2.1.4. Khí hậu
Khí hậu tỉnh Bắc Kạn được hình thành từ một miền nhiệt cao của đới chí tuyến và sự thay thế của các hoàn lưu lớn theo mùa kết hợp với hoàn cảnh địa lý cụ thể đã làm nên khí hậu nóng ẩm, mưa theo mùa, có mùa đơng lạnh và rất thất thường trong năm.
Nhiệt độ trung bình năm từ 210C -230C, có sự phân hố thành 2 mùa trong năm và phân hố giữa các vùng. Mùa nóng từ tháng 4 đến tháng 10 và mùa lạnh từ tháng 11 đến tháng 3 (bảng 2.1).
Bảng 2.1. Nhiệt độ tại một số khu vực của tỉnh Bắc Kạn
Trạm Nhiệt độ trung bình năm Nhiệt độ trung bình tháng 1 Nhiệt độ thấp tuyệt đối Nhiệt độ cao tuyệt đối Biên độ chênh lệch tuyệt đối Thị xã Bắc Kạn 22,1 14,6 -0,9 41,9 42,8 Chợ Đồn 20,9 13,6 -1,4 39,3 40,7 Ngân Sơn 21,1 13,5 -2,8 - - Ba Bể 23,2 16,1 - - -
Lượng mưa trung bình hàng năm tại khu vực Ngân Sơn khoảng 1600mm (bảng 2.2). Cũng như chế độ nhiệt, mưa ở đây chia thành 2 mùa rõ rệt mùa mưa trùng với mùa nắng trong năm kéo dài từ tháng 4 đến tháng 10 với 85% - 90% lượng mưa cả năm. Thời gian cịn lại là mùa ít mưa. Trong mùa mưa, có những tháng có thể tới 15 - 20 ngày có mưa. Mùa ít mưa với số ngày mưa trong tháng là dưới 10 ngày và lượng mưa không đáng kể, có khi gần như cả tháng khơng có mưa hoặc chỉ là mưa phùn, mưa mù.
Bảng 2.2. Lượng mưa trung bình tháng tại trạm Ngân Sơn (thời kỳ quan trắc 1961- 2000) (thời kỳ quan trắc 1961- 2000) Tháng mƣa (mm) Lƣợng Tháng mƣa (mm) Lƣợng I 26,5 VIII 281,9 II 31,6 IX 159,3 III 58 X 93,9 IV 99,5 XI 50,5 V 207,5 XII 23,1 VI 267,5 X0 1630,9 VII 331,5
0 50 100 150 200 250 300 350
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Th¸ng
mm
Hình 2.5. Biểu đồ lượng mưa trung bình tháng tại trạm Ngân Sơn
Từ biểu đồ lượng mưa trung bình tháng có thể thấy được mưa trong khu vực Ngân Sơn xảy ra mạnh mẽ trong 3 tháng liên tục là 6,7,8 chiếm 54% lượng mưa của cả năm.
Độ ẩm trung bình năm trên 80%. Sự biến thiên độ ẩm không đều trong năm và ngay cả trong cùng một mùa. Những tháng có độ ẩm cao nhất là khi thời tiết mưa phùn (tháng 3 - 4) và mưa ngâu (tháng 8), trong đó có những ngày độ ẩm khơng khí đến độ bão hồ (100%).
Ngồi mang đặc điểm chung của khí hậu vùng Ngân Sơn như trên, nét đặc trưng cơ bản của chế độ khí hậu ở đây theo dân địa phương phản ánh là thường có gió mạnh thổi đặc biệt vào những ngày thay đổi thời tiết. Yếu tố này làm cho vùng khi mưa sẽ mưa lớn nhưng khi tạnh sẽ rất nhanh chóng bị kiệt nước vì gió góp phần làm tăng tốc độ bốc hơi của nước.
2.1.5. Địa tầng
a) Hệ Devon, thống hạ, hệ tầng Mia Lé (D1 ml)
Hệ tầng Mia Lé do J. Deprat xác lập năm 1915 và được Dương Xuân Hảo thành lập lại năm 1973. Mặt cắt chuẩn được chia làm 2 phân hệ tầng.
