Phần lớn những công trình nghiên cứu trước đây về tai biến trượt lở ở cả trong và ngoài nước đều cho rằng nhóm yếu tố địa mạo có vai trò chủ đạo trong việc tác động thúc đẩy phát sinh trượt lở đất. Các yếu tốtrắc lượng hình thái rất có ảnh hưởng đến trượt lở bao gồm: Độ dốc, độ cao, hướng sườn, độ phân cắt sâu, phân cắt ngang. Trong đó, đóng vai trò quan trọng nhất là yếu tố độdốc sườn.
4.1.1. Độ dốc sườn
Ảnh hưởng của địa hình đến trượt lởthể hiện rõ nhất thông qua độ dốc. Để đánh giá quan hệ độ dốc với trượt lở, người ta thường chia độ dốc thành các cấp khác nhau và xem xét số lượng trượt đất trong các cấp độ dốc này. Vấn đề phân chia độ dốc đã được nhiều tác giả đưa ra: Ayalew và nnk (2004), Phạm Văn Hùng (2010), Nguyễn Xuân Huyên (2010),. . . Trong khu vực nghiên cứu, dựa vào quan hệ độ dốc với các quá trình địa mạo chủ đạo, độdốc có thể chia thành 5 cấp: 0° - 15°; 15° - 25°; 25° - 35°; 35° - 45° và >45°. Bản đồ độdốc được thành lập trên cơ sởmô hình số độ cao (DEM) có được từsốhóa các bản đồ địa hình (Hình 4.1).
Bản đồ độdốc cho thấy đại đa sốdiện tích khu vực nghiên cứu có cấp độdốc từ35° trởxuống (96,4%) (Bảng 4.1). Diện tích cấp độdốc trên 35° phân bốhạn chế chủyếuởnhững khu vực núi caoởphía Tây và phía Bắc của huyện Tu Mơ Rông.
Bảng 4.1. Thống kê diện tích vùng nghiên cứu theo độ dốc
Stt Lớp Diện tích (km2) Tỷ lệ % 1 0° - 15° 255,40 29,92 2 15° - 25° 381,76 44,73 3 25° - 35° 185,52 21,74 4 35° - 45° 28,46 3,33 5 > 45° 2,38 0,28 Tổng cộng 853,51 100,00
Hình 4.1. Bản đồ độ dốc
Để đánh giá mối quan hệ giữa độ dốc và trượt lở đất vùng nghiên cứu, các điểm trượt lở đãđược thống kê theo từng cấp độdốc, sau đó từtỷlệ trượt lởcủa các lớp độ dốc tính ra điểm số của từng lớp. Tỷ lệ trượt lởcủa từng lớp độ dốc được tính bằng cách lấy tổng diện tích các khối trượt lở trong cùng một lớp độ dốc chia cho tổng diện tích của lớp độdốc đó.
Qua nghiên cứu chi tiết cho thấy,trượt lởtrong khu vực phát triển chủyếu ở các cấp độdốc < 35°, cao nhất là cấp độdốc 25° - 35° có tỷlệ trượt lở0,145% với 107điểm trượt lở được ghi nhận; sau đó là cấp 0° - 15° với tỷlệ trượt lởlà 0,111% với 73điểm trượt lở được ghi nhận; tiếp đến là cấp 15° - 25° với tỷlệ trượt lở đất là 0,087% với 146điểm trượt lở được ghi nhận; cấp độdốc 35° - 45° có tỷ lệ trượt lở thấp hơnvới chỉ 09điểm trượt lở được ghi nhận; Kết quảthống kê không ghi nhận
điểm trượt nào ởcấp độdốc > 45°. Lớp độ dốc 25° - 35° có tỷlệ trượt lởcao nhất có điểm sốlà 9, lớpđộ dốc > 45° có tỷ lệ trượt đất nhỏ nhất có điểm số là 1. Điểm sốcủa các lớp khác được tính toán theo công thức đã nêu trong chương 2. Điểm số cụthểcủa các lớp độdốc như sau:
Bảng 4.2. Đánh giá mối quan hệ giữa độ dốc và trượt lở tại vùng nghiên cứu
