Nghiên cứu điều tra tai biến địa chất tại một số khu vực trọng điểm thuộc vùng đông bắc bắc bộ phục vụ quy hoạch phát triển kinh tế xã hội

Hiện trạng và đặc điểm tai biến địa chất ở vùng Bắc Giang 170 III.D.1 Các tai biến địa chất có nguồn gốc nội sinh 170III.D.2 Các tai biến địa chất có nguồn gốc ngoại sinh 171III.D.3 Các

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG VIỆN KHOA HỌC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN

BÁO CÁO

NGHIÊN CỨU, ĐIỀU TRA TAI BIẾN ĐỊA CHẤT TẠI MỘT SỐ KHU VỰC TRỌNG ĐIỂM THUỘC VÙNG ĐÔNG BẮC BẮC BỘ PHỤC VỤ QUY HOẠCH PHÁT

TRIỂN KINH TẾ-XÃ HỘI

THUYẾT MINH

6441

01/8/2007

HÀ NỘI, 5-2007

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG VIỆN KHOA HỌC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN

Tập thể tác giả: Vũ Thanh Tâm (Chủ biên)

Phạm Khả Tùy, Lê Cảnh Tuân, Nguyễn Xuân Nam, Phạm Việt Hà, Nguyễn Đình Tuấn, Đàm Ngọc, Nguyễn Xuân Giáp, Nguyễn Đại Trung,

Hồ Hữu Hiếu, Đỗ Văn Thắng và nnk

VIỆN TRƯỞNG CHỦ BIÊN

VIỆN KHOA HỌC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN

PGS-TS NGUYỄN XUÂN KHIỂN TSKT VŨ THANH TÂM

HÀ NỘI, 5-2007

MỤC LỤC

Quyết định số 315/QĐ-BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường

Quyết định số 68/QĐ-VĐCKS của Viện Nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản

Quyết định số 2027/QĐ-BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường

I.1.a Phương pháp thu thập, tổng hợp các tài liệu hiện có 33I.1.b Phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa 34I.1.c Phương pháp phỏng vấn 34I.1.d Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu 35

I.2 Khối lượng công việc đã thực hiện 44

Chương II CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TAI BIẾN ĐỊA CHẤT Ở

BỐN VÙNG NGHIÊN CỨU

46

II.A Các yếu tố ảnh hưởng đến tai biến địa chất ở vùng Thái

II.A.1.a Yếu tố địa hình – địa mạo và các quá trình liên quan tới tai biến

II.A.1.d Yếu tố cấu trúc địa chất – kiến tạo – tân kiến tạo 55 II.A.1.e Yếu tố khí hậu – thủy văn – địa chất thủy văn 57 II.A.1.f Yếu tố thảm thực vật và hiện trạng sử dụng đất 59

II.B Các yếu tố ảnh hưởng đến tai biến địa chất ở vùng Lạng Sơn –

Đồng Đăng

61

II.B.1.a Yếu tố địa hình - địa mạo và các quá trình liên quan tới tai biến địa

II.B.1.b Yếu tố địa tầng 65

II.B.1.d Yếu tố cấu trúc địa chất – kiến tạo – tân kiến tạo 71 II.B.1.e Yếu tố khí hậu – thủy văn – địa chất thủy văn 75 II.B.1.f Yếu tố thảm thực vật và hiện trạng sử dụng đất 78II.B.2 Yếu tố kinh tế xã hội 78

II.C Các yếu tố ảnh hưởng đến tai biến địa chất ở vùng Hạ Long –

II.C.1.a Yếu tố địa hình – địa mạo và các quá trình liên quan tới tai biến

địa chất

80

II.C.1.b Yếu tố địa tầng 84

II.C.1.d Yếu tố kiến tạo 89 II.C.1.e Các đơn vị cấu trúc tân kiến tạo - hiện đại và các hiện tượng địa

động lực liên quan

89

II.C.1.f Đặc điểm hoạt động đứt gãy và địa chấn trong tân kiến tạo 91 II.C.1.g Yếu tố khí hậu – thủy văn – địa chất thủy văn 93 II.C.1.h Yếu tố thảm thực vật và hiện trạng sử dụng đất 95II.C.2 Yếu tố kinh tế xã hội 96

II.D Các yếu tố ảnh hưởng đến tai biến địa chất ở vùng Bắc Giang 97

II.D.1.a Yếu tố địa hình – địa mạo và và các quá trình liên quan tới tai biến

II.D.1.b Yếu tố địa tầng 100 II.D.1.c Yếu tố kiến tạo – tân kiến tạo 101 II.D.1.d Yếu tố khí hậu – thủy văn – địa chất thủy văn 101 II.D.1.e Yếu tố Thảm thực vật và hiện trạng sử dụng đất 104

Chương III HIỆN TRẠNG VÀ ĐẶC ĐIỂM TAI BIẾN ĐỊA CHẤT

Ở BỐN VÙNG NGHIÊN CỨU

107

III.A Hiện trạng và đặc điểm tai biến địa chất ở vùng Thái Nguyên –

III.A.2 Các tai biến địa chất có nguồn gốc ngoại sinh 110III.A.3 Các tai biến địa chất có nguồn gốc ngoại sinh - nhân sinh hỗn hợp 115III.A.4 Tổng hợp và đánh giá chung về các tai biến địa chất xảy ra trong

III.B Hiện trạng và đặc điểm tai biến địa chất ở vùng Lạng Sơn –

III.B.2 Các tai biến địa chất có nguồn gốc ngoại sinh 124III.B.3 Các tai biến địa chất có nguồn gốc ngoại sinh – nhân sinh hỗn hợp 132

III.B.4 Đánh giá chung về các TBĐC xảy ra trong vùng Lạng sơn Đồng

vùng Hạ Long – Cẩm Phả

166

III.D Hiện trạng và đặc điểm tai biến địa chất ở vùng Bắc Giang 170

III.D.1 Các tai biến địa chất có nguồn gốc nội sinh 170III.D.2 Các tai biến địa chất có nguồn gốc ngoại sinh 171III.D.3 Các tai biến địa chất có nguồn gốc ngoại sinh - nhân sinh hỗn hợp 174III.D.4 Đánh giá chung về các tai biến địa chất xảy ra trong vùng NC 186

Chương IV PHÂN VÙNG TAI BIẾN ĐỊA CHẤT VÀ ĐỀ XUẤT CÁC

IV.A Nguyên tắc chung sử dụng trong phân vùng tai biến địa chất ở

IV.C Phân vùng tai biến địa chất ở vùng Thái Nguyên – Đại Từ 192

IV.C.1 Phân vùng hiện trạng và tiềm năng những tai biến địa chất điển

hình ở vùng Thái nguyên – Đại Từ

192

IV.C.2 Phân vùng nguy cơ tai biến địa chất ở vùng Thái Nguyên - Đại Từ 196

IV.D Phân vùng tai biến địa chất ở vùng Lạng Sơn – Đồng Đăng 200

IV.D.1 Phân vùng hiện trạng và tiềm năng những tai biến địa chất điển

hình ở vùng Lạng Sơn – Đồng Đăng

200

IV.D.2 Phân vùng nguy cơ tai biến địa chất ở vùng Lạng Sơn – Đồng

IV.E Phân vùng tai biến địa chất ở vùng Hạ Long – Cẩm Phả 207

IV.E.1 Phân vùng hiện trạng và tiềm năng những tai biến địa chất điển

hình ở vùng Hạ Long – Cẩm Phả

207

IV.E.2 Phân vùng nguy cơ TBĐC ở vùng Hạ Long – Cẩm Phả 210

IV.F Phân vùng tai biến địa chất ở vùng Bắc Giang 214

IV.F.1 Phân vùng hiện trạng và tiềm năng những tai biến địa chất điển

hình ở vùng Bắc Giang

214

IV.F.2 Phân vùng nguy cơ tai biến địa chất ở vùng Bắc Giang 216

IV.G.1 Các biện pháp giảm thiểu thiệt hại ở vùng Thái Nguyên – Đại Từ 218IV.G.2 Các biện pháp giảm thiểu thiệt hại ở vùng Lạng Sơn – Đồng Đăng 221IV.G.3 Các biện pháp giảm thiểu thiệt hại ở vùng Hạ Long – Cẩm Phả 223IV.G.4 Các biện pháp giảm thiểu thiệt hại ở vùng Bắc Giang 227

IV.H Đánh giá hiệu quả của các phương pháp ứng dụng trong phân

Chương V KINH TẾ - KẾ HOẠCH 231

I Tổng giá trị đề án phê duyệt 231

II Tổng giá trị thực hiện 231 III Kết quả thực hiện kế hoạch 231

III.1 Bước lập đề cương từ tháng 4 đến tháng 9 năm 2004 231

III.3 Bước II - Thi công đề án từ tháng 1 đến tháng 12 năm 2005 233III.4 Bước III - Thi công đề án từ tháng 1 đến tháng 12 năm 2006 234III.5 Bước IV - Sửa chữa, can in nộp lưu trữ, từ tháng 1 đến tháng 5

