Đặc điểm địa hình – đi ̣a mạo

8. Cấu trỳc của luận văn

3.1.3. Đặc điểm địa hình – đi ̣a mạo

Huyờ ̣n Thanh Ba có đi ̣a hình đụ̀i là chủ yờ́u chiờ́m gõ̀n 90% và xen kẽ c hỳng là cỏc dạng địa hỡnh thung lũng sụng , suụ́i đƣơ ̣c lṍp đõ̀y bởi các trõ̀m tích Đờ ̣ Tƣ́ . Độ cao đi ̣a hình có xu thờ́ nghiờng và thṍp dõ̀n tƣ̀ đụng bắc xuụ́ng tõy nam . Đi ̣a hình phõn bụ́ thành những dải dạng tuyến theo phƣơng TB – ĐN.

Cỏc dạng địa hỡnh:

Cỏc dải địa hỡnh trũng : phõn bụ́ rải rác trong pha ̣m vi nghiờn cƣ́u , kộo dài và nằm trùng với các khe xói ca ̣n . Lṍp đõ̀y các trũng chủ yờ́u là các trõ̀m tích hụ̃n hợp aluvi, proluvi và deluvi , cú chiều dày từ 1 - 2m. Trong khu vƣ̣c nghiờn cƣ́u có hai trũng: trũng Đồng Xa và trũng Đồng Xuõn là nơi đó xảy ra hiện tƣợng nứt sụt đất trong nhƣ̃ng năm gõ̀n đõy.

Hỡnh 3.1. Bản đồ địa chất huyện Thanh Ba – tỉnh Phỳ Thọ (Nguồn: Viện Địa Chất – viện Khoa học & Cụng nghệ Việt Nam)

Cỏc địa hỡnh karst: cú diện lộ khụng phổ biến , tõ ̣p trung chủ yờ́u ở các xã Võ Lao, Đồng Xa, Yờn Nụ̣i và Vũ Ẻn. Cỏc dạng địa hỡnh karst chính bao gụ̀m:

- Địa hình carƣ phõ n bụ́ diờ ̣n lụ ̣ nhỏ , hẹp ở khu vực nỳi Thắm (xó Vừ Lao ) với các hang đụ ̣ng karst, phõn bụ́ ở các đụ ̣ cao khác nhau : tƣ̀ -5 đến -10m; 0,5 -1m; 3 – 5m; 13 – 15m và 30 – 50m với nhiờ̀u chỏm đá vụi có đỉnh nho ̣n.

- Thung lũng karst phõn bụ́ rải rỏc trong khu vực nghiờn cứu : Dụ́c Mơ (khu 1), thụn Đụ̀ng Xa (khu 3) thuụ̣c xã Ninh Dõn , xúm Lũng, thụn Lõ ̣p thuụ ̣c xã Yờn Nụ ̣i, khu 4 thị trấn Thanh Ba , trung tõm xã Đụ̀ng Xuõn , Đồng Lan (Vũ Ẻn). Trờn nhƣ̃ng cánh đụ̀ng này thƣờng lụ ̣ cỏc chỏm đỏ vụi nhỏ cú diện tớch khoảng 1 – 10m2. Cỏc chỏm đỏ vụi thƣờng cú đỉnh trũn hoặc bằng phẳng , thỉnh thoảng gặp cỏc khe nƣ́t hoă ̣c các rãnh trờn bờ̀ mă ̣t của đá vụi này.

3.1.4. Đặc điểm của cỏc kiến trỳc đứt gãy kiờ́n tạo

Đứt góy trong vựng phỏt triển theo 3 phƣơng chính: chủ đạo là TB – ĐN; ĐB – TN và á kinh tuyờ́n mang tớnh địa phƣơng, đóng vai trò làm ranh giới các tõ̀ng cṍu trỳc tõn kiờ́n ta ̣o khác nhau.

