ỨNG DỤNG GIS ĐÁNH GIÁ NGUY cơ TRƯỢT lở đất dọc QUỐC lộ 6 ở TỈNH hòa BÌNH

Trượt lở đất là dạng tai biến thiên nhiên phổ biến gây ra những tổn thất vô cùng to lớn cả về người và tài sản. Trong lịch sử có rất nhiều trận trượt lở đất lớn đã được ghi nhận. Hàng năm tai biến trượt lở đất xảy ra trên thế giới gây ra thiệt hại ước tính mỗi năm hàng tỉ đô la. Ở Việt Nam trượt lở đất xảy ra ở nhiều nơi rất nghiêm trọng, tai biến trượt lở này xảy ra thường xuyên ở các tỉnh miền núi phía Bắc, trong đó dọc tuyến quốc lộ 6 là khu vực điển hình về khả năng xảy ra trượt lở. Vào những năm 2007, 2008, 2010, 2012 và 2017 đã xảy ra trượt lở lớn gây ùn tắc giao thông trong nhiều ngày. Không những thế, các vụ trượt đất tháng 22012 tại Đồng Bảng làm thiệt mạng 2 người và gần đây nhất là trượt đất vào tháng 102017 tại Phú Cường vùi lấp 4 hộ gia đình, gây tử vong tới 18 người. Quốc lộ 6 là con đường nối thủ đô Hà Nội với các tỉnh vùng Tây Bắc Việt Nam chiều dài quốc lộ 6 là 504 km đi qua 4 tỉnh và thành phố (Hà Nôi, Hòa Bình, Sơn La, Điện Biên). Quốc lộ 6 là con đường trọng yếu giúp phát triển nền kinh tế nông lâm nghiệp, du lịch, xây dựng các nhà máy thủy điện, an ninh quốc phòng... Từ đó cho thấy tầm quan trọng của quốc lộ 6, phải quản lí để khai thác những ưu điểm và khắc phục các khuyết điểm vẫn còn tồn tại như các thiên tai, tai biến, sử dụng đất không đúng. Hệ thống thông tin địa lý Geographic Information System (GIS) đã hình thành từ những năm 60 của thế kỷ 20 và phát triển rất mạnh trong những năm gần đây. GIS được sử dụng nhằm xử lý đồng bộ các lớp thông tin không gian gắn với các thông tin thuộc tính, phục vụ quy hoạch và quản lý các hoạt động theo lãnh thổ. Ứng dụng GIS giúp chúng ta có thể tích hợp các dữ liệu không gian, thuộc tính của nhiều yếu tố, khai thác thông tin tốt hơn. Từ đó phân tích dữ liệu để trả lời các câu hỏi về trượt lở đất trên quốc lộ 6, phục vụ cho các hoạt động quản lí hay nghiên cứu tiếp theo. Từ những lý do trên, tác giả đã chọn và thực hiện đề tài nghiên cứu: “Ứng dụng GIS đánh giá nguy cơ trượt lở đất dọc quốc lộ 6 ở tỉnh Hòa Bình”. Mục tiêu. Đánh giá được nguy cơ của trượt lở đất dọc Quốc lộ 6 ở khu vực tỉnh Hòa Bình trên cơ sở phân tích không gian bằng GIS. Nhiệm vụ nghiên cứu

KHOA ĐỊA LÝ

-& -Nguyễn Văn Long

ỨNG DỤNG GIS ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ TRƯỢT LỞ

ĐẤT DỌC QUỐC LỘ 6 Ở TỈNH HÒA BÌNH

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Hà Nội, 2018

KHOA ĐỊA LÝ

-& -Nguyễn Văn Long

ỨNG DỤNG GIS ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ TRƯỢT LỞ

ĐẤT DỌC QUỐC LỘ 6 Ở TỈNH HÒA BÌNH

Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên và môi trường

Mã số: 60850101

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

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

Hà Nội, 2018

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này làtrung thực, đầy đủ và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào

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

Tác giả luận văn

Nguyễn Văn Long

LỜI CÁM ƠN

Tác giả xin chân thành cám ơn PGS.TS Nguyễn Đình Minh, Khoa Địa lý,Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã trực tiếp hướng dẫn tác giả trong suốtthời gian thực hiện đề tài

Tác giả xin cám ơn sự góp ý chân thành của các thầy, cô giáo tại KhoaĐịa lý, các cán bộ Viện Địa chất, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ ViệtNam, Phòng Sau Đại học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học QuốcGia Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả hoàn thành đề tài

