Nguồn gốc địa hình

8. Cấu trúc luận án

4.3.2.Nguồn gốc địa hình

Bề mặt địa hình là sản phẩm của các quá trình địa mạo, chúng có lịch sử phát sinh và phát triển riêng, song chính chúng lại quy định năng lượng cho xu hướng của các quá trình địa mạo tiếp theo. Vì vậy, tính bền vững của các dạng địa hình cũng được quy định bởi chính sự tồn tại của nó. Qua việc nghiên cứu hiện trạng tai

biến TLĐ, LBĐ tỉnh Lào Cai kết hợp với việc ứng dụng công nghệ GIS để thống kê các điểm trượt lở theo các dạng địa hình khác nhau (theo bản đồ địa mạo tỷ lệ 1:100.000 đã thành lập) đã cho ra kết quả theo biểu đồ sau:

Hình 4.23: Biểu đồ thống kê điểm trượt trên các dạng địa hình

a) Nhóm dạng địa hình kiến tạo và kiến trúc bóc mòn

Kết quả phân tích cho thấy trong phạm vi tỉnh Lào Cai, các điểm trượt lở không nhiều ở nhóm dạng địa hình này. Để hình thành nên chúng (1 và 2), cần phải có hai điều kiện cơ bản là vật chất tạo nên sườn có nguồn gốc rắn chắc và sườn hình thành do sự vận động TKT. 5 khối trượt quan sát thấy đều có quy mô không lớn (ứng với quy mô dưới 1000m3

) và phân bố dọc theo dải địa hình này từ Sa Pa tới Nậm Chảy. Về bản chất, quá trình địa động lực ngoại sinh trên sườn chủ yếu là đổ lở. Dạng địa hình này rất dốc vì thế mà chiều dài sườn không lớn, vỏ phong hóa mỏng, sự tác động của các nhân tố nhân sinh cũng không đáng kể cho nên tính bền vững với quát trình TLĐ và LBĐ cao.

b) Nhóm dạng địa hình có nguồn gốc bóc mòn tổng hợp

Các bề mặt nằm ngang và hơi nghiêng (từ 3 đến 9): Đây là tập hợp các bề mặt san bằng có độ cao khác nhau trong khu vực với đặc trưng là vỏ phong hóa dày, bề mặt khá bằng phẳng, độ dốc từ 8-12º ở các bậc địa hình thấp và có thể lên tới 15 đến 20º ở các bậc địa hình cao hơn 2000m. Địa hình có dạng đồi dài bằng phẳng, dạng đồi, dạng đảo núi hoặc núi nhỏ và bị chia cắt bởi mạng lưới xói mòn, bao gồm các máng trũng có đáy rộng, có các sườn hơi lõm. Việt Nam nói chung và Lào Cai nói riêng nằm ở vùng khí hậu nhiệt đới nóng và ẩm, phong hoá hoá học chiếm ưu thế. Kết quả là một lớp vỏ phong hoá giàu phần tử sét được hình thành trên các

dạng địa hình này. Các quá trình sườn được hoàn thành chủ yếu dưới tác dụng của quá trình chuyển dịch chậm và quá trình đất chảy của những vật chất bở rời giàu chất keo. Với việc tích tụ vật chất như thế, các quá trình trượt lở sẽ diễn ra mạnh ở rìa của các bề mặt này, nơi chuyển tiếp với các sườn dốc kề bên. Kết quả nghiên cứu hiện trạng thể hiện rất rõ quy luật này. Đối với các dạng địa hình 4,5 và 6, ứng với các bậc địa hình 900-1100m, 1400-1600m và 1800-2000m thấy xuất hiện trung bình từ 7-10 khối trượt có quy mô khá lớn, đặc biệt là rìa của cao nguyên Bắc Hà hay rìa của bề mặt Sa Pa. Đặc biệt là sự xuất hiện phổ biến các khối trượt ở bề mặt pedimen thung lũng (9) dọc theo tuyến quốc lộ 279 từ Khánh Yên đi Minh Lương của huyện Văn Bàn, dọc theo tỉnh lộ 151 từ Võ Lao đến Phố Lu, dọc theo quốc lộ 4D từ Bản Lầu đến Mường Khương và dọc theo tỉnh lộ 158 từ Mường Hum đi Ngải Thầu. Hầu hết các khối trượt trên dạng địa hình pedimen thung lũng này là nằm ở mép ngoài, nơi chuyển tiếp xuống các dạng địa hình thềm sông và bãi bồi. Hầu như điểm nào có sự tác động mạnh mẽ của con người thì đều xảy ra trượt lở nghiêm trọng. Dạng địa hình này nằm ở các độ cao khác nhau nhưng đều có tính chất chung như vậy. Như vậy, đối với nhóm dạng địa hình này ta cần quan tâm đến các dạng địa hình 4,5,6 và đặc biệt là dạng địa hình 9 (pedimen thung lũng), là những dạng địa hình có tính bền vững thấp hơn cả đối với quá trình TLĐ. Tuy nhiên, tính chất này là không đồng nhất trên toàn bộ bề mặt của dạng địa hình và nó chỉ xảy ra mạnh ở nơi tiếp xúc giữa chúng với các dạng địa hình khác ở độ cao thấp hơn. Đặc biệt, các khối trượt trên thực tế có quy mô rất lớn trên dạng địa hình này.