CÁC BIỂU BẢNG

Chương I PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ KHỐI LƯỢNG

ĐÃ THỰC HIỆN

1 I.1 Một số khối lượng công việc chính đã thực hiện 45

Chương II CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TAI BIẾN ĐỊA CHẤT

3 II.2 Thống kê một số đặc trưng địa kỹ thuật chủ yếu của vỏ phong hóa và đệ tứ ở vùng Thái Nguyên – Đại Từ (dựa trên kết quả của Đề

án lấy và phân tích mẫu tháng 6/2005)

6 II.5 Thống kê một số đặc trưng địa kỹ thuật chủ yếu của vỏ phong hóa và đệ tứ ở vùng Lạng sơn – Đồng Đăng (dựa trên kết quả của Đề

án lấy và phân tích mẫu tháng 7/2005)

Thống kê một số đặc trưng địa kỹ thuật chủ yếu của vỏ phong hóa

và đệ tứ ở vùng Hạ Long – Cẩm Phả (dựa trên kết quả của Đề án

11 II.10 Tổng hợp đánh giá hiện trạng sử dụng đất vùng Hạ Long – Cẩm Phả 96

12 II.11 Tổng hợp phân bố độ dốc địa hình theo diện tích ở vùng Bắc

Giang (tính theo mô hình số địa hình độ phân giải 10 m do Đề

án thành lập dựa trên trên nền bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50.000)

98

13 II.12 Tổng hợp đánh giá hiện trạng sử dụng đất vùng Bắc Giang 105

Chương III HIỆN TRẠNG VÀ ĐẶC ĐIỂM TAI BIẾN ĐỊA CHẤT

Ở BỐN VÙNG NGHIÊN CỨU

14 III.1 Thống kê các điểm trượt sạt lở quy mô lớn và trung bình ở vùng Thái Nguyên – Đại Từ 114

15 III.2 So sánh kết quả phân tích thành phần nước ngầm và giá trị giới hạn cho phép vùng Thái Nguyên-Đại Từ 118

16 III.3 Tổng hợp các TBĐC xảy ra trong vùng Thái Nguyên – Đại Từ 120

17 III.4

So sánh mức độ của từng loại TBĐC xảy ra trong vùng Thái Nguyên–Đại Từ với TBĐC điển hình nhất đã từng xảy ra ở Việt

18 III.5 Thống kê các điểm trượt sạt lở quy mô lớn và trung bình ở vùng Lạng Sơn – Đồng Đăng 127

19 III.6 Kết quả phân tích thành phần nước ngầm ở vùng Lạng

20 III.7 Tổng hợp các TBĐC xảy ra trong vùng Lạng Sơn – Đồng Đăng 136

21 III.8 So sánh mức độ của từng loại TBĐC xảy ra trong vùng Lạng Sơn – Đồng Đăng với TBĐC điển hình nhất đã từng xảy ra ở

22 III.9 Thống kê các điểm trượt sạt lở quy mô trung bình và lớn ở vùng Hạ Long – Cẩm Phả 146

23 III.10 Các tỷ số thủy địa hóa của các mẫu nước dựa trên kết quả phân tích mẫu nước toàn diện vùng Hạ Long – Cẩm Phả 158

24 III.11 Kết quả phân tích mẫu nước vi lượng vùng Hạ Long – Cẩm

25 III.12 Kết quả phân tích mẫu đất các nguyên tố ô nhiễm vùng Hạ Long – Cẩm Phả 164

26 III.13 Tổng hợp các TBĐC xảy ra trong vùng Hạ Long – Cẩm Phả 167

27 III.14 So sánh mức độ của từng loại TBĐC xảy ra trong vùng nghiên cứu với TBĐC điển hình nhất đã từng xảy ra ở Việt Nam 169

28 III.15 Kết quả phân tích nước sông Thương ở thượng lưu (trước khi chảy qua thành phố Bắc Giang) và hạ lưu (sau khi chảy qua thành phố

Bắc Giang)

174

29 III.16 Các tỷ số thủy địa hóa của các mẫu nước dựa trên kết quả phân tích mẫu nước toàn diện vùng vùng Bắc Giang 179

30 III.17 Kết quả phân tích mẫu vi lượng vùng Bắc Giang 184

31 III.18 Tổng hợp các TBĐC xảy ra trong vùng Bắc Giang 187

32 III.19 So sánh mức độ của từng loại TBĐC xảy ra trong vùng nghiên cứu với TBĐC điển hình nhất đã từng xảy ra ở Việt Nam 188

Chương IV PHÂN VÙNG TAI BIẾN ĐỊA CHẤT VÀ ĐỀ XUẤT

CÁC BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU THIỆT HẠI

216

40 IV.8 Tóm tắt kết quả phân vùng TBĐC ở vùng Bắc Giang 218

Chương V KINH TẾ - KẾ HOẠCH

41 V.1 Khối lượng và giá trị bước lập đề cương (tháng 4 -6/2004) 236

42 V.2 Khối lượng và giá trị bước I (Tháng 12 năm 2004) 238

43 V.3 Khối lượng và giá trị thực hiện bước II (tháng 1 - 12 /2005) 242

44 V.4 Khối lượng và giá trị thực hiện bước III (tháng 1 – 12/2006) 246

45 V.5 Khối lượng và giá trị thực hiện bước IV (tháng 1 - 5 / 2007) 251

46 V.6 Kết quả thực hiện khối lượng, giá trị toàn đề án 253

2 I.1 Hình chụp một phần bản đồ địa hình phần trung tâm thành phố Lạng Sơn và mặt cắt địa hình thành lập từ mô hình số địa hình 37

3 I.2 Đứt gãy Cao Bằng–Tiên Yên thể hiện rất rõ qua tập hợp các

lineamen phát triển theo hướng tây bắc–đông nam 38

4 I.3 Biểu đồ hình cây biểu diễn kết quả phân tích nhóm trên các chỉ

tiêu cơ lý của mẫu đất vỏ phong hóa ở Thái Nguyên-Đại từ 44

Chương II CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TAI BIẾN ĐỊA CHẤT

Ở BỐN VÙNG NGHIÊN CỨU

6 II.2 Sơ đồ vỏ phong hóa khu vực Thái Nguyên - Đại Từ 54

7 II.3 Lượng mưa và bốc hơi trung bình tháng trên cơ sở thống kê số liệu

15 năm từ 1989 – 2003 đo tại trạm khí tượng - thủy văn Thái Nguyên 57

10 II.6 Sơ đồ vỏ phong hóa vùng Lạng Sơn - Đồng Đăng 69

11 II.7 Kết quả đo vẽ địa vật lý dọc tuyến T5 (xã Thụy Hùng – huyện Cao Lộc) của Đề án 74

15 II.11 Vỏ phong hóa Sialferit phát triển trên đá cuội sạn kết hệ tầng

16 II.12 Vỏ phong hóa Ferosialit phát triển trên đá của hệ tầng Hà Cối, ảnh chụp tại khu vực Làng Khánh 88

20 III.2 Úng ngập lụt thường xuyên xảy ra ở thanh phố Thái Nguyên mỗi khi mưa lớn đến mức các cột đo mức lũ đã được xây dựng

ngay trên đường quốc lộ đi Đại Từ để cảnh báo

111

22 III.4 Kết quả phân tích biến thiên của kích thước tảng lăn theo khoảng cách di chuyển 113

23 III.5

Các hố sụt ở mỏ than Phấn Mễ Ảnh trái: người dân và chính quyền địa phương dẫn đoàn khảo sát của Đề án đi xem các hố sụt Ảnh phải: một hố sụt rộng 1m dài 1m sâu 5m ở Làng Giang,

xã Phấn Mễ

116

24 III.6 Nước thải sau khi tuyển rửa quặng titan không được sử lý thải

25 III.7 Trung bình mỗi vụ người dân ở Đại Từ sử dụng khoảng 40 kg các loại thuốc trừ sâu kiểu này cho 1 ha trồng chè 117

26 III.8 Rãnh xói, xói mòn rửa trôi đất ở Hợp Thành (Thành phố Lạng Sơn) 125

27 III.9 Điểm trượt lở ở bên phải quốc lộ 1A đoạn ngay đầu thị trấn Đồng Đăng, thuộc loại lớn nhất trong các điểm trượt lở xảy ra

trong vùng nghiên cứu

126

28 III.10 Diện tích úng và ngập lụt tại nội đô Lạng Sơn khi mực nước sông Kỳ Cùng dâng cao đạt cao trình tuyệt đối 264,6 m (tương

ứng những trận mưa lớn xảy ra năm 1986

126

29 III.11 Xói lở bờ trái sông Kỳ Cùng ở Nà Pinh – Chung Cấp 129

30 III.12 San lấp tại bờ trái sông Kỳ cùng ở Nà Pan – Khuôi Khúc 129

31 III.13 Đá vôi hệ tầng Bắc Sơn lộ ra ở bờ trái sông Kỳ Cùng từ cầu Kỳ

32 III.14 Sơ đồ phân đới khí độc hại theo chiều thẳng đứng trong tầng chứa than ở khu vực Hòn Gai – Cẩm Phả (trích từ Nguyễn Tiến