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

Tác giả luận văn

Nguyễn Văn Long

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 1

LỜI CÁM ƠN 2

DANH MỤC HÌNH 6

DANH MỤC BẢNG 8

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 9

MỞ ĐẦU 10

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

1.1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 12

1.1.1 Các khái niệm liên quan 12

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

1.1.3 Cơ sở ứng dụng GIS trong đánh giá TLĐ 20

1.2 Phương pháp nghiên cứu: 21

1.2.1Thu thập và xử lý dữ liệu 21

1.2.2 Phương pháp phân tích thứ bậc AHP 22

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

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

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

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

2.1.1 Điều kiện tự nhiên 29

2.1.2 Điều kiện kinh tế xã hội tỉnh Hòa Bình 30

2.1.3 Khu vưc nghiên cứu 31

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

2.2.1 Yếu tố độ dốc 34

2.2.2 Yếu tố thạch học 37

2.2.3 Yếu tố lượng mưa 39

2.2.4 Yếu tố khoảng cách đến đường giao thông 41

2.2.5 Yếu tố các loại đất 43

2.2.6 Yếu tố sử dụng đất 45

2.2.7 Yếu tố hướng sườn dốc 47

2.2.8 Yếu tố khoảng cách tới đứt gãy 49

2.2.9 Yếu tố khoảng cách tới sông suối 51

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

80

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

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

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

3.5.1 Biện pháp kỹ thuật 91

3.5.2 Biện pháp quy hoạch 92

3.5.4 Biện pháp truyền thông, giáo dục 93

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 96

DANH MỤC HÌNH

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

Hình 2.1 Bản đồ vị trí tỉnh Hòa Bình 29

Hình 2.2 Bản đồ vị trí khu vực nghiên cứu 30

Hình 2.3 Mô hình DEM khu vực nghiên cứu 32

Hình 2.4 Bản đồ độ dốc khu vực nghiên cứu 33

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

Hình 2.6 Bản đồ lượng mưa khu vực nghiên cứu 37

Hình 2.7 Bản đồ khoảng cách đến đường giao thông 39

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

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

Hình 2.10 Bản đồ hướng dốc khu vực nghiên cứu 45

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Hình 3.10 Biểu đồ diện tích đất KVNC 66

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

Hình 3.12 Biều đồ diện tích các loại đất KVNC 69

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

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

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

75

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

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

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

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

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

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

DANH MỤC BẢNG

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

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

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

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

Bảng 5 Bảng thống kê các điểm trượt lở đất 56

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt/kí hiệu Cụm từ đầy đủ

AHP Analytic Hierarchy Process

Quy trình phân tích thứ bậcDEM Degital Elevalation Model

Mô hình số độ caoGIS Geographic Information SystemHTTDL Hệ thống thông tin địa lý

MỞ ĐẦU

Trượt lở đất là dạng tai biến thiên nhiên phổ biến gây ra những tổn thất

vô cùng to lớn cả về người và tài sản Trong lịch sử có rất nhiều trận trượt lở đấtlớn đã được ghi nhận Hàng năm tai biến trượt lở đất xảy ra trên thế giới gây rathiệt hại ước tính mỗi năm hàng tỉ đô la Ở Việt Nam trượt lở đất xảy ra ở nhiềunơi rất nghiêm trọng, tai biến trượt lở này xảy ra thường xuyên ở các tỉnh miềnnúi phía Bắc, trong đó dọc tuyến quốc lộ 6 là khu vực điển hình về khả năngxảy ra trượt lở Vào những năm 2007, 2008, 2010, 2012 và 2017 đã xảy ra trượt

lở lớn gây ùn tắc giao thông trong nhiều ngày Không những thế, các vụ trượtđất tháng 2/2012 tại Đồng Bảng làm thiệt mạng 2 người và gần đây nhất làtrượt đất vào tháng 10/2017 tại Phú Cường vùi lấp 4 hộ gia đình, gây tử vongtới 18 người

Quốc lộ 6 là con đường nối thủ đô Hà Nội với các tỉnh vùng Tây BắcViệt Nam chiều dài quốc lộ 6 là 504 km đi qua 4 tỉnh và thành phố (HàNôi, Hòa Bình, Sơn La, Điện Biên) Quốc lộ 6 là con đường trọng yếu giúp pháttriển nền kinh tế nông - lâm nghiệp, du lịch, xây dựng các nhà máy thủy điện,

an ninh quốc phòng Từ đó cho thấy tầm quan trọng của quốc lộ 6, phải quản lí

để khai thác những ưu điểm và khắc phục các khuyết điểm vẫn còn tồn tại nhưcác thiên tai, tai biến, sử dụng đất không đúng

Hệ thống thông tin địa lý - Geographic Information System (GIS) đã hìnhthành từ những năm 60 của thế kỷ 20 và phát triển rất mạnh trong những nămgần đây GIS được sử dụng nhằm xử lý đồng bộ các lớp thông tin không giangắn với các thông tin thuộc tính, phục vụ quy hoạch và quản lý các hoạt độngtheo lãnh thổ Ứng dụng GIS giúp chúng ta có thể tích hợp các dữ liệu khônggian, thuộc tính của nhiều yếu tố, khai thác thông tin tốt hơn Từ đó phân tích

dữ liệu để trả lời các câu hỏi về trượt lở đất trên quốc lộ 6, phục vụ cho các hoạtđộng quản lí hay nghiên cứu tiếp theo

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

“Ứng dụng GIS đánh giá nguy cơ trượt lở đất dọc quốc lộ 6 ở tỉnh Hòa Bình”.

Mục tiêu.

