Dựa trên kết quả tính tốn, phân tích trên, giá trị E đối với chỉ số độ dốc (E5) sẽ được chuẩn hóa theo tỉ lệ phân bố khối trượt ở từng khoảng độ dốc (Bảng 3.1), trong đó nhóm có trọng số cao nhất là nhóm độ dốc 17 – 26độ. Biểu đồ giá trị chỉ
số E5 phân bố ở từng thơn (Hình 3.12) cho thấy thơn Na Chăn có nguy cơ trượt cao nhất, và thấp nhất ở thôn Nấm Dẩn trong phạm vi chỉ xét tác nhân do độ dốc.
3.1.2.3. Hướng dốc (E6)
Hướng dốc khu vực xã Nấm Dẩn có tác động gián tiếp đến q trình trượt đất đá thơng quan mối quan hệ tương hỗ giữa địa hình và khí hậu. Sườn có hướng đón gió thì có độ ẩm, lớp phủ thực vật khác với sườn khuất gió, điều này cũng sẽ dẫn đến mức độ ổn định của sườn khác nhau. Ngồi sự tác động đến khí hậu, hướng dốc cịn có tác động đến hiện tượng trượt đất đá thông qua cấu trúc thạch học bên dưới.
Hình 3.13. Biểu đồ phần trăm diện tích trƣợt đất đá theo 8 hƣớng dốc địa hình
Sơ đồ hướng dốc thể hiện hướng bề mặt sườn dốc được tính từ DEM và chia thành 8 hướng và được chuyển sang giá trị từ 0 đến 360 độ tương đương với 8 khoảng là hướng Bắc (337,5 – 22,5 độ), Đông Bắc (22,5 - 67,5 độ), Đông (67,5 – 112,5 độ), Đông Nam (112,5 – 157,5 độ), Nam (157,5 – 202,5 độ), Tây Nam (202,5 – 247,5 độ), Tây (247,5 – 292,5 độ), Tây Bắc (292,5 – 337,5 độ). Các phân lớp này
được sử dụng để tính mật độ và tỉ lệ các khối trượt theo hướng phơi sườn. Theo kết quả tính tốn mật độ khối trượt thì trượt đất đá khu vực nghiên cứu tập trung ở những vùng có hướng Tây Nam (22%) (Hình 3.13). Đây là hướng hồn lưu chính nóng và ẩm vào mùa mưa trong khu vực nghiên cứu.
Hình 3.14. Giá trị chỉ số E6– hƣớng dốc theo từng thơn
Kết quả tính tốn (Hình 3.14) cho thấy nguy cơ trượt đất đá do hướng phơi sườn cao nhất ở các thôn Nấm Chanh, Nấm Dẩn và Thống Nhất và thấp nhất ở các thôn Nấm Chà và Ngam Lâm.
3.1.2.4. Phân cắt ngang (E7)
Chiều rộng của sườn dốc được thể hiện qua chỉ số phân cắt ngang địa hình. Cũng như mức độ dập vỡ, nứt nẻ, mức độ cắt ngang địa hình phản ánh tính liên tục, mức độ liền khối của đất đá. Các đặc tính định lượng của sự phân cắt ngang địa hình phụ thuộc vào tỷ lệ và chức năng của bản đồ. Thông thường người ta thường dùng chỉ số độ dài của mạng lưới thủy văn trên diện tích 1km2 được quy định như giá trị trung bình hoặc theo lưu vực sơng. Mật độ phân cắt ngang địa hình được hiểu là tổng độ dài tất cả các rãnh xâm thực, khe xói (dịng chảy tạm thời), sông suối (dịng chảy thường xun) trên một diện tích nhất định nào đó (1km2).
