Theo cơng thức của Dacxi thì K= I.D. Do vậy áp dụng cơng thức này ta có thể thành lập được bản đồ hệ số dẫn nước của đất đá trên cở sở nhân 2 bản đồ chiều dày trung bình của đất và VPH với bản đồ hệ số thấm vừa mới thành lập. Hình 3.8 mơ tả bản đồ hệ số dẫn nước của đất đá khu vực nghiên cứu.
3.4.4. Xây dựng bản đồ chỉ số bão hịa
Như đã đề cập ở phần trên, thơng số m trong các phương trình (1) và (2) là chỉ số bão hịa của đất đá, nó thể hiện độ ẩm tương đối của đất hoặc diễn tả một cách khác là vị trí liên quan của gương nước ngầm h/D trong tầng đất. Trong đó h là
chiều dày của phần đất bị bão hòa. Chỉ số ẩm phụ thuộc vào các điều kiện thủy văn, đất đá và các đặc tính của địa hình. Giá trị m được tính tốn theo phương trình (11)
sinθ D K a R = D h = m (11)
Do vậy để tính tốn giá trị m, thì các bản đồ thành phần về các thông số liên quan như R, a, K, D, sinθ cần được tính tốn và xây dựng trước. Q trình chuẩn bị và thành lập các bản đồ này đã được mô tả trong báo cáo ở các phần trước: bản đồ độ dốc của khu vực nghiên cứu đã được xây như mô tả trong phần 3.2 ; các bản đồ diện tích lưu vực đơn vị, tính dẫn nước của đất, bản đồ chiều dày đất và VPH và giá trị lượng mưa hữu hiệu cho khu vực nghiên cứu mô tả tương ứng trong các phần 3.4.1, 3.4.2,... của Chương này. Do vậy bản đồ chỉ số bão hòa dễ dàng được thành lập theo phương trình 5 thơng qua cơng cụ tính tốn “Map calculation” trong phần mềm ILWIS.
Thực tế thì giá trị của m biến đổi từ 0 đến 1, phụ thuộc vào mức độ bão hòa của đất. Nếu giá trị m lớn hơn thì thường được gán bằng 1, do vậy bản đồ chỉ số bão hòa của khu vực nghiên cứu được thể hiện trên hình 3.9.
Hình 3. 9: Bản đồ chỉ số bão hòa của khu vực nghiên cứu
3.5. Xây dựng bản đồ hệ số kết dính của rễ cây và tải trọng phía trên bề mặt đất mặt đất
Trong phần 3.3 của Chương 3 này, qui trình cũng như kết quả giải đốn viễn thám kết hợp với khảo sát, kiểm tra thực địa để thành lập bản đồ thảm phủ thực vật đã được trình bày tương đối chi tiết.
Ảnh hưởng cơ học của thảm phủ tới sự ổn định của sườn dốc được thể hiện theo nhiều dạng khác nhau. Tuy nhiên lực kết dính được tạo ra bởi rễ cây chỉ thực
sự có ý nghĩa tới sự ổn định của sườn dốc nếu mật độ rễ cây trong 0.6m lớp đất mặt trên cùng là lớn, đồng thời thảm phủ phải có nhiều rễ cái đủ khỏe. Về mặt lý thuyết, các rễ cây là cho đất bền chặt hơn, gia tăng cường độ kháng cắt nếu rễ cây xuyên qua đới trượt.
Trong nghiên cứu này 7 loại hình sử dụng đất đã được xác định, bao gồm: Rừng trồng lâu năm với mật độ cao, rừng trồng hỗn hợp, rừng trồng non, khu vực trồng lúa, khu vực trồng hoa màu, khu đất trống, đồi trọc, khu dân cư, sông hồ. Rừng ở khu vực nghiên cứu chủ yếu là rừng trồng, trong đó các loại thực vật chính bao gồm keo tai tượng và bạch đàn. Khu vực trồng hoa màu chủ yếu là dứa, ngơ…Hệ số kết dính của rễ cây trong nghiên cứu được mô tả trong bảng 4 dưới đây.