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

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

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

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

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

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

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

Phương pháp nghiên cứu

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

Phạm vi nghiên cứu

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

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

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

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

tích địa lý nói chung và đánh giá tai biến trượt lở đất dọc quốc lộ 6 ở khu vựctỉnh Hòa Bình nói riêng

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

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

Cấu trúc luận văn

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU TRƯỢT LỞ ĐẤT VÀ

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

1.1.1 Các khái niệm liên quan

Trượt lở đất là dạng chuyển động khối ở các vùng đất dốc mà nguyênnhân là khi trọng lực của các khối đất đá thắng sức kháng cắt của chúng.Trượt

lở xảy ra khi có sự mất cân bằng trong khối trượt để hình thành trạng thái cânbằng, ổn định mới Trượt lở đất thường xảy ra ở những nơi sườn dốc của đồi,núi, vách đá Có thể xảy ra chậm rãi hoặc đột ngột [12]

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

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

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

có các loại trượt lở đất sau (Hình 1.1)

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

Chủ yếu vật liệu

mịnRơi (sụp đổ) Rơi (sụp đổ) đá Rơi (sụp đổ) khốivụn Rơi (sụp đổ) khốiđấtLật (nghiêng

đổ)

Lật (nghiêng đổ)khối đá

Lật (nghiêng đổ)khối vụn

Lật (nghiêng đổ)khối đất

Trượt Xoay Trượt đá Trượt khối vụn Trượt khối đất

Thẳng

Chảy tràn Chảy đá tràn Chảy vụn tràn Chảy đất tràn

Trượt hỗn hợp Kết hợp của hai hoặc nhiều kiểu trượt

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

1.1.1.2 Hệ thống thông tin địa lý

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

Địa lý, kỹ thuật tin học, quản lý môi trường và tài nguyên, khoa học xử lý về dữliệu không gian…Sự đa dạng trong các lĩnh vực ứng dụng dẫn đến có rất nhiềuđịnh nghĩa về GIS Một số định nghĩa tiêu biểu về GIS có thể kể đến như: TheoBurrough (1986) cho rằng GIS là “Một tập hợp các công cụ thu thập, lưu trữ,trích xuất, chuyển đổi và hiển thị dữ liệu không gian từ thế giới thực để phục vụ

cho một mục đích nào đó” Chi tiết hơn, Aronoff (1989) định nghĩa GIS là “Một

hệ thống dựa trên máy tính cung cấp bốn khả năng về dữ liệu không gian: Nhập

dữ liệu, quản lý dữ liệu, xử lý và phân tích, xuất dữ liệu” Theo ESRI: “Một hệthống thông tin địa lý (GIS) cho phép chúng ta hình dung, câu hỏi, phân tích vàdiễn giải dữ liệu để hiểu các mối quan hệ, mô hình và xu hướng” [19; 22; 25]

Thành phần của GIS :

GIS có 4 thành phần cơ bản như sau:

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

dữ liệu và xuất dữ liệu

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

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

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

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

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

là dữ liệu phi không gian vì bản thân chúng không thể hiện thông tin không gian

(Basanta Shrestha, 2001) [21]

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

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

Chức năng của GIS :

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

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

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

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

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

chức năng lưu trữ và duy trì dữ liệu Hệ thống quản lý dữ liệu hiệu quả phảiđảm bảo các điều kiện về an toàn dữ liệu, toàn vẹn dữ liệu, lưu trữ và trích xuất

dữ liệu, thao tác dữ liệu [21]

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

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

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

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

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

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

1.1.2.1 Nghiên cứu trượt lở đất trên trên thế giới

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

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

Trên cơ sở các công trình công bố, những kết luận ban đầu về cơ chế hoạtđộng cũng như những nguyên nhân phát sinh Nhiều hành động đã được thựchiện trong thời gian vừa qua nhằm giảm thiểu thiệt hại do trượt lở đất gây ra Từthực tế đó, nhiều quốc gia trên thế giới đã xây dựng nhiều giải pháp và ứngdụng công nghệ vào nghiên cứu tai biến trượt lở để giảm thiểu thiệt hại Trong

đó vào năm 2010, NASA đã phát hành một bản đồ về tình trạng trượt lở trêntoàn cầu Cơ sở dữ liệu được tổng hợp từ các báo cáo về tình trạng trượt lở đấtkhắp nơi trên thế giới, bao gồm cả vị trí của nơi xảy ra trượt lở đất và cả loạimưa xảy ra tại khu vực đó Với dữ liệu bản đồ này, NASA hy vọng các nhà dựbáo thời tiết địa phương có thể đưa ra được những cảnh báo chính xác và kịpthời nhất tới người dân để hạn chế tối đa thiệt hại Trong dữ liệu bản đồ thểhiện, các khu vực xảy ra trượt lở thường tập trung chủ yếu ở Châu Á, nơi cómùa mưa kéo dài và hay chịu tác động từ các cơn bão nhiệt đới Tại hội nghịChâu Á về Cơ học Đất và Địa kĩ thuật Công trình ở Seoul – Hàn Quốc (8/1999)

đã có một tiểu ban chuyên đề về phòng tránh thiên tai bảo vệ mái dốc, bảo vệtrượt lở đất bờ sông và chống động đất Thực tế, các công trình nghiên cứu đều

