1.3.4.4. Bản đồ mật độ sông suối
Cơ sở lý thuyết để tính tốn mật độ sơng suối tự động là sử dụng một hình trịn có đƣờng kính xác định đƣợc vẽ xung quanh mỗi trung tâm của ô lƣới và sử dụng bán kính đó để tìm kiếm. Chiều dài của mỗi dòng chảy nằm trong vòng tròn sẽ đƣợc nhân với các giá trị trƣờng mà nó đi qua.
Hình 1.7. Mơ tả ơ lưới và vịng trịn nội suy trong phương pháp tính tốn mật độ sơng suối
Trong hình minh họa ở trên, một ơ lƣới đƣợc hiển thị với vịng trịn và bán kính lân cận của nó. Dịng L1 và L2 đại diện cho chiều dài một phần của mỗi dòng nằm trong vịng trịn. Khi đó, với các giá trị trƣờng tƣơng ứng V1, V2, ta có cơng thức tính mật độ nhƣ sau:
Mật độ = ((L1 * V1) + (L2 * V2)) / (Diện tích vịng trịn)
1.3.4.5. Phương pháp phân tích cây hệ thống (AHP)
Phƣơng pháp AHP (Analytic Hierarchy Process - Q trình phân tích phân cấp) là một cơng cụ hữu ích giúp ngƣời sử dụng có thể dễ dàng đƣa ra những lựa
chọn phù hợp. Phƣơng pháp này đã đƣợc Thomas Saaty phát triển vào cuối những năm 1970. Đây là một công cụ trợ giúp những quyết định mang tính phức tạp, khơng có cấu trúc và đa biến. Nó tạo nên một phƣơng pháp linh hoạt, dễ hiểu, và dễ sử dụng trong việc phân tích những bài tốn phức tạp, và cho phép thể hiện các ý tƣởng và giải quyết các vấn đề dựa trên việc xây dựng các giả thiết. Do vậy, phƣơng pháp này có tiềm năng cấu trúc hóa độ phức tạp và triển khai những quyết định. Từ khi ra đời đến nay, phƣơng pháp này đã đƣợc ứng dụng thành công trong rất nhiều lĩnh vực.
Các khái niệm và các cơng cụ trong AHP bao gồm: cấu trúc hóa sự phức tạp theo sự phân cấp dạng cành cây (hình 1.8), so sánh cặp, xác định những giá trị đặc trƣng để tính trọng số và sự xem xét tính khơng đổi. Cụ thể hơn, một vài bƣớc mấu chốt và cơ bản của phƣơng pháp này nhƣ sau [15]:
1) Trạng thái của vấn đề;
2) Mở rộng các mục tiêu của vấn đề và xem xét tất cả các yếu tố, các mục tiêu và kết quả của nó;
3) Xác định mức độ ảnh hƣởng;
4) Cấu trúc vấn đề trong một hệ thống các mức độ cấu thành mục tiêu, tiêu chí và các lựa chọn thay thế khác nhau;
5) So sánh từng phần tử trong các cấp độ tƣơng ứng và hiệu chỉnh chúng trong cùng một thang số. Điều này đòi hỏi n(n-1)/2 so sánh, với n là số phần tử so sánh với sự cân nhắc rằng các phần tử đƣờng chéo thì bằng nhau hoặc bằng 1 và các phần tử khác sẽ đơn giản chỉ là nghịch đảo của những so sánh trƣớc đó;
6) Thực hiện những tính tốn để tìm ra giá trị đặc trƣng lớn nhất, chỉ số nhất quán CI, tỉ số nhất quán CR và giá trị chuẩn cho mỗi tiêu chí/lựa chọn thay thế;
7) Nếu giá trị đặc trƣng là lớn nhất và CI, CR thỏa mãn thì quyết định đƣợc đƣa ra dựa trên những giá trị đã chuẩn hóa; nếu khơng quy trình tính tốn
sẽ lặp đi lặp lại cho đến khi nào các giá trị đó nằm trong phạm vi mong muốn.
