Chương 3
SƠ ĐỒ NGUY CƠ TRƯỢT LỞ ĐẤT TẠI XÃ BẢN DÍU,
XÍN MẦN, HÀ GIANG
Nhiệm vụ nghiên cứu tai biến trượt lở đất cho mỗi vùng lãnh thổ đều đòi hỏi sản phẩm cuối cùng là sơ đồ phân vùng nguy cơ tai biến để làm cơ sở khoa học cho việc quy hoạch không gian lãnh thổ nhằm giảm thiểu tối đa thiệt hại do tai biến phục vụ phát triển bền vững. Bản Sơ đồ nay này một mặt thể hiện những kết quả chính của luận văn qua nghiên cứu đánh giá các nhân tố dẫn đến tai biến, mặt khác cung cấp một cái nhìn tổng thể về nguy cơ trượt lở đất trên toàn khu vực. Một sơ đồ phân vùng nguy cơ tốt có ý nghĩa lớn trong việc định hướng sử dụng hợp lý tài nguyên vùng nghiên cứu, quy hoạch chung vùng lãnh thổ.
Nguyên tắc chung nhất trong phân vùng nguy cơ trượt lở đất là đánh giá dựa trên số lượng các nhân tố tác động và mức độ tác động của từng nhân tố. Việc sử dụng các tư liệu viễn thám cho nghiên cứu đánh giá các nhân tố tác động cũng như xây dựng và quản lý cơ sở dữ liệu trong hệ thông tin địa lý (GIS) hiện nay, đã mở một khả năng lớn cho các nhà nghiên cứu trong việc tích hợp các bản đồ nhân tố thành phần để xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ gần hiện thực nhất.
Trên cơ sở xem xét đánh giá 7 nhân tố chính gây ra trượt lở trên địa bàn xã Bản Díu-huyện Xín Mần gồm: địa hình, địa mạo, thạch học, DEM, độ phân cắt ngang, độ phân cắt sâu, hướng dốc và hiện trạng trượt lở. Việc lựa chọn 7 nhân tố gây trượt lở tại xã Bản Díu phụ thuộc nhiều vào điều kiện thực tế và đặc trưng trong khu vực nghiên cứu. Các nhân tố khác đã được tính đến như thảm thực vật, lượng mưa, chiều dày vỏ phong hóa,... song trong khu vực nghiên cứu các nhân tố này chưa được xây dựng.Tiến hành tích hợp để xây dựng các bản đồ và quản lý chúng trong một cơ sở dữ liệu của hệ thơng tin địa lý (GIS).
3.1. Tính tốn mật độ trượt cho từng lớp của mỗi sơ đồ tác nhân
3.1.1. Bản Sơ đồ hiện trạng trượt lở đất khu vực nghiên cứu
Bản Sơ đồ hiện trạng trượt lở đất xã Bản Díu được thành lập trên cơ sở tài liệu khảo sát của bản thân học viên cùng với nhóm chuyên gia thuộc Trung tâm Nghiên cứu Đô thị thành lập trong 2 đợt khảo sát vào tháng 6/2014 và tháng 9/2014. Vị trí các khối trượt đã được thể hiện trên bản sơ đồ như được thể hiện trong hình 3.1.
Kết quả điều tra cho thấy trượt đất xảy ra trải đều trên khắp địa bàn xã Bản Díu với một số khối trượt lớn, điển hình tại các thơn Díu Hạ, Chúng Trải, Na Lũng và Mào Phố. Các khối trượt đất tại khu vực này đã gây thiệt hại về nhà cửa, tài sản và con người cho người dân thuộc các thôn trong khu vực nghiên cứu.
Do địa hình đi lại rất khó khăn nên việc lựa chọn xây dựng bản sơ đồ hiện trạng trượt lở đất được thực hiện theo phương pháp khoảnh chìa khóa (KCK). Khoảnh chìa khóaKCK được ghi nhận tại các khối trượt đặc trưng, có thể khảo sát thực địa và được đo vẽ chi tiết tại các khối trượt trong khu vực nghiên cứu để thành lập bản sơ đồ hiện trạng trượt lở, sau đó tính trọng số và nội suy áp dụng cho tồn xã.
