1.3.1. Phương pháp khảo sát thực địa.
Công tác khảo sát thực địa được tiến hành tại vùng nghiên cứu trong 2 đợt: tháng 6/2014 và tháng 8/2014. Mục đích khảo sát thực địa nhằm điều tra các đặc điểm kinh tế - xã hội, điều kiện tự nhiên (địa hình, địa mạo, thuỷ văn, lớp phủ thực vật và điều kiện khí hậu) và các thiên tai (động đất, mưa, lũ). Từ đó xác định, đánh giá các yếu tố tự nhiên và nhân sinh gây ra và cường hoá trượt lở tại Bản Díu
Trong quá trình khảo, các hộ dân chịu thiệt hại do trượt lở cũng được phỏng vấn nhằm bổ sung thông tin cho việc xác định các yếu tố gây trượt lở.
Bên cạnh các báo cáo chi tiết thu thập được từ địa phương, các công trình nghiên cứu được xuất bản cũng được sử dụng tham chiếu, đặc biệt là các hệ thống bản đồ như bản đồ địa hình, bản đồ địa mạo, bản đồ địa chất... Kết quả của phương pháp này cung cấp dữ liệu đầu vào cho việc xây dựng sơ đồ nguy cơ trượt lở của luận văn.
1.3.12. Phương pháp phân tích sử dụng cho mô hình thống kê đa biến.
Mô hình phân tích thống kê đa biến được sử dụng phổ biến là mô hình của tác giả Van Westen (1997) (Hình 1.9).
Trong phương pháp thống kê đa biến, giá trị trọng số cho một lớp thông số ảnh hưởng tới quá trình trượt lở đất được định nghĩa là logarit tự nhiên của mật độ
31
trượt lở trong lớp trên mật độ trượt lở trong toàn bản đồ. Công thức này được Van Westen (1997) đưa ra như sau:
(1)
trong đó:
Wij Trọng số của lớp i thuộc tác nhân gây trượt lở j
Dij Mật độ trượt lở trong lớp i thuộc tác nhân gây trượt lở j. D Mật độ trượt lở trên toàn bộ bản đồ
Npix(Si) Số pixel (số ô hay diện tích) trượt lở trong lớp i thuộc tác nhân gây trượt lở j
Npix(Ni) Tổng số pixel (số ô hay diện tích) của lớp i thuộc tác nhân gây trượt lở j
∑Npix(Si) Tổng số pixel(số ô hay diện tích) trượt lở thuộc tác nhân gây trượt lở j
32
Hình 1.9: Mô hình Phân tích thống kê của Van Westen (1997)
Trong luận văn này, phần mềm ArcGIS được sử dụng để tính các giá trị trọng số (Wij) cho mỗi lớp của từng tác nhân gây trượt lở theo công thức (1). Trọng số (Wj) được tính theo công thức (3) cho mỗi tác nhân gây trượt lở. Bản đồ nguy cơ
33
trượt lở sẽ được tính bằng công thức (2) và phân vùng dự báo nguy cơ trượt lở bằng phần mềm ArcGIS (hHình 1.10).
Hình 1.10. Quy trình chung áp dụng Mô mô hình thống kê đa biến xây dựng bản đồ nguy cơ trượt lở đất
1.3.23. Phương pháp mô hình tính toán nguy cơ trượt
Bản đồ giá trị nguy cơ trượt lở đất được tính toán trong hệ thống GIS cho một khu vực dựa trên công thức của Voogd (1983) sau đây:
(2)
trong đó:
LSI: Chỉ số nguy cơ xảy ra tai biến trượt lở đất Wij: Trọng số của lớp i thuộc tác nhân gây trượt lở j.
Wj: Trọng số của tác nhân gây trượt lở j xác định bởi công thức như sau (Trần Mạnh Liểu &nnk, 2013):
= 1 −
∑ (3)
34 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
j: Độ lệch chuẩn của hàm phân bố trượt ứng với từng tác nhân
Maxj: Giá trị lớn nhất ghi nhận được của mỗi tác nhân trong vùng trượt tương ứng của tác nhân đó.