Ví dụ nhƣ với các yếu tố đƣa ra X1, X2… Xn thì các câu hỏi đƣợc đặt ra nhƣ X1 có lợi hơn, thỏa mẫn hơn, đóng góp nhiều hơn hay vƣợt trội hơn so với X2, X3.. Xn bao nhiêu lần. Để tính tốn mức độ ƣu tiên giữa các chỉ tiêu, giả sử ta có Xn chỉ tiêu thì một ma trận giả thuyết sẽ đƣợc đƣa ra nhƣ sau:
11 12 1 21 22 2 1 2 ... ... ... ... ... ... ... n n n n nn a a a a a a a a a
Trong đó aij là mức độ đánh giá giữa tiêu chí thứ i so với thứ j aij > 0, aij = 1/ aji, aii = 1
Hình 1.8. Phân cấp dạng cành cây của phương pháp AHP
Khi so sánh hai giá trị (giữa các lớp hoặc giữa các tham số trong một lớp), những tỷ lệ tƣơng đối dạng số sẽ đƣợc áp dụng (bảng 1.2). Trong đó phạm vi từ 1/9 cho yếu tố ít giá trị hơn đến 1 cho các yếu tố bằng nhau và đến 9 cho các yếu tố thực sự rất quan trọng bao trùm toàn bộ dãy so sánh.
Mục tiêu
Tiêu chí 1 Tiêu chí 2 Tiêu chí 3 Tiêu chí 4
Bảng 1.2. Thang điểm đánh giá theo phương pháp AHP khi so sánh giữa hai đối tượng
Thang điểm Mức độ ƣu tiên Giải thích
1 Bằng nhau Hai hoạt động có sự đóng góp bằng nhau khi tác động
đến đối tƣợng
3 Tƣơng đối Sự đánh giá đối với một hoạt động có phần ƣu tiên hơn
so với một hoạt động khác
5 Mạnh Sự đánh giá đối với một hoạt động có phần ƣu tiên hơn
hẳn so với một hoạt động khác
7 Rất mạnh Một hoạt động mạnh hơn hẳn hoạt động khác và sự lấn
át của nó có thể thấy đƣợc trong thực tế
9 Vô cùng mạnh Bằng chứng của sự lấn át của một hoạt động đối với
hoạt động kia đƣợc khẳng định ở mức độ cao nhất
2,4,6,8 Các giá trị trung
gian
Đƣợc sử dụng để biểu diễn sự chuyển tiếp giữa các thang điểm 1, 3, 5, 7 và 9
Các giá trị
nghịch đảo Sự đối lập Đƣợc sử dụng trong các so sánh nghịch đảo
Một đặc điểm đáng chú ý của phƣơng pháp AHP là nó có khả năng đánh giá sự không nhất quán theo cặp. Các giá trị trọng số cho phép xác định đƣợc một giá trị nhất quán sử dụng nhƣ là một dấu hiệu nhận biết sự khơng nhất qn hoặc tính bắc cầu trong một bộ giá trị so sánh giữa hai đối tƣợng. Trong phƣơng pháp này, đối với một ma trận nghịch đảo nhất quán, giá trị đặc trƣng của ma trận λMax sẽ bằng số cặp đem so sánh n. Một giá trị xác định sự nhất quán, còn gọi là chỉ số nhất quán (consistency index – CI), đƣợc xác định nhƣ sau:
CI = 1 Max n n ; 1 2 3 1 1 1 x 11 22 33 w w w 1 ... w w w n n n i i i i i i Ma n
Chỉ số nhất quán ngẫu nhiên (RI - Random consistency index) đƣợc tạo ra một cách ngẫu nhiên từ 500 ma trận sử dụng các tỉ lệ 1/9, 1/8,…8, 9 để đánh giá đƣợc trình bày trong bảng 1.3.
Bảng 1.3. Chỉ số nhất quán ngẫu nhiên (Random Consistency Index – RI)
n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
R 0 0 0.58 0.9 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45 1.49
Khi đó tỷ lệ nhất quán (consistency ratio – CR) đƣợc xác định nhƣ sau: CR = CI
RI
Nếu nhƣ giá trị của CR nhỏ hơn hoặc bằng 10% thì sự khơng nhất qn có thể chấp nhận đƣợc, nhƣng nếu giá trị CR lớn hơn 10% thì sự đánh giá chủ quan cần phải đƣợc xem xét lại [22].
