƣu v c sông Trƣợt lở đất trình phức tạp hàm số nhiều yếu tố Nghiên cứu trƣợt lở đất có nhiều cách tiếp cận khác Hiện nay, ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2021 chia cách tiếp cận nhằm đánh giá tính nhạy cảm trƣợt lở đất th c nghiệm, thống kê vật lý [9, 10], nhiên v n chƣa có phƣơng pháp cụ thể đƣợc công nhận phƣơng pháp tiêu chuẩn [7] Việc l a chọn phƣơng pháp phù hợp tùy thuộc vào mục đích lập đ , tỷ lệ đ , liệu đầu vào có khu v c khảo sát Trong nghiên cứu nhóm tác giả sử dụng phƣơng pháp thống kê với sở d a nguyên tắc vụ trƣợt lở đất khứ sở đoán nhận nguy trƣợt lở đất tƣơng lai [11] để phân tích, đánh giá nguy trƣợt lở lƣu v c sông Thao Các đ nguy trƣợt lở đất đƣợc thành lập theo tác nhân q trình trƣợt lở độ cao độ dốc địa hình, đặc điểm địa chất, vỏ phong hoá, mật độ đứt gãy, phân cắt ngang phân cắt sâu, độ che phủ rừng, lƣợng mƣa c c đại kết hợp với đ trạng trƣợt lở có ý nghĩa nhƣ cơng cụ cảnh báo ban đầu nguy xảy tai biến trƣợt lở khu v c có điều kiện t nhiên, môi trƣờng tƣơng đ ng với vị trí ghi nhận trƣợt lở Trên sở đó, quyền ngƣời dân chuẩn bị biện pháp phịng ngừa, ứng phó phù hợp HU VỰC N HIÊN CỨU Sông Thao đƣợc coi dịng sơng H ng, bắt ngu n từ h Đại Lý độ cao gần 2000 m đỉnh Ngụy Sơn thuộc tỉnh Vân Nam - Trung Quốc, chảy theo hƣớng Tây bắc Đông nam, qua tỉnh Vân Nam r i đổ vào nƣớc ta vùng biên giới Việt Trung thuộc huyện Bát Xát tỉnh Lào Cai, tiếp tục chảy qua Lào Cai, Yên Bái, Phú Thọ theo hƣớng Đông Bắc – Tây Nam với chiều dài 900 km Tới đây, sông Thao hợp lƣu với sơng Đà, sơng Lơ thành dịng sơng H ng chảy xi Phần diện tích lƣu v c sông Thao lãnh thổ nƣớc ta 12,000 km2 chiếm khoảng 14% tổng diện tích lƣu v c, chủ yếu thuộc địa phận tỉnh Lào Cai Yên Bái (Hình 1) S gia tăng tác hại tai biến địa chất xảy lƣu v c thời gian gần ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2021 nhận đƣợc s quan tâm hàng đầu nhà nghiên cứu DỮ LIỆU VÀ PH ƠN PH P Dữ liệu đầu vào sử dụng mơ hình phân tích đ chun đề bao g m:  Bản đ trạng trƣợt lở lƣu v c sơng Thao (Hình 1) bao g m 2800 vị trí trƣợt lở ghi nhận thơng qua khảo sát th c địa, thu thập từ nghiên cứu th c [1, 2, 7, 8]  Bản đ kịch mƣa c c đoan ngày d a mơ hình WRF với liệu mƣa độ phân giải cao ER -20C [12] (hình 2a);  Bản đ địa chất tỷ lệ 1:200,000 Tổng cục Địa chất xuất năm 2005;  Bản đ địa hình tỷ lệ 1:50,000 Tổng cục Địa ban hành năm 2000;  Bản đ lâm nghiệp đƣợc tải từ trang http://maps.vnforest.gov.vn/vn; Hình L v c g Th ớc v i ợ g ị h ã ghi h Từ đ địa chất tiến hành thành lập loại đ tác nhân địa chất cơng trình, vỏ phong hố, mật độ đứt gãy Bản đ địa hình đƣợc sử dụng để thành lập đ tác nhân g m đ độ cao, độ dốc, phân cắt ngang phân cắt sâu Bản đ tác nhân sử dụng đất đƣợc thành lập từ đ lâm nghiệp theo đối tƣợng th c vật che phủ đất Mỗi loại đ tác nhân