3.1.5. Đặc điểm địa chất thủy văn

Yờ́u tụ́ ĐCTV là tác nhõn có ảnh hƣởng lớn đờ́n viờ ̣c hình thành và phát triờ̉n của tai biến nứt sụt đất. Tỏc nhõn này cú thể đúng vai trũ tiềm ẩn nguy cơ , đụ̀ng thời nhiờ̀u khi vƣ̀a đóng vai trò thúc đõ̉y quá trình phát sinh cũng n hƣ gia tăng cƣờng đụ ̣ phỏt triển tai biến.

3.1.5.1. Cỏc tõ̀ng chứa nước dưới đất

Trong khu vƣ̣c nghiờn cƣ́u tụ̀n ta ̣i 5 tõ̀ng chƣ́a nƣớc chính: tõ̀ng chƣ́a nƣớc lụ̃ hụ̉ng trong trõ̀m tích bở rời Đờ ̣ tƣ́ ; tõ̀ng chƣ́a nƣớc khe nƣ́t trong đá trõ̀m tích lu ̣c nguyờn Neogen hờ ̣ tõ̀ng Văn Yờn và Cụ̉ Phúc ; tầng chứa nƣớc khe nứt trong đỏ biến chất hệ tầng Ngũi Chi; tầng chứa nƣớc khe nứt trong đỏ trầm tớch lục nguyờn Triat thƣợng hệ tầng Văn Lóng; tầng chứa nƣớc khe nứt (dập vỡ) – karst trong đỏ vụi Triat trung hệ tầng Đồng Giao.

3.1.5.2. Động thỏi nước dưới đất

Vào mựa mƣa, nguồn nƣớc mặt lớn. Lƣu lƣợng nƣớc trờn cỏc sụng, suối lớn. Cỏc giếng đào của cƣ dõn địa phƣơng đầy nƣớc. Trong khi vào mựa khụ hạn, lƣợng mƣa ớt, dũng chảy ở sụng suối cú lƣu lƣợng nhỏ, nhiều chỗ lũng suối cạn, cỏc giếng đào của dõn cƣ địa phƣơng cũng bị cạn theo. Mực nƣớc ở cỏc giếng đào, giếng khoan khai thỏc cũng bị xuống rất thấp, hầu nhƣ chỉ cú cỏc giếng đào nằm ở tầng chứa nƣớc khe nứt, đới nứt nẻ - karst thỡ cũn đủ nƣớc để dựng sinh hoạt hàng ngày. Nhƣ vậy, nƣớc ngầm và nƣớc mặt cú mối quan hệ chặt chẽ, mật thiết với nhau. Nƣớc mặt từ cỏc sụng suối, ao hồ trực tiếp thấm qua tầng đất, qua tầng chứa nƣớc lỗ hổng của trầm tớch Đệ Tứ, theo cỏc khe nứt, đới dập vỡ kiến tạo xuống dƣới, bổ cập trực tiếp cho nƣớc ngầm cho cỏc tầng chứa nƣớc bờn dƣới.

b. Dao động mực nước ngầm.

Cỏc lỗ khoan ở nhà mỏy xi măng Sụng Thao thuộc xó Ninh Dõn, cho thấy: nƣớc dƣới đất tại cỏc lỗ khoan khảo sỏt đều nằm ở độ sõu từ 10 – 21m. Nƣớc ngầm chủ yếu thuộc loại nƣớc nhạt. Tầng chứa nƣớc chủ yếu trong vỏ phong húa của đỏ lục nguyờn biến chất gồm sột bột lẫn cỏt, dăm sạn màu nõu sẫm đến nõu vàng, trắng loang lổ, dày khoảng từ 5-10 đến 18-25m. Biến động mực nƣớc ngầm ở đõy khoảng 7-8m.

Tại cỏc giếng đào của cỏc hộ gia đỡnh cho thấy: nƣớc ngầm chủ yếu tồn tại trong tầng chứa nƣớc lỗ hổng trầm tớch Đệ tứ, trong tầng chứa nƣớc khe nứt và đới phong húa của cỏc loại đất đỏ khỏc nhau. Dao động mực nƣớc ngầm ở cỏc giếng đào của dõn đạt từ 3-4m đến 5-6m. Nƣớc ngầm trong tầng chứa nƣớc khe nứt (dập vỡ) – karst cú sự biến động khỏc nhau tựy theo khu vực. Nƣớc giếng đào trong đới chứa nƣớc khe nứt – karst cú mức độ biến động khụng lớn.