đề cập đến các phương pháp tiếp cận bản chất của hiện tượng trượt lở đất để từ

đó tìm ra nguyên nhân trực tiếp và đề xuất các giải pháp phòng chống nhằm hạn

chế thiệt hại do trượt lở đất gây ra Ở một số nước như Nga đã thành lập mộtloạt các bản đồ đánh giá dự báo, phân vùng tai biến môi trường cho toàn quốc

và xuất bản một hệ các tác phẩm rất có giá trị, tổng kết nghiên cứu đánh giá taibiến môi trường nói chung và trượt lở đất nói riêng Tại Trung Quốc cũng đãthành lập bộ bản đồ tai biến môi trường toàn quốc trong đó có bản đồ trượt lởđất cho từng tỉnh và từng khu vực quan trọng

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

1.1.2.2 Nghiên cứu trượt lở đất ở Việt Nam

Việt Nam với phần lớn địa hình là đồi núi, khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm,mưa nhiều thường xuyên xảy ra tai biến trượt lở đất gây ảnh hưởng đến pháttriển kinh tế – xã hội Tai biến trượt lở đất tập trung chủ yếu ở khu vực vùng caophía Bắc và miền Trung điển hình ở: Cao Bằng, Lào Cai, Lai Châu, Điện Biên,Hòa Bình, Yên Bái, Hà Giang, Quảng Ninh, Quảng Ngãi, Quảng Nam…Taibiến trượt lở đất ở Việt Nam thường xảy ra với quy mô nhỏ, riêng lẻ tuy khônggây thiệt hại lớn nhưng tính tổng tổng thiệt hại do trượt lở đất mỗi năm thì lạirất lớn, lớn hơn rất nhiều so với một số loại tai biến khác (lũ lụt, bão, hạn hán,xói mòn) [4]

Tai biến trượt lở đất ở Việt Nam cũng mới được quan tâm nghiên cứu từnhững năm 1990 Viện Địa chất, Viện Địa lý, Trung tâm Dự báo Khí tượngThủy văn Quốc gia, Viện Địa chất và Khoáng sản, Trường Đại học Khoa học

Tự nhiên, Trường Đại học Mỏ Địa chất, là những trung tâm hàng đầu trongnghiên cứu lĩnh vực này [4]

Trong nửa cuối thế kỉ XX và đầu thế kỉ XXI trên cả nước đã thực hiệnnhiều đề tài, dự án nghiên cứu về tai biến trượt lở đất trên phạm vi toàn quốc và

giá, dự báo, phòng tránh và giảm thiểu khác nhau Các công trình khoa học vớiquy mô lớn được kể ra như: Nghiên cứu đánh giá trượt lở – lũ bùn đá một sốvùng nguy hiểm miền núi Bắc Bộ, kiến nghị giải pháp phòng tránh, giảm nhẹthiệt hại do Nguyễn Trọng Yêm chủ trì năm 2006; Đánh giá tính dễ bị tổnthương do trượt lở đất ở Việt Nam; Cơ sở nhận thức và phương pháp nghiên cứu

đề xuất của Nguyễn Kim Lợi (2012); Nghiên cứu đánh giá tổng hợp các loạihình tai biến địa chất trên lãnh thổ Việt Nam và các giải pháp phòng tránh doTrần Trọng Huệ làm chủ nhiệm đề tài; Báo cáo tóm tắt Nghiên cứu thiên taitrượt lở ở Việt Nam (2000) của Vũ Cao Minh; Đề án Điều tra, đánh giá và phânvùng cảnh báo nguy cơ trượt lở đất đá các vùng núi Việt Nam (2012) của BộTài nguyên Môi trường… Các kết quả nghiên cứu đã đạt được những thành tựuđáng kể: thành lập các bản đồ kiểm kê trượt lở và phân loại các khu vực trượt lởvới quy mô khác nhau, đánh giá cụ thể tác động của trượt lở đến các công trìnhxây dựng quan trọng giao thông, thủy điện, các cụm dân cư… Trong nhiều côngtrình đã khoanh vùng dự báo nguy cơ tiềm ẩn trượt lở, đưa ra biện pháp phòngtránh và đánh giá rủi ro nếu trượt lở xảy ra nhằm phục vụ sự phát triển bền vữngcho nền kinh tế – xã hội nước ta [1;9;10;18]

1.1.2.3 Nghiên cứu trượt lở đất ở dọc quốc lộ 6

Vào mùa mưa, trượt lở đất luôn là tai biến thường trực ở vùng núi nóichung và gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới nhiều mặt kinh tế, xã hội và môitrường Khu vực đường 6 tỉnh Hòa Bình là một trong những khu vực điển hìnhchịu ảnh hưởng của trượt lở đất, đã có nhiều đề tài nghiên cứu trượt lở đất ở khuvực tỉnh Hòa Bình, Các kết quả nghiên cứu đã đạt được những thành tựu đángkể: thành lập các bản đồ kiểm kê trượt lở đất và phân loại các khu vực trượt lởđất với quy mô khác nhau, đánh giá cụ thể tác động của trượt lở đất đến cáccông trình xây dựng quan trọng giao thông, thủy điện, các cụm dân cư song đểlập bản đồ chi tiết, chính xác vẫn luôn là cần thiết