Hệ thống sông suối là bức tranh thể hiện kết quả sự phân cắt địa hình dưới tác động của dịng chảy. Nước trên bề mặt địa hình rất nhạy cảm và linh động với sự thay đổi của địa hình. Vì thế, nó cũng phản ánh phần nào chế độ kiến tạo của khu
vực mà cụ thể là nhiều hệ sơng suối được hình thành từ các hệ thống đứt gãy. Mật độ phân cắt ngang thể hiện sự phân cắt theo chiều ngang của địa hình, là thơng số xác định gián tiếp nguy cơ xảy ra trượt đất đá.
Hình 3.15. Sơ đồ phân cắt ngang xã Nấm Dẩn
Sơ đồ phân cắt ngang hay hệ thống thủy văn khu vực được chiết xuất từ DEM (Hình 3.15). Sử dụng công cụ Arc Hydro Tool trong ArcGIS để xây dựng mạng lưới hệ thống dòng chảy và nội suy ra bản đồ mật độ phân cắt ngang địa hình, thể hiện tổng chiều dài mạng lưới sơng suối (km) trên diện tích (km2). Sau đó, tính tốn tỉ lệ phân bố khối trượt của các nhóm phân cắt ngang địa hình dựa trên tính mật độ khối trượt. Thơng qua giá trị mật độ khối trượt/km2, trượt đất đá chủ yếu xảy ra trên lớp phân cắt ngang có mật độ giá trị từ 3,527 – 5,495 (km/km2) và 2,477–
3,527 (km/km2) với lần lượt tỉ lệ là 58% và 22%. Điều này thể hiện đúng với thực tế mật độ dòng chảy càng cao, tập trung gần lưu vực sông và hạ lưu của những nhánh suối, sườn dốc có nguy cơ trượt cao.
Bảng 3.2. Tỉ lệ phân bố khối trƣợt trên từng khoảng phân cắt ngang Nhóm phân cắt ngang (km/km2) Số khối trƣợt Diện tích (km2) Mật độ khối trƣợt/km2 Tỉ lệ phân bố khối trƣợt % Giá trị chuẩn hóa Lớn TB Nhỏ 0 – 0,750 1 0 0 6.69 0.05 2 0.2 0,750 – 1,628 0 3 8 9.59 0.16 7 0.4 1,628 – 2,477 2 6 9 11.05 0.27 11 0.6 2,477 – 3,527 3 7 14 7.81 0.53 22 0.8 3,527 – 5,495 3 11 21 4.21 1.37 58 1
Dựa vào kết quả phân tích trên, giá trị chỉ số phơi bày E7 - phân cắt ngang địa hình được chuẩn hóa về giá trị từ 0-1 ở từng thơn (Hình 3.16). Kết quả cho thấy mức độ nguy cơ trượt bởi tác nhân phân cắt ngang cao nhất ở thôn Na Chăn (giá trị chỉ số đạt 0,151). Thơn Na Chăn có diện tích phân bố nhóm mật độ sông suối 3,527– 5,495 lớn trong khi ở thôn Lủng Cháng, diện tích phân bố lớp phân cắt ngang mật độ 3,527– 5,495 (km/km2) không đáng kể. Do vậy, nguy cơ trượt đất đá thôn Lủng Cháng thấp nhất so với các thơn cịn lại.
3.1.2.5. Phân cắt sâu (E8)
Độ cao tương đối của địa hình là biên độ dao động về độ cao của bề mặt đất, nghĩa là độ chênh cao tương đối giữa đỉnh các địa hình dương với đáy các dạng địa hình âm gần nhất. Yếu tố này thể hiện vai trị năng lượng của địa hình. Khi độ cao tương đối càng lớn thì năng lượng địa hình càng cao, điều này kích thích q trình dịch chuyển của đất đá xảy ra mạnh hơn và động năng va đập của đất đá thể hiện sự khốc liệt rõ nét hơn. Người ta thường thể hiện độ cao tương đối này qua chỉ số phân cắt sâu địa hình. Khi tính tốn trên GIS chỉ số này được xác định bằng việc tính độ chênh cao địa hình (mét) tại mỗi ơ lưới vng có diện tích 1km2 trên bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000.
