Các nhân tố A(1) B(3) C(5) D(7) E(9) A(1) 1 3 5 7 9 B(3) 1/3 1 1,67 2,33 3 C(5) 1/5 1/3 1 1,4 1,80 D(7) 1/7 1/5 1/3 1 1,29 E(9) 1/9 1/7 1/5 1/3 1
Dựa theo ma trận này, theo Vector nguyên lí Eigen tính đƣợc tổ hợp các trọng số phù hợp sau: A = 0,36, B = 0,28, C = 0,20, D = 0,12, E = 0,04.
Trên khu vực nghiên cứu, phƣơng pháp phân tích so sánh cặp của Saaty (cho điểm, tính trọng số) đã đƣợc ứng dụng để đánh giá vai trò của các yếu tố tác động phát sinh tai biến TLĐ. Việc cho điểm, tính trọng số của mỗi yếu tố thể hiện vai trò của từng yếu tố trong tổng thể các yếu tố tác động phát sinh tai biến TLĐ. Cơ sở của việc cho điểm chính là mức độ phân bố TLĐ trên mỗi yếu tố đó. Việc đánh giá mức độ nhậy cảm trên thang cho điểm có thể biểu thị sự ƣu tiên của chúng một cách thích đáng đối với TLĐ. Để đem đến cho thang điểm này một ý nghĩa cụ thể, ngƣời ta đã sử dụng nguyên lý của sự phân hóa về ngữ nghĩa: một đầu của thang điểm này đƣợc gán với đại lƣợng định tính và đầu kia nhận một đại lƣợng định tính nghịch đảo (bảng 1.5).
Bảng 1.5: Thang điểm độ nhạy cảm trượt lở của các yếu tố
Nhậy cảm 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 -10 Khơng nhậy cảm Phân tích độ nhạy cảm tai biến của yếu tố thành phần (nguy cơ TLĐ theo từng yếu tố phát sinh) dựa trên cơ sở đánh giá mối tƣơng quan yếu tố tác động phát sinh tai biến với hiện trạng phân bố TLĐ. Phân tích so sánh cặp đƣợc ứng dụng
các yếu tố tác động phát sinh TLĐ. Trên cơ sở đó cho phép xây dựng các bản đồ nguy cơ TLĐ thành phần. Bản đồ nguy cơ TLĐ là tổng hợp các bản đồ nguy cơ thành phần bằng phƣơng pháp phân tích khơng gian trong môi trƣờng GIS.
1.2.3. Cơ sở tài liệu
Trên địa bàn lƣu vực hồ thủy điện Sơn La nƣớc ta, một khối lƣợng lớn các tài liệu về lịch sử, hiện trạng và yếu tố phát sinh tai biến TLĐ đã đƣợc đề cập ở các cơng trình nghiên cứu trƣớc đây. Tuy nhiên, việc cập nhật các tài liệu mới nhất về vấn đề này làm cơ sở cho nghiên cứu dự báo tai biến TLĐ là nhiệm vụ rất quan trọng hiện nay. Trong đó phải kể đến nguồn tài liệu lớn đƣợc phân tích, chiết xuất từ các dữ liệu ảnh viễn thám. Trên cơ sở phân tích ảnh viễn thám và khảo sát thực địa cho phép xác lập hiện trạng và các yếu tố phát sinh TBĐC ở khu vực Tây Bắc.