Nhỡn chung, nƣớc ngầm biến động theo mựa ở cỏc khu vực khỏc nhau, mức độ biến động mực nƣớc ngầm cũng cú sự khỏc nhau. Biờn độ dao động chung của mực nƣớc ngầm trờn khu vực nghiờn cứu thay đổi từ 3-4m đến 7-8m, đụi khi cú nơi đạt xấp xỉ 10m.

3.1.6. Đặc điểm địa chất cụng trỡnh

Đó tiến hành khảo sỏt các hố sụt và lấy mẫu nguyờn dạng ở độ sõu từ 1-3m, phục vụ cho cụng tỏc thớ nghiệm trong phũng. Để làm sỏng tỏ nguyờn nhõn nào dẫn đến nứt sụt đất, tập trung vào 2 khu vực sụt đất nghiờm trọng chớnh: Ninh Dõn và Đồng Xuõn.

a. Khu vực mỏ khai thỏc đỏ vụi Ninh Dõn

Trầm tớch lớp phủ cú bề dày mỏng từ 1,6 – 2,2m; thành phần hạt khụng đồng nhất bao gồm: dăm, sỏi, sạn, cỏt, sột, bụi.

Thành phần của đất là sột pha, sột pha chứa nhiều sạn. Hàm lƣợng nhúm hạt sột dao động từ 9,3-42,3%; hàm lƣợng nhúm hạt bụi từ 11,3-37,3%; hàm lƣợng nhúm hạt cỏt dao động từ 52-100%; hàm lƣợng nhúm hạt sạn dao động từ 0,9-1,3% và dăm cuội dao động từ 13-16%. Chỉ số dẻo dao động từ 7,4 đến 20,3%.

Lƣợng co ngút thể tớch của cỏc mẫu đất thớ nghiệm thấp, dao đụ ̣ng trong khoảng 12,4-17,3%; đă ̣c tính trƣơng nở khụng đáng kờ̉ tƣ̀ 0,37 đến 2,59%. Tuy nhiờn, tớnh tan ró của cỏc mẫu này khỏ mạnh , khả năng tan ró rất nhanh ngay khi bắt đõ̀u thí nghiờ ̣m . Cỏc mẫu sột pha và sột pha chứa nhiề u sa ̣n cho khả năng tan rã trung bình tƣ̀ 80 đến 100% (> 5 giờ) và 2 mõ̃u đṍt loa ̣i sét chỉ tan rã trung bình 39% (> 5 giờ ). Hờ ̣ sụ́ thṍm tƣơng đụ́i cao , tƣ̀ 8,05.10^-6cm/s trong mõ̃u đṍt loại sét đờ́n 5,55.10^-4cm/s trong mõ̃u đṍt sét pha chƣ́a nhiờ̀u sa ̣n.

Đá vụi xám trắng, xỏm xanh, nƣ́t nẻ phong hóa vƣ̀a, cƣ́ng chắc. Đỏ vụi thuộc loại sạch, cú chất lƣợng tƣơng đối đồng đều . Đá vụi có đă ̣c điờ̉m rắn chắc nhƣng dũn dễ vỡ . Khụ́i lƣơ ̣ng thờ̉ tích trung bình 2,68g/cm3

. Cƣờ ng đụ ̣ kháng nén ở tra ̣ng thỏi tự nhiờn thay đổi từ 810 đến 1.130kG/cm3

. Cƣờ ng đụ ̣ kháng kéo tƣ̀ 51 đến 86kG/cm². Lƣ̣c dính thay đụ̉i tù 221 đến 361kG/cm2, hợ̀ sụ́ kiờn cụ́ 8 đến 10.

b. Khu vực xó Đồng Xuõn (xóm Cõy Dừa)

Cỏc kết quả phõn tớch trƣớc đõy cho thấy , đá vụi có tính chṍt cơ lý tƣơng tƣ̣ đá vụi ở mỏ đá Ninh Dõn. Kờ́t quả phõn tích thành phõ̀n ha ̣t cát phõn bụ́ ở đõy là cát hạt mịn chứa nhiều bụi dễ cú khả năng tự chảy khi cú động lực dũng nƣớc hoặc trong quá trình triờ̉n khai hụ́ móng cụng trình trờn chúng.