Bản đồ nguy cơ trượt đất được xây dựng dựa trên sự hiểu biết về các chuyển động phức tạp trên sườn và về các yếu tố gây ra trượt lở. Việc khoanh vẽ các khu vực hiện thời chưa bị tác động của trượt lở được dựa trên giả định rằng, quá trình trượt lở trong tương lai sẽ diễn ra trong cùng một điều kiện với các vụ trượt lở quan sát được đã xảy ra trước đó. Việc phân chia ranh giới của các vùng nguy cơ trượt lở xuất phát từ xác suất xảy ra hiện tượng, từ sự tương đồng của các yếu tố tác động phát sinh trượt lở như: độ dốc, đặc điểm địa chất, địa mạo, các hoạt động kinh tế-xã hội của con người. Mặt khác, việc định lượng cấp độ nguy cơ trượt lở là kết quả của sự tích lũy các yếu tố tác động phát sinh trượt lở được tính theo công thức (2), trong đó LSI là chỉ số nguy cơ xảy ra tai biến trượt lở đất; Wij là trọng số của lớp i thuộc tác nhân gây trượt lở j; Wj là trọng số của tác nhân gây trượt lở j.
Như vậy, phương pháp khảo sát thực tế kết hợp với phân tích các dữ liệu viễn thám là quan trọng, bởi lẽ có xác lập chi tiết hiện trạng tai biến trượt lở một cách đầy đủ thì mới phân vùng cảnh báo nguy cơ trượt lở đất đạt độ chính xác cao, phù hợp với thực tiễn. Phương pháp phân tích trọng số và phân tích không gian trong môi trường GIS được ứng dụng để phân vùng cảnh báo nguy cơ trượt lở sẽ đáp ứng được nhu cầu thực tiễn đặt ra, làm cơ sở khoa học cho việc phân vùng quy hoạch phát triển bền vững kinh tế-xã hội, tính toán tổn thương cho khu vực xã Bản Díu-, huyện Xín Mần-, tỉnh Hà Giang.
1.3.34. Quy trình lập bản đồ.
Các quá trình tai biến địa chất (trong đó có trượt lở) phát sinh và phát triển dưới ảnh hưởng của nhiều yếu tố, có những yếu tố giữ vai trò rất quan trọng, có những yếu tố mà ảnh hưởng của chúng không nhận rõ được. Tất cả các yếu tố đó
được gọi là các yếu tố hình thành và phát triển tai biến và chia thành hai nhóm: nhóm các yếu tố điều kiện và nhóm các yếu tố nguyên nhân của tai biến.
35
Điều kiện của tai biến là tổ hợp các yếu tố về cấu trúc và tính chất của Môi trường địa chất cần nhưng chưa đủ để phát sinh tai biến đó. Như vậy yếu tố điều kiện của môt tai biến không thể chỉ có một mà một tổ hợp các yếu tố. Tuy nhiên không phải vai trò của tất cả các yếu tố đều như nhau.
Nguyên nhân của tai biến bao giờ cũng là một quá trình khác phát triển ở môi trường bên ngoài, hoặc bên trong môi trường địa chất, tương tác với các yếu tố điều kiện của tai biến đó. Nguyên nhân của một tai biến thường không chỉ có một, mà là một số, trong đó vai trò của các nguyên nhân cũng không phải như nhau. Ví dụ, nguyên nhân trượt lở có thể do quá trình mưa lớn liên tục, có thể do quá trình vận động của dòng ngầm hoặc cũng có thể do quá trình cắt xén mái dốc.
Các yếu tố theo theo khả năng quyết định bản chất, đặc điểm phát triển tai biến được phân chia thành 3 nhóm:
- Các yếu tố quyết định đặc điểm nguồn gốc và cường độ phát triển của tai biến. Đây là các yếu tố không biến động theo thời gian vật lý. Thuộc nhóm này bao gồm các yếu tố cấu trúc địa chất (kiến tạo, địa tầng, thạch học) và địa mạo.