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

(2015); “Phân tích tương quan giữa trượt lở đất và lượng mưa khu vực Mai Châu - Hòa Bình”. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái Đất vàMôi trường tập 31 số 4 (51-63) Trượt lở đất khu vực huyện Mai Châu - tỉnhHòa Bình được đánh giá trên cơ sở phân tích lượng mưa trong 25 năm (1990-2014) tại trạm Mai Châu và số liệu điều tra thống kê trượt lở đất trong khu vực

Phân tích đồ thị quan hệ giữa tập hợp số liệu mưa có và không xảy ra trượt lởđất đối với mưa ngày và mưa 3 ngày, 5 ngày, 7 ngày, 10 ngày và 15 ngày trước

đó cho thấy trượt lở đất có thể đánh giá theo quan hệ giữa ngưỡng mưa ngày (P)

và lượng mưa 10 ngày trước đó (P10), thể hiện bằng biểu thức: P = 0,076P10 Xác suất trượt lở đất theo thời gian được đánh giá theo phân phốiPoisson là 66%; 96,1% và 99,5% đối với các chu kỳ lặp tương ứng 1 năm, 3năm và 5 năm [13]

128,41-Đề tài: “Điều tra và thành lập bản đồ hiện trạng trượt lở đất đá tỷ lệ 1: 50.000 Khu vực tỉnh Hòa Bình” Trong khuôn khổ đề án: Điều tra, đánh giá và

phân vùng cảnh báo nguy cơ trượt lở Đất đá các vùng miền núi việt nam Sảnphẩm của công tác này bộ bản đồ hiện trạng trượt lở đất đá tỷ lệ 1:50.000 khuvực miền núi tỉnh Hòa Bình, bao gồm 11 tờ bản đồ các loại được thành lập cho

11 đơn vị hành chính cấp huyện của tỉnh Hòa Bình Công tác điều tra đã ghinhận được khoảng 68 vị trí có biểu hiện trượt lở đất đá giải đoán từ ảnh máybay và phân tích địa hình trên mô hình lập thể số, và 194 vị trí được xác định đã

và đang xảy ra trượt lở đất đá từ khảo sát thực địa Trong số 194 vị trí trượt lởđất đá đã được xác định, có 5 điểm trượt xoay, 176 điểm trượt hỗn hợp, 01 điểmtrượt tịnh tiến, 01 điểm trượt dạng dòng và 11 điểm trượt kiểu rơi, đổ lật Quy

mô các điểm trượt nhỏ 81 điểm, trung bình 86 điểm, trượt lớn 27 điểm Bêncạnh đó còn ghi nhận được các vị trí đã xảy ra các tai biến địa chất liên quannhư 07 vị trí lũ quét, lũ ống, 07 vị trí xói lở bờ sông, suối và 43 vị trí liên quanđến khai thác khoáng sản Trên cơ sở đánh giá đặc điểm hiện trạng trượt lở đất

đá trong mối quan hệ với thực trạng các điều kiện tự nhiên - kinh tế - xã hội củacác khu vực miền núi tỉnh Hòa Bình, Đề án đã khoanh định được 48 vùng cónguy cơ trượt lở cao, 4 khu vực có nguy cơ gây lũ quét, phục vụ công tác cảnhbáo sơ bộ với chính quyền và nhân dân địa phương, và đề xuất 02 diện tích xinđiều tra chi tiết ở các tỷ lệ 1:25.000 và 1:10.000 [3]

Phạm Văn Hùng, Phạm Quang Sơn, Phạm Văn Dũng (2015): “Nghiên cứu cảnh báo trượt lở ở khu vực hồ thủy điện Hòa Bình và Sơn La bằng phân tích hệ thông tin địa lý” Trên cơ sở tổng hợp các tài liệu, phân tích viễn thám

phân giải cao (VNREDSat-1, SPOT-5 và Landsat-8), khảo sát thực địa,… đãxác lập được 828 khối trượt lớn nhỏ, phân bố thành những dải chạy theo cácphương TB-ĐN: Phong Thổ-Tam Đường, Sìn Hồ-Mường La, Tủa Chùa-Thuận

phần bằng phân tích không gian trong môi trường GIS và thể hiện 5 cấp: Rấtthấp, Thấp, Trung bình, Cao và Rất cao Trên địa phận HTĐHB-SL, vùng cónguy cơ TLĐ rất thấp chiếm 4%, thấp chiếm 36%, trung bình chiếm 33%, caochiếm 24%, và rất cao chiếm 3% diện tích tự nhiên khu vực nghiên cứu Cácvùng có nguy cơ trượt lở đất rất cao và cao cần được chú trọng đầu tư các giảipháp phòng chống, phòng tránh gồm các huyện: Mường Lay, Mường Chà,Mường La, Đà Bắc và thành phố Sơn La [8]

Đề Tài “Nghiên cứu hiện trạng, lịch sử và tác động của trượt lở đến đường giao thông dọc tuyến quốc lộ 6” Chương trình SRV-10/0026 đã có

những kết luận khối trượt lớn tập chung ở huyện Tân Lạc và Mai Châu, tỉnhHòa Bình Thể tích trung bình các khối trượt thuộc địa phận tỉnh Hòa Bình là37.674 m3 (lớn nhất: 164.850 m3 tại Đồng Bảng, Mai Châu và nhỏ nhất: 5511m3 tại Phú Cường, Tân Lạc), các khối trượt thuộc địa phận tỉnh Sơn La là 9297m3 (lớn nhất: 18.480 m3 tại Chiềng Hắc, Yên Châu và nhỏ nhất 628 m3 tại YênChâu) [9]

