Chƣơng 2 LỊCH SỬ VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIấN CỨU
2.1. Tổng quan về tỡnh hỡnh nghiờn cứu xúi lở bờ sụng
2.1.1. Một số vấn đề chung
- Tai biến địa chất (Geo Hazard): Hiện nay, cỏc nhà khoa học đều thống
nhất nhận định rằng, tai biến địa chất (TBĐC) là cỏc hiểm hoạ thiờn nhiờn vụ cựng nguy hiểm đối với con người và mụi trường sống. Do vậy, định nghĩa TBĐC được cỏc nhà khoa học trờn thế giới chấp nhận: “Tai biến địa chất là cỏc quỏ trỡnh (hiện tượng) địa chất hoặc cú liờn quan đến địa chất xuất hiện tự nhiờn hoặc do con người gõy ra, gõy nguy hiểm hoặc cú tiềm năng gõy nguy hiểm cho tớnh mạng và tài sản của con người và mụi trường” [2, 15, 16]. Cụng trỡnh này đề cập đến tai biến XLBS, là một trong những dạng TBĐC nguy hiểm, gõy tổn thất cho đời sống của con người.
- Khoanh vựng nguy cơ XLBS là một trong những nhiệm vụ quan trọng
trong nghiờn cứu phũng trỏnh giảm nhẹ thiờn tai. Bản đồ khoanh vựng nguy cơ XLBS (hay cũn gọi là bản đồ nguy cơ XLBS) được xõy dựng dựa trờn sự hiểu biết về cỏc yếu tố gõy ra XLBS. Việc khoanh vẽ cỏc khu vực hiện thời chưa bị tỏc động của XLBS được dựa trờn giả định rằng, XLBS trong tương lai sẽ phỏt sinh trong cựng một điều kiện với XLBS đó xảy ra trước đú. Tuỳ theo từng khu vực cụ thể, trong những mức độ nghiờn cứu nhất định, cỏc nhà nghiờn cứu chọn lựa những thụng tin cần thiết để phục vụ cho cỏc nghiờn cứu của mỡnh. Do đú, độ chớnh xỏc, độ tin cậy của bản đồ nguy cơ XLBS tăng lờn khi tất cả cỏc yếu tố gõy nờn XLBS được tớnh đến. Vai trũ của cỏc yếu tố tỏc động phỏt sinh XLBS được thể hiện thụng qua việc xõy dựng bản đồ nguy cơ XLBS thành phần trờn cơ sở phõn tớch, đỏnh giỏ hiện trạng XLBS trờn từng lớp thụng tin của từng yếu tố phỏt sinh XLBS. Bản đồ khoanh vựng nguy cơ XLBS cỏc tỉnh Tõy Nguyờn được xõy dựng trờn cơ sở tớch hợp cỏc bản đồ nguy cơ XLBS thành phần bằng phõn tớch khụng gian trong mụi trường GIS.
- Bản đồ nguy cơ XLBS (hay cũn gọi là bản đồ dự bỏo XLBS) giỳp người ta
"Ở đõu?" "Khi nào?" và "Với độ nguy hiểm nào?". Bản đồ nguy cơ XLBS cú thể trả lời cỏc cõu hỏi núi trờn đến từng vị trớ cụ thể với mức độ chi tiết và chớnh xỏc, phụ thuộc vào tỷ lệ của bản đồ. Bản đồ nguy cơ XLBS là cơ sở khụng thể thiếu để xõy dựng cỏc bản đồ chuyờn ngành phục vụ quy hoạch phỏt triển bền vững KT-XH và bảo vệ mụi trường ở mỗi địa phương.
2.1.2. Tỡnh hỡnh nghiờn cứu tai biến xúi lở bờ sụng
Tai biến XLBS đó và đang là mối nguy hiểm cho đời sống của con người ở nhiều nước trờn thế giới. Những nước cú địa hỡnh phõn dị mạnh mẽ, cấu trỳc địa chất, kiến tạo hiện đại phức tạp, lại nằm trong những miền khớ hậu cú mưa nhiều, cường độ lớn, như: Trung Quốc, Ấn Độ, Nhật Bản, cỏc nước ở khu vực Alpơ, Bắc Mỹ, Nam Mỹ là những nước thường xuyờn xảy ra tai biến địa chất núi chung, XLBS núi riờng. Nhận thức được mối hiểm hoạ này, hầu hết cỏc nước như: Mỹ, Nga, Ấn Độ, Nhật Bản, Trung Quốc đó tập trung nghiờn cứu dự bỏo tai biến XLBS, đưa ra cỏc giải phỏp phũng chống, phũng trỏnh, giảm đến mức thấp nhất thiệt hại do chỳng gõy ra, mang lại hiệu quả thiết thực cho đời sống của con người. Do đú, những nghiờn cứu về tai biến XLBS ở cỏc nước núi trờn đó đạt được những thành tựu to lớn, thực sự đó làm giảm nhẹ và phũng trỏnh tai biến cú hiệu quả.
