Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình xác định axit lactic bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC

- Xây dựng được quy trình đánh giá nguy cơ tai biến trượt lở, lũ bùn đá trên cơ sở ứng dụng công nghệ viễn thám - GIS với các nghiên cứu địa mạo cho khu vực khai thác than lộ thiên.- Xây

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ NGUY c ơ TAI BIÊN

TRƯỢT LỞ, LŨ BÙN ĐÁ LIÊN QUAN ĐÊN HOẠT ĐỘNG

DT /

HÀ NỘI - 2008

BÁ O C Á O T Ó M T Ắ T

a Đề tài: Nghiên cứu, đánh giá nguy cơ tai biến trượt lở, lũ bùn đá liên quan đến hoạt động khai thác than khu vực Hạ Long - cẩm Phả

Mã SỐ: QT.08.39

c Các cán bộ tham gia: CN Đặng Nguyên Vũ

CN Nguyễn Thị Thanh Hải

d Mục tiêu và nội dung nghiên cứu:

Mục tiêu đ ề tài: Đánh giá và xác lập không gian các khu vực có nguy cơ phát

sinh tai biến trượt lở, lũ bùn đá ở khu vực khai thác than làm cơ sở cho công tác quy hoạch và quản lý tai biến thiên nhiên khu vực Hạ Long - cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh

Nội dung nghiên cứu:

• Tổng quan và thu thập các tài liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của khu vực nghiên cứu

• Đánh giá và làm rõ vai trò các nhân tố dẫn tới sự hình thành trượt lở- lũ bùn đá

ở các khu vực khai thác than khu vực Hạ Long - cẩm Phả.

• Phân tích và tổng hợp các thông tin địa mạo với các thông tin về tự nhiên, nhân sinh kết hợp với ứng dụng GIS để đánh giá và xác định các vị trí tiềm ẩn trượt

từ 2002 - 2007

- Xây dựng được quy trình đánh giá nguy cơ tai biến trượt lở, lũ bùn đá trên cơ sở ứng dụng công nghệ viễn thám - GIS với các nghiên cứu địa mạo cho khu vực khai thác than lộ thiên.

- Xây dựng được bản đồ cảnh báo nguy cơ tai biến trượt lở, lũ bùn đá liên quan đến hoạt động khai thác than khu vực Hạ Long - cẩm Phả, làm cơ sở cho công tác quy hoạch và phòng tránh tai biến thiên nhiên của địa phương

- Để tài góp phần đào tạo 01 cử nhân

f Tình hình kinh phí của đề tài:

- Tổng kinh phí của đề tài: 20.000.000<? (Hai mươi triệu đồng chẵn)

- Những khoản chi cho đề tài:

o Thanh toán dịch vụ công cộng 800.000đ

o Chi phí nghiệp vụ chuyên môn 800.000đ

TS Nguyễn Hiệu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN

* H Ó HIỆU TRƯỚNG

a Title: Studying, assessing the risk o f landslide and debris-flood hazards related

to coal mining in HaLong - CamPha area, Quang Ninh.

Code: QT.08.39

d Objectives and content o f the study

The aim o f the project is to assess and determine places having different risk o f

landslide and mud-debris flood related to coal mining in Ha Long - Cam Pha area for plan and management o f natural hazards

The content and tasks o f the project:

• Generate and collect natural and eco-social document of study area

• Analysing the role of factors that influence on the formation of landslide and mud-debris flood in study area

• Analysing generally geomophological characteristics in the interaction to other natural factors and human activities, and combining with GIS to assess and determine places having different risk o f landslide and mud-debris flood related to coal mining in Ha Long - Cam Pha area

• Building risk of landslide and mud-debris flood map and place effected in Ha Long - Cam Pha area

e The obtained results

- Determined d e a d ly the role of factors that influence on the formation of landslide and mud-debris flood related to coal mining activity in study area;

- Determined the change of landform of coal mining area in the vertical dimension based on application of GIS caculating the change between two DEMs in 1965 and 2004;

- Used topomap, satellite images to determine the spacial change of coal mining area and existed-time of landwaste masses during periods: before 1973, 1973-1991, 1991-2002 and 2002-2007;

b Director o f project:

c Cooperators:

Dr Nguyen Hieu

Be Dang Nguyen Vu

Be Nguyen Thi Thanh Hai

Built the process of assessing risk of landslide and mud-debris flood based on application of remote sesing - GIS technology combining with geomorphological studies for coal mining area.

Xây dựng được bản đồ cảnh báo nguy cơ tai biến trượt lở, 10 bùn đá liên quan đến hoạt động khai thác than khu vực Hạ Long - c ẩm Phả, làm cơ sở cho công tác quy hoạch và phòng tránh tai biến thiên nhiên của địa phương

Built risk of landslide and mud-debris flood map and place effected in Ha Long - Cam Pha area

The project has a part in training a bachelor

MỤC LỤCTrang phụ bìa

Báo cáo tóm tắt tiếng Việt

Báo cáo tóm tắt tiếng Anh

Mục lục

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TIẾP VỀ TAI BIẾN TRƯỢT LỞ - LŨ BÙN ĐÁ VÀ 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu

CHƯƠNG 2 CÁC NHÂN T ố ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH PHÁT SINH TAI

CHƯƠNG 3 ĐÁNH GIÁ TAI BIẾN TRƯỢT LỞ, LŨ BỦN ĐÁ KHU vự c 40

HẠ LONG - CẨM PHẢ

3.1 Hiện trạng trượt lở đất và lũ bùn đá khu vực nghiên cứu 40

• 3.1.2 Nguyên lý trượt lở dất, lũ bùn đá trong khu vực nghiên cứu 42

3.2 Cơ sở và quy trình đánh giá tai biến trượt lở, lũ bùn đá cho khu vực 47 nghiên khai thác than ở Hạ Long - c ẩ m Phả

3.2.3 Cảnh báo tai biến tì-ượt lở đất, lũ bùn đá khu vực Hạ Long - cẩm Phả 69

MỞ ĐẦU

Nằm ở đông nam tỉnh Quảng Ninh, dải ven biển Hạ Long - cẩm Phả thuộc địa phận hành chỉnh chủ yếu của thành phô' H ạ Long và thị xã cẩm Phả có dân cư đông đúc và các hoạt động kinh tế diễn ra sôi động Đây cũng là nơi tập trung hàng loạt các khu khai thác than lộ thiên quy mô lớn với các mỏ than tầm cỡ như Núi Béo, H à Lầm, Đèo Nai, Cọc Sáu, Mông Dương Trong quá trình khai thác, các công ty than đã tạo ra một nguồn vật liệu đất đá thải vô cùng lớn Chỉ tính trong 10 năm, từ 1995 đến 2005, để khai thác được 169,9 triệu tấn than nguyên khai, các công ty đã phải bóc đi một khối lượng đất đá tới 681,7 triệu m \ Đất đá thải ra hầu hết được đưa tới đổ ngay gần các khu khai thác, tập trung trên phần đỉnh phân thủy và sườn của các khối núi, và theo thời gian đã tạo thành những núi đất đá thải khổng lồ nằm ngay sát vịnh Hạ Long, Bái Tử Long và các khu dân cư đông đúc Các bãi đất đá thải đều được cấu tạo bởi những vật liệu bở rời, có độ gắn kết kém, độ dốc lớn, lại nằm ở vị trí thượng nguồn của các sông suối, bởi vậy nguy cơ phát sinh trượt lở và lũ bùn đá từ đây rất cao, thường xuyên đe dọa các khu dân cư lân cận và ảnh hưởng trực tiếp đến khu di sản thiên nhiên thế giới vịnh

Hạ Long Nhiều vụ trượt lở - lũ bùn đá nguy hiểm đã từng xảy ra, gần đây nhất là

vụ việc xảy ra tại khe Dè vào đầu tháng 8/2006 Mưa với cường độ lớn đã làm đòng lũ phá vỡ các đập chắn dọc theo khe Dè, kết hợp với đất đá từ bãi thải của Công ty than Cọc 6 sụt xuống đã tạo thành dòng lũ bùn đá nguy hiểm gây sập sáu ngôi nhà, làm ngập hàng trăm hộ dân khác ở khu 2, khu 4 phường cẩm Thịnh và thị trấn Cửa Ông Với tính chất nguy hiểm như vậy, việc đánh giá nguy cơ trượt lở

lũ bùn đá từ các khu khai thác than và xác định những khu vực có nguy cơ chịu ảnh hưởng là m ột công việc có tính cấp thiết

Việc đánh giá nguy cơ tai biến trượt lở và lũ bùn đá từ các bãi đổ thải của hoạt động khai thác than lộ thiên khu vực Hạ Long- c ẩ m Phả được tiến hành trên

cơ sở phân tích các yếu tố trắc lượng địa hình, thành phần vật chất và sự biến đổi của địa hình, và được định lượng, tính toán, không gian hóa trên cơ sờ ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở quan trọng cho công tác cảnh báo và đề xuất các giải phấp phòng tránh tai biến, đồng thời là tài liệu có giá trị cho công tác quy hoạch của địa phương

1

Mục tiêu đ ề tài: Đánh giá và xác lập không gian các khu vực có nguy cơ

phát sinh tai biến trượt lở, lũ bùn đấ ở khu vực khai thác than làm cơ sở cho côngtác quy hoạch và quản lý tai biến thiên nhiên khu vực Hạ Long - c ẩm Phả, tỉnh

Quảng Ninh

Nội dung nghiên cứu:

- Tổng quan và thu thập các tài liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của khu vực nghiên cứu

- Đánh giá và làm rõ vai trò các nhân tô' dẫn tới sự hình thành truợt lở- lũ bùn đá ở các khu vực khai thác than khu vực Hạ Long - cẩm Phả

- Phân tích và tổng hợp các thông tin địa mạo với các thông tin vé tự nhiên, nhân sinh kết hợp với ứng dụng GIS để đánh giá và xác định các

C hương 2 Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình phát sinh tai biến trượt lở

- lũ bùn đá khu vực khai thác than ở Hạ Long - cẩm Phả

C hương 3 Đánh giá tai biến trượt lở - lũ bùn đá liên quan đến hoạt động khai

thác than ở khu vực Hạ Long - cẩm Phả

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỂ TAI BIẾN TRƯỢT LỞ - LŨ BÙN ĐÁ

Lũ bùn đá là một dạng của lũ quét, mang theo nhiều bùn đá, xảy ra thường liên quan đến hiện tượng vỡ dòng gây ra do sự nghẽn tắc vật liệu bởi cấu trúc của thung lũng sông suối Cũng giống như những trận lũ quét bất kì nào, lũ bùn đá diễn

ra đột ngột và nhanh chóng, có tốc độ chảy lớn và tương đối lớn trong mấy tiếng đồng hồ (3- 5 giờ trở lại), kèm theo những đợt sóng do dòng chảy bị tắc nghẽn, nhưng sau đó lại được khai thông dưới sức ép của khối vật chất mang theo mỗi lúc một nhiều Trong những trường hợp như vậy, đôi khi thời gian kéo dài của lũ bùn

