Nghiên cứu nguyên nhân điều kiện hỗ trợ và đề xuất giải pháp giảm thiểu tai biến trượt lở đất đá tại một số tuyến đường giao thông miền núi tỉnh quảng nam

Tác giả xin chân thành cảm ơn đề tài “Nghiên cứu dự báo nguy cơ tai biến trượt lở mái dốc dọc theo các tuyến Quốc lộ trọng điểm miền núi tỉnh Quảng Nam và đềxuất giải pháp ứng phó” mã số

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-NGUYỄN NGỌC LINH

NGHIÊN CỨU NGUYÊN NHÂN, ĐIỀU KIỆN HỖ TRỢ VÀ

ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU TAI BIẾN THIÊN NHIÊN TRƯỢT LỞ ĐẤT ĐÁ TẠI MỘT SỐ TUYẾN ĐƯỜNG GIAO THÔNG MIỀN NÚI TỈNH QUẢNG NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2020

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-NGUYỄN NGỌC LINH

NGHIÊN CỨU NGUYÊN NHÂN, ĐIỀU KIỆN HỖ TRỢ VÀ

ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU TAI BIẾN THIÊN NHIÊN TRƯỢT LỞ ĐẤT ĐÁ TẠI MỘT SỐ TUYẾN ĐƯỜNG GIAO THÔNG MIỀN NÚI TỈNH QUẢNG NAM

Chuyên ngành: ĐỊA CHẤT HỌC

Mã số: 8440201.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS ĐỖ MINH ĐỨC

Hà Nội – 2020

LỜI CẢM ƠN

Sau thời gian học tập và rèn luyện tại Khoa Địa chất Trường Đại học Khoa học

Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội bằng sự biết ơn và kính trọng, tác giả xin gửi lờicảm ơn chân thành đến Ban Chủ nhiệm Khoa, các thầy cô trong Khoa đã nhiệt tìnhhướng dẫn, giảng dạy và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tác giả trong suốt quátrình học tập, nghiên cứu và hoàn thiện luận văn nghiên cứu khoa học này

Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Đỗ Minh Đứcngười thầy đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tác giả trong quá trình thực hiện luận văn.Xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè cùng đồng nghiệp, các cán bộ thuộcViện Địa công nghệ và Môi trường, đã tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện giúp đỡtác giả hoàn thành luận văn này

Tác giả xin chân thành cảm ơn đề tài “Nghiên cứu dự báo nguy cơ tai biến trượt

lở mái dốc dọc theo các tuyến Quốc lộ trọng điểm miền núi tỉnh Quảng Nam và đềxuất giải pháp ứng phó” mã số ĐTĐL.CN - 23/17 đã giúp đỡ trong quá trình thựchiện luận văn

Tuy nhiên điều kiện về năng lực bản thân còn hạn chế, luận văn thạc sĩ chắc chắnkhông tránh khỏi những thiếu sót Kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến của cácthầy cô giáo, bạn bè và đồng nghiệp để luận văn của tác giả được hoàn thiện hơn

Hà Nội, tháng 12 năm 2019

Tác giả

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

DANH MỤC HÌNH iv

DANH MỤC BẢNG v

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 3

1.1 Vị trí nghiên cứu 3

1.2 Điều kiện tự nhiên 4

1.2.1 Đặc điểm địa hình 4

1.2.2 Đặc điểm cấu trúc địa chất 6

1.2.3 Đặc điểm vỏ phong hóa 11

1.2.4 Đặc điểm thảm thực vật 11

1.2.5 Tài nguyên và khoáng sản 12

1.2.6 Đặc điểm mạng lưới thủy văn 14

1.2.7 Đặc điểm khí hậu 15

1.3 Đặc đểm kinh tế xã hội 2

1.3.1 Giao thông 2

1.3.2 Năng lượng 3

1.3.3 Công nghiệp và Nông nghiệp 3

1.3.4 Lâm nghiệp 4

1.3.5 Đặc điểm dân cư, xã hội 4

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 5

2.1 Cơ sở tài liệu 5

2.2 Tổng quan các phương pháp nghiên cứu 5

2.2.1 Nghiên cứu trượt lở đất trên Thế giới 7

2.2.2 Nghiên cứu trượt lở đất ở Việt Nam 11

2.3 Các phương pháp nghiên cứu 12

2.3.1 Các phương pháp nghiên cứu hiện trường 12

2.3.2 Các phương pháp nghiên cứu trong phòng 16

CHƯƠNG 3 HIỆN TRẠNG VÀ NGUYÊN NHÂN TRƯỢT LỞ DỌC CÁC TUYẾN ĐƯỜNG 40B VÀ ĐƯỜNG HỒ CHÍ MINH Ở TỈNH QUẢNG NAM 19

3.1 Hiện trạng trượt lở dọc các tuyến đường giao thông tỉnh Quảng Nam 19

3.1.1 Hiện trạng trượt lở tuyến đường 40B đi qua tỉnh Quảng Nam 21

3.1.2 Hiện trạng trượt lở tuyến đường Hồ Chí Minh đi qua tỉnh Quảng Nam 42 3.2 Đặc điểm của các nhóm yếu tố tác động đến phát sinh trượt lở tại tỉnh Quảng Nam 54

3.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của các dạng địa hình – địa mạo khác nhau đến trượt lở 55

3.2.2 Nghiên cứu đặc điểm địa chất và các loại hình vỏ phong hóa có khả

năng gây trượt lở 59

3.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố thủy văn và thảm thực vật 62

3.2.4 Ảnh hưởng của yếu tố thảm thực vật tới trượt lở trong khu vực nghiên cứu 66 3.2.5 Các yếu tố khí tượng thủy văn 66

3.2.6 Ảnh hưởng của các hoạt động nhân sinh trên mái dốc 68

3.3 Ảnh hưởng của mưa lơn đến ổn định mái dốc 69

3.3.1 Tổng quan về đặc điểm mưa ở Quảng Nam 69

3.3.2 Phân tích hệ số an toàn của mái dốc theo lượng mưa ở tỉnh Quảng Nam 71 3.3.3 Kết quả phân tích hệ số an toàn của mái dốc theo lượng mưa 72

3.4 Nguyên nhân của quá trình trượt lở dọc theo các tuyến giao thông tỉnh Quảng Nam 73

Chương 4 CÁC GIẢI PHÁP PHÒNG CHỐNG TRƯỢT LỞ TRÊN CÁC TUYẾN ĐƯỜNG GIAO THÔNG MIỀN NÚI TỈNH QUẢNG NAM 76

4.1 Tăng cường hiệu quả công tác khảo sát Địa chất công trình 76

4.2 Các giải pháp công trình 77

4.2.1 Các biện pháp xử lý tình thế, tạm thời để đảm bảo an toàn giao thông 77 4.2.2 Các biện pháp thiết kế thi công công trình phòng chống đất sụt bền vững hóa 79 4.2.3 Các biện pháp thiết kế công trình phòng chống đất sụt kiên cố hóa 80

4.2.4 Giải pháp cho một số tuyến đường cụ thể: 81

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 93

TÀI LIỆU THAM KHẢO 94

DANH

Hình 1.1 Vị trí các điểm trượt lở dọc hai tuyến đường 4

Hình 1.2 Bản đồ địa chất khu vực nghiên cứu (Nguyễn Địch Dỹ, Mai Thành Tân, 1996) 10

Hình 1.3 Sơ đồ phân vùng khí hậu tỉnh Quảng Nam 16

YHình 2.1 Phân bố lực tác dụng trên mái dốc 6

Hình 2.2 Lấy mẫu hiện trường 13

Hình 2.3 Đặc điểm hình thái khối trượt 13

Hình 2.4 Các thông số hình học của khối trượt 15

Hình 2.5 Hình mẫu mái dốc trong so sánh (Mochizuki) 18

YHình 3.1.Vị trí các điểm trượt theo bản đồ độ dốc địa hình tỉnh Quảng Nam .56

Hình 3.2.Vị trí các điểm trượt lở theo bản đồ mật độ phân cắt sâu địa hình tỉnh Quảng Nam 57

Hình 3.3.Vị trí điểm trượt theo bản đồ mật độ phân cắt ngang địa hình tỉnh Quảng Nam 58

Hình 3.4 Bản đồ hệ thống sống suối tỉnh Quảng Nam 63

Hình 3.5 Các điểm trượt trong lưu vực cấp 2 tỉnh Quảng Nam 63

Hình 3.6 Các điểm trượt trong lưu vực cấp 3 tỉnh Quảng Nam 64

Hình 3.7 Các điểm trượt trong lưu vực cấp 4 tỉnh Quảng Nam 64

Hình 3.8 Các điểm trượt trong lưu vực cấp 5 tỉnh Quảng Nam 65

Hình 3.9 Vị trí điểm trượt theo bản đồ thảm thực vật tỉnh Quảng Nam 66

Hình 3 10.Vị trí điểm trượt theo bản đồ phân bố lượng mưa trung bình tháng trong năm 2017 khu vực Quảng Nam 67

Hình 3.11 Phân bố dân cư tỉnh Quảng Nam 68

Hình 3.12 Đường cong đất nước của các mẫu 72

Hình 3.13 Kết quả phân tích hệ số an toàn của mẫu 01 và 02 với các trường hợp mưa 73

YHình 4.1 Mô hình cảnh báo sớm trượt lở 89

Hình 4.2 Trồng cỏ và cây bụi 90

Hình 4.3.Lớp phủ đá 90

Hình 4.4 Thảm phủ thực vật 91

Hình 4.5 Đặt các bản ghi sợi đất 91

Hình 4.6 Xây tường chắn chặn đất 92

Hình 4.7 Trồng cây chống trượt lở 92

YPhụ Lục 1 Mẫu phiếu khảo sát 98

DANH MỤ

Bảng 1 1 Các nhóm đất, diện tích và phân bố 13

Bảng 1.2 Diện tích các loại đất lâm nghiệp (đơn vị: ha) 13

YBảng 2.1 Bảng phân loại trượt đất đá (Varnes, 1978) 6

Bảng 2.2 Bảng tiêu chuẩn thí nghiệm được áp dụng 16

Bảng 2.4 So sánh giá trị của hệ số an toàn trong tính toán các phương pháp LEM 18