Ngay từ những năm 1989-1990, Trung Quốc đó thiết lập Atlas Phũng trị tai biến địa chất [16]. Đõy là một cụng trỡnh đồ sộ với quy mụ lớn, phản ỏnh đầy đủ những nội dung chủ yếu về nguồn gốc phỏt sinh, lịch sử phỏt triển, khoanh vựng cảnh bỏo nguy cơ của từng loại tai biến, để cho mọi người dõn cú thể hiểu, nắm rừ nguyờn nhõn, quy luật phỏt sinh, phỏt triển và tớnh nguy hại của từng loại tai biến, từ đú nõng cao ý thức của người dõn về bảo vệ mụi trường, phũng trỏnh thiờn tai.
Như vậy, trong điều kiện khoa học và kỹ thuật phỏt triển ngày càng mạnh mẽ, nhiều nước trờn thế giới đó ứng dụng phương tiện kỹ thuật hiện đại, tập trung nguồn lực cho nghiờn cứu phũng trỏnh giảm nhẹ thiệt hại do thiờn tai gõy ra; khụng chỉ nghiờn cứu khoanh vựng cảnh bỏo nguy cơ, đỏnh giỏ nguy cơ thiệt hại, nhiều nước trờn thế giới như: Trung Quốc, Nga, Mỹ, Nhật đó tiến tới dự bỏo diễn biến tai biến trong khụng gian và theo thời gian, phũng chống, phũng trỏnh tai biến đạt hiệu
quả cao. Mạng lưới cảnh bỏo tự động diễn biến của những tai biến địa chất nguy hiểm đó được lắp đặt ở nhiều nơi, giỳp cho người dõn phũng trỏnh tai biến kịp thời, giảm thiệt hại đến mức thấp nhất.
Trờn thế giới, cỏc nước Trung Quốc, Nga, Mỹ, Nhật Bản đó ỏp dụng phương tiện khoa học và kỹ thuật hiện đại, tập trung nguồn lực cho nghiờn cứu phũng trỏnh giảm nhẹ thiệt hại do thiờn tai gõy ra. Cụng tỏc dự bỏo diễn biến tai biến trong khụng gian và theo thời gian được chỳ trọng đầu tư nghiờn cứu, do đú, cỏc giải phỏp ỏp dụng phũng chống, phũng trỏnh tai biến đạt hiệu quả cao. Một loạt cỏc mạng lưới cảnh bỏo tự động diễn biến của những tai biến địa chất nguy hiểm đó được thiết lập ở những nơi cú nguy cơ cao, giỳp cho người dõn phũng trỏnh tai biến kịp thời, giảm thiệt hại đến mức thấp nhất.
Ở nước ta, mặc dự trong những năm gần đõy Chớnh phủ và nhiều Bộ, Ngành quan tõm nghiờn cứu vấn đề này, nhưng vẫn cũn nhiều tồn tại và hạn chế nhất định. Tuỳ thuộc vào chuyờn mụn sõu và nguồn tài liệu hiện cú mà mỗi nhà nghiờn cứu lại cú phương phỏp tiếp cận riờng. Do điều kiện kinh tế - xó hội ở nước ta hiện nay, phần lớn cỏc cụng trỡnh nghiờn cứu tai biến địa chất núi chung, XLBS núi riờng mới chỉ tập trung ở vựng lónh thổ rộng lớn: Tõy Bắc, Đụng Bắc, Tõy Nguyờn, Bắc Trung Bộ và cả nước; thể hiện trờn cỏc bản đồ tỷ lệ nhỏ: 1/1.000.000 và 1/500.000, do đú, việc ứng dụng vào thực tiễn cũn hạn chế.