Lớp Quy mô khối trượt Tổng cộng Diện tích trượt (m2) Diện tích lớp (m2) Tỷ lệ (%) Điểm số N TB L RL 0°-15° 2 18 44 9 73 284.452,6 255.396.482,5 0,111 7 15°-25° 10 16 106 14 146 332.050,6 381.755.249,1 0,087 6 25°-35° 11 16 68 12 93 268.578,4 185.519.274,9 0,145 9 35°-45° 0 2 7 0 9 17.141,7 28.457.638,2 0,060 4 > 45° 0 0 0 0 0 0,0 2.380.486,8 0,000 1 Tổng cộng 23 52 225 35 335 902.223,4 853.509.131,5 0,106
* Quy mô khối trượt: N–nhỏ; TB–trung bình; L –lớn; RL–rất lớn
4.1.2. Độ phân cắt ngang
Độphân cắt ngang được xác định là tổng sốchiều dài đường tụthủy trên một đơn vịdiện tích. Bản đồ độphân cắt ngang có thể xây dựng được từcác bản đồ địa hình hoặc từcác mô hình số độcao (DEM). Kết quảtính toán từmô hình DEM cho thấy các giá trị đặc trưng về độphân cắt ngang của khu vực huyện Tu Mơ Rông như sau:
Giá trịcực tiểu : 0,00 Giá trịcực đại : 4,09 Giá trịtrung bình: 1,00 Độlệch chuẩn : 0,86
Cách phân chia các cấp độphân cắt ngang có sựkhác nhau giữa các tác giả: Nguyễn Xuân Huyên (2010) khi nghiên cứu trượt lở đất tại thành phố Đà Nẵng đã chia yếu tố độphân cắt ngang thành 5 lớp: 0,0 - 0,4 km/km2; 0,4–0,6 km/km2; 0,6 – 0,8 km/km2; 0,8 - 1,0 km/km2; 1,0 – 1,2 km/km2; Phạm Văn Hùng (2010) khi nghiên cứu nứt đất và trượt lở đấtởtỉnh Quảng Nam; Mai Thành Tân (2014) nghiên cứu trượt lở đất tại Thừa Thiên Huế, Đà Nẵng và Quảng Nam đã chia yếu tố này
thành 5 lớp <0,7 km/km2; 0,7 - 1,45 km/km2; 1,45 - 2,18 km/km2; 2,18 - 2,9 km/km2; và >2,9 km/km2. Những cách phân chia này ít nhiều vẫn mang tính chủ quan của tác giả và không có cơ sở rõ ràng. Trong luận văn này, cách phân chia theo độ lệch chuẩn (Standard Deviation) được sử dụng để chia yếu tố độ phân cắt ngang thành 5 lớp với giá trị độlệch chuẩn là 0,86: 0,0 - 0,57 km/km2; 0,57 –1,43 km/km2; 1,43–2,29 km/km2; 2,29–3,15 km/km2; 3,15–4,09 km/km2(Hình 4.2).
Kết quảnghiên cứu cho thấy, đa phần diện tích vùng nghiên cứu có độ phân cắt ngang < 2,29 km/km2, chiếm tới 91,2% tổng diện tích. Chiếm diện tích lớn nhất là vùng có độphân cắt ngang < 0,57 km/km2 (37,06%); sau đó là vùng có độ phân cắt ngang 0,57–1,43 km/km2(33,55%); tiếp đếnlà vùng có độphân cắt ngang 1,43 – 2,29 km/km2 (20,55%); tiếp theo là vùng có độ phân cắt ngang 2,29 – 3,15 km/km2 (7,76%); nhỏ nhất là vùng có độ phân cắt ngang >3,15 km/km2(1,07%), phân bố hạn chế ở dọc các con sông chính nơi, nơi có địa hình tương đối bằng phẳng, sông chủyếu phát triển uốn khúc và xâm thực ngang.
Hình 4.2. Bản đồ độ phân cắt ngang
Tương tự như đối với yếu tố độdốc, để đánh giá mối quan hệ giữa độ phân cắt ngang và trượt lở đất vùng nghiên cứu, các điểm trượt lở đãđược thống kê theo từng cấp độphân cắt ngang của địa hình, sau đó từtỷ lệ trượt lởcủa các lớp tính ra điểm sốcủa từng lớp.