33 III.15 Độ chứa khí Metan theo chiều sâu ở các khu mỏ than Hòn Gai – Cẩm Phả (trích từ Nguyễn Tiến Bào, 1995) 140

34 III.16 Nhà dân xây dựng sát chân núi đá vôi bị nứt nẻ rất nguy hiểm khi đá đổ lở 142

35 III.17 Điểm trượt sạt lở ở taluy bên trái đường ô tô từ QL18B đi Cầu Bang (điểm khảo sát QN5002) 145

36 III.18 Trượt sạt theo mặt lớp ở taluy bên trái đường dẫn lên cầu dây văng Bãi Cháy (điểm khảo sát QN5011) 145

37 III.19 “Núi” đá quặng thải của mỏ than Cao Sơn và dòng lũ bùn đá

38 III.20 Trận lũ bùn đá tại Khe Dè ngày 4/8/2006 đã nhấn chìm nhiều nhà cửa của người dân 149

39 III.21 San lấp bờ biển để xây khu đô thị mới Hà Khánh – TP Hạ Long Tại đây đã lấn ra phía Vịnh Cuốc Bê hơn 800m 153

40 III.22 Tại Cửa Ông người ta đã san lấp bờ biến lấn sát ra gần các đảo đá vôi ven bờ Vịnh Bái Tử Long 153

41 III.23 Hồ Cao Vân, nguồn cấp nước chủ yếu cho sinh hoạt và công nghiệp khai thác mỏ ở Quang Hanh và Cẩm Phả 156

42 III.24

Nước biển vịnh Bái Tử Long trở nên đen bẩn ô nhiễm do dòng bùn thải từ khu mỏ chảy ra và do các chất thải dân sinh và đánh bắt thủy sản Ảnh chụp tại Bến Cá – Cẩm Phả 156

43 III.25 Nội suy diện tích ô nhiễm nhôm trong nước ngầm bằng phương pháp SPLINE 157

44 III.26 Nội suy diện tích ô nhiễm sắt trong nước ngầm bằng phương pháp SPLINE 157

47 III.29 Diện tích nhiễm mặn trong nước ngầm vùng Bắc Giang nội suy

48 III.30 Diện tích ô nhiễm nhôm trong nước ngầm vùng Bắc Giang nôi suy bằng phương pháp SPLINE 176

49 III.31 Nội suy diện tích ô nhiễm Nitrite NO2 trong nước ngầm bằng

50 III.32 Nội suy diện tích ô nhiễm Nitrate NO3 trong nước ngầm bằng phương pháp SPLINE 177

Chương IV PHÂN VÙNG TAI BIẾN ĐỊA CHẤT VÀ ĐỀ XUẤT

CÁC BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU THIỆT HẠI

51 IV.1 Sơ đồ khoanh vùng mức độ tự bảo vệ ô nhiễm nước ngầm vùng Thái Nguyên - Đại Từ 193

52 IV.2 Sơ đồ phân vùng tiềm năng trượt lở vùng Thái Nguyên – Đại Từ 195

53 IV.3 Diện tích thường xảy ra lũ quét và úng ngập lụt khi mưa lớn ở vùng Đại từ (sườn đông dãy núi Tam Đảo) và Thái Nguyên (dọc

theo sông Cầu)

196

54 IV.4 Hình thu nhỏ Bản đồ phân vùng TBĐC ở vùng Thái nguyên – Đại Từ 198

55 IV.5 Sơ đồ phân vùng mức độ tự bảo vệ ô nhiễm nước ngầm yếu kém

61 IV.11 Hình thu nhỏ Bản đồ sơ lược phân vùng TBĐC ở vùng Hạ Long

“Tai biến địa chất là một điều kiện, một quá trình địa

chất gây nguy hiểm, đe dọa đến sức khỏe con người,

tài sản công dân, chức năng hay kinh tế một cộng

đồng”

US Geological Survey

(Smith, 1996)

“Tai biến địa chất là các điều kiện hoặc hiện tượng

địa chất xảy ra một cách tự nhiên hay do con người gây ra, nguy hiểm hoặc có tiềm năng gây nguy hiểm cho đời sống con người và của cải vật chất Một số thí dụ gồm trượt lở đất, lũ lụt, động đất, sụt lún, xói

lở bờ biển, đứt gãy, vỡ và rò rỉ đê đập, tai họa do khai thác mỏ, ô nhiễm, rác thải và xâm nhập mặn”

(Robert L Bates và Julia A Jackson, 1987)

“Tai biến địa chất là bất kỳ hiện tượng địa chất, địa

mạo nào có tác động tiêu cực tới hệ thống kinh tế-xã hội của con người Các TBĐC là những hiện tượng xảy ra một cách tự nhiên và chỉ trở thành tai biến khi có mặt con người cùng các cơ sở vật chất của mình”

Geology for Sustainable Development

(UNESCO, số 11, 1997-1998)

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Những năm gần đây, các tai biến địa chất (TBĐC) đã và đang xảy ra ở nhiều nơi trên lãnh thổ Việt Nam Chúng xảy ra, một mặt do các nguyên nhân địa chất nội, ngoại sinh, các biến đổi khí hậu toàn cầu, nhưng mặt khác còn do tác động ngày càng gia tăng của con người vào thiên nhiên, gây ra những hậu quả nghiêm trọng về người, của cải vật chất, cơ sở hạ tầng và môi trường sinh thái, cản trở công cuộc xây dựng và phát triển của đất nước

Nhận thức được rằng TBĐC và các thiệt hại do chúng gây ra luôn chiếm một tỷ phần lớn trong số các loại thiên tai, nhiều đề án nghiên cứu điều tra TBĐC đã và đang được triển khai để thiết lập một cơ sở khoa học phục vụ kịp thời cho công tác quy hoạch sử dụng hợp lý lãnh thổ và hoạch định phát triển kinh tế - xã hội ở những vùng kinh tế trọng điểm

Miền Đông Bắc Việt nam có vị trí địa lí - kinh tế đặc biệt: vừa là vùng biên giới phía Bắc, vừa là vùng ven biển, nhiều hải đảo, có khu công nghiệp than lớn nhất cả nước, nhiều cửa khẩu quan trọng và nhiều danh lam thắng cảnh nổi tiếng Đây cũng là những nơi có sự can thiệp khá mạnh mẽ của con người vào môi trường thiên nhiên, và do vậy các tai biến địa chất có nguồn gốc ngoại sinh – nhân sinh kết hợp xảy ra khá đa dạng

và gây nên một số thiệt hại đáng kể Điển hình nhất là các vụ bục vỡ túi nước ngầm trong khi khai thác than xảy ra trong các tháng 7/2006 và tháng 1/2007 ở Khe Tam, Khe Sim (Cẩm Phả) hay lũ bùn đã xảy ra tháng 7/2006 ở Khe Dè (Cẩm Phả) đã nhấn chìm nhiều nhà cửa của người dân sống trong vùng Do tính chất đa dạng của các loại TBĐC xảy ra ở miền Đông Bắc nên việc điều tra khảo sát các TBĐC ở tỷ lệ nhỏ trên toàn vùng rất có thể không mang lại hiệu quả mong muốn Thay vào đó trước tiên cần thiết phải tiến hành các điều tra nghiên cứu TBĐC ở tỷ lệ lớn ở một số khu vực trọng điểm Kết quả của những nghiên cứu này sẽ là cơ sở khoa học cho việc định hướng, tiến hành một chương trình nghiên cứu, đánh giá, tiến tới dự báo và đề xuất các biện pháp phòng tránh, giảm thiểu hậu quả TBĐC trên toàn miền Đông Bắc

2 Cơ sở pháp lý

- Quyết định số 2027/QĐ-TNMT ngày 28 tháng 12 năm 2004 của Bộ Tài nguyên và Môi Trường giao cho Viện Nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản (nay đổi tên thành Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản) thực hiện đề án: “Nghiên cứu, điều tra tai

biến địa chất một số vùng trọng điểm Đông Bắc Bắc Bộ phục vụ quy hoạch phát triển kinh tế-xã hội”

- Quyết định số 68/QĐ-VĐCKS ký ngày 19 tháng 04 năm 2004 của Viện NC Địa chất

và Khoáng sản giao cho TS Vũ Thanh Tâm cùng tập thể tác giả thực hiện đề án trên

Kèm theo quyết định của Bộ TN-MT là bản “Đăng ký nhà nước hoạt động điều tra cơ bản địa chất” số 01-2005 ký ngày 21/02/2005 của Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam khoanh định phạm vi bốn vùng nghiên cứu trọng điểm giới hạn bởi các điểm khống chế như sau:

Tọa độ VN2000 Tọa độ địa lý Điểm khống

4 Nhiệm vụ

- Thu thập, tổng hợp tài liệu về mức độ nghiên cứu TBĐC ở bốn vùng trọng điểm Đông Bắc Đông Bắc: Thái Nguyên - Đại Từ, Lạng Sơn - Đồng Đăng, Hạ Long – Cẩm Phả và Bắc Giang;