đƣợc phân thành nhiều cấp d a theo khoảng giá trị biến động nhóm đối tƣợng có 73 tính chất đ Sau đó, đ nguy trƣợt lở theo tác nhân đƣợc thành lập cách tổ hợp đ trạng trƣợt lở đ tác nhân môi trƣờng GIS (hình 2b, hình 3a-h) Số liệu thống kê số lƣợng điểm trƣợt, diện tích mật độ điểm theo phân cấp đ tác nhân đƣợc thể bảng ẾT QUẢ Hình Bả (a) c c Con số thống kê số lƣợng điểm trƣợt phân mức diện tích tƣơng ứng, c ng nhƣ tỷ lệ điểm trƣợt, tỷ lệ diện tích Bảng cung cấp nhìn tồn cảnh trạng trƣợt lở lƣu v c sông Thao phần lãnh thổ Việt Nam Nguy trƣợt lở phân mức tác nhân đƣợc đánh giá thông qua mật độ trƣợt lở, xác định số lƣợng điểm trƣợt diện tích 1,0 km2 (b) g y( v g y (a) Hình Bả 74 g y ợ v c ô g Th he ác h ợ he ác h (b) ị chấ ( v vỏ h (b) g h (b) ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2021 (c) (d) (e) Hình Bả g y (c c ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2021 (f) ợ (d), v c ô g Th he ác h d c (e v h c g g (f) ứ gãy 75 (g) (h) Hình Bả g y he ác h h c ả ả đồ P tác nhân Mưa ngày T ố v c ô g Th (g v h c h (h) ê t trê ả đồ u vự s T a t e tá Số điể ấ Tỷ ệ tr ợt u tr ợt Diệ t Tỷ ệ diệ t km Mật độ điể tr ợt < 220 699 24,96% 1957,391 19,76% 0,358 220-340 726 25,93% 2026,770 20,46% 0,359 340-460 868 31,00% 3585,146 36,20% 0,243 460-580 450 16,07% 1815,817 18,33% 0,248 57 2,04% 519,107 5,24% 0,110 1201 42,89% 4026,598 40,66% 0,299 1134 40,50% 3520,699 35,55% 0,323 Có liên kết cứng 465 16,61% 2356,934 23,80% 0,198 Núi đá vôi 101 3,61% 252,325 2,55% 0,401 1493 53,32% 4969,893 50,18% 0,301 136 4,86% 538,356 5,44% 0,253 > 580 Liên kết cứng xen Địa chất khơng có liên kết cứng cơng trình Khơng có liên kết cứng Vỏ phong hoá Ferosialit Saprolit 76 ợ ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2021 ả đồ P tác nhân ấ đứt gãy Độ cao Độ dốc km Tỷ ệ diệ t Mật độ điể tr ợt 35,64% 3722,831 37,59% 0,269 Sialit 142 5,07% 538,259 5,43% 0,264 31 1,11% 134,892 1,36% 0,230 Rất thấp 594 21,21% 2063,067 20,83% 0,288 Thấp 954 34,07% 3157,388 31,88% 0,303 Trung bình 615 21,96% 2599,559 26,25% 0,237 Cao 358 12,79% 1473,119 14,87% 0,244 Rất cao 279 9,96% 611,096 6,17% 0,457 < 200 717 25,61% 1786,964 18,04% 0,402 200 - 600 794 28,36% 2462,071 24,86% 0,323 600 - 1200 933 33,32% 3023,749 30,53% 0,309 1200 - 1800 325 11,61% 1876,299 18,94% 0,174 > 1800 31 1,11% 755,147 7,62% 0,042 3,55 km/km2 55 1,96% 172,144 1,74% 0,320 < 500 m/km2 21 0,75% 1060,032 10,70% 0,020 253 9,04% 2567,263 25,92% 0,099 998 35,64% 3359,913 33,92% 0,298 1500 – 1900 m/km2 718 25,64% 2418,153 24,42% 0,297 > 1900 m/km2 810 28,93% 498,870 5,04% 1,624 < 0,5 km/km2 cắt ngang tr ợt Diệ t 998 > 40 Phân Tỷ ệ Sialferit Các loại khác Mật độ Số điể 500 – 900 m/km2 Phân cắt sâu 900 – 1500 m/km2 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2021 77 ả đồ P tác nhân Sử dụng