Kết quả nghiên cứu cho thấy: tỷlệ trượt lở tăng theo độ chia cắt ngang đến khi độ chia cắt ngang đạt khoảng 2,29 – 3,15 km/km2 (0,016 – 0,211 %), sau đó giảm mạnh khi độ phân cắt ngang vượt qua 3,15 km/km2 (0,041 %) (Bảng 4.3). Nhìn chung, độ chia cắt ngang thích hợp cho phát triển trượt đất ở trong khoảng 0,57 – 3,15 km/km2,đây cũng thường là vùng đồi núi diễn ra hoạt động xâm thực giật lùi phát triển dòng chảy mạnh mẽ. Khu vực có độ chia cắt ngang > 3,15 km/km2 thường là khu vực dọc các con sông chính trong khu vực nghiên cứu, nơi địa hình tương đối bằng phẳng, có lẽ vì thế sông ở đây chủ yếu xâm thực ngang, uốn khúc kéo dài lòng dẫn, còn xâm thực sâu và xâm thực giật lùi ít phát triển, kéo
theo trượt lở ít phát triển. Điều này giải thích vìsao khi độ phân cắt ngang > 3,15 km/km2thì tỷlệtrượt lởlại giảm mạnh.
Bảng 4.3. Đánh giá mối quan hệ giữa độ phân cắt ngang và trượt lở tại vùng nghiên cứu
Lớp
(km/km2)
Quy mô khối trượt Tổng cộng Diện tích trượt (m2) Diện tích lớp (m2) Tỷ lệ (%) Điểm số N TB L RL 0,00-0,57 3 10 27 1 41 49.549,4 316.288.254,0 0,016 1 0,57-1,43 6 12 69 14 101 365.240,3 286.394.208,4 0,128 6 1,43-2,29 7 11 74 14 106 343.892,1 175.409.419,4 0,196 8 2,29-3,15 3 14 49 6 72 139.794,5 66.268.606,0 0,211 9 3,15-4,09 4 5 6 0 15 3.747,0 9.148.643,8 0,041 2 Tổng cộng 23 52 225 35 335 902.223,4 853.509.131,5 0,106
* Quy mô khối trượt: N–nhỏ; TB–trung bình; L –lớn; RL–rất lớn
4.1.3. Độ phân cắt sâu
Độ phân cắt sâu là độ chênh cao địa hình giữa điểm cao nhất với điểm thấp nhất trên một đơn vị diện tích. Nó thể hiện năng lượng địa hình, quyết định tới xu thế và cường độ của các quá trình địa mạo, phát triển địa hình trong khu vực. Bản đồ độphân cắt sâu có thểxây dựng được từcác bản đồ địa hình hoặc từcác mô hình số độcao (DEM). Kết quảtính toán từmô hình DEM cho thấy các giá trị đặc trưng về độphân cắt sâu của khu vực huyện Tu Mơ Rông như sau:
Giá trịcực tiểu : 26,82 Giá trịcực đại : 863,65 Giá trịtrung bình: 267,75 Độlệch chuẩn : 104,20
Tương tự như với yếu tố phân cắt ngang, trong nghiên cứu này cách chia theo độlệch chuẩn cũng được sử dụng để chia yếu tố độ phân cắt sâu thành 5 lớp với giá trị độlệch chuẩn là 104,2: 26,82– 111,46 m/km2; 111,46 –215,65 m/km2;
215,65 – 319,85 m/km2; 319,85 – 424,04 m/km2; 424,04 – 863,65 m/km2 (Hình 4.3).
Phân tích bản đồ độphân cắt sâu cho thấy, phổbiến nhất trong vùng nghiên cứu là độphân cắt sâu từ215,65 – 319,85 m/km2, chiếm tới 41,52% diện tích toàn vùng, sau đó là từ111,46 –215,65 m/km2, chiếm 28,75% diện tích toàn vùng, tiếp theo là từ319,85 –424,04 m/km2, chiếm 18,98% diện tích toàn vùng, hai mức phân cắt sâu còn lại chỉchiếm khoảng 10,75% diện tích vùng nghiên cứu. Những vùng có độphân cắt sâu lớn nhất thường tương ứng với khu vực núi cao, những vùng có độ phân cắt sâu nhỏ nhất thường ứng với khu vực hạ lưu của các sông chính và cao nguyên bazanphía Đông Bắc vùng nghiên cứu.
