Trong nghiờn cứu TLĐ, LBĐ, việc mụ hỡnh húa quy trỡnh đỏnh giỏ là hết sức cần thiết. Một mặt mụ hỡnh thể hiện được mối quan hệ logic giữa cỏc nhõn tố ảnh hưởng và vai trũ của chỳng đối với quỏ trỡnh phỏt sinh tai biến. Mặt khỏc lại thể hiện được bản chất của cỏc quỏ trỡnh gõy tai biến. Quy trỡnh nghiờn cứu được thực hiện qua 6 bước theo sơ đồ hỡnh 1.2.
Bước 1: Nghiờn cứu hiện trạng và đỏnh giỏ mức độ ổn định của cỏc
dạng địa hỡnh. Trong bước này, bản đồ hiện trạng tai biến TLĐ, LBĐ tỉnh Lào Cai được thành lập song song với việc phõn tớch đặc điểm địa mạo của một số khối trượt điển hỡnh, phõn tớch tớnh bền vững của cỏc dạng địa hỡnh đối với quỏ trỡnh TLĐ và LBĐ.
Bước 2: Xỏc định cỏc nhõn tố ảnh hưởng đến TLĐ, LBĐ và cỏc dấu
hiệu địa mạo liờn quan. Cỏc nhõn tố ảnh hưởng bao gồm cỏc nhõn tố tự nhiờn và cỏc nhõn tố kinh tế - xó hội được nghiờn cứu và phõn tớch vai trũ của chỳng đối với TLĐ, LBĐ. Cỏc dấu hiệu địa mạo để xỏc định cỏc khu vực TLĐ, LBĐ được rỳt ra từ phõn tớch hiện trạng tai biến kết hợp với phõn tớch trắc lượng hỡnh thỏi.
Bước 3: Phõn cấp và phõn hạng cỏc nhõn tố ảnh hưởng đến TLĐ.
trong khụng gian của một yếu tố đơn lẻ tới quỏ trỡnh và đỏnh giỏ mức độ ảnh hưởng khỏc nhau của cỏc nhõn tố đến quỏ trỡnh TLĐ, LBĐ.
Phõn cấp (đỏnh giỏ theo chiều ngang): Cỏc nhõn tố tỏc động đến quỏ trỡnh luụn phõn dị trong khụng gian, chỗ này mạnh chỗ kia yếu. Việc đỏnh giỏ phõn cấp được thực hiện dễ dàng hơn khi cú sự trợ giỳp của GIS. Mỗi nhõn tố ảnh hưởng cú thể được coi như là một lớp thụng tin cơ bản và chỳng cú thể định lượng như một giỏ trị cú thứ nguyờn như độ dốc, độ cao hay bỏn định lượng như thảm thực vật, thạch học. Tuy cú sự khỏc biệt rất lớn giữa cỏc nhõn tố ảnh hưởng nhưng sự phõn cấp tỏc động đến quỏ trỡnh thỡ phải luụn luụn bỡnh đẳng nhau. Tức là khụng cú trường hợp nhõn tố này được chia thành 4 cấp mà nhõn tố kia được chia thành 5 cấp. Dựa vào những nghiờn cứu tổng quan và phõn tớch hiện trạng kết hợp với nghiờn cứu chi tiết một số khối trượt điển hỡnh, tỏc giả đó cú được cơ sở để phõn cấp được mức độ ảnh hưởng của cỏc nhõn tố ảnh hưởng tới quỏ trỡnh TLĐ và LBĐ. Trong cụng trỡnh này, tỏc giả đó chọn thang chia 5 cấp để đỏnh giỏ vỡ đõy là thang chia phự hợp với dữ liệu đó cú và thu thập được, đảm bảo được mục đớch và tỷ lệ nghiờn cứu.
Phõn hạng (đỏnh giỏ theo chiều thẳng đứng): Sự tỏc động giữa cỏc
nhõn tố đối với trượt lở là khỏc nhau, chớnh vỡ thế mà phải cú sự phõn hạng mức độ tỏc động của cỏc nhõn tố này tới quỏ trỡnh. Cụng việc này đũi hỏi người đỏnh giỏ phải cú những hiểu biết cụ thể về địa mạo động lực (quỏ trỡnh sườn). Về bản chất, trượt lở cũng là một hoạt động mang nhiều tớnh tự nhiờn trong tiến húa sườn. Đối với mỗi trường hợp cụ thể, mỗi nhõn tố lại thể hiện sự tỏc động của mỡnh ở mức độ khỏc nhau và đụi khi là điều kiện đủ để cú trượt lở xảy ra. Kết quả định lượng của việc phõn hạng chớnh là tỡm ra trọng số của mỗi yếu tố cú tỏc động đến quỏ trỡnh trượt lở.