đá tăng lên đến 8 -1 2 giờ Lũ bùn đá không phải là nét đặc trưng gì đó của chế độ dòng chảy, mà xảy ra bất ngờ khi có sự quy tụ của các điều kiện nhất định tạo nên chúng Cho nên, nếu nói về thời gian hình thành của lũ bùn đá, thì chỉ có thể nhắc đến một giai đoạn có khả năng diễn ra nhất Lượng vật liệu rắn chứa trong dòng lũ bùn đá có thể thay đổi trong phạm vi rộng, từ 10 -15% đến 40- 60% Các lũ bùn đá hoặc các dòng lũ bùn đá thường tạo nên một kiểu trầm tích lục địa gọi là lũ tích

Lũ bùn đá thường phát sinh ở thượng nguồn các sông suối nhỏ và nơi hợp lưu giữa các sông suối nhỏ với các sông suối lớn hơn Sự xuất hiện lũ bùn đá thường có sự liên hệ chặt chẽ với hiện tượng trượt lở đất đá ở hai bên sườn các thung lũng sông, suối Các khối trượt đưa vật liệu ồ ạt xuống đáy thung lũng, làm nghẽn dòng chảy trong một khoảng thời gian tạm thời để rồi khi đã tích luỹ đủ năng lượng, dòng chảy sẽ phá vỡ các đập chắn tạm thời và mang theo cả lượng đất

đá đó xuống phía dưới tạo thành dòng bùn đá Dòng bùn đá này kết hợp với dòng chảy do mưa lớn, liên tục, cường độ cao sẽ tạo thành dòng lũ bùn đá

Ở Việt Nam, qua phân tích tài liệu điều tra, khảo sát, mô tả các trận lũ quét cho thấy một sô' đặc điểm chính sau [9]:

- Là những trận lũ xảy ra bất ngờ, duy trì trong một thời gian ngắn và có sức tàn phá lớn;

3

- Các trận lũ chủ yếu xảy ra vào ban đêm, đầu mùa mưa và càng những năm

về sau càng tăng lên;

- Nơi sinh lũ là ở đầu nguồn sông, độ dốc lớn, còn nơi chịu lũ thường là nơi tập trung dân cư ở chân dốc, đáy thung lũng hoặc nơi hội tụ của một vài nhánh sông;

- Các lưu vực xảy ra lũ quét thường là nhỏ và có độ dốc lớn;

- Lưu vực xảy ra lũ quét thường bị tác động mạnh mẽ của các hoạt động nhân sinh dưới nhiều hình thức, dẫn đến dòng chảy mặt có động năng lớn gây xói mòn và trượt lở phổ biến

- Hệ thống lòng dẫn thường bị tắc ứ do địa hình hoặc đo các đê chắn tự nhiên hoặc nhân tạo, khi bị phá vỡ khiến cho dòng nước càng trở nên hung dữ

- Các hình thế thời tiết gây mưa lớn dẫn tới lũ quét thường là do tổ hợp của vài ba yếu tố, như áp thấp nóng, bão, không khí lạnh Tuy nhiên, sự gặp gỡ của các loại hình này mỗi nơi mỗi khác và kết quả gây mưa cũng rất khác nhau

Lũ bùn đá diễn ra do chịu ảnh hưởng của tổ hợp các điểu kiện tự nhiên và các hình thức hoạt động của con người trên lưu vực Đi vào bản chất, ta có thể phân

ra các nhân tố theo ba nhóm tuỳ theo tốc độ biến đổi của chúng Các nhân tô' không những ảnh hưởng đến sự hình thành lũ bùn đá mà chúng còn ảnh hưởng lẫn nhau.Các nhân tố ảnh hưởng tới phát sinh lũ quét - bùn đá được phân chia thành 3 nhóm: ít biến đổi, biến đổi chậm và biến đổi nhanh:

□ Nhân tô' ít biến đổi như: địa chất, địa mạo Tuy là ít biến đổi, nhưng lại ảnh hưởng trực tiếp đến sự hình thành lũ bùn đá Địa chất quyết định đến thành phần vật chất cấu tạo nên vỏ phong hoá Địa mạo làm gia tăng quá trình trượt đất, tạo ra các hình thái thung lũng sông phù hợp sự hình thành lên lũ bùn đá như hệ thống thung lũng xuyên thủng nối tiếp nhau

ũ Nhân tô' biến đổi chậm như: phong hoá thổ nhưỡng, biến đổi khí hậu, lớp phủ thực vật tác động rất ít đến sự hình thành lũ bùn đá Nhưng nếu thiếu

sự che phủ của thực vật thì độ lên kết của vỏ phong hoá sẽ yếu đi, dòng chảy mặt tăng cao do sự thấm nước giảm Lúc đó trượt đất xảy ra càng cao và nguy cơ lũ bùn đá tăng mạnh

0 Nhân tô' biến đổi nhanh như: mua, trượt đất, dòng chảy m ặt ảnh hưởng trực tiếp đến sự hình thành lên lũ bùn đá.

D Các hình thức hoạt động của con người trên lưu vực ảnh hưởng đến cả banhóm nhân tố, có vai trò rất lớn trong việc thúc đẩy sự hình thành lũ quét sớm hay muộn và tăng sự tàn phá của lũ quét

Mặc dù lũ quét, lũ bùn đá được để cập đến nhiều, song hầu hết chúng chỉ được xem như những hiện tượng tự nhiên liên quan chủ yếu đến khí hậu, các điều kiện khác như địa chất, địa m ạo những yếu tô' mặt đệm quan trọng quyết định đến sự hình thành và cường độ của chúng thì chưa được quan tâm đến nhiều Việc phân tích các thông tin địa mạo, bao gồm thông tin về đặc điểm cấu trúc địa hình, các yếu tố trắc lượng hình thái (độ dốc, độ chia cắt ngang, chia cắt sâu), hướng sườn, thành phần thạch học, mật độ sông suối và mối quan hệ giữa chúng sẽ là những dữ liệu hết sức quan trọng, làm cơ sở để đưa ra những nhận định ban đầu vể các vị trí có khả năng xảy ra lũ bùn đá

1.2 Đặc điểm và cơ chế của trượt lở - lũ bùn đá

Dòng lũ bùn đá thường được hình thành ở những suối có nhiều yếu tố tạo nên các đập chắn tạm thời Các đập chắn này thường được hình thành bởi các khối trượt đất lớn trực tiếp từ hai sườn phía bên cạch, cũng có thể là sự dồn ứ vật liệu gồm các khối đá lớn, các thân gỗ bị phá hủy từ phần trên của thung lũng đưa xuống Sự phá vỡ các đập chắn này bởi sự quá tải sẽ dẫn tới hình thành dòng lũ bùn

đá, các đê hay gờ chắn này thường được hình thành ở những chỗ bị thắt hẹp hay ở những nơi ngoặt đột ngột của thung lũng và tại những nơi có nhiều vết trượt lở từ hai sườn Việc xác định khả năng hình thành các thung lũng với sự xen kẽ giữa những đoạn mở rộng và thu hẹp sẽ là cơ sở cho việc đánh giá nguy cơ lũ bùn đá Các kết quả nghiên cứu trước đây đã cho thấy, các khe suối cắt vuông góc với hướng cắm của các tập đất đá có độ bền vững khác nhau sẽ thuận lợi cho việc hình thành các thung lũng kiểu này, kiểu thung lũng xuyên thủng hay còn gọi là dạng ống chỉ [2, 5, 11]

Các vật liệu cung cấp cho dòng chảy để tạo thành dòng lũ bùn đá thường là các ổ vật liệu xốp rời, liên quan với địa hình tích tụ ở vùng trước núi như coluvi, proluvi, deluvi, và các vật liệu từ các vỏ phong hóa trên các đá mẹ khác nhau

5

Những khối đất đá lớn nằm trên các bề mặt địa hình nghiêng thoải dưới chân các sườn vách dốc đứng là một hình ảnh khá phổ biến trên các vùng núi ở Việt Nam Chúng là sản phẩm đổ lở từ các khối núi cấu tạo bởi đá rắn chắc, sản phẩm này hay nằm trên bề mặt nghiêng thoải cấu tạo bởi đá có độ bền vững kém hơn Các khe xói cắt vào bề mạt nghiêng thoải này khi có trắc diện dọc và ngang dốc rất dẻ phát sinh các khối trượt lở trên tầng đá vụn bở có tỉ trọng lớn nằm trên, tạo nguồn vật liệu cho lũ bùn đá.

Lũ quét - bùn đá xảy ra luôn đi kèm với hiện tượng trượt đất và mưa to kéo

dài trong vài ngày Vào giữa hay cuối mùa mưa, khi lớp đất đá ở hai bên sườn

thung lũng đã bị thấm quá nhiều nước và gần như đạt tới trạng bão hoà, chúng không còn độ kết dính hay mất cân bằng về trọng lực Trong điều kiện có độ dốc phù hợp, chúng có thể tạo ra những khối trượt hay dòng bùn đá lớn Hoặc theo cách khác, dọc thung lũng xuất hiện nhiều các khối trượt đưa vật liệu xuống lòng dẫn của sông, suối, tạo thành các đập chắn tạm thời Khi mưa to kéo dài, trong điều kiện đáy thung lũng sông, suối dốc, lượng nước tập trung nhanh và tích luỹ đủ nãng lượng để phá vỡ các đập chắn, đó là lúc lũ quét- bùn đá xuất hiện Trên đường đi, dòng cuồng lưu này càng gặp nhiều vật cản thì chúng càng trở nên dữ tợn và nguy hiểm do năng lượng liên tục được tích luỹ mỗi khi dòng chảy bị chặn lại

Trong những trường hợp đặc biệt, ví dụ như ở các khu vực khai thác than, các bãi đổ thải được cấu tạo bởi các vật liệu bở rời được đào xới lên từ lòng đất, có

độ gắn kết rất kém Thêm vào đó, quá trình đổ lấp tự nhiên thường tạo ra những sườn có độ dốc lớn trên các bãi thải Chính bởi vậy, khi có mưa lớn kéo dải, ngoài hiện tượng trượt lở đưa những khối vật liệu lớn xuống đáy thung lũng các sông suối cắt qua khu vực đổ thải, gây hiện tuợng nghẽn tắc dẫn đến lũ quét bùn đá kiểu vỡ dòng, tình trạng các sườn bãi thải bị xâm thực mạnh và các vật liệu bở rời được lôi cuốn ồ ạt vào dòng chảy cũng có thể gây ra lũ bùn đá mà không nhất thiết phải có trượt lở cũng diễn ra phổ biến

Khi lũ bùn đá xảy ra, trong lúc hoạt động chúng đều để lại dấu ấn của mình trên địa hình Tiêu biểu cho các dấu hiệu để nhận biết sự hiện diện của lũ bùn đá trong quá khứ chính là các sản phẩm tích tụ của chúng sau khi đã ngừng hoạt động