- Các yếu tố quyết định xu thế phát triển của tai biến. Đây là các yếu tố biến đổi chậm. Thuộc nhóm này bao gồm các yếu tố: chuyển động kiến tạo hiện đại (đứng và ngang); điều kiện khí hậu, biến đổi mực nước biển; thảm thực vật và đất trồng...
- Các yếu tố quyết định chế độ phát triển tai biến. Đây là các yếu tố biến động nhanh. Nhóm yếu tố này bao gồm: khí tượng (lượng mưa, nhiệt độ, gió,..); thuỷ văn (lưu lượng nước sông, mực nước biển, sóng hồ, sóng biển,….); địa chấn; dòng nước mặt; độ ẩm của đất; mực nước ngầm; độ bền và biến dạng của đất đá và các hoạt động kinh tế của con người.
Căn cứ vào điều kiện cụ thể của vùng nghiên cứu, các nhân tố đặc trưng được lựa chọn bao trùm lên các nhân tố khác để xây dựng bản đồ nguy cơ trượt lởtại Bản Díu là: độ dốc, thạch học, độ phân cắt sâu, độ phân cắt ngang, hướng dốc, mô hình độ cao (DEM) và hiện trạng trượt lở (hình 1.11).
36 Hệ thống tư liệu
Tư liệu bản đồ Tư liệu viễn thám Số liệu thực địa
Địa chất Địa mạo Hiện trạng trượt lở … Mô hình số độ cao (DEM) Độ phân cắt sâu Độ phân cắt ngang Hướng đốc Hệ thống cơ sở dữ liệu Xử lý GIS Tính toán trọng số các lớp bản đồ Tích hợp GIS BẢN ĐỒ DỰ BÁO TRƯỢT LỞ
37
Hình 1.11. Quy trình thành lập sơ đồ nguy cơ trượt lở đất tại xã Bản Díu
Theo đó, dữ liệu cung cấp các tác nhân ảnh hưởng đến trượt lở của xã Bản Díu-huyện Xín Mần được thể hiện dưới dạng bản đồ (hình 1.12) bao gồm:
Nhóm các bản đồ xây dựng trực tiếp: gồm các bản đồ theo từng chuyên đề
nghiên cứu có liên quan đến trượt lở, được thu thập khảo sát từ thực địa như các bản đồ địa hình, thạch học, địa mạo, hiện trạng trượt lở, ....
Bản đồ hiện trạng trượt lở được xây dựng trên bản đồ nền địa hình tỉ lệ 1/10.000 theo các khoảnh chìa khóa (KCK) là các khối trượt thực tế.
Nhóm các bản đồ xây dựng gián tiếp: Nội suy từ các điểm độ cao và đường
đồng mức địa hình tạo ra Mô hình số độ cao (DEM) và các bản đồ thành phần như độ dốc, hướng phơi sườn, độ phân cắt sâu, độ phân cắt ngang được chiết tách từ DEM và ảnh Vệ tinh ASTER GLOBAL DEM.
Các bản đồ tác nhân khi xây dựng trên khuôn dạng ArcGIS đều phải chỉnh sửa làm sạch và số hóa theo đúng chuẩn Cơ sở dữ liệu, đảm bảo khi tiến hành phân tích không gian sẽ không bị lỗi hình học.
38
Hình 1.12: Quy trình lập bản đồ các tác nhân gây trượt lở tại xã Bản Díu Phương pháp xây dựng trọngChỉ số thống kê cho phép đánh giá mật độ trượt lở theo từng lớp thông số đưa vào trên diện tích của chính lớp ấy trên bản đồ, và việc tính trọng số cho các lớp của từng tác nhân là hoàn toàn độc lập nên diện tích các bản đồ tác nhân khác nhau cũng không ảnh hưởng đến kết quả. Mặt khác khi chồng ghép các bản đồ dạng raster theo hàm tính toán trong ArcGIS với lớp thông tin quan trọng là bản đồ hiện trạng trượt lở thì các diện tích bên ngoài phạm vi nghiên cứu cũng không được thể hiện. Bởi vậy tôi đã cắt một số bản đồ tác nhân theo ranh giới vùng nghiên cứu trước khi tiến hành tính toán theo mô hình thống kê đa biến.