* Phân hệ tầng dưới (D1 ml1): lộ ra ở phần nhân nếp lồi, gần như thành một
dải kinh tuyến ở khu vực trung tâm, mặt cắt từ dưới lên gồm 5 tập: - Tập 1: cát bột kết màu xám xen các thấu kính đá phiến sét vơi; - Tập 2: đá phiến sét- sericit màu xám đen, phân phiến mạnh;
- Tập 3: đá phiến sét vôi màu xám xanh, xen đá phiến sét - sericit màu xám; - Tập 4: đá vôi xám phân lớp mỏng;
- Tập 5: đá phiến sét vôi màu xám xanh, xen đá phiến sét- sericit màu xám. Bề dày chung của phân hệ tầng dưới khoảng 350 m.
Phân hệ tầng dưới có quan hệ chuyển tiếp với phân hệ tầng trên và có quan hệ kiến tạo với đá vôi hệ tầng Nà Quản D1-2 nq.
* Phân hệ tầng trên (D1 ml2): phân bố ở phía tây, tây bắc, đơng, đơng nam,
nam vùng nghiên cứu thành 2 cánh của nếp lồi trung tâm. Mặt cắt từ dưới lên gồm các tập sau:
- Tập 1: đá vôi màu xám phân lớp trung bình, có xen các lớp kẹp phiến sét; - Tập 2: đá vôi màu trắng xám, xám xi măng, phân lớp dày, bị dập vỡ mạnh; - Tập 3: đá vơi bị hoa hóa, màu sáng, phớt hồng, có các mạch, ổ dolomit hóa. Bề dày chung của phân hệ tầng trên khoảng 550 m.
Trong khu vực Đèo Gió các thành tạo của hệ tầng Mia Lé phân bố rộng khắp chiếm gần 90% diện tích nghiên cứu. Mặt cắt tốt nhất là từ bắc Bản Mạch đến núi Nam Sơn (gần theo phương đông - tây).
b) Hệ Devon, thống hạ- trung, hệ tầng Nà Quản (D1-2 nq)
Hệ tầng Nà Quản do Dương Xuân Hảo, Rzonsnickaia xác lập năm 1968, sau đó Phạm Đình Long đổi thành điệp năm 1975, trên cơ sở nghiên cứu mặt cắt chuẩn ở khu vực đông bắc ngã ba Gia Tịng, với thành phần thạch học gồm đá vơi, đá vơi silic màu đen, phân lớp mỏng, đá vơi có cấu tạo "khúc dồi", đá vôi đen tái kết tinh hạt nhỏ, đá vôi màu xám phân lớp mỏng, với chiều dày khoảng 500 - 600 m.
Trong khu vực Đèo Gió, các thành tạo của hệ tầng Nà Quản phân bố ở một diện tích nhỏ phía Tây Nam. Mặt Cắt ở đây gồm các tập đá vôi màu xám, phân lớp mỏng, đá vôi silic màu xám đen.
c) Lớp phủ Đệ Tứ (Q)
Trong vùng nghiên cứu phát triển hạn chế các thành tạo Đệ Tứ, phân bố dọc các suối nhỏ Nà Đeng, Bản Mạch và Lũng Lia. Trong đó lớn nhất là suối Nà Đeng, tiếp đến là suối Bản Mạch và nhỏ nhất là suối Lũng Lia. Trên cơ sở quan sát, nghiên cứu mặt cắt, vết trượt lở tự nhiên và nhân tạo có thể thấy dọc theo các thung lũng suối phát triển các bãi bồi, thềm bậc I, thềm bậc II phát triển khơng liên tục đan xen với các nón phóng vật nhỏ.
Các thành tạo này thường phát triển không liên tục, gồm 3 lớp:
- Phần thấp là các thành tạo trầm tích bở rời aluvi, proluvi gồm cuội lẫn sạn sỏi, cát thạch anh;
- Phần giữa là cát, bột, sét thành phần phức tạp; - Phủ trên chúng là cát hạt mịn, bột, sét màu xám.
2.1.6. Magma
Nền địa chất của khu vực là sét bột kết, đá phiến sét, đá phiến sét vôi và đá vôi của hệ tầng Mia Lé (D1 ml) cùng với sự phân bố của các thành tạo xâm nhập granitoid của phức hệ Ngân Sơn (aD3 ns) gồm 2 pha. Pha 1 tạo một khối nhỏ ở khu vực Nà Khoang, chủ yếu là các đá granit biotit, plagiogranit biotit hạt vừa, bị ép mạnh dạng gneis. Pha 2 tạo một khối nhỏ ở tây đỉnh Đèo Gió, chủ yếu là các đá
granit dạng porphyr, cấu tạo khối hoặc dạng dịng chảy. Ngồi ra rải rác cịn gặp các đai mạch nhỏ, bề dày 1- 3 m, thành phần là diabas, gabrodiabas.
