Trong bài viết này việc đánh giá quan hệ giữa các lớp và tích hợp các thông tin được dựa trên cơ sở phân tích xác suất, sử dụng phương pháp tỷ số tần suất (Frequency ratio).
Trang 1ĐÁNH GIÁ TRƯỢT LỞ TRÊN CƠ SỞ XÂY DỰNG BẢN ĐỒ
ĐỘ NHẠY CẢM THEO XÁC SUẤT - TRƯỜNG HỢP XÃ
ĐỒNG BẢNG, HUYỆN MAI CHÂU - TỈNH HÕA BÌNH
MAI THÀNH TÂN * , NGÔ VĂN LIÊM, NGUYỄN VIỆT TIẾN,
ĐOÀN ANH TUẤN, NGUYỄN VĂN TẠO
Landslide assessment based on probabilistic susceptibility mapping - case of dong bang commune, Mai Chau district, Hoa Binh province Abstract: Landslides assessments in the area are based on the relationship
between landslide and its controlling factors (topographical slope, fault density, lithological properties, stream density, weathering crust, slope direction, and landuse) which are integrated into a map of susceptibilities The maps of controlling factor are represented by the classes with their frequency ratio Mapping landslide hazard is based on classifying susceptibilities into five classes with area percentage as follows: very low (27.2%), low (33.9%), moderate (26.3%), high (6.5%) and very high hazard (0.9%) The validation showed that the assessment model fairly fit the landslide situation in the area
1 MỞ ĐẦU *
Trượt đất là dạng tai biến tương đối phổ biến
ở Việt Nam, đặc biệt là ở khu vực Tây Bắc, nơi
có cấu trúc địa chất phức tạp, địa hình phân dị
mạnh, mưa bão nhiều Nghiên cứu trượt đất tại
khu vực này đã được nhiều người quan tâm:
Nguyễn Trọng Yêm và nnk (1998, 2006a,b);
Nguyễn Ngọc Thạch và nnk (2002); Trần Trọng
Huệ và nnk (2000, 2005); Saro Lee và Nguyễn
Tứ Dần (2005); Nguyễn Quốc Thành và nnk
(2006, 2007, 2008); Đinh Văn Toàn và nnk
(2006); Vũ Văn Chinh và nnk (2011); Trần Anh
Tuấn và Nguyễn Tứ Dần (2012) Nghiên cứu
trượt đất theo hướng ứng dụng công nghệ viễn
thám và GIS cũng đã được nhiều công trình đề
cập đến: Dieu Tien Bui et al (2012); Trần Tân
Văn và nnk (2002); Nguyễn Ngọc Thạch và nnk
* Viện Địa chất, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ
Việt Nam
Tel: 0912342465
Email: maithanhtan@igsvn.ac.vn;
maithanh_tan@yahoo.com
(2002); Saro Lee và Nguyễn Tứ Dần (2005); Nguyễn Trọng Yêm và nnk (2006a,b); Nguyễn Quốc Thành và nnk (2006); Trần Trọng Huệ và nnk (2006); Nguyễn Xuân Huyên và nnk (2010); Phạm Văn Hùng và nnk (2010); Trần Anh Tuấn và Nguyễn Tứ Dần (2012), Công cụ GIS ở đây chủ yếu được sử dụng để đánh giá quan hệ giữa các nhân tố với hiện tượng trượt đất bằng cách xây dựng bản đồ nhân tố thành phần theo các lớp khác nhau phù hợp với mức
độ ảnh hưởng của nó đối với trượt đất Các bản
đồ nhân tố đó được tích hợp có trọng số với nhau để đưa ra bản đồ về độ nhạy cảm trượt đất hay nguy cơ trượt đất Các nghiên cứu trước đây xác định trọng số các nhân tố gây trượt đất thường dựa vào kinh nghiệm của các chuyên gia trong việc đánh giá cho điểm các nhân tố gây trượt đất và sau đó sử dụng dụng phương pháp phân tích cấp bậc do Saaty (1994) đưa ra để xây dựng ma trận so sánh các cặp nhân tố và tính trọng số Trong bài viết này việc đánh giá quan
hệ giữa các lớp và tích hợp các thông tin được
Trang 2dựa trên cơ sở phân tích xác suất, sử dụng
phương pháp tỷ số tần suất (Frequency ratio)
Cách làm như vậy ít nhiều cũng mang tính
khách quan hơn Khu vực xã Đồng Bảng, huyên
Mai Châu, tỉnh Hòa Bình được chọn để đánh giá
trong nghiên cứu này
2 ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU
Xã Đồng Bảng thuộc huyện Mai Châu - tỉnh
Hòa Bình là một xã miền núi với hơn 1400 dân,
nằm cách trung tâm huyện lỵ khoảng 8 km về
phía Bắc Xã có diện tích gần 2.900 ha với hình
dạng kéo dài theo hướng Đông - Tây dọc theo
trục quốc lộ 6 khoảng 9 km, hướng Bắc - Nam
hẹp khoảng 4 km (Hình 1)
Hình 1 Khu vực nghiên cứu và vị trí các điểm
trượt đất