Bảng 4: Giá trị hệ số kết dính của rễ cây và tải trọng bề mặt
(Nguồn: Prabin Kayastha, Slope stability analysis using GIS on a regional scale, 2006)
Tải trọng bề mặt do khối lượng của thảm phủ thực vật hoặc nhà cửa phía bên trên của sườn dốc. Tải trọng làm gia tăng áp lực lên sườn dốc, làm giảm sức kháng chịu của khối đất dẫn đến hiện tượng trượt lở đất. Đối với tải trọng bề mặt do thảm phủ thực vật tạo ra chỉ thực sự ảnh hưởng tới quá trình trượt lở đất nếu thảm phủ thực vật là những cây lớn, còn đối với hầu hết các loại cây nhỏ tại trọng này quá nhỏ. Các loại tải trọng khác tạo ra bởi gió, xe cộ… có thể gây những hiệu ứng ảnh hưởng tới quá trình trượt đất, tuy nhiên xác định giá trị của các tải trọng này là điều
Loại hình sử dụng đất Hệ số kết dính của rễ cây (kN/m2)
Tải trọng phía trên bề mặt đất (kN/m2)
Rừng trồng lâu năm với mật độ cao
8 0.8
Rừng trồng hỗn hợp 7 0.4
Rừng trồng non 4 0.1
Khu vực trồng lúa 1 0 Khu vực trồng hoa màu 2 0 Khu đất trống, đồi trọc 0 0
Khu dân cư 0 4.7
không dễ. Do vậy chúng thường bị bởi qua trong q trình tính tốn độ ổn định của sườn dốc.
Trong nghiên cứu này, hiệu ứng tải trọng bề mặt thực sự chỉ được quan tâm đối với khu vực rừng và khu dân cư. Những khu vực vực khác tải trọng bề mặt là ảnh hưởng không đáng kể tới quá trình trượt lở đất. Tải trọng bề mặt gây ra bởi rừng trồng với mật độ cao là 0.8 kNm-2, rừng trồng hỗn hợp là 0.4 kNm-2, rừng trồng còn non là 0.1 kNm-2. Tải trọng gây ra bởi các khu dân cư lấy trung bình là 4.7 kNm-2.
Dựa trên bản đồ về các loại hình sử dụng đất và các giá trị thuộc tình như mơ tả trong bảng 4, các bản đồ về độ kết dính do rễ cây và tải trọng bề mặt được thành lập dựa vào công cụ “Map attribute” trong ILWIS.
3.6. Thành lập bản đồ phân vùng nguy cơ tai biến trƣợt lở đất
Như đã đề cập trong phần “cơ sở lý thuyết” ở trên, bản đồ chỉ số nguy cơ tai biến trượt lở đất được tính tốn theo cơng thức (1) và nó thể hiện bởi hệ số ổn định sườn dốc. Trong phần 2.2.2 “Chuẩn bị các số liệu phục vụ tính tốn hệ số an tồn sườn dốc”, các bản đồ thành phần có liên quan tới việc tính tốn độ ổn định sườn dốc đã được thành lập. Do vậy áp dụng công cụ “Map calculation” theo công thức (1) trong phần mềm ILWIS, bản đồ chỉ số mức ổn định sườn dốc hay hệ số ổn định sườn dốc của khu vực nghiên cứu đã được thành lập (Hình 3.10).
Hình 3. 10: Bản đồ chỉ số ổn định của sườn dốc khu vực nghiên cứu
Bản đồ phân vùng nguy cơ tai biến trượt lở đất khu vực nghiên cứu (Hình 3.11) được thành lập trên cơ sở phân chia chỉ số mức ổn định sườn dốc hay hệ số ổn định sườn dốc của khu vực theo các ngưỡng như bảng 5.
Bảng 5: Bảng phân loại nguy cơ tai biến trượt lở đất
Hệ số ổn định sƣờn dốc Phân vùng nguy cơ tai biến trƣợt lở đất
Fs ≥ 1.5 Rất thấp 1.5 > Fs ≥ 1.25 Thấp
1.25 > Fs ≥ 1 Trung bình
Hình 3. 11: Bản đồ phân vùng các nhóm nguy cơ tai biến trượt lở đất khu vực nghiên cứu
Tỷ lệ phần trăm và diện tích tương ứng của các khu vực có nguy cơ tai biến trượt lở đất cao, trung bình, thấp và rất thấp được thể hiện trong bảng 6 và trên biểu đồ trong hình 3.12.
