8. Cấu trúc luận án
4.4.5. Đánh giá nguy cơ tai biến dòng bùn đá, lũ bùn đá tỉnh Lào Cai
Lào Cai
Dòng bùn đá, LBĐ thường xuất hiện ở các suối, sông nhỏ miền núi, xảy ra bất ngờ với cường độ cao, tốc độ nhanh, duy trì trong một thời gian ngắn và có hàm lượng chất rắn cao (Cao Đăng Dư, 1995 và Nguyễn Trọng Yêm, 2006) [29-32]. Có rất nhiều cách phân loại LBĐ, song có ý nghĩa thực tế hơn cả là phân loại theo nguồn gốc lò phát sinh [81, 132, 156]. Quá trình hình thành lò phát sinh LBĐ liên quan với các nguyên nhân như sự tích tụ các vật liệu bở rời trong lòng các dòng tạm thời hoặc dòng suối nhỏ hoặc là hiện tượng chặn dòng do trượt lở. Qua phân tích hiện trạng LBĐ cũng như các dòng bùn đá điển hình ở Lào Cai, những yếu tố trắc lượng hình thái (diện tích lưu vực, độ đốc lưu vực, độ dốc lòng dẫn), nguồn cung cấp vật liệu (vật liệu bở rời, sườn tích, lũ tích cổ) và điều kiện về thủy văn đều có thể lượng hóa được và được đưa vào tính toán.
Việc đánh giá và thành lập bản đồ nguy cơ LBĐ được thực hiện trên cơ sở bản đồ nguy cơ TLĐ kết hợp với các thông số trắc lượng hình thái lưu vực (diện tích lưu vực, độ dốc của sông suối, mối quan hệ giữa phương chung của đất đá và hướng dòng chảy) và các đấu hiệu địa mạo được rút ra từ nghiên cứu hiện trạng. Đối tượng để đánh giá ở đây là các dòng chảy tạm thời, sông suối ở khu vực tỉnh Lào Cai.
Từ quan điểm hệ thống có thể nhận xét rằng LBĐ là một hệ thống mở nhiều nhân tố, trong hệ thống đó dòng LBĐ được xem như kết quả hoạt động của toàn bộ hệ thống. Trong hệ thống này có rất nhiều nhân tố thành phần (Components). Mức
độ phá hoại của dòng lũ (độ mạnh, độ nguy hiểm) được đặc trưng bằng động năng của nó. Từ đó ta thấy các yếu tố chi phối độ mạnh của dòng lũ có lượng mưa, độ dốc lòng sông, độ dốc sườn, vật liệu bở rời và liên kết yếu gồm (tích đọng do TLĐ, LBĐ cũ, chiều dày và kiểu vỏ phong hoá, lớp phủ thực vật...). Tuy nhiên, các yếu tố được lựa chọn để đánh giá và thành lập bản đồ nguy cơ LBĐ là bản đồ nguy cơ tai biến TLĐ, các dấu hiệu LBĐ cổ, độ đốc của dòng chảy và diện tích lưu vực. Về cơ bản, việc đánh giá và thành lập bản đồ nguy cơ LBĐ cũng giống việc đánh giá và thành lập bản đồ nguy cơ TLĐ. Điểm khác biệt ở đây là hiện quá trình trượt lở được đánh giá trên toàn bộ diện tích tỉnh Lào Cai, tức là trên toàn bộ các dạng địa hình còn LBĐ chỉ được đánh giá trên các dạng địa hình có nguồn gốc do dòng chảy.