- Thu thập, tổng hợp, lập cơ sở dữ liệu về hiện trạng TBĐC ở bốn vùng trọng điểm nêu trên;

- Triển khai (tập trung chủ yếu vào các vùng nghiên cứu chi tiết đã được duyệt) các phương pháp nghiên cứu, khảo sát ở trong phòng và ngoài thực địa, bao gồm cả thu thập, gia công và phân tích các loại mẫu, nhằm xác định bản chất, nguyên nhân các TBĐC;

- Lập sơ đồ hiện trạng các TBĐC và sơ bộ phân vùng một số dạng TBĐC chủ yếu như đứt gãy đang hoạt động, động đất, sụt phễu hang động karst, trượt lở đất, nứt đất, xói

lở bờ sông và bờ biển, xói mòn mất đất, lũ quét và lũ bùn đá, ô nhiễm đất và nước cho các vùng nghiên cứu trọng điểm ở tỷ lệ 1:50.000;

- Đề xuất các biện pháp cảnh báo, quan trắc, phòng tránh, giảm thiểu hậu quả một số dạng TBĐC và một số định hướng nghiên cứu đánh giá tiếp theo;

- Tổng kết, viết báo cáo, trình duyệt, sửa chữa, can in và nộp lên các cơ quan quản lý

Thời gian thực hiện đề án là 30 tháng kể từ khi phê duyệt và giao nộp sản phẩm vào tháng 5 năm 2007

5 Tổ chức và nhân lực thực hiện đề tài

Theo Quyết định giao nhiệm vụ của Bộ Tài nguyên và Môi trường, Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản chủ trì thực hiện đề tài

Các thành viên chính của đề tài gồm:

- TSKT Vũ Thanh Tâm Chủ nhiệm, chịu trách nhiệm chung về tổ chức thực hiện và kết quả nghiên cứu của đề tài, tổng hợp tài liệu về các TBĐC nguồn gốc nội sinh thực thụ, tham gia nghiên cứu, đánh giá hiện trạng trượt lở, ô nhiễm đất và nước ngầm, úng ngập và lũ lụt, phân vùng dự báo trượt lở và khả năng tự bảo vệ ô nhiễm nước ngầm,

tổ chức hợp tác trong nước và quốc tế, giới thiệu một số biện pháp phòng tránh, giảm thiểu hậu quả TBĐC và kiến nghị/kết luận;

- ThS Nguyễn Đại trung Tổng hợp tài liệu địa chất-đất, khảo sát thực địa về trượt lở

và vỏ phong hoá, lập bản đồ đất và vỏ phong hóa;

- ThS Lê Cảnh Tuân Khảo sát thực địa và nghiên cứu vỏ phong hóa, TBĐC trượt lở

và xói lở bồi tụ sông, trợ giúp biên tập sơ đồ vỏ phong hóa

- CN Phạm Việt Hà Khảo sát thực địa và nghiên cứu hiện trạng sử dụng đất, chịu trách nhiệm chính về công tác số hóa, thành lập cơ sở dữ liệu GIS của Đề án

- CN Đỗ Văn Thắng Tham gia khảo sát thực địa, chịu trách nhiệm phân tích luận giải kết quả phân tích mẫu môi trường đất và nước

- ThS Hồ Hữu Hiếu Tham gia khảo sát thực địa, chịu trách nhiệm phân tích đánh giá kết quả phân tích mẫu

- KS Nguyễn Đình Tuấn Tham gia khảo sát thực địa, chịu trách nhiệm về thu thập tài liệu, trợ giúp công tác số hóa và lập cơ sở dữ liệu GIS, bảo quản và lập hồ sơ mẫu

- KS Nguyễn Xuân Nam Tham gia khảo sát thực địa, phụ trách công tác tài chính – hành chính của Đề án

Tham gia thực hiện đề tài còn có KS Đàm Ngọc, KS Nguyễn Xuân Giáp, KS Đoàn Thế Anh, CN Hoàng Anh Việt

Cộng tác với đề tài còn có TS Tăng Đình Nam, TS Nguyễn Ngọc Thủy, TS Ngô Quang Toàn, TS Trần Tân Văn, TS Đặng Trần Huyên, TS Trần Ngọc Thái, TS Mai Trọng Tú, KS Lê Văn Hiền v.v

6 Lịch sử nghiên cứu

Tính đến trước thời điểm Đề án này được thi công, chưa có một công trình nghiên cứu mang tính khoa học, toàn diện và hệ thống về TBĐC trong các vùng nghiên cứu trọng điểm Và đặc biệt hầu hết những nghiên cứu này chưa có thống kê định lượng về mức

độ thiệt hại do TBĐC gây ra Có chăng thì một số dạng TBĐC xảy ra trong vùng chỉ được khảo cứu và xem xét dưới góc độ của từng chuyên môn sâu (địa mạo, địa chất công trình – địa động lực công trình, địa chất thủy văn v.v) trong các phần công việc tích hợp của các đề án nghiên cứu địa chất tổng thề khu vực Hơn nữa, hầu hết các nghiên cứu này cũng chỉ mang tính chất liệt kê các hiện tượng tai biến, phần lý giải nguyên nhân và dự báo còn rất sơ sài và có độ tin cậy không cao

Đầu tiên phải kể đến loạt các đề án nghiên cứu trong chương trình điều tra địa chất đô thị do Viện NC Địa chất và Khoáng sản (Hồ Vương Bính và nnk., 1994-1999) và tiếp

đó là Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam thực hiện, các TBĐC đã bắt đầu được đề cập tới Đây là bước khởi đầu rất quan trọng trong công tác nghiên cứu đánh giá TBĐC, tiến tới dự báo mức độ nguy hiểm của chúng Tuy nhiên phần lớn các dạng TBĐC phổ biến nhất mới chỉ ở mức độ phát hiện, được gói gọn trong phạm vi một chương của các báo cáo địa chất đô thị

Năm 1995, trong báo cáo “Điều tra Địa Chất Đô thị Thành phố Hạ Long“ của

Nguyễn Đình Uy và nnk đã nêu lên các biểu hiện địa động lực hiện đại cửa sông ven

biển ở thành phố Hạ Long Đó là các biểu hiện xâm thực đáy của các cửa sông Cửa Ông, Cửa Lục, Míp; sự biến dạng đường bờ biển như sói lở bờ ở các đoạn Yên Lập, vịnh Cuốc Bê, đảo Tuần Châu hay bồi tụ vùng bờ ven cửa sông như các đoạn Cao

Xanh, Hồng gai, Hòn Đầu Mối – Hòn Cặp Điền, Đồn Điền – Cái Dăm, Hòn Cặp Điền – Hòn Hang, Cửa Ông – Hòn Hang, Cẩm Phả - Cửa Ông Các tác giả cũng đưa ra những con số cụ thể chứng minh tốc độ sói lở hay bồi tụ bờ, ví dụ đoạn Đồn Điền – Cái Dăm đã sói lở với tốc độ 20 – 30 m/năm (giai đoạn 1953 – 1965) nhưng hiện nay đang được bồi tụ với tốc độ 17 – 20 m/năm Các hiện tượng địa động lực công trình

như bào mòn và tạo rãnh sói và dòng lũ bùn đá (dọc đường 18A đoạn qua thị xã Hòn Gai hay ở các khu mỏ than đang khai thác), trượt sụt lở đất trên lớp vỏ phong hóa T3n-

r hg, bồi lấp sối và cửa sông do dòng bùn lũ vật liệu thải khai thác than, lầy hóa vùng ven bờ biển, biến dạng công trình do khai thác mỏ, đá đổ đá lở trọng lực, quá trình sói ngầm do sức ép thủy lực và thẩm thấu nước từ các hồ chứa nước (vùng Yên Lập,

Hoành Bồ), ngập lụt ngắn hạn (khu vực Ngã Hai) v.v cũng được liệt kê ở những mức

độ và địa danh khác nhau trong công trình nghiên cứu kể trên Các tác động về môi

trường cũng được nhắc tới như hiện tượng nghèo hóa chất mùn, chua hóa và ô nhiễm

đất, hiện trạng ô nhiễm nghiêm trọng các nguồn nước do các hoạt động dân sinh và công nghiệp, ô nhiễm không khí do bụi phát sinh từ các hoạt động khai thác và sản xuất than v.v và đặc biệt là các TBĐC có nguồn gốc nhân sinh như cháy nổ các túi khí nông, vỉa than và bãi thải Theo số liệu nêu trong báo cáo, chỉ riêng công ty than Cẩm

Phả hàng năm đã bóc và đổ 755.000.000 m3 đất đá ra các vùng xung quanh mỏ, một con số khổng lồ nếu biết rằng mỏ Cẩm Phả chỉ là một trong số rất nhiều mỏ than đang được khai thác trong quần thể khu mỏ Quảng Ninh Chắc chắn rằng chỉ một phần của lượng thải ấy nếu bị các trận mưa biến thành dòng bùn lũ thì sẽ gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường đất và nước Cuối cùng, ở mức vĩ mô các tác giả cũng dự báo và đưa ra một số kiến nghị nhằm giảm thiểu các TBĐC nêu trên

