CHƢƠNG I TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN ĐỊA HÌNH KARST
1.4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
1.4.2. Các phương pháp nghiên cứu
Phương pháp thu thập, tổng hợp, phân tích và xử lý số liệu
Để kế thừa được các kết quả nghiên cứu đã có, việc áp dụng phương pháp thu thập tổng hợp, phân tích vầ xử lý các tài liệu liên quan đến hệ thống hang động karst ngầm và tai biển liên quan sẽ được áp dụng nhằm tìm ra các vấn đề tồn tại cần phải giải quyết cho phù hợp với mục tiêu đề tài, đối tượng nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu, thời gian và kinh phí nghiên cứu. Đây là một phương pháp truyền thống được áp dụng cho tất cả các nghiên cứu khoa học. Các bước tiến hành để tổng hợp, phân tích và xử lỷ tài liệu bao gồm:
Tìm ra các từ khóa liên quan đến các từ như: hang động, karst, tai biến, sụt, sập, tên vùng nghiên cứu v.v. bằng tiếng Việt và tiếng Anh trên mạng internet để thu thập được các tài liệu liên quan đến mục tiêu và đối tượng, phạm vi nghiên cứu ,v.v. đã công bố của các nhà nghiên cứu trong và ngoài nước.
Thu thập các bài báo, cơng trình nghiên cứu về hang động ngầm karst và tai biến liên quan ở Trung tâm Thông tin Lưu trữ địa chất và lựa chọn liên quan đến vùng nghiên cứu (phạm vi và đối tượng nghiên cứu. : các loại bản đồ địa hình, địa chất liên quan như: bản đồ địa hình khu vực Vịnh Hạ long tỷ lệ 1: 50 000 do hải quân nhân dân Viêt Nam biên tập, bản đồ địa chất tỷ lệ 1:50 000, bản đồ địa hình và
địa chất khu vực vịnh Bái Tử Long tỷ lệ 1: 50 000, ảnh viễn thám khu vực vịnh Hạ Long và Bái Tử Long.
Tổng hợp đánh giá xử lý các tài liệu thu thập được để tìm ra các kết quả nghiên cứu liên quan đến những nội dung nghiên cứu của đề tài về hang động karst ngầm và tai biến liên quan. Từ đó nêu ra được các kết quả đã được nghiên cứu có thể áp dụng kế thừa hay những vấn đề mà các nghiên cứu trước chưa giải quyết được hoặc chưa được nghiên cứu thì cần bổ sung.
Thu thập, tổng hợp các tài liệu nghiên cứu về hang động trên thế giới, Việt Nam và đặc biệt là các cơng trình liên quan đến hang động khu vực vịnh Hạ Long, vịnh Bái Tử Long. Ngồi ra, các số liệu về khí tượng, thủy văn, kinh tế - xã hội tại khu vực nghiên cứu cũng được thu thập.
Phương pháp khảo sát địa chất ngoài thực địa
Nhằm nghiên cứu đối tượng là hệ thống không gian karst ngầm và tai biến địa chất liên quan ở vùng nghiên cứu cần phải áp dụng phương pháp khảo sát thực địa để tiếp cận và thu được các thông tin một cách tin cậy và trung thực. Các bước tiên hành của phương pháp này bao gồm:
Tổng hợp xử lý các tài liệu liên quan đến khu vực nghiên cứu để kế thừa các kết quả nghiên cứu có trước, vạch ra các công việc cần thiết liên quan đến nghiên cứu hệ thống không gian karst ngầm và tai biến liên quan ở ở thực địa. Một sơ đồ điểm hang động và danh sách hệ thống hang động karst ngầm và tai biến địa chất liên quan tổng hợp được cũng như các đặc điểm địa chất karst ở vùng nghiên cứu phải được thành lập phục vụ cho nghiên cứu văn phòng và trước thực địa.
- Lập kế hoạch thực địa phù hợp với nội dung nghiên cứu về hệ thống hang động karst ngầm và tai biến liên quan ở vùng nghiên cứu theo một mẫu cụ thể bao gồm: các thông tin thu thập, các điểm khảo sát dự kiến v.v. theo các nội dung nghiên cứu về địa chất, cấu trúc, kiến tạo, địa mạo, thủy văn v.v.