Khí hậu khu vực chịu ảnh hưởng rõ rệt của
chế độ gió mùa Tây Bắc, mang sắc thái riêng
của khí hậu nhiệt đới núi cao, nhiệt độ trung
bình năm vào khoảng 23°C, lượng mưa hàng
năm đạt 1833 mm, độ ẩm trung bình năm đạt
82% Khí hậu khu vực này có hai mùa rõ rệt
Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10,
lượng mưa tập trung nhiều nhất từ tháng 7 đến
tháng 9, bình quân có 122 ngày mưa/năm, cao
nhất là 146 ngày, chịu ảnh hưởng nhiều của bão
lốc và gió Lào Trong mùa mưa có gió nam luôn
bổ sung độ ẩm và hơi nước, cường độ gió tương
đối mạnh Mùa khô kéo dài từ tháng 11 năm
trước đến tháng 4 năm sau với khí hậu khô hanh, độ ẩm xuống thấp, có ngày có sương muối, sương mù và mưa phùn giá rét, hướng gió thịnh hành là gió mùa đông bắc
Địa hình miền núi nằm trên dải độ cao từ 260m đến gần 1300m, độ cao tính trung bình cho toàn xã khoảng 600m Địa hình có dạng vòng cung phân bậc, ở phần phía Nam và Đông
là các núi cao, là các đường phân thủy giữa hệ thống sông Đà và sông Mã; địa hình thấp dần vào trung tâm và lên phía Bắc Phần phía Nam của xã thuộc dải núi Pốc ranh giới giữa xã Đồng Bảng ở phía Bắc và xã Nà Mèo ở phía Nam Dãy núi này có độ cao trên dưới 1000m với nhiều đỉnh lên tới 1100 - 1200m, sườn rất dốc, thường trong khoảng 30 - 40° thậm chí trên 40° Phần phía Đông của xã là khối núi có độ cao trung bình 700 - 800m với những đỉnh có thể lên tới trên dưới 900m Nét đặc trưng của vùng núi cao phần phía Nam và Đông xã Đồng Bảng
là hầu như không có dòng chảy bề mặt do đá gốc là đá vôi phát triển hiện tượng kast ngầm, tạo ra hệ thống dòng chảy ngầm Hai núi trên được phân tách bởi thung lũng suối thuộc hệ thống sông Mã, được lấp đầy bởi các trầm tích
bở rời Đệ tứ nguồn gốc sông lũ, địa hình tương đối bằng phẳng Trái với vùng núi cao kể trên, phần phía Bắc của xã Đồng Bảng cao khoảng
260 - 600m có hệ thống dòng chảy bề mặt tương đối phát triến do thành phần đá gốc chủ yếu là
đá lục nguyên Địa hình có dạng lòng nghiêng
từ ba phía Tây, Nam và Đông vào trung tâm và dồn ra phía Bắc khiến cho các dòng chảy cũng được dồn lại và đổ ra sông Đà ở phía Bắc
Về mặt địa chất, khu vực nghiên cứu có mặt chủ yếu là các đá trầm tích và trầm tích bở rời
Đệ tứ có tuổi từ Trias sớm đến nay thuộc các phân vị địa tầng: hệ tầng Cò Nòi tuổi Trias sớm,
hệ tầng Đồng Giao tuổi Trias giữa, hệ tầng Mường Trai tuổi Trias giữa, hệ tầng Yên Châu tuổi Kreta và các trầm tích bở rời tuổi Đệ tứ Đứt gãy lớn nhất chạy qua khu vực là đứt gãy sông Đà có phương Tây Bắc - Đông Nam
Trang 3chuyển sang á vỹ tuyến với đới phá hủy rộng
200 - 300m; trong giai đoạn hiện đại ở khu vực
nghiên cứu, đới đứt gãy này có cơ chế dịch trượt
bằng phải, có khả năng phát sinh động đất,
nhưng Ms không cao Ngoài ra, trong khu vực
còn có các đứt gãy nhỏ hơn, cấp V và VI,
phương Đông Bắc - Tây Nam, Tây Bắc - Đông
Nam và á kinh tuyến với bề rộng đới phá hủy
không lớn
Kinh tế của xã hiện tại và trong tương lai
phát triển chủ yếu theo hướng lâm nghiệp và
nông nghiệp Phần lớn quỹ đất ở đây được dành
cho phát triển lâm nghiệp - 92,8% và nông
nghiệp -4,5 % Phần đất còn lại 2,7% là đất để
ở, công trình công cộng và các cơ sở kinh doanh
hoặc sản xuất phi nông nghiệp
Cơ sở hạ tầng ở Đồng Bảng đã được đầu tư
xây dựng ở mức cơ bản cho các công trình công
cộng: ủy ban, trường học, trạm y tế Đáng chú
ý, trên địa bàn khu vực có tuyến quốc lộ 6, dài
khoảng 9km là tuyến đường có ý nghĩa quốc gia
nối thủ đô Hà Nội với các tỉnh Tây Bắc Ngoài
ra trên địa bàn xã còn có tuyến đường Đồng
Bảng đi Phúc Sạn, Sơn La và hệ thống đường
giao thông nông thôn với tổng chiều dài 5,5km
Xã cũng đã có hệ thống kênh mương thủy lợi
nhằm đảm bảo việc tưới tiêu phục vụ sản xuất
Các công trình đường xá, kênh mương, đặc biệt
là tuyến quốc lộ 6 đã và đang được đầu tư cải
