c. Địa hình nguồn gốc dòng chảy
3.2.3. Đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố thành phần tới trượt lở đất
Tiến hành tích hợp dữ liệu hiện trạng tai biến TLĐ với các lớp thông tin về địa chất, địa mạo, lượng mưa, ... ta đã xây dựng trước đó. Bằng cơng cụ thống kê trên GIS có thể tính tốn xem TLĐ xảy ra chủ yếu trên khoảng độ dốc nào, mức độ CCN và CCS nào thuận lợi cho TLĐ phát sinh, v...v...
Trong quá trình thực hiện, việc đánh giá trọng số cho các cấp ưu tiên đối với TLĐ trong mỗi lớp thông tin được thực hiện theo một thang trị số liên tiếp theo trật tự tăng dần, trong đó một đầu chỉ ra mức độ nhạy cảm, cịn đầu kia có ý nghĩa ngược lại (hình 3.6). Mỗi đối tượng được gán một giá trị nằm trong khoảng từ 1 đến 9 để xác định bậc định lượng đối với mức độ ảnh hưởng mạnh hay yếu đối với TLĐ.
3.2.3.1. Đánh giá độ cong sườn
Khi xảy ra trượt lở, vật liệu trên sườn dốc được di dời sang vị trí ở phía dưới chân sườn dốc. Điều này gây ra hiện tượng lồi hay lõm trên bề mặt sườn. Trên bề mặt DEM, vị trí địa hình lồi ứng với địa hình dương, và lõm đối với địa hình âm.
Hình 3.7. Dạng địa hình thay đổi trên sườn dốc
Trong GIS với thuật tốn curvature ta có thể xác định được các vị trí địa hình lồi hay lõm, từ đó xác định một cách khái qt các vị trí có khả năng đã xẩy ra trượt lở.
Hình 3.8. Hình thai sườn lồi (Convexity) và lõm (Concavity)
Hình 3.9. Dạng địa hinh được nhận dạng theo độ cong
Hình 3.10. Độ cong cơ bản (General Curvature)
Độ cong bề mặt tại một điểm là độ cong của một đường tạo bởi sự giao cắt của mặt đất với một mặt phẳng được định hướng tại điểm đó. Giá trị của độ cong là giá trị nghịch đảo của bán kính đường cong. Giá trị của độ cong là đơn vị góc trên một đơn vị đường. Vì giá trị của độ cong này rất nhỏ nên kết quả được đưa ra sau khi tính tốn đều được nhân thêm với 100 để dễ nhận biết. Có 3 cách tính độ cong địa hình:
- Plan Curvature là độ cong của bề mặt nằm ngang. Có thể được mơ tả như độ cong của đường bình độ tại một vị trí. Giá trị này là dương đối với các vị trí lõm và âm với các vị trí lồi. Thuật tồn này được sử dụng cần thiết khi tính tốn sự khác nhau giữa các dãy núi và thung lũng.
- Profile Curvature là độ cong của bề mặt theo hướng dốc đứng (hướng dòng chảy). Thuật tốn này ảnh hưởng đến tốc độ dịng chảy bề mặt, sự xói mịn và bồi tích. Trong vị trí lõm, giá trị này là dương và âm đối với các vị trí lồi.
- Độ cong cơ bản (General Curvature) là độ cong được tạo ra bởi chính bản thân bề mặt. Thuật tốn này có thể âm hay gọi là lõm hoặc dương hay gọi là lồi. Ngồi ra có thể có giá trị 0 với các vị trí phẳng
Độ cong bề mặt tại một điểm là độ cong của một đường tạo bởi sự giao cắt của mặt đất với một mặt phẳng được định hướng tại điểm đó. Yếu tố này đánh giá hiện trạng của địa hình ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng xẩy ra trượt. Với những vị trí có độ cong cao cho thấy khả năng đang xẩy ra trượt và có thể khả năng tiếp tục. Độ cong sườn không được đánh giá cao so với các yếu tố khác tuy nhiên trong quá trình đánh giá và theo dõi nguy cơ trượt lở cũng cần được xét đến.