Dựa vào điều kiện thành tạo và mối liên quan với các đá vây quanh, các nhà nghiên cứu đá xác định Granitoiđ phức hệ Ngân Sơn được xếp vào Paleozoi giữa.
2.1.7. Kiến tạo
Vùng nghiên cứu nằm trong phạm vi ranh giới của hai đới Lô - Gâm và sơng Hiến, bao gồm các đá trầm tích lục nguyên, lục nguyên- carbonat và carbonat. Các thành tạo này bị biến chất yếu, đơi nơi bị sừng hóa do biến chất tiếp xúc với các thể xâm nhập granitoid phức hệ Ngân Sơn.
Hoạt động kiến tạo phá hủy xảy ra khá mạnh mẽ, đa dạng. Nhìn chung có hai hệ thống đứt gãy chính, đó là hệ thống đứt gãy á kinh tuyến và hệ thống á vĩ tuyến. Hai hệ thống này kéo dài trên toàn bộ vùng nghiên cứu. Trong đó, hệ thống đứt gãy phương á vĩ tuyến có trước và bị dịch chuyển bởi hệ thống đứt gãy phương á kinh tuyến. Các đá phân bố dọc theo đứt gãy bị cà nát mạnh mẽ. Các thành tạo trầm tích lục nguyên tuổi Paleozoi chịu ảnh hưởng nhiều của hoạt động kiến tạo nên bị nứt nẻ, dập vỡ mạnh, tạo điều kiện cho q trình phong hố phát triển, thường tạo nên các lớp vỏ phong hố sét khá dày, trung bình 4-5 m, nhiều nơi đến vài chục mét.
Toàn vùng nghiên cứu gần như được cấu thành bởi một nếp lồi lớn, phương kinh tuyến.
2.1.8. Tính chất cơ lý của đất đá
Trong thời gian khảo sát thực địa đã tiến hành lấy 16 mẫu (hình 2.7), bao gồm mẫu đất nguyên trạng và phá hủy (bảng 2.3). Đá trong khu vực chủ yếu là sét bột kết, đá phiến sét, đá phiến sét vôi và đá vôi của hệ tầng Mia Lé (D1 ml) cùng
với sự phân bố của các thành tạo xâm nhập granit, granit hai mica của phức hệ Ngân Sơn (D3 ns). Trong thực tế, thành phần khống vật của nhóm đá này là sét sericit bị nén ép, phân lớp mỏng, mặt phân lớp nhiều nơi trùng với mặt dốc địa hình, vỏ phong hố của chúng chủ yếu là vụn thô. Đất là loại đất cát lẫn sạn, chưa bụi sét phong hóa từ đá gốc.