tạo nâng cấp đảm bảo chất lượng phục vụ ngày
càng tốt hơn Cùng với sự đầu tư nâng cấp trên,
sự phát triển dân số, nhu cầu phát triển kinh tế,
đòi hỏi phải xây dựng ngày càng nhiều các công
trình dân sinh (nhà cửa, cơ sở sản xuất, chế
biến, kinh doanh, dịch vụ) sẽ tạo nên những áp
lực ngày càng tăng đối với môi trường khu vực
và ảnh hưởng tới tai biến địa chất nói chung và
trượt lở đất nói riêng
3 TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
Đánh giá trượt đất cho khu vực được dựa trên
cơ sở bản đồ về mức độ nhạy cảm trượt đất Lập
bản đồ này được tiến hành theo giả thuyết là các
vụ trượt trong tương lai sẽ xảy ra trong các điều
kiện giống như loại đã quan sát được trong quá khứ (Guzzetti et al., 1999) Mức độ nhạy cảm trượt đất được đánh giá định lượng thông qua tích hợp mức độ nhạy cảm của các nhân tố thành phần thể hiện thông qua tỷ số tần suất Trong các mô hình theo xác suất, phương pháp
tỷ số tần suất (Frequency ratio) là cách tiếp cận rất cơ bản, được dựa trên cơ sở phân tích quan
hệ giữa phân bố trượt đất và từng nhân tố gây trượt đất nhằm tìm ra mối tương quan giữa các
vị trí trượt lở với các nhân tố này trong phạm vi khu vực nghiên cứu Tỷ số tần suất là tỷ số của diện tích có trượt đất xảy ra trong toàn bộ diện tích nghiên cứu và cũng là tỷ số giữa xác suất xảy ra trượt đất và không trượt đất (Bonham-Carter, 1994; Lee và nnk, 2005) Theo xác định như vậy, giá trị 1 là giá trị trung bình, nếu giá trị lớn hơn 1 thì có tương quan cao và giá trị nhỏ hơn 1 thì có tương quan thấp
Bản đồ nhân tố thành phần gây ra trượt đất được thể hiện với các lớp khác nhau Để xác định tỷ số tần suất trong từng lớp, trước tiên cần xác định tỷ lệ phần trăm số điểm trượt đất của lớp đó trong tổng số điểm trượt đất toàn vùng nghiên cứu và xác định tỷ lệ phần trăm diện tích lớp so với tổng diện tích toàn vùng Từ đó, tỷ số tần suất được xác định bằng tỷ số giữa hai tỷ lệ phần trăm nêu trên Cuối cùng độ nhạy cảm trượt đất được xác định theo công thức:
LSI
(1) Trong đó: LSI – chỉ số độ nhạy cảm trượt đất; FR – Tỷ số tần suất
Thực chất đây là công việc chồng chập các bản đồ nhân tố thành phần gây ra trượt đất có các giá trị số thể hiện tỷ số tần suất Theo Schuster (1996), có thể chọn ra trong số ít nhất
là 20 nhân tố để nghiên cứu trượt đất tùy theo quy mô mức độ công trình
Nghiên cứu phân tích ảnh viễn thám và khảo sát thực địa cho thấy trong khu vực nghiên có
36 điểm trượt đất Kết quả phân tích cũng cho
Trang 4thấy, trượt đất có liên quan mật thiết với các yếu
tố địa chất, địa mạo, khí tượng - thủy văn và
nhân sinh Từ kết quả khảo sát thực địa và tham
khảo các tài liệu khác, 7 nhân tố chính được
chọn ra để đánh giá xây dựng bản đồ nhạy cảm
trượt đất: độ dốc, mật độ khe nứt, thạch học,
mật độ sông suối, vỏ phong hóa, hướng sườn và
sử dụng đất Các nhân tố này được thể hiện dưới
dạng bản đồ được xây dựng từ những cơ sở dữ
liệu sau:
Bản đồ hiện trạng trượt lở Bản đồ này được
xây dựng từ kết quả khảo sát thực địa kết hợp
phân tích ảnh viễn thám và kế thừa các tài liệu
đã nghiên cứu trước đây
Bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000 Đây là bản đồ
quan trọng để xây dựng mô hình số hóa độ cao
(DEM) và từ đó có được các bản đồ độ dốc,
hướng sườn, mật độ sông suối
Bản đồ địa chất tỷ lệ 1:50.000 thuộc nhóm tờ
Hòa Bình - Suối Rút do Cục địa chất Việt Nam
xuất bản Bản đồ này là cơ sở để xây dựng các
bản đồ thạch học, bản đồ mật độ khe nứt
Bản đồ vỏ phong hóa được thành lập kèm
theo bản đồ địa chất trong đo vẽ nhóm tờ địa
chất nhóm tờ Hòa Binh - Suối Rút Bản đồ này
được sử dụng ở mức độ chi tiết hơn nhờ các tài
liệu nghiên cứu, khảo sát thực địa bổ sung, tài
liệu khoan và tài liệu đo vẽ địa vật lý
Bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2010