Những năm gần đõy, cú nhiều cụng trỡnh nghiờn cứu chi tiết và riờng biệt về tai biến XLBS. Trong đú, tỏc giả Đỗ Quang Thiờn [11] và Phạm Tớch Xuõn [13] và một số khỏc cũng đó ỏp dụng phương phỏp đỏnh giỏ cỏc nhõn tố tỏc động đến quỏ trỡnh XLBS cho khu vực nghiờn cức của mỡnh. Đỗ Quang Thiờn đó quan trắc nhiều năm để phõn chia hiờn trạng XLBS thành 3 mực dựa vào vận tốc xúi lở trung bỡnh năm. Đõy cú lẽ là cụng trỡnh đầu tiờn phõn chia hiện trạng ra cỏc xúi lở khỏc nhau. Cũng trong cụng trỡnh của mỡnh tỏc giả đó phõn chia ra cỏc kiểu XLBS dựa vào cỏc đặc điểm địa hỡnh, hỡnh thỏi sụng và hướng giú.
Cụng trỡnh nghiờn cứu của Bựi Văn Thơm [12] là một cụng trỡnh khỏ chi tiết về cỏc nhõn tố gõy XLBS. Cỏch tớnh toỏn thủy động lực cú thể khụng đi trực tiếp
như cỏc tỏc giả khỏc chuyờn sõu về thủy văn. Tuy nhiờn, với hiện trạng số liệu thực cú thỡ đú là một phương ỏn tốt được Học viờn chọn để thực hiện Luõn văn,...
Đối với cỏc tỉnh Tõy Nguyờn, vấn đề này lại càng cú nhiều bất cập, tồn tại do chưa được đầu tư nghiờn cứu chi tiết về vấn đề này. Cỏc phõn tớch đỏnh giỏ hiện tượng mới chỉ mang tớnh thống kờ ở cỏc vị trớ xảy ra và những thiệt hại đi kốm. Phõn tớch đỏnh giỏ vai trũ của cỏc yếu tố tỏc động phỏt sinh tai biến cũn rời rạc, chưa mang tớnh hệ thống, do đú, kết quả khoanh vựng nguy cơ tai biến cũn hạn chế, cỏc giải phỏp phũng trỏnh cũn mang tớnh tổng thể, chưa cụ thể cho từng đối tượng diễn ra trờn địa bàn. Cỏc giải phỏp cụng trỡnh ỏp dụng nhỏ lẻ thiếu tớnh đồng bộ, mới chỉ mang tớnh chất khắc phục, thỏo gỡ hậu quả thiệt hại trước mắt. Chưa cú cơ sở khoa học chắc chắn để xõy dựng chiến lược phũng chống, phũng trỏnh lõu dài, phục vụ cho phỏt triển bền vững KT-XH của địa phương. Hơn nữa, tai biến XLBS ngày càng diễn ra phức tạp, khú kiểm soỏt, đang gõy sức ộp lớn đối với cỏc cấp chớnh quyền địa phương. Việc đề phũng và ứng phú khi tai biến xảy ra gặp nhiều khú khăn, lỳng tỳng. Hậu quả tai biến XLBS gõy ra vẫn khỏ nặng nề.
Sụng Ba đoạn qua TX. Ayun Pa gần như chưa cú cụng trỡnh nghiờn cứu nào về tai biến XLBS. Trong khi, hàng năm XLBS cướp đi hàng nghỡn ha đất canh tỏc, nhiều hộ dõn sống ven sụng phải di rời, nhiều cụng trỡnh hư hại. Cú những cụng trỡnh mang ý nghĩa tõm linh như ngụi chựa Quý Đức cũng phải ri rời do XLBS đó ăn sõu vào tận múng chựa. Để phỏt triển TX. Ayun Pa, Chớnh phủ đó phải bỏ ra hơn 400 tỷ đồng để kố khoảng 8km bờ sụng từ cầu Quý Đức đến cầu Bến Mộng. Trong khi, người dõn hai bờn bờ sụng đỗ lỗi cho việc khai thỏc cỏt bừa bài gõy ra xúi lở.
2.2. Cỏch tiếp cận và phƣơng phỏp nghiờn cứu
2.2.1. Cỏch tiếp cận
Xúi lở bờ sụng là quỏ trỡnh địa chất động lực, hỡnh thành và phỏt triển trong bối cảnh tỏc động của nhiều yếu tố nội sinh, ngoại sinh và nhõn sinh. Do vậy, để đỏnh giỏ hiện trạng, khoanh vựng cảnh bỏo nguy cơ XLBS làm cơ sở đề xuất cỏc giải phỏp phũng chống giảm thiểu thiệt hại cần phải cú cỏch tiếp cận đỳng đắn trờn quan điểm của địa chất học hiện đại.