đất ấ Số điể Tỷ ệ tr ợt Tỷ ệ diệ t km Mật độ điể tr ợt Rừng gỗ có trữ lƣợng 187 6,68% 1945,344 19,64% 0,097 Rừng gỗ chƣa có trữ lƣợng 104 3,71% 552,902 5,58% 0,189 Rừng tre nứa 93 3,32% 411,655 4,16% 0,226 Rừng hỗn giao 19 0,68% 176,473 1,78% 0,108 Rừng kim 288 10,29% 649,599 6,56% 0,444 Rừng tr ng 1011 36,11% 3597,488 36,32% 0,282 37 1,32% 290,783 2,94% 0,128 995 35,54% 2200,556 22,22% 0,453 43 1,54% 79,430 0,80% 0,542 Núi đá Đất trống Đất nông nghiệp đất khác Với tác nhân kịch mƣa c c đoan ngày, mật độ trƣợt lở vùng mƣa 580 mm lại có giá trị nhỏ nhất, vùng mƣa dƣới 340 mm có mật độ trƣợt lở cao Đối chiếu với đ sử dụng đất, vùng mƣa 580 mm có diện tích nhỏ, rơi vào khu v c có lớp phủ th c vật rừng gỗ chƣa có trữ lƣợng rừng tre nứa Đó vùng tr ng loại th c vật có khả giữ nƣớc tốt, chen chắn điều hồ khơng cho nƣớc mƣa thấm nhanh vào đất, đ ng thời có tác dụng gia cố đất hệ thống rễ Còn vùng mƣa dƣới 340 mm chiếm 40% diện tích khu v c nghiên cứu nhƣng chủ yếu rừng tr ng đất trống, đất nông nghiệp Thảm th c vật khu v c nhƣ bị phá huỷ nhiều so với trạng thái t nhiên nên có nguy trƣợt lở cao Với tác nhân sử dụng đất, đất nông nghiệp đất khác chiếm diện tích nhỏ nhƣng lại có mật độ trƣợt lở cao Vùng đất trống rừng kim chiếm ¼ tổng diện tích tồn lƣu v c có mật độ trƣợt lở mức cao Rừng gỗ có trữ lƣợng, rừng hỗn giao núi đá khu v c có mật độ trƣợt lở thấp nguyên nhân đề cập 78 Diệ t Với tác nhân địa chất cơng trình, mật độ điểm trƣợt phân cấp liên kết không q chênh lệch, loại khơng có liên kết cứng chiếm 40% diện tích tồn lƣu v c c ng có mật độ trƣợt lở lớn nên nguy trƣợt lở cao Loại có liên kết cứng chiếm chƣa đến ¼ tổng diện tích khu v c, có nguy thấp có mật độ điểm trƣợt nhỏ Với tác nhân vỏ phong hoá, tƣợng trƣợt lở xảy mạnh khu v c núi đá vôi, giảm nhẹ loại vật liêu Ferosialit thấp tƣơng đ ng loại Saprolit, Sialferit, Sialit loại khác Tuy nhiên vùng núi đá vơi có tỷ trọng nhỏ, cịn Ferosialit chiếm 50% diện tích tồn lƣu v c c ng nơi xảy 50% số tƣợng trƣợt lở toàn khu v c Với tác nhân mật độ đứt gãy, khu v c có mật độ đứt gãy cao c ng nơi ghi nhận có tƣợng trƣợt lở xảy dày đặc nhất, r i đến khu v c có mật độ đứt gãy thấp Các khu v c lại tƣợng trƣợt lở xảy thấp nhƣng tƣơng đƣơng với mức độ trung bình so sánh với tác nhân khác ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2021 Với tác nhân độ phân cắt ngang, tƣợng trƣợt lở xảy khu v c dƣới 0,5km/km2, tăng nhẹ vùng từ 0,5 ÷ 2,5 km/km2 dày đặc khu v c 2,5 km/km2 Th c tế tƣợng trƣợt lở xảy chủ yếu nơi có độ phân cắt ngang 0,5 ÷ 2,5 km/km2, chiếm số lƣợng điểm trƣợt gần 80% diện tích tồn lƣu v c Với độ phân cắt sâu, tƣợng trƣợt lở tăng dần tỷ lệ thuận với giá trị phân cắt địa hình Hiện tƣợng trƣợt lở xảy khơng đáng kể khu v c dƣới 500m km2, tăng nhẹ khu v c từ 500 ÷ 900m/km2 Mật độ trƣợt