Trong nghiên cứu này, mỗi yếu tố nguyên nhân gây LBĐ đƣợc sử dụng dƣới dạng một thông số bản đồ. Mức độ quan trọng tƣơng đối của mỗi thông số bản đồ đối với khả năng xảy ra hiện tƣợng LBĐ đƣợc đánh giá theo kinh nghiệm chủ quan của các chuyên gia. Trên cơ sở so sánh các thông số gây LBĐ khác nhau, các trọng số sẽ đƣợc chỉ định cho mỗi thông số bản đồ.
1.3.4.6. Tích hợp tài liệu bằng GIS
Dựa trên các dữ liệu bản đồ, các tài liệu thực tế đã thu thập đƣợc và một số bản đồ đã đƣợc thành lập, luận văn đã sử dụng công cụ arc Map trong bộ công cụ GIS để thành lập bản đồ nguy cơ tai biến LBĐ tại khu vực xã Tân Nam theo sơ đồ hình 1.10. Theo đó, dữ liệu đầu vào cho nghiên cứu LBĐ tại khu vực xã Tân Nam bao gồm: bản đồ địa hình, địa mạo, vỏ phong hóa và hiện trạng rừng tỉ lệ 1/10.000, dữ liệu lịch sử và hiện trạng LBĐ trong khu vực đƣợc thu thập thông qua khảo sát thực tế. Các bƣớc cụ thể nhƣ sau:
- Thành lập bản đồ DEM bẳng các dữ liệu đƣờng bình độ và điểm độ cao từ bản đồ địa hình 1/10.000, từ DEM ra bản đồ độ dốc và kết hợp giữa bản đồ DEM với các dữ liệu về hiện trạng để khoanh vùng lƣu vực đã xảy ra hiện tƣợng LBĐ trong lịch sử;
- Từ dữ liệu thủy văn trong bản đồ địa hình, thành lập bản đồ mật độ sông suối;
- Các bản đồ địa mạo, vỏ phong hóa, hiện trạng rừng đƣợc biên tập lại phù hợp làm dữ liệu đầu vào cho nghiên cứu;
- Chồng chập từng bản đồ DEM, độ dốc, mật độ sông suối, địa mạo, vỏ phong hóa và hiện trạng rừng với bản đồ khoanh vùng lƣu vực LBĐ để xác định các trọng số cho từng bản đồ thành phần đó;
- Từ kết quả các trọng số thu đƣợc, chồng chập tồn bộ các lớp bản đồ có gán trọng số để thành lập bản đồ chỉ số nguy cơ LBĐ. Nguyên lý chồng chập bản đồ có gán trọng số đƣợc thành lập bằng cơng cụ Arc Map đƣợc đƣa ra nhƣ hình 1.9.
Hình 1.9. Mơ hình giả thiết tính tốn trọng số trên Arc Map
- Từ bản đồ chỉ số nguy cơ có thể khoanh vùng theo các cấp mức độ ảnh hƣởng, việc phân cấp này có thể đƣợc thực hiện dựa trên những nghiên cứu trƣớc đó hoặc dựa vào thực tế thực hiện, từ đó đƣa ra đƣợc bản đồ nguy cơ LBĐ. Hai bản đồ chỉ số nguy cơ và bản đồ nguy cơ LBĐ là hai kết quả đầu ra đối với nghiên cứu này.
Chƣơng 2. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ - XÃ HỘI XÃ TÂN NAM XÃ TÂN NAM
2.1. Vị trí địa lý
Xã Tân Nam thuộc huyện Quang Bình, tỉnh Hà Giang, cách thị trấn Yên Bình khoảng 10km về phía bắc đơng bắc với diện tích 82,90 km² (Hình 2.1). Toạ độ địa lý: Từ 22°26'00" đến 22°33'10" vĩ độ Bắc, từ 104°30'50" đến 104°39'00" kinh độ Đông.