Các địa hình sườn (từ 10 đến 16): Hiện tượng trượt lở xuất hiện phổ biến trên các dạng địa hình này tại khu vực Lào Cai. Theo số liệu thông kê được thể hiện trên biểu đồ (hình 4.23) cho thấy có tới 53% điểm trượt lở trong khu vực tỉnh Lào Cai nằm trong nhóm dạng địa hình này. Trong trường hợp này, vai trò của độ dốc địa hình thể hiện rất rõ trong quá trình TLĐ. Đối với dạng địa hình sườn có nguồn gốc bóc mòn tổng hợp dốc trên 20º (10,11) có xuất hiện trên 25 điểm trượt với quy mô khác nhau trên Quốc lộ 279 từ Phố Lu đi Phố Ràng trên sườn của dãy núi Con Voi, từ Phố Lu đi Văn Bàn và dọc theo dải địa hình này trên sườn dãy núi Hoàng Liên Sơn song song với sông Hồng. Điều đáng lưu ý là quá trình trượt đôi khi xảy ra ở những nơi ít có tác động lớn tới địa hình của con người. Trên dạng địa hình này xuất hiện hai khối trượt có quy mô rất lớn (trên 10.000m³) trên sườn thung lũng Ngòi Thia khu thị trấn Tằng Loỏng và khu vực ngã ba Sơn Thủy giữa Quốc lộ 279

và tỉnh lộ 151. Trong nhóm các địa hình sườn thì dạng địa hình có nguồn gốc bóc mòn - trọng lực dốc trên 350 có sự xuất hiện hiện tượng TLĐ nhiều nhất, thống kê hiện trạng cho thấy sự xuất hiện tới hơn 40 điểm trượt tại dạng địa hình này. Đây cũng là dạng địa hình phổ biến ở khu vực tỉnh Lào Cai, chúng phân bố rộng rãi trên sườn dãy núi Hoàng Liên Sơn và sườn khối Vòm Sông Chảy. Các khối trượt điển hình trên dạng địa hình này như là khối trượt ở khu vực cầu Mống Sến, khu vực xã Phìn Ngan (Bát Xát) và khu vực xã Thanh Kim (Sa Pa). Dọc theo tuyến Quốc Lộ 4D đoạn Lào Cai – Sa Pa và các tuyến tỉnh lộ 152, 155, 158 cắt qua các dạng địa hình này xuất hiện phổ biến hiện tượng trượt lở ở các quy mô các nhau. Các dạng địa hình sườn có nguồn gốc khác nhau nhưng có độ dốc thấp (12 và 16) thì bền vững hơn đối với hiện tượng TLĐ, điều này thể hiện rất rõ trên biểu đồ (hình 4.23).

c) Nhóm địa hình karst

Nhóm địa hình karst (từ 17 đến 23) phân bố chủ yếu ở bên bờ trái của sông Hồng, cụ thể là các huyện Mường Khương, Bắc Hà và Si Ma Cai. Hiện tượng trượt lở xuất hiện nhiều ở các dạng địa hình có độ cao lớn như tập hợp các bề mặt đỉnh karst dạng vòm, dạng tháp cao 1400 - 1600m với các phễu karst (17) hay có độ đốc lớn như sườn rửa lũa - hoà tan - đổ lở karst dốc trên 450

(23). Trên địa bàn tỉnh Lào Cai có thấy xuất hiện khoảng trên dưới 15 khối trượt đối với mỗi dạng địa hình này. Đây cũng là những dạng địa hình có năng lượng (thế năng) lớn. Nhìn chung, các dạng địa hình kast có tính bền vững cao đối với quá trình trượt lở. Tuy nhiên các khối trượt trên các dạng địa hình này đều có quy mô khá lớn. Địa điểm xảy ra trượt thường là những vị chí có sự chuyển biến về thành phần vật chất mạnh.