Đó chính là những khối tích tụ trầm tích hỗn độn đặc trưng, gọi là lũ tích Chúng

hợp thành nón phóng vật, vạt gấu sườn tích và lớp phủ lũ tích ở các sông suối và

các dòng chảy tạm thời, ở các đồng bằng trước núi, các thung lũng giữa n ú i Việc

phân tích và đánh giá các điều kiện địa hình tại những khu vực đã từng xảy ra lũ bùn đá có ý nghĩa rất quan trọng cho việc dự báo chúng Các thông tin về trắc lượng hình thái, đặc điểm thạch học, đá gốc, đặc điểm mưa ở những nơi đã từng xảy ra 10 bùn đá sẽ là chìa khoá cho kiệc tìm kiếm và xác định các khu vực tiềm ẩn loại tai biến này trong tương lai

Các đặc trưng địa mạo có quan hệ mật thiết với sự phân bô' vật liêu, đặc biệt

là các vật liệu vụn bở và sự phá vỡ trạng thái cân bằng tương đối - yếu tố tiên quyết của trượt lở đất và lũ bùn đá

Các tác nhân làm tăng độ dốc sườn gồm hai nhóm chính: tăng độ dốc sườn bởi các tác nhân tự nhiên và nhân sinh Các tác nhân tự nhiên làm tãng độ dốc sườn chủ yếu gồm hoạt động xói lở của dòng chảy và sự xâm thực giật lùi của mương xói ở giai đoạn trẻ Quá trình trượt đất do tăng độ dốc sườn bởi hoạt động xói lở của dòng chảy hoặc do sóng của bồn nước lớn (hồ, biển) gây nên sự cắt và làm hổng chân sườn dốc là hiện tượng khá phổ biến Cấu tạo các khối trượt này thường

là tầng đá bị phong hoá mạnh với thành phần giàu sét, các tầng trầm tích bở rời của thềm sông và các tập đá trầm tích có hướng dốc của mặt lớp về phía dòng chảy Đáng lưu ý là quá trình này cung cấp một lượng vật liệu khá lớn tham gia vào hoạt động dòng chảy, làm tăng tính khốc liệt của lũ quét Hoạt động xâm thực giật lùi của các mương xói cắt vào các bề mặt san bằng với vỏ phong hoá dày là hiện tượng khá phổ biến tại khu vực đồi núi Sự xâm thực giật lùi của mương xói dẫn tới việc hình thành m ột dạng sườn hẹp có trắc diện khá dốc Sự tập trung nước ở phần chân sườn dốc này vào mùa mưa là cơ sở cho việc phát sinh các khối trượt và là cơ sở để hình thành lũ bùn đá

7

động, dòng bùn đá loại này dường như “ngưng” lại, giữ nguyên cấu trúc đã có trước đó, chứ khổng phân dị theo độ hạt, vì vậy mà tạo ra dạng tích tụ có hình con

đê nổi cao

Loại này đặc trưng cho những nơi có cấu tạo địa chất dễ bị sụp lở, vỏ phong hoá phong phú nguồn vật liệu vụn dẻ sụp lở cung cấp cho dòng lũ quét, có mưa cường độ lớn và kéo dài, địa hình dốc Nói một cách khác, đó là những vùng có hai yếu tô' căn bản là điều kiện khí hậu khô hạn hoặc bán khô hạn kết hợp với điều kiện địa chất có khả năng cung cấp nhiều vật liệu vụn rắn cho dòng chảy Loại này đặc trưng cho các khu vực đang trong tình trạng bất ổn sinh học, nên ít gặp ở nước ta

Ví dụ như trong nhiều tài liệu, trận lũ bùn đá ở phía nam Liên Xô (cũ) đã

từng được mô tả: " khối bùn đá bao gồm đất cát, đá tảng, nước ở phần ngọn dòng

lũ tạo thành một bức tường thành dựng đứng lao từ trên núi xuống Các tảng đá đi đầu, nửa chìm trong khối bùn dặc, nửa nhô ra ngoài Khi gặp vật cản trên bề mặt đáy suối, đá tảng bị ùn lại, chìm ngập vào khối bùn cát tạo thành đập chắn tạm thời, khiến cho mực nước của dòng lũ cao tới 7 - 8m, tạo ra áp lực rất mạnh, rồi phá vỡ đập chắn tạm thời đó và dòng lũ tiếp tục cuốn đi với mức hung dữ càng cao hơn Đ i sau các khối đá tảng đó là khối dòng rắn phần lớn có độ hạt mịn trộn lẫn với đá có b ề dày tới 4m, chuyển động trong lòng dẫn rộng chừng 25m Sau cùng là hỗn hợp lỏng hơn, chảy với tốc độ nhanh hơn

Kiểu dòng lũ bùn đá thứ hai do chứa nhiều nước hơn nên vận động chủ yếu nhờ động lực của dòng nước loạn lưu Những dòng bùn đá thuộc loại này đưa xuống nón phóng vật lượng vật chất rắn ít hơn và trong khi tích tụ đã có dấu hiệu nhất định của sự phân dị trầm tích Do xảy ra đột ngột và vận tốc lớn, nên sức tàn phá của loại này cũng rất đáng kể

Loại này có thể gặp ở tất cả những nơi có điều kiện thích hợp, ví dụ ở miền núi nước ta trong những năm gần đây, nghĩa là có chế độ khí hậu và lượng mưa có cường độ lớn, kéo dài vài ba ngày liên tục, có cấu tạo địa chất - thạch học và trạng thái mặt đệm thuận lợi Đối với kiểu lũ bùn đá này, điều kiện tiên quyết là trên sườn các thung lũng nhỏ miền núi phải có lớp vỏ phong hoá dày dễ bị trượt lở hoặc

bị sụp đổ khi có mưa kéo dài để tạo ra đập dâng nước tạm thời, rồi sau khi bị phá

vỡ dòng cuồng lưu sẽ cuốn theo bùn đá của thân đập mà tạo ra lũ quét với hàm lượng vật chất rắn cao (có thể lên tới 10 - 15%).

1.4.1 Nhóm các phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa

1.4.1.1 Các phương pháp khảo sát ngoài thực địa

Trên cơ sở đã có những phân tích tổng hợp trong phòng để tiến hành khảo sát thực địa Việc khảo sát thực địa sẽ giúp thu thập những tài liệu về đặc điểm địa mạo, xác định ranh giới giữa các dạng địa hình, thành phần vật chất trong khu vực, đặc điểm các dạng tai biến và tác hại thực tế do nó gây ra Phát hiện chi tiết những đặc trưng của khu vực nghiên cứu, ghi nhận hiện trạng bằng cách chụp ảnh hay đo đạc, định vị bằng máy GPS Việc đi thực địa được tiến hành đồng thời với việc sử dụng các phương pháp phân tích chuyên nghành thu được kết quả tốt nhất cho nội dung nghiên cứu

1.4.1.2 Phương pháp phân tích đánh giá tổng hợp các s ố liệu và thông tin thu thập

Thu thập tài liệu liên quan đến tai biến lũ là vấn đề quan trọng Ở mỗi đề tài, đây là bước đầu tiên được xem xét truớc khi triển khai công tác nghiên cứu điều tra thực địa Các số liệu này giúp người thực hiện nhiệm vụ có những nét khái quát mang tính tổng quan về thực trạng và diễn biến của lũ quét- lũ bùn đá, những hậu quả thiệt hại và tình hình khắc phục Đó là những cơ sở để định hướng nội dung về các bước tiến hành nghiên cứu Các tài liệu được thu thập từ các sở, ban, ngành ở địa phương, các tài liệu được lưu trữ ở các bộ, ngành quản lý Trung Ương

1.4.1.3 Phương pháp điều tra nghiên cứu thu thập tài liệu

- Nghiên cứu hiện trạng, dấu vết của lũ bùn đá và những thiệt hại do chúng

Ngoài ra, trong nghiên cứu điều tra thực địa, vấn đề thu thập thông tin trong dân về lũ quét- lũ bùn đá cũng rất được coi trọng Đây là những tư liệu quý, đặc biệt là về hiện trạng các loại tai biến và thiệt hại về vật chất và con người trong

nhiều năm ở khu vực nghiên cứu.

1.4.2 Nhóm phương pháp nghiên cứu địa mạo

1.4.2.1 Phương pháp trắc lượng hình thái

Mục đích của phương pháp này là phân tích định lượng địa hình bề mặt Trái Đất để góp phần giải các vấn đề nguồn gốc và động thái của nó Trong đó, có thể nghiên cứu hình thái địa hình về: độ cao tuyệt đối, độ cao tương đối, độ dốc, hướng sườn, mật độ chia cắt ngang và chia cắt sâu kết quả sẽ giúp cho việc xác định được các vị trí sẽ xảy ra lũ quét

Với đặc điểm địa hình liên quan đến lũ quét như độ dốc, hướng sườn, mức

độ bằng phẳng, độ chia cắt ngang, độ chia cắt sâu là những chỉ số quan trọng trong đánh giá sự nguy hiểm của lũ quét như:

- Độ dốc quy định tốc độ của dòng chảy cũng như ảnh hưởng tới sự trượt lở đất đá trên sườn

- Mức độ bằng phảng quy định tính chất vật liệu cấu tạo nên địa hình

- Độ chia cắt ngang quy định kiểu dòng chảy

- Độ chia cắt sâu quy định bồn thu nuớc, hình thái hệ thống sông suối

1.4.2.2 Phương pháp kiến trúc hình thái

Phương pháp này nhằm xác định mối liên hộ giữa địa hình với cấu trúc địa chất, về các mặt cấu trúc kiến tạo và thạch học Tìm ra sự phụ thuộc của hình thái địa hình đối với các điều kiện cấu trúc và thạch học như trên cơ sở của hiện tượng xâm thực chọn lọc (các loại đá mềm bị xâm thực mạnh hơn các loại đá cứng) Nhiều đặc điểm hình thái được quy định bởi đặc điểm thạch học Chẳng hạn, khi nghiên cứu địa mạo lục địa, người ta dẻ dàng phân biệt được sự khấc biệt giữa địa hình được thành tạo trên các đá mắc ma xâm nhập, mắc ma phun trào, đá trầm tích lục nguyên có thế nằm ngang hoặc nghiêng, đá v ô i

10

Các đặc điểm của trầm tích bỏ rời (thành phần độ hạt, thành phần khoáng vật, đặc điểm tướng ) cũng có ý nghĩa quan trọng khi nghiên cứu lũ quét Các đặc điểm trầm tích nêu trên là một trong những chỉ tiêu để phân tích lịch sử phát triển của địa hình đang được nghiên cứu Ngoài ra chúng còn quyết định đến độ thấm nước của lớp vỏ phong hoá, đó chính là những nhân tố gây ra lũ quét.