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

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

Đề tài đã khẳng định hướng mới trong việc áp dụng kết hợp giữa Viễn thám và

hệ thông tin địa lý để nghiên cứu lập bản đồ tai biến lũ lụt và trượt lở cho mộtvùng núi có địa hình đa dạng và có quá trình khai thác sử dụng lãnh thổ tươngđối điển hình cho tình trạng chung ờ các tỉnh vùng núi ở Việt Nam Xử lý hệthông tin địa lý là quá trình tích hợp nhiều lớp thông tin theo các mô hình vàbằng các hàm toán cụ thể Trong quá trình đó có thể kế thừa nhiều nguồn tư liệu

đã có, bổ sung nhiểu lớp thông tin mới trong một cơ sở dữ liệu thống nhất với

sự trợ giúp của các phần mềm ứng dụng đa chức năng [15]

1.1.3 Cơ sở ứng dụng GIS trong đánh giá TLĐ

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

kỉ XX trước bởi Soeters và Van Westen (1996), Carrara và Guzzetti (1995) vàđược áp dụng ở nhiều nước trên thế giới (Colombia, Cuba, Philippines, TrungQuốc, Nhật Bản, Ấn Độ, Malaysia và một số nước Châu Âu) Trong những nămgần đây, ứng dụng công nghệ GIS đang dần phổ biến và có ý nghĩa quan trọngtrong nghiên cứu trượt lở đất ở Việt Nam Các dữ liệu không gian liên quan đếntrượt lở đất bao gồm địa hình, địa mạo, địa chất, kiến tạo, khí hậu, thủy văn, sửdụng đất… có thể tạo lớp dữ liệu chuyên đề và tiến hành phân tích nhờ côngnghệ GIS Ngày nay, việc áp dụng công nghệ GIS trong nghiên cứu trượt lở đất

đang trở nên phổ biến và chiếm ưu thế Các dữ không gian liên quan có thểđược mô hình hoá như DEM, hướng sườn, địa chất, thực vật… Để cung cấpthông tin cho việc xác định sự phân bố cũng như tần suất trượt lở đất Ứng dụngGIS là xu thế trong nghiên cứu hiện nay nhưng cũng phải nhận rằng sự khôngđồng nhất và mức độ chính xác của các lớp thông tin là - những khó khăn màcác tác giả đã gặp phải Bởi vậy, bất kỳ sự phân tích không gian nào trên nềntảng GIS đều cần phải được kiểm tra lại trên thực địa [26]

Áp dụng phương pháp viễn thám và GIS để phân tích thống kê các điểmtrượt lở đất cũng như các tác nhân gây nên trượt lở đất, phương pháp này sẽcung cấp các kết quả nghiên cứu có tính chất định lượng Việc phân tích địnhlượng yêu cầu xác định rõ về mặt không gian của sự phân bố, nghĩa là có mộtlớp thông tin chính xác về tọa độ, diện tích, thuộc tính của các loại hình trượttrọng lực Để đơn giản có thể thay thế việc phân tích này bằng cách áp dụngviễn thám và khái quát hóa bằng phương pháp bản đồ để tạo nên lớp thông tindạng vector cho các loại hình tai biến trượt lở đất Một trong những yêu cầu cầnthiết của việc phân tích là xác định tính chất đồng nhất về khả năng nhạy cảmvới trượt lở đất của các đơn vị trên một lớp thông tin Để thực hiện, phải có sựtiếp cận hoàn chỉnh về địa lý, đặc biệt là kiến thức địa mạo và địa lý tự nhiên.Việc tách hoặc gộp nhóm các đơn vị của lớp thông tin trong cơ sở để phục vụcho nghiên cứu trượt lở đất là một trong những công việc cần thiết

1.2 Phương pháp nghiên cứu:

1.2.1 Thu thập và xử lý dữ liệu

Dữ liệu phục vụ cho việc thành lập bản đồ nhạy cảm trượt lở đất dọcquốc lộ 6 ở khu vực tỉnh Hòa Bình bao gồm:

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

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

Trong nghiên cứu này phần mềm được chọn dùng là ArcMap 10.3, các

dữ liệu sau khi thu thập được kiểm tra, xử lý để cập nhập thông tin lên GIS vàtiến hành biên tập bằng phần mềm ArcMap 10.3

1.2.2 Phương pháp phân tích thứ bậc AHP

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

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

họ, cũng như giúp họ tìm thấy những gì là hợp lý nhất nhờ có sự sắp xếp theothứ tự của các chỉ tiêu thông qua phương pháp so sánh theo cặp để xác định việcđánh đổi qua lại giữa các mục tiêu [27]