d) Nhóm dạng địa hình do dòng chảy

Nhóm dạng địa hình này (từ 24 đến 32) cũng rất phổ biến ở khu vực Lào Cai vì tính đa dạng của hệ thống sông suối. Trượt lở ít xuất hiện ở các dạng địa hình này vì bản chất thành tạo địa hình là quá trình tích tụ. Trên khu vực nghiên cứu gặp khoảng 5 khối trượt tại dạng địa hình có nguồn gốc tích tụ hỗn hợp sông – sườn tích – lũ tích hiện đại (31). Điển hình là hai tại khu vực phường Đồng Tuyển, TP Lào Cai và khu vực thôn Giàng Tha, xã Sa Pả, huyện Sa Pa. Đối với dạng địa hình có nguồn gốc tích tụ coluvi – deluvi (32) cũng thấy xuất hiện khoảng một số khối trượt trong phạm vi nghiên cứu. Điển hình là khối trượt tại xã Mường Vi, huyện Bát Xát và xã Hầu Thào huyện Sa Pa. Tóm lại, ta có thể đưa ra đánh giá chung tính bền

vững của nhóm dạng địa hình này đối với quá trình TLĐ là thấp. Tuy nhiên cần lưu ý đối với những dạng địa hình dòng chảy tại những nơi tiếp xúc với những dạng địa hình sườn, độ dốc lớn và xuất hiện nhiều khối trượt lở từ cổ tới trẻ. Đây là những nơi có nguy cơ tiềm ẩn sinh LBĐ cao.

4.4. Đánh giá nguy cơ trƣợt lở đất, lũ bùn đá tỉnh Lào Cai trên cơ sở ứng dụng công nghệ GIS

Các dạng tai biến do trọng lực nói chung là kết quả của mối tương quan nhiều chiều giữa tính chống chịu của đất đá với các hợp phần tự nhiên. Chúng bao gồm các nhân tố nội sinh (kiến tạo, thạch học,...), ngoại sinh (lượng mưa, lớp phủ thực vật,...). Trên quan điểm này ta có thể tích hợp các thông tin và xác định được mức độ hoạt động của tai biến như sau:

Xác xuất tai biến = f(G, M, L, S, V, P,…) [114, 121, 126, 141, 149]. Trong đó: , , , , , ,… là trọng số liên quan; G, M, L, S, V, P,... là các hợp phần tự nhiên (địa chất, địa mạo, khí hậu, độ dốc, thực vật, vỏ phong hoá,…). Như vậy, có 3 vấn đề đặt ra là: Thứ nhất - xác định các yếu tố tác động tới quá trình tai biến, thứ hai - xác định trọng số (mức độ tác động tới quá trình) của chúng và thứ 3 - xác định mô hình đánh giá tổng hợp (hàm f). Trên quan điểm tổng hợp, có nhiều cách tiếp cận để giải quyết 3 vấn đề trên như đã được trình bày trong phần tổng quan. Trên quan điểm địa mạo và kết quả phân tích chi tiết ở một số khu vực điển hình như trên, NCS xác định các nhân tố tác động chính tới quá trình tai biến để đưa vào tính toán và các nhân tố này phải có khả năng định lượng hóa. Trọng số của các nhân tố được xác định dựa trên nghiên cứu thống kê trên thực tế, nhân tố nào có mức độ tác động cao liên quan với TLĐ, LBĐ nhiều nhất thì có trọng số cao nhất. Việc xác định trọng số được trình bày trong phần sau. Cuối cùng, mô hình sử dụng trong tính toán TLĐ được thể hiện theo công thức ở mục 4.4.4 theo phương pháp đánh giá đa chỉ tiêu (MCE)[144].

4.4.1. Đánh giá mức độ ảnh hƣởng của các nhân tố tự nhiên

a) Nhóm các yếu tố địa hình

Nhóm các yếu tố đi ̣a hình đã được đề câ ̣p và đánh giá chi tiết ở trên , để đưa vào đánh giá trượt lở đất, lũ bùn đá chúng tôi sử dụng các chỉ tiêu sau:

- Độ dốc: Ảnh hưởng của độ đốc tới trượt lở thể hiện trên giá trị của chúng. Độ dốc địa hình có vai trò quyết định tới sự hình thành và phát triển trượt lở. Khi góc dốc lớn thì mức độ ổn định của sườn càng nhỏ, ngược lại, khi độ dốc bằng không thì sẽ không có trượt. Nhìn chung, địa hình có độ dốc trên 12° chiếm đến 73% diện tích, trong đó những khu vực có độ dốc từ 25-35° chiếm 27% và diện tích có độ dốc trên 35° chỉ chiếm 7.5%. Từ quan hệ tương quan giữa độ dốc địa hình và hệ số trượt lở, chúng tôi chia độ dốc thành 5 cấp với mức độ tác động đến trượt lở khác nhau (bảng 4.2). Mức độ trượt rất yếu ở những vùng có độ dốc nhỏ hơn 8°, mức độ yếu với độ dốc từ 8 – 15°, mức độ trung bình với độ dốc từ 15 – 25°, mức độ mạnh với độ dốc từ 25 – 35° và rất mạnh với độ dốc lớn hơn 35°.