Hình 3.1: Sơ đồ hiện trạng trượt xã Bản Díu (thu nhỏ từ tỷ lệ 1:10.000)
Formatted: Font: (Default) Times New Roman, 13 pt
Hình 3.1: Bản đồ hiện trạng trượt xã Bản Díu (thu nhỏ từ tỷ lệ 1:10.000)
Các khoảnh chìa khóaKCK được thành lập dựa vào những ghi nhận thực tế khối trượt trên thực địa và có đối sánh với bản đồ vệ tinh. Mỗi khoảnh chìa khóaKCK được đặc trưng cho một hoặc nhiều khối trượt đặc trưng ở khu vực đó. Nó có thể đại diện được cho việc tính trọng số các khối trượt sau đó nội suy và áp dụng cho toàn xã. Việc thực hiện khoanh khoảnh chìa khóaKCK do nhiều nguyên nhân như: diện tích vùng trượt quá lớn; khối trượt ở dạng điểm không đặc trưng cho trượt lở đất tại khu vực nghiên cứu; nhiều khối trượt một diện tích. Đây là một điểm mới trong việc nghiên cứu trượt lở đất đối với những khối trượt lớn trong khu vực nghiên cứu, khi mật độ điểm trượt lở nhỏ song diện tích khối trượt lớn. Các khoảnh chìa khóaKCK được khoanh theo ngun tắc chung từ ranh giới đường phân thủy (đường phân chia nước) đến hạ lưu của lưu vực đó.
Formatted: Font: (Default) Times New Roman, 13 pt
3.1.2. Thành lập bản sơ đồ giá trị trọng số các lớp Địa chất thạch học
Để nghiên cứu mức độ trượt đất theo loại thạch học cơng trình, cần phải xác định mật độ điểm trượt trên các loại đá theo thạch học cơng trình. Quy trình nghiên cứu được tiến hành theo các bước như sau:
- Thiết lập sơ đồ thạch học cơng trình của khu vực nghiên cứu;
- Xác định diện tích trượt lở phân bố trên mỗi loại thạch học cơng trình; - Tính mật độ điểm trượt trên mỗi loại thạch học cơng trình thơng qua tính tốn trọng số trên mỗi lớp thạch học.
Như vậy, việc trước tiên cần phải thiết lập sơ đồ thạch học cơng trình của khu vực nghiên cứu. Trong sơ đồ thạch học cơng trình của khu vực nghiên cứu cho thấy có 2 nhóm thạch học chính bao gồm: Lớp nhóm Aaplit, pegmatit và lớp nhóm Garnit garnit porphyr hạt vừa và nhỏ.
Các kiểu thạch học trên bản sơ đồ địa chất được phân loại thành phần thạch học trong ArcGIS theo đúng bản đồ địa chất gốc tỷ lệ 1/200.000. Tính tốn giá trị trọng số thể hiện mật độ trượt lở từng lớp theo công thức (3) như sau (Bảng 3.21):
Bảng 3.1. Phân nhóm địa chất thạch học và giá trị trọng số tương ứng tại xã Bản Díu
LớpNhóm Diện tích trượt lở trong KCK khối trượtKCK(m2) Diện tích tác nhân trong KCKkhối trượtKCK (m2) Trọng số của nhómlớp Aplit, pegmatit 460.869.,1 -0,.668822067 - 0.,6666988220 Granit porphyr hạt vừa và nhỏ 1.442.552,.4 4.126.743.3 0.,3622587124
Sau khi phân lớp địa chất thạch học, tính tốn giá trị trọng số và chạy trong ArcGIS để thành lập sơ đồ giá trị trọng số các lớp địa chất thạch học xã Bản Díu (hình 3.2).
