(LUẬN văn THẠC sĩ) ứng dụng GIS đánh giá nguy cơ trượt lở đất dọc quốc lộ 6 ở tỉnh hòa bình

 Tổng quan về đánh giá nguy cơ trượt lở đất bằng GIS  Thu thập dữ liệu về trượt lở đất và các dữ liệu liên quan ở khu vực nghiên cứu  Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS về trượt lở đất và các

Nguyễn Văn Long

ỨNG DỤNG GIS ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ TRƯỢT LỞ ĐẤT DỌC QUỐC LỘ 6 Ở TỈNH HÒA BÌNH

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Hà Nội, 2018

Nguyễn Văn Long

ỨNG DỤNG GIS ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ TRƯỢT LỞ ĐẤT DỌC QUỐC LỘ 6 Ở TỈNH HÒA BÌNH

Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên và môi trường

Mã số: 60850101

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN ĐÌNH MINH

Hà Nội, 2018

Tác giả xin cam đoan, mọi sự giúp đỡ cho việc nghiên cứu thực tế tại địa phương để thực hiện luận văn này đã được cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Nguyễn Văn Long

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã trực tiếp hướng dẫn tác giả trong suốt thời gian thực hiện đề tài

Tác giả xin cám ơn sự góp ý chân thành của các thầy, cô giáo tại Khoa Địa

lý, các cán bộ Viện Địa chất, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Phòng Sau Đại học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả hoàn thành đề tài

Cuối cùng, tác giả xin cám ơn những người thân trong gia đình và đồng nghiệp đã khích lệ, tạo những điều kiện tốt nhất cho tác giả trong quá trình thực hiện đề tài này

Tác giả luận văn

Nguyễn Văn Long

LỜI CÁM ƠN 2

DANH MỤC HÌNH 6

DANH MỤC BẢNG 8

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 9

MỞ ĐẦU 10

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU TRƯỢT LỞ ĐẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 12

1.1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 12

1.1.1 Các khái niệm liên quan 12

1.1.2 Tình hình nghiên cứu trượt lở đất trên thế giới và VN 16

1.1.3 Cơ sở ứng dụng GIS trong đánh giá TLĐ 20

1.2 Phương pháp nghiên cứu: 21

1.2.1Thu thập và xử lý dữ liệu 21

1.2.2Phương pháp phân tích thứ bậc AHP 22

1.2.3 Phương pháp tích hợp AHP vào GIS để xây dựng bản đồ nguy cơ trượt lở đất 25

1.3 Quy trình thành lập bản đồ nhạy cảm trượt lở đất 25

CHƯƠNG 2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TRƯỢT LỞ ĐẤT DỌC QUỐC LỘ 6 Ở TỈNH HÒA BÌNH 29

2.1 Điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội tỉnh Hòa Bình 29

2.1.1 Điều kiện tự nhiên 29

2.1.2 Điều kiện kinh tế xã hội tỉnh Hòa Bình 30

2.1.3 Khu vưc nghiên cứu 31

2.2 Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến trượt lở đất dọc quốc lộ 6 ở tỉnh Hòa Bình 34

2.2.1 Yếu tố độ dốc 34

2.2.2 Yếu tố thạch học 37

2.2.3 Yếu tố lượng mưa 39

2.2.7 Yếu tố hướng sườn dốc 47

2.2.8 Yếu tố khoảng cách tới đứt gãy 49

2.2.9 Yếu tố khoảng cách tới sông suối 51

CHƯƠNG 3: NGUY CƠ TRƯỢT LỞ ĐẤT DỌC QUỐC LỘ 6 Ở TỈNH HÒA BÌNH 53

3.1 Thành lập bản đồ kiểm kê trượt lở đất dọc quốc lộ 6 ở tỉnh Hòa Bình 53

3.2 Thành lập bản đồ đánh giá ảnh hưởng của các nhân tố đến trượt lở đất 59

3.2.1 Thành lập bản đồ đánh giá ảnh hưởng của độ dốc đối với trượt lở đất 59 3.2.2Thành lập bản đồ ảnh hưởng của hướng dốc đến trượt lở đất KVNC 62

3.2.3Thành lập bản đồ ảnh hưởng của thạch học đến trượt lở đất KVNC 64

3.2.4Thành lập bản đồ ảnh hưởng của sử dụng đất đến trượt lở đất KVNC 66 3.2.5 Thành lập bản đồ ảnh hưởng của các loại đất đến trượt lở đất KVNC 69

3.2.6Thành lập bản đồ ảnh hưởng của lượng mưa đến trượt lở đất KVNC 72

3.2.7Thành lập bản đồ ảnh hưởng của giao thông đến trượt lở đất KVNC 74

3.2.8Thành lập bản đồ ảnh hưởng của sông suối đến trượt lở đất KVNC 76

3.2.9Thành lập bản đồ ảnh hưởng của đứt gãy đến trượt lở đất KVNC 78

3.3 Thành lập bản đồ nhạy cảm trượt lở đất dọc quốc lộ 6 tỉnh Hòa Bình 80

3.3.1 Xác định và tính trọng số các yếu tố ảnh hưởng đến trượt lở đất KVNC 80

3.3.2Bản đồ nhạy cảm trượt lở đất dọc quốc lộ 6 tỉnh Hòa Bình 83

3.4 Đánh giá nguy cơ trượt lở đất dọc quốc lộ 6 ở khu vực tỉnh Hòa Bình 86

3.5 Các biện pháp phòng tránh, giảm thiểu nguy cơ trượt lở đất 91

3.5.1 Biện pháp kỹ thuật 91

3.5.2 Biện pháp quy hoạch 92

3.5.3 Biện pháp quản lý 92

3.5.4 Biện pháp truyền thông, giáo dục 93

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 96

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Hình ảnh các kiểu trượt lở đất minh họa 14

Hình 2.1 Bản đồ vị trí tỉnh Hòa Bình 29

Hình 2.2 Bản đồ vị trí khu vực nghiên cứu 30

Hình 2.3 Mô hình DEM khu vực nghiên cứu 32

Hình 2.4 Bản đồ độ dốc khu vực nghiên cứu 33

Hình 2.5: Bản đồ thạch học khu vực nghiên cứu 35

Hình 2.6 Bản đồ lượng mưa khu vực nghiên cứu 37

Hình 2.7 Bản đồ khoảng cách đến đường giao thông 39

Hình 2.8 Bản đồ phân bố các nhóm đất khu vực nghiên cứu 41

Hình 2.9 Bản đồ hiện trạng sử dụng đất khu vực nghiên cứu 43

Hình 2.10 Bản đồ hướng dốc khu vực nghiên cứu 45

Hình 2.11 Bản đồ khoảng cách đến đứt gãy trong khu vực nghiên cứu 47

Hình 2.12 Bản đồ khoảng cách đến sông suối khu vực nghiên cứu 49

Hình 3.1 Quy trình thành lập bản đồ nhạy cảm trượt lở đất 28

Hình 3.2 Trượt lở ngày 12/10/2017 tại xã Phú Cường- Tân Lạc 54

Hình 3.3 Điểm trượt lở đất tại xã Đồng Bảng, huyện Mai Châu 54

Hình 3.4 Điểm trượt lở đất tại xã Trung Minh, Thành phố Hòa Bình 55

Hình 3.5 Điểm trượt lở đất tại thị trấn Mai Châu 55

Hình 3.6 Bản đồ kiểm kê trượt lở đất khu vực nghiên cứu 58

Hình 3.7 Bản đồ MĐAH của độ dốc đến trượt lở đất KVNC 61

Hình 3.8 Bản đồ MĐAH của hướng dốc đến trượt lở đất KVNC 63

Hình 3.9 Bản đồ MĐAH của thạch học đến trượt lở đất KVNC 65

Hình 3.10 Biểu đồ diện tích đất KVNC 66

Hình 3.11 Bản đồ MĐAH của SDĐ đến trượt lở đất KVNC 68

Hình 3.12 Biều đồ diện tích các loại đất KVNC 69

Hình 3.13 Bản đồ ảnh hưởng các loại đất đến trượt lở đất KVNC 71

Hình 3.14 Biểu đồ diện tích các lượng mưa (mm) KVNC 72

Hình 3.15 Bản đồ MĐAH của lượng mưa đến trượt lở đất KVNC 73

Hình 3.16 Bản đồ MĐAH của khoảng cách giao thông đến trượt lở đất KVNC

75

Hình 3.17 Bản đồ MĐAH của sông suối đến trượt lở đất KVNC 77

Hình 3.18 Bản đồ MĐAH của đứt gãy đến trượt lở đất KVNC 79

Hình 3.19 Bản đồ nhạy cảm trượt lở đất dọc quốc lộ 6 khu vực tỉnh Hòa Bình 85 Hình 3.20 Biểu đồ tỉ lệ phần trăm trượt lở đất theo các cấp 86