1.4.2.3 Phương pháp địa mạo động lực

Phương pháp này được sử dụng để phát hiện sự biến đổi của địa hình, tìm ra những động lực và quá trình tác động lên địa hình trong mối liên hệ vói điều kiện cấu trúc địa chất, vận động tân kiến tạo và những điều kiện khí hậu hiện đại Phương pháp này không những giúp giải thích nà còn dự báo được sự phát triển của địa hình Ví dụ như các khối trượt đất thường phát triển trên những cấu tạo địa chất

có thể nằm trùng với hướng dốc của sườn và có những lớp đá thấm nước (cát, cát kết) xen kẽ với những lớp không thấm nước (sét, đấ sét) Phương pháp này giúp chúng ta có thể dự báo sự hình thành và phát triển các loại hình lũ trong khu vực nghiên cứu Và xác định được các vị trí có nguy cơ xảy ra lũ quét

1.4.2.4 Phương pháp nguồn gốc lịch sử

Phương pháp này nghiên cứu lịch sử phát triển của địa hình đang tồn tại trên

bề mặt Trái Đất cũng như đã bị phá huỷ hoặc bị chôn vùi trong lòng đất

Qua các dấu hiệu trên địa hình ta rất dễ nhận ra dấu vết của các trận lũ đã xảy ra trong quá khứ, các dấu hiệu đó đã xảy gần đây hay từ lâu rồi Từ những dạng địa hình mới tạo ta có thể suy ra nguyên nhân cụ thể gây ra thiệt hại có tính chất tai biến, nghĩa là có thể dự báo - cảnh báo

Để góp phần cảnh báo nguy cơ lũ quét trên cơ sở phương pháp địa mạo, trước hết cần nhận thấy rằng nội dung của các cuộc điều tra địa mạo và chính bản

đồ địa mạo được xây dựng theo nguyên tắc nguồn gốc - lịch sử đã có mối liên hệ chặt chẽ với sự hình thành lên địa hình

1.4.3 Phương pháp viễn thám và GIS

Phương pháp viễn thám & GIS ngày càng được ứng dụng rộng rãi và trở thành một phương pháp quan trọng trong nghiên cứu và đánh giá tai biến thiên nhiên, bao gồm cả tai biến trượt lở - lũ bùn đá

11

Đặc điểm của ảnh viễn thám là giúp chúng ta có thể thu nhận đổng thời đặc điểm của các đối tượng trên bể mặt Trái Đất trong một diện tích rộng lớn tại thời điểm bay chụp Trong nghiên cứu lũ lụt, ảnh viễn thám có vai trò như một dữ liệu đáu vào quan trọng cung cấp các thông tin về cấu trúc và các đơn vị địa hình, các khối trượt cổ hiện trạng lớp phủ, mạng lưới sông suối Trong đề tài, tài liệu viễn thám cho phép xác định các khu vực bãi thải từ hoạt động khai thác than và các khu vực có sự biến đổi về địa hình qua những thời kì khác nhau Nhờ so sánh sự thay đổi về mặt không gia của khu vực khai thác có thể cơ bản đánh giá được thời gian tồn tại của các bãi đổ thải.

Công nghệ GIS giúp chúng ta giải quyết các bài toán mang tính tích hợp thông tin từ nhiều lớp thông tin khác nhau một cách nhanh chóng và chính xác Trong nghiên cứu, đánh giá các vị trí tiềm ẩn lũ bùn đá, sự liên kết giữa các lớp dữ liệu địa lý dạng vector và raster của GIS có vai trò quan trọng trong việc xác định các vị trí tiềm ẩn lũ bùn đá trong một không gian địa lý cụ thể thông qua việc tổng hợp thông tin cùng một lúc trên nhiều đối tượng nền địa lý khác nhau, như mạng lưới thuỷ văn, đặc điểm thạch học, lớp vỏ thổ nhuỡng Khả năng trong lưu trữ, quản lý và tích hợp thông tin, đồng thời nó có thể đưa ra rất nhiều các phương án kết hợp khác nhau là một tính năng quan trọng có thể giúp các nhà quản lý đưa ra những quyết định cuối cùng cho công tác dự báo và phòng chống lũ bùn đá

Bản chất của ứng dụng Hệ thông tin địa lý còn là việc xác lập mối liên hệ không gian giữa các đối tượng và hiện tượng mang thuộc tính không gian Trong nghiên cứu xác lập sơ đồ logic cho ứng dụng GIS, người ta phải tìm được những mối liên hệ giữa các hiện tượng để từ đó xác lập các lớp thông tin cần phải đưa vào

mô hình Sô' lượng lớp thông tin khá nhiều, nhưng chúng thường có hệ sô' tương quan rất khác nhau với đối tượng nghiên cứu Nhiệm vụ của người vận dụng cụ thể

là phải định được những mối liên hệ chặt chẽ nhất để ưu tiên tìm kiếm trong khi thành lập cơ sở dữ liệu, bởi vì trong nhiều cạp tương quan bao giờ cũng có những cặp tương quan chặt chẽ nhất và có ý nghĩa quyết định nhất Ví dụ, căn cứ vào định nghĩa về “bãi bồi là bề mặt tích tụ dưới đáy thung lũng sông do hoạt động xâm thực

và tích tụ của dòng sông tạo nên và hàng năm vẫn bị nước lũ tràn ngập”, khi muốn xác định diên tích những không gian bị ngập lụt, nhà nghiên cứu lũ lụt bằng công

thấp, bãi bồi cao rồi cho nó kết hợp vối những lớp thòng tin về độ cao lũ khác nhau Với mục đích này thì toàn bộ không gian không phải là bãi bồi hiện đại đều không cẩn quan tâm.

Chức năng tích hợp là thao tác không gian trong đó những lớp chuyên đề được tích hợp với nhau để tạo ra một lớp chuyên đề mới chứa đựng những thông tin mới Để rút ra những thông tin này, thao tác sô' học hoặc thao tác logic được vận dụng trên những lớp dữ liệu khác nhau đã nhập vào Tích hợp những lớp dữ liệu khác nhau là một quá trình bậc thang Hai lớp dữ liệu nhập vào được tổ hợp vào một lớp trung gian, nó lại được tổ hợp với lớp thứ ba để tạo ra lớp trung gian khác Điều này được thực hiện tới khi tất cả các lớp dữ liệu nhập vào đểu được chồng lên nhau (Star, 1990)

Chồng ghép số học bao gồm các thao tác như cộng, trừ, nhân và chia Thao tác số học được thiết lập trên mỗi giá trị của lớp dữ liệu và giá trị trên vị trí tương ứng của lớp dữ liệu thứ hai (Aronoff, 1989) Ngoài tính nãng quản lý, phân tích và tích hợp các lớp thông tin, GIS còn cho phép xây dựng mô hình số

độ cao (DEM ) để mô phỏng địa hình thực trên cơ sở nội suy các sô' liệu độ cao

có được từ bản đồ địa hình, từ các điểm được xác định bằng GPS Từ đó kết hợp với ảnh viễn thám , bản đồ địa mạo và một sô' loại bản đồ lhác như bản đồ địa chất, bản đổ thực vật giúp chúng ta xác định được các vị trí tiềm ẩn lũ bùn đá và xây dựng được bản đồ cảnh báo

13

CHƯƠNG 2 CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH PHÁT SINH TAI BIẾN TRƯỢT LỞ - LŨ BÙN ĐÁ

KHU V ự c HẠ LONG - CAM PHẢ

2.1 Điều kiện tự nhiên

Lũ bùn đá xảy ra chịu ảnh hưởng của tổ hợp các điều kiện tự nhiên và các hình thức tác động của con người trên lưu vực Đối với khu vực khai thác than, các thành tạo địa hình như sườn bãi thải, sườn moong khai thác có nguồn gốc hình thành do con người hay còn gọi là địa hình nguồn gốc nhân sinh Tuy nhiên, ngay sau khi được tạo ra chúng đã trở thành một thực thể địa hình trên bể mặt Trái Đất, bắt đầu chịu tác động tổng thể của các quá trình ngoại, nội sinh để biến đổi và tiến hoá tới một trạng thái mới hay trạng thái cân bằng nào đó Ảnh hưởng tói nguy cơ phát sinh tai biến trượt lở - lũ bùn đá ở vùng khai thác than nói riêng và của khu vực Hạ Long - cẩm Phả nói chung có các nhân tố chính như: cấu trúc địa chất, thạch học, địa hình, khí hậu, thủy văn và thực vật

2.1.1 Cấu trúc địa chất, thạch học và hoạt động tân kiến tạo

Cấu tạo nền địa chất khu vực Hạ Long - cẩm Phả bao gồm các thành tạo có tuổi từ Cacbon đến Đệ tứ, trong đó chủ yếu là các đá trầm tích và trầm tích phun trào Nét nổi bật nhất là các trầm tích hạt thô như cát kết, cuội kết chiếm tỷ trọng lớn trong các hệ tầng và các thành tạo phun trào ở đây chủ yếu có thành phần axit Đặc điểm đó tạo nên tính sắc sảo của địa hình các dãy núi và khả năng tạo vỏ phong hoá sét bị hạn chế

- Các thành tạo carbonat của hê tầng Bắc Sơn với độ tinh khiết cao và cấu tạo dạng khối hoặc phân lớp dày tạo nên các khối núi đá vôi với sườn vách dốc đứng điển hình

- Hệ tầng Bãi Cháy phân bố thành dải hẹp trên các dải đồi ở hai phía của Cửa Lục Mặt cắt của hệ tầng được chia thành 2 phần: phần dưới gồm dăm kết silic

Hình 2.1 BẢN ĐỔ ĐỊA CHẤT KHU vực HẠ LONG - CẨM PHÀ

Bản đồ được biên tập và sô hoá từ Bản đồ địa chất 1:200.000

do Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam xuất bản năm 1999

màu xám đen, ròn mịn, đôi chỗ xen lớp mỏng cát bột kết, dày 100 - 150m; phần trên là đá silic màu xám đen xen các lớp mỏng đá vôi silic, dày 150m.

- Hệ tầng Bình Liêu (T2a bl) gồm các trầm tích - nguồn núi lửa phân bô'

thành các đải kéo dài phương á vĩ tuyến nằm tiết giáp phía bắc và nam hệ tầng Tấn Mài Mặt cắt được chia làm 2 phân hệ tầng:

Phân hệ tầng dưới phân bố ở phần rìa nếp lõm tại xã Dân Chủ hoặc phần

nhân nếp lồi Núi Sén Mặt cắt gồm các đá cát kết, cuội kết, cát kết tuf, chuyển lên các thành tạo phun trào ryolit porphyr, đacit porphyr xen các thấu kính hay lớp mỏng cuội kết tuf, cát kết tuf

Phân hệ tầng trên phân bố ở trung tâm nếp lõm Dân Chủ và trên dải hẹp từ

núi Dân Tiên đến núi Khe Ru, Đồng Quặng - phần gần thượng nguồn của sông Trới

và sông Man Mặt cắt đặc trưng cho hệ phân tầng có độ hạt nhỏ hơn phân hệ tắng dưới như bột kết, đá phiến sét xám tím xen ít cát kết, cát kết tuf, phân lớp vừa đến mỏng, dày 600 - 1000m Do cấu tạo bởi các thành tạo hạt mịn, các đá của hệ tầng bị phong hoá cho nhiều sét, địa hình thoải hơn và dễ bị phân cắt xâm thực hơn địa hình cấu tạo bởi các đá cát sạn kết

- Hệ tầng Hòn Gai (T3n - r hg) phân bố ở trên các dải núi thấp và chiếm

phần lớn diện tích khu vực nghiên cứu Đây là hệ tầng có tuổi Trias thượng, có chứa than cung cấp nhiên liệu quan trọng nhất của nước ta Nhiều mỏ than trong hệ tầng này đã được khai thác từ lâu đời và nhiều mỏ mới đuợc khai thác nằm ở ngay phía đông, đông nam vịnh cử a Lục Dựa theo độ chứa than, hệ tầng Hòn Gai được chia thành hai phân hệ tầng có cấu tạo dạng phức nếp lõm dạng chậu mà phần nhân chính:

Phân hệ tầng dưới gồm 15 tập chiếm khối lượng chủ yếu của phân vị với

nhiều vỉa than có giá trị công nghiệp Có cấu tạo phân nhịp, mỗi nhịp gồm cuội kết, cát kết, bột kết chuyển lên sét than, than đá Bề dày của phân hệ tầng khoảng 1500

- 1700m

Phân hệ tầng trên gồm chủ yếu là các thành tạo hạt thô như cuội kết thạch

anh xen các lớp mỏng cát kết thạch anh và bột kết, sét than, dày 600 - 700m

- Dải than Hòn Gai có cấu tạo gần theo phương vĩ tuyến, kéo dài từ Móng Cái qua cẩm Phả và Hòn Gai Chúng tạo nên bàng loạt mỏ quan trọng, trong đó đáng kể là các mỏ Kế Bào, Mông Dương, Cọc Sáu, Bắc Quảng Lợi, Đèo Nai, Khe Chàng, Khe Tam, Ngã hai Khe Hùm, Vàng Danh, Hà Tu, Hà Lầm, Đồng Cóc, Đồng Đãng, Yên Lập.