lở cấp độ trung bình xảy khu v c từ 900 ÷ 1900m/km2, chiếm 60% tổng số điểm trƣợt 58% tổng diện tích toàn lƣu v c Hiện tƣợng trƣợt lở dày đặc diễn vùng 1900m/km2 diện tích nhỏ 5% lƣu v c nhƣng lại ghi nhận đến gần 30% số lƣợng điểm trƣợt lở Với tác nhân độ cao, cấp độ trƣợt lở đất giảm dần tỷ lệ nghịch với độ cao địa hình Hiện tƣợng trƣợt lở xảy mạnh độ cao dƣới 200m với ¼ tổng số điểm trƣợt 18% diện tích tồn lƣu v c Từ độ cao 200m đến 1200 m tƣợng trƣợt lở có giảm nhƣng v n mức cao với gần tổng số điểm trƣợt lở 55% diện tích tồn lƣu v c Khu v c từ độ cao 1200m đến 1800m xảy trƣợt lở yếu, vùng 1800m tƣợng trƣợt lở xảy yếu Đối chiếu với đ độ dốc địa hình thấy khu v c có độ cao từ 200 ÷ 1200m có độ dốc địa hình mức trung bình mức cao nơi có mật độ trƣợt lở lớn Cịn khu v c cao lại có độ dốc nhỏ, núi sƣờn thoải đỉnh ph ng Với tác nhân độ dốc, thống kê cho thấy khu v c độ dốc nhỏ lớn có diện tích khơng đáng kể, tƣợng trƣợt lở xảy Trƣợt lở xảy chủ yếu, tập trung khu v c có ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2021 độ dốc thấp từ ÷ 15% chiếm gần diện tích tồn lƣu v c với tổng số điểm trƣợt Khu v c có độ dốc từ 25 ÷ 40% mật độ điểm trƣợt thấp nhƣng v n mức cao ẾT LUẬN Các đ tác nhân trƣợt lở đất đƣợc thành lập, thống kê phân tích d a phƣơng pháp định lƣợng môi trƣờng GIS giúp đánh giá mức độ nhạy cảm trƣợt lở đất cách tr c quan hơn, xác Các đ cung cấp thông tin mức độ nguy xảy trƣợt lở đất khu v c sở xem xét đầy đủ điều kiện kích hoạt trình trƣợt lở Đ ng thời, đ đƣợc sử dụng làm sở khoa học để tiến hành biện pháp cơng trình phi cơng trình vị trí đƣợc cảnh báo nhằm phịng tránh trƣợt lở đất xảy tƣơng lai Các địa phƣơng sử dụng đ làm sở khoa học để phục vụ quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội bền vững, quy hoạch xếp lại dân cƣ cho địa phƣơng, đ ng thời, v n đảm bảo cho quyền cấp tỉnh, huyện, xã nhân dân địa phƣơng l ng ghép kế hoạch biện pháp chủ động phòng, chống giảm thiểu thiệt hại trƣợt lở đất gây LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu thuộc đề tài tiềm Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn theo định 4757 QĐ-BNN-KHCN ngày 12 12 2019 đƣợc th c với mục đích ứng dụng kịch mƣa c c đoan có độ phân giải cao để thành lập đ nhạy cảm trƣợt lở đất nhằm phân vùng cảnh báo nguy trƣợt lở lƣu v c sông Thao, Việt Nam Xin trân trọng cảm ơn s tài trợ, hỗ trợ Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn trƣờng đại học Thuỷ Lợi nhóm tác giả q trình nghiên cứu 79 TÀI LIỆU TH M HẢO [1] Bui, T.D., L Owe, R Inge, and D Oystein, Landslide susceptibility analysis in the Hoa Binh province of Vietnam using statistical index and logistic regression Natural Hazards, 2011 59(1413 2011)): p 1-32 [2] Tran, T.V., M.T Trinh, G Lee, S Oh, and T.H.V Nguyen, Effect of extreme rainfall on cut slope