Nƣ́t su ̣t đṍt trờn đi ̣a bàn nghiờn cƣ́u đã đƣợc ghi nhõ ̣n tƣ̀ nhƣ̃ng năm 70 thờ́ kỷ trƣớc. Tuy nhiờn, vào thời gian đú , tai biờ́n này xảy ra đơn lẻ trờn phạm vi đất canh tác ngoài khu dõn cƣ khụng ảnh hƣởng trƣ̣c tiờ́p đờ́n sinh hoa ̣t và đời sống của ngƣời dõn, nờn ít đƣợc quan tõm . Trong các năm tƣ̀ 2000 đến 2005 tại nhiều khu vƣ̣c bao gồm cỏc khu dõn cƣ thuụ ̣c huyờ ̣n Thanh Ba đã xuṍt hiờ ̣n hiờ ̣n tƣợng nƣ́t su ̣t đṍt, hai nơi xuất hiện nứt sụt ma ̣nh và hậu quả nghiờm trọng là : Xúm Cõy Dừa (khu 3) xó Đồng Xuõn và thụn Đồng Xa (khu 3, khu 6) xó Ninh Dõn.

3.1.7.1. Nứt sụt đất tại xó Ninh Dõn

Nứt sụt đất tại xó Ninh Dõn bắt đầu diễn ra mạnh mẽ và gõy thiệt hại từ năm 2000. Hiện tƣợng sụt đất làm toàn bộ khu ruộng trồng ngụ ở khu 3 mất khả năng canh tỏc và nhiều nhà cửa sõn vƣờn của gần 70 hộ dõn bị nứt, xộ tƣờng, nứt thành giếng, lỳn nền nhà, hiện tƣợng mất nƣớc tại cỏc giếng khơi, sụt đất và nứt lỳn đất, từ cuối năm 2000 hiện tƣợng trờn xảy ra mạnh hơn khi ở đõy tiến hành nổ mỡn khu khai thỏc đỏ vụi cung cấp cho cỏc nhà mỏy sản xuất xi măng.

Khu vực thụn Đồng Xa bao gồm cả ruộng trồng ngụ, vƣờn và khu nhà dõn sụt lỳn đất, tạo thành từng chuỗi hố sụt và phỏt triển theo cỏc hƣớng nhất định. Sụt đất đó kộo theo tất cả những gỡ cú trờn mặt đất nhƣ cõy cối, hoa màu, đất đỏ.

Ảnh 11. Hiện tƣợng nứt sụt đất trong nhà dõn tại xó Ninh Dõn. (Nguồn: Viện Địa Chất – viện Khoa học & Cụng nghệ Việt Nam)

Hiện tƣợng sụt đất xảy vào ban đờm làm biến mất cỏi ao rộng 300m2, để lại một hố nhỏ sõu >5m, bức tƣờng rào khu vƣờn bờn cạnh ao cũng bị nứt và sụp đổ

Ảnh 12. Hiờ ̣n tƣợng nƣ́t su ̣t đṍt ta ̣i thụn Đụ̀ng Xa.

(Nguồn: Viện Địa Chất – viện Khoa học & Cụng nghệ Việt Nam)

một đoạn, đó cú một số hố sụt xuất hiện và làm sụt lỳn cả mặt đƣờng nhựa tạo cỏc hố sụt sõu phải đổ hàng chục xe cỏt đỏ mới cú thể lấp kớn.

3.1.7.2. Nứ t sụt đṍt tại xã Đụ̀ng Xuõn

Nứt sụt đất đã xảy ra vào những năm cuối 70, hiờ ̣n tƣợng su ̣t lún mă ̣t ruụ ̣ng tạo nờn hai hố trũn trũng thấp cú đƣờng kớnh khoảng 1 - 1,5m nằm kờ́ tiờ́p nhau theo phƣơng gõ̀n á vỹ tuyờ́n.