Bản đồ này được sử dụng có bổ sung chi tiết và
cập nhật những thay đổi theo các tài liệu thực
địa và phân tích ảnh viễn thám
Các bản đồ nhân tố thành phần gây trượt đất trong khu vực nghiên cứu được thành lập ở tỷ lệ 1:10.000 và để phục vụ cho việc tích hợp xây dựng bản đồ độ nhạy cảm trượt đất, chúng được raster hóa với kích thước pixel cỡ 5m x 5m
4 ĐÁNH GIÁ QUAN HỆ CỦA CÁC NHÂN TỐ GÂY TRƯỢT VỚI TRƯỢT ĐẤT
Quan hệ đơn lẻ của từng nhân tố gây trượt đất đối với trượt đất được đánh giá thông qua quan hệ giữa số lượng trượt đất, diện tích và tỷ
số tần suất trên bản đồ nhân tố đã được phân thành các lớp khác nhau (Bảng 1)
4.1 Quan hệ giữa độ dốc địa hình với trượt đất
Bản đồ độ dốc địa hình được nội suy từ bản
đồ DEM, xây dựng trên cơ sở bản đồ địa hình tỷ
lệ 1:10.000 Độ dốc địa hình khu vực dao động trong dải từ 0° đến 83°; Bản đồ này chia thành
6 lớp: < 5°; 5° - 15°; 15° - 25°; 25° - 35°; 35° - 45°; và >45° Phần lớn diện tích khu vực nghiên cứu có độ dốc trong khoảng 25° - 45°, song trượt đất lại xảy ra nhiều nhất ở trong khoảng độ dốc 15° - 45° Khu vực đất tương đối bằng phẳng (dốc <5°) và những nơi đất quá dốc (>45o) hầu như không quan sát thấy hiện tượng này Xét theo tỷ số tần suất, thể hiện mức độ nguy cơ trượt theo độ dốc, tần suất trong khoảng tăng dần theo độ dốc cho đến khoảng 45°, song mức độ tăng không lớn Tỷ
số tần suất ở các cấp 25° - 35° và 35° - 45° đều cao hơn 1, thể hiện mối tương quan với trượt đất cao hơn mức trung bình
Bảng 1 Thống kê trượt đất trong các lớp các nhân tố gây trượt đất
(m2)
% diện tích
Số điểm trượt
% điểm trượt
Tỷ số tần suất
Độ dốc (°)
Trang 5TT Lớp Diện tích
(m2)
% diện tích
Số điểm trượt
% điểm trượt
Tỷ số tần suất Mật độ khe nứt (km/km2)
Thạch học
1 Trầm tích bở rời: cuội, sỏi , cát, bột, sét 524719,06 1,88 0 0,00 0,00
2
Cuội dăm kết, cuội kết, sạn kết, cát kết hạt
thô hệ tầng Yên Châu 893331,16 3,20 2 5,56 1,74
3 Cát kết, bột kết, phiến sét hệ tầng Mường Trai 3902938,81 13,98 3 8,33 0,60
4
Đá vôi xen ít đá vôi sét phụ hệ tầng Đồng
5
Đá vôi xen lớp vôi sét, bột kết vôi phụ hệ
tầng Đồng Giao giữa 5951508,32 21,32 1 2,78 0,13
6
Đá vôi, sét vôi, phiến sét, bột kết phụ hệ tầng
Đồng Giao dưới 6704791,65 24,02 5 13,89 0,58
7
Bột kết, phiến sét vôi, đá vôi, ít cát kết phụ
hệ tầng Cò Nòi trên 4697863,72 16,83 17 47,22 2,81
8
Cát kết, bột kết, phiến sét, cát kết tuf, bột kết
tuf, phụ hệ tầng Cò Nòi giữa 2810578,44 10,07 8 22,22 2,21
Vỏ phong hóa
2 Vỏ phong hóa dày dưới 5m 3021879,27 10,83 1 2,78 0,26
3 Vỏ phong hóa dày 5m - 10m 4773105,17 17,10 9 25,00 1,46
4 Vỏ phong hóa dày 10m - 15m 10866311,48 38,93 14 38,89 1,00
5 Vỏ phong hóa dày trên 15m 5612657,42 20,11 11 30,56 1,52
6 Trầm tích Đệ tứ 524719,06 1,88 0 0,00 0,00
Mật độ sông suối (km/km 2
)
2 0.50 - 1.35 4875002,52 17,47 14 38,89 2,23
Hướng sườn
Trang 6TT Lớp Diện tích
(m2)
% diện tích
Số điểm trượt
% điểm trượt
Tỷ số tần suất
Sử dụng đất
1 Đất nông nghiệp 1251548,15 4,48 2 5,56 1,24
2 Đất lâm nghiệp 25909820,38 92,84 29 80,56 0,87
3 Đất ở và đất chuyên dụng 747535,17 2,68 5 13,89 5,19
4.2 Quan hệ giữa mật độ khe nứt và
trượt đất
Các đứt gãy và khe nứt kiến tạo trong khu
vực nghiên cứu được xác định theo tài liệu địa
chất, ảnh vệ tinh ảnh máy bay và bản đồ DEM
Đứt gãy lớn nhất đi qua khu vực nghiên cứu là
đứt gãy cấp II sông Đà có phương Tây Bắc -
Đông Nam chuyển sang á vỹ tuyến với đới phá
hủy rộng 200 - 300m Ngoài ra, trong khu vực
còn có các đứt gãy nhỏ hơn, cấp V và VI,
phương Đông Bắc - Tây Nam, Tây Bắc - Đông
Nam và á kinh tuyến với bề rộng đới phá hủy
không lớn Bản đồ mật độ khe nứt phản ánh
mức độ dập vỡ vỏ trái đất dưới dạng trường mật
độ được xây dựng dựa trên hệ thống đứt gãy,
khe nứt kiến tạo được xác định trong khu vực