4.5. Đánh giá nguy cơ rủi ro và phân vùng tai biến trƣợt lở đất, lũ bùn đá tỉnh Lào Cai
4.5.1. Đánh giá nguy cơ rủi ro do tai biến trƣợt lở đất, lũ bùn đá
TLĐ, LBĐ xuất hiện ở các khu vực không có dân cư sinh sống, không có các cơ sở hạ tầng hay nói cách khác là chúng không gây tổn hại về người và của thì không thể gọi đó là tai biến hay rủi ro (risk) [137, 155, 173, 186]. Tai biến xảy ra với cường độ cao khi sự tác động động của con người vào địa hình trở lên mạnh mẽ. Tuỳ vào các mức độ tác động khác nhau mà rủi ro (thiệt hại) cũng ở các cấp mức độ khác nhau. Tuy nhiên, ở những nơi có nguy cơ TLĐ cao chỉ cần một sự tác động nhỏ thì quá trình tai biến cũng rất dễ xảy ra và gây nên nhiều thiệt hại nếu tại đó có nhiều công trình nhân sinh. Chính vì thế mà khi nghiên cứu tai biến và rủi ro do TLĐ, LBĐ gây ra ta phải quan tâm đến các đối tượng chịu thiệt hại và so sánh mức độ chịu tác động của các đối tượng khi có TLĐ, LBĐ xảy ra. Các đối tượng chịu tác động của được xác định bao gồm:
- Dân cư (đơn vị tính là mật độ dân số);
- Các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp bao gồm nhà ở, bệnh viện, trường học, nhà làm việc các cơ quan, xí nghiệp...;
- Đường giao thông (các loại);
- Sử dụng đất: nông nghiệp, xây dựng.
Mức độ chịu tác động đối với TLĐ, LBĐ của các đối tượng là không giống nhau. Ở đây ta phải quan tâm đến mối quan hệ giữa cường độ của quá trình gây tai
biến và mức độ thiệt hại đối với các đối tượng chịu tai biến. Ví dụ như trượt lở trên tuyến quốc lộ bao giờ cũng thiệt hại hơn khi trượt lở trên các đoạn đường mòn. Hay LBĐ ở khu vực dân cư bao giờ cũng cao hơn khu vực đất trống. Vì vậy, việc thành lập bản đồ nguy cơ rủi ro do tai biến TLĐ, LBĐ thì phải dựa trên cở sở của hai bản đồ chính là bản đồ nguy cơ tai biến TLĐ, LBĐ và bản đồ tính nhạy cảm của các đối tượng bị thiệt hại. Ở đây, chúng tôi không trình bày quy trình phân tích và thành lập bản đồ này (hình 4.41), nguyên tắc thành lập bản đồ này dựa trên phương pháp đánh giá trọng số như đã trình bày ở trên và các đối tượng đưa vào để tính toán bao gồm các lớp thông tin chính như sau: các điểm quần cư, các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp, đường giao thông, công trình thủy lợi. Thực tế là có rất nhiều các yếu tố bị tác động do TLĐ và LBĐ sinh ra. Trên cơ sở dữ liệu đã có cùng với mục đích nghiên cứu, chúng tôi chỉ dừng lại ở việc lựa chọn các yếu tố trên để phân tích. Bản đồ đánh giá mức độ dễ bị tổn thương đối với tai biến TLĐ, LBĐ (hình 4.41) có quy luật phân bố gần giống với bản đồ mật độ dân số tỉnh Lào Cai. Điều này cũng rất hợp lý bởi các yếu tố bị tổn thương (thiệt hại) đều gắn bó với nơi cư trú của con người.
Đánh giá nguy cơ thiệt hại là quá trình xác định mức độ thiệt hại của các đối tượng chịu tai biến khi tai biến tác động đến chúng. Có thể nói nguy cơ thiệt hại là hàm của nguy cơ tai biến và các đối tượng chịu tai biến:
Nguy cơ thiệt hại = f(nguy cơ tai biến, đối tượng chịu tai biến)
Hình 4.39: Mối quan hệ giữa nguy cơ tai biến và tính dễ bị tổn thương
Nguy cơ thiệt hại càng lớn khi nguy cơ tai biến càng cao và mức độ chịu tai biến của đối tượng chịu tai biến càng thấp (tức là mức độ dễ bị tổn thương cao). Bằng chức năng chồng ghép trong GIS (theo bảng 4.11), mức độ rủi ro đối với tai biến TLĐ, LBĐ được thể hiện trong không gian dưới dạng bản đồ. Mức độ rủi ro được chia ở 5 cấp độ với mức độ thiệt hại tương ứng (hình 4.42). Tuy không thể lượng hóa được mức độ thiệt hại cụ thể nhưng bản đồ rủi ro TLĐ, LBĐ tỉnh Lào
Cai rất có giá trị trong việc phân vùng và dự báo tai biến cũng như trong việc ra các quyết định ứng phó.
