b) Các dấu hiệu về tướng trầm tích sông lũ
3.2. Nhận dạng các dấu hiệu của lũ trong phòng
Các vị trí có khả năng ghi nhận đƣợc các dấu ấn của lũ để lại đƣợc tiến hành lấy mẫu lõi khoan địa chất về phân tích trong phòng. Có nhiều cách nhận biết các dấu hiệu của lũ khi phân tích lõi khoan địa chất nhƣ dị thƣờng độ hạt, dị thƣờng địa hóa, dị thƣờng tỷ lệ đồng vị bền trong trầm tích .v.v… Tuy nhiên, trong phạm vi luận văn thạc sĩ, học viên chỉ chọn một phƣơng pháp phân tích độ hạt trầm tích để nhận diện các trầm tích lũ. Có 3 lõi khoan đƣợc tiến hành lựa chọn phân tích gồm: TN1-17, KS5-5, OxbowSE. Các kết quả phân tích độ hạt đã thành lập đƣợc log độ hạt bao gồm:
3.2.1.Lỗ khoan Oxbow SE:
Lỗ khoan Oxbow SE là lỗ khoan trên hồ móng ngựa phí đông nam thành phố KonTum trên lƣu vực sông Đak Bla. Hồ móng ngựa này nằm cách sông khoảng 100m là một bề mặt rộng lớn gồm 2 phần: phần hồ chính có diện tích khoảng 1ha hình chữ C và luôn có nƣớc kể cả mùa khô với độ sâu vào mùa khô khoảng 2,5m; phần trên cạn là bãi rộng khoảng 2ha đƣợc ngƣời dân tận dụng trồng trọt. Để xác định các dấu hiệu của lũ đƣợc tiến hành lấy mẫu cả trên bãi bồi và dƣới lòng hồ. Các lớp trầm tích trên bãi bồi bị xáo trộn do ngƣời dân canh tác nên việc lấy mẫu tại đây chỉ có ý nghĩa đối với các trầm tích cổ dƣới sâu (hình 3.21). Lấy mẫu trầm tích ở dƣới hồ tuy không đƣợc sâu song sẽ đảm bảo tính ổn định của các lớp trầm tích trẻ nông bề mặt (hình 3.22).
Luận văn Thạc sỹ Page 53
Luận văn Thạc sỹ Page 54
Hình 3.22 : Công tác lấy mẫu trầm tích dưới h móng ngựa (ảnh tác giả)
Tổng chiều dài lỗ khoan sau khi ghép 2 lõi khoan (trên bĩa bồi và dƣới hồ) và loại bỏ các lớp trùng nhau đƣợc 7,3m. Các mẫu đƣợc bọc nilon, đựng trong ống nhựa PVC và đem về phân tích trong phòng. Mẫu phân tích thí nghiệm đƣợc tiến hành nhƣ sau: Lõi khoan đƣợc cắt ra làm 2 phần, một phần cho đi phân tích ảnh X- ray tại bệnh viện E Hà Nội và đem về phân tích các chỉ tiêu độ hạt, địa hóa .v.v.. còn một phần làm mẫu lƣu.
Để tiện cho việc mô tả, luận văn chia cột lõi khoan ra làm 09 phần, mỗi lớp trầm tích chứa chỉ thị của lũ đƣợc chia làm một phần, phần không chứa chỉ thị của lũ có thể gồm nhiều lớp trầm tích khác nhau. Kết quả phân tích ảnh X-ray cho thấy có thể phân chia mẫu lõi Oxbow SE thành 9 lớp (layer) tƣơng ứng với 9 vị trí sáng tối thay đổi, trong đó có 4 vị trí sáng trắng rõ nét khi quan sát trên phim. Các vị trí sáng này trùng với các vị trí có cấp hạt thô khi quan sát bằng mắt thƣờng với thành phần chủ yếu là cát – sạn và có khi là cuội có lẫn nhiều vật chất hữu cơ. Các vị trí tối liên quan đến các trầm tích sét bột. 09 lớp này đƣợc chọn để tiến hành lấy mẫu phân tích độ hạt bằng phƣơng pháp laser (trong một đoạn có thể có nhiều lớp tƣơng ứng với các chu kỳ lắng đọng trầm tích khác nhau nhƣng có kích thƣớc hạt không
Luận văn Thạc sỹ Page 55
mấy thay đổi thì sẽ lựa chọn một phần đặc trƣng nhất để lấy mẫu phân tích độ hạt, trong trƣờng hợp này phần có hạt thô và đặc trƣng hơn sẽ đƣợc lựa chọn). Các hạt có kích thƣớc lớn nhất, nhỏ nhất và trung bình không có ý nghĩa trong nghiên cứu lũ. Các kích thƣớc hạt đặc trƣng tức chiếm đa số và lặp lại nhiều lần về giá trị kết quả trên máy sẽ đƣợc lựa chọn để thành lập log độ hạt. Kết quả phân tích đã thành lập đƣợc log độ hạt (hình 3.23) cho thấy có 04 vị trí có phân dị cấp hạt thô đột ngột và chứa nhiều vật chất hữu cơ biểu hiện cho tƣớng trầm tích lũ, gồm:
- Phần 2: từ độ sâu 0,1m đến khoảng 0,45m. Đây các lớp cát hạt thô màu vàng
khá dày, kích thƣớc hạt khoảng 950µm, không có cấu tạo dòng chảy và chứa thực vật nhƣ vỏ cây, hạt cây chƣa bị mục. Theo nhƣ quan sát và hỏi ngƣời dân địa phƣơng thì lớp trầm tích này tƣơng ứng với trận lũ năm 2009 mang đến.