1). Phân tích giải đốn hiện trạng tai biến địa chất
Trong nghiên cứu dự báo tai biến TLĐ, các thông tin chiết xuất từ ảnh vệ tinh (hiện trạng và yếu tố phát sinh TLĐ) đảm bảo chi tiết, đầy đủ. Thông qua các dấu hiệu ảnh: dấu hiệu trực tiếp (phổ ảnh, hoa văn, tổ hợp màu,…), gián tiếp là những yếu tố lớp phủ, địa hình, địa mạo và thành phần vật chất trên bề mặt,… cho phép xác lập hiện trạng phân bố và các yếu tố phát sinh TBĐC. Ví dụ nhƣ, các đới phá huỷ đứt gẫy trên thực tế tồn tại dƣới dạng một cảnh quan rất đặc biệt bao gồm các yếu tố về địa hình, thực vật, thổ nhƣỡng và thuỷ văn. Sự thể hiện của các yếu tố của cảnh quan này trên ảnh viễn thám sẽ là các dấu hiệu gián tiếp để giải đoán đứt gẫy hoạt động, sự phân bố trong khơng gian, tính chất dịch chuyển của chúng và đới ảnh hƣởng động lực đứt gẫy. Ảnh viễn thám phân giải cao VNREDSat-1, SPOT-5 đƣợc ứng dụng để giải đốn vị trí, quy mơ các khối trƣợt, ở vùng sƣờn, bờ hồ thủy điện, đƣờng giao thơng và giải đốn các yếu tố tác động phát sinh tai biến TLĐ. Những kết quả giải đoán trên ảnh viễn thám đƣợc kiểm chứng bằng khảo sát thực địa kiểm tra và đối sánh.
2). Phân tích giải đốn hiện trạng tai biến trƣợt lở đất
Để giải đoán hiện trạng TLĐ trên lƣu vực hồ thủy điện Sơn La trƣớc tiên ta phải hiệu chỉnh hình học tất cả các ảnh thu thập đƣợc nhƣ ảnh Spot 5 và ảnh
Vnredsat-1 về đúng hệ tọa độ khu vực nghiên cứu hay nói cách khác ta coi các lớp hành chính của khu vực nghiên cứu là chuẩn nhƣ lớp giao thông, sông suối, đặc biêt vị trị các điểm TLĐ đã thu thập đƣợc.
Hình 1.1: Hiệu chỉnh hình học khu vực nghiên cứu
Trong nghiên cứu TLĐ, các thông tin chiết xuất từ ảnh vệ tinh (hiện trạng và yếu tố phát sinh TBĐC) đảm bảo chi tiết, đầy đủ. Thông qua các dấu hiệu ảnh: dấu hiệu trực tiếp (phổ ảnh, hoa văn, tổ hợp màu,…), gián tiếp là những yếu tố lớp phủ, địa hình, địa mạo và thành phần vật chất trên bề mặt,… cho phép xác lập hiện trạng phân bố và các yếu tố phát sinh TLĐ. Ví dụ nhƣ, các đới phá huỷ đứt gẫy trên thực tế tồn tại dƣới dạng một cảnh quan rất đặc biệt bao gồm các yếu tố về địa hình, thực vật, thổ nhƣỡng và thuỷ văn. Sự thể hiện của các yếu tố của cảnh quan này trên ảnh viễn thám sẽ là các dấu hiệu gián tiếp để giải đoán đứt gẫy hoạt động, sự phân bố trong khơng gian, tính chất dịch chuyển của chúng và đới ảnh hƣởng động lực đứt gẫy. Ảnh viễn thám phân giải cao nhƣ Spot 5 và Vnredsat -1 đƣợc ứng dụng để giải đốn vị trí, quy mơ các khối trƣợt ở vùng sƣờn, bờ hồ thủy điện, đƣờng giao thơng và giải đốn các yếu tố tác động phát sinh.
Hình 1.2: Vị trí điểm trược lở ở đập thủy điện Sơn La
Hình 1.4: Khối trượt tại cầu Mơng Sến trên ảnh SPOT-5 và ảnh chụp mặt đất
3). Phân tích giải đốn các yếu tố phát sinh tai biến địa chất
Kết quả phân tích giải đốn ảnh vệ tinh phân giải cao kết hợp với tổng hợp các tài liệu về tự nhiên và KT-XH cho phép xây dựng các bản đồ yếu tố phát sinh tai biến TLĐ [10,11]. Luận văn đã phân tích giải đốn các yếu tố: lớp phủ thực vật, hiện trạng sử dụng đất, địa chất thạch học, cấu trúc tân kiến tạo, lineamen- đứt gẫy. Các bản đồ yếu tố phát sinh tai biến TLĐ đã đƣợc xây dựng bao gồm: bản đồ địa chất thạch học, lineamen-đứt gẫy, cấu trúc tân kiến tạo, độ che phủ thực vật, hiện trạng sử dụng đất. Bản đồ địa chất thạch học lƣu vực hồ thủy điện Sơn La thể hiện 5 nhóm đá: trầm tích bở rời, trầm tích gắn kết, biến chất, magma acit, magma bazơ và đá vôi. Bản đồ lineamen-đứt gẫy khu vực lƣu vực hồ thủy điện Sơn La đã đƣợc xây dựng, thể hiện hệ thống các lineamen là các đứt gẫy tân kiến tạo và đứt gẫy hoạt động. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất và độ che phủ thực vật đƣợc xây dựng, thể hiện các kiểu rừng và độ che phủ khác nhau. Độ che phủ >90% chủ yếu là rừng tự nhiên; 70-90% - rừng tái sinh; 45-70% - rừng trồng, sản xuất; 20-45% - đất nông nghiệp và <20% là đất dân cƣ và đồi núi trọc.