Bảng 4.12: Ma trận đánh giá nguy cơ thiệt hại do tai biến TLĐ, LBĐ
Nguy cơ tai biến Mức độ TLĐ, LBĐ đễ bị tổn thương
Tương đối
ổn định Yếu Trung bình Mạnh Rất mạnh
Rất thấp Rất thấp Thấp Thấp Trung bình Trung bình
Thấp Thấp Thấp Trung bình Trung bình Cao
Trung bình Thấp Trung bình Trung bình Cao Cao
Cao Trung bình Trung bình Cao Cao Rất cao
Rất cao Trung bình Cao Cao Rất cao Rất cao
4.5.2. Phân vùng nguy cơ tai biến trƣợt đất, lũ bùn đá tỉnh Lào Cai
Phân vùng nguy cơ tai biến TLĐ, LBĐ khu vực tỉnh Lào Cai được thực hiện dựa trên các kết quả phân tích, đánh giá nguyên nhân phát sinh, phát triển tai biến, các kết quả nghiên cứu hiện trạng và bản đồ đánh giá nguy cơ tai biến TLĐ, LBĐ đã thành lập. Như đã phân tích ở trên, các dạng tai biến TLĐ, LBĐ có liên quan chặt trẽ tới cấu trúc địa chất, địa mạo và điều kiện khí hậu thủy văn, vì vậy việc thành lập bản đồ phân vùng tai biến TLĐ, LBĐ tỉnh Lào Cai phải dựa trên cơ sở của phân vùng tự nhiên - lịch sử, nguyên tắc này cho phép phân chia lãnh thổ thành các vùng mà đặc tính của nó tương đối đồng nhất và khác hẳn với vùng liền kề. Sự khác biệt lớn nhất trong hệ thống địa động lực là cấu trúc địa chất lãnh thổ và tính chất của đá nền liên quan tới cấu trúc đó. Mối quan hệ giữa các quá trình nội sinh và ngoại sinh được thể hiện trên cấu trúc địa hình lãnh thổ. Vì vậy, cấu trúc địa hình là cơ sở để phân chia ra các vùng. Theo nguyên tắc trên, chúng tôi tiến hành phân vùng tai biến TLĐ, LBĐ tỉnh Lào Cai thành 8 vùng với các đặc trưng địa động lực và tai biến khác nhau (hình 4.43).
I. Vùng núi cao địa lũy Fansipan: Vùng này bao gồm toàn bộ sườn đông bắc dãy dãy núi địa lũy Fansipan. Phát triển trên khối một khối nâng với thành phần đá gốc chủ yếu là granit, được giới hạn bởi thung lũng địa hào Sông Hồng ở phía đông bắc. Với độ dốc địa hình lớn và hoạt động kiến tạo mạnh, các quá trình tai biến trượt lở ở đây xảy ra rất mạnh và tai biến LBĐ xảy ra mạnh. Trong vùng này, các khu vực được xác định có mức độ tai biến TLĐ rất cao là khu vực các xã Y Tý, Dền
Thàng, Mường Vi, Ngải Thầu, Tả Giang Phình, Trung Trải, Tả Phìn, Thanh Kim. Các khu vực có nguy cơ lũ bùn đá rất cao tại Thanh Kim, Sử Pán, Bản Hồ, Bản Phùng, Thanh Phú, Suối Thầu và Nậm Sài. Đây là vùng có địa hình núi cao, phân cắt mạnh, điều kiện đi lại hết sức khó khăn và rất đễ bị cô lập. Mặt khác, dân cư chủ yếu là đồng bào dân tộc thiểu số, trình độ dân trí chưa cao nên cần phải có các biện pháp tuyên truyền giáo dục là chủ yếu.