Bước 4: Đỏnh giỏ nguy cơ tai biến TLĐ, LBĐ. Bước này được thực
hiện trờn cở sở ứng dụng GIS để đỏnh giỏ tổng hợp cỏc nhõn tố ảnh hưởng tới quỏ trỡnh trượt lở. Kết hợp với cỏc phõn tớch địa mạo được thực hiện trong bước 2 để đỏnh giỏ tiềm năng LBĐ trờn toàn bộ tỉnh Lào Cai. Kết quả đỏnh giỏ được kiểm chứng bằng số liệu thực tế, nếu phự hợp thỡ mụ hỡnh tớnh toỏn cú độ tin cậy cao, cũn ngược lại thị phải hiệu chỉnh lại mụ hỡnh.
Bước 5: Trờn cơ sở phõn tớch hiện trạng cơ sở hạ tầng rồi tiến hành đỏnh giỏ mức độ dễ bị tổn thương của cỏc đối tượng bị thiệt hại, thành lập bản đồ đỏnh giỏ mức độ dễ bị tổn thương của cỏc đối tượng bị thiệt hại. Kết hợp bản đồ nguy cơ tai biến TLĐ, LBĐ và bản đồ mức độ dễ bị tổn thương để thành lập bản đồ nguy cơ thiệt hại (rủi ro) do tai biến TLĐ, LBĐ.
Bước 6: Phõn vựng dự bỏo tai biến TLĐ, LBĐ. Kết quả của bước này
chớnh là bản đồ phõn vựng tai biến được thành lập trờn cơ sở bản đồ mức độ rủi ro do TLĐ, LBĐ và bản đồ địa mạo. Cuối cựng, dựa trờn cỏc kết quả nghiờn cứu, tiến hành đề xuất cỏc giải phỏp phũng trỏnh và giảm thiểu tai biến TLĐ, LBĐ.
KPt lucn chng 1
Tai biến TLĐ và LBĐ hiện đang cú xu hướng gia tăng do tỏc động của cỏc hoạt động phỏt triển, được xỏc định là một vấn đề thời sự và cấp thiết cả trong nghiờn cứu khoa học và thực tiễn. Tuy nhiờn, trong một khụng gian cụ thể, việc đỏnh giỏ thời gian xảy ra tai biến là một vấn đề khú khăn bởi mối quan hệ phức tạp của nhiều nhõn tố tỏc động. Với cấu trỳc địa chất phức tạp, địa hỡnh cú độ phõn cắt mạnh dẫn tới năng lượng địa hỡnh cao, hàng năm Lào Cai là tỉnh chịu nhiều tai biến thiờn nhiờn, đặc biệt là cỏc tai biến do nguồn gốc ngoại sinh như TLĐ và LBĐ. Trong nghiờn cứu tai biến thiờn nhiờn núi chung và tai biến TLĐ, LBĐ núi chung, cỏc phương phỏp chớnh thường được sử dụng là sự kết hợp giữa hệ phương phỏp nghiờn cứu truyền thống (địa mạo, địa chất, địa lý và địa vật lý) và cỏc cụng nghệ hiện đại. Cuối cựng, một quy trỡnh nghiờn cứu gồm 6 bước được đề xuất phục vụ nghiờn cứu tai biến TLĐ, LBĐ trong đề tài.
Ảnh 1.1: Trượt đất tại La Conchita,
California, Hoa Kỳ năm 1995 Ảnh 1.2: Trượt lở đất tại Hong Kong năm 1998
Ảnh 1.3: Trượt lở đất tại Mameyes, Puerto Pico, Năm 1985
Ảnh 1.4: Trượt lở đất tại Tawangmangu đảo Java, Indonesia năm 2007
Chương 2
CÁC NHÂN T+ %NH HNG T,I !A HèNH VÀ PHÁT SINH TRT L T, L BÙN Á
2.1. VX trớ đXa lý
Lào Cai là tỉnh vựng cao biờn giới phớa Bắc Việt Nam, cỏch Hà Nội 296km theo đường sắt và 345km theo đường bộ. Phớa Đụng Lào Cai giỏp tỉnh Hà Giang, phớa Nam giỏp tỉnh Yờn Bỏi, phớa Tõy giỏp tỉnh Lai Chõu, phớa Bắc giỏp tỉnh Võn Nam, Trung Quốc với 203km đường biờn giới. Về mặt hành chớnh, tỉnh Lào Cai được tỏi lập thỏng 10/1991 trờn cơ sở tỏch ra từ tỉnh Hoàng Liờn Sơn. Từ ngày 01/01/2004, sau khi tỏch huyện Than Uyờn sang tỉnh Lai Chõu, diện tớch tự nhiờn của tỉnh là 6.384km2 [20].