- Tiếp cận trực tiếp: cỏc biểu hiện XLBS là một thực thể hiện hỡnh ngay trờn bề mặt. Chớnh vỡ vậy, việc trực tiếp khảo sỏt, đo vẽ chi tiết ngoài thực địa xỏc định cỏc thụng số cơ bản về hiện trạng XLBS, xỏc định cỏc yếu tố tỏc động phỏt sinh là cơ sở quan trọng trong nghiờn cứu đỏnh giỏ hiện trạng, khoanh vựng cảnh bỏo nguy cơ và đề xuất giải phỏp phũng trỏnh tai biến XLBS.
Trờn cơ sở điều tra khảo sỏt đo vẽ chi tiết ngoài thực địa cỏc đặc trưng về vị trớ chiều dài cung xúi, độ cao vỏch xúi, kiều XLBS, hướng dũng chảy, mụ tả lấy mẫu đất đỏ, đặc điểm cỏc yếu tố gõy XLBS (thạch học cất tạo bờ, độ uốn khỳc,...) dọc hai bờn bờ sụng, cho phộp đỏnh giỏ quy mụ, cường độ, tần xuất và vai trũ của từng yếu tố trong phỏt sinh tai biến XLBS.
- Tiếp cận hệ thống: XLBS là sản phẩm tỏc động tương hỗ của cỏc yếu tố nội sinh, ngoại sinh và nhõn sinh. Tai biến XLBS được nghiờn cứu trong cụng trỡnh này chủ yếu phỏt sinh do yếu tố động lực dũng chảy, sự uốn khỳc của sụng, yếu tố thạch học cấu tạo bờ, đứt góy hoạt động và yếu tố hoạt động nhõn sinh,... XLBS được hỡnh thành và phỏt triển trong một hệ thống mở, chịu sự tỏc động tương tỏc của cỏc yếu tố thành phần. Mỗi yếu tố thành phần cú tớnh đặc thự, mức độ tỏc động phỏt sinh XLBS khỏc nhau. Trờn cơ sở đỏnh giỏ hiện trạng tai biến và đối sỏnh với mỗi yếu tố trong hệ thống mở đú, cho phộp tiến hành đỏnh giỏ nguy cơ tai biến theo cỏc yếu tố thành phần và tiến tới khoanh vựng cảnh bỏo nguy cơ tai biến XLBS.
- Tiếp cận lịch sử: trong lịch sử địa chất, tai biến địa chất thường diễn ra với tần xuất, quy mụ khỏc nhau. Từ những số liệu thống kờ ghi nhận trong quỏ khứ, kết quả khảo sỏt thực địa cỏc cung XLBS cỏc giai đoạn trước kia cho phộp nhận dạng sự xuất hiện và diễn biến của chỳng trong và khả năng xuất hiện trong tương lai. Do đú, căn cứ vào những tài liệu lịch sử và những kết quả khảo sỏt hiện trạng XLBS cho phộp xỏc lập sự phõn bố, diễn biến và quỏ trỡnh phỏt triển của chỳng.
- Tiếp cận liờn ngành: hậu quả của tai biến đó tỏc động trực tiếp đến nhiều ngành, lĩnh vực của nền kinh tế quốc dõn và đời sống xó hội. Do đú, để đỏnh giỏ một cỏch đầy đủ, chớnh xỏc hiện trạng, cỏc yếu tố tỏc động phỏt sinh cũng như hậu quả mà tai biến gõy ra, đũi hỏi phải cú sự quan tõm nghiờn cứu liờn ngành: Địa mạo,
Địa chất, Khớ tượng Thủy văn, Giao thụng, Thủy lợi,.... Cỏc cơ sở dữ liệu của cỏc ngành, lĩnh vực núi trờn cho ta cú một cỏch nhỡn đầy đủ, tổng quan về hiện trạng và vai trũ của cỏc yếu tố tỏc động phỏt sinh tai biến địa chất. Trờn cơ sở đú, cho phộp đỏnh giỏ vai trũ của những yếu tố chớnh, yếu tố trực tiếp, yếu tố giỏn tiếp trong phỏt sinh, phỏt triển tai biến trờn toàn vựng nghiờn cứu. Từ đú giỳp cho việc khoanh vựng cảnh bỏo nguy cơ, đi đến dự bỏo tai biến cú độ tin cậy và phũng trỏnh chỳng đạt được hiệu quả cao.
