8. Cấu trỳc của luận văn
3.3. Luận giải cơ chế, nguyờn nhõn nứt sụt đất ở Thanh Ba và đề xuất giải phỏp phũng
phỏp phũng trỏnh
3.3.1. Nguyờn nhõn chớnh (yếu tố tự nhiờn)
Phõn tớch kết hợp với cỏc kết quả khảo sỏt địa chất, địa chất thủy văn và cỏc yếu tố tự nhiờn khỏc trờn thực địa cú thể giải thớch nguyờn nhõn và cơ chế xuất hiện hố sụt ở đõy nhƣ sau:
Nguyờn nhõn chớnh xuất hiện sụt đất ở những khu vực này là do địa hỡnh thấp trựng bằng phẳng ven đồi, nơi chịu tỏc động mạnh của cỏc dũng chảy mặt và nƣớc mƣa, đặc biệt vào mựa lũ, mặt khỏc địa chất khu vực này cú nền đỏ vụi Cacbonat phõn bố rộng, nằm chỡm dƣới mặt đất và chịu sự ảnh hƣởng trực tiếp bởi đứt góy cấu tạo cú phƣơng Tõy Bắc – Đụng Nam. Hoạt động của cỏc đứt gẫy đó tạo cho tầng đỏ vụi bị dập vỡ mạnh là điều kiện thuận lợi cho quỏ trỡnh phong húa húa học phỏt triển hỡnh thành nhiều hang karst ngầm dƣới mặt đất. Quỏ trỡnh vận động của nƣớc do thấm từ trờn xuống, do vận động theo phƣơng nằm ngang, dẫn đến rửa trụi, xúi mũn, búc mũn vật liệu theo thời gian cỏc khe nứt này mở rộng dần và đỏ vụi bờn vỏch cỏc khe nứt vẫn tiếp tục bị hũa tan. Cỏc khoảng rỗng trong cỏc lớp đỏ tăng dần về kớch thƣớc và bắt đầu phỏt triển hệ thống thoỏt nƣớc ngầm, cho nhiều nƣớc hơn đi qua và làm tăng tốc độ hỡnh thành cỏc khe nứt. Khi mực nƣớc dƣới đất bị hạ thấp, nƣớc mƣa ngấm xuống cỏc khe nứt mang theo cỏc vật chất của lớp phủ Đệ tứ (chủ yếu là đất thuộc nhúm đất loại sột, sột pha), hoặc núc hang bị bào mũn đến mức độ khụng thể chống đỡ đƣợc trọng lƣợng của lớp đất đỏ bở rời của hệ Đệ Tứ nằm bờn trờn thỡ hiện tƣợng sụt lỳn đất diễn ra.
Cỏc yếu tố khỏc nhƣ sự vận động của nƣớc dƣới đất cũng thỳc đẩy quỏ trỡnh rửa lũa, hũa tan đỏ vụi, cỏc hiện tƣợng mƣa, lũ cũng cú tỏc động nhất định đến việc sụt lỳn, nứt nền đất tại cỏc nơi cú hang ngầm xung yếu.
Tài liệu địa vật lý tại cỏc khu vực khảo sỏt cho phộp nhận biết đặc điểm cấu trỳc phõn bố cỏc vựng đỏ vụi nứt nẻ, phỏt triển hang hốc karst. Phõn tớch hỡnh thỏi cấu trỳc đỏ nứt nẻ, dấu vết hang hốc lộ và đó bị vựi lấp, diện phõn bố chỳng theo kết quả địa vật lý và cỏc kết quả khảo sỏt địa chất, địa chất thủy văn,… cho phộp luận giải cơ sở khoa học, nguyờn nhõn, cơ chế, dự bỏo cỏc vựng nguy cơ tai biến: nơi cú điều kiện phỏt triển lỳn, sụt, xập karst,... đỏp ứng yờu cầu thực tế.
3.3.2. Nguyờn nhõn ngoại sinh
+ Tỏc động do khai thỏc đỏ vụi
Do mỏ đỏ vụi đƣợc mở rộng về cả chiều ngang lẫn chiều sõu, độ sõu moong khai thỏc hiện tại khoảng 20 – 25m so với mức xõm thực của địa phƣơng nờn phải bơm hỳt thỏo khụ nƣớc ở moong khai thỏc bằng bơm cụng suất lớn làm phần nào hạ thấp mực nƣớc ngầm trong khu vực; việc khoan và nổ mỡn hàng ngày và vận chuyển nguyờn liệu đỏ hàng ngày gõy chấn động nờn một phần đó gõy ảnh hƣởng, đẩy nhanh quỏ trỡnh sụt lỳn, nứt đất tại khu vực này.