Tỉnh Lào Cai nằm ở vị trớ cú nền địa chất phức tạp, địa hỡnh cú mức độ chia cắt mạnh. Lào Cai cú khớ hậu nhiệt đới giú mựa, song do nằm sõu trong lục địa bị chia phối bởi yếu tố địa hỡnh phức tạp nờn diễn biến thời tiết cú phần thay đổi, khỏc biệt theo thời gian và khụng gian. Khớ hậu Lào Cai chia làm hai mựa: mựa mưa bắt đầu từ thỏng 4 đến thỏng 10, mựa khụ bắt đầu từ thỏng 10 đến thỏng 3 năm sau. Nhiệt độ trung bỡnh nằm ở vựng cao từ 15°C - 20°C, lượng mưa trung bỡnh từ 1.800mm đến trờn 2.000mm. Nhiệt độ trung bỡnh nằm ở vựng thấp từ 23°C – 29°C, lượng mưa trung bỡnh từ 1.400mm - 1.700mm [76]. Vị trớ địa lý của Lào Cai tạo điều kiện thỳc đẩy cỏc quỏ trỡnh địa động lực ngoại sinh diễn ra mạnh mẽ, trong đú phổ biến cỏc hiện tượng TLĐ, LBĐ làm thiệt hại về kinh tế và gõy tõm lý hoang mang cho nhõn dõn.
2.2. Cỏc nhõn tg th nhiờn
2.2.1. Địa chất
a) Thành phần thạch học
- Đỏ biến chất cao: gồm đỏ phiến thạch anh - biotit, đỏ phiến thạch anh - biotit - silimanit, gneis biotit, gneis biotit - silimanit, quarzit biotit, đỏ hoa và amphibolit phõn lớp thuộc cỏc hệ tầng Nỳi Con Voi, Ngũi Chi, Sinh Quyền, Sa Pa tuổi Arkei và Proterozoi, phõn bố ở phần trung tõm và phớa tõy nam của tỉnh (huyện Bảo Thắng, Bảo Yờn, Văn Bàn).
- Đỏ trầm tớch bị biến chất trung bỡnh: gồm argilit, đỏ phiến sột đen,
phiến argilit, đỏ phiến thạch anh sericit xen cỏc lớp quarzit, đỏ vụi, đỏ vụi bị hoa húa, thuộc cỏc hệ tầng Cam Đường, Hà Giang, Chang Pung, Bản Pỏp,... tuổi Cambri đến Devon, phõn bố chủ yếu ở khu vực phớa đụng bắc của tỉnh (huyện SiMaCai, Mường Khương).
- Đỏ trầm tớch xen phun trào: bao gồm cuội kết, cỏt kết, đỏ phiến sột
xen đỏ phun trào ryolit, felzit, dacit và tuf thuộc hệ tầng Tỳ Lệ, hệ tầng Nậm Qua tuổi Jura-Kreta, phõn bố chủ yếu ở khu vực tõy nam của tỉnh (Văn Bàn).
- Đỏ trầm tớch lục nguyờn: gồm cuội kết, cỏt kết đa khoỏng, bột kết, sột
kết hệ tầng Suối Bàng tuổi Triat, phõn bố ở phớa tõy nam của tỉnh; cuội kết, cỏt kết, bột kết, sột kết tuổi Neogen phõn bố dọc Sụng Hồng.
- Đỏ magma: cỏc đỏ xõm nhập gồm gabrodiorit, diorit thạch anh,
granit thuộc phức hệ Điện Biờn; cỏc xõm nhập ỏ nỳi lửa liờn quan với phun trào trung tớnh và axit gồm sienit thạch anh, granosienit, granit thuộc phức hệ Phu Sa Phỡn; granosienit, granit thuộc phức hệ Yờ Yờn Sun và sienit kiềm thuộc phức hệ Nậm Se - Tam Đường. Trong đú, cỏc đỏ thuộc cỏc phức hệ Phu Sa Phỡn và Yờ Yờn Sun thường tạo thành cỏc khối lớn, một số khối cú thể đạt yờu cầu làm đỏ ốp lỏt.