Hình 3.21 Biểu đồ diện tích nguy cơ trượt lở đất theo các cấp 86

Hình 3.22 Xây dựng các tường chống xói lở bằng bêtông cốt thép 92

Hình 3.23 Sử dụng cọc thép gia cố bề mặt taluy 92

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 Phân loại trượt lở theo Varnes D.J 13

Bảng 2 Bảng phân loại tầm quan trọng tương đối của Saaty 22

Bảng 3 Ma trận so sánh cặp tầm quan trọng giữa các yếu tố tác động 23

Bảng 4 Các MĐAH của các yếu tố thành phần đến trượt lở đất 26

Bảng 5 Bảng thống kê các điểm trượt lở đất 56

Bảng 6 Đánh giá ảnh hưởng của độ dốc với trượt lở đất 60

Bảng 7 Đánh giá ảnh hưởng của hướng sườn dốc với trượt lở đất KVNC 62

Bảng 8 Đánh giá ảnh hưởng của thạch học với trượt lở đất KVNC 64

Bảng 9 Đánh giá ảnh hưởng của sử dụng đất đến trượt lở đất KVNC 66

Bảng 10 Đánh giá ảnh hưởng của lượng mưa đến trượt lở đất KVNC 72

Bảng 11 Đánh giá ảnh hưởng của giao thông đến trượt lở đất KVNC 74

Bảng 12 Đánh giá ảnh hưởng của sông suối đến trượt lở đất KVNC 76

Bảng 13 Đánh giá ảnh hưởng của đứt gãy đến trượt lở đất KVNC 78

Bảng 14 Bảng ma trận tương quan giữa các yếu tố gây trượt 80

Bảng 15 Ma trận xác định trọng số của các yếu tố 82

Bảng 16 Bảng phân cấp nguy cơ trượt lở đất theo chỉ số nhạy cảm trượt lở (LSI) 86

Bảng 17 Bảng thống kê sự phân bố nguy cơ trượt lở đất các cấp theo các xã trong khu vực nghiên cứu 87

Bảng 18 Thống kê tỉ lệ nguy cơ trượt lở đất trong các xã 90

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt/kí hiệu Cụm từ đầy đủ

AHP Analytic Hierarchy Process

Quy trình phân tích thứ bậc DEM Degital Elevalation Model

Mô hình số độ cao GIS Geographic Information System HTTDL Hệ thống thông tin địa lý

HTĐHB - SL Hồ thủy điện Hòa Bình – Sơn La

ĐHQGHN Đại học Quốc gia Hà Nội

Quốc lộ 6 là con đường nối thủ đô Hà Nội với các tỉnh vùng Tây Bắc Việt Nam chiều dài quốc lộ 6 là 504 km đi qua 4 tỉnh và thành phố (Hà Nôi, Hòa Bình, Sơn La, Điện Biên) Quốc lộ 6 là con đường trọng yếu giúp phát triển nền kinh tế nông - lâm nghiệp, du lịch, xây dựng các nhà máy thủy điện, an ninh quốc phòng Từ đó cho thấy tầm quan trọng của quốc lộ 6, phải quản lí để khai thác những ưu điểm và khắc phục các khuyết điểm vẫn còn tồn tại như các thiên tai, tai biến, sử dụng đất không đúng

Hệ thống thông tin địa lý - Geographic Information System (GIS) đã hình thành từ những năm 60 của thế kỷ 20 và phát triển rất mạnh trong những năm gần đây GIS được sử dụng nhằm xử lý đồng bộ các lớp thông tin không gian gắn với các thông tin thuộc tính, phục vụ quy hoạch và quản lý các hoạt động theo lãnh thổ Ứng dụng GIS giúp chúng ta có thể tích hợp các dữ liệu không gian, thuộc tính của nhiều yếu tố, khai thác thông tin tốt hơn Từ đó phân tích dữ liệu để trả lời các câu hỏi về trượt lở đất trên quốc lộ 6, phục vụ cho các hoạt động quản lí hay nghiên cứu tiếp theo

Từ những lý do trên, tác giả đã chọn và thực hiện đề tài nghiên cứu: “Ứng

dụng GIS đánh giá nguy cơ trượt lở đất dọc quốc lộ 6 ở tỉnh Hòa Bình” Mục tiêu

Đánh giá được nguy cơ của trượt lở đất dọc Quốc lộ 6 ở khu vực tỉnh Hòa Bình trên cơ sở phân tích không gian bằng GIS

Nhiệm vụ nghiên cứu

Để đạt được mục tiêu đề ra, đề tài đã thực hiện các nhiệm vụ chính như

 Tổng quan về đánh giá nguy cơ trượt lở đất bằng GIS

 Thu thập dữ liệu về trượt lở đất và các dữ liệu liên quan ở khu vực nghiên cứu

 Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS về trượt lở đất và các nhân tố phát sinh dọc quốc lộ 6 ở tỉnh Hòa Bình

 Phân tích nguy cơ trượt lở đất bằng GIS dọc quốc lộ 6 ở tỉnh Hòa Bình

 Trình bày các kết quả phân tích trượt lở đất bằng GIS dọc quốc lộ 6 ở tỉnh Hòa Bình

Phương pháp nghiên cứu

Các phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong luận văn bao gồm: Phương pháp kế thừa, phương pháp khảo sát thực địa, thu thập và xử lý dữ liệu, phương pháp phân tích thứ bậc (AHP), phương pháp tích hợp AHP vào GIS thành lập bản đồ nhạy cảm trượt lở đất

Phạm vi nghiên cứu

 Phạm vi không gian: Các xã dọc quốc lộ 6 trên địa bàn tỉnh Hoà Bình

 Phạm vi khoa học: Đề tài tập trung vào đánh giá tai biến trượt lở đất dọc quốc lộ 6 trên khu vực tỉnh Hòa Bình bằng công nghệ GIS

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

 Ý nghĩa khoa học: Đề tài khẳng định khả năng ứng dụng GIS trong phân

tích địa lý nói chung và đánh giá tai biến trượt lở đất dọc quốc lộ 6 ở khu vực tỉnh

Hòa Bình nói riêng

 Ý nghĩa thực tiễn: Đề tài cung cấp dữ liệu và thông tin hữu ích phục vụ

quy hoạch và quản lý hiệu quả trượt lở đất dọc quốc lộ 6 ở khu vực nghiên cứu

Cấu trúc luận văn

MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU TRƯỢT LỞ ĐẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

CHƯƠNG 2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TRƯỢT LỞ ĐẤT DỌC QUỐC LỘ 6 Ở TỈNH HÒA BÌNH

CHƯƠNG 3 NGUY CƠ TRƯỢT LỞ ĐẤT DỌC QUỐC LỘ 6 Ở TỈNH HÒA BÌNH

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU TRƯỢT LỞ ĐẤT VÀ

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

1.1.1 Các khái niệm liên quan 1.1.1.1 Trượt lở đất

Định nghĩa: Trượt lở là sự chuyển động của một khối đá, mảnh vỡ, hay đất

xuống bờ dốc (Cruden D.M.1991) [23]

Trượt lở đất là sự di chuyển đất đá xuống bề mặt địa hình ở những chỗ sườn dốc, ta luy đường, thung lũng sông, vách bờ các hồ và biển dưới tác dụng của trọng lực Trượt lở bao gồm: Trượt, chảy và đổ lở, dưới tác dụng của trọng lực cả khối vật liệu di chuyển xuống dưới chân chen lấn vào các khối đất đá khác, tạo cấu tạo rối (turbidit) [12]

