8. Cấu trúc luận án
2.3. YẾU TỐ ĐỊA HÌNH
2.3.1. Các yếu tố trắc lượng hình thái
65
2.3.1.1. Độ cao
Địa hình tỉnh Bắc Kạn thuộc loại có độ phân cắt mạnh, phức tạp. Nhìn tổng thể, nó có dạng lõm trũng ở trung tâm và độ cao tăng về hai phía đông-tây. Độ cao thay đổi từ 50 m - 1400 m, trung bình 500 m - 600 m. Theo độ cao ứng với các dạng địa hình đặc trưng có thể phân chia địa hình theo 5 bậc độ cao (hình 2.8).
Hình 2.8: Bản đồ phân bố độ cao địa hình tỉnh Bắc Kạn
+ Bậc 1 có độ cao < 300 m: chủ yếu là các thung lũng phân bố chủ yếu ở trung tâm và có tỷ lệ diện tích tương đối thấp, phân bố chủ yếu dọc theo lưu vực sông
66
Cầu, khu vực TP. Bắc Kạn – Phủ Thông, thị trấn Ba Bể, phần phía nam huyện Chợ Đồn và dải trung tâm huyện Na Rì dọc sông Năng. Đây là các diện tích chủ yếu để sản xuất nông nghiệp và là nơi tập trung dân cư cũng như các trung tâm hành chính của các địa phương.
+ Bậc 2 có độ cao từ 300 – 600 m: chiếm phần lớn diện tích vùng nghiên cứu, gồm các vùng đồi thấp và núi thấp phân bố trên các loại đá trầm tích lục nguyên. Lớp vỏ phong hóa phát triển dày. Thảm thực vật phủ thường phong phú và có độ che phủ cao. Dạng địa hình này có độ dốc thay đổi từ 20 – 35o.
+ Bậc 3 có độ cao từ 600 – 900 m: chiếm tỷ lệ diện tích lớn trong vùng nghiên cứu; gồm các núi trung bình và cao; độ dốc cao, thường từ 25 – 40o. Độ phân cắt sâu và ngang lớn do hệ thống đường tụ thủy, sông suối dày đặc và có độ dốc cao khiến cho quá trình bóc mòn, xâm thực diễn ra mạnh mẽ.
+ Bậc 4 có độ cao từ 900 – 1200 m: chiếm diện tích nhỏ, phân bố chủ yếu tại các dãy núi cao ở huyện Ba Bể, Pác Nặm, Ngân Sơn, Chợ Đồn. Địa hình rất dốc, cá biệt có nơi > 45o
. Quá trình phong hóa diễn ra tương đối mạnh, khả năng gây trượt lở đất cao.
+ Bậc 5 có độ cao > 1200 m: gồm các đỉnh núi cao, liên quan đến các khối trượt xâm nhập axít, chiếm tỷ lệ diện tích rất nhỏ. Địa hình ở đây thường rất dốc, phổ biến đạt 35 – 45o. Các đỉnh núi thường trơ đá gốc, vỏ phong hóa mỏng. Các quá trình bóc mòn diễn ra liên tục khiến lớp vỏ phong hóa không phát triển dày và có khả năng gây trượt lở đất.
2.3.1.2. Độ dốc
Đây là đại lượng đặc trưng cho lớp yếu tố địa hình, từ lâu đã được công nhận là biến chi phối quá trình trượt lở [124]. Trong phân lớn các nghiên cứu về trượt lở, độ dốc sườn được xem như là một yếu tố gây trượt chính [59].
Khi độ dốc tăng lên, tính nhạy cảm của sườn dốc đối với sự xuất hiện trượt lở cũng tăng. Mặc dù lở đất thường xảy ra ở độ dốc lớn, xong chúng cũng có thể xảy ra trong khu vực có địa hình thấp. Bản đồ độ dốc địa hình tỉ lệ 1: 50 000 khu vực nghiên cứu được nội suy từ dẫn xuất DEM, gồm 5 lớp (hình 2.9).
