CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG BẢN ĐỒ CẤP ĐỘ RỦI RO DO SẠT LỞ ĐẤT
3.2. Cơ sở dữ liệu
Trong luận văn, bộ dữ liệu được sử dụng để phân tích AHP và xây dựng bản đồ rủi ro do sạt lở đất cho tỉnh Quảng Ngãi bao gồm:
a. Độ dốc: Thực tế là độ dốc địa hình là một trong những biến số quan trọng nhất trong các nguyên nhân gây lở đất. Một đánh giá từ Reichenbach et al (2018) và N Nikol et al. (2018) đã nhấn mạnh vai trò quan trọng của các yếu tố trong sự bất ổn định của khu vực quan tâm. Độ dốc địa hình trong khu vực nghiên cứu được tạo ra từ SRTM DEM (30x30 m) bằng ArcGIS 10.4.1. Các kết quả thu được sau đó được phân
loại thành các lớp khác nhau dựa trên mối tương quan với sự xuất hiện lở đất và dao động từ 10 đến 70 độ với các bước 10 độ.
Hình 3.7: Bản đồ độ dốc
b. Hình thái: Hình thái địa hình có mối tương quan chặt chẽ với độ che phủ đất, tính chất cơ lý và độ ẩm của đất và ảnh hưởng trực tiếp đến sự khởi đầu sạt lở đất (Khan et al, 2019). Do đó, việc đánh giá ảnh hưởng của các hướng của hình thái địa hình đối với sạt lở sẽ góp phần vào phân tính độ của sạt lở đất. Hình thái cho nghiên cứu cũng được tạo ra từ DEM thu thập được.
Hình 3.8: Bản đồ hình thái
c. Thổ nhưỡng: Do sự khác biệt về cường độ cắt và độ dẫn thủy lực, các loại đất phản ứng khác nhau cùng với lượng mưa. Do đó, khi đất đạt đến độ bão hòa, là một tác nhân quan trọng gây ra lở đất, độ bão hòa liên quan đến từng loại đất. Việc tích hợp phân bố không gian của các loại đất để đánh giá độ nhạy với sạt lở đất sẽ tăng cường sự chắc chắn về kết quả đạt được. Dữ liệu phân bố đất theo không gian trong khu vực nghiên cứu được cung cấp bởi cơ quan quản lý địa phương và được xử lý trong ESRI ArcGIS. Hình 3.9 thể hiện phân bố thổ nhưỡng vùng nghiên cứu bao gồm 9 nhóm đất chính với 25 đơn vị đất và 68 đơn vị đất phụ, các nhóm đất chính là cồn cát, đất cát ven biển, đất mặn, đất phù sa, đất giây, đất xám, đất đỏ vàng, đất đen, đất nứt nẻ, đất xói mòn trơ trọi đá. Bản đồ phân bố và tên của các nhóm đất được thể hiện theo phổ màu quy định trong ArcGIS được lấy từ nguồn Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Quảng Ngãi được điều tra vào năm 1999.
Hình 3.9: Bản đồ phân bố thổ nhưỡng
d. Sử dụng đất: Bao gồm các thông số ảnh hưởng chính về độ ổn định của dốc.
Thảm thực vật tốt sẽ hoạt động hiệu quả trong việc giữ nước, giảm xói mòn và cải thiện sự ổn định trong khu vực (Reichenbach et al, 2018). Nghiên cứu đã sử dụng bản đồ sử dụng đất vào năm 2010 để điều tra độ dốc không ổn định cho tỉnh. Cùng với phân bố không gian sử dụng đất,
Hình 3.10: Bản đồ sử dụng đất
e. Chỉ số thực vật: Bản đồ chỉ số thực vật NDVI, được tạo từ hình ảnh Landsat 8 để đánh giá độ nhạy của sạt lở đất trong tỉnh Quảng Ngãi.
Hình 3.11: Bản đồ chỉ số thực vật NDVI
f. Khoảng cách đến đường: Ở các khu vực miền núi, sự phát triển của mạng lưới công trình giao thông có thể dẫn đến việc hiện tượng trượt dốc và giảm độ ổn định của dốc và cuối cùng là sạt lở, trở thành một tác nhân quan trọng đối với các sự cố sạt lở. Trong nghiên cứu, một cơ sở dữ liệu của hệ thống giao thông được thu thập từ chính quyền địa phương và được xử lý để sử dụng trong phân tích độ nhạy cảm trượt lở đất.
Hình 3.12: Bản đồ khoảng cách tới đường giao thông
g. Khoảng cách đến sông suối: Sự đóng góp của các phân bố không gian của các sông và suối trong lở đất được đánh giá trong môi trường GIS sử dụng dữ liệu từ chính quyền địa phương.