39 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tất cả các bản đồ tác nhân đều được thể hiện trong phạm vi nghiên cứu trong diện tích 767x574 ô lưới (pixels) của xã Bản Díu, với kích thước ô lưới là 10x10m và đều được đưa về cùng hệ tọa độ quốc tế UTM (WGS 1984_ZONE 48N) trong phần mềm ArcGIS. ArcGIS là phần mềm GIS cho phép phân tích không gian rất mạnh với cả các dạng dữ liệu Vector và Raster, đã được rất nhiều nhà nghiên cứu trượt lở trên thế giới và Việt Nam sử dụng để giải bài toán xác định khả năng xảy ra các hiện tượng tai biến thiên nhiên.
TỔNG QUAN V
2.1. Điều kiện tự nhiê
2.1.1. Vị trí địa lý
Xã Bản Díu là m cách huyện 22km, có v
+ Phía Bắc giáp xã Nàn X + Phía Đông giáp x + Phía Nam giáp xã Nàng Ngán Chiên, huyện Xín M
+ Phía Tây giáp xã Thèn Phàng. Xã Bản Díu đư
Chúng Trải, Ngam Lim, Quán Thèn, C
40
Chương 2
NG QUAN VỀ VÙNG NGHIÊN C
ên
n Díu là một xã nội địa nằm ở phía Đông Bắc của huy n 22km, có vị trí (hình 2.1):
c giáp xã Nàn Xỉn, xã Bản Phùng, huyện Hoàng Su Phì + Phía Đông giáp xã Chiến Phố, huyện Hoàng Su Phì
+ Phía Nam giáp xã Nàng Đôn, huyện Hoàng Su Phì; xã Trung Th n Xín Mần.
+ Phía Tây giáp xã Thèn Phàng.
n Díu được chia thành các thôn bản: Díu Hạ, Na L i, Ngam Lim, Quán Thèn, Cốc Tủm, Díu Thượng.
VÙNG NGHIÊN CỨU
a huyện Xín Mần, xã
n Hoàng Su Phì
n Hoàng Su Phì; xã Trung Thịnh và xã
41
Hình 2.1 : Vị trí khu vực nghiên cứu trong tỉnh Hà Giang và huyện Xín Mần Xã Bản Díu có tổng diện tích tự nhiên là 17 784ha, tổng dân số năm 2010 là 796 hộ = 4 122 nhân khẩu gồm 5 dân tộc, trong đó dân tộc La Chí là chủ yếu với 553 hộ = 2 705 khẩu chiếm 65,6% còn lại các dân tộc Tày, Mông, Dao, Nùng; Mật
độ dân số đạt 189 người/km2.
Xã Bản Díu được chia thành các thôn bản: Díu Hạ, Na Lũng, Mào Phố, Chúng Trải, Ngam Lim, Quán Thèn, Cốc Tủm, Díu Thượng.
2.1.2. Đặc điểm địa hình-địa mạo.
Xã Bản Díu với địa hình núi cao và trung bình bị phân cắt mạnh mởi các phay phá và đứt gãy địa phương (hình 2.2). Các dãy núi cao phát triển theo phương chính Tây Bắc - Đông Nam. Địa hình ở đây có xu thế thấp dần từ phía Đông sang phía Tây (Bờ sông Chảy). Quá trình địa mạo ở đây chủ yếu là xâm thực bóc mòn tạo nên các sườn đồi và ở lòng suối tích tụ lớp trầm tích aluvi mỏng.