Bằng phương pháp Natural break trong ArcGIS, giá trị phân cắt sâu được chia thành 5 nhóm lớp là 168-314; 341-428; 428-511; 511-614; 614-799 (m/km2). Sau khi xác định mật độ khối trượt ở các lớp phân cắt sâu, kết quả cho thấy trượt đất đá tập trung ở hai nhóm phân cắt sâu 341 - 428 và 428 – 511 (m/km2). Kết quả này cũng thể hiện được mối quan hệ giữa trượt đất đá và phân cắt sâu: độ chia cắt sâu càng mạnh thì trượt đất đá càng lớn, nhưng mối quan hệ này không hẳn sẽ là tuyến tính. Địa hình dốc và chiều dài sườn dài làm tăng sự tác động của các tác nhân phong hóa, vỏ phong hóa nên trượt đất đá thường xuyên xảy ra.
Giá trị chỉ số phơi bày phân cắt sâu E10 được tính tốn ở từng thơn sau khi giá trị trọng số nguy cơ trượt của mỗi nhóm lớp phân cắt sâu được xác định. Dựa vào mật độ khối trượt ở từng nhóm lớp phân cắt sâu, giá trị trọng số nguy cơ trượt nhóm phân cắt sâu từ 341 - 428 cao nhất. Kết quả giá trị E10 được thể hiện trên hình đã cho thấy thơn Na Chăn và khu vực Đèo Gió đạt mức cao nhất xấp xỉ 0,157. Giá trị chỉ số E10 ở hai thôn Nấm Dẩn và thôn Nấm Chà thấp nhất do vậy khả năng trượt xảy ra do tác nhân phân cắt sâu là thấp nhất (Hình 3.17).
3.1.2.6. Độ cao địa hình (E9)
Hình 3.18. Sơ đồ mơ hình số độ cao DEM xã Nấm Dẩn
Độ cao địa hình (DEM) là một yếu tố liên quan chặt chẽ tới quá trình trượt đất đá, đặc biệt đối với xã Nấm Dẩn 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 trên diện tích 396233 pixels của xã Nấm Dẩn (Hình 3.18). Dựa theo tính tốn phần trăm diện tích trượt đất đá đất trong DEM, ta thấy diện tích trượt đất đá trong các nhóm DEM được phân bổ trong các nhóm có địa hình với độ cao từ 782 – 1024 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 đất đá nhỏ.
Hình 3.19. Giá trị chỉ số phơi bày E9 độ cao địa hình theo từng thơn
Dựa trên kết quả phân nhóm theo độ cao địa hình và tính tốn trọng số, giá trị chỉ số phơi bày E9 đã được xác định cho từng thôn trong khu vực nghiên cứu (Hình 3.19). Kết quả đã cho thấy các thơn Đồn Kết, Nấm Chiến, Lủng Mở và Nấm Dẩn là các thơn có khả năng trượt cao hơn so với các thơn cịn lại khi chỉ xét đến tác nhân độ cao địa hình.
3.1.2.7. Vỏ phong hóa (E10)
Q trình phong hố đá gốc là nguyên nhân quan trọng gây trượt đất đá. Quá trình phong hố làm cường độ, kết cấu giảm, tạo điều kiện thuận lợi cho nước dễ xâm nhập vào mái dốc. Trên sườn dốc nếu lớp vỏ phong hóa càng dày, mức độ phong hóa càng triệt để thì khả năng trượt càng lớn . Dựa trên các nghiên cứu đã có , khu vực Nấm Dẩn thuộc kiểu vỏ phong hóa bóc mòn , nhạy cảm cao, cơ ̣ng thêm địa hình khu vực Nấm Dẩn có độ phân cắt lớn nên hiện tượng trượt và rửa trơi của vỏ phong hóa xảy ra tương đới rõ nét . Do ảnh hưởng của quá trình phong hóa , các đá bị mềm bở và dễ dàng bị tác động của các dòng ta ̣m thời hoă ̣c áp suất thủy tĩnh dẫn
đến trượt đất đá nghiêm trọng. Việc các đá bị dập vỡ do hoạt động kiến tạo, quá trình phân cắt địa hình càng tạo điều kiện thuận lợi cho vỏ phong hóa phát triển.