YBảng 3.1 Hiện trạng trượt lở tuyến đường Quốc lộ 40B đi qua tỉnh Quảng Nam 22 Bảng 3.2 Hiện trạng trượt lở tuyến đường Hồ Chí Minh đi qua tỉnh Quảng Nam 43

Bảng 3.3 Thống kê độ dốc ở tuyến đường Hồ Chí Minh và 40B 55

Bảng 3.4 Thống kê mật độ chia cắt sâu ở tuyến đường Hồ Chí Minh và 40B 57

Bảng 3.5 Thống kê mật độ chia cắt ngang ở tuyến đường Hồ Chí Minh và 40B 58

Bảng 3.6 Các loại vỏ phong hóa ở Quảng Nam ở tuyến đường 40B và HCM 61 Bảng 3.7 Mưa ngày lớn nhất thời kỳ 1977 – 2017 70

Bảng 3.8 Các thông số đầu vào dùng để so sánh trong mô hình 71

Bảng 3.9 Kết quả phân tích hệ số an toàn mẫu 01 và 02 với các trường hợp mưa 73

YBảng 4.1 Biện pháp xử lý tình thế, tạm thời để đảm bảo giao thông 77

Bảng 4.2 Biện pháp thiết kế biền vững hóa 79

Bảng 4.3 Biện pháp thiết kế kiên cố hóa 80

Bảng 4.4.Một số giải pháp cụ thể 82

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của nghiên cứu

Quảng Nam là một tỉnh thuộc vùng duyên hải Nam Trung Bộ, có địa hìnhnghiêng dần từ Tây sang Đông, hình thành ba kiểu địa hình rõ rệt vùng núi cao phíaTây, vùng trung du ở giữa và vùng đồng bằng ven biển phía Đông Quảng Nam có

hệ thống giao thông khá phát triển, đặc biệt vùng miền núi tỉnh Quảng Nam cónhiều tuyến đường giao thông quan trọng đi qua như đường Hồ Chí Minh, quốc

lộ 14B, 14D, 14E, 40B, 24C và các tỉnh lộ 604, 604, 607, 609, 610, 611, 614,

615, 616, 617, 618 (mới và cũ) và 620 Đây là những tuyến giao thông quan trọng,

có ý nghĩa chiến lược ở khu vực miền Trung nói chung và tỉnh Quảng Nam nóiriêng

Việc gia tăng dân số cũng như nhu cầu đi lại của người dân tăng cao, từ đó phảixây dựng, nâng cấp mở thêm các tuyến đường để thuận tiện giao thông đi lại trongkhu vực Tuy nhiên, từ đó cũng phát sinh nhiều vần đề về tai biến môi trường đedọa sự hoạt động ổn định của công trình Một trong những vấn đề đó là hiện tượngtrượt lở mái ta luy gây biến dạng và phá huỷ nền đường Hiện nay các điểm có nguy

cơ mất ổn định đã và đang được gia cố bằng nhiều biện pháp khác nhau như thayđổi mái dốc, xây tường chống giữ, thoát nước mặt và nước ngầm, làm lớp phủ bềmặt Như đã biết, trượt lở có thể xảy ra khi điều kiện cân bằng của khối đất đá ởmái dốc bị phá hủy Nguyên nhân gây trượt có thể hoặc là do độ bền của đất đá bịgiảm đi, hoặc là do trạng thái ứng suất ở mái dốc bị thay đổi theo chiều hướng bấtlợi, hoặc do cả hai nguyên nhân trên Theo Lomtadze [9], các nguyên nhân gâytrượt thường là: tăng cao độ dốc của mái dốc khi cắt xén, khai đào hoặc xói lở, khithi công mái quá dốc; giảm độ bền của đất đá do biến đổi trạng thái vật lí khi tẩmướt, trương nở, giảm độ chặt, phong hoá, phá huỷ kết cấu tự nhiên, các hiện tượng

từ biến trong đất đá; tác động của áp lực thuỷ tĩnh và thuỷ động lên đất đá, gây nênbiến dạng thấm (xói ngầm, chảy trôi, biến thành trạng thái cát chảy v.v.); biến đổitrạng thái ứng suất của đất đá ở trong đới hình thành mái dốc và thi công mái dốc;các tác động bên ngoài như chất tải trên mái dốc, địa chấn và vi địa chấn, v.v Mỗimột nguyên nhân riêng biệt kể trên đều có thể làm mất cân bằng của các khối đất đá

ở mái dốc, nhưng thông thường là do tác động đồng thời của một số trong nhữngnguyên nhân đó

Ở Việt Nam vấn đề trượt lở bờ dốc là hiện tượng phổ biến, đặc biệt là cáctỉnh miền núi Trượt lở bờ dốc thường có liên quan chặt chẽ đến các yếu tố về tựnhiên như địa chất, địa hình, khí hậu, lớp phủ thực vật và hoạt động nhân sinh Hiện

tượng trượt lở xảy ra đặc biệt nghiêm trọng vào mùa mưa lũ, thường gây ra nhữngthiệt hại không những ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển kinh tế xã hội mà còn

đe doạ đến cả tính mạng con người Do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, trong mấythập kỷ gần đây, thời tiết có những diễn biến bất thường và phức tạp Các cơn bão

và áp thấp nhiệt đới di chuyển vào nước ta thường xuyên, gây ra nhiều hậu quảnghiêm trọng đặc biệt với các tỉnh miền Trung nói chung và tỉnh Quảng Nam nóiriêng

Để làm sáng tỏ bản chất, quy luật phát sinh, phát triển trượt lở đất đá trên máidốc, từ đó đề xuất các giải pháp phòng chống thích hợp nhằm hạn chế tối đa hậu

quả của các hiện tượng trên, học viên lựa chọn đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu nguyên nhân, điều kiện hỗ trợ và đề xuất giải pháp giảm thiểu tai biến trượt lở đất đá tại một số tuyến đường giao thông miền núi tỉnh Quảng Nam”

2 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu

Xác định được các nguyên nhân và điều kiện tác động phát sinh, phát triển quántrình trượt lở đất đá tại các mái dốc tuyến đường giao thông vùng miền núi tỉnhQuảng Nam Đề xuất được các biện pháp xử lý phù hợp giảm thiểu tai biến trượt lởđất đá

Nghiên cứu các kiểu cấu trúc địa chất, các tính chất cơ lý và địa chất công trìnhcủa đất đá cấu tạo nên các sườn dốc Nghiên cứu đánh giá lịch sử trượt đã xảy ra,các giải pháp công nghệ phòng chống đã áp dụng trong khu vực Phân tích những

nguyên nhân dẫn đến tai biến trượt lở tại khu vực nghiên cứu Đánh giá các nhân tố tác động đến tai biến trượt lở tại khu vực nghiên cứu Đề xuất các giải pháp khoa

học công nghệ phòng chống trượt hiệu quả

Nội dung luận văn bao gồm:

- Mở đầu

- Chương 1: Tổng quan về khu vực nghiên cứu

- Chương 2: Cơ sở tài liệu và phương pháp nghiên cứu

- Chương 3: Hiện trạng và nguyên nhân trượt lở dọc các tuyến đường 40B và

Hồ Chí Minh ở tỉnh Quảng Nam

- Chương 4: Các giải pháp phòng chống trượt lở trên các tuyến đường 40B và

Hồ Chí Minh ở tỉnh Quảng Nam

- Kết luận

- Tài liệu tham khảo

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU

Quảng Nam có nhiều tuyến đường giao thông quan trọng đi qua như quốc lộ1A, đường Hồ Chí Minh, quốc lộ (14B, 14D, 14E), quốclộ 40B, quốclộ 24C

và các tỉnh lộ 604, 604, 607, 609, 610, 611, 614, 615, 616, 617, 618 (mới và cũ),

620 Đây là những tuyến giao thông quan trọng, có ý nghĩa chiến lược trong tất cảcác lĩnh vực của đất nước, khu vực miền Trung nói chung và tỉnh Quảng Nam nóiriêng

Tại Quảng Nam, trong những mùa mưa lớn kéo dài những năm gần đâythường gây trượt lở, trên tuyến đường Hồ Chí Minh qua Quảng Nam xảy ra gần 100điểm trượt Đoạn qua huyện Tây Giang có 60 điểm trượt lở nặng với tổng khốilượng đất đá 15.000m3; đoạn qua huyện Đông Giang có trên 30 điểm bị trượt lởnặng, với tổng khối lượng đất đá gần 12.000m3, trên tuyến quốc lộ 40B, tạiKm96+800, Km97+680, thuộc địa phận huyện Nam Trà My, gần 144.000 m3 đấttrượt lở, tràn xuống nền đường, gây ách tắc giao thông trên toàn tuyến cắt đườnggây nguy hiểm cho người tham gia giao thông cũng như gây ách tắc ngừng trệ giaothông nghiêm trọng Đây là hai tuyến đường giao thông huyết mạch nối với các tỉnhTây Nguyên, trước nguy cơ tai biến trượt lở diễn ra ngày càng phức tạp, tác độngtrực tiếp đến tình hình phát triển kinh tế xã hội và thậm chí đến cả tính mạng củacon người khi tham gia giao thông, việc nghiên cứu chi tiết về tai biến trượt lở, đánhgiá các yếu tố ảnh hưởng đến trượt lở và đưa ra được những giải pháp thích hợp chotuyến đường giao thông Quốc lộ là rất cần thiết và cấp bách