Bảng 4.2: Đánh giá ảnh hưởng của độ dốc tới trượt lở đất

Độ dốc () Diện tích (km²) Mật độ điểm trượt (điểm/km²) Cấp nhạy cảm

0 – 8 501.44 0.0075 1

8 – 12 1222.88 0.0286 2

12 – 25 2459.88 0.0484 3

25 – 35 1714.76 0.0432 4

>35 465.16 0.0430 5 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

- Hệ thống sông suối (mức độ chia cắt ngang ): Hệ thống sông suối là bức tranh thể hiện kết quả sự phân cắt địa hình dưới ảnh hưởng của dòng chảy . Nước trên bề mặt đi ̣a hình rất nhạy cảm và linh động với sự thay đổi địa hình . Vì thế, nó cũng phản ánh phần nào chế độ kiến tạo của khu vực. Để nghiên cứu trượt lở, các thông số sau của hệ thống sông suối được quan tâm.

Phân nhánh suối cấp 1 và 2, hay các dòng chảy tạm thời. Đó là khu vực thể hiện ranh giới dao động của gương nước ngầm theo hai mùa : mùa khô và mùa mưa . Mă ̣t khác, đây chính là khu vực mà tính chất cơ lý của đất đá yếu nhất trong một đơn vị địa hình và đó cũng thường là ranh giới dưới của các khối trượt.

Mật độ sông suối: thông số chỉ sự phân cắt ngang của địa hình, là thông số giúp ta xác định được một cách gián tiếp tiềm năng xảy ra trượt lở. Khu vực nghiên cứu có địa hình phân cắt rất mạnh, chia cắt sâu từ khá mạnh (100 – 200m/km²) đến rất mạnh (450 – 500m/km²) và CCN rất phức tạp, từ yếu (<0,5km/km²) đến rất mạnh (>2km/km²).

Bảng 4.3: Đánh giá ảnh hưởng của mức độ chia cắt ngang tới trượt lở đất

Mật độ mạng lưới thủy văn (km/km²)

Diện tích (km²)

Mật độ điểm trượt

(điểm/km²) Cấp nhạy cảm 0 – 0, 5 1126.12 0.0320 1 0, 5 – 1 1418.92 0.0479 2 1 – 2 1953.8 0.0456 3 2 – 3 1544.56 0.0460 4 > 3 320.76 0.0686 5

- 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 quá 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. Người ta thường thể hiện độ cao tương đối này qua chỉ số phân cắt sâu địa hình. Khi tính toán trên GIS chỉ tiêu này được xác định bằng việc tính độ chênh cao các ô lưới dựa vào mô hình số địa hình.

Bảng 4.4: Đánh giá ảnh hưởng của mức độ chia cắt sâu tới trượt lở đất

Mức độ chia cắt sâu (m)

Diện tích (km²)

Mật độ điểm trượt

(điểm/km²) Cấp nhạy cảm 0 - 100 1183.64 0.0473 1 100 - 200 1577.72 0.0532 2 200 - 300 1956.44 0.0394 3 300 – 400 1182.8 0.0473 4 >500 463.56 0.0280 5

- Hướng sườn: Khi nghiên cứu phân vùng TLĐ, LBĐ trên một khu vực rộng lớn thì hướng sườn không có giá trị lớn như đối với một khu vực nhỏ nên chúng tôi chỉ phân tích chứ không đánh giá. Tuy nhiên, mối quan hệ giữa hướng sườn và hướng của cấu trúc địa chất khu vực cần được đưa vào đánh giá. Trong đề tài luận án, chúng tôi sử dụng chức năng chồng chéo (Cross Operation) và khả năng sử

dụng bảng 2 chiều (Two - dimentional table) trong công nghệ GIS để tính toán tất cả mọi khả năng kết hợp có thể gữa hai lớp thông tin này.

- Nguồn gốc đi ̣a hình : Nguồn gốc địa hình đóng vai trò quan trọng trong quá trình phát sinh TLĐ, LBĐ ở Lào Cai. Nguồn gốc địa hình thể hiện phần nào bản chất chung của các hoạt động nội tại. Các công trình nghiên cứu gần đây luôn đề cập đến vai trò của việc nghiên cứu nguồn gốc địa hình trong đánh giá tai biến TLĐ, LBĐ. Tuy nhiên, hầu như trong đánh giá tai biến lại bỏ qua nhân tố này. Một mặt là cần có những hiểu biết sâu sắc về địa hình khu vực, mặt khác ngay trong cách phân loại địa hình theo nguồn gốc đã mang nhiều tính chất chủ quan và tự biện. Đặc điểm chung của địa hình Lào Cai là có mức phân cắt địa hình lớn, có nhiều lưu vực dốc. Địa hình bị cắt xẻ bởi các hệ thống đứt gãy theo nhiều hướng khác nhau cho nên tạo