1.3. Đánh giá chung
Trên thế giới, các nƣớc có nền khoa học kỹ thuật hiện đại nhƣ: Trung Quốc, Nga, Mỹ, Nhật Bản,… đã áp dụng phƣơng tiện khoa học và kỹ thuật hiện đại, tập trung nguồn lực cho nghiên cứu phịng tránh thiên tai. Cơng tác dự báo diễn biến
cứu, do đó, các giải pháp áp dụng phòng chống, phòng tránh tai biến đạt hiệu quả cao. Một loạt các mạng lƣới cảnh báo tự động TBĐC nguy hiểm đã đƣợc thiết lập ở những nơi có nguy cơ cao, giúp cho ngƣời dân phòng tránh tai biến kịp thời, giảm thiệt hại đến mức thấp nhất.
Ở nƣớc ta, mặc dù đã đƣợc quan tâm nghiên cứu TBĐC, nhƣng vẫn còn nhiều tồn tại và hạn chế nhất định. Do có những cách tiếp cận khác nhau, nên các kết quả nghiên cứu cũng cịn có những bất cập. Hầu hết các nhà nghiên cứu về địa chất công trình tập trung nghiên cứu từng khối trƣợt, đi sâu nghiên cứu nhóm nguyên nhân trực tiếp (gồm các thông số địa kỹ thuật nhƣ: cƣờng độ kháng cắt, kháng nén, hệ số ma sát trong, lực dính kết, độ tan dã,…) gây trƣợt lở. Trong khi đó, các nhà nghiên cứu về địa lý lại chủ yếu phân tích các yếu tố mặt đệm nhƣ: địa hình (độ dốc sƣờn, mức độ phân cắt địa hình, hƣớng sƣờn, chiều dài hƣớng sƣờn, lớp phủ thực vật, sử dụng đất) và các yếu tố khí hậu khí tƣợng (lƣợng mƣa, cƣờng độ mƣa) để đánh giá TLĐ; các nhà địa chất lại quan tâm hơn đến tổng thể các yếu tố tiềm ẩn nhƣ: ngoại sinh và nội sinh. Đây là những yếu tố tác động phát sinh TLĐ. Tuỳ thuộc vào mức độ nghiên cứu ở khu vực mà số lƣợng các yếu tố đánh giá có thể rất lớn, đến 20 yếu tố. Cách tiếp cận này thuận lợi cho nghiên cứu thành lập bản đồ nguy cơ TBĐC ở khu vực.