Tô, huyện Ngọc Hồi (tỉnh Kon Tum)

Tuyến đường Quốc lộ 40B được nâng cấp từ đường tỉnh lộ Đường Tỉnh 616(hay đường Nam Quảng Nam cũ) theo quyết định số 2825/QĐ-BGTVT của Bộ giaothông vận tải, ký ngày 16/09/2013 Tuyến đường Quốc lộ 40B mở rộng giao thôngliên vùng giữa các vùng trọng điểm kinh tế, kết nối cảng biển Kỳ Hà (Quảng Nam)với cửa khẩu quốc tế Bờ Y (Kon Tum), mở ra rất nhiều thuận lợi để phát triển kinh

tế - xã hội cho khu vực miền Trung – Tây Nguyên

Đường Hồ Chí Minh (đoạn qua Quảng Nam) Điểm đầu tại A Tép ranh giớigiữa tỉnh Thừa Thiên Huế và tỉnh Quảng Nam, Điểm cuối tại cầu Đắc Zôn ranh giớigiữa tỉnh Quảng Nam và tỉnh Kon Tum, dài 200km

Đường Hồ Chí Minh tiêu chuẩn đường cấp IV miền núi với bề rộng nềnđường 7,5 m, mặt đường 5,5 m kết cấu bê tông nhựa Đoạn qua thị trấn, thị tứ cómặt cắt 22,5 m

Khu vực nghiên cứu tập trung dọc theo Quốc lộ 40B và đường Hồ Chí Minhđoạn qua Quảng Nam, đi qua thành phố Tam Kỳ và các huyện Phú Ninh, TiênPhước, Bắc Trà My, Nam Trà My, Tây Giang, Đông Giang, Nam Giang và PhướcSơn

Hình 1.1 Vị trí các điểm trượt lở dọc hai tuyến đường

(Nguồn: Cổng thông tin điện tử tỉnh Quảng Nam)

1.2 Điều kiện tự nhiên

1.2.1 Đặc điểm địa hình

Trên địa bàn tỉnh Quảng Nam, địa hình phân dị rất phức tạp, gồm cả địa hìnhnúi, đồi, đồng bằng thung lũng sông và đồng bằng ven biển Chúng phát triển trêncác thành tạo móng cấu trúc Proterozoi, Paleozoi và Mezozoi [2, 10, 18] Các kiểu

địa hình phân bố phản ánh những đặc trưng của cấu trúc tân kiến tạo và hiện đại khuvực.

Núi trung bình bóc mòn - xâm thực phát triển trên cấu trúc nâng uốn nếp khốitảng địa lũy trong Tân kiến tạo phân bố dọc theo biên giới Việt - Lào, thuộc địaphận các huyện Tây Giang, Đông Giang, Nam Giang và Phước Sơn

Các dẫy núi chạy dài theo phương á kinh tuyến, cao trung bình từ 1600 1800m Chúng phát triển trên móng uốn nếp Paleozoi, do quá trình nâng lên tạo núiuốn nếp khối tảng dạng địa lỹ trong giai đoạn Tân kiến tạo Địa hình bị phân cắtmạnh mẽ có dạng tuyến, hình thành các mái dốc trên 450 Hình thái sườn thẳng,thuận lợi cho các quá trình bóc mòn, xâm thực, trượt lở đ Mật độ chia cắt sâu lớn,trung bình 100m/km2, mật độ chia cắt ngang >1,45 km/km2

-Núi trung bình - thấp bóc mòn - xâm thực phát triển trên cấu trúc nâng uốnnếp khối tảng dạng địa lũy trong giai đoạn Tân kiến tạo phân bố chủ yếu trên địabàn các huyện Đông Giang, Bắc Trà My và Nam Trà My Kiểu địa hình này pháttriển trên móng uốn nếp Paleozoi bị nâng lên tạo núi uốn nếp khối tảng dạng địa lũytrong giai đoạn Tân kiến tạo, gồm các dãy núi chạy theo phương á vỹ tuyến, caotrung bình từ 1000-1200m Mật độ chia cắt sât đạt >150m/km2, mật độ chia cắtngang đạt >2,18 km/km2 Các quá trình sườn phát triển, phổ biến là bóc mòn, xâmthực, trượt lở đất

Núi thấp bóc mòn - xâm thực phát triển trên cấu trúc uốn nếp vòm khối tảngtrong giai đoạn Tân kiến tạo phân bố ở địa phận các huyện Nam Giang, Tiên Phước.Kiểu địa hình này phát triển trên móng uốn nếp Mezozoi bị nâng lên uốn nếp dạngvòm khối tảng trong giai đoạn Tân kiến tạo, gồm các dẫy núi phát triển theo phương

á vĩ tuyến và ĐB-TN, cao trung bình từ 700 - 1000m Mật độ chia cắt sâu từ >100m/km2 và mật độ chia cắt ngang từ >0,7 km/km2 Các quá trình sườn phát triển: bócmòn, xâm thực, tích tụ, trượt lở đất Đồi, núi thấp bóc mòn - xâm thực phát triểntrên cấu trúc uốn nếp khối tảng trong giai đoạn Tân kiến tạo phân bố ở các huyệnĐại Lộc, Duy Xuyên, Hiệp Đức, Quế Sơn, Tiên Phước và Phú Ninh Chúng pháttriển trên cấu trúc móng uốn nếp Mezozoi bị nâng yếu dạng uốn nếp khối tầng trongTân kiến tạo, gồm các dẫy núi thấp, đồi phát triển theo phương ĐB-TN và á vĩtuyến, cao trung bình từ 200 - 600m Mật độ chia cắt sâu từ 50 - 100 m/km2 và mật

độ chia cắt ngang đạt >0,7 km/km2 Các quá trình sườn phát triển: bóc mòn, xâmthực, rửa trôi bề mặt và tích tụ Đồi bóc mòn - tích tụ phát triển trên cấu trúc nângyếu uốn nếp khối tảng trong giai đoạn Tân kiến tạo, phân bố trên địa bàn các huyệnQuế Sơn, Phú Ninh, Núi Thành, Tiên Phước và thành phố Tam Kỳ Chúng phát triểntrên móng uốn nếp bị nâng lên yếu dạng uốn nếp khối tảng trong giai đoạn Tân kiến

tạo, gồm các dẫy đồi phát triển theo phương á vĩ tuyến, cao trung bình từ 100-300m.Mật độ chia cắt sâu đạt <25 m/km2 và mật độ chia cắt ngang đạt >0,7 km/km2 Cácquá trình sườn phát triển: xâm thực, rửa trôi bề mặt và tích tụ

Ngoài ra, trên địa bàn tỉnh Quảng Nam còn phân bố các dạng địa hình cónguồn gốc xâm thực và kiến tạo Các dạng địa hình kiến tạo như: các "phaset" kiếntạo, sườn kiến tạo, các vách, bậc kiến tạo và đoạn thung lũng kiến tạo phân bố chủyếu dọc theo các thung lũng sông Pô Cô, Bung, Vu Gia, Côn, Tranh, Đắc My; cácđoạn thung lũng thẳng phát triển dọc theo đứt gẫy Dạng địa hình ngoại sinh như:các thung lũng treo phân bố ở dọc sườn đông nam các dẫy núi ở Quế Sơn, các dấutích mặt sang bằng Miocen giữa, Miocen muộn, Pliocen muộn… còn tồn tại trêncác bậc độ cao 1500-1800m, 900-1000m, 300-500m, 100-200m [3, 6, 7, 19, 20]

1.2.2 Đặc điểm cấu trúc địa chất.

Khu vực nghiên cứu nằm trong vùng có cấu tạo địa chất phân dị phức tạp Đây

là vùng bị phá hủy mạnh mẽ, rồi xây dựng lại qua nhiều thời kỳ địa chất khác nhau.Các thành tạo địa chất lộ ra ở trên địa bàn có tuổi từ Protezoizoi đến Kainozoi [13,

14, 19, 20, 22]

a) Địa tầng

Hệ tầng Khâm Đức (NP kđ) bao gồm chủ yếu là các đá biến chất, phân bố

rộng rãi trên địa bàn tỉnh Quảng Nam Chúng tạo thành dải kéo dài từ Phước Sơnqua Tiên Phước đến Phú Ninh Thành phần thạch học gồm phiến muscovit, phiếnbiotit, phiến amphibol, phiến thạch anh - plagioclas - biotit, gneis biotit, phiến 2mica - graphit, gneis biotit - granat Chiều dày chung của hệ tầng từ 5000 - 5800m

Hệ tầng Núi Vú (NP-1 nv) phân bố thành dải có phương á vỹ tuyến, từ Phước Sơn,

Bắc Trà My đến Tiên Phước Thành phần thạch học gồm: phiến amphibol, phiến thạch anh-mica, phiến thạch anh-sericit, phiến silic Chiều dày của

plagioclas-hệ tầng Núi Vú từ 1200 - 1600m

Hệ tầng A Vương ( 2 -O 1 av) phân bố thành những dải chạy theo phương á vỹ

tuyến từ Tây Giang đến Đông Giang và từ Tây Giang đến Phước Sơn Thành phầnthạch học gồm: phiến sericit - thạch anh, phiến sét đen, cuội kết, cát kết quarzit,silic, đá hoa dạng khối, đá hoa dạng sọc dải, phiến sericit, carbonat xen lớp mỏngcát kết quarzit Bề dày chung của hệ tầng 3100m

Hệ tầng Long Đại (O 1-S lđ) phân bố chủ yếu ở địa bàn huyện Tây Giang.

Thành phần thạch học gồm: cát kết xen kẽ bột kết, phiến sét, các lớp mỏng hoặcthấu kính phun trào axit bị biến chất, phiến sét, bột kết

Hệ tầng Tân Lâm (D 1-2 tl) phân bố ở BHa Lêê và A Tép (huyện Tây Giang).