- Các ghi chép thu thập thông tin trong sổ nhật ký phục vụ theo mục tiêu và đối tượng nghiên cứu cũng phải được thành lập, lấy ý kiến chuyên gia, xây dựng cơ
văn phòng và được tin học hóa rất chi tiết cụ thể mới có thể sử dụng một cách hiệu quả.
- Đo đạc hình thái các hang động, bao gồm: chiều dài, chiều rộng, độ cao, phương vị bằng các thiết bị như: đo xa điện tử, địa bàn, GPS, thước dây. Từ đó vẽ bình đồ mặt cắt hang động.
- Đo đạc các yếu tố môi trường, các chỉ tiêu gồm: nhiệt độ, độ ẩm và tốc độ gió, được đo đạc bằng các thiết bị như: ẩm kế điện tử, máy đo nhiệt cầm tay và máy đo tốc độ gió cầm tay, nhằm xác định các yếu tố mơi trường sinh thái tại cửa trong hang.
Phương pháp khảo sát hang động
Hệ thống hang động karst ngầm cần được khảo sát, đo vẽ chi tiết bàng việc áp dụng phương pháp khảo sát hang động. Làm chủ được phương pháp này là một điều kiện tiên quyết đảm bảo tính an tồn và khả năng chinh phục được các hang động có chiều sâu và mức độ phức tạp. Các bước tiến hành phương pháp này bao gồm:
- Tổng hợp các thông tin về đặc điểm địa chất, địa mạo ở khu vực nghiên cứu để dự báo các khu vực có triển vọng phát triển hang động.
- Thu thập các thông tin về hang động đã được nghiên cứu (vị trí hang, chiều dài, chiều sâu, hướng phát triển, sơ đồ hang, năm khảo sát, người khảo sát v.v...).
- Kiếm tra các thiêt bị khảo sát hang động chuyên dụng (quần áo bảo hiềm, bộ bảo hiểm, dây, đèn v.v.) để đảm bảo độ an toàn cao nhất trước khi đi thực địa cũng như trong quá trình khảo sát thực địa.
- Tuân thủ các hướng dẫn về kỹ thuật lên xuống hang với các thiết bị chuyên dụng, cũng như các kỹ thuật hướng dẫn an toàn của chuyên gia phối hợp.
- Ghi chép các thông tin trong hang theo mẫu sổ ghi chép hang động của BCRA. Đây là một sổ không thấm nước mà ở Việt Nam chưa sản xuất được. Đồng thời phải ghi chép liên hệ đặc điểm của hang với các đặc điểm địa chất trong hang động.
Nhập số liệu đo vẽ vào các phần mềm hang động, lên sơ đồ hang động vào sổ nhật ký hàng ngày để tránh thất lạc tài liệu và lưu trữ bảo quản một cách cẩn thận.
Nhóm các phương pháp địa mạo
Nghiên cứu về đặc điểm địa mạo của khu vực nghiên cứu sử dụng các phương pháp sau:
a. Phương pháp trắc lượng hình thái
Phương pháp này cho phép phân tích định lượng địa hình bề mặt địa hình, bao gồm cả việc nghiên cứu đặc điểm hình thái địa hình cũng như việc biểu hiện chúng trên bản đồ địa hình, trên ảnh viễn thám... Qua thực địa, ảnh viễn thám, bản đồ địa hình…, ta có thể nhận diện các đơn vị địa hình thơng qua việc xem xét các đặc trưng về hình thái địa hình, độ cao tuyệt đối, độ cao tương đối, độ dốc, v.v...
b. Phương pháp kiến trúc – hình thái
Phân tích mối quan hệ tương hỗ giữa địa hình và cấu trúc địa chất là nội dung của phương pháp này, dựa trên cơ sở là các dạng địa hình thường có liên quan với cấu trúc địa chất và các hoạt động tân kiến tạo do chúng ảnh hưởng trực tiếp đến cường độ hoạt động của các quá trình ngoại sinh, ảnh hưởng lớn tới đường nét và cách sắp xếp các dạng địa hình. Nhờ phương pháp này chúng ta có thể giải thích một số xu hướng biến đổi địa hình liên quan tới hoạt động kiến tạo như vận động nâng hạ, các đứt gãy kiến tạo.
c. Phương pháp nguồn gốc hình thái
Một số q trình địa mạo có lịch sử hình thành và phát triển theo chu kỳ. Phương pháp này được ứng dụng để làm sáng tỏ các hiện tượng có tính chu kỳ đó.
d. Phương pháp địa mạo động lực
Được sử dụng để đánh giá về sự biến đổi địa hình, tìm ra những động lực và quá trình tác động lên địa hình trong mối liên hệ với điều kiện cấu trúc địa chất, vận động tân kiến tạo và những điều kiện khí hậu hiện đại. Phương pháp này đồng thời giúp dự báo xu hướng phát triển của địa hình.