+ Lớp 1: 0-15o, khu vực có chiếm diện tích tương đối lớn (25,69%). Nhìn chung đây không phải là khu vực thuận lợi cho trượt lở đất phát triển, đặc biệt là các khối
67
trượt lớn. Mặc dù vậy, do các yếu tố nhân sinh, có thể xảy ra các khối trượt nhỏ trên địa hình dốc này.
+ Lớp 2: 15-25o, có diện phân bố lớn nhất (30,57%). Đây là khu vực địa hình núi thấp bị phân cắt mạnh. Về lý thuyết lớp độ dốc này không phải là môi trường thuận lợi để hình thành trượt lở. Tuy nhiên đây là nơi diễn ra các hoạt động kinh tế xã hội chính vì vậy khu vực này tiềm ẩn nhiều nguy cơ trượt lở do các yếu tố nhân sinh.
Hình 2.9: Bản đồ độ dốc địa hình tỉnh Bắc Kạn
+ Lớp 3: 25-35o, chiếm 30,15% diện tích khu vực. Ở nhóm độ dốc này lớp vỏ phong hóa tương đối dày, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình trượt lở đất.
68
+ Lớp 4: 35-45o, diện phân bố tương đối nhỏ (11,68%). Khu vực có độ dốc này có vỏ phong hóa tương đối mỏng, trượt lở đất thường xảy ra tại các sườn tự nhiên.
+ Lớp 5: >45o, chiếm tỷ lệ rất nhỏ (1,91 %) diện tích nghiên cứu. Phân bố chủ yếu tại đỉnh núi đá vôi. Tại đây, các quá trình bóc mòn diễn ra liên tục khiến vỏ phong hóa nếu có chỉ mỏng dưới 1m hoặc là là các đỉnh núi trơ đá gốc nên khó có khả năng gây trượt lở.
2.3.1.3. Chia cắt sâu
Độ cao tương đối của địa hình là biên độ dao động về độ cao của bề mặt đất, nghĩa là độ chênh cao tương đối giữa đỉnh các địa hình dương với đáy các dạng địa hình âm gần nhất. Yếu tố này thể hiện vai trò năng lượng của địa hình. Khi độ cao tương đối càng lớn thì năng lượng địa hình càng cao, điều này kích thích quá trình dịch chuyển của đất đá xảy ra mạnh hơn và động năng va đập của đất đá thể hiện sự khốc liệt rõ nét hơn. Độ cao tương đối này thường được thể hiện qua chỉ số phân cắt sâu địa hình.
Mức độ chia cắt sâu thể hiện sự phân dị của địa hình theo theo thẳng đứng. Đây là yếu tố quan trọng làm hạn chế mật độ và phạm vi không gian của trượt lở thông qua việc kiểm soát các nguồn dòng chảy, hướng dòng chảy và mức độ tập trung nước bề mặt. Nhiều nghiên cứu sử dụng độ cao địa hình làm yếu tố nguyên nhân trong phân tích trượt lở, tuy nhiên mức độ tác động đến trượt lở (sự xuất hiện của trượt lở) tại các đới độ cao khác nhau không được thể hiện rõ, chưa chắc khu vực có độ cao địa hình cao hơn so với khu vực khác thì trượt lở đất xảy ra mạnh hơn. Ví dụ tại các bề mặt san bằng có độ cao tuyệt đối lớn, gần như không xảy ra trượt lở. Nhiều nghiên cứu trong nước liên quan đến phân tích tai biến trượt lở, thường sử dụng mức độ chia cắt sâu như là một yếu tố thay thế độ cao địa hình. Khi tính toán trên GIS chỉ tiêu này được xác định bằng việc tính độ chênh cao tại mỗi ô lưới dựa vào mô hình số địa hình.
Bản đồ mức độ chia cắt sâu tỉnh Bắc Kạn được thành lập từ dữ liệu DEM bằng các công cụ tính toán có trong phần mềm ARCGIS 10.0. Mức độ chia cắt sâu được phân thành 5 lớp (hình 2.10).