Hình 3.13: Bản đồ khoảng cách tới dòng chảy
h. Điểm sạt lở: Trong nghiên cứu này có tổng cộng 531 điểm sạt lở được sử dụng để phân tích, xây dựng bản đồ cũng như kiểm chứng kết quả (hình 3.8). Trong đó sử dụng 20 điểm để phân tích xây dựng bản đồ và 511 điểm còn lại được sử dụng để kiểm chứng kết quả phân tích. Số liệu thống kê các điểm sạt lở được thu thập từ các nguồn cơ bản sau: (i) khảo sát thực địa; (ii) khôi phục từ ảnh viễn thám. Việc thu thập thông tin được thực hiện như sau:
- Khảo sát thực địa: Tác giả trực tiếp đi thực địa tại 20 điểm sạt lở vừa mới xảy ra trong các năm 2017 và 2018. Đây là những thông tin rất đáng tin cậy để truy vấn thông tin về: lượng mưa, thời đoạn mưa, tọa độ sạt lở, kích thước và hình dạng sạt lở,
vị trí sạt đến đường; khu dân cư; sông suối, tình hình lớp phủ thực vật, loại đất.
- Khôi phục ảnh viễn thám: Sử dụng nguồn ảnh viễn thám từ năm 2010 đến năm 2016, mỗi năm xác định các điểm sạt lở bằng cách so sánh hình ảnh trước và sau khi sạt lở từ đó xác định được tọa độ điểm sạt lở. Bằng cách làm này tác giả đã khôi phục được 511 điểm sạt lở.
Hình 3.14: Bản đồ ghi nhận các điểm sạt lở đất từ năm 2010 đến 2018 (điểm chấm tròn).
k. Lượng mưa: Trên thực tế, mưa là yếu tố quyết định có hay không có sạt lở đối với vùng nghiên cứu. Khác với các nghiên cứu trước đây, bản đồ phân bố mưa dựa trên lượng mưa bình quân nhiều năm của mỗi trạm đo, từ đó sử dụng các phương pháp nội suy để tạo ra bản đồ phân bố mưa. Nghiên cứu này xem xét tác động của yếu tố mưa dựa trên 2 nhóm kịch bản: (i) nhóm kịch bản mưa thường xuyên xảy ra ứng với các tần suất p=50% và 25%; (ii) nhóm kịch bản mưa cực hạn ứng với các tần suất p=
2% và 1%.
Do thời gian thực hiện luận văn là có hạn và được sự đồng ý của giáo viên hướng dẫn cho phép sử dụng kết quả nghiên cứu về xây dựng bản đồ mưa cực hạn cho khu vực Miền Trung và Tây Nguyên, trong đó có tỉnh Quảng Ngãi. Những nghiên cứu này đã thiết lập phân tích tần suất mưa vùng (RFA) bằng cách thu thập lượng mưa 3
ngày lớn nhất của 75 trạm đo mưa trong nhiều năm, ở nhiều tỉnh bao gồm Huế; Quảng Nam; Quảng Ngãi; Kon Tum và Đak Lak. Các kết quả này được thể hiện trong Cong (2017) và Cong et al (2017). Từ kết quả phân tích tần suất mưa vùng (RFA) của 75 trạm trên tiến hành nội suy theo không gian để xây dựng bản đồ tổng lượng mưa phân bố trong thời đoạn 3 ngày cho lưu vực nghiên cứu.
Hình 3.15 và 3.16 thể hiện bản đồ mưa cho nhóm kịch bản mưa cực hạn ứng với 2 tần suất p=1% (thời gian lặp lại 100 năm) và p= 2% (thời gian lặp lại 50 năm).
Tương tự, hình 3.17 và hình 3.18 thể hiện kết quả bản đồ mưa thuộc nhóm kịch bản mưa thường xuyên xảy ra, ứng với 2 tần suất p=25% (thời gian lặp lại 4 năm) và p=50% (thời gian lặp lại 2 năm).
Hình 3.15: Bản đồ mưa theo không gian ứng với tần suất P = 1% (ký hiệu P1)
Hình 3.16: Bản đồ mưa theo không gian ứng với tần suất P = 2% (ký hiệu P2)
Hình 3.17: Bản đồ mưa theo không gian ứng với tần suất P = 25% (ký hiệu P25)
Hình 3.18: Bản đồ mưa theo không gian ứng với tần suất P = 50% (ký hiệu P50) Bảng 3.2: Thông tin về cơ sở dữ liệu sử dụng trong nghiên cứu
Tác nhân ảnh hưởng
Phân bố không gian/độ phân
giải Kiểu dữ liệu Nguồn
Lượng mưa
Dữ liệu mưa giờ tại các trạm trong khu vực
Bảng số liệu Đài khí tượng thủy văn Trung trung bộ
DEM 30x30 m STRM DEM STRM Dem Nasa (Mỹ)
Thổ nhưỡng
TL 1:25,000 ESRI shapefile Sở tài nguyên Môi trường tỉnh Quảng Ngãi Sử dụng
đất
TL 1:25,000 ESRI shapefile Sở tài nguyên Môi trường tỉnh Quảng Ngãi
Tác nhân ảnh hưởng
Phân bố không gian/độ phân
giải Kiểu dữ liệu Nguồn
Đường giao thông
Đường quốc lộ, tỉnh lộ, đường huyện và đường liên
xã TL 1:25,000
ESRI shapefile Sở tài nguyên Môi trường tỉnh Quảng Ngãi
Dòng chảy
Sống, suối, và dòng chảy nhỏ 1:25,000
ESRI shapefile Sở tài nguyên Môi trường tỉnh Quảng Ngãi