Thành phần của các trầm tích chứa than và sô' lượng các vỉa than có sự thay đổi theo không gian Chính do sự nhầm lẫn này mà trước đây Zâyle (Zoiller, 1903)

đã phân chia ra ba hệ tầng, nhưng thực chất là chúng có chung một mực địa tầng như nhau

Các trầm tích chứa than được Paplốt (1960) xếp vào điệp Hồng Gai bao gồm

ba phụ điệp Phụ điệp chứa than căn bản có cuội kết hạt trung bình, sỏi kết và cát kết hạt không đều, có ít thấu kính than đá mỏng Phụ điệp chứa than và trên than căn bản là cuội cát kết có lớp kẹp bột kết, bột kết than, sét kết và các vỉa than đá với chiểu dày mấy chục mét Nghiên cứu một cách chi tiết ở c ẩm Phả, Phạm Thế Hiển và Vũ Quang Bình chia trầm tích phụ điệp chứa than ra ba tập (tập trầm tích lục địa đới trẩm tích chuyển tiếp, tập trầm tích lục địa trên)

Cấu tạo của dải than là cấu tạo của một địa hào, được giới hạn bởi các đứt gãy gần phương vĩ tuyến Móng của các trầm tích chứa than chủ yếu là các trầm tích Cacbon - Pecmi Trầm tích chứa than tạo nên một hệ thống nếp uốn đéu đạn, thường có dạng đẳng thước hoặc hơi kéo dài chủ yếu có phương gần vĩ tuyến, một

số cấu tạo nếp uốn có phương kinh tuyến Các cấu tạo uốn nếp bị làm phức tạp thêm bởi hệ thống đứt gãy theo phương vĩ tuyến và kinh tuyến

Từ mô tả trên cho thấy các vật liệu thải của các khu khai thác than trong hệ tầng chủ yếu vẫn là vật liệu hạt thô, lượng bột sét chiếm tỷ lệ nhỏ sản phẩm vỏ phong hoá thường là litoma hoặc saprolit với bể dày hạn chế

- Hệ tầng Hà Cối (J|_2 hc) phân bô' ở phần gần thượng nguồn của các nhánh

phía tây sông Diễn Vọng Hệ tầng được chia thành 2 phân hệ tầng có thành phần khác biệt nhau:

Phân hệ tầng dưới gồm chủ yếu các thành tạo hạt thô như cuội kết, sạn kết

thạch anh phân lớp dày xen các lớp mỏng cát kết, bột kết màu nâu đỏ, dày 200 - 300m

17

7 Ị ? Ị • ' ; ■ ■ '

'V i !

Phân hệ tầng trên gồm chủ yếu các đá hạt mịn như cát kết hạt vừa, bột kết,

sét kết màu nâu đỏ, nâu tím, dày 300 - 350m

Các đá của hệ tầng Hà Cối có độ bền vững cao, bị phong hoá yếu, tạo nên địa hình sườn vách dốc đứng với quá trình động lực hiện đại chủ yếu là đổ lở Khả nãng cung cấp vật liệu cho dòng chảy yếu

- Các thành tạo Kainozoi phân bô' chủ yếu trong và xung quanh vịnh Cửa Lục, gồm các trầm tích Miocen đến hiện đại

- Các thành tạo Pleistocen phân bô' trên các dải gò đồi thấp xung quanh vịnh Cửa Lục với các thành tạo nguồn gốc sông - lũ gồm chủ yếu vật liệu hạt thô như cuội, tảng và các thành tạo nguồn gốc biển với thành phần chủ yếu là cát bột xám vàng

- Các thành tạo Holocen phân bô' ở phần địa hình thấp quanh và trong phạm

vị vịnh cửa Lục Trầm tích Holocen hạ - trung phân bố trên các thềm biển cao 3 - 5m, mặt cắt gồm 2 tập, từ dưới lên như sau: Tập dưới là cát, cuội nhỏ, dày 0,3m; tập trên gổm cát, sạn lẫn bột sét, vỏ sò biển, dày l,lm

- Các thành tạo tuổi Holocen muộn phân bô' trong phần ngập nước của vịnh gồm các trầm tích hạt thô như cát lẫn bột sét, cát sạn sỏi thạch anh phân bố ở phẩn các bãi triều và bột sét, bùn phân bố ở các máng nước sâu của vịnh

2.1.1.2 Hoạt động đứt gãy vá địa chấn trong giai đoạn tân kiến tạo

a Hoat đồng dứt gãy

Một sô' các đứt gãy tồn tại trong khu vực nghiên cứu và ảnh hưởng đến quá trình hình thành tai biến truợt lở - lũ bùn đá gồm có:

Đứt gãy Hà Lùng - Dương Huy

Đây là đứt gãy lớn nhất trong vùng nghiên cứu, thuộc loại đứt gãy khu vực Theo các nghiên cứu trước đây của Lê Đức Kính (1978) và Trần Vãn Trị (1991) thì đứt gãy này nằm gẩn với đứt gãy Trung Lương, kéo dài theo phương á vĩ tuyến từ phía đông H à Lùng qua xã Thống Nhất, Dương Huy, có dạng vòng cung thoải với lưng quay về hướng nam Đây là đứt gãy trẻ nhất cắt qua vùng nghiên cứu Đứt gãy kéo dài hang chục km và còn tiếp tục về hướng tây, đi qua phía nam của dãy Yên

Tủ Trong Neogen, đứt gãy này hoạt động theo cơ chế thuận, cánh phía bắc được nâng cao, cánh phía nam được hạ thấp tương đối, ở đó có hô' sụt vịnh Cuốc Bê được lấp đầy bởi trầm tích Neogen Trong giai đọan Đệ tứ, đứt gãy này tiếp tục hoạt động theo cơ chế thuận, trong đới dập vỡ của nó được lấp đầy bởi trầm tích Pleistocen nguồn gốc aluvi-proluvi dầy 15 - 20m (ở thung lũng Dương Huy) Trên

cánh nâng ở phía bắc đứt gãy còn sót di tích thác nước cổ, các mức hang cao 25 -

40m (ở Lưỡng Kỳ, Trại Vân) hình thành do địa hình bị nâng vào Pleistocen, bị dòng chảy hiên đại cắt qua

Đứt gãy này thể hiện khá rõ nét trên ảnh máy bay và vệ tinh, đọan từ bắc Đông Triều tới Cửa Ông Nó cũng là ranh giới phía bắc của địa hào Hòn Gai, phân chia các trầm tích chứ than tuổi Triat ở phía nam với các đá cổ hơn ở phía bắc của

nó Các khảo sát thực địa dọc theo đứt gãy gặp phổ biến địa hình dạng giả tam giác, là một dạng địa hình điển hình thể hiện đứt gãy thuận đang hoạt động Tuy nhiên, ở đây không có sự chênh lệch độ cao đáng kể và đột ngột ở hai cánh đứt gãy, mặt khác đứt gãy lại uốn cong nghiêng về phía bắc Dọc theo đứt gãy này có một loạt cấu trúc nâng địa phương hiện đại Các phân tích về cấu trúc và kiến tạo vật lý ở mỏ than Khe Tam, vùng Dương Huy, Đồng Mơ cũng chứng minh cho hoạt động muộn nhất của đứt gãy này lien quan với trường nén ép bắc nam Với các đặc điểm nêu trên, chúng tôi cho rằng đứt gãy Hà Lùng - Dương Huy lúc đầu (vào Neogen) là đứt gãy thuận, vể sau (kể từ Pleistocen) chuyển thành đứt gãy nghịch với mặt cắm hiện đại nghiêng về phía Bắc

Đứt gãy nghịch Đèo bụt - cẩm Phả

Kéo dài từ Hồng Gai theo phương tây nam - đông bấc, qua Đèo Bụt tới Quang Hanh, nó chuyển hướng á vĩ tuyến đi qua c ẩ m Phả - Cọc Sáu Đứt gãy được thể hiện rất rõ trên bề mặt địa hình Hoạt động của đứt gãy vào giai đoạn đệ tứ đã tạo ra đới dập vỡ và được lấp nhét bởi trầm tích Pleistocen, Holocen vói bề dày tổng cộng không nhỏ hơn 15 IĨ1 Nghiên cứu kiến tạo vật lý ở thực địa cho thấy có

sự dịch chuyển của đứt gãy này trong giai đoạn trước đó (giai đoạn Neogen) Ví dụ tại Đèo Bụt, dọc theo bề mặt đứt gãy lớn quan sát được rất rõ các vết xước kiến tạo nằm đè lên các vết xúoc trượt bằng phải có kích thước lớn hơn Chiều dài liên tục của đút gãy Đèo Bụt - cẩm Phả đạt hàng chục km, góc cắm của đứt gãy gần như

19

thẳng đứng Đứt gãy này trùng với một đoạn của đứt gãy cổ giữ vai trò là ranh giới phía nam của địa hào Hòn Gai.