Bảng 6:Diện tích và tỷ lệ % diện tích của các nhóm nguy cơ tai biến trượt lở đất trong khu vực nghiên cứu
Phân vùng nguy cơ tai biến trƣợt lở đất Diện tích (km2) (%) Cao 11.41 20.94 Trung bình 9.07 16.63 Thấp 4.05 7.43 Rất thấp 29.98 55.00 8,13 18,87 27,32 45,69 Cao Trung bình Thấp Rất thấp 6,62 4,57 1,97 11,06 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 Cao Trung bình Thấp Rất thấp Cao Trung bình Thấp Rất thấp
Hình 3. 12: Diện tích và tỷ lệ phần trăm diện tích của các khu vực có nguy cơ tai biến trượt lở đất khu vực nghiên cứu
3.7. Đánh giá mức độ chính xác của bản đồ phân vùng nguy cơ tai biến TLĐ TLĐ
Trong việc đánh giá mức độ chính xác của bản đồ kết quả phân vùng dự báo nguy cơ tai biến trượt lở đất một vấn đề khó khăn ln đặt ra đó là “Tiêu chuẩn nào để đánh giá kết quả khoanh vùng trượt lở ?". Đây thực sự là một câu hỏi rất khó vì trên thực tế chúng ta chỉ biết hiện trạng những nơi đã xảy ra trượt lở đất, do vậy để đánh giá kết quả phân vùng dự báo nguy cơ tai biến trượt lở đất thậm chí nhiều khu vực chưa hề xuất hiện trượt lở đất là không hề đơn giản. Tuy nhiên trong hầu hết các nghiên cứu về trượt lở, sự phân bố hiện trạng trượt đất trong các nhóm nguy cơ trượt lở đất khác nhau ln được coi là yếu tố chìa khóa khi đánh giá mức độ chính xác của kết quả dự báo.
Trong nghiên cứu này, học viên tiến hành đánh giá kết quả bản đồ phân vùng dự báo nguy cơ tai biến trượt lở đất dựa trên 2 tiêu chí đó là:
nhóm nguy cơ tai biến trượt lở đất của bản đồ dự báo.
* Đánh giá mức độ chính xác của cơng tác dự báo trên cơ sở xem xét số lượng các điểm trượt lở được dự báo chính xác và khơng chính xác.
Đối với việc đánh giá công tác dự báo thì diện tích các điểm trượt lở đất nằm trong các nhóm nguy cơ tai biến trượt lở đất cao và rất cao có thể coi là việc dự báo cho các vị trí trượt lở đó là chính xác.
Nếu xét về số lượng điểm trượt lở đất, nếu ta chồng chập bản đồ hiện trạng trượt lở đất và bản đồ kết quả phân vùng dự báo nguy cơ tai biến trượt lở đất, một điều có thể nhận thấy có nhiều điểm trượt lở có diện tích nằm trên nhiều nhóm nguy cơ tai biến trượt lở đất khác nhau. Ví dụ một điểm trượt lở rơi vào 2 nhóm nguy cơ tai biến trượt lở đất là thấp và trung bình, trung bình và cao, … Hình 3.13 mơ tả những ví dụ cụ thể bằng hình ảnh về một số trường hợp này.
Hình 3. 13: Ví dụ về một số điểm trượt lở đất được phủ chồng trên bản đồ kết quả khoanh vùng dự báo nguy cơ tai biến trượt lở đất
Đã có một số giả thuyết của các nhà khoa học chuyên nghiên cứu về trượt lở đất là một điểm trượt lở đất được xem như được dự báo "đúng" khi ít nhất một
phần diện tích của nó nằm trong một nhóm dự báo nguy cơ trượt lở đất cao hoặc rất cao. Nếu ngược lại thì việc dự báo được xem như là "sai".
Trong quá trình khảo sát thực địa, 15 điểm trượt lở đất khác nhau đã được xác định, tọa độ cũng như khoanh vi diện tích trượt này đều được đưa lên bản đồ hiện trạng trượt lở đất. Sử dụng phương pháp phân tích và chồng chập 2 bản đồ hiện trạng trượt lở đất và phân vùng nguy cơ tai biến trượt lở đất, phân bố hiện trạng trượt lở đất trong các vùng có nguy cơ trượt lở đất khác nhau được chỉ ra trong bảng 7 dưới đây.
Điểm trượt lở đất
CHÚ GIẢI
Nguy cơ tai biến trượt lở đất rất thấp Nguy cơ tai biến trượt lở trung bình
Nguy cơ tai biến trượt lở đất cao Nguy cơ tai biến trượt lở đất thấp
Bảng 7: Phân bố hiện trạng trượt lở đất trong các vùng có nguy cơ trượt lở đất khác nhau
Phân vùng nguy cơ tai biến trƣợt lở
đất
Hiện trạng trƣợt lở đất
Số điểm trượt Diện tích trượt
Số lượng % số lượng
điểm trượt chính xác (%) Tỷ lệ dự báo Diện tích (km2)
% diện tích trượt chính xác (%) Tỷ lệ dự báo Rất thấp 2 13.33 > 86.67 0.0018 11.32 > 77.36 Thấp Trung bình 1 6.67 0.0018 11.32 Cao 12 80.0 0.0132 77.36
Bảng 7 cho thấy trong tổng số 15 điểm trượt lở trong khu vực nghiên cứu thì có đến 13 trong số 15 điểm trượt lở đất được dự báo đúng, và chỉ có 2 điểm trượt lở đất được coi là dự báo sai. Nghĩa là >86.67% số điểm trượt lở đất trong khu vực nghiên cứu đã được dự báo chính xác. Hình 3.14 mơ tả bản đồ phân vùng các nhóm nguy cơ tai biến trượt lở đất với các điểm trượt lở đất được dự báo đúng và sai. Kiểm tra ngẫu nhiên ngoài thực địa tại những điẻm trượt lở đất được coi là dự báo sai thì 2 điểm trượt lở đất này là những điểm trượt lở cổ, khả năng tái kích hoạt của chúng rất nhỏ. Do vậy việc phân vùng chúng thuộc các nhóm có nguy cơ tai biến trượt thấp là hồn tồn hợp lý.