Độ cong này được chia thành 3 cấp: Mạnh, trung bình và Yếu phân bố trên tồn khu vực. Các vị trí ảnh hưởng mạnh là các vị trí có chỉ số độ cong sườn lớn, đây là những vị trí có độ di chuyển vật liệu mạnh, một phần nguyên nhân là do trượt lở đất đá trên sườn.
Trong quá trình xét chỉ số độ cong, do đây là khu vực đồi núi nhiều kết hợp với địa hình dạng cao nguyên vì vậy khi đánh giá, giá trị trung bình của độ cong địa hình được đưa về giá trị -0,5 đến 0,5. Như vậy ta có thể đánh giá yếu tố độ cong sườn này theo trọng số.
Bảng 3.2. Phân cấp ảnh hưởng của độ cong địa hình đến trượt lở đất
Độ cong địa hình Điểm trọng số Nguy cơ T - L < -0,5 5 Mạnh - 0,5 – 0,5 3 Trung bình
Hình 3.11. Bản đồ phân cấp ảnh hưởng của độ cong địa hình đến trượt lở đất
Hình 3.12. Bản đồ phân cấp ảnh hưởng của độ dốc đến trượt lở đất
Hình 3.13. Bản đồ phân cấp ảnh hưởng của phân cắt ngang đến trượt lở đất
Hình 3.14. Bản đồ phân cấp ảnh hưởng của chia cắt sâu đến trượt lở đất
3.2.3.2. Độ dốc
Độ dốc địa hình có ảnh hưởng quan trọng tới độ chắc chắn của vật liệu. Sau khi thu được bản đồ độ dốc kết hợp với bản đồ hiện trạng khu vực Sapa có thể nhận thấy trượt lở đất xảy ra nhiều nhất trên khoảng độ dốc trên 250 nên khoảng độ dốc này được đánh điểm trọng số ở mức cao nhất.
Bảng 3.3. Phân cấp ảnh hưởng của độ dốc tới trượt lở đất
Cấp độ dốc (độ) Điểm trọng số Cấp độ trượt < 8 1 Rất yếu (RY) 8 ~ 15 3 Yếu (Y) 15 ~ 25 5 Mạnh (M) 25 ~ 35 7 Rất mạnh (RM) > 35 9 Trung bình (TB) 3.2.3.3. Mức độ chia cắt ngang
Cũng như mức độ dập vỡ, nứt nẻ, mức độ CCN 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.
Bảng 3.4. Phân cấp mức độ ảnh hưởng của chia cắt ngang đến trượt lở đất
CCN (km/km²) Điểm trọng số Mức T - L <0.5 3 Y 0.5-1 7 M 1-1.5 9 RM 1.5-2 5 TB >2 1 RY
Từ tập hợp các giá trị của đại lượng mức độ CCN có thể chia KVNC thành 5 cấp độ khác nhau theo mức độ trượt - lở từ rất yếu đến rất mạnh : RY, Y, TB, M, RM.
3.2.3.4. Mức độ chia cắt sâu
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 trò 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.
Bảng 3.5. Phân cấp mức độ ảnh hưởng của chia cắt sâu đến trượt lở đất
Phân cắt sâu địa hình (m)
Điểm trọng số Nguy cơ T - L < 150 1 RY 150-250 3 Y 250-350 5 TB 350-450 7 M >450 9 RM 3.2.3.5. Thành phần thạch học
Căn cứ vào độ bền có thể phân đất đá KVNC thành 3 nhóm với 3 cấp độ bền khác nhau:
- Nhóm đá phiến sét, bột kết, cát kết với đặc trưng độ bền thấp (0.25 kg/cm2 < R < 500 kg/cm2), phân bố tại khu vực xã Tả Giàng Phình, Bản Khoang và San Sả Hồ.