Kết quả cho thấy khu vực có mật độ khe nứt có
giá trị cực đại đạt 10,4 km/km2 Để đánh giá
quan hệ giữa mật độ khe nứt và trượt đất, bản đồ
mật độ khe nứt thể hiện 5 lớp: < 2,1; 2,1 - 4,2;
4,2 - 6,3; 6,3 - 8,4 và > 8,4 km/km2 Ba lớp đầu
có diện tích lớn nhất và gần tương đương nhau,
lớp thứ tư có diện tích giảm hơn một chút và lớp
cuối cùng có mật độ khe nứt cao nhất song
chiếm tỷ lệ diện tích rất nhỏ, khoảng 4,7% diện
tích khu vực Xét về hoạt động, trượt đất chưa
thấy xảy ra khi mật độ khe nứt dưới 2,1
km/km2, tỷ số tần suất tăng dần theo mật độ khe
nứt và đạt giá trị cao nhất là 3,07 ứng với mật
độ khe nứt trong khoảng 6,3 - 8,4 km/km2 Mật
độ khe nứt trên 8,4 km/km2 thì tỷ số tần suất lại
giảm đi
4.3 Quan hệ giữa thạch học và trượt đất
Theo tài liệu địa chất, khu vực nghiên cứu có mặt đá trầm tích lục nguyên, cacbonat và trầm tích bở rời thuộc 5 phân vị địa tầng có tuổi từ Trias đến Đệ tứ Dựa theo tính chất thạch học, chúng có thể chia thành 8 lớp đất đá khác nhau: Trầm tích bở rời: cuội, sỏi , cát, bột, sét Cuội dăm kết, cuội kết, sạn kết, cát kết hạt thô hệ tầng Yên Châu
Cát kết, bột kết, phiến sét hệ tầng Mường Trai
Đá vôi xen ít đá vôi sét phụ hệ tầng Đồng Giao trên
Đá vôi xen lớp vôi sét, bột kết vôi phụ hệ tầng Đồng Giao giữa
Đá vôi, sét vôi, phiến sét, bột kết phụ hệ tầng Đồng Giao dưới
Bột kết, phiến sét vôi, đá vôi, ít cát kết phụ
hệ tầng Cò Nòi trên Cát kết, bột kết, phiến sét, cát kết tuf, bột kết tuf, phụ hệ tầng Cò Nòi giữa
Trong số 8 lớp kể trên, lớp đá vôi, sét vôi, phiến sét, bột kết thuộc phụ hệ tầng Đồng Giao dưới chiếm diện tích lớn nhất (24%), lớp trầm tích bở rời Đệ tứ chiếm diện tích nhỏ nhất (1,9%) (Bảng 1) Xét về độ hoạt động, nguy cơ trượt đất cao nhất rơi vào các lớp đất đá thuộc
hệ tầng Cò Nòi với tỷ số tần suất hơn 2,2 Trượt đất chưa thấy xảy ra ở lớp trầm tích Đệ tứ và lớp đá vôi xen ít đá vôi sét
4.4 Quan hệ giữa vỏ phong hóa và trượt đất
Bản đồ vỏ phong hóa khu vực được biên chỉnh trên cơ sở các bản đồ vỏ phong hoá ở tỉ lệ
Trang 7nhỏ hơn (1:200.000 và 1:50.000) kết hợp với
các tài liệu khảo sát thực địa, tài liệu khoan, tài
liệu đo địa vật lý và các tài liệu địa chất liên
quan Trên bản đồ vỏ phong hóa của khu vực
thể hiện: đá gốc, trầm tích Đệ tứ, các vỏ phong
hóa phân chia theo thành phần hóa học với các
tổ hợp khoáng vật sét đặc trưng như sialit
(kaolinit-hydromica-thạch anh,
kaolinit-hydromica), sialferit (hydromica,
monmorilonit-kaonit) với chiều dày vỏ phong hóa khác nhau
Do kiểu vỏ phong hóa có quan hệ khá chặt chẽ
với thành phần đá gốc, phân chia kiểu vỏ phong
hóa khá giống với phân chia trong thành lập bản
đồ thạch học, nên đặc điểm này không được sử
dụng để đánh giá quan hệ với trượt đất Trên
thực tế chiều dày vỏ phong hóa là yếu tố rất
quan trọng trong việc hình thành và phát triển
trượt đất Chính vì vậy chỉ tiêu này được lựa
chọn để xem xét quan hệ giữa vỏ phong hóa và
trượt đất với 6 lớp thông tin như sau:
Đá gốc (vỏ phong hóa dày 0m)
Vỏ phong hóa dày dưới 5m
Vỏ phong hóa dày 5m - 10m
Vỏ phong hóa dày 10m - 15m
Vỏ phong hóa dày trên 15m
Trầm tích Đệ tứ (khu vực tích tụ trầm tích
phủ lên đá gốc, không có sản phẩm phong hóa)
Về mặt diện tích, vỏ phong hóa dày 10 - 15m
có diện tích lớn nhất chiếm gần 39% diện tích
khu vực nghiên cứu; tiếp đến là vỏ phong hóa
có bề dày trên 15m với hơn 20% Trầm tích Đệ
tứ chiếm tỷ lệ rất ít (1,9%) và cũng không có
trượt đất ở đây Khả năng trượt đất đối với vỏ
phong hóa dày trên 5m là cao hơn so với mức
trung bình thể hiện bằng tỷ số tần suất lớn hơn
1 Trượt đất có nguy cơ xảy ra cao nhất ở lớp vỏ
phong hóa dày trên 15m, kế đó là lớp 5 - 10m
Đá gốc và vỏ phong hóa có bề dày dưới 5m ít có
khả năng trượt đất xảy ra
4.5 Quan hệ giữa mật độ sông suối và
trượt đất