Thành phần thạch học gồm cát kết ít khoáng, cát kết quarzit, cát bột kết, phiến sét,thấu kính cuội sạn kết và cuội kết Chiều dày từ 700 - 750m

Hệ tầng Sông Bung (T 1 sb) lộ ra ở khu vực ngã ba sông Bung và sông A

Vương, trên địa bàn huyện Tây Giang, phía tây huyện Nông Sơn và dọc biên giớiViệt - Lào thuộc huyện Nam Giang Thành phần thạch học gồm: cát kết, cát kết tuf,ryolit porphyr, cát kết xen bột kết, bột kết chứa vôi xen các lớp ryolit Chiều dày của

hệ tầng 1820m

Hệ tầng Nông Sơn (T 3n-r ns) phân bố ở huyện Nam Giang Thành phần

thạch học gồm: cuội kết xen cát kết, bột kết, phiến sét và các lớp than Chiều dàycủa hệ tầng từ 950 - 1000m

Các trầm tích Jura gồm hai hệ tầng: Khe Rèn có tuổi Jura sớm và hệ tầng HữuChánh có tuổi Jura giữa

Hệ tầng Khe Rèn (J 1 kr) phân bố ở huyện Đông Giang Thành phần thạch

học gồm: sét vôi, vôi sét, bột kết chứa nhiều mùn hữu cơ, cát kết vôi, cát kết thạchanh hạt vừa, phiến sét Chiều dày là 210m

Các tầm tích lục địa màu đỏ thuộc hệ tầng Hữu Chánh (J 2 hc) nằm chỉnh hợp

trên hệ tầng Khe Rèn, phân bố ở Đông Giang, Nam Giang Thành phần thạch họcgồm: cát kết hạt nhỏ xen bột kết màu nâu đỏ, đôi khi có chứa vôi, muscovit, xen lớpmỏng sét kết, bột kết Chiều dày là 320m

Hệ tầng Đại Nga (N 2 -Q 1 đn) phân bố ở Phước Năng (huyện Phước Sơn).

Thành phần thạch học gồm: bazan hai pyroxen, plagiobazan, bazan plagioclas, bazan olivin-augit và bazan olivin Chiều dày là 150m

Phức hệ Tà Vi (NP tv) lộ ra ở phía nam Phước Sơn, có dạng vỉa, thấu kính

xuyên chỉnh hợp trong thành tạo của hệ tầng Khâm Đức Thành phần thạch họcgồm: gabro, gabroamphibolit dạng thấu kính

Phức hệ Trà Bồng (NP tb) phân bố ở địa bàn huyện Bắc Trà My và Nam Trà

My Thành phần thạch học gồm: granođiorit, điorit

Phức hệ Chu Lai (NP cl) phân bố ở huyện Phước Sơn Thành phần gồm:

plagiogranit, migmatit, granit migmatit và granitogneis

Phức hệ Hiệp Đức (PZ 1 hđ) phân bố ở thành phố Tam Kỳ Thành phần

gồm: olivinit, đunit, harburgit, pyroxenit

Phức hệ Núi Ngọc (PZ 1 nn) phân bố ở khu vực Đức Phú, Núi Ngọc, Đăk

Sa và Quế Lưu Thành phần gồm: gabro, gabrođiabas, điabas và các đá bị lục hóa

Phức hệ Điệng Bông (PZ đb) có thành phần gồm: plagiogranit, tonalit biotit

có horblenđ bị ép dạng gneis, plagiogranit giàu thạch anh

Phức hệ Đại Lộc (D 1 đl) phân bố ở huyện Đại Lộc và Đông Giang Thành

phần gồm: granit biotit sẫm màu, granit biotit có muscovit, granit 2 mica sáng màu,hạt nhỏ, mạch aplit, pegmatit có muscovit, thạch anh, turmalin

Phức hệ Bến Giằng - Quế Sơn (PZ 1 bg-qs) phân bố ở huyện Đông Giang

và Nam Giang Thành phần gồm: gabrodiorit horblend, diorit horblend - biotit,diorit thạch anh

Phức hệ Chà Val (T 3 cv) phân bố ở huyện Nam Giang Thành phần gồm:

gabro pyroxen, gabrodiorit có pyroxen hạt nhỏ

Phức hệ Hải Vân (aT 3 hv) phân bố ở huyện Tây Giang và Đông Giang.

Thành phần gồm: granit biotit, granit 2 mica, granodiorit biotit

Phức hệ Đèo Cả ( K đc) có thành phần gồm: granođiorit biotit, monzonit

thạch anh, granomonzonit biotit có horblenđ, granosyenit có horblenđ, granosyenitbiotit

Phức hệ Bà Nà (K-E bn) phân bố ở huyện Đông Giang và Nam Giang.

Thành phần đá gồm: granit biotit, granit hai mica, granit aplit có granat

c) Cấu trúc địa chất

Trên bình đồ cấu trúc khu vực, tỉnh Quảng Nam nằm ở phần cực nam của đớicấu trúc Trường Sơn và phần phía bắc địa khối Indosini, gồm các cấu trúc bậc caokhác nhau, được phân cách bởi các đới đứt gãy sâu

Phức nếp lồi A Vương phân bố theo phương á vỹ tuyến ở các huyện TâyGiang, Đông Giang, Nam Giang và Phước Sơn, được cấu tạo bởi các phức hệNeoproterozoi - Paleozoi hạ, Paleozoi hạ, Paleozoi trung, Paleozoi thượng -Mesozoi hạ và Mesozoi thượng - Kainozoi

Phức nếp lõm Nông Sơn phân bố ở huyện, Đông Giang, được cấu tạo bởi cácphức hệ Neoproterozoi, Paleozoi hạ, Mesozoi hạ và Mesozoi thượng

Phức nếp lồi Khâm Đức phân bố ở huyện Phước Sơn, Bắc Trà My, Nam Trà

My, Tiên Phước và thành phố Tam Kỳ, được cấu tạo bởi các phức hệ Neoproterozoi, Paleozoi hạ và Kainozoi

Meso-Hệ thống đứt gãy có phương ĐB-TN, TB-ĐN, á vĩ tuyến và á kinh tuyến Cácđứt gẫy phương TN-ĐN phân bố chủ yếu ở các huyện Tây Giang, Đông Giang vàPhước Sơn Các đứt gẫy phương á vỹ tuyến phân bố ở các huyện Đông Giang, BắcTrà My, Tiên Phước và thành phố Tam Kỳ Các đứt gẫy phương ĐB-TN phân bố ởcác huyện Hiệp Đức, Quế Sơn và Thăng Bình

d) Cấu trúc kiến tạo

Trên bình đồ cấu trúc khu vực, tỉnh Quảng Nam nằm ở phần cực nam của đớicấu trúc Trường Sơn và phần phía bắc địa khối Indosini, gồm các cấu trúc bậc caokhác nhau, được phân cách bởi các đới đứt gãy sâu Phức nếp lồi A Vương phân bốtheo phương á vỹ tuyến ở các huyện Tây Giang, Đông Giang, Nam Giang và PhướcSơn, được cấu tạo bởi các phức hệ Neoproterozoi - Paleozoi hạ, Paleozoi hạ,Paleozoi trung, Paleozoi thượng - Mesozoi hạ và Mesozoi thượng - Kainozoi Phứcnếp lõm Nông Sơn phân bố ở các huyện Nông Sơn, Đông Giang, Duy Xuyên vàHiệp Đức, được cấu tạo bởi các phức hệ Neoproterozoi, Paleozoi hạ, Mesozoi hạ vàMesozoi thượng Phức nếp lồi Khâm Đức phân bố ở huyện Phước Sơn, Bắc Trà My,Nam Trà My, Tiên Phước và thành phố Tam Kỳ, được cấu tạo bởi các phức hệMeso-Neoproterozoi, Paleozoi hạ và Kainozoi

Hệ thống đứt gãy có phương ĐB-TN, TB-ĐN, á vĩ tuyến và á kinh tuyến Cácđứt gẫy phương TN-ĐN phân bố chủ yếu ở các huyện Tây Giang, Đông Giang vàPhước Sơn Các đứt gẫy phương á vỹ tuyến phân bố ở các huyện Đông Giang, BắcTrà My, Tiên Phước và thành phố Tam Kỳ Các đứt gẫy phương ĐB-TN phân bố ởcác huyện Hiệp Đức, Quế Sơn và Thăng Bình

Hình 1.2 Bản đồ địa chất khu vực nghiên cứu

(Nguyễn Địch Dỹ, Mai Thành Tân, 1996)

1.2.3 Đặc điểm vỏ phong hóa

Trong khu vực nghiên cứu các loại đá, nhóm đá rất đa dạng và phong phú,mức độ phong hóa không đồng đều Nhiều diện tích độ dốc lớn, bề mặt xảy ra quátrình bóc mòn, xẻ rãnh mạnh mẽ lộ ra phần đá gốc, nhưng nhiều nơi nằm dọc cácđới đứt gãy hoặc đá có thành phần hạt mịn, đá magma, nên vỏ phong hóa khá dày.Kết quả xử lý tài liệu hiện có và kết quả điều tra khảo sát thực địa thấy đặc điểm vỏphong hóa theo các nhóm đá có mặt trong vùng như sau:

Vỏ phong hóa Ferosialit: với đặc điểm thạch học là sét loang lổ, thành phần

khoáng vật: kaolin – geothit – hydromica, kaolin – geothit – hydromica, tuổiNeogen, Đệ Tứ Vỏ phong hóa Ferosilit tuổi Neogen có diện phân bố ở các huyệnTiên Phước, Phú Ninh.Nơi mà vùng núi phát triển trên các bề mặt san bằng cổ bịphân cắt trung bình, tồn tại trên độ cao từ 200 – 600m Phát triển trên hầu hết cácloại đá và các dạng địa hình khác nhau, từ gò đồi thấp, thoải đến vùng núi cao Theomặt cắt, thường có 5 đới: Thổ nhưỡng, sét loang lỗ hoặc sẩm màu, sét sáng màu,Saprolit và đá gốc Độ dốc địa hình từ 10 – 30 độ

Vỏ phong hóa Sialferit: với đặc điểm thạch học sét sẫm màu, thành phần

khoáng vật Kaolin – hydromica – geothit, tuổi Đệ Tứ Phân bố chủ yếu dọc cácthung lũng giữa núi ở huyện Bắc Trà My Phát triển khá phổ biến trên các đá granit,ryolit, đá phiến, lục nguyên xen phun trào acid, đá phiến kết tinh thạch anh Felspat.Theo mặt cắt, thường có 5 đới: Đá gốc, đới Saprolit (0,5 – 1,5m), đới sét sáng màu(Sialit từ 1 – 2m đến 30 – 40 m), đới sét loang lỗ (ở phần dưới thấp dày 3 – 4m;phía trên cao dày từ 1 – 1,5m) và đới thổ nhưỡng (0,2 – 0,8m) Độ dốc địa hình từ

10 – 20 độ

Vỏ phong hóa Sialit: với đặc điểm thạch học là sét sáng màu, thành phần

khoáng vật kaolin – hydromica tuổi P3 Phân bố chủ yếu ở huyện Nam Trà My Vỏnày phát triển trên cả bề mặt san bằng và các sườn có độ dốc khác nhau Trên các bềmặt san bằng, vỏ có mức độ trưởng thành cao hơn và bề dày mặt cắt lớn hơn ở phầnsườn Được hình thành trên các đá gốc acid (granit, ryolit, pegmatit) trên các địahình khác nhau, đặc biệt trên mặt san bằng Đới sét thường có màu trắng đục, trắngxanh, trắng xám, đôi khi phớt vàng; bảo tồn ít nhiều cấu tạo đá gốc hoặc ở dạng mịndẻo, bở rời Thành phần chủ yếu là SiO2 và Al2O3 (SiO2 = 40 – 70 %; Al2O3 = 12 –

22 %) Theo mặt cắt, thường có 4 đới: Đá gốc, Saprolit, sét sáng màu (Sialit) và thổnhưỡng Độ dốc địa hình từ 10 – 20 độ

1.2.4 Đặc điểm thảm thực vật

Trong khu vực nghiên cứu, thảm thực vật phát triển rất phong phú và đa dạng.Trong đó, kiểu thảm thực vật rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới phân bố phổ

biến ở phía tây, tây nam và nam tỉnh Quảng Nam, trên những dải núi cao ở dọc biêngiới Việt - Lào và núi Ngọc Linh Cấu trúc loại rừng này có các tầng: vượt tán, sinhthái, dưới tán, cây bụi thấp và cỏ tuyết Rừng kín rụng lá hơi ẩm nhiệt đới thườngphát triển tại các vùng có lượng mưa trung bình, thấp phân bố phổ biến ở các vùngđồi, núi thấp Tỷ lệ cây rụng lá chiếm trên 75% Loại hình này có cấu trúc 2 tầng,trong đó tầng cao phát triển dầy, liên tục gồm những cây rụng lá và có những dâyleo thân gỗ Tầng cỏ chiếm ưu thế là các cây thân gỗ, cây bụi nhỏ rải rác Thảmthực vật ở vùng đồng bằng bao gồm các loại cây trồng khác nhau như: lúa nước,ngô, khoai, các loại cây mầu khác; các loại cây lấy gỗ như: tre, bạch đàn, xoan vàcác loại cây ăn quả như: nhãn, cam, chanh, bưởi Thảm thực vật dải cát ven biển rấtnghèo nàn với các cây chịu khô hạn, gồm: mòng biển, phi lao, keo, dương Theo sốliệu thống kê, diện tích rừng tự nhiên ở tỉnh Quảng Nam còn khoảng 477000 ha vớitrữ lượng gỗ 30 triệu m3 và 50 triệu cây tre nứa Trong đó, rừng giàu có khoảng

10000 ha, phân bố chủ yếu ở các đỉnh núi Rừng nghèo, rừng trung bình và rừng táisinh có trữ lượng gỗ khoảng 69m3/ha Ngoài gỗ (sản lượng khai thác có thể đạtkhoảng 80000 m3/năm), trong rừng còn có hệ động, thực vật phong phú với các loạilâm sản quý như: quế, trầm, song, mây Ngoài ra, vùng đất đồi, núi thấp phát triểnrừng trồng, cây công nghiệp dài ngày, cây ăn quả và cây dược liệu quý

1.2.5 Tài nguyên và khoáng sản

- Khoáng sản

Tài nguyên khoáng sản ở Quảng Nam khá phong phú và đa dạng về loại hình

và trữ lượng Hiện tại đã phát hiện được các mỏ và điểm quặng, một số mỏ đã vàđang khai thác phục vụ cho phát triển kinh tế ở địa phương Khoáng sản bao gồm:nguyên liệu cháy, kim loại (kim loại màu, kim loại đen, kim loại quý hiếm…), phikim loại (phân khoáng, vật liệu xây dựng) và nước khoáng Than đá đang khai thácvới sản lượng đạt 500000 tấn/năm Vàng gốc và vàng sa khoáng đã và đang đượckhai thác với sản lượng khoảng vài trăm kilôgam/năm Cát trắng công nghiệp có trữlượng lớn, phân bố chủ yếu ở dải ven biển phía đông bắc tỉnh Quảng Nam Hiệnnay đã thăm dò được 18 mỏ nước khoáng nóng có chất lượng tốt Các khoáng sản:khí mêtan, uranium, nguyên liệu làm xi măng được đánh giá có trữ lượng vào loạilớn ở miền Trung Ngoài ra, trên địa bàn tỉnh Quảng Nam còn rải rác phân bố cácloại đá granit, đất sét, cát thủy tinh, titan, cao lanh, mica… cung cấp nguyên liệucho các ngành xây dựng, công nghiệp sành sứ và thủy tinh

- Tài nguyên đất

Quảng Nam có tổng diện tích tự nhiên là 1.040.683 ha được hình thành từcác loại đất khác nhau, gồm các cồn cát và đất cát ven biển, đất phù sa sông, đất phù

sa biển, đất xám bạc màu, đất đỏ vàng, đất thung lũng, đất bạc màu xói mòn trơ sỏiđá Trong đó, nhóm đất phù sa ven sông là nhóm quan trọng nhất trong phát triểncây lương thực, thực phẩm và cây công nghiệp ngắn ngày Nhóm đất đỏ vàng vùngđồi núi thuận lợi cho việc trồng rừng, cây công nghiệp và cây ăn quả dài ngày.Nhóm đất cát ven biển đang được khai thác cho mục đích nuôi trồng thủy sản.

Bảng 1 1 Các nhóm đất, diện tích và phân bố S

Hội An, Điện Bàn, Duy Xuyên, Quế Sơn, Thăng Bình, Tam Kỳ, Núi Thành

Hội An, Điện Bàn, Duy Xuyên, Quế Sơn, Thăng Bình, Tam Kỳ, Núi Thành

10 Trơ sỏi đá 1.530 0,98 Đông Giang, Đại Lộc, Duy XuyênTrong tổng diện tích 1.040.683 ha, diện tích đất lâm nghiệp chiếm tỉ lệ lớnnhất (49,4%), kế tiếp là đất dành cho sản xuất nông nghiệp, đất thổ cư và đấtchuyên dùng Diện tích đất trống đồi trọc, đất cát ven biển chưa được sử dụng cònchiếm diện tích lớn

Bảng 1.2 Diện tích các loại đất lâm nghiệp (đơn vị: ha) Loại đất lâm nghiệp Diện tích (ha) Tỷ lệ (%)

1.2.6 Đặc điểm mạng lưới thủy văn

Trên địa bàn khảo sát, mạng lưới thủy văn phát triển dày đặc với các dòngsông, suối ngắn, dốc và nhiều thác ghềnh

Sông Tranh là phụ lưu của sông Thu Bồn, bắt nguồn từ phía nam tỉnh QuảngNam, trên địa bàn các huyện Nam Trà My, Bắc Trà My, chảy theo phương á kinhtuyến từ phía nam lên phía bắc Phần thượng nguồn có lòng sông hẹp, dốc và nhiềuthác ghềnh Quá trình xâm thực sâu chiếm ưu thế Ở phần trung lưu (từ huyện BắcTrà My đến huyện Hiệp Đức), lòng sông mở rộng, uốn khúc mạnh mẽ, nhiều đoạn

có lắng đọng trầm tích Đệ tứ Phần hạ lưu, thung lũng sông chảy trong vùng đồi vàđồng bằng theo phương Tây Bắc – Đông Nam trên địa bàn các huyện Tiên Phước,lòng sông mở rộng, thoải, quá trình xâm thực ngang chiếm ưu thế Bình đồ mạnglưới sông có dạng "lông chim"

Sông Tam Kỳ bắt nguồn từ sườn phía bắc núi Chùa, trên độ cao từ 700 - 900mthuộc huyện Bắc Trà My và Núi Thành Sông Tam Kỳ chảy theo phương á kinhtuyến, qua các huyện Núi Thành, Phú Ninh rồi theo phương á vỹ tuyến chảy quathành phố Tam Kỳ đổ vào vũng An Hòa (huyện Núi Thành) Trên hệ thống sông này

đã xây dựng hồ Phú Ninh với diện tích mặt hồ khoảng 37km2, dung tích 370 triệumét khối nước Đập tràn xả lũ của hồ xây dựng ở xã Tam Xuân, dài 550m, đậpchính có kết cấu đập đất, được xây dựng ở xã Tam Thái dài 30m, hai đập phụ xâydựng ở xã Tam Dân và Tam Đại, dài 750m Các khe suối đổ vào hồ có trắc diệnngang dạng hẻm dốc, trắc diện dọc dốc, nhiều thác ghềnh Quá trình xâm thực sâucủa các sông, suối rất phát triển Bờ hồ có dạng khúc khuỷu, quá trình xói lở bờ hồphát triển

Nhìn chung, mạng lưới thủy văn khu vực khảo sát phát triển khá dầy đặc vớicác hệ thống sông chính: sông Tranh và sông Tam Kỳ Hệ thống sống chảy theo hai

phương chính: á kinh tuyến và á vĩ tuyến Lòng sông dốc, nhiều thác ghềnh vàchuyển khá đột ngột từ miền núi xuống đồng bằng trũng thấp Đây chính là mộttrong những yếu tố quan trọng gây lũ lụt thường xuyên khi có mưa lớn trong thờigian ngắn.