Bảng 2.3. Danh sách mẫu đất tại khu vực Đèo Gió TT TT (1) Ký hiệu mẫu (2) Vị trí lấy mẫu (3) Loại mẫu
Mô tả sơ bộ mẫu đất (6) Nguyên trạng (4) Phá hủy (5)
1 ĐG1 Km204+550 X Sét pha, vàng nâu, nửa cứng 2 ĐG2 Km203+900 x Sét pha lẫn sạn, vàng nâu, cứng 3 ĐG3 Km203+450 X Sét pha lẫn sạn, vàng nâu, cứng 4 ĐG4 Km203+350 X Sét pha lẫn sạn, vàng nâu, cứng 5 ĐG5 Km203+280 X Sét pha lẫn sạn, vàng nâu, cứng 6 ĐG6 Km203+000 X Sét pha lẫn sạn, vàng nâu, cứng 7 ĐG7 Km202+590 X Sét pha lẫn sạn, vàng nâu, cứng 8 ĐG8 Km202+380 x Sét pha lẫn sạn, vàng nâu, cứng 9 ĐG9 Km202+250 x 10 ĐG10 Km201+800 X Bột sét, vàng nâu, nửa cứng 11 ĐG11 Km201+700 x 12 ĐG12 Km201+320 X Sét lẫn sạn, vàng nâu, cứng 13 ĐG13 Km199+280 X Sét lẫn sạn, vàng nâu, nửa cứng
14 ĐG14 X Sét pha, đỏ nâu, nửa cứng
15 ĐG15 X Sét lẫn sạn, vàng nâu, nửa cứng 16 ĐG16 X Sét lẫn sạn, vàng nâu, nửa cứng
Tiến hành thí nghiệm các mẫu nguyên trạng và mẫu phá hủy thu được kết quả như sau:
Bảng 2.4. Tính chất cơ lý của đất tại khu vực Đèo Gió
Loại đất Chỉ tiêu Cát lẫn sét Số mẫu thí nghiệm 16 Thành phần hạt (%): > 20 2,08 (0 12,32) 10-20 5,88 (0 19,74) 5-10 5,67 (0,69 13,58) 1-5 16,27 (6,54 25,85) 0,5-1 10,88 (4,56 19,77) 0,25 - 0,5 11,53 (5,69 17,84) 0,1 – 0,25 11,66 (1,35 22,61) 0,1 – 0,074 8,83 (0,58 41,62) 0,074 – 0 27,20 (092 60,66) Độ ẩm tự nhiên (W, %) 23,49 (11,06 36,47)
Loại đất
Chỉ tiêu Cát lẫn sét
Độ ẩm bão hòa (Wbh, %) 36,05 (27,06 53,85) Khối lượng thể tích tự nhiên (, g/cm3
) 1,55 (1,44 1,64) Khối lượng thể tích khơ (k, g/cm3
) 1,29 (1,06 1,46)
Khối lượng riêng hạt (, g/cm3
) 2,7 (2,69 2,72) Hệ số rỗng (e) 1,13 (0,85 1,54) Độ lỗ rỗng (n, %) 0,527 (0,46 0,61) Độ bão hoà (S, %) 65,39 (40,39 92,02) Giới hạn chảy (Wl, %) 48,60 (41,11 61,06) Giới hạn dẻo (Wp%) 35,91 (27,63 49,90) Chỉ số dẻo (PI, %) 13,89 (10,0 18,61) Độ sệt (B) -0,81 (-1,84 - 0,002) Góc ma sát trong tự nhiên (, độ) 28,28 (28,0 28,52) Lực dính đơn vị tự nhiên (c, KPa) 21,42 (11,0 26,09) Góc ma sát trong bão hịa (bh, độ) 25,12 (12,96 28,1) Lực dính đơn vị bão hịa (cbh, Kpa) 14,27 (4,20 24,00 ) Hệ số thấm (K, x103 cm/s) 3,1 (2,304 3,470)*
*: Giá trị trung bình (giá trị nhỏ nhất lớn nhất)
Qua bảng nhận thấy, cả tính chất vật lý và tính chất cơ học của đất tàn tích tại khu vực Đèo Gió có biến động tương đối lớn. Đất tàn tích tại là kết quả của q trình phong hóa đá gốc có thành phần đá phiến sét, đá phiến sét vôi, đá phiến sericit, đá sét bột kết tuổi Paleozoi thuộc hệ tầng Mia Lé.
Với các chỉ tiêu tính tốn này, đất trong khu vực thuộc loại cát pha sét. Đất có hệ số bão hịa thuộc loại đất rất ẩm và hệ số rỗng lớn thuộc loại đất ẩm, tuy nhiên độ sệt lại cho thấy đất thuộc loại sét cứng. Loại đất sẽ có tính chất tương đối giống sét yếu khi bị bão hòa nước do có hệ số rỗng lớn, cịn khi khơ sẽ rất cứng chắc. Do đó đất bị phá hủy dễ dàng khi trời mưa to và kéo dài.
Đất san lấp trong vùng chủ yếu được lấy từ lớp đất phong hóa của đá gốc hệ tầng Mia Lé. Tiến hành thí nghiệm đầm chặt và thí nghiệm cắt các mẫu chế bị sau khi đầm với 2 mẫu đất san lấp (ĐG9, ĐG11) thu được kết quả như bảng 2.5.