- Trầm tớch Đệ tứ: phõn bố dọc cỏc hệ thống sụng, suối, thành phần
gồm cuội, sỏi, sạn, cỏt, bột sột cú thành phần và nguồn gốc khỏc nhau.
b) Hoạt động kiến tạo
Lónh thổ Lào Cai phỏt triển những hệ thống đứt góy cú phương tõy bắc - đụng nam, đụng bắc - tõy nam và phương ỏ vĩ tuyến [58], bao gồm:
- Đứt góy Sụng Chảy: kộo dài theo phương tõy bắc - đụng nam, là đứt
đứt góy cắm về đụng bắc, dọc theo đứt góy cú một số thể siờu mafic như ở vựng Bảo Yờn và nhiều mạch thạch anh chứa pyrit.
- Đứt góy Sụng Hồng: gồm nhiều đứt góy gần như song song với
phương cấu trỳc, phần lớn là đứt góy thuận nghiờng về đụng bắc. Theo cỏc đứt góy này xuất hiện một ớt phun trào và xõm nhập bazơ, xõm nhập trung tớnh tuổi Pecmi, xõm nhập kiềm tuổi Paleogen và hố sụt kiểu gabren của trầm tớch Neogen. Cỏc đứt góy tạo nờn địa hỡnh bậc thang thấp về phớa Sụng Hồng, dọc theo là cỏc thung lũng hẹp (Đỏ Đinh, Cốc San, Quang Kim) và cỏc nguồn nước núng, nước khoỏng (Trịnh Trường, Pắc Tà).
- Hệ thống đứt góy Fansipan: xuất hiện từ Than Uyờn tới Phong Thổ
và xa hơn theo phương tõy bắc, phần lớn là những đứt góy thuận cắm về phớa tõy nam. Từ Đụng Pao đến bản Nậm Cum xuất hiện vài đứt góy nghịch cú dạng cung lồi về phớa đụng bắc. Cỏc thành tạo phun trào cựng với xõm nhập nụng bazơ, axit, kiềm tuổi Pecmi muộn - Triat sớm, Jura Creta và Paleogen xuất hiện rất phong phỳ theo cỏc đứt góy. Vựng Nậm Than cú hố sụt nhỏ trầm tớch chứa than Triat muộn. Hệ thống đứt góy Fansipan thể hiện trờn địa hỡnh khỏ rừ tạo thành dóy Pu Ta Lống cao trờn 2000m.
- Hệ thống đứt góy đụng bắc - tõy nam: phỏt triển tập trung ở phớa
đụng bắc của lónh thổ, cựng với hệ thống đứt góy phương tõy bắc - đụng nam, tạo thành những đứt góy dạng lụng chim ở phớa đụng nam khối granit Sụng Chảy.
- Hệ thống đứt góy phương vĩ tuyến: hệ thống này là ranh giới giữa
khối granit Sụng Chảy với cỏc trầm tớch Cambri và Đevon. 2.2.2. Vỏ phong húa
Vỏ phong húa cú liờn quan mật thiết với cỏc quỏ trỡnh thành tạo địa hỡnh. Ở cỏc dạng địa hỡnh được phõn ra theo nguồn gốc thành tạo khỏc nhau thỡ cũng tương ứng với cỏc tớnh chất của vỏ phong húa khỏc nhau, đặc biệt là bề dày vỏ phong húa. Tại khu vực nghiờn cứu, dễ dàng nhận thấy tại cỏc dạng địa hỡnh cú nguồn gốc san bằng (bề mặt san bằng) ta đều gặp lớp vỏ phong húa tương đối dày. Vỏ phong húa cũng cú vai trũ rất quan trọng đối với trượt lở và LBĐ vỡ chỳng quy định tớnh chất của
vật liệu cũng như điều kiện của cỏc quỏ trỡnh này. Dựa trờn những tài liệu nghiờn cứu về vỏ phong húa Việt Nam và khu vực [77, 86], lónh thổ Lào Cai cú 4 kiểu vỏ phong húa chớnh:
+ Thành tạo saprolit (Sa): Sa là dạng thành tạo do quỏ trỡnh phong hoỏ
vật lý làm cho đỏ gốc nứt vỡ, mềm bở. Thành tạo Sa phõn bố ở độ cao từ 600ữ800m lờn đến 3000m, thuộc dóy Hoàng Liờn Sơn. Mặt cắt của thành tạo Sa cú 1 đới đỏ gốc nứt vỡ vụn thụ vẫn giữ nguyờn kiến trỳc, cấu tạo của đỏ. Thành phần hoỏ học, khoỏng vật chưa thay đổi đỏng kể. Tai biến liờn quan chủ yếu là xúi mũn bề mặt.