Các hiện tượng và quá trình TBĐC nói trên cũng được nhắc tới trong một công trình nghiên cứu khác, đó là “Đề án điều tra địa chất đô thị hành lang kinh tế Hà Nội – Hải Phòng – Quảng Ninh” trong chương trình địa chất đô thị Việt nam do liên đoàn 2 ĐCTV (Cục Địa Chất và Khoáng Sản Việt Nam) tiến hành (Liên đoàn 2 ĐCTV, 1996) Ngoài ra, trong báo cáo của đề án này các tác giả còn bổ xung thêm một số hiện

trạng TBĐC khác có trong vùng nghiên cứu như nứt đất dọc đường 18A từ Phả Lại đến Đông Triều, sụt lún do khai thác nước ngầm ở Quảng Ninh và động đất liên quan tới đứt gãy Đông Triều – Mạo Khê và ở Tân Yên, Bắc Giang (1961) Theo số liệu nêu

trong báo cáo này thì trong năm 1961 tại Tân Yên Bắc Giang cách Hà Nội 60 km về phía đông bắc đã từng xảy ra một trận động đất cấp độ mạnh ở chấn tâm đạt 5,6 độ Richter với độ sâu chấn tiêu 28 km

Tại khu đô thị Thái Nguyên, một trung tâm công nghiệp nặng lớn của cả nuớc, một

vài hiện tượng TBĐC cũng được nhắc tới trong các chuyên đề “Đặc điểm địa chất công trình” và “Đặc điểm địa vật lý môi trưòng” của đề án “Điều tra địa chất đô thị -

Đô thị Thái Nguyên” (Nguyễn Văn Nghĩa và nnk., 1999) Ví dụ hiện tượng xói mòn rửa trôi đất thường thấy ở các vùng địa hình bóc mòn trên các sườn dốc lớn không có lớp thực vật che phủ, hiện tượng sói lở hai bên bờ Sông Cầu (các khu vực Tân Thịnh, Đồng Tâm, Đồng Bẩm, Xoi Dâu), hiện tượng úng ngập sau những trận mưa lớn (ở thị

xã Thái Nguyên), xói ngầm do khai thác nước (khu vực Đồng Bấm), các dị thường xạ gamma cao dọc theo các khối magma xâm nhập, các dị thường từ liên quan đến một số

mỏ nhiệt dịch, ô nhiễm nước và đất v.v Cũng như loạt các đề án điều tra địa chất đô

thị khác, nghiên cứu về những TBĐC chỉ dừng ở mức liệt kê hiện trạng trong báo cáo chứ không có phần lý giải nguyên nhân và dự báo

Báo cáo “Điều tra địa chất đô thị - Đô thị Bắc Giang” (Nguyễn Văn Nghĩa và n.n.k.,

1999) cũng liệt kê một số dạng TBĐC đã và đang xảy ra ở khu đô thị Bắc Giang

Cũng như báo cáo đối với khu đô thị Thái Nguyên, các tác giả đã liệt kê và phân loại các TBĐC theo nguồn gốc sinh thành như:

- Nhóm các tai biến địa động lực bao gồm các tai biến do hoạt động nội lực của trái đất, đứt gãy, động đất, rãnh xói và mương xói (ví dụ ở các xã Nghĩa Trung, Nội Hoàng)

- Nhóm các tai biến do hoạt động ngoại lực bao gồm xâm thực bờ sông (ví dụ xảy ra trên một số đoạn của Sông Thương chảy qua xã Tân Tiến), úng ngập (ví dụ phía nam

xã Tân Liễu huyện Yên Dũng), bóc mòn rửa trôi bề mặt

- Nhóm các tai biến do ảnh hưởng các dị thường của môi trường địa chất: thuộc nhóm này có các dị thường xạ (ở khu vực Xóm Lò, Nhân Lễ), dị thường từ (một số điểm ở giữa thị xã Bắc Giang), ô nhiễm nước (xảy ra đối với hầu hết nguồn nước mặt và ngầm nông trong thị xã) và đất (xảy ra ở gàn các nhà máy hóa chất – phân bón), nhiễm mặn nguồn nước (vùng đông nam thị xã Bắc Giang)

Đối với khu đô thị thành phố Lạng Sơn, các TBĐC cũng đã được khảo sát và báo

cáo trong đề án “Điều tra Địa chất Đô thị - Đô thị Lạng Sơn” (Nguyễn Văn Nghĩa và n.n.k., 2000) Trong công trình nghiên cứu này các tác giả đặc biệt nhấn mạnh đến

hoạt động của đứt gãy sâu Cao Bằng – Lạng Sơn – Tiên Yên, động đất (vị trí tâm

động dất nằm ở phía TB thị trấn Đồng Đăng giáp với biên giới Việt – Trung có cường

độ M = 4,6 – 5), các chuyển động nâng tân kiến tạo (vùng thị xã Lạng Sơn có tốc độ nâng trung bình 1 mm/năm), trượt nứt đất (ví dụ tại xã Hoàng Đồng trong diện tích 0.5

km2 có rất nhiều vết nứt rộng 5 – 15 cm sâu hơn 6 m cách nhau 20 – 30 m và song song theo phương TB-ĐN), bóc mòn rửa trôi đất (ở trung tâm bồn trũng thị xã Lạng Sơn), xâm thực bờ sông Kỳ Cùng (ví dụ ở khu vực xã Tân Liên và sân bay xã Mai Pha) và các dị thường xạ Tuy nhiên, khả năng sụt lún nền móng có thể xảy ra khi khai thác nước ngầm quy mô lớn (vì toàn bộ thị xã Lạng Sơn nằm trên một vòm đá vôi bị cactơ hóa mạnh được phủ một lớp mỏng < 15 m trầm tích đệ tứ) lại không được các tác giả đề cập tới trong báo cáo

Ngoài những nghiên cứu nói trên, các dạng TBĐC ở các địa phương trong diện tích nghiên cứu cũng đã được thống kê (từ những số liệu đã được công bố của các công trình nghiên cứu độc lập khác) phân tích và báo cáo trong những bài báo đăng tải trên các ấn phẩm chuyên nghành Có thể nêu ra ở đây một số công trình tiêu biểu sau:

- Nguyễn Văn Cư và n.n.k (2003) đã nêu ra hiện trạng, lý giải nguyên nhân và dự báo một số loại hình thiên tai ở tỉnh Thái Nguyên Đặc biệt các tác giả đã phân tích khá sâu sắc nguyên nhân dẫn đến các hiện tượng lũ lụt, lũ quét thường xảy ra trong tỉnh Các tác giả còn đưa ra con số cụ thể (nhưng không nêu rõ phương pháp tính toán để có

được các con số đó) về hệ số bề mặt xâm thực (một hệ số phản ánh mức độ xói mòn đất) và phân tích mối quan hệ giữa thảm thực vật với các tai biến

- Đỗ Hoài Dương và n.n.k (2001) đã tổng kết và trình bày những kết quả đánh giá về chất lượng môi trường nước lưu vực Sông Cầu rút ra từ “Báo cáo tổng hợp hiện trạng môi trường sinh thái cảnh quan lưu vực Sông Cầu” của Đoàn Thư ký Ban chỉ đạo lâm thời đề án sáu tỉnh bảo vệ khai thác lưu vực Sông Cầu Các tác giả đã thống kê và đưa

ra những con số khá chi tiết về lưu vực Sông Cầu như dòng chảy năm, chế độ dòng chảy, tỷ phần lượng nước sông dùng trong sinh hoạt, sản xuất công nông nghiệp v.v., các nguồn nước thải gây ô nhiễm từ các địa phương có sông chảy qua, các chỉ số đánh giá mức độ ô nhiễm nước sông trên nhiều đoạn sông Mặc dù chỉ mang tính chất thông tin, bài báo đã giúp người đọc có một tổng quan về hiện trạng và các nguồn gây ô nhiễm nước Sông Cầu

- Nguyễn Ngọc Khánh (2003) đã đánh giá tổng quan về thiên tai bão lũ và hạn hán ở Đông Bắc Việt Nam Trong công trình nghiên cứu này tác giả đã phân tích 7 hình thế dẫn đến các trận mưa lớn (có cường độ > 50 mm/ngày) xảy ra ở Đông Bắc Bộ Đồng thời tác giả cũng phân tích một số yếu tố đã dẫn tới tình trạng hạn hán xảy ra ở một số địa phương ở Bắc Bộ Những phân tích của tác giả sẽ rất hữu ích cho các dự báo bằng mô hình một số TBĐC mà mưa là một trong những nhân tố quan trọng gây nên tai biến

- Cao Đình Triều (1999) đã đưa ra một số quy luật hoạt động và khả năng dự báo khu vực phát sinh động đất mạnh ở Việt Nam Đây là một công trình nghiên cứu rất có ý nghĩa trên phương diện ứng dụng vào các mô hình dự báo các trượt lở và sạt lở đất

Ở một mức chuyên sâu hơn, một số các công trình nghiên cứu khác chỉ tập trung vào một loại tai biến cụ thể ở cấp độ khu vực hay địa phương Có thể nêu lên ở đây những công trình sau:

- Nguyễn Biểu (1998) đã khắc hoạ các kiểu TBĐC ở biển và ven biển, phân loại, đề xuất hướng phòng ngừa và giảm nhẹ hậu quả của chúng Đây là một trong những cố gắng đầu tiên phân loại các dạng TBĐC ở ven biển Việt Nam Tác giả cho rằng TBĐC

ở biển và ven biển xảy ra do các quá trình địa chất tự nhiên và các tác động nhân sinh,

ở nơi tương tác giữa đất liền và đại dương, đáy biển và nước, nước và không khí, thiên nhiên và con người Tác giả nhấn mạnh tính đa dạng về kiểu loại, tần suất xuất hiện cao và nguyên nhân phức tạp của chúng và thử phân loại chúng theo kiểu, nguồn gốc

và phân bố Theo tốc độ và quy mô xảy ra tai biến, tác giả cũng thử phân chia ra loại tai biến xảy ra nhanh chóng, tàn phá mạnh, khó dự báo trước như động đất, sóng thần, loại tiềm ẩn, xảy ra lâu dài trên diện rộng như sự dâng cao của mực nước biển gây xói

lở, xói mòn, ô nhiễm kim loại nặng, lún chìm khu vực v.v

- Chương trình KT-03, đề tài 14 “Hiện trạng và nguyên nhân bồi xói dải bờ biển Việt Nam Đề xuất các biện pháp khoa học kỹ thuật bảo vệ và khai thác vùng đất ven biển”

do Nguyễn Thanh Ngà làm chủ biên (1995) Tuy đề án được tiến hành trên quy mô toàn lãnh thổ nhưng các tác giả cũng đã đưa ra một số quy luật bồi xói dải bờ biển Việt nam, trong đó có dải bờ biển từ Hòn Gai đến Móng Cái

- Nguyễn Đình Xuyên và nnk (1978) đã nghiên cứu, đánh giá các thông số cơ bản của các chấn tiêu động đất quan sát thấy ở Việt Nam, lập ra “Mục lục động đất Việt Nam”

và xác định các vùng phát sinh động đất ở miền Bắc Việt Nam trên cơ sở các tài liệu địa chất kiến tạo và động đất

- Vào các năm 1991-1994, Lê Xuân Hồng và nnk đã tiến hành một số điều tra về hiện trạng xói lở bờ biển Việt Nam

- Công trình nghiên cứu về tiềm năng địa nhiệt khu vực miền Trung Việt Nam của Hoàng Hữu Qúy và nnk (1995),

- Cao Duy Giang và nnk (1997), trong đó các tác giả đã nghiên cứu các đới hoạt động tích cực, đứt gãy liên quan tới các nguồn địa nhiệt ở trong vùng

- Phạm Khoản và nnk (1996) cũng sử dụng hệ các phương pháp địa vật lý để xác định các đới đứt gãy và các thể magma ẩn với mục đích dự báo triển vọng khoáng sản Việt Nam

- Trong chương trình Atlas quốc gia và hợp tác Việt-Xô về phân vùng động đất (Nguyễn Đình Xuyên và nnk., 1989), các tác giả đã tập hợp và đánh giá toàn bộ các số liệu động đất đã có, bổ sung thêm các số liệu mới trên cơ sở phân tích các tài liệu quan trắc của mạng lưới trạm địa chấn Việt Nam và khảo sát thực địa, lập ra mục lục động đất Việt Nam thời kỳ 1900-1980 Các tác giả cũng nghiên cứu quy luật biểu hiện động đất trên lãnh thổ Việt Nam, sự phân bố không gian, tần suất lặp, quan hệ giữa động đất

và các hoạt động kiến tạo, quy luật lan truyền chấn động v.v và thành lập bản đồ phân vùng động đất tỷ lệ 1:2.000.000 Tuy nhiên, như chính các tác giả thừa nhận, nhược điểm của công trình là ở chỗ (i) chỉ sử dụng mà thiếu khảo sát, kiểm tra các tài liệu hiện có về kiến tạo, địa động lực; và (ii) chưa đề cập đến nhiều tham số đặc trưng cho

độ nguy hiểm động đất

Nhìn chung mức độ nghiên cứu, đánh giá, dự báo TBĐC trong phạm vi vùng nghiên cứu phục vụ cho quy hoạch phát triển kinh tế-xã hội, bảo vệ môi trường còn rất sơ sài, mới chỉ dừng ở mức liệt kê và phân tích sơ bộ các nguyên nhân gây TBĐC và hầu như thiếu hẳn phần dự báo và đề xuất các biện pháp giảm thiểu thiệt hại do TBĐC gây ra Đây chính là một trong những nhiệm vụ trọng tâm đặt ra cho Đề án trong quá trình thi công

7 Các sản phẩm giao nộp

− Báo cáo thuyết minh và phụ lục;

− Báo cáo kinh tế;

− Sơ đồ tài liệu khảo sát thực tế cho từng vùng nghiên cứu tỷ lệ 1:50.000

− Bản đồ hiện trạng và phân vùng các TBĐC cho từng vùng nghiên cứu tỷ lệ 1/50.000

8 Lời cảm ơn

Báo cáo được thực hiện với sự giúp đỡ, cố vấn của PGS.TSKH Dương Đức Kiêm, PGS.TS Nguyễn Xuân Khiển, TS Trần Tân Văn với sự cộng tác của TS Nguyễn Ngọc Thuỷ, TS Ngô Quang Toàn, TS Trần Văn Ý, TS Trần Ngọc Thái, TS Đặng Trần Huyên, TS Mai Trọng Tú, Phòng Viễn thám - Toán Địa chất và của nhiều người, nhiều cơ sở lưu trữ, sản xuất và nghiên cứu khác, dưới sự chỉ đạo trực tiếp của Vụ Khoa học - Công nghệ (Bộ Tài nguyên và Môi trường) và Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam và Trung tâm Thông tin – Lưu trữ Địa chất, Trung tâm Lưu trữ Khí tượng - Thủy Văn Quốc Gia, Trung tâm Tư liệu Đo đạc và Bản đồ, Liên đoàn Địa chất Đông Bắc đã phối hợp, giúp đỡ rất hiệu quả Tập thể tác giả đã nhận được sự giúp đỡ, cộng tác hết sức nhiệt tình của ủy ban Nhân dân các tỉnh, huyện, xã, các Sở Công nghiệp, Khoa học, Công nghệ và Môi trường, Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, các Chi cục Phòng chống Lụt bão, Quản lý Nước và Quản lý Đê điều v.v trong phạm vi vùng nghiên cứu Tập thể tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đối với những chỉ đạo, cộng tác, giúp đỡ nêu trên và mong nhận được nhiều góp ý, phê bình đối với những thiếu sót chắc không thể tránh khỏi của báo cáo

Hình 1 Vị trí các vùng nghiên cứu trọng điểm của Đề án: (1) Thái Nguyên – Đại Từ (2) Lạng Sơn – Đồng Đăng (3) Hạ Long – Cẩm Phả (4) Bắc Giang

Chương I

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ KHỐI LƯỢNG ĐÃ

THỰC HIỆN

I.1 Phương pháp nghiên cứu

Diện tích nghiên cứu bao gồm bốn vùng trải dài trên bốn tỉnh khác nhau, có điều kiện địa lý tự nhiên, đặc điểm địa hình – địa mạo, cấu trúc địa chất – kiến tạo, điều kiện ĐCTV và môi trường phức tạp Trên cở sở những tài liệu đã có, để hoàn thành mục tiêu nhiệm vụ của Đề án, tập thể tác giả đã thực hiện một số phương pháp điều tra, nghiên cứu chủ yếu sau đây:

- Thu thập, tổng hợp các tài liệu hiện có;

- Khảo sát thực địa, lập phiếu điều tra TBĐC, đo đạc xác định các thông số TBĐC, tìm hiểu nguyên nhân, bản chất, quy mô, thời gian hoạt động v.v., của chúng ở một

số khu vực đã và đang xảy ra mạnh;

- Phỏng vấn, thu thập thông tin tại hiện trường

- Lấy mẫu và phân tích thí nghiệm;

- Phân tích ảnh máy bay - viễn thám, trắc lượng hình thái;

- Áp dụng các công cụ GIS và mô hình số để phân vùng định lượng tai biến trượt

lở đất đá v.v

Sau đây là mô tả sơ lược về các phương pháp này

I.1.a Phương pháp thu thập, tổng hợp các tài liệu hiện có

Đây là phương pháp truyền thống luôn được thực hiện ở bất cứ nhiệm vụ nghiên cứu nào Việc tham khảo và thu thập tài liệu đã được dự án tiến hành từ bước lập đề cương cũng như trong suốt quá trình thực hiện Các nguồn tài liệu thu thập từ các ngành: Địa chất, thuỷ văn, khí tượng, môi trường … và các ban ngành khác liên quan