Vỏ phong hóa ở khu vực Nấm Dẩn có bề dầy biến đổi từ 0 đến hơn 10m, những nơi có bề dầy lớn thường liên quan đến những khu vực hoạt động kiến tạo mạnh, mức độ phân cắt địa hình lớn và phức tạp. Đá gốc trong khu vực Nấm Dẩn chủ yếu là các đá granitoid với thành phần khá giàu khoáng vật feldspat và mica . Với đặc tính của feldspat khi bị phong hóa sẽ biến đổi thành sét kaolinit , lớ p sét kaolinit này đóng vai trò như mô ̣t lớp đê ̣m dễ bi ̣ trượt trên các lớp đất đá khác, cộng thêm đặc khối hình thái dạng vảy mỏng do tính chất cát khai tốt của mica càng tạo điều kiện cho hiện tượng trượt đất đá xảy ra.
Hình 3.20. Tỉ lệ phân bố các kiểu phong hóa và giá trị E10 (VPH) theo từng thơn
Kết quả nghiên cứu thực tế cho thấy hầu hết các điểm trượt đất đá đều xảy ra trong khu vực tồn ta ̣i lớp vỏ phong hóa bóc mòn đă ̣c biê ̣t là đới với kiểu vỏ phong hóa bóc mịn , phụ kiểu saprolit - phong hóa mạnh. Do vậy, giá trị E đối với chỉ số VPH được xác định dựa trên phương pháp tính quy đổi theo thang điểm từ 0 - 1 trong đó trọng số cao nhất đến thấp nhất lần lượt cho kiểu VPH bóc mịn phụ kiểu saprolit, saprock và VPH tích tụ. Từ biểu đồ hình 3.13, có thể nhận xét rằng nguy cơ trượt do hiện tượng phong hóa tương đối đồng đều giữa các thơn, tuy nhiên thơn Nấm Lu có nguy cơ trượt cao nhất và thấp nhất ở thơn Na Chăn và Đèo Gió.
3.1.2.8. Mật độ đứt gãy (E11)
Đứt gãy kiến tạo là nguyên nhân gián tiếp gây dập vỡ, nứt nẻ đất đá, gia tăng bề dày vỏ phong hóa, thay đổi dị thường độ dốc địa hình, và tạo ra các khe nứt là kênh dẫn thuận lợi cho dòng chảy ngầm gây ra khả năng trượt đất đá cao. Khu vực nghiên cứu là nơi hoạt động mạnh của 3 hệ thống đứt gãy chính là đứt gãy suối Nấm Dẩn, đứt gãy á vĩ tuyến, và đứt gãy phương ĐB-TN. Mật độ đứt gãy xã Nấm Dẩn chủ yếu từ 0-2 km/km2
. Áp dụng phương pháp ngắt tự nhiên, mật độ đứt gãy được chia thành 5 nhóm khoảng như hình 3.21.