stability: case study in yen bai city, Viet Nam Journal of the Korean GEOenvironmental Society, 2015 16(4): p 23-32 [3] Tran, T.V., V.H Hoang, H.D Pham, and S Go Use of Scoops3D and GIS for the Assessment of Slope Stability in ThreeDimensional: A Case Study in Sapa, Vietnam in The International Conference on Innovations for Sustainable and Responsible Mining 2020 Hanoi [4] Tran, T.V., A Dinand, and H Robert, Weathering and deterioration of geotechnical properties in time of groundmasses in a tropical climate Engineering Geology, 2019 260(3): p 1-15 [5] Sỹ, H and T Hoàng, S t l ất - Thiên tai nhân tai: Xây d ng giải pháp hiệu phòng tránh s t l ất (Bài cu i) Dân tộc Phát triển, 2020 [6] Viện Khoa học Địa chất Khoáng sản, iề h giá v h vù g cảnh báo nguy ợt l ấ vù g Việt Nam 2012-2020 [7] Bui, D.T., T.A Tuan, N.-D Hoang, Ng 80 N.Q Thanh, D.B Nguyen, N.V Liem, and B Pradhan, Spatial prediction of rainfall-induced landslides for the Lao Cai area (Vietnam) using a hybrid intelligent approach of least squares support vector machines inference model and artificial bee colony optimization Landslides, 2016 14: p 447-458 [8] Viện Khoa học Địa chất Khoáng sản http://canhbaotruotlo.vn/lienhe.html 2020 [9] Tran, T.V., L Giha, A Hyunuk, and K Minseok, Comparing the performance of TRIGRS and TiVaSS in spatial and temporal prediction of rainfall-induced shallow landslides Environmental Earth Sciences, 2017 76 [10] An, H., M Kim, G Lee, and T.T Viet, Survey of spatial and temporal landslide prediction methods and techniques Korean Journal of Agricultural Science, 2016 43(4): p 507-521 [11] Fausto, G., C Alberto, C Mauro, and R Paola, Landslide hazard evaluation: a review of current techniques and their application in a multi-scale study, Central Italy Geomorphology, 1999 31(1-4): p 181-216 [12] Trinh, T., C Ho, H.N Do, A Ercan, and M.L Kavvas, Development of highresolution 72 h precipitation and hillslope flood maps over a tropical transboundary region by physically based numerical atmospheric– hydrologic modeling Journal of Water and Climate Change, 2020 11(S1): p 387-406 i biệ : TS NGUYỄN QU C THÀNH ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2021 ... nhóm tác giả sử dụng phƣơng pháp thống kê với sở d a nguy? ?n tắc vụ trƣợt lở đất khứ sở đoán nhận nguy trƣợt lở đất tƣơng lai [11] để phân tích, đánh giá nguy trƣợt lở lƣu v c sông Thao Các đ nguy. .. trƣợt lở đ tác nhân mơi trƣờng GIS (hình 2b, hình 3a-h) Số liệu thống kê số lƣợng điểm trƣợt, diện tích mật độ điểm theo phân cấp đ tác nhân đƣợc thể bảng ẾT QUẢ Hình Bả (a) c c Con số thống kê số. .. trƣợt phân mức diện tích tƣơng ứng, c ng nhƣ tỷ lệ điểm trƣợt, tỷ lệ diện tích Bảng cung cấp nhìn tồn cảnh trạng trƣợt lở lƣu v c sông Thao phần lãnh thổ Việt Nam Nguy trƣợt lở phân mức tác nhân