Thực tế khảo sát trong khu vực nghiên cứu
cho thấy có nhiều điểm trượt đất xảy ra do tác
động đào khoét chân sườn bởi hoạt động của dòng chảy bề mặt Vai trò của hoạt động dòng chảy bề mặt có thể thể hiện thông qua mật độ sông suối, nơi nào có mật độ sông suối cao thì ảnh hưởng của hệ thống dòng chảy lớn và ngược lại Bản đồ mật độ sông suối được thành lập từ các thông tin về mạng sông suối thể hiện trên bản đồ địa hình 1:10.000 của khu vực nghiên cứu Mật độ sông suối trong khu vực có giá trị từ 0 km/km2
đến 4,52 km/km2 được chia thành 5 lớp để đánh giá quan hệ của nó với trượt đất (Bảng 1) Kết quả cho thấy trượt đất ít xảy
ra khi mật độ sông suối dưới 0,5 km/km2
Các khu vực có mật độ sông suối khác, đều có mối tương quan với trượt đất cao hơn mức trung bình, tỷ số tần suất trên 1 Ngoại trừ cấp mật độ sông suối 0,5 - 1,35 km/km2
có tỷ suất cao bất thường và đạt tới mức cực đại Nhìn chung tỷ số tần suất có xu thế tăng nhẹ theo chiều tăng của mật độ sông suối phản ánh mức nguy cơ trượt đất tăng theo hướng này
4.6 Quan hệ giữa hướng sườn với trượt đất
Bản đồ hướng sườn được nội suy từ bản đồ DEM, xây dựng trên cơ sở bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000 thể hiện 9 lớp trong đó có 8 lớp đặc trưng cho 8 hướng và một lớp thể hiện sườn phẳng, không đổ về hướng nào Kết quả thống
kê thể hiện hiển nhiên khu vực vô hướng không thể xảy trượt đất Điều đáng chú ý là các hướng Bắc, Đông và đặc biệt là Đông Bắc có tỷ số tần suất cao thể hiện có mối tương quan cao đối với trượt đất Nguy cơ trượt đất cao ở đây có thể liên quan tới hoạt động của gió Đông Bắc đem mưa ẩm tới Các hướng khác đều có tỷ số tần suất dưới 1, thể hiện mối tương quan với trượt đất thấp hơn so với mức trung bình
4.7 Quan hệ giữa sử dụng đất và trượt đất
Để đánh giá vai trò của việc sử dụng đất đối với hoạt động trượt đất trong khu vực, bản đồ sử dụng đất được xây dựng trên cơ sở bản đồ sử dụng đất đã thu thập được ở địa phương và tư liệu viễn thám Khu vực nghiên cứu có 16 loại hình chính song để phục vụ cho việc đánh giá
Trang 8quan hệ giữa sử dụng đất và trượt đất, thể hiện
vai trò nhân sinh đối với trượt đất, chúng được
nhóm thành 3 nhóm chính theo mức độ tác động
của con người vào tự nhiên:
Đất lâm nghiệp: đất có rừng tự nhiên sản
xuất, đất có rừng trồng sản xuất, đất trồng rừng
sản xuất, đất trồng rừng phòng hộ, đất có rừng
tự nhiên phòng hộ Mức độ tác động của con
người vào tự nhiên ở đây ít nhất
Đất nông nghiệp: đất chuyên trồng lúa nước,
đất trồng lúa nước còn lại, đất nương rẫy trồng cây
hàng năm khác và đất trồng cây lâu năm khác
Mức độ tác động của con người vào tự nhiên cao
hơn so với tác động vào đất lâm nghiệp
Đất ở và chuyên dụng bao gồm đất ở nông
thôn, đất cơ sở sản xuất, kinh doanh, y tế, đào
tạo, thể dục thể thao, nghĩa địa Mức độ tác
động của con người vào tự nhiên ở đây rất lớn
Đất lâm nghiệp hầu như chiếm gần hết khu
vực nghiên cứu (92,8%), đất nông nghiệp chiếm
tỉ lệ nhỏ (4,5%) và đặc biệt là đất ở và chuyên
dùng chiếm tỷ lệ rất nhỏ (2,7%) Kết quả thống
kê cho thấy hoạt động trượt đất ở đây có xu thế
tăng theo mức độn tác động của con người vào
tự nhiên Đối với đất lâm nghiệp, mức độ tác
động thấp, khả năng trượt đất ít xảy ra, mối
tương quan với trượt đất thấp hơn mức trung
bình, thể hiện hệ số tần suất nhỏ hơn 1 Mức độ
tác động cao hơn một chút là đất nông nghiệp,
tỷ số tần suất đã lớn hơn 1 thể hiện mối tương
quan với trượt đất cao hơn mức trung bình Ở
khu vực có mức độ tác động mạnh của con
người như lớp đất ở và đất chuyên dụng, nguy
cơ trượt đất xảy ra cao thể hiện bằng tỷ số tần
suất cao hơn các đối tượng còn lại tới 4 - 6 lần
5 ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ TRƯỢT ĐẤT
Đánh giá nguy cơ trượt đất cho khu vực dựa