Cụ thể các nguồn tài liệu về địa chất, địa chất thuỷ văn đã được Đề án tiến hành thu thập tại Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, Viện Khoa học Địa chất Khoáng sản, Viện Địa chất và Môi trường … Các nguồn tài liệu về khí tượng – thủy văn được thu thập tại Viện Lưu trữ Khí tượng – Thủy văn Các nguồn tài liệu về môi trường và vệ sinh dịch tễ được thu thập tại các Trung tâm Y tế Dự phòng và các Sở Tài nguyên và Môi trường các tỉnh Thái Nguyên, Lạng Sơn, Quảng Ninh, Bắc Giang; Cục Bảo vệ Môi trường – Bộ Tài nguyên và Môi trường và một số đơn vị liên quan khác Danh sách các nguồn tài liệu đã thu thập và sử dụng trong báo cáo này được liệt kê cụ thể ở phần tài liệu tham khảo ở cuối báo cáo này

I.1.b Phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa

Trên cơ sở mục tiêu nhiệm vụ đã được Bộ xét duyệt, Đề án đã tiến hành diều tra khảo sát nghiên cứu tại thực địa theo mạng lưới phủ trùm toàn bộ diện tích bốn vùng nghiên cứu trọng điểm Các công việc nghiên cứu ngoài thực địa chủ yếu bao gồm:

+ Khảo sát địa tầng theo phương pháp truyền thống để làm rõ hơn và chính xác hơn sự phân bố các đơn vị địa chất có trong vùng nghiên cứu

+ Khảo sát, ghi nhận các biểu hiện hoạt động và làm chính xác hóa sự tồn tại của hệ thống đứt gãy, các đới dập vỡ nứt nẻ

+ Khảo sát và đo vẽ địa mạo

+ Khảo sát và khoanh định ranh giới các loại thảm thực vật và hiện trạng sử dụng đất + Khảo sát vỏ phong hóa (chủ yếu xác định chiều dày vỏ phong hóa và lấy mẫu bổ xung nhằm phân tích thành phần khoáng vật của vỏ phong hóa)

+ Khảo sát, ghi nhận hiện trạng và tìm hiểu nguyên nhân của các dạng tai biến địa chất có mặt trong vùng nghiên cứu Đây là nhiệm vụ trọng tâm của công tác thực địa

+ Khảo sát bằng thuyền dọc theo bờ sông, bờ biển trong diện tích nghiên cứu để nghiên cứu hình thái địa mạo, biến đổi đường bờ và TBĐC bồi tụ, xói lở đường bờ

+ Thi công các công trình dọn vết lộ để khảo sát địa chất làm sáng tỏ quan hệ giữa các đơn vị địa chất và các công trình hố để lấy mẫu đất và vỏ phong hóa

Đối với mỗi vùng nghiên cứu, công tác điều tra khảo sát thực địa thường được tiến hành làm 2 đợt: 01 vào mùa khô và 01 vào mùa mưa Trên cả bốn vùng nghiên cứu,

Đề án đã tiến hành tổng cộng được 370 lộ trình khảo sát, đo vẽ địa chất với tổng số điểm điều tra khảo sát là 2108 điểm, trung bình là 5,7 điểm khảo sát/ 1 lộ trình Mạng lưới khảo sát đã được thiết kế nhằm phủ hết và nhiều nơi vượt ra ngoài diện tích nghiên cứu đã đăng ký trong đề cương đề án Các hành trình địa chất được bố trí cắt qua các hệ tầng và các cấu trúc địa chất khống chế có mặt trong vùng nghiên cứu, các khu vực thường xảy ra các tai biến địa chất đã được báo cáo trong các tài liệu trước đây

Đề án đã thi công 71 công trình dọn vết lộ để khảo sát địa chất với khối lượng dọn vét

là 456 m3 và 235 công trình hố để lấy mẫu đất và vỏ phong hóa với tổng khối lượng đào là 294 m3 Phần lớn các hố đào đều được thi công trong vỏ phong hóa của các phân vị địa tầng địa chất khác nhau, trong đó tập trung nhiều tại các sườn đồi dốc nơi xảy ra (hay có tiềm năng xảy ra) các tai biến địa chất trượt sạt lở

I.1.c Phương pháp phỏng vấn

Đây là phương pháp thông dụng, đơn giản và chi phí ít, mục đích nhằm thu được những thông tin đáng tin cậy và nhanh nhất từ nhân dân địa phương, về các vấn đề liên quan đến các TBĐC nứt đất, trượt lở, lũ lụt, lũ quét, động đất và các thông tin như ảnh

hưởng của ô nhiễm nước sinh hoạt liên quan đến sức khỏe cộng đồng, cây trồng, vật nuôi v.v phương pháp này đã được tiến hành song song trong thời gian điều tra tại hiện trường, các kết quả thu nhận được ghi chép trong các phiếu điều tra Trong quá trình này các nhóm điều tra sẽ đi thu thập các phiếu trong địa bàn nghiên cứu Dạng nghiên cứu này được tiến hành có sự phối hợp chặt chẽ với các cán bộ địa phương

I.1.d Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu

Đề án đã tiến hành lấy mẫu địa chất (mẫu đá, mẫu đất và mẫu nước) để phân tích hóa phục vụ công tác luận giải nguyên nhân gây TBĐC Tùy thuộc vào mục đích nghiên cứu loại hình TBĐC chủ yếu mà loại mẫu được lấy và mật độ phân bố điểm lấy mẫu là khác nhau đối với từng vùng nghiên cứu cụ thể Ví dụ việc lấy mẫu và phân tích các chỉ tiêu môi trường được chú trọng tại cả bốn vùng nghiên cứu trọng điểm; trái lại việc lấy mẫu và phân tích các chỉ tiêu cơ lý được quan tâm nhiều tại khu vực Thái Nguyên – Đại Từ, Lạng Sơn, Hạ Long – Cẩm Phả vì trên diện tích nghiên cứu của đề án ở thị

xã Bắc Giang phân bố chủ yếu là các trầm tích đệ tứ

Mẫu đất

Đề án đã lấy 5 loại mẫu đất, mỗi loại để phân tích một trong các các chỉ tiêu tương ứng như sau: (i) độ hạt, (ii) hóa silicat toàn diện, (iii) hóa silicat cơ bản, (iv) địa hóa môi trường, (v) cơ lý đất Các loại mẫu đất nói trên (và chỉ tiêu phân tích tương ứng) được

phân ra ba nhóm : nhóm 1 (gọi tắt là nhóm mẫu vỏ phong hóa) để nghiên cứu phân

chia vỏ phong hóa và phân loại đất gồm các loại mẫu từ (i) đến (iii), nhóm 2 (gọi tắt là

nhóm mẫu địa hóa môi trường) để phân tích một số chỉ tiêu môi trường gồm loại mẫu (iv) và nhóm 3 (gọi tắt là nhóm mẫu cơ lý) để phân tích định lượng thông số địa kỹ

thuật của đới phong hóa thường bị trượt lở gồm loại mẫu (v)

Tổng số mẫu đất và vỏ phong hóa mà Đề án đã lấy và phân tích là 440

Mẫu đá

Mẫu đá được lấy để phân tích thành phần thạch học, chủ yếu được lấy ở những nơi có nghi ngờ về địa tầng hay ở những nơi cần đối sánh giữa thành phần khoáng vật của đá gốc với thành phần khoáng vật của vỏ phong hóa nằm trên đó Tổng số mẫu đá mà Đề

án đã lấy và phân tích là 50

Mẫu nước

Mẫu nước được lấy để phân tích các chỉ tiêu hóa toàn diện, vi lượng, sinh hóa và vi trùng Do số lượng mẫu được duyệt theo đề cương rất ít nên Đề án không lấy mẫu lặp theo mùa (nghĩa là không lấy mẫu ở cả mùa mưa và mùa khô tại một vị trí lấy mẫu)

mà tập trung lấy mẫu phủ đều diện tích Và do vậy, khoảng phân nửa số mẫu được lấy vào cuối mùa khô và số còn lại được lấy vào mùa mưa Các mẫu nước được lấy được

cả ở hai nguồn nước mặt và nước ngầm Vị trí lấy mẫu được ưu tiên ở các nguồn nước nơi có mật độ dân cư cao và ở những nơi có các hoạt động khai khoáng sản xuất công nghiệp tập trung Mẫu nước mặt được lấy ở các sông, suối, hồ, các kênh tập trung nước thải; còn mẫu nước ngầm lấy ở các giếng khoan và các giếng đào

Tổng số mẫu nước mà Đề án đã lấy và phân tích là 480 Đại bộ phận mẫu nước được lấy vào thời điểm cuối mùa khô, chỉ có một số ít mẫu nước ở Bắc Giang được lấy vào đầu mùa mưa Những mẫu được chọn gửi đi phân tích đảm bảo đại diện cho tất cả các phân vị địa tầng địa chất có mặt trong vùng nghiên cứu

I.1.e Hệ các phương pháp nghiên cứu trong phòng

Phương pháp chuyên gia

Đây là một Dự án có nội dung nghiên cứu phức tạp, tính tổng hợp cao, trên một phạm

vi lãnh thổ rộng với các điều kiện tự nhiên – địa lý – địa chất khác nhau, liên quan tới nhiều loại TBĐC khác nhau trong đó có những loại chỉ xảy ra đặc thù cho vùng nghiên cứu hay rất khó có thể định giá trị chính xác được Vì vậy, trong quá trình triển khai,