Hình 3.21. Biểu đồ phần trăm diện tích trƣợt theo mật độ đứt gãy (km/km2)
Sau khi tính tốn mật độ khối trượt trên từng khoảng giá trị mật độ đứt gãy, có thể nhận xét rằng xu hướng trượt đất đá phù hợp với nguyên tắc: mật độ đứt gãy
càng lớn, khả năng trượt càng cao. Trượt đất đá khu vực xã Nấm Dẩn chủ yếu xảy ra ở những vùng có mật độ đứt gãy là 3-4 km/km2, chiếm 77% khu vực nghiên cứu. Biểu đồ hình 3.22 minh họa tỉ lệ phân bố các khoảng mật độ đứt gãy ở từng thôn và nguy cơ trượt đất đá do mật độ đứt gãy giữa các thôn trong xã Nấm Dẩn. Từ biểu đồ này có thể nhận xét rằng các thôn Thống Nhất, Tân Sơn, Ngam Lâm và khu vực Đèo Gió có nguy cơ trượt do yếu tố đứt gãy cao nhất và thấp nhất là thơn Nấm Chà, Đồn Kết và Nấm Lu.
Hình 3.22. Giá trị chỉ số phơi bày E11 mật độ đứt gãy theo từng thôn
3.1.2.9. Đặc điểm địa mạo (E12)
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. Các quá trình địa mạo xảy ra trên bề mặt Trái đất ln có xu hướng tạo nên sự cân bằng về mặt trọng lực và trạng thái hiện tại của bề mặt địa hình là sự ổn định tương đối. Các nguyên nhân làm phá vỡ trạng thái cân bằng tương đối của địa hình hiện tại như tăng độ dốc, tăng tải trọng sườn,… sẽ thúc đẩy cường độ của các quá trình địa mạo, đặc biệt là trượt đất đá. Các tác nhân tự nhiên chủ yếu như mưa và hoạt động của nước ngầm làm tăng trọng tải sườn, giảm độ kết dính của vật liệu cấu tạo sườn; hoạt động xói lở của dòng chảy, sự xâm thực giật lùi của mương xói ở giai đoạn trẻ làm tăng độ dốc
sườn,... Các tác nhân nhân sinh đó là các hoạt động sống của con người như xẻ taluy làm đường, cầu cống, làm nhà, canh tác, sản xuất,...
Theo kết quả tính tốn mật độ khối trượt trên các nhóm địa mạo, các khối trượt đặc biệt các khối trượt lớn thường phát triển dọc theo các khe suối xâm thực, tập trung chủ yếu trên các dạng địa hình sườn xâm thực (12,7%), sườn xâm thực bóc mịn dốc 20-30o (12,7%), trên bề mặt cao 600-800m tuổi pliocen sớm - mioxen muộn (32,3%). Trong khu vực xã Nấm Dẩn, hiện tượng trượt đá, đổ đá cũng khá phổ biến. Chúng thường phát triển và phân bố ở các sườn, vách dốc phía trên của dạng địa hình sườn tích-lở tích. Các sườn đá đổ là nguồn cung cấp vật liệu tảng lăn, lở tích cho bề mặt lở tích-sườn tích. Đặc trưng của dạng địa hình này là các vách dốc đứng lộ trơ đá gốc bị dập vỡ mạnh bởi hàng loạt hệ thống khe nứt có phương khác nhau. Đá đổ có thể xuất phát từ phần gần đường phân thủy chính của thung lũng nhưng cũng có thể từ những khu vực sườn lõm, thấp, gần như tạo ra dạng địa hình trũng trên sườn.
Hình 3.23. Giá trị chỉ số phơi bày E12 – hình thái địa mạo theo các thơn
Dựa trên kết quả tính tốn, phân tích trên, giá trị E đối với chỉ số địa mạo (E12) sẽ được chuẩn hóa về giá trị 0 – 1 theo 5 khoảng trọng số 1/5; 2/5; 3/5; 4/5; 5/5. Trong đó nhóm lớp sườn xâm thực, sườn xâm thực bóc mịn 20-30 độ, nhóm bề mặt cao 600-800m tuổi Pliocen sớm – Miocen muộn có trọng số cao nhất (5/5). Các khối trượt đất đá lớn thường trùng với đới tiếp xúc giữa các đá khác nhau hoặc các đới phá huỷ kiến tạo. Đây cũng là nơi có lớp vỏ phong hố dày, thường được phủ