Đối với lƣu vực thủy điện Sơn La, vấn đề này lại càng có nhiều tồn tại và bất cập, do chƣa đƣợc đầu tƣ nghiên cứu chi tiết về vấn đề này. Các phân tích đánh giá hiện tƣợng mới chỉ mang tính thống kê ở các vị trí xảy ra và những thiệt hại đi kèm. Cách tiếp cận và phƣơng pháp đánh giá tai biến TLĐ cịn hạn chế. Phân tích đánh giá vai trị của các yếu tố tác động phát sinh tai biến TLĐ còn rời rạc, chƣa mang tính hệ thống, do đó, kết quả đánh giá nguy cơ tai biến TLĐ còn ở mức khiêm tốn, các giải pháp phịng tránh cịn mang tính tổng thể, chƣa cụ thể cho từng đối tƣợng diễn ra trên địa bàn. Do vậy, kết quả nghiên cứu của luận văn:
“Nghiên cứu đánh giá nguy cơ trượt lở đất lưu vực hồ Thủy điện Sơn La bằng
Công nghệ viễn thám và GIS” là thực sự cấp thiết hiện nay, đáp ứng đƣợc những địi
Nhƣ vậy, phân tích, xử lý các dữ liệu ảnh viễn thám trong nghiên cứu địa chất nói chung và tai biến trƣợt lở đất nói riêng khơng những cho nhiều tài liệu q mà cịn có hiệu quả cao. Sử dụng kỹ thuật phân tích ảnh viễn thám khơng chỉ cho phép xác định vị trí, đặc trƣng của các khối trƣợt, điểm nứt đất và đứt gẫy hoạt động; mà cịn trên cơ sở phân tích những biến dạng địa mạo, địa chất trẻ từ các dữ liệu ảnh viễn thám cho phép xác định đặc điểm của các yếu tố tác động phát sinh trƣợt lở đất nhƣ: địa mạo, địa chất, kiến tạo trẻ và những hoạt động KT-XH của con ngƣời. Trong luận văn này, tác giả đã sử dụng ảnh có độ phân giải cao là Spot 5 và Vnredsat-1 đƣợc ứng dụng để giải đốn vị trị, quy mơ khối trƣợt trên lƣu vực thủy điện Sơn La.
CHƢƠNG 2
ĐẶC ĐIỂM HIỆN TRẠNG VÀ CÁC YẾU TỐ PHÁT SINH TAI BIẾN TRƢỢT LỞ ĐẤT LƢU VỰC HỒ THỦY ĐIỆN SƠN LA
2.1. HIỆN TRẠNG TRƢỢT LỞ ĐẤT
Trên cơ sở tổng hợp các kết quả phân tích ảnh viễn thám phân giải cao và khảo sát chi tiết ngoài thực địa đã cho phép xác lập 392 khối trƣợt lớn nhỏ (phụ lục), phân bố trên diện tích 11.135 km 2 của lƣu vực hồ thủy điện Sơn La (hình 2.1).
Những vụ trƣợt lở lớn gây hậu quả nghiêm trọng, những khu vực và tuyến giao thông thƣờng xuyên bị trƣợt lở điển hình cho mỗi tỉnh và tồn khu vực đã đƣợc nghiên cứu, đánh giá trong thời gian vừa qua. Kết quả điều tra nghiên cứu tai biến trƣợt lở ở lƣu vực hồ thủy điện Sơn La cho thấy, tai biến này chủ yếu xảy ra ở dạng trƣợt lở thực thụ với các quy mơ khác nhau: nhỏ, trung bình, lớn và rất lớn ( phụ lục ). Vị trí các điểm trƣợt đất chủ yếu tập trung ở một số khu vực:
- Dọc theo thung lũng Nậm Nay trải dài từ huyền Sìn Hồ tỉnh Lai Châu đến huyện Mƣờng Chà tỉnh Điện Biên dọc theo quốc lộ 12 và quốc lộ 6 các khối trƣợt xảy ra ở các quy mơ khác nhau: nhỏ, trung bình, lớn.
- Dọc theo đứt gẫy Tây Bắc- Đông Nam dọc theo tuyến đƣờng 32 của dãy Hoàng Liên Sơn kéo dài từ huyện Tam Đƣờng tỉnh Lai Châu đến huyện Mù Cang Chải của tỉnh Lào Cai, trƣợt lở đất. chủ yếu tập trung với quy mô nhỏ và trung bình
- Ngồi ra vị trí trƣợt lở cịn phân bố rải rác 2 bên sƣờn của thung lung Sông Đà với quy mô nhỏ trải dài từ huyện Sìn Hồ tỉnh Lai Châu đến huyện Thuận Châu của tỉnh Sơn La.
- Đặc biệt trƣợt lở đất còn xảy ra khốc liệt vào mùa mƣa lũ, đặc biệt ở một số cụm dân cƣ gây nên nhiều thiệt hại nghiêm trọng về ngƣời và của. Bởi vậy, tai biến trƣợt lở ở lƣu vực hồ thủy điện Sơn La đƣợc mô tả tập trung theo một số tuyến điển hình và một số khu vực tập trung dân cƣ.