+ Cỏc tỏc nhõn khỏc:
Bờn cạnh những nguyờn nhõn khỏc do khai thỏc mỏ gõy ra và hoạt động tõn kiến tạo của trỏi đất, khụng thể phủ nhận sự ảnh hƣởng của một số hoạt động nhõn sinh cú liờn quan đến sụt lỳn đất là cỏc tỏc động làm thay đổi tải trọng trờn mặt đất ở nơi tồn tại cỏc hang, phễu karst ngầm; cỏc tỏc động gõy rung động nhƣ việc vận chuyển hàng húa của cỏc phƣơng tiện giao thụng, việc nổ mỡn với cỏc mục đớch khỏc nhau; việc đào bới khai thỏc khoỏng sản; việc xõy dựng cỏc cụng trỡnh thủy lợi, thủy điện bằng cỏc hồ chứa làm tăng lƣợng nƣớc ngấm xuống dƣới, thỳc đẩy quỏ trỡnh xúi ngầm; việc khai thỏc nƣớc dƣới đất với cụng suất lớn làm mực nƣớc dƣới đất bị hạ thấp đó làm tăng gradien dũng ngầm, thỳc đẩy quỏ trỡnh xúi ngầm, cỏt chảy, làm thay đổi cõn bằng tĩnh tại cỏc hang karst cú liờn quan đến hiện tƣợng sụt lỳn đất.
3.3.3. Giải phỏp phũng trỏnh nứt, sụt lỳn đất
Trong phũng trỏnh tai biến nứt sụt đất, đề phũng tai biến cũng là giải phỏp cần thiết để làm cơ sở ỏp dụng cỏc biện phỏp tiếp theo nhằm ngăn ngừa tai biến xuất
hiện. Đề phũng tai biến bao gồm nhận biết cỏc dấu hiệu liờn quan và thời điểm cú khả năng xuất hiện tai biến.
Nhƣ trờn đó nờu, nguyờn nhõn sụt lỳn đất tại khu vực nghiờn cứu chủ yếu là sự tiềm ẩn cỏc hang hốc karst, cỏc phễu karst ngầm trong đỏ vụi, sự tồn tại lớp đất loại cỏt (cỏt, sạn, sỏi, cuội) phõn bố trờn bề mặt đỏ vụi cũng cú vai trũ quan trọng đối với hiện tƣợng sụt lỳn đất. Khi đó cú cỏc hang hốc, phễu karst ngầm, dƣới tỏc động của sự vận động nƣớc dƣới đất, nƣớc mƣa thấm qua lớp phủ Đệ tứ, cỏc tỏc động của cỏc hoạt động nhõn sinh sẽ gõy ra hiện tƣợng sụt lỳn đất.
Sự tồn tại của cỏc hang hốc karst, cỏc phễu karst ngầm trong đỏ vụi hoàn toàn là do tự nhiờn, do cấu trỳc địa chất, và ảnh hƣởng của hoạt động tõn kiến tạo trong lúng đất. Cú thể núi, trong điều kiện hiện nay, con ngƣời chƣa thể làm thay đổi đƣợc những gỡ đó tồn tại dƣới đất.
Nhƣ vậy, cỏc giải phỏp để hạn chế, giảm thiểu hiện tƣợng sụt lỳn đất cần tập trung phõn tớch cỏc nguyờn nhõn do hoạt động của con ngƣời tỏc động vào tự nhiờn, thỳc đẩy cỏc quỏ trỡnh liờn quan đến sụt lỳn đất, để đề xuất cỏc giải phỏp hữu hiệu, hạn chế cỏc tỏc nhõn cú tỏc động đến quỏ trỡnh sụt lỳn đất, giảm thiểu thiệt hại về con ngƣời và tài sản.
Để phũng trỏnh, giảm thiểu thiệt hại do sụt lỳn đất gõy nờn cần nhận biết một số dấu hiệu chớnh liờn quan đến đến sự cố nứt sụt đất dƣới đõy:
- Mặt đất cú dấu hiệu lỳn nứt tạo nờn cỏc hố trũn hoặc hỡnh ụ van cú thể hở hoặc khụng hở cỏc hang hốc ngầm nằm phớa dƣới.
- Lỳn nứt cụng trỡnh xõy dựng (xộ tƣờng, nền và sõn nhà, vƣờn).
- Xuất hiện hiện tƣợng cỏc cõy cối bị nghiờng, cỏc mảng thực vật cõy cỏ bỗng nhiờn bị hộo lỏ do mất nƣớc.