- Phần 4: tại độ sâu khoảng 1,43m. Đây là lớp trầm tích khá mỏng dày khoảng
1cm, hạt khá thô với kích thƣớc 1,7 mm. Khi phân tích trên ảnh X-ray ta thấy có 1 vệt màu trắng tƣơng đối mỏng nằm kẹp giữa các hai vệt màu đen (là bột –sét) khá dày (lớp 3 và 5) kích thƣớc 0.05mm. Tƣơng tự với thành phần thay đổi đột ngột của lớp này nguyên nhân là do lũ mang đến.
- Phần 6: dày khoảng 80cm từ độ sâu 4m đến 4,8m. Phân tích độ hạt bằng laser cho thấy thành phần hạt tƣơng đối đồng nhất với kích thƣớc các hạt (đại diện) là 2mm. Thành phần chủ yếu là cát sạch có nguồn gốc từ sông đem vào, màu trắng có lẫn nhiều các hạt sạn có kích thƣớc bằng hạt đỗ, các hạt không có tính định hƣớng mà tạo thành một tầng hỗn độn. Nếu nhìn trên phim X-ray ta thấy lớp này có màu sáng trắng khá rõ phân biệt với các hai lớp tối xung quanh. Trầm tích ở đây là tƣớng trầm tích lũ.
- Phần 8: tại độ sâu 6,2m đến 6,8m. Tại đây, thành phần chủ yếu là cát thô xen
cuội, sạn, sỏi hỗn độn, kích thƣớc >1,6mm. Các mảnh vụn than dạng quả thực vật còn sót lại. Đây cũng là môi trƣờng động và trầm tích là do lũ mang đến.
Tóm lại, tại vị trí KS16 đã nhận dạng đƣợc 04 vị trí có trầm tích đặc trƣng cho trầm tích do lũ mang đến. Còn lại các phần 1, 3, 5,7,9 bao gồm các nhiều lớp trầm tích có độ hạt khá mịn có kích thƣớc dƣới 0.05mm chủ yếu là bột –sét (bùn) . Các lớp tại đây đặc trƣng cho môi trƣờng hồ tƣơng đối ổn định.
Luận văn Thạc sỹ Page 56 Hình3.23 Đặc điểm cấu trúc và độ hạt của trầm tích và ảnh X- ray trong Holocen tại điểm Oxbow SE Sỏi cuội
Luận văn Thạc sỹ Page 57
3.2.2. Lõi khoan KS5
Lõi khoan KS5 có tọa độ 14023’28” N 107038’35” E thuộc bờ trái của nhánh suối
đổ ra sông ĐakBla phần hạ lƣu. Mặt cắt nằm trên bậc thềm suối có ghi nhận hoạt động nhân sinh. Tại mặt cắt này ghi nhận có ba lớp trầm tích tƣơng ứng với tƣớng trầm tích lũ, đặc trƣng cho sự gián đoạn môi trƣờng lắng đọng (hình 3.24) gồm:
- Vị trí 1: tại độ sâu từ 27- 55cm với thành phần chủ yếu là cát hạt thô, cuội,
sỏi màu vàng nhạt đến nâu hỗn độn. Kích thƣớc hạt đạt 2,7mm
- Vị trí 2: tại độ sâu 59cm. Lớp có bề dày 3,5cm với thành phần chủ yếu là cát
hạt thô nằm xen kẽ giữa hai lớp sét min.
- Vị trí 3: dày 101cm tại độ sâu bắt đầu từ 80cm. Lớp này khá dày với thành
phần chủ yếu bao gồm cát hạt thô, cuội với kích thƣớc các hạt đại diện là 2.8mm và rất nhiều mảnh gỗ. Đây là môi trƣờng đặc trƣng cho dòng chảy rối hay turbidite lũ.