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

Bước 1: Phân rã một tình huống phi cấu trúc thành các phần nhỏ

Bước 2: Xây dựng cây phân cấp AHP

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

trọng của các chỉ tiêu trong việc ra quyết định

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

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

Mức

1 Quan trọng bằng nhau Hai thành phần có tính chất bằngnhau

3 thành phần đối với thànhSự quan trọng giữa một

7 Sự quan trọng được biểu

lộ mạnh giữa cái hơn cái nhiều hơn cái kia và được biểu lộMột thành phần được ưu tiên rất

kia trong thực hành

9 giữa cái này hơn cái kiaSự quan trọng tuyệt đối Sự quan trọng hơn hẳn ở trên mức độcó thể

2,4,6,8 Mức trung gian giữa cácmức nêu trên Cần sự thỏa hiệp giữa hai mức độnhận định

Xây dựng ma trận so sánh cặp đôi tầm quan trọng giữa các yếu tố tácđộng theo bảng sau:

Bảng 3 Ma trận so sánh cặp tầm quan trọng giữa các yếu tố tác động [27]

Bước 4: Tính toán trọng số của các chỉ tiêu

Để tính toán trọng số cho các chỉ tiêu, AHP có thể sử dụng các phươngpháp khác nhau, hai trong số chúng mà được sử dụng rộng rãi nhất là LambdaMax (lmax) và trung bình nhân (geomatric mean)

Bước 5: Kiểm tra tính nhất quán

Sự nhất quán là hiện tượng không thể thành lập được các quan hệ bắc cầutrong khi so sánh cặp Ví dụ: A tốt hơn B, B tốt hơn C nhưng không phải lúcnào A cũng tốt hơn C Tỷ số nhất quán (CR) được dùng để xác định mức độkhông nhất quán của các nhận định trong phương pháp AHP Nếu giá trị CRnhỏ hơn 10% thì kết quả có thể chấp nhận được, ngược lại nếu giá trị CR lớnhơn hoặc bằng 10% thì cần phải xem xét lại các bước trước đó

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

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

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

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

- Chỉ số nhất quán (CI) là chỉ số đo lường mức độ chệch hướng nhấtquán và được xác định theo công thức:

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

n là số tiêu chí

- Tỉ số nhất quán CR được tính theo công thức:

CR = CI RITrong đó: RI là chỉ số ngẫu nhiên và nó phụ thuộc vào số tiêu chí

được so sánh (bảng 6)

Bảng 1 Bảng chỉ số ngẫu nhiên [23]

RI 0 0 0,52 0,89 1,11 1,25 1,35 1,4 1,45 1,49

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

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

W a j là trọng số của chỉ tiêu j;

n là số các phương án;

m là số các chỉ tiêu

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

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

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

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

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

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

Cơ sở lý thuyết của phương pháp

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

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

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

Sau khi đã phân cấp và tính trọng số của các yếu tố thì việc tích hợpchúng sẽ cho ta chỉ số nhạy cảm trượt lở đất Để định lượng hóa mức độ nhạycảm phản ánh nguy cơ trượt lở đất, tiến hành tích hợp các chỉ tiêu theo côngthức (1) (theo Patrono, 1995):

(1)Trong đó: LSI (Landslide Susceptibility Index): là chỉ số nhạy cảm trượt lởđất;

Wj: là trọng số của yếu tố thứ j;

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

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

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

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

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

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

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

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

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

tác khảo sát thực địa

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

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

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

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

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

ST

T

Cấp độ ảnh hưởng Mức độ ảnh hưởng

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

Trọng số của các yếu tố ảnh hưởng được tính bẳng công cụ AHP Kiểmtra tỉ số nhất quán CR: nếu giá trị CR < 10% thì kết quả có thể chấp nhận được,ngược lại nếu giá trị CR ≥10% thì cần phải xem xét lại các bước trước đó

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

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

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

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

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

Bản đồ nhạy

cảm trượt lở Đánh giá trọng sốcho từng yếu tố

Kết quả

Bản đồ MĐAH củatừng nhân tố

- Bản đồ khoảng cách đến đường giao thông

- Bản đồ khoảng cách sông suối

- Bản đồ độ dốc

- Bản đồ hướng dốc sườn

DEM

Bản đồ kiểm kê trượt lở

Hiện trạng trượt lở Bản đồ địa hình

Dữ liệu đầu vào

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

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

2.1.1 Điều kiện tự nhiên

Vị trí địa lý

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

 Phía Đông và Đông Bắc

giáp với thủ đô Hà Nội,

 Phía Tây, Tây Bắc, Tây

Nam giáp với các

tỉnh Sơn La, Thanh Hóa

Hình 2.1 Bản đồ vị trí tỉnh Hòa Bình

dải núi thấp, ít bị chia cắt, độ dốc trung bình từ 20 – 250, độ cao trung bình từ

100 – 200 m [2]