Về lý thuyết, các khu vực có mật độ chia cắt sâu lớn, thì kém bền vững với trượt lở, ngược lại các khu vực có mật độ chia cắt sâu nhỏ, thì hạn chế sự xuất hiện
69
của trượt lở. Tuy nhiên, sự diện phân bố của các lớp mức độ chia cắt sâu khác nhau sẽ ảnh hưởng không nhỏ tới độ bền vững đối với trượt lở đất, làm cho tính bền vững theo giá trị chia cắt sâu không theo quy luật.
Hình 2.10: Bản đồ giá trị chia cắt sâu tỉnh Bắc Kạn
Trong đó lớp 1 (< 100m/km2) có diện phân bố ít nhất (4,48%). Đây là khu vực có độ chênh cao địa hình thấp, tập trung các khu dân cư. Nên chịu nhiều tác động của các yếu tố nhân sinh đến độ ổn định của sườn làm cho khả năng xảy ra trượt lở đất ở khu vực này cao.
70
Diện phân bố của lớp 5 (độ phân cắt sâu > 400 m/km2) tương đối thấp (14,51%) tập trung ở các khu vực núi cao, ít chịu tác động của các yếu tố nhân sinh. Nên độ bền vững của nhóm này thấp đối với trượt lở và quá trình xảy ra trượt lở nằm trong lớp này phần lớn do các yếu tố tự nhiên chi phối.
Các lớp còn lại có diện phân bố cao và tương đối đồng đều: lớp 2 có độ phân cắt sâu từ 100 – 200 m/km2 chiếm (22,57%), lớp 3 có độ phân cắt sâu từ 200 – 300 m/km2 (33,04%), lớp 4 có độ phân cắt sâu từ 300 – 400 m chiếm (22,4%).
Nhìn chung các lớp này có độ bền vững không cao với trượt lở đất. Tùy thuộc vào các yếu tố tự nhiên và nhân sinh khác mà trượt lở đất có thể xảy ra nhiều hoặc ít trong các lớp này.
2.3.1.4. Chia cắt ngang
Chiều rộng của sườn dốc được thể hiện qua chỉ số phân cắt ngang địa hình. Cũng như mức độ dập vỡ, nứt nẻ, mức độ chia cắt ngang địa hình phản ánh tính liên tục, mức độ liền khối của đất đá. Thông thường người ta thường dùng chỉ số độ dài của mạng lưới thuỷ văn trên diện tích 1 km2 được quy định như giá trị trung bình hoặc theo lưu vực sông.
Bản đồ mật độ chia cắt ngang tỉnh Bắc Kạn được tính toán dựa trên việc nội suy từ bản đồ sông suối khu vực nghiên cứu, và được chia thành 5 lớp (hình 2.11).
+ Lớp 1: < 0,5 km/km2, nhìn chung đây là lớp có diện tích lớn nhất (46,42%) thể hiện rất rõ bản chất của một khu vực miền núi cao nhiệt đới ẩm gió mùa, nhiều sông suối nhỏ và là nơi bắt đầu của một số hệ thống sông.
+ Lớp 2: 0,5 – 1,5 km/km2, có diện phân bố lớn (34,75%), mức độ chia cắt ngang yếu, tính bền vững đối với trượt lở đất tương đối cao.
+ Lớp 3: 1,5 – 2 km/km2, diện tích của lớp này tương đối lớn (15,95%), mức độ chia cắt ngang thuộc dạng trung bình, tính bền vững của lớp này khá thấp.
+ Lớp 4: 2,5-3 km/km2, khu vực có mật độ chia cắt ngang tương đối mạnh, tính bền vững của lớp này khá thấp đối với trượt lở. Diện phân bố của lớp 3 nhỏ (2,02%).