Trượt lở đất là dạng chuyển động khối ở các vùng đất dốc mà nguyên nhân

là khi trọng lực của các khối đất đá thắng sức kháng cắt của chúng.Trượt lở xảy

ra khi có sự mất cân bằng trong khối trượt để hình thành trạng thái cân bằng, ổn định mới Trượt lở đất thường xảy ra ở những nơi sườn dốc của đồi, núi, vách đá

Có thể xảy ra chậm rãi hoặc đột ngột [12]

Phân loại: Để phân loại trượt lở đất thường dựa vào một số tiêu chí sau:

Hình thái mặt trượt (mặt trượt phẳng, cong, nêm); kiểu trượt (đổ, trượt, chảy); các kiểu vật liệu (đá gốc, vật liệu vụn, vật liệu rời); tốc độ dịch chuyển (trượt nhanh, trượt chậm)

Hiện nay trên thế giới có rất nhiều tiêu chuẩn phân loại trượt lở đất khác nhau Trong khuôn khổ đề tài này tác giả sử dụng tiêu chuẩn phân loại của Varnes năm 1978 (Bảng 1) Dựa vào loại hình dịch chuyển và vật liệu trượt, ta có các loại trượt lở đất sau (Hình 1.1)

Bảng 1 Phân loại trượt lở theo Varnes D.J [29]

Kiểu dịch chuyển

Kiểu vật liệu

Đá gốc

Đất Chủ yếu vật liệu

vụn

Chủ yếu vật liệu mịn

Rơi (sụp đổ) Rơi (sụp đổ) đá Rơi (sụp đổ) khối

vụn

Rơi (sụp đổ) khối

đất Lật (nghiêng

đổ)

Lật (nghiêng đổ) khối đá

Lật (nghiêng đổ) khối vụn

Lật (nghiêng đổ) khối đất Trượt

Xoay

Trượt đá Trượt khối vụn Trượt khối đất Thẳng

Chảy tràn Chảy đá tràn Chảy vụn tràn Chảy đất tràn

Trượt hỗn hợp Kết hợp của hai hoặc nhiều kiểu trượt

Hình 1.1 Hình ảnh các kiểu trượt lở minh họa [29]

1.1.1.2 Hệ thống thông tin địa lý

Định nghĩa: Thuật ngữ GIS được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như:

Địa lý, kỹ thuật tin học, quản lý môi trường và tài nguyên, khoa học xử lý về dữ liệu không gian…Sự đa dạng trong các lĩnh vực ứng dụng dẫn đến có rất nhiều định nghĩa về GIS Một số định nghĩa tiêu biểu về GIS có thể kể đến như: Theo Burrough (1986) cho rằng GIS là “Một tập hợp các công cụ thu thập, lưu trữ, trích

một mục đích nào đó” Chi tiết hơn, Aronoff (1989) định nghĩa GIS là “Một hệ thống dựa trên máy tính cung cấp bốn khả năng về dữ liệu không gian: Nhập dữ liệu, quản lý dữ liệu, xử lý và phân tích, xuất dữ liệu” Theo ESRI: “Một hệ thống thông tin địa lý (GIS) cho phép chúng ta hình dung, câu hỏi, phân tích và diễn giải dữ liệu để hiểu các mối quan hệ, mô hình và xu hướng” [19; 22; 25]

Thành phần của GIS:

GIS có 4 thành phần cơ bản như sau:

Phần cứng: Bao gồm bộ xử lý trung tập (CPU), thiết bị nhập dữ liệu, lưu

dữ liệu và xuất dữ liệu

Phần mềm: Một hệ thống phần mềm xử lý hệ thông tin địa lý yêu cầu phải

có 2 chức năng sau: tự động hóa bản đồ và quản lý cơ sở dữ liệu

Dữ liệu: Có hai thành phần quan trọng của dữ liệu địa lý: Dữ liệu không

gian (nó ở đâu?) và dữ liệu thuộc tính (nó là gì?)

- Dữ liệu không gian xác định vị trí của một đối tượng theo một hệ tọa độ

- Dữ liệu thuộc tính thể hiện một hay nhiều thuộc tính của thực thể không gian, bao gồm dữ liệu định tính và định lượng

Dữ liệu định tính xác định loại đối tượng (ví dụ, nhà cửa, rừng núi, sông ngòi); trong khi dữ liệu định lượng chia thành dữ liệu tỉ lệ (dữ liệu được đo lường

từ điểm gốc là 0), dữ liệu khoảng (dữ liệu được chia thành các lớp), dữ liệu dạng chữ (dữ liệu được thể hiện dưới dạng chữ) Dữ liệu thuộc tính còn gọi là dữ liệu

phi không gian vì bản thân chúng không thể hiện thông tin không gian (Basanta

Shrestha, 2001) [21]

Người điều hành: Được đào tạo và có kinh nghiệm trong nhiều lĩnh vực vì

HTTDL là một hệ thống tổng hợp của nhiều công việc kỹ thuật

Chức năng của GIS:

GIS có 4 chức năng cơ bản (Basanta Shrestha, 2001), đó là:

Thu thập dữ liệu: Dữ liệu được sử dụng trong GIS đến từ nhiều nguồn khác

nhau, có nhiều dạng và được lưu trữ theo nhiều cách khác nhau GIS cung cấp công cụ để tích hợp dữ liệu thành một định dạng chung để so sánh và phân tích Nguồn dữ liệu chính bao gồm số hóa thủ công, quét ảnh hàng không, bản đồ giấy

và dữ liệu số có sẵn Ảnh vệ tinh và Hệ thống Định vị toàn cầu (GPS) cũng là nguồn dữ liệu đầu vào [21]

Quản lý dữ liệu: Sau khi dữ liệu được thu thập và tích hợp, GIS cung cấp

chức năng lưu trữ và duy trì dữ liệu Hệ thống quản lý dữ liệu hiệu quả phải đảm

bảo các điều kiện về an toàn dữ liệu, toàn vẹn dữ liệu, lưu trữ và trích xuất dữ liệu, thao tác dữ liệu [21]

Phân tích không gian: Đây là chức năng quan trọng nhất của GIS làm cho

nó khác với các hệ thống khác Phân tích không gian cung cấp các chức năng như nội suy không gian, tạo vùng đệm, chồng lớp [15]

Hiển thị kết quả: Một trong những khía cạnh nổi bật của GIS là có nhiều

cách hiển thị thông tin khác nhau Phương pháp truyền thống bằng bảng biểu và

đồ thị được bổ sung với bản đồ và ảnh ba chiều Hiển thị trực quan là một trong những khả năng đáng chú ý nhất của GIS, cho phép người sử dụng tương tác hữu hiệu với dữ liệu [21]

1.1.2 Tình hình nghiên cứu trượt lở đất trên thế giới và VN

1.1.2.1 Nghiên cứu trượt lở đất trên trên thế giới

Hướng nghiên cứu tai biến trượt lở đất trên thế giới đã được các nhà khoa học quan tâm với các hướng nghiên cứu liên quan đến vùng núi Himalaya, An-

pơ, các vùng khí hậu lục địa khô hạn như Trung Á, các vùng hoang mạc Bắc Phi

và Bắc Mỹ, Trung Mỹ

Trên cơ sở các công trình công bố, những kết luận ban đầu về cơ chế hoạt động cũng như những nguyên nhân phát sinh Nhiều hành động đã được thực hiện trong thời gian vừa qua nhằm giảm thiểu thiệt hại do trượt lở đất gây ra Từ thực

tế đó, nhiều quốc gia trên thế giới đã xây dựng nhiều giải pháp và ứng dụng công nghệ vào nghiên cứu tai biến trượt lở để giảm thiểu thiệt hại Trong đó vào năm