Đứt gãy Cửa Ông

Đứt gãy có phương á kinh tuyến Đây là đứt gãy tách dãn điển hình Có thể quan sát thấy địa hình dạng tam giác dọc theo đứt gãy này, phản ánh bề mặt đút gãy thuận đang hoạt động Các quá trình phong hóa chưa đủ thời gian để xóa nhòa hình dáng của bbề mặt đuta gãy Dọc theo đút gãy cửa Ông không phát hiện được dấu tích của trầm tích Neogen, song đứt gãy giữ vai trò quan trọng trong việc phân chia đcm vị cấu trúc nâng tương đối lien tục trong Neogen - Độ tứ phát triển ở cánh nâng phía tây của nó Vì vậy đứt gãy Cửa Ông được coi là đã hoạt động theo cơ chê' thuận - tách giãn trong suốt quá trình Neogen - Đệ tứ

+ Thuộc vể đứt gãy nhỏ hơn có một loạt hệ thống đứt gãy phương á kinh tuyến (Mông Duơng), phương TB-ĐN (đứt gãy Đồng Ho - Hoành Bổ), phương TN-

ĐB (đứt gãy Chân Đèo - Làng Khánh), phương á vĩ tuyến (đứt gãy Tài Phèng - Ngã Hai) có chiều dài 5 - 7 km Các đứt gãy này có đặc điểm chung là chúng có dáng dấp của đứt gãy thuận, tách giãn, hình thành vảo cuối Pleistocen muộn (có thể vào đầu Holocen) và cắt qua các trầm tích có tuổi từ Pleistocen muộn trở về trước Hoạt động của đứt gãy này cùng với sự tái hoạt động của các đứt gãy hình thành trước đó tác động lên các trầm tích Neogen làm cho các lớp đá thường bị nghiêng

10 - 15° và bị dập vỡ mạnh (gập ở Việt Hưng, Đồng Ho đôi khi còn thấy cả di tích mặt đứt gãy tạo thành vách còn tồn tại rõ (gặp ở Lê Lợi, Thống Nhất) Sự hoạt động của các hệ thống đứt gãy nhỏ đãdẫn đến sự phân chia và thu nhỏ bình đồ cấu trúc tân kiến tạo hình thành ở giai đoạn Neogen - Pleistocen muộn, đồng thời tạo điều kiện cho các hồ lục địa ăn thông với biển

+ Một sô' đứt gãy được giả định đang hoạt động: đó là đứt gãy song song với đứt gãy Đèo Bụt - cẩm Phả và cách 3 km về phía ĐN Đứt gãy này chạy dọc theo đói ven bờ, phương TN-ĐB Hướng cắm không xác định Dự báo hướng chuyển dịch của đứt gãy này giống như là đứt gãy ở Đèo Bụt - cẩm Phả (chuyển dịch trượt bằng trái trong hiện tại) Ngoài ra còn có một đứt gãy giả định trẻ, thuận, nằm trùng với cửa sông Diễn Vọng

• Đứt gãy Hà Lùng - Dương Huy chịu ảnh hưởng trực tiếp của trường lực nén ép

từ phía đứt gãy Đèo Bụt - cẩm Phả theo phương á kinh tuyến và trường lực tách dãn từ phía đứt gãy Cửa Ông theo phương á vĩ tuyến nên hình thái cũng như đặc điểm về cơ chế hoạt động có nét riêng: đút gãy này đang chạy theo hướng á vĩ tuyến đã bị chuyển hướng đột ngột theo hướng á kinh tuyến ra phía ngoài vùng nghiên cứu mà điểm uốn nằm ở rìa ĐB của thành phố Hạ Long; từ một đút gãy thuận trong Neogen, sang đệ tứ nó trở thành đứt gãy nghịch Như vậy dọc theo đứt gãy Hà Lùng - Dương Huy năng lượng đang được tích lũy, hẳn đến một lúc nào đó nãng lượng này sẽ được giải phóng, và nơi giải phóng nãng lượng sẽ xảy

ra ở phía đông của đứt gãy (tức là phía DB của thành phố Hạ Long) Xét trên quan điểm kiến tạo vật lý thì năng lượng được tích lũy ở đứt gãy Hà Lùng - Dương Huy sẽ lớn hơn ở đứt gãy Đèo Bụt - cẩm Phả, khả năng giải phóng nãng lượng của đứt gãy này sẽ gây ra những trận động đất lớn hơn so với đứt gãy Đèo Bụt - Cẩm Phả

Tóm lại, đứt gãy Hà Lùng - Dương Huy và đứt gãy Đèo Bụt - cẩm Phả là hai đứt gãy có cơ chế hoạt động kéo dài, chúng kế thừa hoạt động của các đứt gãy Trung Lương và đứt gãy Nam xảy ra từ trước Kainozoi, giữ vai trò phân bậc cấu trúc lớn, có hướng dịch chuyển và cường độ vận động biến đổi rõ ràng trong giai

21

đoạn Kainozoi và hiộn đại, có khả năng tích lũy năng lượng lớn và sẽ gây động đất trong khu vực nghiên cứu.

2.1.2 Đặc điểm địa mạo

Khu vực nghiên cứu có địa hình đa dạng và phong phú: bao gồm núi, đổi và đồng bằng ven biển

- Địa hình núi: trải dài trên vùng nghiên cứu từ Tp Hạ Long đến cẩm Phả

và có thể chia thành hai kiểu địa hình núi khác nhau:

Địa hình núi xâm thực - bào mòn dạng tuyến: phân bô' thành những dải núi

xâm thực - bào mòn dạng vòng cung với hướng lồi vể phía đông nam được cấu tạo chủ yếu bởi trầm tích lục nguyên (cát, sét, bột kết, cuội, sỏi và than) Dải thứ nhất nằm phía bắc, đông bắc đường 18 có độ cao trung bình khoảng 500 - 700m trong

đó có đỉnh: Núi đèo Kinh cao 694m, núi Khê Cầm (657m) Quá trình xâm thực - bóc mòn xảy ra chủ yếu, dải địa hình này bị các sông, suối cắt sẻ sâu và hai bên sườn tạo nên các vai núi vuông góc với các dãy núi trên với độ dốc sườn khá lớn 30° - 40° Thung lũng sông, suối chủ yếu có dạng chữ "V", gần như không có tích

tụ trầm tích bở rời Dải thứ hai nằm ở phía nam, đông nam đường 18 có độ cao thấp hơn, dao động trong khoảng 200 - 400m (núi Quang Hanh cao 367m, núi Quạt Mo cao 257m ) Địa hình có xu thế thấp dần vé phía biển với độ cao khoảng 100- 200m Quá trình bóc mòn xâm thực diễn ra mạnh mẽ và bị các hệ thống sông, suối cắt xẻ mạnh tạo nên những khối núi riêng biệt hoặc các dải núi với chiều dài ngắn,

có phương tây bắc - đông nam và á vĩ tuyến, độ dốc sườn khoảng 25° - 30° Dọc theo các thung lũng sông, suối thỉnh thoảng gặp các tích tụ trầm tích đệ tứ với chiểu dày không lớn, khoảng một vài mét với thành phẩn chủ yếu là tảng, cuội, sỏi

và cát sắp sếp hỗn độn Ngãn cách giữa hai dải địa hình này là dải địa hình trũng cùng phương, dọc theo chúng gặp các trũng tích tụ Đệ tứ có kích thước và hình dạng khác nhau (dạng đẳng thước, địa hào, hình thoi .) chiều dày của tầng tích tụ khoảng 5 - 10m có nguồn gốc sông, suối, bao gồm các bãi bổi, thềm, nón phóng vật

Địa hình karst: tập trung ở phía đông bắc vùng nghiên cứu thuộc địa phận

thị xã Cẩm Phả và phía đông thành phố Hạ Long Địa hình cấu tạo chủ yếu là trầm tích biển cacbonat (đá vôi) Độ cao trung bình khoảng 150 - 300m Quá trình rửa lũa và gặm mòn khá mạnh mẽ tạo nên các đỉnh nhọn răng cưa và phát triển nhiều hang động, phễu kasto và thung lũng ngầm

Địa hình đá vôi dạng tuyến phương tây bắc - đông nam phân bố chủ yếu ở khu vực vịnh Hạ Long, Bái Tử Long Bao gồm nhiều khối núi có chiều dài khoảng

1 -3 km hoặc các khối núi riêng biệt nối tiếp nhau theo phương tây bắc - đông nam xen kẽ giữa các dải núi này là các lạch sâu cùng phương như lạch Ác, lạch Gôm, lạch Đầu Màu, lạch Miều, lạch Cát Nam ,v.v hoạt động kast cũng đang mạnh mẽ dưới tác dụng của nước biển phần lớn quá trình rửa lũa đã tạo nên các hang dạng hàm ếch hoặc các ngấn nước rõ nét trên các vách của những khối núi này

Địa hình đá vôi dạng tuyến phương đông bắc - tây nam tập trung chủ yếu ở phía đông bắc vùng nghiên cứu chúng kế tiếp dải núi phía nam đường 18, được bắt đầu từ thành phố Hạ Long đến thị xã cẩm Phả Quá trình karst cũng đang hoạt động mạnh mẽ ở dải núi đá vôi này mà bằng chứng là hàng loạt các hang động nằm trên các độ cao khác nhau Xen kẽ các dải địa hình này là các thung lũng Karst ngầm kéo dài dạng chữ "U" được lắng đọng các trầm tích đệ tứ bở rời, hai bên sườn thung lũng là các vách đá vôi dốc đứng kéo dài nhiều kilomet theo phương đông bắc- tây nam

- Địa hình đồi: phân bô' ở phía tây và tây nam vùng nghiên cứu và tập trung

thành những dải đồi hẹp kéo dài theo phương tây bắc đông nam:

Dải thứ nhất nằm ở phía đông bắc sông Đá Bạch gồm có các đỉnh núi Na (216m), Núi Nghú (229m), Núi Vũ Tương (165m)

Dải thứ hai chạy dọc theo sông Gia với các đỉnh núi Doan Lai (109m), núi Doung Chinh (69m), núi Hà Tây (45m)

Dải thứ ba nằm ở khu vực thị xã Đồ Sơn gồm nhiều đỉnh núi nối tiếp nhau trong đó có đỉnh núi Ngọc Xuyên (129m)

Đăc trưng chung của các dải đồi này có độ cao trung bình từ 50m đến 150m

và có xu hướng thấp dần về phía đông nam Độ dốc sườn thoải 15°-25°, cá biệt ở

23

các đổi cấu tạo bởi đá vôi có độ dốc sườn lớn hơn (50°) tập trung chủ yếu ở dải thứ nhất Quá trình bóc mòn - xâm thực chiếm vai trò chủ đạo tạo nên các đỉnh đồi khá bằng phẳng Hộ thống sông, suối phát triển mạnh và chia cắt các dải đồi này thành từng đoạn hoặc đồi riêng biệt nối kế tiếp nhau theo phương tây bắc - đông nam.

trung ở phía tây, tây nam của vùng nghiên cứu, bề mặt đồng bằng khá bằng phẳng

và nghiêng dần về phía biển, độ cao dao động trong khoảng 10 - 2m Cấu tạo nên đồng bằng chủ yếu là sét, cát, bùn có nguồn gốc hỗn hợp sông, biển và vũng vịnh

Do nằm sát vùng cửa sông lớn nên đồng bằng bị chia cắt bởi hàng loạt các sông, suối và các lạch triều

Nhìn chung, từ những nét khái quát đã mô tả ở trên cho thấy địa hình đầy đủ

cả ba dạng địa hình chính: miền núi, trung du và đồng bằng Mỗi loại địa hình khác nhau là những nhân tố tác động đến từng loại tai biến tương ứng với chúng: đối với địa hình miển núi do mật độ chia cắt sâu, độ dốc địa hình lớn sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình trượt lở mạnh so với vùng khác Đối với vùng đồng bằng mật độ chia cắt ngang lớn, cấu tạo địa chất là trầm tích bở rời nên quá trình xói lở, bồi tụ xảy ra mạnh hơn