+ Lớp 5: > 3 km/km2,đây là khu vực địa hình bị chia cắt mạnh, tính bền vững của các lớp này đối với trượt lở đất thấp. Diện tích của lớp này rất nhỏ (0,86%)
71
Hình 2.11: Bản đồ giá trị chia cắt ngang tỉnh Bắc Kạn
2.3.2. Đặc điểm địa mạo
Bề mặt địa hình là sản phẩm của các quá trình địa mạo, chúng có lịch sử phát sinh và phát triển riêng, song chính chúng lại quy định năng lượng cho xu hướng của các quá trình địa mạo tiếp theo. Vì vậy tính bền vững của các dạng địa hình cũng quy định sự tồn tại của chính nó [13]. Khu vực nghiên cứu có thể phân chia thành 4 dạng chính gồm: địa hình kiến tạo, kiến trúc bóc mòn; địa hình bóc mòn; địa hình Karst; địa hình tích tụ (hình 2.12).
72
HÌNH 2.12: BẢN ĐỒ ĐỊA MẠO TỈNH BẮC KẠN
Nguồn: Uông Đình Khanh [18]
73
a) Địa hình kiến tạo, kiến trúc bóc mòn: có tuổi Đệ tứ, gồm có các đơn vị
Sườn kiến tạo đổ lở dốc > 45o, và sườn bóc mòn kiến trúc dốc 20-300. Dạng địa hình này rất dốc, vì thế mà chiều dài sườn không lớn, vỏ phong hóa mỏng, tác động của nhân sinh đối với dạng địa hình này cũng không đáng kể, nên có tính bền vững cao đối với quá trình trượt lở đất.
[1] Sườn kiến tạo đổ lở dốc >45o
(Q): đây là sườn kiến tạo phát triển dọc phía đông dải núi vòng cung Phia Pioc theo đới đứt gãy của vòng cung sông Gâm. Với đặc điểm hình thành do đứt gãy nên bề mặt sườn này không được bằng phẳng và có độ dốc trên 45o
, nhiều nơi tạo thành vách. Phần trên sườn thường dốc, dưới chân là các khối đổ lở và trượt hoặc tạo nên các vạt gấu sườn biểu thị quá trình bóc mòn xảy ra mạnh mẽ. Mức độ phân cắt sâu khá lớn trung bình 400-600 m/km2. Mạng lưới xâm thực ít phát triển. Hiện nay quá trình địa mạo như phong hóa, xâm thực và bóc mòn vẫn xảy ra trên bề mặt này làm cho địa hình ngày càng phức tạp hơn.
[2] Sườn bóc mòn kiến trúc dốc 20-30o (Q): đây là dạng địa hình được hình
thành do tác dụng lâu dài của quá trình bóc mòn thạch học trên sườn phía tây của khối núi địa lũy Phia Pioc được cấu tạo bởi đá xâm nhập granit. Độ dốc của sườn thay đổi từ 20-30o
. Trên bề mặt sườn được phủ bởi các lớp deluvi hoặc các tảng lăn granit kích thước lớn. Đôi nơi trên sườn còn gặp lộ đá gốc dưới dạng các khối chỏm.
b) Địa hình bóc mòn: gồm chủ yếu các bề mặt san bằng bóc mòn cao từ 200 –
1400m tuổi từ Miocen – Pliocen; và các sườn xâm thực, bóc mòn tuổi Đệ tứ. Dạng địa hình này, phân bố rộng khắp khu vực nghiên cứu, được phát triển trên các loại đá trầm tích lục nguyên và các khối magma xâm nhập lớn. Lớp vỏ phong hóa phát triển dày. Thảm thực vật phủ thường phong phú và có độ che phủ cao. Độ phân cắt ngang lớn do hệ thống các đường tụ thủy, sông suối dày đặc và có độ dốc cao khiến cho quá trình bóc mòn, xâm thực diễn ra mạnh mẽ. Do đó tính bền vững thấp đối với quá trình trượt lở đất.