2010, NASA đã phát hành một bản đồ về tình trạng trượt lở trên toàn cầu Cơ sở

dữ liệu được tổng hợp từ các báo cáo về tình trạng trượt lở đất khắp nơi trên thế giới, bao gồm cả vị trí của nơi xảy ra trượt lở đất và cả loại mưa xảy ra tại khu vực đó Với dữ liệu bản đồ này, NASA hy vọng các nhà dự báo thời tiết địa phương có thể đưa ra được những cảnh báo chính xác và kịp thời nhất tới người dân để hạn chế tối đa thiệt hại Trong dữ liệu bản đồ thể hiện, các khu vực xảy ra trượt lở thường tập trung chủ yếu ở Châu Á, nơi có mùa mưa kéo dài và hay chịu tác động từ các cơn bão nhiệt đới Tại hội nghị Châu Á về Cơ học Đất và Địa kĩ thuật Công trình ở Seoul – Hàn Quốc (8/1999) đã có một tiểu ban chuyên đề về phòng tránh thiên tai bảo vệ mái dốc, bảo vệ trượt lở đất bờ sông và chống động đất Thực tế, các công trình nghiên cứu đều đề cập đến các phương pháp tiếp cận bản chất của hiện tượng trượt lở đất để từ đó tìm ra nguyên nhân trực tiếp và đề xuất các giải pháp phòng chống nhằm hạn chế thiệt hại do trượt lở đất gây ra Ở một số nước như Nga đã thành lập một loạt các bản đồ đánh giá dự báo, phân

giá trị, tổng kết nghiên cứu đánh giá tai biến môi trường nói chung và trượt lở đất nói riêng Tại Trung Quốc cũng đã thành lập bộ bản đồ tai biến môi trường toàn quốc trong đó có bản đồ trượt lở đất cho từng tỉnh và từng khu vực quan trọng

Cho đến gần đây công nghệ GIS đã được sử dụng như một công cụ đắc lực, đem lại hiệu quả cao trong việc đánh giá và phân tích dữ liệu Hiện nay, có rất nhiều các phần mềm GIS đã được thương mại hóa và bán trên thị trường, chúng khác nhau về những đòi hỏi đối với phần cứng của máy tính, khả năng (các hàm toán học), phân tích không gian, quản lý cơ sở dữ liệu, cấu trúc dữ liệu dùng để phân tích là raster hay vecter Việc sử dụng mô hình dữ liệu vecter hay raster có ảnh hưởng rất lớn đến việc tính toán, phân tích cũng như biểu diễn các lớp thông tin khác nhau của mỗi hệ thống Chính vì vậy trong một số trường hợp thay cho việc đáp ứng những yêu cầu về mặt khoa học kĩ thuật, lại chỉ quan tâm đến việc lựa chọn đặc điểm của các phần mềm GIS cho việc đánh giá tai biến trượt lở đất

1.1.2.2 Nghiên cứu trượt lở đất ở Việt Nam

Việt Nam với phần lớn địa hình là đồi núi, khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm, mưa nhiều thường xuyên xảy ra tai biến trượt lở đất gây ảnh hưởng đến phát triển kinh tế – xã hội Tai biến trượt lở đất tập trung chủ yếu ở khu vực vùng cao phía Bắc và miền Trung điển hình ở: Cao Bằng, Lào Cai, Lai Châu, Điện Biên, Hòa Bình, Yên Bái, Hà Giang, Quảng Ninh, Quảng Ngãi, Quảng Nam…Tai biến trượt

lở đất ở Việt Nam thường xảy ra với quy mô nhỏ, riêng lẻ tuy không gây thiệt hại lớn nhưng tính tổng tổng thiệt hại do trượt lở đất mỗi năm thì lại rất lớn, lớn hơn

rất nhiều so với một số loại tai biến khác (lũ lụt, bão, hạn hán, xói mòn) [4]

Tai biến trượt lở đất ở Việt Nam cũng mới được quan tâm nghiên cứu từ những năm 1990 Viện Địa chất, Viện Địa lý, Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Quốc gia, Viện Địa chất và Khoáng sản, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Trường Đại học Mỏ Địa chất, là những trung tâm hàng đầu trong nghiên cứu lĩnh vực này [4]

Trong nửa cuối thế kỉ XX và đầu thế kỉ XXI trên cả nước đã thực hiện nhiều đề tài, dự án nghiên cứu về tai biến trượt lở đất trên phạm vi toàn quốc và một số khu vực cụ thể với nhiều cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu, đánh giá, dự báo, phòng tránh và giảm thiểu khác nhau Các công trình khoa học với quy mô lớn được kể ra như: Nghiên cứu đánh giá trượt lở – lũ bùn đá một số vùng nguy hiểm miền núi Bắc Bộ, kiến nghị giải pháp phòng tránh, giảm nhẹ thiệt hại

do Nguyễn Trọng Yêm chủ trì năm 2006; Đánh giá tính dễ bị tổn thương do trượt

lở đất ở Việt Nam; Cơ sở nhận thức và phương pháp nghiên cứu đề xuất của

Nguyễn Kim Lợi (2012); Nghiên cứu đánh giá tổng hợp các loại hình tai biến địa chất trên lãnh thổ Việt Nam và các giải pháp phòng tránh do Trần Trọng Huệ làm chủ nhiệm đề tài; Báo cáo tóm tắt Nghiên cứu thiên tai trượt lở ở Việt Nam (2000) của Vũ Cao Minh; Đề án Điều tra, đánh giá và phân vùng cảnh báo nguy cơ trượt

lở đất đá các vùng núi Việt Nam (2012) của Bộ Tài nguyên Môi trường… Các kết quả nghiên cứu đã đạt được những thành tựu đáng kể: thành lập các bản đồ kiểm kê trượt lở và phân loại các khu vực trượt lở với quy mô khác nhau, đánh giá cụ thể tác động của trượt lở đến các công trình xây dựng quan trọng giao thông, thủy điện, các cụm dân cư… Trong nhiều công trình đã khoanh vùng dự báo nguy cơ tiềm ẩn trượt lở, đưa ra biện pháp phòng tránh và đánh giá rủi ro nếu trượt lở xảy ra nhằm phục vụ sự phát triển bền vững cho nền kinh tế – xã hội nước

ta [1;9;10;18]

1.1.2.3 Nghiên cứu trượt lở đất ở dọc quốc lộ 6

Vào mùa mưa, trượt lở đất luôn là tai biến thường trực ở vùng núi nói chung

và gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới nhiều mặt kinh tế, xã hội và môi trường Khu vực đường 6 tỉnh Hòa Bình là một trong những khu vực điển hình chịu ảnh hưởng của trượt lở đất, đã có nhiều đề tài nghiên cứu trượt lở đất ở khu vực tỉnh Hòa Bình, Các kết quả nghiên cứu đã đạt được những thành tựu đáng kể: thành lập các bản đồ kiểm kê trượt lở đất và phân loại các khu vực trượt lở đất với quy mô khác nhau, đánh giá cụ thể tác động của trượt lở đất đến các công trình xây dựng quan trọng giao thông, thủy điện, các cụm dân cư song để lập bản đồ chi tiết, chính xác vẫn luôn là cần thiết

Mai Thành Tân, Ngô Văn Liêm, Đoàn Anh Tuấn, Nguyễn Việt Tiến

(2015); “Phân tích tương quan giữa trượt lở đất và lượng mưa khu vực Mai Châu

- Hòa Bình”. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái Đất và Môi trường tập 31 số 4 (51-63) Trượt lở đất khu vực huyện Mai Châu - tỉnh Hòa Bình được đánh giá trên cơ sở phân tích lượng mưa trong 25 năm (1990-2014) tại trạm Mai Châu và số liệu điều tra thống kê trượt lở đất trong khu vực Phân tích đồ thị quan

hệ giữa tập hợp số liệu mưa có và không xảy ra trượt lở đất đối với mưa ngày và mưa 3 ngày, 5 ngày, 7 ngày, 10 ngày và 15 ngày trước đó cho thấy trượt lở đất có thể đánh giá theo quan hệ giữa ngưỡng mưa ngày (P) và lượng mưa 10 ngày trước

đó (P10), thể hiện bằng biểu thức: P = 128,41-0,076P10 Xác suất trượt lở đất

theo thời gian được đánh giá theo phân phối Poisson là 66%; 96,1% và 99,5% đối với các chu kỳ lặp tương ứng 1 năm, 3 năm và 5 năm [13]

Đề tài: “Điều tra và thành lập bản đồ hiện trạng trượt lở đất đá tỷ lệ 1:

50.000 Khu vực tỉnh Hòa Bình” Trong khuôn khổ đề án: Điều tra, đánh giá và

phân vùng cảnh báo nguy cơ trượt lở Đất đá các vùng miền núi việt nam Sản phẩm của công tác này bộ bản đồ hiện trạng trượt lở đất đá tỷ lệ 1:50.000 khu vực miền núi tỉnh Hòa Bình, bao gồm 11 tờ bản đồ các loại được thành lập cho 11 đơn vị hành chính cấp huyện của tỉnh Hòa Bình Công tác điều tra đã ghi nhận được khoảng 68 vị trí có biểu hiện trượt lở đất đá giải đoán từ ảnh máy bay và phân tích địa hình trên mô hình lập thể số, và 194 vị trí được xác định đã và đang xảy ra trượt lở đất đá từ khảo sát thực địa Trong số 194 vị trí trượt lở đất đá đã được xác định, có 5 điểm trượt xoay, 176 điểm trượt hỗn hợp, 01 điểm trượt tịnh tiến, 01 điểm trượt dạng dòng và 11 điểm trượt kiểu rơi, đổ lật Quy mô các điểm trượt nhỏ 81 điểm, trung bình 86 điểm, trượt lớn 27 điểm Bên cạnh đó còn ghi nhận được các vị trí đã xảy ra các tai biến địa chất liên quan như 07 vị trí lũ quét,

lũ ống, 07 vị trí xói lở bờ sông, suối và 43 vị trí liên quan đến khai thác khoáng sản Trên cơ sở đánh giá đặc điểm hiện trạng trượt lở đất đá trong mối quan hệ với thực trạng các điều kiện tự nhiên - kinh tế - xã hội của các khu vực miền núi tỉnh Hòa Bình, Đề án đã khoanh định được 48 vùng có nguy cơ trượt lở cao, 4 khu vực có nguy cơ gây lũ quét, phục vụ công tác cảnh báo sơ bộ với chính quyền

và nhân dân địa phương, và đề xuất 02 diện tích xin điều tra chi tiết ở các tỷ lệ 1:25.000 và 1:10.000 [3]

Phạm Văn Hùng, Phạm Quang Sơn, Phạm Văn Dũng (2015): “Nghiên cứu

cảnh báo trượt lở ở khu vực hồ thủy điện Hòa Bình và Sơn La bằng phân tích hệ thông tin địa lý” Trên cơ sở tổng hợp các tài liệu, phân tích viễn thám phân giải

cao (VNREDSat-1, SPOT-5 và Landsat-8), khảo sát thực địa,… đã xác lập được

828 khối trượt lớn nhỏ, phân bố thành những dải chạy theo các phương TB-ĐN: Phong Thổ-Tam Đường, Sìn Hồ-Mường La, Tủa Chùa-Thuận Châu và á kinh tuyến dọc thung lũng Nậm Na-Nậm Lay Bản đồ cảnh báo nguy cơ TLĐ ở HTĐHB - SL được xây dựng trên cơ sở tích hợp 11 bản đồ thành phần bằng phân tích không gian trong môi trường GIS và thể hiện 5 cấp: Rất thấp, Thấp, Trung bình, Cao và Rất cao Trên địa phận HTĐHB-SL, vùng có nguy cơ TLĐ rất thấp chiếm 4%, thấp chiếm 36%, trung bình chiếm 33%, cao chiếm 24%, và rất cao chiếm 3% diện tích tự nhiên khu vực nghiên cứu Các vùng có nguy cơ trượt lở đất rất cao và cao cần được chú trọng đầu tư các giải pháp phòng chống, phòng

tránh gồm các huyện: Mường Lay, Mường Chà, Mường La, Đà Bắc và thành phố Sơn La [8]

Đề Tài “Nghiên cứu hiện trạng, lịch sử và tác động của trượt lở đến đường

giao thông dọc tuyến quốc lộ 6” Chương trình SRV-10/0026 đã có những kết luận

khối trượt lớn tập chung ở huyện Tân Lạc và Mai Châu, tỉnh Hòa Bình Thể tích trung bình các khối trượt thuộc địa phận tỉnh Hòa Bình là 37.674 m3 (lớn nhất: 164.850 m3 tại Đồng Bảng, Mai Châu và nhỏ nhất: 5511 m3 tại Phú Cường, Tân Lạc), các khối trượt thuộc địa phận tỉnh Sơn La là 9297 m3 (lớn nhất: 18.480 m3 tại Chiềng Hắc, Yên Châu và nhỏ nhất 628 m3 tại Yên Châu) [9]

Đề tài: “Áp dụng viễn thám và hệ thông tin địa lý (GIS) để nghiên cứu và dự

báo tai biến thiên nhiên ở tỉnh Hòa Bình” Nguyễn Ngọc Thạch (chủ nhiệm) Đề

tài đã khẳng định hướng mới trong việc áp dụng kết hợp giữa Viễn thám và hệ thông tin địa lý để nghiên cứu lập bản đồ tai biến lũ lụt và trượt lở cho một vùng núi có địa hình đa dạng và có quá trình khai thác sử dụng lãnh thổ tương đối điển hình cho tình trạng chung ờ các tỉnh vùng núi ở Việt Nam Xử lý hệ thông tin địa

lý là quá trình tích hợp nhiều lớp thông tin theo các mô hình và bằng các hàm toán cụ thể Trong quá trình đó có thể kế thừa nhiều nguồn tư liệu đã có, bổ sung nhiểu lớp thông tin mới trong một cơ sở dữ liệu thống nhất với sự trợ giúp của các phần mềm ứng dụng đa chức năng [15]

1.1.3 Cơ sở ứng dụng GIS trong đánh giá TLĐ

Việc sử dụng công nghệ GIS trong nghiên cứu trượt lở được đưa ra từ thế

kỉ XX trước bởi Soeters và Van Westen (1996), Carrara và Guzzetti (1995) và được áp dụng ở nhiều nước trên thế giới (Colombia, Cuba, Philippines, Trung Quốc, Nhật Bản, Ấn Độ, Malaysia và một số nước Châu Âu) Trong những năm gần đây, ứng dụng công nghệ GIS đang dần phổ biến và có ý nghĩa quan trọng trong nghiên cứu trượt lở đất ở Việt Nam Các dữ liệu không gian liên quan đến trượt lở đất bao gồm địa hình, địa mạo, địa chất, kiến tạo, khí hậu, thủy văn, sử dụng đất… có thể tạo lớp dữ liệu chuyên đề và tiến hành phân tích nhờ công nghệ GIS Ngày nay, việc áp dụng công nghệ GIS trong nghiên cứu trượt lở đất đang trở nên phổ biến và chiếm ưu thế Các dữ không gian liên quan có thể được mô hình hoá như DEM, hướng sườn, địa chất, thực vật… Để cung cấp thông tin cho việc xác định sự phân bố cũng như tần suất trượt lở đất Ứng dụng GIS là xu thế trong nghiên cứu hiện nay nhưng cũng phải nhận rằng sự không đồng nhất và mức độ chính xác của các lớp thông tin là - những khó khăn mà các tác giả đã

gặp phải Bởi vậy, bất kỳ sự phân tích không gian nào trên nền tảng GIS đều cần phải được kiểm tra lại trên thực địa [26]

Áp dụng phương pháp viễn thám và GIS để phân tích thống kê các điểm trượt lở đất cũng như các tác nhân gây nên trượt lở đất, phương pháp này sẽ cung cấp các kết quả nghiên cứu có tính chất định lượng Việc phân tích định lượng yêu cầu xác định rõ về mặt không gian của sự phân bố, nghĩa là có một lớp thông tin chính xác về tọa độ, diện tích, thuộc tính của các loại hình trượt trọng lực Để đơn giản có thể thay thế việc phân tích này bằng cách áp dụng viễn thám và khái quát hóa bằng phương pháp bản đồ để tạo nên lớp thông tin dạng vector cho các loại hình tai biến trượt lở đất Một trong những yêu cầu cần thiết của việc phân tích là xác định tính chất đồng nhất về khả năng nhạy cảm với trượt lở đất của các đơn vị trên một lớp thông tin Để thực hiện, phải có sự tiếp cận hoàn chỉnh về địa

lý, đặc biệt là kiến thức địa mạo và địa lý tự nhiên Việc tách hoặc gộp nhóm các đơn vị của lớp thông tin trong cơ sở để phục vụ cho nghiên cứu trượt lở đất là một trong những công việc cần thiết

1.2 Phương pháp nghiên cứu:

1.2.1 Thu thập và xử lý dữ liệu

Dữ liệu phục vụ cho việc thành lập bản đồ nhạy cảm trượt lở đất dọc quốc

lộ 6 ở khu vực tỉnh Hòa Bình bao gồm:

- Dữ liệu địa hình tỉnh Hòa Bình, tỉ lệ (1: 50000),

- Dữ liệu DEM độ phân giải không gian 30m từ dữ liệu ảnh Aster trên USGS

- Bản đồ hành chính tỉnh Hòa Bình ( xã, huyện, tỉnh)

- Bản đồ hiện trạng sử dụng đất tỉnh Hòa Bình, tỉ lệ 1:50000;

- Bản đồ phân bố đất tỉnh Hòa Bình, tỉ lệ 1:100000;

- Bản đồ địa chất tỉnh hòa bình, tỉ lệ 1:200000;

- Dữ liệu lượng mưa theo mùa của Viện khí tượng thủy văn Việt Nam

- Dữ liệu về hiện trạng trượt lở đất tỉnh Hòa Bình

- Dữ liệu khảo sát thực địa 11/2017

Trong nghiên cứu này phần mềm được chọn dùng là ArcMap 10.3, các dữ liệu sau khi thu thập được kiểm tra, xử lý để cập nhập thông tin lên GIS và tiến hành biên tập bằng phần mềm ArcMap 10.3

1.2.2 Phương pháp phân tích thứ bậc AHP

AHP do GS Saaty nghiên cứu và sau đó phát triển từ những năm 80 AHP là một phương pháp đưa ra quyết định, nó đưa ra thứ tự sắp xếp của những chỉ tiêu và nhờ vào đó người quyết định có thể đưa ra quyết định cuối cùng hợp

lý nhất AHP cũng giúp người đưa ra quyết định có thể hiểu rõ hơn vấn đề của

họ, cũng như giúp họ tìm thấy những gì là hợp lý nhất nhờ có sự sắp xếp theo thứ

tự của các chỉ tiêu thông qua phương pháp so sánh theo cặp để xác định việc đánh đổi qua lại giữa các mục tiêu [27]

Đây là một phương pháp tính toán trọng số áp dụng cho các bài toán ra quyết định đa tiêu chuẩn Quá trình này bao gồm 6 bước chính:

Bước 1: Phân rã một tình huống phi cấu trúc thành các phần nhỏ Bước 2: Xây dựng cây phân cấp AHP

Bước 3: Gán giá trị số cho những so sánh chủ quan về mức độ quan trọng

của các chỉ tiêu trong việc ra quyết định

Thomas L Saaty đã đưa ra bảng phân loại mức độ quan trọng của các chỉ tiêu:

Bảng 2 Bảng phân loại tầm quan trọng tương đối của Saaty [27]

Sự quan trọng được biểu

lộ mạnh giữa cái hơn cái

kia

Một thành phần được ưu tiên rất nhiều hơn cái kia và được biểu lộ

trong thực hành

9 Sự quan trọng tuyệt đối

giữa cái này hơn cái kia

Sự quan trọng hơn hẳn ở trên mức độ

có thể

2,4,6,8 Mức trung gian giữa các

Bước 4: Tính toán trọng số của các chỉ tiêu

Để tính toán trọng số cho các chỉ tiêu, AHP có thể sử dụng các phương pháp khác nhau, hai trong số chúng mà được sử dụng rộng rãi nhất là Lambda Max (max) và trung bình nhân (geomatric mean)

Bước 5: Kiểm tra tính nhất quán

Sự nhất quán là hiện tượng không thể thành lập được các quan hệ bắc cầu trong khi so sánh cặp Ví dụ: A tốt hơn B, B tốt hơn C nhưng không phải lúc nào

A cũng tốt hơn C Tỷ số nhất quán (CR) được dùng để xác định mức độ không nhất quán của các nhận định trong phương pháp AHP Nếu giá trị CR nhỏ hơn 10% thì kết quả có thể chấp nhận được, ngược lại nếu giá trị CR lớn hơn hoặc bằng 10% thì cần phải xem xét lại các bước trước đó

Quá trình tính toán chỉ số nhất quán được thực hiện qua các bước sau:

- Xác định vector tổng trọng số bằng cách nhân ma trận so sánh cặp ban đầu với ma trận trọng số của các tiêu chí;

- Xác định vector nhất quán bằng cách chia vector tổng trọng số cho trọng số của các tiêu chí đã được xác định trước đó;

- Tính giá trị riêng lớn nhất (λmax) bằng cách lấy giá trị trung bình của vector nhất quán;

- Chỉ số nhất quán (CI) là chỉ số đo lường mức độ chệch hướng nhất quán

và được xác định theo công thức:

CI = λmax−n𝑛−1Trong đó: λmax là giá trị trung bình của vector nhất quán;

Bước 6: Tổng hợp kết quả để đưa ra đánh giá xếp hạng cuối cùng

Sau khi đã tính toán được trọng số của các chỉ tiêu cũng như của các phương án đối với từng chỉ tiêu, các giá trị trên sẽ được tổng hợp lại để thu được chỉ số thích hợp của từng phương án theo công thức sau:

∑ =𝑠

𝑖 ∑𝑚𝑗=1𝑊𝑖𝑗𝑠 𝑊𝑗𝑎 với i = 1, n Trong đó: 𝑊𝑖𝑗 𝑠là trọng số của phương án i tương ứng với chỉ tiêu;

𝑊𝑗𝑎 là trọng số của chỉ tiêu j;

n là số các phương án;

m là số các chỉ tiêu

Phương pháp AHP được ứng dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực kinh tế,

xã hội và khoa học tự nhiên; đặc biệt phù hợp với các vấn đề liên quan đến việc

so sánh hàng loạt các yếu tố mà chúng khó định lượng

1.2.3 Phương pháp tích hợp AHP vào GIS để xây dựng bản đồ nguy cơ trượt

lở đất

Phương pháp sử dụng công nghệ GIS trong nghiên cứu trượt lở đất được đưa ra từ thế kỉ XX trước bởi Soeters và Van Westen (1996), Carrara và Guzzetti (1995) và được áp dụng ở nhiều nước trên thế giới (Colombia, Cuba, Philippines, Trung Quốc, Nhật Bản, Ấn Độ, Malaysia và một số nước Châu Âu).[26]

Trong những năm gần đây, ứng dụng công nghệ GIS và phương pháp phân tích thứ bậc (AHP) trong thành lập bản đồ nhạy cảm trượt lở đất ở Việt Nam đang dần phổ biến và có ý nghĩa quan trọng trong nghiên cứu trượt lở đất Các dữ liệu không gian liên quan đến trượt lở đất bao gồm địa hình, địa mạo, địa chất, kiến tạo, khí hậu, thủy văn, sử dụng đất… có thể tạo lớp dữ liệu chuyên đề và tiến hành phân tích nhờ GIS, kết hợp với phương pháp phân tích thứ bậc để xác định trọng số cho từng yếu tố ảnh hưởng đến trượt lở đất tiến hành thành lập bản đồ nhạy cảm trượt lở đất

Cơ sở lý thuyết của phương pháp

- Lựa chọn các yếu tố tác động gây nên quá trình trượt lở đất;

- Sử dụng AHP để xác định trọng số của các yếu tố ảnh hưởng đến trượt lở đất;

- Tích hợp AHP vào GIS để xây dựng bản đồ nhạy cảm trượt lở đất

Sau khi đã phân cấp và tính trọng số của các yếu tố thì việc tích hợp chúng

sẽ cho ta chỉ số nhạy cảm trượt lở đất Để định lượng hóa mức độ nhạy cảm phản ánh nguy cơ trượt lở đất, tiến hành tích hợp các chỉ tiêu theo công thức (1) (theo Patrono, 1995):

(1) Trong đó: LSI (Landslide Susceptibility Index): là chỉ số nhạy cảm trượt lở đất; Wj: là trọng số của yếu tố thứ j;

Xij: là trọng số của lớp thứ i trong yếu tố gây trượt j

Sử dụng phần mềm ArcGIS để chồng ghép các lớp bản đồ và tính toán chỉ số LSI thành lập bản đồ nhạy cảm trượt lở đất theo các cấp

1.3 Quy trình thành lập bản đồ nhạy cảm trượt lở đất

Bản đồ nhạy cảm trượt lở đẩt dọc quốc lộ 6 ở tỉnh Hòa Bình được xây dựng theo các bước sau