Như vậy, có ít nhất >77.36% diện tích trượt lở đất và 86.67% số lượng điểm trượt lở đất trong khu vực nghiên cứu đã được dự báo chính xác trên bản đồ phân vùng dự báo nguy cơ tai biến trượt lở đất. Đây là một kết quả tương đối cao đối với mơ hình dự báo, do vậy kết quả phân vùng nguy cơ tai biến trượt lở đất là tương đối chính xác và có thể áp dụng cho vào thực tế của khu vực nghiên cứu nhằm ngăn ngừa và giảm nhẹ thiệt hại do tai biến trượt lở đất có thể gây ra.
Hình 3. 14: Bản đồ phân vùng các nhóm nguy cơ tai biến trượt lở đất với các điểm trượt lở đất được dự báo đúng và sai
3.8. Đề xuất một số biện pháp nhằm phòng tránh và giảm thiểu thiệt hại do trƣợt lở đất gây ra tại khu vực nghiên cứu: do trƣợt lở đất gây ra tại khu vực nghiên cứu:
Trên cơ sở Chương trình, kế hoạch hành động của thành phố Yên Bái thực hiện Chiến lược Quốc gia phòng, chống và giảm nhẹ thiên tai đến năm 2020 để lồng ghép, gắn kết công tác quản lý rủi ro thiên tai, biến đổi khí hậu vào Quy hoạch phát triển tổng thể kinh tế - xã hội của TP. Yên Bái nói chung và khu vực nghiên cứu nói riêng, cùng với Quy hoạch của các Ngành, lĩnh vực giai đoạn 2010 đến 2020, định hướng đến năm 2030. Xác định cơng tác quản lý, phịng, chống và giảm nhẹ thiên tai đặc biệt là TLĐ là nhiệm vụ thường xuyên, quan trọng, ưu tiên hàng đầu trong
các quy hoạch phát triển, quy chuẩn xây dựng kết cấu hạ tầng kinh tế - xã hội và khu dân cư để thực hiện quản lý và xây dựng cơng trình cơ sở hạ tầng bảo đảm cho cơng tác quản lý, phịng, chống và giảm nhẹ thiệt hại do TLĐ gây ra phù hợp với xu thế biến đổi khí hậu hiện nay và trong tương lai để ổn định và phát triển bền vững.
3.8.1. Giải pháp chiến lược:
Hệ thống luật lệ trước đây về phòng tránh tai biến TLĐ không được rõ ràng, lại không được thi hành triệt để, do vậy, nhiều cá nhân, thậm chí cả một cộng đồng, đơi khi có những hành động nguy hiểm cho chính bản thân họ và cho những người khác, chẳng hạn như đốt phá rừng, khai hoang bừa bãi, xây dựng nhà ngay dưới chân sườn dốc có nguy cơ tai biến trượt lở đất cao... Thực tế cho thấy, nếu không có những chính sách đủ mạnh thì dân chúng rất có thể xây dựng nhà ở, kho tàng, khai khẩn, tàn phá cả những cơng trình phịng tránh tai biến TLĐ.
Các cơ quan quản lý phải có những biện pháp quản lý hành chính tích cực trong việc thúc đẩy việc sử dụng đất hợp lý các khu vực có mức nguy cơ tai biến trượt lở đất khác nhau trong khu vực nghiên cứu. Ngoài ra ngăn cấm định cư những nơi đã dược cảnh báo có nguy cơ tai biến trượt lở đất rất cao, ngăn cấm xâm phạm cơng trình phịng tránh ta biến trượt lở đất... Trong sử dụng đất, vẫn chú ý tôn trọng các kỹ thuật có tính truyền thống, đồng thời khuyến khích những thay đổi cần thiết cho phù hợp với điều kiện thực tế nhằm giảm mật độ dân số trong vùng nhất định, giảm nguy thiệt hại do TLĐ có thể xảy ra tại những khu vực có nguy cơ cao.
Tuy vậy, cần phải có những quy định nhằm xác định các biện pháp công