Năm 2004 trờn đi ̣a bàn này , nứt sụt đất ma ̣nh đụ̀ng loa ̣t xảy ra tron g mụ ̣t khoảng thời gian ngắn . Hàng loạt ngụi nhà (tƣờng, sõn nhà) bị rạn nứt . Trong đó, ngụi nhà 4 tõ̀ng là tru ̣ sở chi nhánh Điờ ̣n Thanh Ba bi ̣ nƣ́t ma ̣nh nhṍt ở trờn tƣờng , nờ̀n, sõn nhà, tƣờng bao, gúc sõn bị sụt lỳn sõu làm cho cụng trỡnh này khụng sử dụng đƣợc.

Ảnh 13. Nƣ́t su ̣t đṍt gõy nƣ́t tƣờng, sõn ta ̣i chi nhánh điờ ̣n huyờ ̣n Thanh Ba. (Nguồn: Viện Địa Chất – viện Khoa học & Cụng nghệ Việt Nam)

Ngoài khu vực cỏc xó Đồng Xuõn và Ninh Dõn , nứt sụt đất còn phá t hiờ ̣n ở phạm vi xó Yờn Nội, nơi cú một mỏ khai thỏc đỏ vụi. Tại đõy hiện tƣợng nứt sụt đất xảy ra năm 2004 cũng là thời gian cú hoạt động nổ mỡn khai thỏc đỏ làm cho khoảng 10 nhà dõn bị nứt mạnh tƣờng , sõn nhà, và gõy nứt mặt đƣờng g iao thụng. Cỏc vết nứt phỏt triển theo cỏc phƣơng ỏ vỹ tuyến , ỏ kinh tuyến , TB – ĐN và kéo dài hàng chục một . Trờn khu đṍt sát bờ moong phía tõy bắc mỏ đá phát hiờ ̣n nhiờ̀u hụ́ su ̣t đṍt rụ ̣ng 2-3m hình tròn.

Ảnh 14. Nƣ́t sụt đất gõy nứt sõn nhà và hố sụt tại Yờn Nội (Nguồn: Viện Địa Chất – viện Khoa học & Cụng nghệ Việt Nam)

3.1.7.3. Mối quan hệ giữa cỏc yếu tố địa chất kiến tạo và sự xuất hiện tai biến nứt sụt đất ở khu vực nghiờn cứu

Tai biến xuất hiện mạnh mẽ ở khu vực xó Ninh Dõn, Đồng Xuõn, Yờn Nội là nơi cú những điều kiện địa chất, kiến tạo, địa chất thủy văn sau: về địa tầng là vựng phõn bố đỏ vụi hệ tầng Đồng Giao (T2 đg) lộ ra; về kiến tạo cú cỏc đứt góy khu vực cắt qua; về địa chất thủy văn cú cỏc dũng chảy bề mặt và cú khả năng tồn tại cỏc dũng chảy ngầm. Ngoài ra, ở đõy cú cỏc hoạt động cụng nghiệp và hoạt động dõn sinh cao: nổ mỡn khai thỏc trong mỏ đỏ vụi, mật độ xõy dựng và cụng trỡnh dõn sinh khỏc: giếng nƣớc, ao, múng và nền nhà bờ tụng,… Sự xuất hiện tai biến sụt đất rừ ràng cú nguyờn nhõn nội sinh và cỏc tỏc động ngoại sinh.

Cỏc phƣơng phỏp điều tra, khảo sỏt địa chất chỉ cú thể đỏnh giỏ đƣợc cỏc biểu hiện sụt đất ở những nơi đỏ vụi và hố sụt mới xuất hiện. Để đỏnh giỏ cỏc hố sụt ẩn hay đó bị vựi lấp cần tiến hành cỏc khảo sỏt địa vật lý.

3.2. Kết quả khảo sỏt địa vật lý

3.2.1. Nhiệm vụ và phạm vi khảo sỏt:

1/ Lựa chọn cỏc phƣơng phỏp thớch hợp, triển khai đo thực địa trờn cỏc khu vực cú biểu hiện và nguy cơ cao về cỏc tai biến sụt đất, nứt đất tại hai khu vực: xó Ninh Dõn và xó Đồng Xuõn.