Bước 1: Thu thập và xử lý dữ liệu về các yếu tố ảnh hưởng, luận văn đã thu thập

và sử dụng 9 yếu tố để đánh gia nguy cơ trượt lở đất dọc quốc lộ 6 ở tỉnh Hòa Bình gồm: Độ dốc, hướng dốc, thạch học, sử dụng đất, các loại đất, lượng mưa, khoảng cách đến đường giao thông, khoảng cách đến đứt gãy, khoảng cách đến sông suối

Bước 2: Xây dựng bản đồ các yếu tố ảnh hưởng đến trượt lở đất dọc quốc lộ 6 ở

tỉnh Hòa Bình: Bản đồ độ dốc, bản đồ hướng dốc, bản đồ thạch học, bản đồ sử dụng đất, bản đồ loại đất, bản đồ lượng mưa, bản đồ khoảng cách đến đứt gãy, khoảng cách đến sông, khoảng cách đến đường giao thông

Bước 3: Thành lập Bản đồ kiểm kê trượt lở đất từ các dữ liệu thu thập và công tác

khảo sát thực địa

Bước 4: Tiến hành xây dựng bản đồ mức độ ảnh hưởng (MĐAH) của từng yếu tố

đến trượt lở đất dọc quốc lộ 6 ở tỉnh Hòa Bình

Trong luận văn đã thu thập và sử dụng 9 yếu tố ảnh hưởng đến trượt lở đất bao gồm độ dốc, hướng sườn, thạch học, sử dụng đất, các loại đất, lượng mưa, khoảng cách đến đường giao thông, khoảng cách đến sông suối, khoảng cách tới đứt gãy để xây dựng bản đồ nhạy cảm trượt lở đất khu vực quốc lộ 6 trên địa phận tỉnh Hòa Bình

Trong mỗi yếu tố tiến hành phân loại ra các yếu tố thành phần, dựa vào mật độ điểm trượt (điểm/km2) trong từng yếu tố thành phần để xác định MĐAH của yếu tố đó đến trượt lở đất, các mức ảnh hưởng được thể hiện trong bảng dưới đây:

Bảng 4 Các MĐAH của các yếu tố thành phần đến trượt lở đất

Dựa vào MĐAH của các yếu tố thành phần trong từng yếu tố tiến hành xây dựng bản đồ MĐAH của từng yếu tố đến trượt lở đất dọc quốc lộ 6 ở tỉnh Hòa Bình

Bước 5: Gắn trọng số cho từng yếu tố ảnh hưởng

Trọng số của các yếu tố ảnh hưởng được tính bẳng công cụ AHP Kiểm tra

tỉ số nhất quán CR: nếu giá trị CR < 10% thì kết quả có thể chấp nhận được, ngược lại nếu giá trị CR ≥ 10% thì cần phải xem xét lại các bước trước đó

Bước 6: Thành lập bản đồ nhạy cảm trượt lở đất dọc quốc lộ 6 ở tỉnh Hòa Bình

Sử dụng phần mềm ArcGIS để chồng ghép các lớp bản đồ và tính toán chỉ số LSI thành lập bản đồ nhạy cảm trượt lở đất theo các cấp

Bước 7: Phân tích, đánh giá nguy cơ trượt lở đất dọc quốc lộ 6 ở tỉnh Hòa Bình

theo các cấp nguy cơ trượt lở đất (Hình 2.13)

Hình 1.2 Quy trình thành lập bản đồ nhạy cảm trượt lở đất

Dữ liệu đầu vào - Bản đồ địa chất - Bản đồ thạch học

- Bản đồ đất

- Bản đồ hiện trạng

sử dụng đất -Bản đồ lượng mưa

Bản đồ địa hình

- Bản đồ khoảng cách đến đường giao thông

- Bản đồ khoảng cách sông suối

Bản đồ MĐAH của từng nhân

tố

Kết quả

Đánh giá trọng

số cho từng yếu tố

Bản đồ nhạy cảm trượt lở

CHƯƠNG 2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TRƯỢT LỞ ĐẤT DỌC

QUỐC LỘ 6 Ở TỈNH HÒA BÌNH 2.1 Điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội tỉnh Hòa Bình 2.1.1 Điều kiện tự nhiên

Vị trí địa lý

Hòa Bình là một tỉnh miền núi thuộc vùng tây bắc Việt Nam, có vị trí ở phía nam Bắc Bộ, giới hạn ở tọa độ 20°19' - 21°08' vĩ độ Bắc, 104°48' - 105°40' kinh độ Đông, Tỉnh Hòa Bình nằm giáp ranh giữa 3 khu vực: Tây Bắc, Đông Bắc

và Bắc Trung Bộ của Việt Nam

 Phía Bắc giáp với tỉnh Phú Thọ;

 Phía Nam giáp với các tỉnh Hà Nam, Ninh Bình;

 Phía Đông và Đông Bắc giáp với thủ đô Hà Nội,

 Phía Tây, Tây Bắc, Tây Nam giáp với các tỉnh Sơn La, Thanh Hóa

Hình 2.1 Bản đồ vị trí tỉnh Hòa Bình

Khí hậu

Hoà Bình nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa với các đặc trưng, nóng, ẩm, có mùa đông lạnh Nhiệt độ trung bình trong năm 230C; lượng mưa trung bình 1200 – 1858 mm/năm; độ ẩm tương đối 85%; lượng bốc hơi trung bình năm 704 mm Khí hậu trong năm chia làm hai mùa rõ rệt Mùa hè bắt đầu từ tháng

4, kết thúc vào tháng 9 Nhiệt độ trung bình trên 250C, có ngày lên tới 430C Lượng mưa trung bình trong tháng trên 100 mm, thời điểm cao nhất là 680 mm (năm 1985) Mưa thường tập trung vào tháng 7, 8 Lượng mưa toàn mùa chiếm

85 - 90% lượng mưa cả năm Mùa đông: bắt đầu từ tháng 10 năm trước, kết thúc vào tháng 3 năm sau Nhiệt độ trung bình trong tháng dao động trong khoảng 160

- 200C Ngày có nhiệt độ xuống thấp là 300C Lượng mưa trong tháng 20mm Do đặc điểm địa hình, Hoà Bình còn có các kiểu khí hậu Tây Bắc với mùa đông khô và lạnh, mùa hè nóng ẩm (ở vùng núi cao phía Tây Bắc); kiểu khí

10-hậu đồng bằng Bắc Bộ thời tiết ôn hoà hơn (ở vùng đồi núi thấp) [2]

Thủy văn

Có mạng lưới sông, suối phân bố khắp trên tất cả các huyện, thành phố Nguồn cung cấp nước lớn nhất của Hoà Bình là sông Đà chảy qua các huyện: Mai Châu, Đà Bắc, Tân Lạc, Kỳ Sơn và thành phố Hoà Bình với tổng chiều dài 151

km Hồ Hoà Bình với diện tích mặt nước khoảng 8.000 ha, dung tích 9,5 tỷ m3 ngoài nhiệm vụ cung cấp điện cho Nhà máy Thuỷ điện Hoà Bình còn có nhiệm

vụ chính là điều tiết và cung cấp nước cho vùng Đồng bằng sông Hồng Ngoài ra, Hoà Bình còn có 2 con sông lớn nữa là sông Bôi và sông Bưởi cùng khoảng 1.800

ha ao hồ, đầm nằm rải rác trên địa bàn tỉnh Đây cũng là nơi trữ nước, điều tiết nước và nuôi trồng thuỷ sản tốt [2]

2.1.2 Điều kiện kinh tế xã hội tỉnh Hòa Bình Dân số

Theo kết quả điều tra Hòa Bình có 832.543 dân Trên địa bàn tỉnh có 6 dân tộc sinh sống, đông nhất là người Mường chiếm 63,3%, người Việt (Kinh) chiếm 27,73%, người Thái chiếm 3,9%, người Dao chiếm 1,7%, người Tày chiếm 2,7%, người Mông chiếm 0,52%, người Hoa sống rải rác ở các địa phương trong tỉnh Ngoài ra, còn có một số người thuộc các dân tộc khác chủ yếu do kết hôn với người Hòa Bình công tác ở các tỉnh miền núi khác [2]

kinh tế - xã hội

Tốc độ tăng trưởng kinh tế (GRDP) có tính Công ty thủy điện Hòa Bình ước đạt 8,6% Tổng thu ngân sách nhà nước đạt 1.099 tỉ đồng Ngành nông, lâm nghiệp, thủy sản tăng 4,4%, công nghiệp, xây dựng tăng 10,6%, dịch vụ tăng 7,4%