Hình 3.2: Sơ đồ giá trị trọng số lớp địa chất thạch học xã Bản Díu
Formatted: Font: (Default) Times New Roman, 13 pt
Hình 3.2: Bản đồ giá trị trọng số các lớp địa chất thạch học xã Bản Díu
Formatted: Font: (Default) Times New Roman, 13 pt
Kết quả tính tốn đã cho thấy, phần lớn các khối trượt lở đất nằm trong nhóm granit phorphy hạt vừa và nhỏ chiếm đến 76% diện tích trượt lở khu vực xã Bản Díu. ,điều này là đúngKết quả này phù hợp với quy luật tự nhiên vì granit phorphyr hạt vừa và nhỏ thường dễ bị phong hóa trên bề mặt, dễ dàng bị bão hòa nước khi lượng mưa đủ lớn. Một phần diện tích khối trượt nằm trong nhóm aplit, pegmatit chiếm đến 24% diện tích trượt.
3.1.3. Thành lập bản sơ đồ giá trị trọng số số các nhóm Địa địa mạo
Hình thái và nguồn gốc địa hình có mối liên hệ mật thiết với đặc tính đất đá, hoạt động kiến tạo và các quá trình nội sinh, ngoại sinh như trượt lở. Hình thái địa hình có ý nghĩa hết sức quan trọng đối với sự phân bố lại vật chất và các dạng năng lượng tự nhiên trên bề mặt Trái đấtĐất. Hình thái chi phối hoạt động của các quá trình tạo thành và cải biến địa hình, quy định khả năng sử dụng địa hình cho những mục đích khác nhau và nhiều khi phản ánh những thông tin quan trọng vể địa chất, nhất là thạch học và kiến tạo. Thông thường, tai biến trượt lở thường xảy ra phổ biến ở những nơi vùng núi có chênh cao lớn, sườn dốc nơi có q trình xâm thực sâu là chủ yếu.
Để xây dựng sơ đồ giá trị trọng số nhóm địa mạo từ Bsơ đồ địa mạo xã Bản Díu tỉ lệ 1/10.000 được thành lậpsử dụng và phân chia thành 12 lớpnhóm. Sau khi định dạng trên ArcGIS, tiến hành tính trọng số của từng lớp nhóm được tính tốn dựa trêntheo mật độ trượt lở theo công thức (3). Kết quả tính tốn như sau (Bảng 3.2):
Bảng 3.2. Phân lớp nhóm bề mặt địa mạo và giá trị trọng số tương ứng xã Bản Díu
LớpNhóm Diện tích trượt lở trong KCK (m2) Diện tích tác nhân trong KCK (m2) Trọng số của lớpnhóm
Bề mặt địa hình cao 1400-1600m tuổi
Mioxen giữa 5.631.,1 0
Mioxen sớm
Bề mặt địa hình cao 1800-2000m tuổi
Mioxen sớm 2.547 0
Bề mặt địa hình cao 400-600m tuổi Pplioxen
sớm 14.618.,8
Bề mặt địa hình cao 900-1200m tuổi Mioxen
muộn 5.827.,3 0
Bề mặt tích tụ hỗn hợp lở tích, sườn tích 325.064.,9 1.401.309 -0.,0420343
Lịng sơng và bãi cát ven lịng 0 16.633 0
Sườn bóc mịn tổng hợp độ dốc 20-30 độ 164.782.,6 771.500 - 0.,124606712 5 Sườn đổ lở 24.933.,6 281.588 -1.,0051258 Sườn xâm thực 17.4917.,6 591.379 0.,200960720 1
Sườn xâm thực, đổ lở độ dốc trên 45 độ
413.113.,1 2.056.086.,7
- 0.,185735518
6 Sườn xâm thực rửa trôi độ dốc 20-30 độ 803.681.,6 2.721.473 0.,1993774
Bản Sơ đồ giá trị trọng số các nhóm địa mạo xã Bản Díu (hình 3.3) thực hiện trong mơi trường ArcGIS sau khi đã tiến hành phân nhóm và tính tốn trọng số như trên được thể hiện trong hình 3.3 dưới đây.:
Hình 3.3: Sơ đồ giá trị trọng số lớp địa mạo xã Bản Díu
Formatted: Font: (Default) Times New Roman, 13 pt
Hình 3.3: Bản đồ giá trị trọng số các lớp địa mạo xã Bản Díu
Formatted: Font: (Default) Times New Roman, 12 pt, Italic
Hình 3.4: Biểu đồ phần trăm diện tích trượt lở trong phân lớp địa mạo tại xã Bản Díu Dựa theo kết quả của sơ đồ giá trị trọng số các lớp địa mạo và biểu đồ phần trăm diện tích trượt lở trong nhóm địa mạo (hình 3.4), diện tích trượt lở đất trong phân nhóm địa mạo nằm chủ yếu trong nhóm sườn xâm thực rửa trôi, độ dốc 20-30 độ với chiếm 42% tổng diện tích. Tiếp đến là sườn xâm thực, đổ lở độ dốc trên 45 độ chiếm 22% tổng diện tích. Một số khác nằm trong các nhóm tích tụ khác chiếm một phần nhỏ diện tích trượt. Các khối trượt khu vực xã Bản Díu mang đặc trưng trượt nằm trong nhóm sườn xâm thực, nơi có tầng phong hóa hồn tồn.