Luận văn Thạc sỹ Page 58
Luận văn Thạc sỹ Page 59
Lõi khoan TN1-17
Vị trí lõi khoan TN1-17 nằm tại vị trí bãi bồi sông Đak Psi gần vị trí hợp lƣu
giữa sông Đak Psi và sông Po Ko có tọa độ 14037’ N 107052’00” E.Tiến hành phân
tích độ hạt mẫu lõi có chiều dài 5,77m đã xác định đƣợc dị thƣờng của 4 lớp trầm tích chỉ thị cho môi trƣờng lắng đọng thay đổi . Kích thƣớc độ hạt ở các vị trí dị thƣờng này không lớn nhƣng do các cấp hạt ở các lớp trên tổng chiều dài mẫu là rất nhỏ nên độ hạt này lại đƣợc coi là lớn (hình 3.25).
Nhìn trên biểu đồ kết quả phân tích độ hạt ta thấy, kích thƣớc độ hạt của những vị trí trƣớc những năm 1990 là rất lớn. Nguyên nhân có thể là do trƣớc những năm 1990 không có đập thủy điện nên việc ảnh hƣởng bởi thủy điện là không lớn. Sau năm 1990 với việc xây dựng hàng loạt các thủy điện nhỏ trên sông Đak Psi đã ảnh hƣởng đến lƣu lƣợng dòng cũng nhƣ mật độ các vật liệu do dòng tải mang theo nên cấp hạt nhỏ.
So sánh các kết quả phân tích độ hạt trên với các số liệu ghi chép lƣợng mƣa trên trạm Đak Tô từ năm 1980 đến 2013 (gần vị trí lấy mẫu) cho thấy:
- Các trận mƣa lũ với lƣu lƣợng nƣớc lớn xảy ra vào các năm 2009, 1996, 1984;
- Có 2 vị trí có dị thƣờng độ hạt trùng với vị trí có mƣa lũ xảy ra ở độ sâu 0,26
– 0,4m và 2,32 – 2,75m.
Ngoài ra, Từ độ sau 3,62m đến đáy là tầng cuội cơ sở lòng sông không phải trầm tích lũ. Có lẽ đây là tầng cuội có tuổi pleistocen giữa – muộn (Q13b) [2].
Luận văn Thạc sỹ Page 60
Hình 3.25: Biểu đ đường cong độ hạt tại điểm nghiên cứu TN1-17
Luận văn Thạc sỹ Page 61
KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ
Khu vực nghiên cứu thuộc thƣợng nguồn sông Sê San gồm hai chi lƣu chính là PoKo và Dak Bla. Các kết quả nghiên cứu ban đầu về nhận dạng các dấu hiệu của các trận lũ cổ để lại trong khu vực nghiên cứu chủ yếu dựa vào các dấu hiệu về địa chất, địa hình – địa mạo trên cơ sở kiểm chứng với các số liệu lƣợng mƣa và ghi chép lịch sử.
Trên cơ sở phân tích các dấu hiệu về địa chất, địa mạo tại các vị trí: TN1, KS4-5, KS5-5, KS21, Oxbow SE, TN1-17 đã chỉ ra đƣợc 05 trận lũ lịch sử, có cƣờng độ lớn đã xảy ra trong khu vực nghiên cứu. Các dấu hiệu trầm tích để nhận dạng các trận lũ trong khu vực nghiên cứu gồm: các lớp trầm tích có cấp hạt thô đột ngột, hỗn độn với nhau, thành phần chủ yếu là cát, cuội, sỏi. Các lớp này thƣờng có lẫn nhiều vật chất hữu cơ nhƣ vỏ, thân cây và cả rác nhân tạo. Các dấu hiệu địa hình – địa mạo thƣờng là các ngấn lũ, các hiện vật còn sót lại của các trận lũ.
Thời gian xảy ra các trận lũ đƣợc kiểm chứng bằng cách so sánh với số liệu ghi chép lƣợng mƣa cũng nhƣ tham vấn ý kiến cộng đồng đã chỉ ra 5 trận lũ lịch sử xảy ra tại khu vực nghiên cứu tƣơng ứng với các năm 2009, 1996, 1984, 1972 và 1952.
Hầu hết các dấu vết của các trận lũ xảy ra trƣớc thƣờng bị xóa nhòa các bởi các trận lũ sau có cƣờng độ mạnh hơn trong đó khu vực nghiên cứu ghi nhận mức nƣớc cao nhất đối với hai trận lũ năm 2009 và năm 1972 ở thƣợng nguồn sông Đắc Bla là khoảng 597m, sông Pô Kô là 621m và ở hạ lƣu gần ngã ba sông là 512m. Tần suất của các trận lũ lịch sử khu vực Kon Tum trong vòng 100 năm lại đây dao động bình quân trong khoảng 12 năm/trận.