Phương pháp chuyên gia
Để nâng cao chất lượng kết quả nghiên cứu, cần học hỏi các kinh nghiệm nghiên cứu về hệ thống không gian karst ngầm và tai biến địa chất liên quan cũng
chất karst (bao gồm cấu trúc thạch học, kiến tạo, thủy văn v.v...), địa mạo karst, hang động karst, địa vật lý v.v... trong ngành địa chất phù hợp với đối tượng và mục tiêu nghiên cứu của đề tài, việc áp dụng phương pháp chuyên gia là rất cần thiết.
Các bước tiến hành của phương pháp này bao gồm:
- Lập danh sách các chuyên gia liên quan đến các vấn đề mà đề tài cần nghiên cứu (nội dung, sản phẩm, phạm vi, đối tượng nghiên cứu).
- Lập nội dung, khối lượng công việc, tiến độ và thời gian, sản phẩm và giá trị tương ứng một cách chi tiết cho từng cộng tác viên và chuyên gia (trong văn phòng là các báo cáo chuyên đề, bản đồ, biểu mẫu thơng tin cần thu thập ngồi thực địa v.v. cũng như ngoài thực địa là các sổ nhật ký, sơ đồ tài liệu thực tế và báo cáo thực địa).
- Thảo luận và hoàn thiện về các kết quả nghiên cứu của các chuyên gia.
Đưa các kết quả nghiên cứu của cộng tác viên và chuyên gia vào sản phẩm của đề tài (bao gồm cả các „tài liệu và đánh giá từ các tài liệu thu thập được của các chuyên gia).
Phương pháp ứng dụng công nghệ thông tin và hệ thông tin địa lý
Để xây dựng cơ sở dữ liệu về đặc điểm địa chất karst, hệ thống hang động karst ngầm và tai biến địa chất sập sụt liên quan v.v. thành một hệ thống để có thể xây dựng, sửa chữa, thay đổi, cập nhật, in ấn và chia sẻ dưới các dạng khác nhau trong các thành viên tham gia đề tài cũng như ở các vị trí khác nhau thông qua internet và hệ thống thông tin địa lý (GIS), phương pháp ứng dụng công nghệ thông tin và GIS cần phải được áp dụng. Các bước tiến hành bao gồm:
Xây dựng cơ sở dữ liệu dạng số bằng cách lựa chọn phần mềm GIS để xây dựng cơ sở dữ liệu phổ biến cho các đối tượng nghiên cứu địa chất (là cấu trúc kiến tạo, địa mạo, thủy văn, hang động, mặt cắt địa vật lý v.v.) như Mapinfor và ArcGIS v.v, và cho việc lập trình trang website - GIS là asp.net v.v. Đối với các dữ liệu về hang động còn áp dụng phần mềm Onstation để xây dựng không gian hai chiều và ba chiều của các hang động karst ngầm và hướng phát triển. Đổi với cơ sở dữ liệu địa vật lý áp dụng phần mềm Suffer để xây dựng không gian hai chiều của mặt cắt.
Xây dựng mơ hình độ cao số 3 chiều (3D) bằng phần mềm ArcGIS để tính tốn các thơng số trắc lượng hình thái vùng karst và mơ hình địa hình chồng phủ để vạch ra các vùng sụt lún dự kiến.
Phân tích các đới dập vỡ đứt gãy trên ảnh vệ tinh nhằm vạch ra các đới dập vỡ, tính tốn mật độ giao cắt phục vụ cho nghiên cứu cấu trúc địa chất, địa mạo ảnh trước thực địa.
Xây dựng các trường thuộc tính cho cơ sử dữ liệu dạng số là các bản vẽ (cập nhật các thông tin về đối tượng nghiên cứu là hệ thống hang động karst ngầm và tai biển liên quan cũng như các đặc điểm địa chất ở vùng nghiên cứu vào các trường này), xây dựng các báo cáo trong bộ Office của Microsoft.
CHƢƠNG II. PHÂN TÍCH CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN ĐỊA HÌNH KARST VỊNH HẠ LONG
VÀ VỊNH BÁI TỬ LONG