- Plagiognais hai mica, đá phiến thạch anh, đá phiến grafit, quăczit, manhetit với đặc trưng độ bền (30 kg/cm2 < R < 1993 kg/cm2 ), phân bố từ xã San Sả Hồ đến Bản Hồ.
- Nhóm đá xâm nhập axít - trung tính; biến chất có độ bền tương đối lớn (454 kg/cm2< R < 2760 kg/cm2), rất phổ biến đá granit biotit, granit amfibon, granit- sienit, đá vơi dạng khối. Nhóm đá xâm nhập mafic-siêu mafic có độ bền lớn nhất (533 kg/cm2 < R < 2840 kg/cm2)
Bảng 3.6. Phân cấp mức độ ảnh hưởng của thạch học đến trượt lở đất
Nhóm đất đá Điểm trọng số Cấp độ trượt Granit biotit, Granit biotit
amfibol, grano xienit (1)
3 Yếu (Y)
Plagiogơnai hai mica, đá phiến thạch anh, phiến graphit, quaczit, manhetit (2)
5 Trung bình (TB)
Hình 3.15. Bản đồ phân cấp ảnh hưởng của thạch học đến trượt lở đất
Hình 3.16. Bản đồ phân cấp ảnh hưởng của vỏ phong hóa đến trượt lở đất
Hình 3.17. Bản đồ phân cấp ảnh hưởng của đứt gãy đến trượt lở đất
Hình 3.18. Bản đồ phân cấp ảnh hưởng của lượng mưa đến trượt lở đất
3.2.3.6. Kiểu VPH
Phong hóa là q trình biến đổi đá theo thời gian. Độ bền của đá giảm đáng kể sau khi bị phong hóa. Kiểu VPH quyết định chiều dày và tổ hợp khoáng vật đi kèm. Trên các sườn dốc mà lớp VPH càng dày, mức độ phong hóa càng triệt để thì khả năng trượt càng lớn. Nhóm khống vật sét của sản phẩm phong hóa quyết định tính chất đối với nước của lớp VPH.KVNC có các kiểu VPH sau:
- VPH Ferosialit với đặc trưng tổ hợp khoáng vật kaolinit- gơtit- monmorilonit (k - gt - mn) chịu trượt - lở rất yếu, phân bố theo một dải hẹp kéo dài theo hướng tây bắc - đông nam từ khu vực Tả Giang Phình đến Suối Thầu.
- VPH Sialferit với đặc trưng tổ hợp khoáng vật: gibsit- gơtit- hidromica- kaolinit- monmorinolit (gb - gt - hd - k - mn),chịu trượt - lở yếu chiếm phần lớn diện tích KVNC
- VPH Sialit với đặc trưng tổ hợp khoáng vật: Kaolinit- hidromica (k - hd),chịu trượt - lở trung bình chỉ phân bố một vùng rất nhỏ thuộc xã Bản Hồ và xã Nậm Cang.
- Thành tạo Saprolit chịu trượt - lở tốt phân bố rải rác với diện tích nhỏ trong khu vực.
Bảng 3.7. Phân cấp mức độ ảnh hưởng của vỏ phong hóa đến trượt lở đất
Loại VPH Điểm trọng số Cấp trượt Saprolit(1) 1 RY Humic Ferralsols (2) 3 Yếu Sialit(3) 5 TB Sialferit(4) 7 M Ferosialit(5) 9 RM
Thành tạo saprolit rất phổ biến ở địa hình có sườn dốc. VPH sialit thường gặp ở đỉnh cao dạng vịm khá bằng, kiểu VPH sialferit và đơi nơi là vỏ ferosialit thường gặp ở địa hình thoải, thấp hơn, được bổ sung sắt bởi các dung dịch phong hoá thấm từ trên xuống. Dưạ vào tính chất dễ tan rã đốí với nước của các khoáng vật sét theo thứ tự monmorilonit, kaolini, hidromica, gơtit, vermiculit ta có thể phân chia các lọai VPH theo mức độ trượt khác nhau.
