Với cách tiếp cận nhƣ trên, hệ các phƣơng pháp nghiên cứu sau đƣợc áp dụng để giải quyết vấn đề:
1. Phƣơng pháp nhận dạng các trận lũ ngoài thực địa
Để phân tích tƣớng đá dựa vào trầm tích thì công việc khảo sát thực địa là tiên quyết. Các mặt cắt ngoài thực địa đƣợc mô tả kỹ càng về vị trí – độ cao – độ dốc, mối quan hệ với lƣu vực, mô tả địa tầng chi tiết làm cơ sở khoa học để đối sánh với các phân tích chi tiết trong phòng sau này. Các dấu hiệu của các trận lũ đƣợc nhận dạng ngoài thực địa bao gồm:
- Các vật liệu phát sinh do lũ nhƣ rác còn vƣớng lại trên cao (trên cành cây,
mái nhà .v.v..), hàng loạt các tảng lăn có kích thƣớc lớn nằm tại các vị trí nhƣ cạnh đƣờng giao thông, chắn ngang dòng suối hay bên cạnh các nhà dân đã bị phá hủy một phần.
- Các ngấn lũ để lại trên các vách đá, trên tƣờng nhà – cầu cống.
- Các tập trầm tích do dòng chảy rối của lũ (turbidite lũ): gồm đất cát lẫn
các vật liệu hữu cơ nhƣ thân cây và các vật liệu nhân sinh khác.
- Các hệ sinh thái dọc sông mọc thành các tầng với các mầu sắc khác nhau
do từng đợt lũ phá hủy.
- Ngoài ra công việc tham vấn ý kiến cộng đồng và thu thập các số liệu ghi
chép tình hình mƣa lũ tại các trạm quan trắc thủy văn là phƣơng pháp nghiên cứu quan trọng giúp so sánh và nhận dạng chính xác các trận lũ.
2. Phƣơng pháp phân tích kích thƣớc hạt đại diện bằng laser
Theo quy luật phân dị trầm tích, các hạt trầm tích theo mặt cắt từ dƣới nên trong một chu kỳ lắng đọng tuân theo quy tắc từ thô đến mịn. Khi các điều kiện về môi trƣờng lắng đọng thay đổi thì quy luật này không còn đúng nữa hay có sự thay đổi về tƣớng trầm tích. Tƣớng trầm tích lũ (ở đây là trầm tích sông lũ) thƣờng có cấu tạo rối, hỗn độn đủ các thành phần độ hạt và có cả vật liệu hữu cơ, nhân tạo. Vì vậy, các cấp hạt trong một tập trầm tích có từ thô đến mịn nên không thể lấy độ hạt trung bình hay lớn nhất để thành lập log độ hạt.
Luận văn Thạc sỹ Page 29
Trầm tích đƣợc tiến hành phân tích trên máy Laser Analysis 950 của phòng thí nghiệm Địa chất môi trƣờng và thích ứng với biến đổi khí hậu – Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên cho ra kết quả kích thƣớc độ hạt đo bằng ánh sáng laser. Phân tích kích thƣớc hạt bằng tán xạ laser bắt đầu vào cuối những năm 1970 (McCave and Syvitski, 1991), và từ đó phát triển nhanh chóng. Các kích thƣớc hạt trung bình, lớn nhất, đại diện đƣợc xác định cho phép thành lập log độ hạt từ đó giúp luận giải xác định môi trƣờng lũ.
Hệ thống quang học của máy bao gồm 2 nguồn phát sáng là diot laze 650nm và đèn LED 405nm. Để đo các hạt lớn kích thƣớc lên đến 3000µm, cần thiết phải sử dụng nguồn sáng bƣớc sóng dài, ngƣợc lại với các hạt rất nhỏ đến 0,01µm, nguồn sáng bƣớc sóng ngắn sẽ làm tăng độ nhạy của đầu dò. Máy LA-950V2 có tổng cộng 87 đầu dò, với 75 đầu dò đặt ở góc thấp để đo các hạt kích thƣớc trung bình đến cực lớn, 8 đầu dò ở hai bên để đo các hạt trung bình và nhỏ, 4 đầu dò đặt ở góc rông để đo kích thƣớc hạt nhỏ và rất nhỏ.
Máy hoạt động dựa trên nguyên lý về hiện tƣợng nhiễu xạ-khuếch tán và lý thuyết Mie để đo kích thƣớc hạt (hình 2.2). Phƣơng pháp này dựa trên thực tế là các hạt khi đi qua một chum laze sẽ tán xạ ánh sáng ở các góc tán xạ khác nhau có mối tƣơng quan trực tiếp với kích thƣớc của chúng. Khi kích thƣớc hạt giảm, góc tán xạ ánh sáng tăng theo hàm mũ. Cƣờng độ tán xạ cũng phụ thuộc vào kích thƣớc hạt, sẽ giảm dần theo thể tích hạt. Do đó, các hạt lớn tán xạ ở góc hẹp với cƣờng độ tán xạ cao, trong khi sự tán xạ ở các hạt nhỏ có góc tán xạ rộng nhƣng cƣờng độ thấp. Khi một hạt đƣợc chiếu sáng bởi một nguồn sáng đơn sắc, sẽ thu đƣợc các ảnh nhiễu xạ. Ảnh nhiễu xạ này cho biết cƣờng độ ánh sáng tán xạ dƣới dạng một phƣơng trình hàm của góc nhiễu xạ, bao gồm các vòng tròn đồng tâm. Khoảng cách giữa các vòng tròn khác nhau phụ thuộc vào kích thƣớc hạt. Bằng việc sử dụng cƣờng độ đo đƣợc của các ảnh nhiễu xạ, chúng ta có thể tính đƣợc sự phân bố kích thƣớc.