2.1.1.2 Đặc điểm các kiểu nguồn gốc địa hình

Các kết quả nghiên cứu cho thấy khu vực nghiên cứu gồm 15 bề mặt có

nguồn gốc và tuổi khác nhau, nằm trong 6 nhóm nguồn gốc (hình 2.1) Đặc trưng

cơ bản của chúng được trình bày dưới đây:

Hình 2.2 BẢN ĐỒ ĐỊA MẠO KHU • • Vực • HẠ LONG - CẨM PHẢ•

3 Bể m ặt san bằng cao 200 - 300m, tuổi Pliocen muộn

: 4 Bê m ặt pedim ent cao 80 -120m, tuồi Pleistoeen sớm

III Đ ịa h ìn h k arst

7 Sưòn rử a lũ ■ hòa ta n - đổ lã dốc trên 45°

8 Đáy trũ n g k a rrst

IV Đ ịa h ìn h do sô n g v à h ỗ n hợp sô n g - b iể n

9 Lòng sông và bãi bồi không phân chia

10 Bề m ặt tích tụ sông- biển hiện đại

V Đ ịa h ìn h tự n h iê n - n h ã n sin b

11 Moong khai thác th a n trên địa hình núi th ấp

■ I 12 Bãi th ải do khai thác th an trên địa hình đồi núi th ếp ' ' ' 13 Bề m ặt đồi núi th ấp bị san ủi m ạnh do các hoạt động khai thốc than

14 Bề m ặt thềm mài mòn và pedim ent bị aan ủi, cải tạo do đô thị hóa

1_ _ J

I I 15 Bề m ặt thung lũng sông bị san ủi, cải tạo do đô thị hóa

1 • »j

hương dốc và các đoạn sườn thoải theo măt lớp đá cứng, kiểu địa hình cuestã Theo thành phần đá gốc, kiểu nguồn gốc địa hình này được chia thành 2 phụ kiểu:

la Sườn bóc mòn kiến trúc dốc 20° 30" trên các đá trầm tích hệ tầng Hòn Gai;

lb Sườn bóc mòn kiến trúc dốc 20n 30n trên các đá trầm tích hệ tầng Hà Cối

2 Sườn bóc mòn kiến trúc dốc > 30° trên các đá trầm tích hệ tầng Hòn Gai

Bề mặt phân bố thành một dải hẹp kéo dài theo phương đông bắc - tây nam

từ nam Hà Tu đến cẩm Phả, tạo nên một dạng địa hình như bức bình phong che chắn vùng than Hạ Long - cẩm Phả với dải đồng bằng nhỏ hẹp phía đông Sườn phát triển ngược hướng cắm của đá trầm tích Trên các tuyến đường giao thông trên sườn này (đường lên các mỏ) vẫn xảy ra các khối trượt lở đất

3 Sườn đ ổ lở - kiến trúc dốc > 40" trên các đá cuội kết, cát kết hệ tầng Hà Cối

Sườn phân bố rộng rãi ở khu vực bắc Mông Dương, được cấu tạo chủ yếu bởi các tập đá hạt thô của các trầm tích hệ tầng Hà Cối Tại các khối núi khác, sườn đổ

lở phát triển chủ yếu ở phía ngược hướng dốc của đá Độ cao các sườn này đạt từ 100-300m, trắc diện sườn thẳng, độ dốc trên 45°, nhiều đoạn vách dốc đứng caohàng chục m Phần chân sườn dốc gặp nhiều tảng lăn kích thước lớn

n Địa hình bóc mòn tổng hợp

Đặc điểm thứ hai của địa hình ở đây là phân bậc rõ rệt vói các bề mặt sanbằng nằm ở các độ cao khác nhau, xen giữa chúng là các sườn có nguồn gốc và độ dốc khác nhau Đó là kết quả của lịch sử phát triển lâu dài với các pha hoạt động tích cực xen với những pha yên tĩnh của hoạt động kiến tạo còn để lại những dấu ấn

rõ nét trong các dạng địa hình của lưu vực

Đối với các bề mặt san bằng, ghi nhận được 3 bề mặt tồn tại ở các độ cao

khác nhau 1 Bề mặt san bằng cao 400 - 600m, tuổi Plỉocen sớm (N2'); 2 Bề mặt

san bằng cao 200 - 300m, tuổi Pliocen muộn (N22) và 3 Bề mặt pediment cao 80 - 120m, tuổi Pleistocen sớm (Q ,1) Hai bề mặt cao tổn tại dạng sót với diện tích nhỏ

hẹp trên đỉnh của các dãy núi Bể mặt 80 - 120m có diện phân bô rộng hơn hiện đang chịu tác động của xâm thực rửa trôi để tạo nên những sườn dốc 5 - 12"

Các sườn có độ dốc khác nhau chiếm diện tích chủ yếu của vùng Hạ Long - Cốm Phả Phụ thuộc vào điều kiện thành tạo và quá trình động lực hiện tại có thể phân chia một số dạng sườn như sau:

- Sườn bóc mòn tổng hợp phân bố ở phần gần đỉnh của các khối núi, nơi mà hoạt động xâm thực theo dòng chưa phát triển mạnh Theo thành phần đất đá cấu

tạo, sườn này được chia thành 3 phụ kiểu: Sườn bóc mòn tổng hợp dốc 20-30" : trên

các đá trầm tích hệ tầng Tấn Mài, trên các đá trầm tích hệ tầng Hòn Gai và trên các

đá trầm tích hệ tầng Hà Cối

- Sườn xâm thực và rửa trôi bề mặt được phát triển do hoạt động chia cắt mạnh mẽ các sườn nguyên thuỷ thoải hoặc bề mặt đỉnh khi có lớp vỏ phong hoá dày và lớp phủ thực vật thưa thớt Các sườn này phân bố rộng rãi trên kiểu địa hình

gò đồi Đây chính là khu vục cần quan tâm đến các biện pháp chống xói mòn Nếu trên sườn rửa trôi là sườn bóc mòn, có khả năng tập trung nước còn có thể phát triển mạnh hiện tượng trượt lở và dòng bùn đá dọc các máng xói

III Địa hình karst

Kiểu địa hình này phân bố khá rộng rãi trong phạm vi vịnh Bắc Bộ, tại khu vực Cẩm Phả - Hạ Long, các khối karst sót chỉ chiếm diện tích nhỏ, nổi cao 200- 300m kéo dài theo dải ven bờ từ phía nam Hà Tu đến đông Quang Hanh Cấu tạo nên các khối núi karst sót ở đây là đá vôi tinh khiết thuộc hệ tầng Bắc Sơn, ít hơn là

đá vôi hệ tầng bãi Cháy

Địa hình có dạng đảo với hình thù kì dị, vách dốc đứng, các hốc lởm chởm, các hang động rất đặc biệt Quá trình karst phát triển từ trên mặt, từ các kẽ nứt nguyên sinh của đá vôi ãn sâu dần vào để tạo thành các hang hốc

Thực chất tại đây đã hình thành một khối karst lớn Quá trình karst mạnh mẽ

đã dẫn tới hình thành dạng địa hình âm rộng lớn, đó là cánh đồng karst với các núi sót được hình thành vào các thời kỳ biển thoái trong Đệ tứ Trong thời kỳ biển tiến Holocen khu vực này có cảnh quan vũng vịnh và đảo karst sót như cảnh quan vịnh

Hạ Long hiện nay Hoạt động tích tụ của sông và biển trong Holocen đã lấp đầy về

cơ bản các vùng trũng để tạo nên đồng bằng thấp ôm quanh các khối núi đá vôi sót này Theo hình thái và nguồn gốc, địa hình karst ở đây được chi thành 2 kiểu: 1) Sườn rửa lũa - hòa tan - đổ lở dốc trên 45° và 2) Đáy trũng karrst

27

IV Địa hình do sông và hôn hợp sông - biển

Đìa hình dòng chảy có sự phân bố khá rộng rãi trong diện tích nghiên cứu Trong vung nui, do mong được nâng mạnh nên các dòng chảy chủ yếu đào khoét long, tạo điêu kiện hình thành các sườn xâm thực Địa hình thểm sông và bãi bồi chỉ phát triển rộng dọc các thung lũng kiến tạo và trên dải đồng bằng

Trên các dòng chảy ở vùng hạ lưu, do đặc điểm thủy triều và cấu trúc kiến tạo mà dòng chảy ở cửa sông có đặc trưng độc đáo, đó là sự hlnh thành nhiều vùng đầm lầy dọc cửa sông; vai trò thủy triều ở các cửa sông này khá lớn

V Địa hình do biển

Khu vực nghiên cứu phân bố khá rộng rãi các bể mật thềm biển ở các độ cao khác nhau, gồm các bậc sau :

1 Thềm mài mòn cao 40-60m, tuổi Pỉeistocen giữa

Bề mặt thềm cao 40-60m bị phân cắt, xâm thực mạnh, tạo địa hình dạng vòm thoải Trên bề mặt này rải rác gặp cuội thạch anh mài tròn tốt Đá gốc cấu tạo nên thềm bị phong hóa m ạnh mẽ, kiểu mặt cắt vỏ phong hóa chủ yếu là feralit với bề dày đạt trên 10m

2 Thềm mài mòn tích tụ cao 15-25m tuổi Pìeistocen muộn

Đây là thềm biển phân bố rộng rãi và được bảo tồn tốt nhất trong diện tích nghiên cứu Bề mặt bị phân cắt yếu bởi các máng xói, tạo địa hình dạng vòm thoải Trên thềm gặp nhiều cuội thạch anh mài tròn tốt

3 Thềm mài mòn - tích tụ cao 3 - 4m cấu tạo bởi cát bột xám trắng, phân bô'

hẹp ở phía đông bắc M ông Dương

4 Bãi biển

Thuộc quá trình biển hiện đại gồm các dạng địa hình khá đạc trưng là bãi biển tích tụ, bãi biển tích tụ-mài mòn, nền mài mòn hiện đại và các vách mài mòn.Khu vực nghiên cứu chủ yếu phân bố bãi biển tích tụ do sóng và thuỷ triều chiếm ưu thế Bãi biển khá bằng phẳng và có chiều rộng rất đáng kể Nhưng đặc điểm hình thái của các bãi này cũng rất khác nhau tuỳ thuộc vào điều kiện động lực cũng như thành phần vật chất cung cấp cho quá trình tích tụ

Các bãi triều ở khu vực do được phát triển trong điều kiện động lực tương đối

yên tĩnh, nên thành phẩn vật chất chủ yếu là hạt mịn (bãi triều lầy) tạo điều kiên thuận lợi cho thực vật ngập mặn phát triển tốt và đa dạng về giống loài Đến lượt 'm ình, thực vật ngập mặn phát triển lại tạo điểu kiện thuận lợi cho quá trình tích

tụ Các bãi này cũng có những thuận lợi nhất định cho việc nuôi trổng hải sản Các bãi triều ở đông c ẩ m Phả có mức độ bồi tụ khá nhanh do vật liệu được bổ sung đáng kể từ các khu vực khai thác than

v n Địa hình tự nhiên và nhàn sinh

Gồm 5 dạng địa hình:

1 Moong khai thác than trên địa hình núi thấp

2 Bãi thải do khai thác than trên địa hình đồi núi thấp

3 Bề mặt đồi núi thấp bị san ủi mạnh do các hoạt động khai thác than

4 Bề mặt thềm mài mòn và pediment bị san ủi, cải tạo do đô thị hóa

5 Bề mặt thung lũng sông bị san ủi, cải tạo do đô thị hóa

Đặc trưng của các dạng địa hình này sẽ được trình bày ở các phần sau

Riêng đối với các bãi thải, ảnh hưởng môi trường của các bãi thải phụ thuộc đáng kể vào vị trí địa hình của chúng Bãi thải trên khu vực đỉnh phân thủy, trên sườn hoặc bề mặt vai núi dạng bậc thang trên sườn núi và bãi thải ở phần thung lũng Mỗi loại vị trí này có mức độ nguy hiểm ở các mức độ khác nhau, cần được nghiên cứu và đánh giá một cách chi tiết cho từng khu vực

Dễ dàng nhận thấy là các bãi thải nằm trong khu vực nghiên cứu thường

nằm ở phần địa hình cao, nơi khởi nguồn của các dòng suối (hình 2.3) Những biến

đổi địa hình ở phần đầu nguồn này ít nhiều đểu có tác động tới đặc trưng hoạt động và chất lượng môi trường các khe suối Ngoài ra, các bãi thải tập trung khá nhiều ở gần các trục đường chính hay nằm ở đáy các thung lũng sóng Bề mật đáy bãi thải đều tương đối dốc Trên bề mặt này hiện hiện tổn tại một lớp vỏphong hoá có thành phần hạt sét Đây có thể sẽ trở thành mặt trượt nếu khối vậtliệu nằm trên đủ lớn và liên két với nhau

29

H ình 2.3 Sơ đồ vị trí của các bãi thải từ hoạt động khai thác than lộ thiên

trên địa hình khu vực nghiên cứu [3]

Các bãi thải đều nhận được một lượng nước lớn từ trên sườn núi chảy xuống Ban đầu, chúng sẽ chảy ngầm dưới đáy bãi thải, mặt dòng chảy ngầm này sẽ được dâng lên theo thời gian gây nên sự biến đổi vật liệu mạnh hơn Chúng có thể sẽ là tác nhân gây nên các khối trượt đất, thậm chí có thể gây nên dòng bùn đá khi các vật liệu thải đã có quá trình biến đổi thích hợp

2.1.3 K h í hậu

Chế độ khí hậu khu vực nghiên cứu mang nét đặc trưng của khí hậu vùng ven biển Bắc Bộ và chịu những ảnh huởng cục bộ bởi chế độ gió mùa do có vòng cung Đông Triều

- C h ế độ nhiệt

Nhiệt độ không khí trung bình năm khu vực nghiên cứu từ 22 - 25°c, tổng nhiệt 8000 - 8400()c/n ãm với 1600 - 1800 giờ nắng/năm Nhiệt độ trung bình tháng lạnh nhất (tháng 1) dao động từ 13 - 15°c, nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối năm là 5,3°c (tại Bãi Cháy) M ùa hè nhiệt độ không khí tháng nóng nhất (tháng 7) dao động từ 27 - 29°c Nhiệt độ tối cao dao động từ 36,2 - 38,8nc Biên độ dao động nhiệt trong năm tương đôi ổn định, chênh lệch giữa tháng lạnh nhất và tháng nóng nhất từ 12 - 13°c tạo cho khu vực có hai mùa rõ rệt

- C h ế độ mưa - ẩm:

Khu vực nghiên cứu có trung bình 110 - 120 ngày mưa/năm với lượng mưa tương đối lớn 1800 - 2400mm/nãm, có năm đạt tới 2818 ram Lượng mưa được

85% tổng lượng nước cả năm, tại thời điểm này có 5 - 15 ngày lượng mưa trên 50 mm/ngày M ùa khô từ tháng 1 1 - 4 chiếm 15 -25% tổng lượng mưa cả năm Tháng

có lượng mưa lớn nhất là tháng 7, tháng 8, tháng có lượng mưa ít nhất là tháng 12

► và tháng 1 Mưa phùn thường xuất hiện vào tháng 1, 2, 3 với thời gian kéo dài nhưng lượng mưa ít Ngoài ra, mùa đông còn xuất hiện các loại sương mù, thường vào tháng 3 (có khoảng 12 ngày sương mù dầy đặc) và chủ yếu là vào buổi sáng

Độ ẩm không khí của khu vực diễn biến không đều, độ ẩm tương đối trung bình dao động từ 82 - 84%, đạt cực tiểu 75% (vào mùa đông) và cực đại 90% (vào mùa hè)

Do lượng mưa phân bô' không đồng đều, tập trung với thời gian ngắn nên có ảnh hưởng rất lớn không những tới các hoạt động kinh tế, mà đặc biệt gây xói mòn đất trên lưu vực và bồi lắng ở các sồng suối và vịnh

15 năm từ 1989 - 2003 đo tại trạm khí tượng - thúy văn Bãi Cháy

- Các hiện tượng thời tiết khác:

Trên lưu vực thịnh hành hai loại gió mùa chính là gió mùa Tây Nam (tháng

5 - 10) tràn qua vịnh Bắc Bộ với tốc độ 2 - 4m/s khiến thời tiết mát mẻ và gió mùa

Đông Bắc (tháng 10 - 4) gây lạnh và ẩm Bão xuất hiện từ tháng 6 - 10 (tập trung

vào tháng 7 - 8) với tần suất trung bình 2,5 trận/năm và thường kèm theo giông tố, mưa lớn và triều cường

chênh nhau nhiều M ùa lũ thường kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10, tập trung 90% tổng lượng nước cả năm Thung lũng sông sâu và hẹp, hạ lưu thường bị nhiểm mặn

do chế độ thuy tnêu Các sông đổ ra biên dưới dang vinh cửa sông, mùa lũ nước thường lên rất nhanh nhưng sau thời gian mưa nước sông có thể bị rút kiệt (đỉnh lũ thường xuất hiện vào khoảng tháng 7 - 8 và dễ gây ra lũ quét) Tuy mật độ sông suối trong lưu vực lớn nhưng do địa hình dốc khiến cho lưu lượng mùa kiệt nhỏ dẫn đến thiếu nước cho sản xuất và sử dụng vào các mục đích khác trong mùa kiệt

- Hồ Lưỡng Kỳ: 7,5 triệu m \ tưới cho 1000 - 1200 ha

- Hồ Cài (đập Đổng Ho): cung cấp nước cho Bãi Cháy, Cái Dăm

- Ngoài ra còn nhiều hổ, đập nhỏ có ý nghĩa quan trọng với đời sống dânsinh: Hồ Khe Chính, Hổ Đồng Khuôn, Hồ Chân Đèo, Hổ Đá Bàn, Đậpdâng Đá Trắng, Đập Khe Dùng (Sơn Dương), Đập dâng Vũ Oai, Hồ An Biên, Hồ Rộc Cả

2.1.5 Vỏ phong hóa

Các kiểu VPH khu vực nghiên cứu gồm chủ yếu hai đới: đới litomar và đới saprolit

- Đới Lỉtomar: được hình thành trong quá trình oxy hóa yếu và quá trình

thủy phân không hoàn toàn làm biến đổi các khoáng vật trong thành phần đá gốc, thành các khoáng vật mới bền vững trong điều kiện phong hóa như kaolinit, gơ tit

và hydromica

- Đới S a p ro lit: là đới được hình thành do quá trình thủy hóa và quá trình thủy phân yếu đối với đá gốc làm biến đổi một số khoáng vật trong đá gốc như felspat, mica, clorit, amfibon thành các khoáng vật có cấu trúc kém bền vững như Haluazit ALj (OH)4 [Si20 5]; Montmorilonit {3H20.(C a, Na, Mg)}.(Fe, Al,Mg)2

3(0H)2[(Al,Si)4 0in].nH20; Hydromica K<|A l2(0 H )2[AlSi30 | (l].nH20 ; Gơtit

Ở nhưng đìa hình tương đôi thấp và thoải nếu không có thảm thực vật che phu thi do tác động cua năng lượng mặt trời, nước mặt đất bốc hơi nhanh và nuớc ở đơi sâu hơn chưa keo săt (hydroxit săt hóa trị 2) được huy động lên lớp trên cùng băng con đường m ao dân và quá trình oxyhóa xảy ra, biến keo hydroxit sứt hóa trị

2 thành kết vón F e 0 (0 H ).n H 20

Kiểu vỏ phong hoá chủ yếu trong khu vực nghiên cứu là kiểu sialferit phát

triển trên các đá thuộc hệ tầng Hồng Gai (T3n-r hg), có đới litomar thường biến

động trong khoảng 0,5 đên khoảng 2 m tùy theo từng vị trí Điển hình của kiêu mặt cắt này có ở hành trình tây Khe Sim, tại điểm khảo sát QN.3065 (7.31,146- 23.27,6), từ trên xuống có cấu tạo như sau:

- 0- 0.4m: tầng thổ nhưỡng màu nâu vàng lẫn sỏi, sạn, rễ cây, thành phần chủ yếu là sét bột

- 0.4- 2,1 m: lớp phong hóa hoàn toàn, thành phần là sét bột lẫn dăm sạn màu nâu vàng, nâu xám

- > 2.1m: Đá gốc của hệ tầng Hồng Gai bị phong hóa dở dang, thê nằm không rõ ràng, bị nhiều khe nứt cắt chéo nhau, thành phần là cát sạn kết

Về phương diện chiều dày, VPH phát triển rất không đồng nhất, điều đặc biệt quan trọng rằng đây là vùng mỏ, các tác động nhân sinh biến đổi mạnh mẽ theo từng ngày, từng giờ Địa hình bị cày xới, VPH không còn tính nguyên trạng của nó, các TB liên quan tới VPH mà nguyên nhân chính lại là con người, các tác động của quá trình khai thác than ngày một gia tăng, kèm theo đó là hiện tượng phá rừng, đây là m ột trong những nguyên nhân tác động xấu đến môi trường địa chất ở vùng nghiên cứu, ngoài hiện tượng sạt, lở đất thì hành động vô ý thức của con người đã làm gia tăng không ngừng trên các dạng địa hình khác nhau, gây tụt gương nước ngầm, làm nhiều vùng bị khô hạn

2.1.6 Lớp phủ thực vật

Hạ Long là nơi tập trung đa dạng sinh học cao với những hệ sinh thái điển hình như hệ sinh thái rừng ngập mặn, hệ sinh thái rạn san hô, hệ sinh thái tùng áng, hệ sinh thái rừng cây nhiệt đới Với hàng ngàn loài động, thực vật vô cùng phong phú trên rừng dưới biển, cá, mực Có những loài đạc biệt quý hiếm chỉ có ở nơi đây

33