trên cơ sở chỉ số nhạy cảm trượt đất xác định
bằng cách tổng hợp các tỷ số tần suất công thức
(1) Đây là công việc chồng chập 7 bản đồ tỷ số
tần suất của 7 thành phần gây trượt đất như đã
đề cập ở trên: độ dốc, mật độ khe nứt, thạch
học, mật độ sông suối, vỏ phong hóa, hướng
sườn và sử dụng đất
Kết quả tích hợp các bản đồ trên cho ra bản
đồ nhạy nhạy cảm trượt đất có giá trị đặc trưng như sau:
Min: 1,69 Max: 17,70 Trung bình: 6,98 Độ lệch chuẩn: 2,8
Bản đồ nguy cơ trượt đất được thành lập trên
cơ sơ phân chia các giá trị trên thành 5 lớp theo khoảng cách đều như sau (Hình 2):
1,69 - 4,89: Nguy cơ trượt đất rất thấp 4,90 - 8,09: Nguy cơ trượt đất thấp 8,10 - 11,30: Nguy cơ trượt đất trung bình 11,31 - 14,50: Nguy cơ trượt đất cao 14,51 - 17,70: Nguy cơ trượt đất rất cao
Hình 2 Bản đồ nguy cơ trượt đất khu vực Đồng Bảng - Mai Châu - Hòa Bình
Khu vực có nguy cơ trượt đất rất thấp chiếm diện tích khá lớn trong khu vực nghiên cứu (27,2%), phân bố chủ yếu ở vùng núi cao của xã phía Nam và phía Đông của xã Đây là khu vực tuy có độ dốc lớn 25° - 45° song thạch học chủ yếu là đá vôi thuộc hệ tầng Đồng Giao, mật độ khe nứt thấp dưới 4,2 km/km2, mật độ sông suối thấp với giá trị dưới 0,5 km/km2, đất chủ yếu là đất rừng
Khu vực có nguy cơ trượt đất thấp chiếm diện tích lớn nhất trong vùng nghiên cứu (39,1
%) Diện phân bố chủ yếu ở nửa phía Bắc và Tây Bắc của xã Khu vực cũng có độ dốc tương
Trang 9đối cao, 25° - 45°; các đá vôi xen vôi sét, phiến
sét,, bột kết thuộc hệ tầng Đồng Giao, phụ hệ
tầng dưới và giữa chiếm diện tích ưu thế; vỏ
phong hóa có bề dày trung bình từ 5 - 15m; mật
độ khe nứt thuộc loại thấp và trung bình, 2,1 - 6,3
km/km2; sông suối có mật độ chủ yếu dưới 1,35
km/km2; sử dụng đất so với khu vực có ngy cơ
trươt đất rất thấp, có sự giảm đi về đất rừng và
tăng lên về đất nông nghiệp tuy không đáng kể
Khu vực có nguy cơ trượt đất trung bình
chiếm 26,3% diện tích, phân bố ở phần trung
tâm Đây là khu vực có thành phần thạch học
chiếm ưu thế là bột kết, phiến sét vôi, đá vôi
thuộc phụ hệ tầng Cò Nòi trên chiếm ưu thế
Mật độ khe nứt chủ yếu trong khoảng 4,2 - 8,4
km/km2, vỏ phong hóa dày trên 10m, sử dụng
đất có diện tích dần giảm đi, diện tích đất nông
nghiệp tăng lên và bắt đầu có loại hình đất ở và
đất chuyên dụng thể hiện sự tác động mạnh của
cong người vào tự nhiên
Khu vực có nguy cơ trượt đất cao phân bố rải
rác ở phần trung tâm xã, trong phạm vị phân bố
của lớp nguy cơ trượt đất trung bình Diên tích
lớp này chiếm khoảng 6,5% vùng nghiên cứu
Độ dốc trong khoảng 25° - 45°; thành phần
thạch học là bột kết, phiến sét vôi, đá vôi thuộc
phụ hệ tầng Cò Nòi trên, mật độ khe nứt trong
khoảng 6,3 - 8,4 km/km2; vỏ phong hóa dày
(trên 10m, chủ yếu là trên 15m), mật độ sông
suối vừa phải (0,5 - 2,2 km/km2); Sử dụng đất
có sự tăng đáng kể về tỷ lệ đất dân cư - chuyên
dùng và đất nông nghiệp
Khu vực có nguy cơ trượt đất rất cao chiếm diện tích không đáng kể, 0,9 % diện tích vùng nghiên cứu Khu vực mang những nét đặc trưng cho các lớp có tỷ số tần suất cao: thành phần thạch học chủ yếu là đá bột kết, phiến sét vôi, đá vôi thuộc hệ tầng Cò Nòi trên; vỏ phong hóa rất dày, trên 15m; mật độ khe nứt chủ yếu thuộc loại cao, 6,3 - 8,4 km/km2; mật độ sông suối thuộc mức thấp đến trung bình 0,5 - 2,2 km/km2 Đáng chú ý này là các diện phân bố của các cấp nguy cơ này thường gần với khu vực dân cư và đất chuyên dụng (100%) Như vậy vậy có thể thấy hoạt động nhân sinh đã có ảnh hưởng khá lớn đến tai biến trượt đất trong vùng nghiên cứu
Để kiểm tra tính phù hợp của bản đồ nguy cơ trượt đất với hiện trạng trượt đất, thống kê hiện trạng số lượng điểm trượt, xác định mật độ điểm trượt và tỷ số tần suất cho từng cấp nguy cơ đã được tiến hành (Bảng 2) Kết quả cho thấy mật