Với sự đa dạng về sắc tộc như vậy và đặc biệt gần với đồng bằng Bắc Bộ, cách thủ đô Hà Nội chỉ khoảng từ 80 tới 100 km, kết hợp với các điều kiện địa hình, phong cảnh của tỉnh; thì đây là tiềm năng lớn để phát triển du lịch

Nhiều vùng sản xuất hàng hóa chuyên canh nguyên liệu tập trung được phát triển và nhân rộng như: Vùng cam huyện Cao Phong, vùng mía tím huyện Tân Lạc, Cao phong, vùng gỗ, luồng nguyên liệu ở huyện Đà Bắc, Mai Châu, vùng lạc, đậu ở huyện Lạc Sơn, Yên Thủy, vùng cây dưa hấu ở huyện Lạc Thủy, Kim Bôi, vùng cây dược liệu ở Tân Lạc, Lạc Sơn, vùng chè ở huyện Lương Sơn, Mai Châu, Đà Bắc [2]

2.1.3 Khu vưc nghiên cứu

Khu vực nghiên cứu bao gồm các phường, xã dọc quộc lộ 6 ở khu vực tỉnh Hòa Bình bao gồm 30 phường, xã: Phường Phương Lâm, Phường Đồng Tiến, Phường Chăm mát, Phường Thịnh Lang, Thị trấn Cao Phong, Xã Bắc Phong, Xã Tây Phong, Thị trấn Mường Khến, Xã Phong Phú, Xã Tuân Lộ, Thị trấn Kỳ Sơn,

Xã Đồng Bảng, Thị trấn Mai Châu, Xã Thung Khe, Xã Tòng Đậu, Phường Thái Bình, Xã Quy Hậu, Xã Nam Phong, Xã Trung Minh, Xã Dân Hòa, Xã Phú Cường,

Xã Thống Nhất, Xã Thu Phong, Xã Mông Hóa, Xã Lâm Sơn, Thị trấn Lương Sơn, Xã Nhuận Trạch, Xã Tân Sơn, Xã Pà Cò, Xã Dân Hạ (Hình 2.2)

Như vậy, quốc lộ 6 nằm trên nhiều hành chính xã - huyện khác nhau cho thấy tâm quan trọng và vai trò chiến lược để phát triển kinh tế tỉnh Hoà Bình Vì vậy cần sự hợp tác của các chính quyền địa phương trong việc quản lí quốc lộ 6 trên địa bàn tỉnh

Quốc lộ 6 giao với:

+ Quốc lộ 12B tại xã Thu Phong, Huyện Cao Phong và thị trấn Mường Khến, Tân Lạc;

+ Quốc lộ 12C tại xã Phú Vinh, Tân Lạc;

+ Quốc lộ 15 tại xã Tòng Đậu, Mai Châu;

Thuỷ văn trên quốc lộ 6 chịu sự chi phối của Sông Đà, các sông suối qua hay chạy song song với quốc lộ 6 như: Suối Bùi, suối Trọng, suối Sập Một số hồ lớn như hồ Hòa Bình

Đặc điểm địa hình có thể chia làm 2 đoạn

+ Đoạn 1 từ điểm ranh giới Huyện Lương Sơn đến chân Đèo Thung Khe Độ cao chủ yếu <500m, độ cao trung bình 100-200 Đoạn đường này thuộc vùng núi thấp, chạy theo hướng của sông đà, nằm bên phía bồi tụ nên địa hình càng thêm bằng phẳng

+ Đoạn 2 bắt đầu từ chân Đèo Thung Khe đến hết Huyện Mai Châu Đoạn đường này thuộc vùng núi cao, độ cao chủ yếu >500m Bắt đầu cao dần từ chân đèo đến điểm cao nhất lên tới 1449m Độ cao trung bình chủ yếu 900 - 1000m

Dân cư: Mật độ dân số cao nhất thuộc về các xã, phường thuộc thành phố Hoà Bình 561 người/ km2, mất độ thấp nhất 73 người/km2 ở Cao Phong Dân cư phân bố chủ yếu ở các trung ương hành chính, vùng trũng thấp, bằng phẳng, gần các đường giao thông hay hệ thống thuỷ văn như suối, hồ Dân số phát triển chưa cao do chủ yếu địa hình đồi núi phức tạp, dân thành phố chủ yếu chỉ có ở trung ương hành chính là thành phố Hoà Bình Còn lại các xã, phường thuộc các huyện khác rất ít đa phần chủ yếu là dân nông thôn chiếm hơn 70%

Vào mùa mưa, trượt lở đất luôn là tai biến thường trực trong đó khu vực đường Quốc lộ 6 là một trong những khu vực điển hình chịu ảnh hưởng của trượt

lở đất gây thiệt hại về người và của, ảnh hưởng đến sự phát triển kinh tế vùng cũng như các vấn đề an ninh quốc phòng

33

Hình 2.2 Bản đồ vị trí khu vực nghiên cứu

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

2.2 Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến trượt lở đất dọc quốc lộ 6 ở tỉnh Hòa Bình

Trong các yếu tố tác động phát sinh TLĐ phải kể đến nhóm yếu tố địa mạo, địa chất, kiến tạo, khí hậu thủy văn, lớp phủ thực vật và hoạt động kinh tế dân sinh Phân tích tổng hợp các tài liệu về trượt lở đất khu vực nghiên cứu cho thấy, TLĐ hình thành và phát triển dưới tác động của 9 yếu tố Trong đó, độ dốc sườn đóng vai trò quan trọng nhất, tiếp đến là các yếu tố thach học, khoảng cách giao thông, lượng mưa, sử dụng đất, các loại đất, hướng dốc sườn, khoảng cách đến đứt gãy và khoảng cách đến sông suối

2.2.1 Yếu tố độ dốc

Độ dốc địa hình là một trong những yếu tố có vai trò quyết định tới sự hình thành và phát triển trượt lở đất Khi phân tích mối quan hệ giữa trượt lở đất và các yếu tố ảnh hưởng đến trượt lở đất ở khu vực nghiên cứu thì độ dốc được đánh

giá có vai trò quan trọng Bản đồ độ dốc khu vực nghiên cứu được xây dựng trên

cơ sở dữ liệu DEM độ phân giải không gian 30m từ dữ liệu ảnh Aster trên USGS Sau khi có được mô hình DEM tiến hành thành lập độ dốc (sử dụng công cụ Spatial Analyst\Surface Analyst\Slope của ArcMap), kết quả thu được được bản

đồ có giá trị độ dốc từ 0 – 890 (Hình 2.4)

35

Hình 2.3 Mô hình DEM khu vực nghiên cứu

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

36

Hình 2.4 Bản đồ độ dốc khu vực nghiên cứu

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

2.2.2 Yếu tố thạch học

Ảnh hưởng của điều kiện địa chất, kiến tạo được coi là một yếu tố cơ bản gây ra quá trình trượt lở đất, đặc biệt thành phần thạch học là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự ổn định của sườn Vai trò của yếu tố thạch học trong phát sinh TLĐ thể hiện ở độ cứng, độ bền chắc của đất đá Các thành tạo, cấu tạo địa chất và tính chất cơ lý hóa của các lớp đất đá khác nhau thì có độ bền khác nhau

Bản đồ thạch học được trích từ bản đồ thach học tỉnh Hòa Bình trong đề

tài của Bùi Tiến Diệu "Modeling of rainfall-induced landslide hazard for the Hoa

Binh province of Vietnam" Và biên tập lại theo khu vực nghiên cứu, gồm các

nhóm đưa vào phân tích gồm: Trầm tích đệ tứ, trầm tích alumosilicat và đá trầm tích thạch anh, đá trầm tích carbonat, đá magma mafic - siêu mafic, đá biến chất với thành phần giàu alumosilicat [24]

38

Hình 2.5: Bản đồ thạch học khu vực nghiên cứu

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com