Dựa theo kết quả của bản đồ giá trị trọng số các lớp địa mạo và biểu đồ phần trăm diện tích trượt lở trong phân lớp địa mạo (hình 3.4): Diện tích trượt lở đất trong phân lớp địa mạo nằm chủ yếu trong lớp sườn xâm thực rửa trôi, độ dốc 20-30 độ với 42%. Tiếp đến là sườn xâm thực, đổ lở độ dốc trên 45 độ với 22% diện tích. Một số khác nằm trong các lớp tích tụ khác chiếm một phần nhỏ diện tích trượt. Các khối trượt khu vực xã Bản Díu mang đặc trưng trượt nằm trong lớp sườn xâm thực, nơi có tầng phong hóa hồn to3.1.4. Thành lập bản sơ đồ giá
trị trọng số các nhóm độ cao địa hình.DEM
Độ cao địa hình (DEM) là một yếu tố liên quan chặt chẽ tới quá trình trượt lở, đặc biệt đối với xã Bản Díu là vùng núi cao có địa hình phân cắt, xâm thực, bóc mịn mạnh. DEM được xây dựng trên cơ sở nội suy và sửa lỗi từ các đường đồng mức địa hình có thuộc tính độ cao, với độ phân giải 10m, trên diện tích 1289 x 1388 pixels của xã Bản Díu.
17% 9% 1% 9% 22% 42% Tích tụ hỗn hợp lở tích, sườn tích Sườn bóc mịn tổng hợp độ dốc 20-30 độ Sườn đổ lở Sườn xâm thực
Sườn xâm thực, đổ lở độ dốc trên 45 độ
Sườn xâm thực rửa trôi, độ dốc 20- 30 độ
Các DEM thông thường hay tạo thành những vùng trũng cục bộ hoặc điểm cao dị thường làm ngắt quãng các dòng chảy liên tục nên phải tiến hành hiệu chỉnh DEM. Phần mềm ArcGIS cho phép hiệu chỉnh DEM để loại bỏ các lỗi này (hình 3.5).
Sau khi có DEM đã được hiệu chỉnh, tiến hành phân lớp DEM (hình 3.5) theo phương pháp Natural Breaks và tính trọng số cho từng lớp theo cơng thức (1). Kết quả tính tốn trọng số như bảng 3.5:
Hình 3.5: Phân loại DEM đã hiệu chỉnh
Sau khi có DEM đã được hiệu chỉnh, tiến hành phân nhóm DEM theo phương pháp Natural Breaks và tính trọng số cho từng nhóm theo cơng thức (3). Kết quả tính tốn trọng số của nhóm DEM như bảng 3.3:
Bảng 3.3. Phân nhóm theo độ cao địa hình và giá trị trọng số tương ứng
Formatted: Font: (Default) Times New Roman, 13 pt
Lớp Nhóm DEM (m) Diện tích trượt lở trong KCK (m2) Diện tích tác nhân trong KCK (m2) Trọng số của lớpnhóm 306.,525335256- 588.,895835896 290.900 1.011.100 0.,1675394 588.,895835896- 851.,5660735666 640.863 1374412.,19 0,.6503883 851.,5660735666-1.120.,803 738.482.,99 2.762.100 0.,0942055 1.120.,8030678034- 1.422.,8738874 207.860 1.757.341.,43 -0.,7213385 1.422.8738874- 1.981.,0480960484 25.618.,92 918.816.,20 -2.,1664009
Từ các kết quả phân lớp nhóm theo độ cao địa hình và tính toán trọng số. Bản Sơ đồ giá trị trọng số các nhóm DEM xã Bản Díu được thành lập như trong hình 3.6 sau (hình 3.6):
Hình 3.6: Sơ đồ giá trị trọng số nhóm DEM xã Bản Díu