Hình 2.1. Sơ đồ vị trí xã Tân Nam
2.2. Địa chất
2.2.1. Địa tầng
Địa tầng khu vực nghiên cứu chủ yếu gồm các đá phiến thạch anh - felspat - mica, đá phiến xen quarzit của hệ tầng Thác Bà, đá hoa chứa graphit, đá hoa dolomit xen đá phiến của hệ tầng An Phú và các thành tạo hệ Đệ Tứ.
Hệ tầng Thác Bà (PR3-Є1tb): Hệ tầng phân bố tập trung ở khu vực trung tâm
diện tích nghiên cứu. Chiều dày khoảng 500 m và có ranh giới dƣới chƣa đƣợc xác định rõ.
Hệ tầng An Phú (PR3-Є1ap): Phân bố dạng thấu kính nhỏ nằm về phía tây bắc khu vực nghiên cứu, ở dạng thể tù trong khối Sông Chảy. Hệ tầng gồm đá hoa chứa graphit, đá hoa dolomit, xen đá phiến 2 mica, đá phiến felspat - calcit. Dày 250 - 500m.
Lớp phủ Đệ Tứ (Q)
Các thành tạo Đệ tứ bao gồm các trầm tích aluvi, proluvi (a, ap) phân bố dọc các suối lớn và phụ lƣu của chúng, trong các thung lũng giữa núi.
- Phần thấp vẫn gồm chủ yếu là cuội sỏi, có bề dày 2 - 3m đến 7 - 8m. - Phần giữa là cát, cuội, sỏi thành phần phức tạp.
- Phần trên gồm cát, sét màu xám xen thấu kính nhỏ cuội, sạn của tƣớng aluvi bãi bồi cùng mùn thực vật, dày 5 - 6m.
2.2.2. Kiến tạo
Trong diện tích nghiên cứu có mặt của đới cấu trúc Sơng Lơ, mang tính chất của hoạt động uốn nếp Caledonit. Đới Sơng Lơ nằm về phía đơng bắc đứt gãy Sơng Chảy, gồm các thành tạo Neoproterozoi - Paleozoi phân bố rộng tạo thành một phức nếp lồi lớn mà nhân là vịm Sơng Chảy có khối granit batholit xun lên. Đới này nâng lên vài lần vào đầu Cambri, giữa Ordovic, giữa Silur và sụt lún vào Silur muộn - Devon. Vào cuối Devon, toàn đới đƣợc nâng lên.
Các hệ thống đứt gãy trong diện tích nghiên cứu khơng phát triển, chỉ có 1 số biểu hiện đứt gãy nhỏ theo phƣơng Đông Bắc - Tây Nam và Tây Bắc - Đông Nam. Cùng với hệ thống đứt gãy phƣơng tây bắc - đơng nam có mặt ngồi diện tích nghiên cứu, chúng tạo thành những đứt gãy dạng lơng chim ở phía Đơng Nam khối granit Sơng Chảy.
2.3. Địa hình – địa mạo
Tân Nam là một vùng núi hiểm trở, trong đó vùng núi cao nằm ở phía bắc và góc tây nam tờ bản đồ, vùng núi trung bình nằm ở giữa và phía đơng, các thung lũng suối nằm ở phần trung tâm và phía nam, đơng nam, địa hình bị phân cắt mạnh chia làm 3 loại hình cơ bản: địa hình đồi núi cao (trung bình từ 1.200-1.700 m) với đỉnh Khao Pha cao 1.723m, dạng lƣợn sóng; địa hình đồi núi thoải (trung bình từ
1.000-1.200 m), có dạng đồi núi bát úp hoặc lƣợn sóng; địa hình thung lũng (gồm các dải đất bằng thoải và những cánh đồng ven sông suối) chủ yếu ở hai bên đƣờng tỉnh lộ 178 đi Nà Trì của huyện Xín Mần.