+ Vỏ phong hoỏ sialit (SiAl): được hỡnh thành trờn cỏc đỏ gốc axit
(granit, ryolit, pegmatit...), phõn bố rộng trờn dóy Hoàng Liờn Sơn, Sụng Chảy, Nỳi Con Voi. Ngoài tầng thổ nhưỡng và đỏ gốc, mặt cắt VPH SiAl cũn cú đới chớnh là sột sỏng màu và saprolit, được đặc trưng bởi hàm lượng cao của 2 hợp phần SiO2 và Al2O3. Trong hầu hết cỏc vỏ sialit trong vựng hàm lượng SiO2 dao động 40 ữ 70%; Al2O3: 12 ữ 22% và Fe2O3:1 ữ 3%. Tổ hợp khoỏng vật đặc trưng cho kiểu vỏ này là: kaolinit- hydromica. Thạch anh là khoỏng vật rất phổ biến trong kiểu vỏ này với tư cỏch là khoỏng vật tàn dư của đỏ gốc.
+ Vỏ phong hoỏ sialferit (SiAlFe): phỏt triển khỏ phổ biến trờn cỏc loại
đỏ granit, ryolit, đỏ phiến, lục nguyờn xen phun trào axit, đỏ phiến kết tinh thạch anh felspatgặp ở Văn Bàn, Sa Pa, Bảo Thắng, Bảo Yờn... Mặt cắt đầy đủ của VPH sialferit bao gồm 5 đới từ trờn xuống dưới như sau là thổ nhưỡng (0,5-1,1m), đới sột loang lổ (1,1-2,0m), đới sột sỏng màu (0,7-1,5m), đới saprolit (0,5-2,5m) và đỏ gốc tạo vỏ.
Chiều dày cỏc đới thay đổi tuỳ thuộc vào điều kiện thành tạo, thời gian tạo vỏ, điều kiện địa hỡnh, thành phần đỏ gốc. Thụng thường ở phần thấp đới sột dày 1ữ3m cú chỗ 30ữ40m, nhiều nơi cú thể phỏt triển sõu quỏ mực nước ngầm.
VPH sialferit là kiểu vỏ trung gian giữa vỏ sialit và ferosialit. Do sự tăng hàm lượng Fe2O3, lượng SiO2 giảm xuống so với vỏ sialit. Tổ hợp khoỏng vật đặc trưng cho kiểu vỏ này là kaolinit (haloyzit) - hydromica - goethit. Trờn diện phõn bố kiểu vỏ này phỏt triển khỏ mạnh mẽ hiện tượng TLĐ.
+ Vỏ phong hoỏ ferosialit (FeSiAl): rất phổ biến tại khu vực Lào Cai, phỏt triển trờn hầu hết cỏc loại đỏ và cỏc dạng địa hỡnh khỏc nhau, phổ biến nhất là ở địa hỡnh trung bỡnh. Đặc trưng chung nhất của VPH này là sự cú mặt với hàm lượng của 3 oxyt SiO2, Al2O3, Fe2O3. Trong đú SiO2 và Al2O3 cú mặt chủ yếu dưới dạng liờn kết, cũn Fe2O3 cú mặt dưới dạng hydroxyt. Cỏc VPH FeSiAl trờn đỏ axit và mafic khỏc nhau chủ yếu ở cỏc hàm lượng cỏc hợp phần SiO2, Al2O3, TiO2 và oxyt kiềm thổ. Trờn đỏ axit đặc trưng bởi hàm lượng cao của SiO2 cũn trờn đỏ mafic, hàm lượng SiO2 thấp hơn, cũn cỏc hợp phần cũn lại Fe2O3, TiO2 và oxyt kiềm thổ cú hàm lượng cao hơn. Vỏ phong húa này liờn quan đến cỏc dạng tai biến như trượt đất, LBĐ và địa hoỏ sinh thỏi.
2.2.3. Hệ thống sơn văn
a) Đặc điểm chung của hệ thống sơn văn