- Hồ ao, ruộng nƣớc bị mất nƣớc đột ngột hoặc từ từ mà trƣớc đõy khụng hề xảy ra.
- Giếng khơi bị mất nƣớc hoặc tự nhiờn xuất hiện nƣớc đục. - Phỏt hiện cỏc tiếng dũng chảy ở dƣới lũng đất
Thời điểm xuất hiện sụt lỳn đất khú xỏc định đƣợc chớnh xỏc, cần lƣu tõm khoảng thời gian liờn quan đến một số hoạt động của tự nhiờn và thƣờng ngày của con ngƣời:
- Sau những thời gian hạn hỏn hoặc mƣa lớn kộo dài, biờn độ dao động nƣớc ngầm cú thay đổi lớn.
- Trong quỏ trỡnh khai thỏc nƣớc ngầm gõy hạ thấp đột ngột mực nƣớc ngầm tại khu vực.
- Trong quỏ trỡnh thi cụng hoặc sau khi đƣa vào sử dụng ao nuụi trồng thuỷ sản, kờnh mƣơng dẫn nƣớc ở những nơi cú lớp phủ trầm tớch mỏng và dƣới nú là đỏ vụi dập vỡ.
- Trong quỏ trỡnh nổ mỡn phỏ đỏ, vận chuyển nguyờn liệu bằng xe tải nặng làm chấn động và ỏp lực lớn trờn bề mặt đất.
+ Giải phỏp cụng trỡnh
1) Hạn chế và khụng nờn xõy dựng cỏc cụng trỡnh, nhà ở trờn phạm vi phõn bố cỏc hang phễu karst, cỏc đới đỏ vụi dập vỡ, nứt nẻ mạnh. Khi triển khai xõy dựng cỏc cụng trỡnh giao thụng, cụng trỡnh cụng nghiệp, cụng trỡnh dõn dụng ở một khu vực cụ thể, bắt buộc phải khảo sỏt Địa chất cụng trỡnh theo cỏc giai đoạn cụ thể để tớnh toỏn nền múng.
2) Mở rộng khai thỏc mỏ đỏ Ninh Dõn về phớa tõy bắc song song với tỉnh lộ TL311, khụng tiếp giỏp với đƣờng tỉnh lộ TL311 là nơi dễ xảy ra nứt, sụt đất khụng phự hợp để quy hoạch dõn cƣ và cỏch xa nhà dõn ớt nhất từ 500 trở lờn. Trờn dải đất lƣu khụng nờn trồng cỏc hàng cõy xanh để hạn chế tỏc động khi tiến hành nổ mỡn phỏ đỏ;
3) Mở rộng khai thỏc mỏ đỏ Thanh Ba về phớa tõy bắc nơi cú tiềm ẩn hang karst và cú nguy cơ nứt, sụt lỳn đất khụng phự hợp để phỏt triển khu dõn cƣ.
4) Khụng xõy dựng cỏc hồ chứa nƣớc trong khu vực phõn bố đỏ vụi cú cỏc hang hốc karst ngầm;
5) Khụng nờn khai thỏc nƣớc dƣới đất với quy mụ vừa và lớn, nếu cần thiết phải điều tra, đỏnh giỏ chi tiết để cú thiết kế hợp lý;
6) Hạn chế việc đào bới đất với cỏc mục đớch khỏc nhau, nhất là việc đào bới sõu để khai thỏc khoỏng sản, một hiện tƣợng khỏ phổ biến hiện nay;
7) Hạn chế việc nổ mỡn hoặc gõy cỏc chấn động mạnh, tỏc động đến lũng đất; 8) Biện phỏp khắc phục tốt nhất là bơm trỏm xi măng lấp đầy cỏc hang hốc karst, cỏc kẽ nứt trong đỏ vụi. Tuy nhiờn đõy là biện phỏp khú thực hiện và rất tốn kộm.
9) Xõy dựng mốc giới cảnh bỏo cỏc vựng cú nguy cơ sụt, lỳn đất. + Giải phỏp quản lý
- Rà soỏt quy cỏc quy hoạch đó đƣợc phờ duyệt trong vựng, đặc biệt cần rà soỏt, điều chỉnh quy hoạch thị trấn Thanh Ba đến năm 2020 sao cho phự hợp với điều kiện địa chất cụng trỡnh.