Hình 2.2. Địa hình đồi núi khu vực xã Tân Nam
2.4. Thủy văn
Huyện Quang Bình có hai hệ thống sơng chính: Sơng Bạc và Sơng Chừng. Tại xã Tân Nam mạng lƣới sông suối trong vùng khá dày với các suối Nậm Thê, Nậm Thàng, Nậm Qua, Nậm Pú và nhiều các suối nhánh với lịng hẹp và dốc (hình 2.3), đá gốc lộ nhiều hai bên bờ và thƣờng cạn kiệt trong mùa đông. Do địa hình đồi núi dốc mạnh, lƣợng mƣa tập trung lớn nên tốc độ dòng chảy lớn và thay đổi theo mùa. Mùa khô nƣớc cạn, mùa mƣa dễ gây lũ lụt ở vùng ven khe suối. Điển hình là suối Nậm Pu, Nậm Thàng và suối Nậm Qua, có lƣu lƣợng đáng kể, mùa mƣa nƣớc suối dâng cao, có thể gây ảnh hƣởng đến sản xuất và đi lại của nhân dân trong vùng. Đây là nguồn nƣớc chính phục vụ cho hoạt động sinh hoạt và sản xuất của nhân dân.
Hình 2.3. Mạng lưới thủy văn khu vực xã Tân Nam
2.5. Đặc điểm vỏ phong hóa và thổ nhƣỡng
2.5.1. Đặc điểm mặt cắt của vỏ phong hóa
Vỏ phong hóa trong khu vƣ̣c Tân Nam là loại vỏ phong hóa phát triển chƣa hồn chỉnh. Mặt cắt tổng hợp của vỏ phong hóa trên các đá granitoid (phức hệ Sông Chảy) và đá phiến (hệ tầng Thác Bà, hệ tầng An Phú) trong khu vực đƣợc thể hiện nhƣ sau:
Bảng 2.1. Mặt cắt tổng hợp vỏ phong hóa trên đá granitoid khu vực Tân Nam
TT Tên đới Bề dày (m) Mô tả sơ bộ
3 Phong
hóa mạnh 0 - 3m
Granitoid bị phong hóa hồn tồn thành sét - bột màu vàng, nâu vàng, mềm bở và xốp. Phần trên có nhiều rễ thực vật và mùn màu đen.
2
Phong hóa trung
bình
0 - 6m
Granitoid phong hóa mềm bở màu xám, xám trắng. Lớp vỏ phong hóa này cịn giữ đƣợc cấu tạo của đá granitoid. Thành phần bột, sét lẫn nhiều mảnh vụn đá.
1 Phong
hóa yếu 1 - >6m
Granitoid bị phong hóa yếu lẫn nhiều khối tảng còn tƣơi. Dọc theo các khe nứt bị phong hóa mạnh tạo thành các khống vật của sét có màu vàng, vàng nâu. Lõi các tảng granitoid cịn tƣơi có màu xám trắng.
0 Đá gốc Đá granitoid cấu tạo khối, sáng màu.
Bảng 2.2. Mặt cắt tổng hợp vỏ phong hóa trên đá phiến thạch anh - mica khu vực Tân Nam
TT Tên đới Bề dày (m) Mô tả sơ bộ
3 Phong
hóa mạnh 0 - 1,5m
Đá phiến bị phong hóa hồn tồn thành sét - bột màu nâu đỏ, nâu vàng, mềm bở và xốp. Phần trên có nhiều rễ thực vật và mùn màu đen. 2 Phong hóa trung bình 0 - 3m
Đá phiến phong hóa mềm bở màu nâu vàng, xám vàng hoặc nâu đỏ loang lổ. Lớp vỏ phong hóa này cịn giữ đƣợc cấu trúc của đá phiến. Thành phần bột, sét lẫn mảnh vụn đá.
1 Phong
hóa yếu 1 - >5m
Đá phiến bị phong hóa yếu, nhiều chỗ đá cịn khá tƣơi. Đá bị nén ép mạnh, màu xám vàng. Phần đá phiến cịn tƣơi có màu xám trắng, xám trắng.
0 Đá gốc Đá phiến bị nén ép, cấu tạo phân phiến,
phân lớp rõ.
2.5.2. Phân loại các kiểu vỏ phong hóa