độ trượt đất và tỷ số tần suất đều tăng từ cấp nhỏ nhất là Nguy cơ rất thấp đến cấp lớn nhất là Nguy cơ rất cao và đặc biệt có sự tăng mạnh từ
ở các cấp Nguy cơ cao và Nguy cơ rất cao Như vậy thực tế hiện trạng trượt đất cũng thể hiện tính chất nguy cơ trượt lở tăng như đã chỉ ra trên bản đồ nguy cơ trượt lở đất Nói một cách khác bản đồ nguy cơ trượt đất phản ánh khá đúng hiện trạng khu vực Mô hình đánh giá trượt đất
ở đây là chấp nhận được
Bảng 2 Quan hệ giữa nguy cơ với hiện trạng trượt đất khu vực xã Đồng Bảng
TT Nguy cơ Diện tích (m2
) % diện tích Số điểm
trượt
% điểm trượt
Mật độ (điểm/km2
)
Tỷ số tần suất
1 Rất thấp 7590113,05 27,20 0 0,00 0,00 0,00
3 Trung bình 7335830,94 26,28 17 47,22 2,32 1,80
Trang 106 KẾT LUẬN
Trượt lở ở khu vực Đồng Bảng phụ thuộc
vào nhiều yếu tố trong đó có: độ dốc địa hình,
thạch học, mật độ khe nứt, vỏ phong hóa, mật
độ sông suối, hướng sườn và sử dụng đất Các
nhân tố này được phân tích đánh giá theo tần
suất trượt đất và được tích hợp để xây dựng bản
đồ nhạy cảm trượt đất với sự trợ giúp của của
các phần mềm GIS
Xét về độ dốc, trượt đất có xu hướng tăng
theo độ dốc cho tới khoảng 45° thể hiện bằng sự
tăng tỷ số tần suất theo hướng này Tương tự
như vậy nguy cơ trượt đất cũng tăng dần theo
mật độ khe nứt cho đến ngưỡng 8,4 km/km2 thì
giảm xuống
Về mặt thạch học, nguy cơ trượt đất cao nhất
rơi vào các lớp đất đá thuộc hệ tầng Cò Nòi: cát
kết, bột kết, phiến sét, phiến sét vôi Trong trầm
tích bở rời và đá vôi tương đối thuần, trượt đất
chưa thấy xảy ra
Đối với vỏ phong hóa, khả năng trượt đất đối
với vỏ dày trên 5m là cao và nguy cơ cao nhất ở
lớp vỏ trên 15m Đá gốc và vỏ phong hóa có bề
dày dưới 5m ít có khả năng trượt đất xảy ra
Xét về quan hệ với mật độ sông suối, nhìn
chung tỷ số tần suất phản ánh mức nguy cơ
trượt đất có xu thế tăng nhẹ theo chiều tăng của
mật độ sông suối, ngoại trừ cấp mật độ sông
suối 0,5 - 1,35 km/km2 có tỷ suất cao bất
thường và đạt tới mức cực đại
Trượt đất trong khu vực cũng chịu ảnh hưởng
của hoạt động nhân sinh Mức độ trượt đất tăng
dần theo mức độ tác động tăng dần của con
người vào tự nhiên thể hiện thông qua sử dụng
đất : lâm nghiệp nông nghiệp dân cư và
đất chuyên dụng
Bản đồ nguy cơ trượt đất được thành lập trên
cơ sở bản đồ nhạy cảm có được khi tích hợp 7
bản đồ nhân tố thành phần phản ánh khá đúng
hiện trạng trượt đất khu vực cho thấy mô hình
đánh giá trượt đất ở đây là phù hợp
Bản đồ nguy cơ trượt đất được chia thành 5 cấp: rất thấp, thấp, trung bình, cao và rất cao Phần lớn diện tích khu vực nghiên cứu có nguy
cơ trượt đất rất thấp và thấp Khu vực có nguy
cơ trượt đất cao và rất cao chiếm diện tích không đáng kể, song ở đây có sự ảnh hưởng nhiều của tác động nhân sinh
Nguy cơ trượt đất được đánh giá ở đây không tính tới hai yếu tố phát động trượt đất là động đất và mưa do khu vực nghiên cứu nhỏ, diện tích chưa đến 29 km2, nên các yếu tố này không thể hiện sự phân hóa theo không gian
Bài báo được hoàn thành với sự hỗ trợ của đề tài "Nghiên cứu đánh giá nguy cơ trượt lở đất khu vực xã Đồng Bảng, huyện Mai Châu, tỉnh Hòa Bình và đề xuất các giải pháp phòng tránh"
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Dieu Tien Bui et al, 2012 Landslide susceptibility assessment in the Hoa Binh province of Vietnam: A comparison of the Levenberg–Marquardt and Bayesian regularized neural networks Geomorphology 171–172 (2012) 12–29
2 Lee Saro, Tu Dan Nguyen, 2005 Probabilistic lanslide susceptibility mapping in the Lai Chau province of Vietnam: focus on the relationship between tectonic fracture and landslides Environment Geology 48, 778-787 Trần Trọng Huệ, 2000 Nghiên cứu đánh giá hiện tượng trượt lở khu vực mép nước hồ Hoà Bình, kiến nghị một số giải pháp phòng tránh
Đề tài Viện KHCNVN