Khí hậu

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

từ tháng 4, kết thúc vào tháng 9 Nhiệt độ trung bình trên 250C, có ngày lên tới

430C Lượng mưa trung bình trong tháng trên 100 mm, thời điểm cao nhất là

680 mm (năm 1985) Mưa thường tập trung vào tháng 7, 8 Lượng mưa toànmùa chiếm 85 - 90% lượng mưa cả năm. Mùa đông: bắt đầu từ tháng 10 nămtrước, kết thúc vào tháng 3 năm sau Nhiệt độ trung bình trong tháng dao độngtrong khoảng 160 - 200C Ngày có nhiệt độ xuống thấp là 300C Lượng mưatrong tháng 10-20mm.  Do đặc điểm địa hình, Hoà Bình còn có các kiểu khí hậuTây Bắc với mùa đông khô và lạnh, mùa hè nóng ẩm (ở vùng núi cao phía TâyBắc); kiểu khí hậu đồng bằng Bắc Bộ thời tiết ôn hoà hơn (ở vùng đồi núi thấp).[2]

Thủy văn

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

151 km Hồ Hoà Bình với diện tích mặt nước khoảng 8.000 ha, dung tích 9,5 tỷm3 ngoài nhiệm vụ cung cấp điện cho Nhà máy Thuỷ điện Hoà Bình còn cónhiệm vụ chính là điều tiết và cung cấp nước cho vùng Đồng bằng sông Hồng.Ngoài ra, Hoà Bình còn có 2 con sông lớn nữa là sông Bôi và sông Bưởi cùngkhoảng 1.800 ha ao hồ, đầm nằm rải rác trên địa bàn tỉnh Đây cũng là nơi trữnước, điều tiết nước và nuôi trồng thuỷ sản tốt [2]

2.1.2 Điều kiện kinh tế xã hội tỉnh Hòa Bình

Dân số

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

khác chủ yếu do kết hôn với người Hòa Bình công tác ở các tỉnh miền núi khác.[2]

kinh tế - xã hội

Tốc độ tăng trưởng kinh tế (GRDP) có tính Công ty thủy điện Hòa Bìnhước đạt 8,6% Tổng thu ngân sách nhà nước đạt 1.099 tỉ đồng Ngành nông, lâmnghiệp, thủy sản tăng 4,4%, công nghiệp, xây dựng tăng 10,6%, dịch vụ tăng7,4%

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

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

2.1.3 Khu vưc nghiên cứu

Khu vực nghiên cứu bao gồm các phường, xã dọc quộc lộ 6 ở khu vựctỉnh Hòa Bình bao gồm 30 phường, xã: Phường Phương Lâm, Phường ĐồngTiến, Phường Chăm mát, Phường Thịnh Lang, Thị trấn Cao Phong, Xã BắcPhong, Xã Tây Phong, Thị trấn Mường Khến, Xã Phong Phú, Xã Tuân Lộ, Thịtrấn Kỳ Sơn, Xã Đồng Bảng, Thị trấn Mai Châu, Xã Thung Khe, Xã Tòng Đậu,Phường Thái Bình, Xã Quy Hậu, Xã Nam Phong, Xã Trung Minh, Xã Dân Hòa,

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

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

Quốc lộ 6 giao với:

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

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

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

hồ lớn như hồ Hòa Bình

Đặc điểm địa hình có thể chia làm 2 đoạn

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

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

Dân cư: Mật độ dân số cao nhất thuộc về các xã, phường thuộc thành phốHoà Bình 561 người/ km2, mất độ thấp nhất 73 người/km2 ở Cao Phong Dân

cư phân bố chủ yếu ở các trung ương hành chính, vùng trũng thấp, bằng phẳng,gần các đường giao thông hay hệ thống thuỷ văn như suối, hồ Dân số phát triểnchưa cao do chủ yếu địa hình đồi núi phức tạp, dân thành phố chủ yếu chỉ có ởtrung ương hành chính là thành phố Hoà Bình Còn lại các xã, phường thuộc cáchuyện khác rất ít đa phần chủ yếu là dân nông thôn chiếm hơn 70%

Vào mùa mưa, trượt lở đất luôn là tai biến thường trực trong đó khu vựcđường Quốc lộ 6 là một trong những khu vực điển hình chịu ảnh hưởng củatrượt lở đất gây thiệt hại về người và của, ảnh hưởng đến sự phát triển kinh tếvùng cũng như các vấn đề an ninh quốc phòng

Hình 2.2 Bản đồ vị trí khu vực nghiên cứu

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

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

2.2.1 Yếu tố độ dốc.

Độ dốc địa hình là một trong những yếu tố có vai trò quyết định tới sựhình thành và phát triển trượt lở đất Khi phân tích mối quan hệ giữa trượt lở đất

và các yếu tố ảnh hưởng đến trượt lở đất ở khu vực nghiên cứu thì độ dốc được

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

dựng trên cơ sở dữ liệu DEM độ phân giải không gian 30m từ dữ liệu ảnh Astertrên USGS Sau khi có được mô hình DEM tiến hành thành lập độ dốc (sử dụngcông cụ Spatial Analyst\Surface Analyst\Slope của ArcMap), kết quả thu đượcđược bản đồ có giá trị độ dốc từ 0 – 890 (Hình 2.4)

Hình 2.4 Bản đồ độ dốc khu vực nghiên cứu

2.2.2 Yếu tố thạch học

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

độ bền khác nhau

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

tài của Bùi Tiến Diệu "Modeling of rainfall-induced landslide hazard for the Hoa Binh province of Vietnam" Và biên tập lại theo khu vực nghiên cứu, gồm

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