1.2.7 Đặc điểm khí hậu

Tỉnh Quảng Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa hiển hình, nhiệt

độ cao và ít biến động Khí hậu Quảng Nam là nơi chuyển tiếp, đan xen giữa khíhậu miền Bắc và miền Nam, mỗi năm có 2 mùa rõ rệt: mùa mưa kéo dài từ tháng 8đến tháng 12 và mùa khô từ tháng 1 đến tháng 7, thỉnh thoảng có những đợt rét mùađông nhưng không đậm và không kéo dài

Ngoài sự phân hóa theo chiều cao, khí hậu tỉnh Quảng Nam còn bị phân hóatheo mức độ ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc và gió mùa Tây Nam Chế độ gióthay đổi theo mùa rõ rệt và chịu ảnh hưởng nhiều về hướng phân bố của dải núiTrường Sơn Dãy núi Bạch Mã tách khỏi dải núi Trường Sơn, chạy theo phương á vĩtuyến đâm thẳng ra phía biển cùng với dãy núi Ngọc Linh ở phía nam với độ caolớn, đạt 2598m, đã ảnh hưởng trực tiếp đến khí hậu ở tỉnh Quảng Nam Gió mùađông thường ưu thế là gió Đông Bắc Xen kẽ giữa các đợt gió mùa Đông Bắc lànhững luồng gió Đông, Đông Nam phát triển Gió mùa hè là gió Tây Nam và Nam.Vào tháng 7, hướng gió Tây Nam chiếm ưu thế với tần suất khoảng 30 - 50% Giómùa Đông Bắc làm cho nhiệt độ hạ thấp ở vùng núi cao kèm theo hiện tượng sươngmuối, sương giá Gió mùa Tây Nam vốn là luồng không khí có hàm lượng ẩm cao,nhưng khi vượt qua dải núi Trường Sơn đã trở thành luồng gió nóng khô Đó là gióTây khô nóng (hay còn gọi là gió Lào) Gió này có từ tháng 4 đến tháng 8, nhiệt độkhông khí tới 39 - 400C, độ ẩm có lúc chỉ còn 30 - 45%

Tỉnh Quảng Nam là nơi chịu tác động thường xuyên và mạnh mẽ của cácnhiễu động khí quyển quy mô lớn như: bão, áp thấp nhiệt đới, front lạnh, hội tụnhiệt đới Đây là các hình thể thời tiết thường gây ra mưa lớn trên phạm vi rộng,lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 2800 -3000 mm/năm; lượng mưa cao nhấtvào các tháng 10, 11, trung bình từ 550 - 1000 mm/tháng; thấp nhất vào các tháng 1,

2, 3, 4, trung bình từ 20-40 mm/tháng Trên địa bàn tỉnh Quảng Nam, lượng mưatrung bình năm phân bố không đều theo không gian; theo chiều hướng tăng dần từphía biển vào sâu trong đất liền (từ phía đông sang phía tây) Lượng mưa trung bìnhnăm lớn nhất phân bố ở huyện Nam Trà My Đây là một tâm mưa lớn nhất tỉnh, đạtkhoảng từ 3600 mm/năm đến >4000 mm/năm Trên sườn đông dải núi Trường Sơn

từ huyện Tây Giang, Đông Giang, Nam Giang đến Phước Sơn, lượng mưa trungbình năm đạt giá trị lớn, từ 3200 - 3600 mm/năm

Hình 1.3 Sơ đồ phân vùng khí hậu tỉnh Quảng Nam

(Nguồn: Trung tâm dự báo khí tượng thủy văn tỉnh Quảng Nam)

1.3 Đặc đểm kinh tế xã hội

Tỉnh Quảng Nam có vị trí địa lý quan trọng của vùng duyên hải miền Trung vàTây Nguyên, nơi đây vừa có đường biên giới với nước bạn Lào, vừa có đường bờ biểndài hàng trăm kilomet, thuận lợi cho việc phát triển kinh tế đa ngành, đa lĩnh vực Đặcbiệt, tỉnh Quảng Nam có 2 di sản văn hóa thế giới: Phố cổ Hội An và Thánh địa MỹSơn cùng với nhiều khu du lịch, nghỉ dưỡng đẹp, các công trình văn hóa, lịch sử: đềnchùa, miếu mạo thu hút nhiều khách du lịch trong nước và quốc tế thăm quan, nghỉdưỡng những điều kiện địa lý tự nhiên cùng với con người Quảng Nam mến kháchrất thuận lợi cho phát triển kinh tế tm, dịch vụ và du lịch

1.3.1 Giao thông

Hệ thống giao thông trên địa bàn tỉnh Quảng Nam rất thuận lợi cho việc giao lưugiữa các tỉnh trong vùng, với các tỉnh ở vùng khác và với nước bạn Lào Hệ thống giaothông đường bộ rất phát triển Đặc biệt, trên địa bàn tỉnh Quảng Nam có hai trục quốc

lộ (QL) chính chạy hướng bắc - Nam: QL1A ở phía đông và Đường Hồ Chí Minh(ĐHCM) ở phía tây Hai quốc lộ này cùng với các quốc lộ: QL14B, QL14D, QL14E,QL14G, QL40B, QL24C và các tỉnh lộ hình thành mạng lưới giao thông thuận lợi chogiao thương với các tỉnh bạn và với các nước bạn Ngoài ra, trên địa bàn tỉnh QuảngNam còn có mạng lưới tỉnh lộ (TL), đường liên huyện, liên xã và đường giao thôngnông thôn phục vụ cho phát triển kinh tế - xã hội ở địa phương

Hệ thống đường sắt Bắc - Nam chạy qua tỉnh Quảng Nam đã tạo điều kiện thuậnlợi trong giao thương hàng hóa, vận tải hành khách, phục vụ đắc lực trong công cuộcphát triển kinh tế ở địa phương

Quảng Nam có mạng lưới sông suối dày đặc là điều kiện thuận lợi phát triển hệthống giao thông đường thủy để vận chuyển hàng hóa Cảng Kỳ Hà và Chu Lai đóngvai trò hết sức quan trọng trong phát triển kinh tế vùng, phát triển khu kinh tế trọngđiểm miền Trung và Tây Nguyên

Hình 1.7 Sơ đồ các tuyến giao thông trọng điểm tỉnh Quảng Nam

1.3.2 Năng lượng

Trước đây, khu vực nghiên cứu là một trong những vùng có ít nguồn cung cấpđiện mà chủ yếu phải nhận điện từ miền Bắc chuyển vào và từ miền Nam chuyển ra.Hiện nay, các đường dây tải điện 500kV, 220kV và các trạm biến áp được đầu tư xâydựng, phục vụ cung cấp điện cho các vùng trong khu vực này Nơi đây, có nhà máythủy điện, Trà Linh 3, sông Tranh 1, sông Tranh 2 đã và đang được xây dựng và vậnhành, một mặt cung cấp điện cho lưới điện quốc gia, cung cấp điện sinh hoạt cho cưdân địa phương, mặt khác điều hòa nước mặt, phòng chống lũ lụt, phục vụ đắc lực cho

sự nghiệp phát triển kinh tế - xã hội

1.3.3 Công nghiệp và Nông nghiệp

Công nghiệp: ngành công nghiệp khai thác và chế biến khoáng sản phát triển khámạnh Nhiều doanh nghiệp tiến hành khai thác đá ốp lát, đá xây dựng, khai thác sétlàm gạch ngói và khai thác cát, sạn, sỏi Công nghiệp chế biến nông – lâm đang đượcchú trọng phát triển, trên cơ sở tích cực khai thác và nuôi trồng nguyên liệu tại các địaphương Có thể kể đến như mô hình trồng Sâm Ngọc Linh được nhà nước công nhận

là sản phẩm quốc gia từ năm 2017 (Quyết định 787/QĐ-TTg ngày 05/6/2017)

Nông nghiệp: trong sản xuất nông nghiệp, trồng trọt vẫn là ngành sản xuất chính,trong đó trồng cây lương thực là cơ bản Nhóm đất phù sa thuộc hạ lưu các con sôngthích hợp với trồng lúa, cây công nghiệp ngắn ngày, rau đậu; nhóm đất đỏ vàng ở vùngtrung du miền núi thích hợp với cây công nghiệp dài ngày (cây keo,…), cây đặc sản,cây dược liệu ( cây quế, sâm Ngọc Linh …)