2/ Xỏc định chi tiết đặc điểm cấu trỳc địa chất, vựng phõn bố cỏc hệ tầng đỏ cú tớnh chất khỏc nhau, đặc biệt là tầng đỏ vụi, cỏc bất đồng nhất liờn quan đến cỏc hang hốc, đới phỏ hủy trong đỏ gốc ẩn dƣới mặt đất.

3/ Cung cấp thờm thụng tin cựng với cỏc yếu tố địa chất - kiến tạo và cỏc quỏ trỡnh hoạt động địa chất khỏc để giải thớch nguyờn nhõn, cơ chế xuất hiện tai biến sụt đất, nứt đất và nứt nhà cửa ở khu vực khảo sỏt.

4/ Xỏc định quy mụ, khụng gian phõn bố cấu trỳc tiềm ẩn nguy cơ cao gõy sụt đất trong phạm vi khảo sỏt làm cơ sở khuyến cỏo, cảnh bỏo mức độ nguy hiểm và đề xuất biện phỏp phũng trỏnh phự hợp điều kiện thực tế.

3.2.2. Cụng tỏc đo thử nghiệm để lựa chọn phương phỏp và quy trình thớch hợp

Để thực hiện cỏc nhiệm vụ nờu trờn đó tiến hành thử nghiệm phƣơng phỏp địa chấn cụng trỡnh (Tuyến 2dc hỡnh 3.2), phƣơng phỏp đo sõu điện trở (Tuyến 8đ hỡnh 3.2) ở khu vực xó Ninh Dõn, nơi cú cỏc hố sụt lộ chƣa bị lấp. So sỏnh kết quả thử nghiệm đo địa chấn và đo sõu điện trở trờn một tuyến đo cho thấy: mặt cắt điện trở suất cú sự phõn dị mụi trƣờng cao hơn nhiều so với mặt cắt tốc độ truyền súng, trong đú cỏc hố sụt trờn tuyến đo đều thể hiện trờn mặt cắt điện trở suất, cũn trờn mặt cắt tốc độ truyền súng chỉ thể hiện địa hỡnh ranh giới cỏc lớp phủ và mặt đỏ gốc. Ranh giới tiếp xỳc cỏc tầng đỏ khỏc nhau ở cuối tuyến đo cú thể liờn quan đến đới phỏ hủy kiến tạo đều thể hiện rừ trờn tài liệu của cả hai phƣơng phỏp. Trờn kết quả đo cắt lớp điện trở cho phộp nhận biết rừ tầng đỏ vụi nứt nẻ, hang hốc bờn trờn

Trường ĐH Khoa học Tự nhiờn

₃₉

và nền đỏ vụi rắn chắc bờn dƣới, thậm chớ tớnh chất bất đồng nhất của tầng đỏ vụi nứt nẻ. Độ sõu phõn bố tầng đỏ vụi nứt nẻ khụng vƣợt quỏ 25m.

Hỡnh 3.2. Đối sỏnh kết quả giữa phƣơng phỏp đo địa chấn và phƣơng phỏp đo sõu cắt lớp điện trở.

(Nguồn: Viện Địa Chất – viện Khoa học & Cụng nghệ Việt Nam)

Kết quả thử nghiệm cho phộp lựa chọn phƣơng phỏp điện trở suất với độ sõu khảo sỏt 30 m cú thể giải quyết tốt nhiệm vụ đặt ra. Tuy nhiờn, cỏc cản trở về địa hỡnh, địa vật (nhà cửa, tƣờng rào, nền xi măng,…) ở hầu hết cỏc địa điểm khụng thể thực hiện đo cắt lớp chi tiết theo yờu cầu. Mặt khỏc, để đỏp ứng yờu cầu đo chi tiết trờn diện ở cỏc địa điểm cú nguy cơ cao tai biến sụt đất, nếu tiến hành phƣơng phỏp cắt lớp điện trở suất theo mạng lƣới tuyến và điểm đo dày sẽ đũi hỏi chi phớ rất lớn,

-40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440