Bảng 4.4. Thống kê diện tích vùng nghiên cứu theo độ phân cắt sâu
Stt Lớp (m/km2) Diện tích(km2) % 1 26,82–111,46 26,49 3,10 2 111,46–215,65 245,37 28,75 3 215,65–319,85 354,37 41,52 4 319,85–424,04 162,02 18,98 5 424,04 - 863,65 65,26 7,65 Tổng cộng 853,51 100,00
Hình 4.3. Bản đồ độ phân cắt sâu
Tương tự như đối với yếu tố độ dốc và độ phân cắt ngang, để đánh giá mối quan hệ giữa độ phân cắt sâu và trượt lở đất vùng nghiên cứu, các điểm trượt lở được thống kê theo từng cấp độ phân cắt sâu của địa hình, sauđó từ tỷ lệ trượt lở của các lớp tính ra điểm sốcủa từng lớp.
Kết quả nghiên cứu cho thấy: Tỷ lệ trượt đất tại vùng nghiên cứu tăng nhẹ khi độphân cắt sâu tăng từlớp 1 sang lớp thứhai (0,148– 0,162%)và sau đó giảm dần theo khi độ chia cắt sâu tăng lên (0,162 – 0,014%) (Bảng 4.5). Kết quả nghiên cứu là phù hợp do khu vực địa hình có độphân cắt sâu lớn không phải là nơi thích hợp cho hoạt động trượt lở đất phát triển.
Bảng 4.5. Đánh giá mối quan hệ giữa độ phân cắt sâu và trượt lở tại vùng nghiên cứu
Lớp (m/km2)
Quy mô khối trượt Tổng cộng Diện tích trượt (m2) Diện tích lớp (m2) Tỷ lệ (%) Điểm số N TB L RL
26,82– 111,46 0 2 9 2 13 39.144,3 26.492.834,9 0,148 8 111,46– 215,65 10 24 98 12 144 398.296,7 245.372.288,5 0,162 9 215,65– 319,85 10 18 99 18 145 357.800,7 354.372.436,7 0,101 6 319,85– 424,04 1 8 18 3 30 98.116,9 162.016.475,8 0,061 4 424,04– 863,65 2 0 1 0 3 8.864,9 65.255.095,7 0,014 1 Tổng cộng 23 52 225 35 335 902.223,4 853.509.131,5 0,106
* Quy mô khối trượt: N–nhỏ; TB–trung bình; L –lớn; RL–rất lớn
4.2. Nhóm các yếu tố địa chất 4.2.1. Thạch học
Thạch học là nhân tố chính quyết định thành phần, tính chất, độ bền,… của đất đá. Vì vậy, nó luôn đóng một vai trò nhất định trong quá trình hình thành và phát triển trượt lở. Điều này đãđược khẳng định trong nhiều công trình nghiên cứu về trượt lở ởcả trong và ngoài nước.
Trong vùng nghiên cứu, các thành tạo địa chất gồm có 03 phân vịhệtầng, 05 phức hệ magma xâm nhập và trầm tích Đệ tứ không phân chia, có tuổi từ Paleoproterozoi– Đệtứ. Bản đồthạch học khu vực được hình thành dựa trên cơ sở của bản đồ địa chất khi nhóm gộp các thành tạo địa chất thành 04 nhóm sau: Nhóm trầm tích Đệ tứ bở rời, nhóm đá biến chất, nhóm đá magma xâm nhập (chủ yếu là xâm nhập axit), nhóm đá phun trào mafic (bazan) (Hình 4.4).
Nhóm trầm tích Đệtứbởrời: Phân bốhạn chếdọc theo các sông chính trong khu vực, diện phân bốkhoảng 20,7 km2, chiếm 2,4% diện tích toàn vùng.
Nhóm đá biến chất: Bao gồm các đá của 02 hệtầng: Hệtầng Tắc Pỏ(PR1tp)
và hệtầng Sông Re (PR1sr). Thành phần chủ yếu là gneis biotit, gneis plagioclas - biotit xen đá phiến thạch anh - biotit, thấu kính amphibolit, đá phiến thạch anh - biotit - silimanit - granat, đá phiến và gneis biotit có pyroxen, đá phiến kết tinh
silimanit. Đá biến chất là nhóm thạch học có diện tích lớn nhất vùng nghiên cứu, khoảng 529,8 km2, chiếm 62,1% diện tích toàn vùng.