II. Vùng núi trung bình và đồi núi thấp Mường Hum – Cốc San: Vùng này kéo dài thành một dải dọc theo bờ phải sông Hồng theo hướng Tây Bắc – Đông Nam. Xét về mặt KTHT thì đây là vùng có cấu trúc địa lũy dạng bậc đặc trưng. Đây là vùng có mức độ tai biến LBĐ và TLĐ cao nhất trong tỉnh. Các khối trượt và dòng bùn đá thường rất lớn, điển hình như tại Mường Vi, Phìn Ngan, Trịnh Tường,… Hầu hết các vụ trượt đất và LBĐ nguy hiểm, cướp đi sinh mạng của nghiều người đều diễn ra trong vùng này. Một trong những lý do khiến cho cường độ LBĐ ở khu vực này rất cao là vì mối quan hệ gữa hình thái và cấu trúc thung lũng vuông góc với phương cấu trúc đất đá. Mặt khác, vì tính chất nâng khối tảng dạng bậc nên tạo điều kiện cho quá trình san bằng địa hình với những bề mặt có vỏ phong hóa dày. Khi có các tác động ngoại sinh thì rất dễ xảy ra TLĐ và LBĐ. Các khu vực có nguy cơ trượt lở đất rất cao bào gồm các xã A Mú Sung, Nậm Trạc, Bản Vược, Bản Qua, Tòng Sành. Khu vực có nguy cơ lũ bùn đá cao bao gồm các xã Trịnh Tường, Bản Qua và Quang Kim. Đây là khu vực có mức độ lũ bùn đá rất cao và gây lên thiệt hại cũng rất lớn tới người và của. Các khối trượt cũng có quy mô rất lớn và thường phát sinh tại các khu tập trung dân cư. Vì vậy, cần xây dựng một số trạm cảnh báo sớm lũ tại khu vực này và tiến hành quan trắc thường xuyên các khối trượt lớn có nguy cơ gây tai biến.
III. Vùng núi cao – trung bình khối tảng nam Khánh Yên: Phát triển trên võng chồng Tú Lệ, cấu tạo bởi đá phùn trào và trầm tích phun trào nên các tai biến địa động lực ngoài sinh ở vùng chủ yếu là di đẩy, đổ vỡ và sập lở. Trong các khu vực trũng giữa núi có nguy cơ tai biến LBĐ ở mức trung bình. Trượt lở lớn tại vùng này tập trung gần sông Minh Lương, dọc theo quốc lộ 279 hay tại xã Nậm Xây và Khánh Yên Hạ. Lũ bùn đá có nguy cơ không cao nhưng cũng phát triển trên độ cao 800-1000m. Nhìn chung, đây là khu vực có nguy cơ lũ bùn đá và trượt lở đất trung bình. Nên tập trung vào các biện pháp công trình khi có tác động lớn đến địa hình như nâng cấp các tuyến đường giao thông, tăng diện tích lớp phủ.
IV. Vùng đồi thấp Bảo Hà: Vùng được cấu tạo bởi đá biến chất và đá trầm tích thuộc nhóm đá cứng. Tai biến xảy ra chủ yếu là trượt đất tại khu vực dải núi thấp Bảo Hà, nơi có địa hình ít bị chia cắt, sườn thoải, độ dốc nhỏ. Tai biến LBĐ xảy ra tại các đới phá hủy kiến tạo cổ hay các trũng giữa núi. Tại khu vực này có nguy cơ trượt lở đất và lũ bùn đá không cao, chủ yếu là trượt lở đất do sự xâm thực ngang của sông suối và do hoạt động san ủi mặt bằng. Cần lưu ý tới các tai biến phát sinh có nguồn gốc từ ngoài vùng.