Đề án cũng đã mời các cộng tác viên có chuyên môn sâu về lĩnh vực điều tra nghiên cứu và các cán bộ của các địa phương có liên quan đến lĩnh vực trên Kinh nghiệm của các chuyên gia này là rất hữu ích cho nhiều hạng mục công việc của Đề án, đặc biệt là phần phân tích - đánh giá mức độ/cấp độ của các TBĐC trong từng vùng nghiên cứu

và so sánh chúng với phông chung về TBĐC của toàn lãnh thổ

Các phương pháp ứng dụng các công cụ GIS và phân tích viễn thám

Xây dựng mô hình số địa hình (DEM) và bản đồ độ dốc địa hình

Mô hình số địa hình (DEM) và bản đồ độ dốc địa hình là hai trong những dữ liệu đầu vào rất cần cho nhiều nghiên cứu chuyên sâu của đề án, ví dụ như để trợ giúp thành lập bản đồ chiều sâu mực nước ngầm, bề dày vỏ phong hóa trong bản đồ vỏ phong hóa, phân vùng tiềm năng trượt lở Trên cơ sở bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50.000 Đề án đã

số hóa và dụng module TOPOGRID của phần mềm GIS ARCINFO kết hợp với thuật toán D∞ (Tarbonton, 1989, 1997) để xây dựng bản đồ số địa hình (DEM) và bản đồ số

độ dốc địa hình có độ phân dải 10 m cho từng vùng nghiên cứu riêng biệt

Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS

Rất nhiều các phân tích luận giải của Đề án đều dựa trên việc áp dụng các mô hình số địa chất và thủy văn, và do vậy đòi hỏi phải có một cơ sở dữ liệu GIS thống nhất và đồng bộ Đề án đã tập trung số hóa toàn bộ các số liệu thu thập được (các tài liệu tham khảo từ các công trình nghiên cứu đã được công bố, các bản đồ, các số liệu thu thập

ngoài thực địa, các kết quả phân tích mẫu) và tích hợp chúng vào một cơ sở dữ liệu GIS thống nhất trên nền tảng của phần mềm ARC GIS 8.01 Các phân tích luận giải được tiến hành trên phần mềm này, cùng với sự trợ giúp của các phần mềm chuyên môn khác như ROCKWORKS 2004, ARCVIEW 3.2, MATLAB 6.5 Sau khi đã phân tích luận giải, kết quả được triết xuất ra phần mềm MAPINFO 7.5 để chế bản thành các bản đồ thành phẩm

Phân tích ảnh máy bay và ảnh vệ tinh

Đề án đã sử dụng nguồn ảnh máy bay (chụp từ năm 1999 – 2002) và ảnh vệ tinh (ảnh LANDSAT TM, ETM chụp các năm 1991, 1999, 2001, 2002, và ảnh SPOT5 chụp năm 2004, 2005) làm cơ sở dữ liệu thô để phân tích triết xuất các thông tin hữu ích phục vụ việc thành lập các bản đồ phụ trợ

Hình I.2 Đứt gãy Cao Bằng–Tiên Yên thể hiện rất rõ qua tập hợp các lineamen phát triển theo hướng tây bắc-đông nam

Ảnh máy bay được phân tích chủ yếu bằng kính soi lập thể, thông tin thu được chủ yếu phục vụ công tác thành lập bản đồ địa mạo cho bốn vùng nghiên cứu của Đề án Ngoài

ra, các thông tin triết xuất được từ phân tích ảnh máy bay như những đứt gãy nhỏ, sạt

lở bồi lắng bờ sông, bờ biển cũng rất hữu ích cho công tác nghiên cứu luận giải các nguyên nhân gây TBĐC trong vùng nghiên cứu

Công tác phân tích ảnh viến thám chủ yếu được thực hiện trên máy tính với sự trợ giúp của phần mềm máy tính chuyên dụng ENVI 4.1, PCI 8.0.1, ATGLC 1.0 Kết quả của công tác này giúp cho việc thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất, phân tích biến đổi đường bờ sông và biển theo thời gian, triết xuất các thông tin về các hệ thống đứt gãy, triết xuất và xây dựng sơ đồ lineament cho các vùng nghiên cứu chi tiết

Đề án cũng dựa vào phương pháp của Razak để xác định bề rộng đới nứt nẻ của đứt gãy Cao Bằng–Tiên Yên ở một số vị trí dựa vào sơ đồ lineament đã triết xuất (Hình I.2)

Ngoài ra Đề án cũng áp dụng rộng rãi phương pháp nội suy điểm SPLINE (tức là phương pháp nội suy giá trị tại một điểm bất kỳ dựa trên giá trị các điểm phân bố xung quanh nó bằng các hàm toán học thích hợp) tích hợp sẵn trong các phần mềm GIS để nội suy hàm lượng của một nguyên tố trong nước ngầm, hay nối suy chiều dày vỏ phong hóa v.v

Các phương pháp mô hình số địa chất – địa chất thủy văn

Phương pháp (mô hình) SINMAP phân vùng tiềm năng trượt lở đất đá

Mô hình SINMAP (Stability INdex MAPing – lập bản đồ chỉ số ổn định của sườn

dốc) đánh giá độ ổn định mái dốc bằng tỷ số giữa các lực giữ ổn định (stabilizing forces) và các lực gây trượt (destabilizing forces) thể hiện bằng công thức

θ

φθ

θ

sin

tan1,sinmin1

=

=

r

a T

R C

FS

trong đó

- SI là chỉ số ổn định sườn dốc (sườn dốc được xem như ổn định nếu SI ≥ 1, trái

lại nó sẽ được xem như có khả năng trượt lở)

- C là tổng hợp các lực dính kết của đất và đới rễ cây tương ứng với chiều dày thẳng góc với lớp đất, [N/m2]

- θ là góc nghiêng mái dốc, [độ]

- R là lượng bổ cập nước ngầm hiệu dụng tính trên một đơn vị diện tích bề mặt,

[m/ngày]

- T là hệ số truyền dẫn nước của đất, [m2/ngày]

- r = ρw/ρs là tỷ số giữa tỷ trọng của nước và của đất

- φ là góc ma sát trong của đất, [độ]

- a là diện tích thu gom nước đơn vị tính trên một đơn vị chiều dài đường bình

độ địa hình, [m2]

Các thông số cần thiết cho mô hình được Đề án triết xuất từ các loại bản đồ và số liệu sau:

- Mô hình số địa hình có độ phân dải 10 m, xây dựng từ bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50.000

- Bản đồ địa chất vùng nghiên cứu tỷ lệ 1:50.000 (thông tin chủ yếu là sự phân

bố của các thành tạo địa chất và các hệ thống đứt gãy)

- Sơ đồ hiện trạng sử dụng đất tỷ lệ 1:50.000

- Sơ đồ phân loại thành phần cơ giới đất tỷ lệ 1:50.000

- Sơ đồ vỏ phong hóa tỷ lệ 1:50.000 (hai thông tin chủ yếu là kiểu vỏ và bề dày vỏ)

- Bản đồ địa mạo tỷ lệ 1:50.000

- Tài liệu về khảo sát trượt lở tại thực địa của Đề án: sơ đồ vị trí các điểm trượt lở

có độ chính xác tọa độ vị trí các điểm trượt lở ± 10 m, phân loại các điểm trượt

lở theo quy mô trượt lở hay theo cơ chế trượt lở hay cả hai, thời điểm và nguyên nhân trượt lở

- Kết quả phân tích (của Đề án và tham khảo các kết quả nghiên cứu đã công bố) các chỉ tiêu cơ lý của các mẫu đất đá/vỏ phong hóa có trong vùng nghiên cứu như góc ma sát trong và lực dính kết

- Số liệu khí hậu (lượng mưa và bốc hơi) quan trắc liên tục và dài hạn 15 năm từ

1989 đến 2003

Phương pháp TRỌNG SỐ phân vùng tiềm năng trượt lở đất đá

Đồng thời với phương pháp SINMAP nói trên, Đề án còn áp dụng cả phương pháp trọng số để phân vùng tiềm năng trượt lở đối với những vùng nghiên cứu xảy ra nhiều điểm trượt lở Cơ sở khoa học của phương pháp này là đánh giá các yếu tố có khả năng gây trượt lở, sau đó đối sánh thống kê các điểm trượt lở với các yếu tố nêu trên

giúp cho việc định trọng số wi gán cho từng yếu tố i để tính hệ số phân loại tiềm năng trượt lở TNtl cho toàn vùng nghiên cứu:

Phương pháp DRASTIC phân vùng khả năng tự bảo vệ ô nhiễm nước ngầm

Phân vùng khả năng tự bảo vệ ô nhiễm nước ngầm (còn được gọi là bản đồ mức độ nhạy cảm ô nhiễm của nước ngầm - Groundwater Vulnerability Map) được Đề án xây