Bảng 2.5. Tính chất đất san lấp đã đầm chặt
Mẫu Thí nghiệm đầm chặt Thí nghiệm cắt bão hịa
Wtư (%) kmax (g/cm3
) bh (độ) cbh (KPa)
ĐG9 17,3 1,56 25,89 6,37
ĐG11 17,0 1,50 28,29 13,77
Wtư : độ ẩm tối ưu; kmax: dung trọng khô lớn nhất
Đất san lấp sau khi được đầm chặt tiêu chuẩn có dung trọng khơ lớn, góc nội ma sát bão hịa cao hơn so với các mẫu đất tự nhiên, song lưc dính vẫn ở mức trung bình thấp do tính chất của đá gốc là đá phiến bị phong hóa có độ dính kết yếu. Do đó, khi sử dụng loại đất này để làm taluy đường cần đầm chặt đúng tiêu chuẩn và không làm quá dốc. 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 Độ ẩm W (%) D u n g tr ọn g (k g/ cm 3 ) Hình 2.8. Biểu đồ đầm chặt mẫu ĐG 9
2.1.9. Các quá trình và hiện tượng địa chất động lực
Hiện tượng địa chất động lực là các quá trình địa chất dẫn đến hình thành hay phá hủy đất đá, biến đổi trạng thái vật lý và điều kiện thế nằm của đất đá trong khu vực, thay đổi địa hình trong khu vực, biến đổi cấu trúc vỏ trái đất. Qua khảo sát thực địa nhận thấy khu vực Đèo Gió phổ biến các hiện tượng địa chất động lực cơng trình là trượt lở, xói mịn và phong hóa.
Hiện tượng trượt lở
Trượt lở đất đá là một dạng tai biến tự nhiên xảy ra tương đối phổ biến ở vùng đồi núi Việt Nam, đặc biệt dọc theo các tuyến đường mới được xây dựng, các
tuyến đường đang được mở rộng hoặc nắn thẳng. Hậu quả của trượt lở đất đá dẫn đến vùi lấp đường giao thông, đe dọa cuộc sống của các khu dân cư dọc theo tuyến đường và dưới chân các sườn dốc.
Trong khu vực nghiên cứu, trượt lở xảy ra rất phổ biến ở các taluy dương và âm dọc theo quốc lộ 3. Trượt cũng xuất hiện nhiều tại các vách núi có độ dốc lớn do dân khai phá để làm nhà. Đặc điểm hiện tượng trượt lở được trình bày chi tiết ở chương 3.
Hiện tượng xói mịn
Xói mịn là hiện tượng đất đá trên bề mặt bị phá hủy và cuốn trôi dưới tác dụng của dịng chảy mặt. Với địa hình đồi núi cao, đất chủ yếu là tàn tích nên thuận lợi cho hiện tượng xói mịn phát triển. Xói mịn đặc biệt xảy ra nhiều vào mùa mưa lũ, khi đó lượng mưa lớn làm hình thành nhiều dịng chảy tạm thời trên mặt dẫn tới bào mòn đất bề mặt và cuốn trơi đất đi. Q trình này làm thay đổi địa hình, phá hủy đất đá, làm mất tính ổn định của đất. Trong khu vực nghiên cứu, xói mịn chủ yếu xảy ra tại các ta luy đường giao thơng và những khu vực có mật độ phủ thực vật thấp hoặc khơng có.
Hiện tượng phong hóa
Điều kiện khí hậu của Việt Nam nói chung và của huyện Ngân Sơn nói riêng rất thuận lợi cho phát triển q trình phong hóa.
Các thành tạo trầm tích lục nguyên tuổi Paleozoi trong vùng phân bố trên diện rộng, trong đó sản phẩm phong hoá từ các đá cát kết, đá phiến sét, đá phiến sét vôi thuộc hệ tầng Mia Lé dễ tham gia vào quá trình trượt lở đất. Thành phần thạch học chủ yếu của nhóm đá này là sét sericit bị nén ép, phân lớp mỏng, mặt phân lớp nhiều nơi trùng với mặt dốc địa hình và vỏ phong hố của chúng chủ yếu là vụn thô. Ngoài ra, các thành tạo này lại chịu ảnh hưởng nhiều của hoạt động kiến tạo nên bị nứt nẻ, dập vỡ mạnh, tạo điều kiện cho q trình phong hố phát triển.
2.2. Điều kiện kinh tế- xã hội
2.2.1. Dân cư
Bắc Kạn là một tỉnh miền núi, do đặc điểm địa hình và điều kiện sản xuất,