Formatted: Font: (Default) Times New Roman, 13 pt
Dựa theo bản đồ giá trị trọng số nhóm DEM và biểu đồ phần trăm diện tích trượt lở đất trong lớp DEM (hình 3.7), ta thấy diện tích trượt lở trong các nhóm DEM được phân bổ trong các nhóm có địa hình với độ cao từ 588,9 đến 1.120,8 là chủ yếu. Độ cao khu vực này diễn ra chủ yếu các trượt chảy đặc trưng với diện tích lớn. Các nhóm cao độ địa hình khác diện tích trượt lở nhỏ. Khu vực có độ cao lớn thường diễn ra đổ lở trong các khối granit bị nứt nẻ mạnh. Minh chứng trong khu vực tồn tại những tảng lăn đá granit lớn nằm trên các khối trượt ruộng bậc thang lớn. Tại những nơi có địa hình thấp diễn ra những khối trượt nhỏ hoặc khu vực hạ lưu của các khoảnh chìa khóa.
Hình 3.6: Bản đồ giá trị trọng số các lớp DEM xã Bản Díu
Formatted: Font: (Default) Times New Roman, 13 pt
Hình 3.7: Biểu đồ phần trăm diện tích trượt lở trong nhóm DEM
Dựa theo bản đồ giá trị trọng số các lớp DEM và biểu đồ phần trăm diện tích trượt lở đất trong lớp DEM (hình 3.7), ta thấy diện tích trượt lở trong các lớp DEM được phân bổ trong các lớp có địa hình với độ cao từ 588.9 đến 1120.8 là chủ yếu. Độ cao khu vực này diễn ra chủ yếu các trượt chảy đặc trưng với diện tích lớn. Các lớp cao độ địa hình khác diện tích trượt lở nhỏ. Khu vực có độ cao lớn thường diễn ra đổ lở trong các khối granit bị nứt nẻ mạnh. Minh chứng trong khu vực tồn tại những tảng lăn đá granit lớn nằm trên các khối trượt ruộng bậc thang lớn. Tại những nơi có địa hình thấp diễn ra những khối trượt nhỏ hoặc khu vực hạ lưu của các khoảnh chìa khóa.
3.1.5. Thành lập bản sơ đồ giá trị trọng số các nhóm độ dốc (SLOPE)
Độ dốc địa hình là một trong những yếu tố quan trọng quyết định quá trình trượt lở. Để đánh giá mức độ trượt đất khu vực xã Bản Díu theo các khoảng độ dốc khác nhau, ở đây giả định các yếu tố gây trượt đất khác như địa chất cơng trình, địa mạo, .... là khơng đổi trên tồn bộ khu vực nghiên cứu. Phần lớn các vụ trượt lở đã xảy ra đều nằm trên những sườn có độ dốc lớn.
Bản Sơ đồ độ dốc địa hình khu vực xã Bản Díu được xây dựng trên cơ sở bản đồ địa hình số tỷ lệ 1: 10.000. Sau khi tính tốn và xây dựng bản đồ mơ hình số độ cao (DEM) đã hiệu chỉnh, dùng phần mềm ArcGIS để xây dựng sơ đồ độ dốc. Bản đồ độ dốc khu vực nghiên cứu là chuỗi số từ 0,0 độ đến 68 độ, tính theo cơng thức (của ai, tại sao sử dụng công thức này???):
15% 34% 39% 11% 1% Lớp 306.5-588.9 Lớp 588.9-851.7 Lớp 851.7-1120.8 Lớp 1120.8-1422.9 Lớp 1422.9-1981.1
Đánh lại phương trình này
Khi góc dốc càng lớn thì mức độ ổn định của sườn càng nhỏ và ngược lại khi