Để có thể dự báo tƣơng đối chính xác các trận lũ xảy ra trong tƣơng lai, chúng ta cần quay ngƣợc lại quá khứ với thời gian đủ dài, có thể lên tới hàng nghìn năm để có đƣợc mức tần suất tin cậy. Khi đó cần có các nghiên cứu chi tiết với các tiếp cận khác nhau để có thể khỏa lấp thời gian đã qua trong thời gian dài của lịch sử liên quan tới biến đổi khí hậu và diễn biến của thời tiết cực đoan, cũng nhƣ sừ thay đổi địa hình và hệ thống sông. Các nghiên cứu chi tiết và định lƣợng về các trận lũ cổ sẽ đƣợc học viên nghiên cứu tiếp theo cùng với cùng nhóm nghiên cứu
Luận văn Thạc sỹ Page 62
của đề tài: “ Nghiên cứu dự báo nguy cơ lũ trên cơ sở các trận lũ lịch sử từ Holocen trở lại đây ở Tây Nguyên” trên cơ sở các kết quả phân tích định lƣợng về cấp độ hạt, độ từ cảm, tuổi đồng vị cũng nhƣ độ rộng trên vòng sinh trƣởng của các thực vật nhạy cảm. Các thông số quan trọng đang đƣợc sử lý để có kết quả cuối cùng và sẽ đƣợc công bố trong thời gian sắp tới.
Luận văn Thạc sỹ Page 63
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Đào Đình Bắc (2000), Địa mạo đại cương, NXBĐại học Quốc gia Hà Nội.
2. Công Ty thủy điện YaLy (2012), Sơ đ hệ thống bậc thang các thủy điện ở sông Sê San, 2012.
3. Chi cục Thuỷ lợi và Phòng chống Lụt bão tỉnh Kon Tum (2010). Báo cáo Hiện
trạng môi trường tỉnh Kon Tum, KonTum.
4. Cục thống kê KonTum (2013), Niên giám thống kê tỉnh KonTumnăm 2013.
5. Doãn Đình Lâm (2008), Các chu kỳ và thành tạo trầm tích kỷ đệ tứ ở Việt Nam.
Tạp chí Địa chất số 305/2008.
6. Trần Nghi (2003), Trầm tích học, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà
Nội.
7. Trần Nghi (2009), Trầm tích luận trong địa chất biển và dầu khí, Nhà xuất bản
Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội.
8. Sở Tài nguyên và Môi trƣờng (2012), Báo cáo tổng hợp: Kế hoạch hành động
ứng phó với Biến đổi khí hậu tỉnh KonTum, KonTum.
9. Sở Tài nguyên và Môi trƣờng (2012), Báo cáo Quy hoạch tổng thể kinh tế xã
hội tỉnh Kon Tum năm 2012, KonTum.
10. Thuyết minh bản đồ địa chất khoáng sản nhóm tờ KonTum tỷ lệ 1/50.000,
2006. Liên đoàn bản đồ Địa chất Miền nam, Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam.
11. Phan Cự Tiến, Nguyễn Xuân Hãn, Đặng Đức Nga, Vũ Khúc, Nguyễn Văn Phức
(1984), Địa tầng học và phương pháp nghiên cứu. Nhà xuất bản KH & KT, Hà
Nội.
12. Phan Huy Tiến, Trịnh Ích, Nguyễn Ngọc Miên (1985), Thạch học đá trầm tích.
Tập I,II. NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp.
13. Bouchez, J., Gaillardet, J., France-Lanord, C., Maurice, L., Dutra-Maia, P.,
2011. Grain size control of river suspended sediment geochemistry: clues from
Amazon River depth profiles. Geochemistry, Geophysics, Geosystems 12 Article Number: Q03008.
14. Hamblin, Wm. Kenneth, J. Sedimentary Petrology (1962).X-ray Radiography
and Soil Mechanics: Localization of Shear Planes in Soil Samples. Nature 202, 832 (23 May 1964).
15. Hamblin, and Kenneth (1962). X-ray radiography in the study of structures in homogeneous sediments. Journal of Sedimentary Research 32(2): 201-210. 16. Moss M.E, and Baker V.R, Bias and information content of pleoflood data in
flood-frequency analysis, in Ancient Floods, Modern Hazards: Principles and Application Series, 5, 161-174, American Geophysical Union, Washington, DC, 2002 . 17. http://www.nchmf.gov.vn/web/vi-VN/43/Default.aspx. 18. http://vi.wikipedia.org/wiki/L%E1%BB%A5t. 19. http://www.kontum.gov.vn/default.aspx. 20. https://www.google.com/earth/. 21. http://www.bluemarblegeo.com/products/global-mapper.php.