- Cỏc cơ quan thẩm quyền cần xõy dựng quy chế quản lý và giỏm sỏt cỏc dự ỏn phỏt triển thuộc lĩnh vực xõy dựng, nhất thiết khụng cấp phộp cho cỏc dự ỏn xõy dựng cụng trỡnh cụng nghiệp, hoặc phỏt triển cỏc khu dõn cƣ trờn cỏc khu vực đƣợc xỏc định cú nguy cơ nứt sụt đất cao đó đƣợc nghiờn cứu xỏc định.
- Tổ chức giỏm sỏt, kiểm tra quy trỡnh khai thỏc (độ sõu khai thỏc, biờn khai trƣờng, nổ bắn mỡn phỏ đỏ,...) nhƣ giấy phộp đó quy định để một mặt bảo đảm an toàn tuyệt đối trong quỏ trỡnh khai thỏc nguyờn liệu đỏ vụi, mặt khỏc khụng gõy tỏc động xấu đến mụi trƣờng dõn sinh và xó hội.
- Tổ chức kiểm tra, giỏm sỏt hiện trạng khai thỏc sử dụng tài nguyờn nƣớc dƣới đất và xử lý vi phạm đối với những cụng trỡnh khai thỏc nƣớc quy mụ lớn chƣa cú hồ sơ cấp phộp khai thỏc nhằm phũng trỏnh nguy cơ sụt lỳn đất do hạ thấp mực nƣớc ngầm.
+ Giải phỏp tuyờn truyền giỏo dục
- Chớnh quyền địa phƣơng cần cú biện phỏp tuyờn truyền để mọi ngƣời dõn hiểu rừ đƣợc hiện tƣợng sụt lỳn đất, nguyờn nhõn, cơ chế sụt lỳn đất và tỏc hại của chỳng, từ đú mọi ngƣời tự giỏc tuõn thủ cỏc quy định đó đề ra để giảm thiểu cỏc thiệt hại về ngƣời và tài sản hoặc trong cỏc trƣờng hợp cần thiết việc di dời định cƣ đến những nơi ớt cú nguy cơ sụt đất theo quy hoạch.
- Cảnh bỏo đến cỏc hộ dõn về khả năng xuất hiện sụt đất bất ngờ để ngƣời dõn cảnh giỏc; khụng xõy dựng cụng trỡnh nhà ở, khu vui chơi, khụng chăn thả gia sỳc trờn cỏc khu vực nguy hiểm.
- Mặc dự làm việc trờn những khu vực cú cỏc hang phễu karst ngầm, rất dễ xảy ra sụt đất là rất mạo hiểm, nhƣng để tồn tại, hiện tại ngƣời trong vựng sụt lỳn vẫn phải cấy trồng trờn những thửa ruộng đú. Tuy vậy, trƣớc và sau những ngày cú mƣa to, cú lũ cần cảnh bỏo ngƣời dõn khụng nờn làm việc tại cỏc khu vực đú
- Cần cắm biển cảnh bỏo tại cỏc vựng cú nguy cơ nứt, sụt lỳn đất theo mức độ để khuyến cỏo với nhõn dõn hạn chế làm việc trong cỏc khoảnh đú, sau những trận mƣa khụng nờn cú mặt trong cỏc khoảnh đú.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Đó lựa chọn và ỏp dụng một tổ hợp phƣơng phỏp địa vật lý đú là đo cắt lớp điện trở và đo điện từ tần số thấp sử dụng thiết bị ERA là cỏc cụng cụ thớch hợp cho phộp nghiờn cứu chi tiết cấu trỳc địa chất và theo dừi cỏc đối tƣợng tai biến địa chất theo chiều sõu cũng nhƣ trờn diện ở cỏc vựng trọng điểm của huyện Thanh Ba đó đỏp ứng cỏc yờu cầu và giải quyết tốt cỏc nhiệm vụ của đề ỏn.
Tài liệu nhận đƣợc từ kết quả khảo sỏt địa vật lý đó cung cấp cỏc dữ liệu về vị trớ phõn bố, hỡnh dạng cỏc hang hốc karst ngầm đó vựi lấp cũng nhƣ dự bỏo cỏc vị trớ hang hốc chƣa xuất lộ. Dựa trờn kết quả địa vật lý nhận đƣợc cú cơ sở giải thớch nguyờn nhõn, cơ chế xuất hiện cỏc tai biến địa chất trong vựng nghiờn cứu.
Hiện tƣợng nứt sụt đất xuất hiện là hệ quả của quỏ trỡnh hoạt động karst trong cỏc vỉa đỏ vụi. Hiện tƣợng này đó xảy ra trong quỏ khứ, dấu vết của nú thể hiện cỏc dạng hang hốc, rónh, phễu đó đƣợc lấp đầy đất sột. Mật độ hang hốc karst tập trung cao ở khu vực xó Ninh Dõn, đặc biệt là dọc đƣờng nhựa phớa nhà thờ Ninh Dõn, nơi cú nhiều nhà ở cần đƣợc cảnh bỏo và cú biện phỏp phũng trỏnh.