V. Vùng thung lũng Sông Hồng và dãy núi Con Voi: Nằm kẹp giữ đứt gãy Sông Hồng và Sông Chảy, được cấu tạo bởi đá biến chất Proterozoi thuộc nhóm đá cứng có độ bền trung bình. Trong khu vực thung lũng địa hào Sông Hồng, tai biến trượt lở liên quan đến quá trình xâm thực ngang của Sông Hồng và do hoạt động nhân sinh là chủ yếu. Trượt lở cũng phát triển mạnh trên dãy núi Con Voi nhưng với quy mô không lớn. Trong vùng, ít có khả năng xảy ra LBĐ. Khu vực này có điều kiện địa động lực không ổn định, trượt lở đất phát triển rất mạnh tại các khu vực có mức độ đô thị hóa cao. Ngoài ra, trượt lở đất cũng rất phổ biến do hoạt động xâm thực ngang của sông suối. Các khu vực có tai biến trượt lở cao phải kể tới là khu vực Lào Cai – Cam Đường và các xã Quang Kim, Tả Phời, Gia Phú, Xuân Giao. Tại vùng này, nên tập trung vào các biện pháp công trình, tuyên truyền giáo dục. Cũng cần lắp đặt một số thiết bị cảnh báo tại nơi có nguy cơ cao như suối ngòi Đum, ngòi Pèng, ngòi Bo vì mật độ dân số cũng như cơ sở hạ tầng tập trung rất cao.
VI. Sơn nguyên Bắc Hà – Mường Khương: Về cấu trúc địa chất đây là một đới uốn nếp Caledonit Việt –Trung [5], cấu tạo chủ yếu bởi đá biến chất xen đá vôi có tuổi Paleozoi có độ bền lớn thuộc nhóm đá cứng. Chế độ TKT của toàn vùng tương đối ổn định và bị nâng dạng vòm, khối tảng. Tính chất xen kẹp giữa đá vôi và đá biến chất dẫn tới quá trình tai biến tại vùng chủ yếu là trượt lở và trượt dạng khối. Quá trình trượt khối đi kèm với trượt chảy đã đe dọa rất nhiều các điểm dân cư và quốc lộ. Khu vực trượt lở rất mạnh tập trung ở các xã Tung Chung Phố, Nấm Lư, Thanh Bình, Ngải Thầu và Bản Phố. Lũ bùn đá ít phát sinh tại vùng này. Biện pháp giảm thiểu thiệt hại tập trung vào tuyên truyền giáo dục nhận thức cho người dân.
VII. Vùng núi xâm thực Phong Hải – Bảo Nhai: Đây là vùng có cấu trúc địa chất tương đối phức tạp, bao gồm đá biến chất, đá hoa và đá vôi xen kẹp biến chất. Địa hình núi thấp nhưng bị chia cắt mạnh thành nhiều dải và nhánh nhỏ, sườn dốc. Tai biến ngoại sinh tại vùng có đặc trưng bởi các dạng trượt chảy, xói mòn và đôi chỗ
có xói ngầm. Nguy cơ ta i biến LBĐ ở mức thấp. Tai biến trượt lở đất phát triển mạnh dọc quốc lộ 70 trong vùng này và khu vực Phố Ràng, Việt Tiến. Đánh giá chung, đây là vùng có nguy cơ tai biến trượt lở đất, lũ bùn đá trung bình.
VIII. Vùng núi thấp vòm khối tảng Tân Tiến: Vùng này cấu tạo chủ yếu bởi đá granit bị chia cắt mạnh, sườn dốc, địa hình rất phức tạp. Đây là khu vực có gradien địa hình lớn và bản thân đá gốc bị nứt nẻ nhiều thành các khối hình nêm. Các dạng tai biến đặc trưng là đá đổ, sườn đổ, sập đổ, sập lở đồng thời có nguy cơ về lũ đá.