Nhóm đá magma xâm nhập axit: Chủ yếu là các đá granit biotit, granit 2 mica, granit migmatit,… của các phức hệ Tu Mơ Rông (PR1 tmr), Bến Giằng - Quế Sơn, pha 3 (δPZ3 bg-qs3), Hải Vân, pha 1 (aT3 hv1), Bà Nà (K- E bn1) và một diện rất nhỏ các đá syenit felspat kali, syenit thạch anh - felspat kali của phức hệ Măng Xim(πEmx2). Nhóm này có diện tích phân bốkhoảng 153,9 km2, chiếm 18,0% diện tích toàn vùng.
Nhóm đá phun tràomafic: Gồm các đábazan 2 pyroxen, bazan olivin - augit - plagioclas, bazan olivin - augit, bazan olivin có tuổi Pliocen của hệ tầng Đại Nga (N2 dn). Nhóm này có diện phân bố khoảng 149,1 km2, chiếm 17,5% diện tích toàn vùng.
(Chỉnh sửa trên cơ sởbản đồ địa chất và khoáng sản Việt Nam, tỷlệ200.000 của Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, 1997)
Kết quảnghiên cứu cho thấy: nhóm đá xâm nhập có tỷlệ trượt lởcao nhất là 0,185% với 117 điểm trượt lở được ghi nhận, điểm của lớp này là 9 điểm. Nhóm đá phun trào trung tính có tỷlệ trượt lởlà 0,104% với 40 điểm trượt lở được ghi nhận, điểm số của lớp này là 5 điểm. Nhóm đá biến chất có tỷ lệ trượt lở là 0,087% với 178 điểm trượt lở được ghi nhận, điểm sốcủa lớp này là 5 điểm. Nhóm trầm tích Đệ tứkhông ghi nhận được điểm trượt lởnào,điểm sốcủa nhóm này là 1.
Bảng 4.6. Đánh giá mối quan hệ giữa thạch học và trượt lở tại vùng nghiên cứu Lớp Quy mô khối trượt Tổng
cộng Diện tích trượt (m2) Diện tích lớp (m2) Tỷ lệ (%) Điểm số N TB L RL Trầm tích Đệtứ 0 0 0 0 0 0,0 20.666.032,2 0,000 1 Đá biến chất 9 31 119 19 178 462.673,1 529.754.630,5 0,087 5 Đá xâm nhập 12 19 74 12 117 284.766,8 153.944.935,1 0,185 9 Đá phun trào 2 2 32 4 40 154.783,4 149.143.533,6 0,104 5 Tổng cộng 23 52 225 35 335 902.223,4 853.509.131,5 0,106
* Quy mô khối trượt: N–nhỏ; TB–trung bình; L –lớn; RL–rất lớn
4.2.2. Vỏ phong hoá
Vỏ phong hoá đóng một vai trò rất quan trọng trong quá trình phát sinh trượt lở. Bản đồ vỏ phong hoá vùng nghiên cứu được xây dựng trên cơ sở Bản đồ Đệ tứ và vỏphong hóa Việt Nam được xuất bản bởi Cục Địa chất và Tài nguyên Khoáng sản (Ngô Quang Toàn, 2000) kết hợp với bản đồ địa chất,địa hình khu vực nghiên cứu. Khu vực có 04 loại vỏ phong hoá và trầm tích Đệ tứ: Ferosialit, Alferit, Sialferit và trầm tích Đệtứ.
Vỏ phong hoá Ferosialit phát triển trên hầu hết các loại đá và các dạng địa hình khác nhau. Về thành phần hóa học, đặc trưng chung nhất của vỏ phong hoá ferosialit là sự có mặt với hàm lượng cao của ba oxyt tạo đá: Fe2O3, SiO2, Al2O3;
các oxyt khác chiếm tỷ lệ thấp, trong đó SiO2 và Al2O3 chủ yếu có mặt dưới dạng liên kết, còn Fe2O3 có mặt dưới dạng hydroxyt.