Nguyờn nhõn sụt đất gõy phỏ hủy nhà kiờn cố ở sỏt Chi nhỏnh điện Thanh Ba là do một cấu trỳc sụt sõu của mặt đỏ vụi làm cho lớp cỏt chảy trong lớp Đệ Tứ gõy lỳn, sụt lớp sột pha trờn mặt. Tài liệu địa vật lý cũng đó xỏc định đƣợc vựng phõn bố cấu trỳc sột yếu này cần đƣợc phổ biến đến nhõn dõn và địa phƣơng để cú biện phỏp kỹ thuật cần thiết khi xõy dựng cỏc cụng trỡnh.
Hiện tƣợng nứt sụt đất là quỏ trỡnh hoạt động địa chất xảy ra thƣờng xuyờn lõu dài. Hiện nay chỳng ta cú đủ hiểu biết khoa học và cỏc phƣơng tiện để theo dừi cảnh bỏo và đề xuất những giải phỏp phũng trỏnh giảm nhẹ thiệt hại do chỳng gõy ra.
Hạn chế xõy dựng cỏc cụng trỡnh kiờn cố, cao tầng trong vựng cú nguy cơ sụt lỳn liờn quan đến hoạt động Karst.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Trần Trọng Huệ, Đoàn Văn Tuyến, và nnk.,2006. Nghiờn cứu nguyờn nhõn, cơ
chế xuất hiện và dự bỏo vựng tiềm ẩn sụt đất tại thụn Tõn Hiệp – Tỉnh Quảng Trị,
Tuyển tập cụng trỡnh Khoa học ĐHQGHN, KHTN&CN, TXXII, Số 2A PT, trang 1-10.
2. Đoàn Văn Tuyến, Vũ cao Minh , 2008. Tai biến sụt lỳn karst và một số kết quả nghiờn cứu dự bỏo phõn vựng nguy hiểm, Tuyển tập cụng trỡnh hội nghị KH toàn
quốc tai biến Địa chất và giải phỏp, Hà Nội 2008, trang 153-162.
3. Nguyễn Thị Toan, Vũ Cao Minh, Đoàn Văn Tuyến, 2010. Land subsidence hazard due to karst in Vietnam and mitigation measures. (Tai biến sụt đất do karst ở
Việt Nam và giải phỏp phũng trỏnh). Proceeding of the Inter. Simposium Hanoi
Geoengineering 2010, Hanoi 22-23 Nov. 2010, p.267 -274.
4. Bỏo cỏo đề tài nghiờn cứu khoa học “Nghiờn cứu khoanh vựng dự bỏo sụt đất ở
huyện Thanh Ba, tỉnh Phỳ Thọ; đề xuất cỏc giải phỏp phũng trỏnh và quy hoạch phục vụ phỏt triển bền vững”, Viện Địa Chất – Viện Khoa Học và Cụng Nghệ Việt
Nam, năm 2009.
5. Bỏo cỏo “Điều tra, khảo sỏt đỏnh giỏ hiện trạng điều kiện địa chất và dự bỏo tai
biến địa chất vựng Ninh Dõn và khu vực lõn cận trờn địa bàn huyện Thanh Ba”, Bộ
tài nguyờn và mụi trƣờng - Liờn đoàn quy hoạch và điều tra tài nguyờn nƣớc Miền Bắc, năm 2012.
6. Bỏo cỏo “Địa chất huyện Thanh Ba, tỉnh Phỳ Thọ (tỷ lệ 1/25000)”, Sở TN&MT Phỳ Thọ, năm 2005.
7. Bỏo cỏo “Điều tra, đỏnh giỏ tổng hợp tài nguyờn nước tỉnh Phỳ thọ”, Trung tõm điều tra đỏnh giỏ tài nguyờn nƣớc, năm 2000.
8. Bỏo cỏo “Đo vẽ bản đồ địa chất và điều tra khoỏng sản nhóm tờ Thanh ba-Phỳ
Thọ”, Liờn đoàn địa chất tõy bắc – Cục địa chất và khoỏng sản, năm 2000.
9. Osipov V. I., Choig S. K., 2002. Sự nguy hiểm từ cỏc quỏ trỡnh địa chất ngoại sinh. Nxb. KRUG, 250tr.