Nhƣ vậy trƣợt lở đất phân bố theo dạng tuyến, hình thành các dải có mật độ
lớn kéo dài theo phƣơng TB-ĐN và á kinh tuyến. Trong đó nổi lên dải có phƣơng á kinh tuyến Phong Thổ - Mƣờng Chà; phƣơng TB-ĐN Lai Châu- Tân Uyên, Quỳnh Nhai-Mƣờng La và Tuần Giáo- Thuận Châu.
2.2. YẾU TỐ PHÁT SINH TRƢỢT LỞ ĐẤT 2.2.1. Nhóm yếu tố địa mạo 2.2.1. Nhóm yếu tố địa mạo
Nhóm yếu tố địa mạo tác động phát sinh TLĐ ở lƣu vực hồ thủy điện Sơn La bao gồm các yếu tố độ dốc sƣờn, mật độ chia cắt ngang và mật độ chia cắt sâu địa hình.
a. Độ dốc địa hình
Trong phạm vi lƣu vực hồ thủy điện Sơn La, địa hình núi và cao nguyên
chiếm ƣu thế, với hƣớng sơn văn chính là tây bắc-đơng nam (TB-ĐN) trùng với hƣớng chạy dài của của lƣu vực hồ. Bên cạnh các dãy, khối núi đồ sộ, các cao ngun đá vơi rộng lớn cịn có một số thung lũng phân bố ở các trũng giữa núi, tạo nên các dải đồng bằng nhỏ hẹp. Lƣu vực hồ thủy điện Sơn La hình thành từ một phần của thung lũng sông Đà, tạo nên bởi 2 hệ thống núi cao phía bắc là dãy Hồng Liên Sơn, phía nam là dãy núi và cao ngun đá vơi Sìn Hồ, Tủa Chùa, Sơn La. Đặc điểm nổi bật của địa hình lƣu vực sơng Đà là núi và cao nguyên đều cao và bị chia cắt theo chiều thẳng đứng mạnh hơn nhiều so với các vùng khác ở Việt Nam.
- Dãy Phu Si Lung nằm ở phía bờ đơng bắc thƣợng nguồn sơng Đà, có độ cao trung bình khoảng 2000 - 3000m (đỉnh Pu Si Lung cao 3076m) chạy theo phƣơng TB - ĐN, dọc theo biên giới Việt - Trung đến hết huyện Mƣờng Tè. Càng về phía đơng nam, độ cao càng giảm dần. Sƣờn phía tây nam của dãy núi Pu Si Lung thuộc lãnh thổ nƣớc ta bị cắt xẻ khá mạnh mẽ bởi các khe suối xâm thực thuộc thƣợng nguồn sông Đà.
- Dãy Hồng Liên Sơn kéo dài từ phía bắc Phong Thổ đến Văn Chấn. Dãy bao gồm: dãy núi Phan Si Phăng (đỉnh Phan Si Phăng cao 3143 m) và dãy núi Phu Luông (đỉnh Phu Luông cao 2985). Các dãy núi này đều có sƣờn núi phía tây nam rất dốc, đạt >45o, dốc hơn sƣờn núi phía đơng bắc. Do vậy, các quá trình ngoại sinh ở sƣờn núi phía tây xảy ra rất mãnh liệt.
- Chạy dọc theo phần giữa khu vực nghiên cứu là dải địa hình núi cao trung bình bao gồm dãy núi ở khu vực Mƣờng Chà, các dãy Huổi Long và Su Sung Chảo Chai có những đỉnh cao trên dƣới 2000m. Dãy núi Mƣờng Chà nằm ở bờ tây nam thung lũng thƣợng nguồn sơng Đà, có độ cao trung bình khoảng 1500 - 2000m chạy theo phƣơng TB-ĐN sau đó chuyển sang phƣơng á kinh tuyến tại khu vực Si Pha Phìn (huyện Mƣờng Chà), tạo nên dạng vịng cung hơi lồi về phía đơng