* Các dạng địa hình khác:
Formatted: Font: (Default) Times New Roman, 13 pt
42 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Các vách đá vôi: Khu vực nghiên cứu các vách này khá phổ biến và phát triển theo hai phương chính: Á kinh tuyến và phương Tây Bắc-Đông Nam. Các vách này có chiều dài, độ cao rất khác nhau: dài từ vài chục mét đến vài trăm mét, độ cao khoảng từ 30-50m. Tại khu vực thôn Chúng Trải, Díu Thượng các vách đá vôi này còn phát hiện các dấu vết dịch trượt của đứt gãy này khá rõ.
Nhìn chung, địa hình ở khu vực xã Bản Díu là địa hình kiểu xâm thực-bóc mòn là chính, cấu tạo dạng bậc và thấp dần về hai phía Đông và Tây. Mỗi bậc địa hình có các bề mặt san bằng nhỏ, hẹp và kéo dài. Tại những bề mặt này thường có chiều dày vỏ phong hóa lớn và tích tụ các trầm tích aluvi hoặc tàn tích. Đây chính là dạng địa hình thuận lợi cho quá trình trượt lở xảy ra.
43
2.1.3. Độ dốc địa hình
Dựa trên những đặc điểm địa hình, địa mạo đã trình bày ở trên đã cho thấy độ dốc địa hình (sườn) khá phức tạp và có sự chuyển biến rất đột ngột. Phân tích mặt cắt ngang theo phương Tây-Đông (từ khu vực đỉnh núi thôn Chúng Trải xuống đến bờ sông Chảy) cho thấy độ dốc sườn có sự thay đổi đáng kể: trên đỉnh là bề mặt địa hình cấu tạo bởi đá vôi có dạng răng cưa, tiếp theo là các vách đá vôi dốc đứng (70-800), sau đó chuyển tiếp xuống địa hình sườn có độ dốc thoải dần từ 20-250 ở phần đỉnh đến 10-150 về phía bờ sông chảy, tiếp theo là chuyển sang các vách dốc đứng, chân các vách có tích tụ các sản phẩm hỗn hợp, eluvi, proluvi và độ dốc thoải từ 20-250.
Nhìn chung, bề mặt sườn địa hình ở đây phát triển theo phương chính là Đông-Tây và có hướng nghiêng về phía sông Chảy, bề mặt sườn thường có chiều dày vỏ phong hóa lớn và tích đọng các vật tàn tích, do có các khe suối cắt xé vào nên đã tạo điều kiện trượt lở xảy ra mạnh và nhanh hơn, đặc biệt là dọc các khe suối hoặc chuyển tiếp giữa các bậc sườn địa hình với nhau.
Yếu tố địa hình tại khu vực nghiên cứu có nguy cơ gây trượt lở cao là bề mặt sườn có chiều dày vỏ phong hóa lớn với thành phần chủ yếu là cát, sạn thuộc hệ tầng Sông Chảy 1, là nơi tích đọng các vật liệu tàn tích. Thường nằm dọc các khe suối như khu vực thôn Díu Hạ, Díu Thượng, Na Lũng, Mào Phố và dọc các ta luy đường thôn Ngam Lim, Cốc Tủm. Mặt khác, các khu vực phong hóa chưa hoàn toàn với vách đá vôi dốc đứng (70-800) thường là nơi xảy ra quá trình trượt lở đất kèm theo đá đổ như khu vực thôn Chúng Trải, thôn Díu Thượng.
2.1.4. Cấu trúc địa chất
Tính chất cơ lý của đất đá có ảnh hưởng lớn tới độ bền của đá, độ ổn định của nền địa chất khu vực. Tính chất này phụ thuộc vào nguồn gốc, thành phần vật chất của đá. Trên diện tích xã Bản Díu chỉ có mặt các đá magma xâm nhập thuộc phức hệ Sông Chảy (aD3sc) (hình 2.3).Các đá thuộc Phức hệ Sông Chảy trong diện