[3] Bề mặt san bằng bóc mòn không hoàn toàn cao 1200-1400m (N12): bề
mặt này phân bố dưới dạng đường chia nước hẹp trên phần đỉnh của dãy núi lớn Phia Bióc. Đây là dãy núi dạng địa lũy, thuộc một cánh cung của vòng cung sông
74
Gâm được cấu tạo bởi đá granodiorit và granit của phức hệ xâm nhập Phia Bioc. Hình thái bề mặt hơi lồi, lượn sóng thoải có độ cao trung bình từ 1200-1400m, trong đó đỉnh cao nhất Phia Bioc là 1578m. Trên bề mặt được bảo tồn một lớp eluvi mỏng, đôi nơi hoàn toàn trơ đá gốc, hoặc dạng phong hoá vụn bở của vỏ phong hoá Saprolit. Quá trình địa động lực thống trị là rửa trôi bề mặt.
[4] Bề mặt san bằng bóc mòn không hoàn toàn cao 500-1000m (N13): bề mặt
này phân bố khá phổ biến trên đỉnh các khối núi, trên các đường chia nước của các nhánh núi. Bề mặt chia nước khá rộng dạng đồi lượn sóng hoặc phân bậc ở độ cao 800-1000m. Trên bề mặt còn bảo lưu lớp vỏ phong hoá khá tốt có đới Litoma và Saprolit. Quá trình địa động lực thống trị là rửa trôi bề mặt, dưới bề mặt và xói mòn khe rãnh.
[5] Bề mặt pediment thung lũng cao 400-600m (N21): đây là bề mặt nằm ở
mực địa hình thấp vàphân bố khá rộng rãi trong khu vực nghiên cứu. Chúng phát triển trên nhiều loại đá gốc khác nhau và có độ cao thay đổi từ 400-600m và là phần sót của bề mặt san bằng cổ nằm trên đường chia nước của các vai núi có hình dạng kéo dài hoặc đằng thước hơi nghiêng. Bề mặt bị chia cắt bởi máng trũng xâm thực nên di tích còn sót lại có diện tích từ 1-5km2, bảo tồn kém. Trên bề mặt thảm che phủ nghèo nàn, phát triển vỏ phong hoá vụn thô dày 0,5-1m, đôi chỗ lộ đá gốc. Tuổi bề mặt xếp vào Pliocen sớm.
[6] Bề mặt pediment thung lũng cao 200-400m (N22): chiếm diện tích không
đáng kể, phân bố chủ yếu trên bề mặt các khối núi sót nổi cao trên địa hình vùng đồi phía nam các huyện Chợ Đồn, Chợ Mới. Quá trình địa động lực thống trị là rửa trôi bề mặt, trong đó hệ thống khe rãnh xâm thực nhỏ tương đối phát triển.
[7] Sườn bóc mòn tổng hợp (Q): sườn bóc mòn tổng hợp chiếm diện tích lớn
nhất ở vùng núi tỉnh Bắc Kạn được thành tạo do quá trình pediment hóa hoặc do tổng hợp các quá trình làm giảm độ dốc sườn để đạt tới trạng thái cân bằng trọng lực. Về hình thái, các sườn bóc mòn tổng hợp được chia thành dạng: độ dốc < 300 và > 300. Các dạng hình thái này có mối quan hệ chặt chẽ với thành phần đất đá và tuổi thành tạo địa hình, trong đó các sườn có độ dốc lớn liên quan chủ yếu tới các thành tạo trầm tích đã bị biến chất của hệ tầng Phú Ngữ phân bố rộng rãi trong lưu vực.
75
[8] Sườn trọng lực (Q): dạng địa hình này phân bố ở phần trên của sườn gần
đường chia nước. Nguồn gốc của các bề mặt này là do quá trình trọng lực nhanh bao gồm: đổ vỡ, sập lở các loại. Độ dốc của sườn >25o, có nơi > 35o hoặc dốc đứng. Trắc diện của sườn thẳng, ít bị chia cắt bởi dòng chảy thường xuyên và tạm thời, hầu hết bề mặt không có cấu trúc phân bậc. Các thành tạo bở rời trên bề mặt