3.2.3.7. Khoảng cách tới các đứt gãy
Các đứt gẫy kiến tạo là các đới phá hủy, tại đây đất đá bị dập vỡ, nứt nẻ làm giảm độ bền khối đất đá một cách cơ bản. Hơn nữa, đới dập vỡ, nứt nẻ là đường dẫn để q trình phong hố đạt được độ sâu lớn hơn, mức độ chứa nước cao hơn. Độ dập
vỡ, nứt nẻ của đất đá sinh ra từ các phá hủy kiến tạo hoặc phi kiến tạo. Coi đứt gãy là mặt đỡ tải thì phương song song và vng góc với nó về hai phía là đới nứt nẻ, mật độ nứt nẻ sẽ giảm dần về hai phía của đứt gãy. Dựa trên cơ sở này ta lựa chọn chỉ tiêu khoảng cách đến các đứt gãy kiến tạo để thể hiện mức độ nứt nẻ của đất đá. Việc xây dựng các chỉ tiêu khoảng cách đến các đứt gãy kiến tạo được xác định bằng cách tạo các vùng ảnh hưởng (buffer zones) với sự hỗ trợ của công cụ GIS.
Bảng 3.8. Phân cấp mức độ ảnh hưởng của đứt gãy đến trượt lở đất
3.2.3.8. Lượng mưa
Trên cơ sở bản đồ lượng mưa trung bình mùa mưa, phân chia lượng mưa thành 5 cấp với mức độ trượt lở khác nhau (bảng 3.4). Mức độ trượt rất yếu ở những vùng có lượng mưa nhỏ hơn 1600mm (RY), mức độ trượt yếu với lượng mưa từ 1600 – 2000mm (Y), mức độ trượt trung bình với lượng mưa từ 2000 – 2400mm (TB), mức độ trượt mạnh với lượng mưa từ 2400 – 2800mm (M), mức độ trượt rất mạnh với lượng mưa từ 2800 – 3200mm (RM).
Bảng 3.9. Phân cấp ảnh hưởng của lượng mưa tới trượt lở đất
Lượng mưa(mm/năm) Điểm trọng số Cấp độ trượt
< 1500 1 Rất yếu (RY) 1500-2000 3 Yếu (Y) 2000-2500 5 Trung bình (TB) 2500-3000 7 Mạnh (M) > 3000 9 Rất mạnh (RM) Khoảng cách (m) Điểm trọng số Mức T - L >2000 1 RY 1000-2000 3 Y 500-1000 5 TB 250 - 500 7 M 0 - 250 9 RM
Trên đây là toàn bộ 8 yếu tố tự nhiên chi phối q trình trượt lở mà trong phạm vi khóa luận nghiên cứu. Khóa luận khơng đánh giá ảnh hưởng của lớp phủ thực vật do tính chất hai mặt trong vai trị của lớp phủ thực vật đối với độ ổn định sườn. Một mặt thực vật làm giảm đi q trình phá hủy sườn bởi dịng chảy mặt và làm tăng độ kết dính các vật liệu trên sườn nhờ bộ rễ, nhưng mặt khác nó lại làm tăng tải trọng sườn và làm tăng lượng nước ngầm. Trên thực tế thì cũng có nhiều khu vưc độ che phủ thực vật còn rất tốt nhưng vẫn xảy ra trượt lở đất. Bởi vậy trong đánh giá tai biên trượt lở đất khóa luận coi tham số về thực vật như một hằng số trên toàn bộ KVNC.
Ảnh hưởng của từng yếu tố tự nhiên đối với quá trình trượt lở đất được phản ánh trên bản đồ nguy cơ trượt lở của từng bản đồ thành phần. Xây dựng bản đồ nguy cơ trượt lở tổng hợp của khu vực là tích hợp các lớp thành phần này có tính đến mức độ quan trọng của từng lớp thành phần.