Luận văn Thạc sỹ Page 30
Hình 2.2: Sơ đ nguyên lý và hình ảnh thực hiện đo độ hạt bằng máy LA-950
3. Phƣơng pháp phân tích ảnh X- ray
Khi phân tích độ hạt của cột lõi khoan nếu phân tích dọc theo chiều dài lõi khoan là rất tốn kém và không hiệu quả. Do đó, cần lựa chọn các vị trí trầm tích có sự thay đổi về độ hạt để mang phân tích. Việc lựa chọn các lớp trầm tích có sự khác biệt để phân tích độ hạt sẽ không chính xác nếu chỉ sử dụng bằng mắt thƣờng. Việc sử dụng ảnh X- ray để có thể nhận biết cấu trúc các layer trong lõi khoan là cần thiết và tăng độ tin cậy khi lựa chọn các lớp đi phân tích độ hạt.
Cơ sở của phƣơng pháp là sử dụng năng lƣợng của chùm tia X chiếu vào mẫu để xác định cấu trúc. Khi đi vào mẫu, chùm Photon mang năng lƣợng sẽ bị hấp thụ một phần bởi các khoáng vật và phần còn lại sẽ lọt qua mẫu và đƣợc ghi lại trên phim. Đối với những vật liệu có mức độ dày đặc hơn thì mức độ hấp thụ tia X tốt hơn những vật rỗng hơn. Kết quả trên phim cho thấy các vật liệu đặc cho vệt đen còn các vật liệu rỗng cho vệt sáng. Nhƣ vậy, ảnh trên phim của mẫu có thành phần cát cho màu sáng hơn mẫu có thành phần bột, sét [15,16].
4. Phƣơng pháp mô hình số độ cao DEM:
Trên cơ sở các yếu tố địa hình thành lập bản đồ mô hình số độ cao từ đó thành lập bản đồ 3D và vẽ các mặt cắt ngang và dọc thung lũng sông. Trên cơ sở bản đồ địa hình, 3D và các mặt cắt này sẽ xác định các vị trí có khả năng lƣu lại các dấu vết của các trận lũ cổ cao nhất, từ đó xác định tuyến khảo sát và lấy mẫu. Các kết quả nghiên cứu trình bày trong chƣơng 3.
Luận văn Thạc sỹ Page 31
- Ngoài ra, luận văn còn sử dụng phƣơng pháp chuyên gia: Trên cơ sở kinh nghiệm của các chuyên gia trong và ngoài nƣớc sẽ giúp đảm bảo độ tin cậy trong đánh giá số liệu, thông tin, sàng lọc và lựa chọn các dấu hiệu nội ngoại suy khả thi nhất ngoài thực địa cũng nhƣ trong phân tích trong phòng về nhận dạng các chỉ thị của lũ.
Luận văn Thạc sỹ Page 32
CHƢƠNG III
KẾT QUẢ NHẬN DẠNG CÁC TRẬN LŨ LƢU VỰC SÔNG PÔKÔ VÀ ĐẮK BLA TRONG HOLOCEN
Khu vực nghiên cứu thƣợng lƣu sông Sê San gồm hai nhánh sông chính là Pô Kô và Đắc Bla. Để nhận dạng ra các chỉ thị do lũ để lại, học viên đã tiến hành xác định sơ bộ các vị trí có thể ghi nhận lại tốt các dấu ấn của lũ cổ phục vụ việc tiến hành điều tra khảo sát lấy mẫu. Trên cơ sở bản đồ DEM khu vực nghiên cứu (hình 3.1) hệ thống các mặt cắt trắc diện ngang dọc theo hai sông đã đƣợc vạch ra (hình 3.2 và 3.3). Nhìn chung, lƣu vực sông Pô Kô (hình 3.5) hẹp và dốc hơn so với lƣu vực sông Đắc Bla (hình 3.4). Sông Pô Kô tƣơng đối th ng còn sông Đắc Bla thì uốn lƣợn có nhiều khúc cua và nhiều nhánh suối đổ vào nên khả năng có thể tìm thấy các dấu tích của các trận lũ là lớn hơn lƣu vực sông Pô Kô. Các vị trí có thể tìm thấy các chỉ thị của lũ là tại các bãi bồi ở các vị trí ngã ba suối đổ vào sông hoặc tại các khúc uốn của sông. Do sông Pô Kô có diện tích lƣu vực hẹp nên khi lũ về, nƣớc dâng nên là rất nhanh, độ cao đỉnh lũ lớn nên khu vực sông Pô Kô lại có ý nghĩa trong việc tìm ra các ngấn lũ hay độ cao của mực nƣớc lũ.
Trên cơ sở các nhận định trên, các kết quả nghiên cứu nhận dạng lũ đƣợc xem xét lần lƣợt qua các dấu hiệu của chúng để lại ngoài thực địa, các dấu ấn về cƣờng độ (độ cao của mực nƣớc lũ) và nhận dạng các dị thƣờng khi phân tích trên các đối tƣợng ở trong phòng thí nghiệm. Các kết quả nghiên cứu thực tế đạt đƣợc, bao gồm:
Luận văn Thạc sỹ Page 33
Hình 3.1 : Bản đ DEM và mặt cắt khu vực nghiên cứu
L L’ M
Luận văn Thạc sỹ Page 34
Hình 3.2: Mặt cắt trắc diện chung một phần hạ lưu sông Pô Kô và Đắc Bla [23]
Hình 3.3 : Mặt cắt trắc diện ngang chung một phần thượng lưu sông Pô Kô và Đắc Bla [23]
M M’
Luận văn Thạc sỹ Page 35
Hình 3.4: Mặt cắt ngang đại diện sông Đắc Bla
Luận văn Thạc sỹ Page 36