2.2.2. Phương phỏp nghiờn cứu
Ở một số nước tiờn tiến (Nga, Trung Quốc, Mỹ), trờn cơ sở nghiờn cứu TBĐC, họ đó tổng kết kinh nghiệm, xỏc lập được hệ phương phỏp chuẩn về nghiờn cứu TBĐC cho nước mỡnh. Ở Việt Nam, vấn đề nghiờn cứu đỏnh giỏ TBĐC là vấn đề phức tạp. Vận dụng kết quả nghiờn cứu của cỏc nước tiờn tiến, với kinh nghiệm nghiờn cứu nhiều năm trong lĩnh vực này, triển khai nhiều đề tài nghiờn cứu TBĐC ở nước ta, GS Nguyễn Trọng Yờm đó tổng kết, đưa ra hệ phương phỏp nghiờn cứu TBĐC kết hợp truyền thống và hiện đại tương đối hoàn chỉnh, phự hợp với điều kiện hiện tại [14, 15]. Thực tiễn đó và đang diễn ra, tuỳ từng KVNC, cỏc nhà khoa học Việt Nam ỏp dụng hệ cỏc phương phỏp nghiờn cứu cụ thể theo những mục tiờu đặt ra. Trong nghiờn cứu đỏnh giỏ tai biến XLBS ở sụng Ba đoạn qua TX. Ayun Pa, tỏc giả lựa chọn hệ phương phỏp nghiờn cứu được ứng dụng rộng rải ở Việt Nam để triển khai nghiờn cứu.
- Phƣơng phỏp điều tra, khảo sỏt thực địa
Điều tra, khảo sỏt nghiờn cứu chi tiết ngoài thực địa cho phộp thu thập cỏc số liệu về hiện trạng, sơ bộ đỏnh giỏ nguyờn nhõn phỏt sinh và những thiệt hại do tai biến XLBS gõy ra trờn địa bàn nghiờn cứu. Ngoài việc điều tra thu thập cỏc thụng tin về cỏc vị trớ, quy mụ, tỡnh hỡnh thiệt hại do cỏc điểm XLBS đó gõy ra trong thời gian trước đõy; ngồi thực địa, điểm XLBS được đo vẽ chi tiết, xỏc định cỏc đặc trưng về vị trớ (toạ độ địa lý), kớch thước (chiều dài, rộng, sõu của cung xúi lở), phõn loại, thời gian xuất hiện và thiệt hại do tai biến gõy ra. Khảo sỏt đỏnh giỏ vai trũ của từng yếu tố tỏc động phỏt sinh tai biến ở từng vị trớ XLBS, cung xúi lở cụ thể. Đú là
những tài liệu quan trọng làm cơ sở để phõn tớch tổng hợp, khoanh vựng cảnh bỏo nguy cơ XLBS đạt độ tin cậy và chớnh xỏc cao. Mặt khỏc, ngoài thực địa cần điều tra cỏc giải phỏp khắc phục hậu quả, xem xột cỏc giải phỏp phũng chống XLBS đó được ỏp dụng, mức độ và hiệu quả của chỳng.
- Phƣơng phỏp phõn tớch ảnh viễn thỏm và bản đồ
Viễn thỏm là phương phỏp mới và hiện đại, được ứng dụng để nghiờn cứu TBĐC nhờ ỏp dụng cỏc tiến bộ mới nhất của cụng nghệ thụng tin. Phương phỏp phõn tớch viễn thỏm sẽ là chủ đạo, hỗ trợ đắc lực việc giải quyết cỏc nội dung nghiờn cứu tai biến. Bề mặt Trỏi Đất thể hiện đầy đủ, rừ nột trờn cỏc dữ liệu ảnh viễn thỏm: tai biến XLBS, địa hỡnh, địa chất và những thiệt hại về KT-XH của con người. Chớnh vỡ vậy, giải đoỏn ảnh vệ tinh bằng mắt thường trờn cơ sở cỏc dấu hiệu trực tiếp: tụn màu, sắc màu, hoa văn,… và cỏc dấu hiệu giỏn tiếp: thực vật, thuỷ văn,…; đồng thời bằng phõn tớch ảnh số trờn cơ sở phần mềm chuyờn dụng và bằng phương phỏp tổ hợp màu cho phộp nhận dạng tai biến XLBS diễn ra trờn bề mặt Trỏi đất cũng như cỏc yếu tố tỏc động phỏt sinh tai biến. Phõn tớch ảnh viễn thỏm đa