40B

1.3.4 Lâm nghiệp

Trên khu vực khảo sát, diện tích rừng tự nhiên và trữ lượng gỗ có xu hướng giảmdần không chỉ do xây dựng các công trình thủy điện, thủy lợi, giao thông, khu tậptrung dân cư, mà còn do nạn phá rừng, cháy rừng khai thác lâm sản quý hiếm, khoángsản bừa bãi Lâm sản có nhiều loại quý như: lim, gụ, sến, gõ, táu và song, mây, tre,nứa, nhiều loại thú rừng đã bị cạn kiệt trong các khu rừng nguyên sinh, chỉ còn một sốloài với số lượng hạn chế: hươu, nai, lợn rừng, gấu Để hạn chế tác hại của thiên tai,việc trồng rừng đã được coi trọng Công tác bảo vệ rừng, giao đất, giao rừng ngàycàng được chú trọng để giải quyết vấn đề định canh, định cư của cư dân Tiếp tục thựchiện mục tiêu tăng cường vốn rừng, tăng độ che phủ lên trên 45% vào năm tới Chútrọng trồng các loại cây quế, ca cao, chè, cây nguyên liệu giấy, sợi và các loại cây lấy

gỗ có nguồn gốc bản địa Xây dựng phương án đóng cửa rừng, bảo vệ rừng đặc dụng,rừng nguyên sinh và rừng đầu nguồn

1.3.5 Đặc điểm dân cư, xã hội

Dọc tuyến Quốc lộ 40B và đường Hồ Chí Minh đoạn qua Quảng Nam, dân cưsinh sống khoảng 300.000 người, Mật độ dân số trung bình của 6 huyện miền núi gồmĐông Giang, Tây Giang, Nam Giang, Phước Sơn, Bắc Trà My và Nam Trà My là dưới

20 người/km2 Tỷ lệ dân cư sống ở nông thôn chênh lệch rất nhiều so với ở thành phố,đời sống còn rất khó khăn

Đồng bào sinh sống chủ yếu ở khu vực này là người Kinh (tập trung đông nhất làThành phố Tam Kỳ, Tiên Phước, Phú Ninh) chiếm tới 91,9%, người Xơ Đăng (huyệnNam Trà My) chiếm 2,7%, người Ca Dong (huyện Bắc Trà My) chiếm số lượng rấtnhỏ

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Cơ sở tài liệu

Trong quá trình nghiên cứu, các tài liệu về hiện trạng trượt lở đất được thu nhập

từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm:

- Bản đồ địa hình khu vực tỉnh Quảng Nam, bản đồ địa chất tỉnh Quảng Nam tỉ lệ1:200000 [Nguyễn Địch Dỹ, Mai Thành Tân 1996]

- Kế thừa các tài liệu về vị trí phân bố các khối trượt từ những nghiên cứu trướcđây ở khu vực này bao gồm các công trình nghiên cứu của nhóm nghiên cứu (2017)

- Các tài liệu khảo sát thực địa của đề tài “Nghiên cứu dự báo nguy cơ tai biếntrượt lở mái dốc dọc theo các tuyến Quốc lộ trọng điểm miền núi tỉnh Quảng Nam và

đề xuất giải pháp ứng phó” mã số ĐTĐL.CN - 23/17 năm (2017 – 2018)

- Kết quả khảo sát thực địa, ngoài các khối trượt theo ghi nhận lịch sử trước đây

bổ sung các khối trượt mới (tháng 4 năm 2019)

2.2 Tổng quan các phương pháp nghiên cứu

Hiện tượng trượt lở đất được hiểu là hiện tượng chuyển dịch của khối đất trênmái dốc từ trên xuống dưới theo một hoặc vài mặt nào đó (trượt) hoặc đổ tự do (sập,sụt đất)

Lomtadze V.Đ cho rằng “Sự hình thành một khối trượt là kết quả của quá trìnhđịa chất được biểu hiện ở sự dịch chuyển thẳng đứng và dịch chuyển ngang nhữngkhối đất đá khi đã mất ổn định, tức là mất cân bằng”

Dịch chuyển trượt phát sinh do tác động của trọng lực và các lực khác chỉ trởthành hiện thực khi thành phần lực gây trượt của trọng lực vượt quá độ bền của đất đánói chung hoặc vượt quá ở các bề mặt , các đới yếu đang tồn tại hay có khả năng phátsinh trượt Khi ở trạng thái cân bằng giới hạn, trong mô hình phân tích ổn định đượcđơn giản hóa, ta có:

f – hệ số ma sát trong của đất đá ở mặt hoặc đới giảm yếu

c – lực dính đất đá trên mặt hoặc đới giảm yếu

L – chiều dài mặt trượt đã có hay dự đoán

Hình 2.1 Phân bố lực tác dụng trên mái dốc

Trượt lở đất có thể xảy ra trên mái dốc tự nhiên hoặc sườn (bờ/mái) dốc nhân tạodưới tác dụng của trọng lượng bản thân khối trượt và một số nhân tố phụ trợ khác,như: áp lực của nước mặt và nước dưới đất, lực địa chấn và một số lực khác Sự dịchchuyển mái dốc rất đa dạng và có nhiều cách phân loại khác nhau Theo dạng chuyểnđộng Varnes D.J, chia làm 5 nhóm chính (bảng 2.1) như : sập lở, lật, trượt, ép trồi vàchảy - trượt dòng Loại thứ 6 là loại trượt phức tạp

Bảng 2.1 Bảng phân loại trượt đất đá (Varnes, 1978)

Lật Lật khối đá Lật khối đất rời Lở đất

Trượt Tịnh tiếnXoay Trượt đá Trượt khối đất rời Trượt đất

Trượt lan rộng Trượt dải đá Trượt dải vật liệu rời Trượt dải đất

Trượt dòng Dòng lũ đá Dòng lũ bùn đá Dòng lũ đất hoặc đất chảyTrượt hỗn hợp Kết hợp 2 hoặc nhiều hơn các kiểu chuyển dịch trên

Trượt lở nói chung là phức tạp cả về nguyên nhân gây trượt, cơ chế tác động,kiểu di chuyển, loại vật liệu … Tuy nhiên chúng có các nguyên nhân chung và đượcchia thành bốn nhóm chính sau:

Các nguyên nhân địa chất – địa chất công trình: sự có mặt của vật liệu yếu, vậtliệu nhạy cảm, vật liệu bị phong hóa, vật liệu chịu ứng suất cắt, vật liệu bị nứt nẻ, táchgiãn, tồn tại các khối không liên tục với các yếu tố bất lợi (khối phân lớp, phân phiến

…), các cấu trúc không liên tục với các yếu tố bất lợi (đứt gãy, bất chỉnh hợp, đới cànát…), vật liệu có khả năng thấm lớn, hỗn hợp vật liệu bất lợi (các vật liệu cứng, chặtphân bố trên nền các vật liệu mềm dẻo hơn)

Các nguyên nhân địa động lực và hình thái địa mạo: Sự có mặt của hoạt độngkiến tạo hay các sự nâng lên do hoạt động nội sinh (núi lửa …), xói lở lòng sông tớichân mái dốc, hoạt động của sóng tới chân mái dốc, xói lở các mép bên mái dốc, xóingầm (do hòa tan, vận chuyển dòng ngầm …), tăng tải trọng lên mái dốc do các tíchđọng vật liệu, hủy hoại thảm thực vật (cháy rừng, hạn hán).

Các nguyên nhân vật lý: Mưa lớn, các quá trình kết tủa hóa học, khả năng kéovật chất đi xuống dưới tác động của lũ lụt và thủy triều, động đất, hoạt động núi lửa, sự

co ngót và giãn nở của vật liệu dưới tác động của thời tiết

Các nguyên nhân nhân sinh: khai đào hố móng hay làm mất chân mái dốc (làmđường), chất tải lên mái dốc, hoạt động làm tăng khả năng kéo vật chất đi xuống nhưxây dựng hồ chứa, hoạt động tạo chấn động nhân tạo (nổ mìn), sự thoát nước từ cáchoạt động kinh tế, phá thảm phủ thực vật, …

Trong các nguyên nhân này, một số có thể được nhận biết với các công cụ khảosát thông thường ngoài hiện trường và đặc thù đòi hỏi sự vào cuộc của các ngành khácnhư vật lí địa cầu, khí tượng thủy văn, môi trường… Sự thay đổi về mặt hình thái họcđịa mạo theo thời gian có thể nhận biết kết hợp qua phân tích thực địa, bản đồ và ảnhhàng không qua các thời kỳ Những thay đổi bên trong vật liệu và đặc tính khối theothời gian được suy luận từ quá trình đo đạc, quan trắc sự biến đổi dần dần các tính chấtcủa khối theo theo thời gian và khoảng cách di chuyển

2.2.1 Nghiên cứu trượt lở đất trên Thế giới

Theo số liệu thống kê của Trung tâm nghiên cứu thảm họa thế giới (CRED) thì sốngười chết vì trượt lở đất đá chiếm 17% số nạn nhân của các thiên tai trên toàn cầu.Nhật Bản là nước đứng đầu về các tổn thất trực tiếp và gián tiếp do trượt lở gây ra,theo thống kê, hàng năm Nhật bản chi tới 4 tỷ USD, tiếp đến là Mỹ, Italia, Ấn độkhoảng 1 – 2 tỷ USD để khắc phục các hiện tượng trượt lở

Những vấn đề về trượt lở đã được nhiều nước trên thế giới quan tâm nghiên cứu

từ rất nhiều năm nay, đem lại nhiều kết quả tích cực trong việc dự báo tai biến, địnhhướng phòng tránh, giảm thiểu và khắc phục hậu quả, góp phần xây dựng những chiếnlược quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội

Đă ăc biê ăt là ở mô ăt số nước như Mỹ, Canada, Anh, Pháp, Úc, Ấn Đô ă, Nhật Bản,Trung Quốc, nơi hàng năm những thiê ăt hại do trượt lở gây lên tới hàng tỷ USD, thìnhững quá trình điều tra đánh giá được thực hiê ăn thường xuyên, tỉ mỉ, những hê ă thốnggiám sát trượt lở được thiết lâ ăp chă ăt chẽ Tuy nhiên trên thế giới hiê ăn nay phươngpháp sử dụng cho công tác nghiên cứu đặc điểm, đánh giá, dự báo nguy cơ trượt lở vẫnđang là mô ăt vấn đề tranh cãi Bên cạnh đó hiện nay có rất nhiều cách phân chia cácphương pháp nghiên cứu trượt lở khác nhau với những mức độ chi tiết cũng rất khác

nhau Tuy nhiên các phương pháp chủ yếu hiê ăn nay đang được các nhà khoa học trênthế giới sử dụng có thể được gộp thành nhóm phương pháp chính bao gồm:

Phương pháp điều tra thực địa: thường liên quan tới các đánh giá của các nhànghiên cứu địa kỹ thuâ ăt, địa mạo, địa chất công trình, địa chất

Phương pháp mô hình hoá: thường được tiến hành trong các phòng thí nghiê ăm

để xác lâ ăp mối quan hê ă toán học giữa các thành phân gây trượt và khả năng xảy ratrượt lở đất

Phương pháp tích hợp thông tin trong hê ă thống thông tin địa lý (GIS), kết hợpvới thuâ ăt toán thống kê không gian, mạng thần kinh, các thuâ ăt toán logic mờ

 Các nghiên cứu dưới góc độ địa chất và địa chất công trình

Với mỗi khối trượt đất đá thì đều được tạo lập nên bởi những điều kiện địa chất,địa chất công trình xác định bao gồm các điều kiện về thành tạo đất đá, hoạt động kiếntạo, ứng suất thiên nhiên, mức độ phong hóa, tính chất cơ lý của đất đá … Chínhnhững yếu tố này quyết định phần lớn các hiện tượng và hình thái trượt lở

Thành phần thạch học của mỗi loại đá khác nhau dưới tác động của quá trìnhphong hóa tại từng khu vực thời tiết khác nhau sẽ tạo thành các tầng phủ có các đặctính vật lý và cơ học khác nhau Với những loại đá chứa nhiều mica khi phong hóa sẽtạo nên lớp vở phong hóa có cường độ kháng cắt thấp, liên kết kém, dễ gây nên hiệntượng sạt, trượt trong tầng phủ Với những đá gốc chứa nhiều nhóm kaolin khi phonghóa sẽ tạo thành vỏ phong hóa chứa khoáng vật loại sét dễ trương lở cũng gây hiệntượng sạt trượt phổ biến Yếu tố về độ hạt của đá gốc cũng khá quan trong, trong nhóm

đá granit hạt trung đến thô dưới tác động của phong hóa tạo nên đất loại cát có lựcdính kết kém cũng dễ dàng gây nên các khối sạt trượt

Thế nằm của đá gốc thường kể đến đá trầm tích là một yếu tố tạo nên nguy cơtrượt lở khá quan trọng Các nghiên cứu đã chỉ rõ ảnh hưởng của thế nằm đá gốc tới độ

ổn định của khối đất đá Cụ thể phương vị hướng dốc đồng hướng với phương vị máidốc thì nguy cơ gây mất ổn định sẽ tăng cao hơn, và với góc dốc càng lớn thì độ ổnđịnh càng giảm

Đánh giá địa chất công trình độ ổn định khối trượt phải là sự đáng giá tổng hợpđịnh tính và định lượng các yếu tố đưa vào phân tích: hình thái, cấu tạo khối trượt, độsũng nước của đất đá, tính chất cơ lý của chúng và các quá trình, hiện tượng địa chấtkèm theo; động lực phát triển của hiện tượng trượt; và tương quan của các lực quyếtđịnh sự cân bằng các khối đất đá cấu tạo nên trượt

Nghiên cứu động lực phát triển trượt tức là nghiên cứu các quy luật biến đổi tốc

độ dịch chuyển trượt và các quá trình địa chất khác gây ra trượt lở, đây là nghiên cứu

có hiệu quả trong đánh giá ổn định trượt Khi đánh giá địa chất công trình mức độ đe

dọa của các khối trượt, cần chú ý đến diện tích do trượt lở chiếm chỗ, thể tích khốitrượt tức là quy mô của hiện tượng trượt.

 Các nghiên cứu dưới góc độ địa vật lý

Bản chất của công tác nghiên cứu địa vật lý là xác định các dị thường cấu trúccủa đất đá tại hiện trường và khoanh vùng sự tương phản của các tính chất đó Kết quảnghiên cứu địa vật lý có thể cung cấp bức tranh tổng thể về cấu trúc địa chất và một sốtính chất tổng quát đất đá, trên một diện rộng

Đối với nghiên cứu trượt lở thì công tác khảo sát địa vật lý trợ giúp khá lớn trongviệc xác định bề mặt dị thường như đới yếu, đới nứt nẻ cao…, đây chính là các bề mặt

có nguy cơ gây nên hiện trượng trượt lở cần nghiên cứu

 Các nghiên cứu dưới góc độ địa hình - địa mạo

Mỗi một khối trượt đều tạo nên một khu trượt mà ranh giới, hình dạng của nótrên mặt được quyết định bởi kích thước và kiểu trượt Những khối đất đá đã bị dịchchuyển tạo nên thân trượt và vật liệu tích lũy do trượt

Theo Sở khảo sát địa chất Hoa Kỳ thì cấu trúc điển hình của một khối trượt đất

đá bao gồm các phần:

- Mặt trượt có thể phẳng, cung tròn hoặc ellipsoid, tại đây các khối đất đá tách ra

và dịch chuyển xuống dưới thấp,

- Chân của mặt trượt là điểm kết thúc của mặt trượt,

- Thân trượt bao gồm toàn bộ phần từ đỉnh trượt đến chân của mặt trượt,

- Các vết nứt phía đỉnh khối trượt bao gồm cả các bậc phía đỉnh,

- Đới dịch chuyển, đới tích tụ

Hình dạng khối trượt không đồng nhất, trong tầng phủ thông thường là lõm gầngiống với hình trụ cung tròn, trong khối đá thì bề mặt có thể phẳng hoặc gãy khúc hoặccũng có thể có dạng cung gãy khúc tròn Trong đất đá không đồng nhất thì mặt trượtđược quyết định bởi vị trí, sự định hướng của các mặt yếu, đới yếu tồn tại trong cấutrúc chung của khối đất đá Các mặt yếu có thể là mặt đá gốc, ranh giới dưới của đớiphong hóa mãnh liệt, đới yếu, đới nứt nẻ tăng cao, đới phá hủy kiến tạo, …

Trước khi phát sinh trượt, thường xuất hiện nhiều khe nứt phân bố khác nhautrong khu vực và cả trong thân trượt, nhưng phụ thuộc hoàn toàn vào ứng suất pháttriển trong khối đất đá Phần trên của mái dốc và mái dốc, gần đỉnh trượt hình thànhkhe nứt tách: dốc và định hướng vòng cung hoặc kéo dài theo phương của sườn Từnhững khe nứt này thường xảy ra sự dịch chuyển đất đá, dẫn đến trên địa hình mặt treocủa khe nứt tạo nên thềm chính uốn cong dạng vòng cung cao tới vài m, và như vậy,trên khoảnh có nhiều khối trượt sẽ phát sinh vách trượt điển hình

Vách trượt gần tương tự rãnh đào ở trên mái dốc, khi những khe nứt tách vỡ địnhhướng theo đường phương thì dọc sườn xuất hiện bậc thang Đôi khi trên mái dốc hoặc

mái dốc phát sinh một số bậc thang này, chúng định hướng gần như song song vớinhau.

Nhiều khe nứt tách vỡ xuất hiện ngay cả trên đỉnh bên trong thân trượt, nơi cóứng suất căng tác dụng Các khe nứt này nằm song song với mái dốc Phần phía dưới,tại chân khối trượt phát sinh các khe nứt cắt Trong thân trượt, do tốc độ dịch chuyểncủa đất đá dọc theo trục và ở gần hai bề mặt trượt là khác nhau nên phát sinh khe nứtcắt dọc hoặc xiên chéo

Trên mặt bằng, do điều kiện thành tạo, khối trượt có hình dạng rất khác nhau,nhưng phổ biến một số dạng sau:

- Thường gặp nhất là trượt dạng vách cong với thềm trượt chính và các thềmtrượt trong hình bán nguyệt bao bọc lấy cung trượt, trong trường hợp này kích thướckhối trượt khá đẳng thước

- Trượt có diện kéo dài là những khối trượt có thềm trượt chính, các thềm trượtkéo dài theo mái dốc hoặc mái dốc Chiều dài dọc theo mái dốc của những khối trượtnày thường lớn hơn chiều rộng phân bố của nó rất nhiều

- Trượt dòng thường kéo dài dọc theo những chỗ trũng thấp từ bên trên mái dốc

đổ xuống, chiều rộng phân bố trượt dòng nhỏ hơn chiều dài của nó rất nhiều

Địa hình bề măt thân trượt thường không bằng phẳng: lượn sóng, ghồ ghề vànhiều chỗ trũng ứ nước, các thảm cỏ bị xé, cây nghiêng hoặc thậm chí đổ nhào về mọiphía và tạo nên cảnh tượng rừng say Với các khu trượt cổ thậm chí các cây cối già còn

bị uốn cong

Một đặc điểm về hình thái quan trọng nữa là sự xuất lộ nước ngầm dưới dạngkhác nhau, tạo nên những trũng ứ nước, các suối nhỏ, những chố thấm gỉ, hoặc gây rahiện lượng hóa lầy bề mặt khối trượt và chân mái dốc Một vài nơi từ bên dưới khốitrượt thấy những mạch nước xuất lộ tập trung, có lưu lượng lớn

Trên bề mặt khối trượt làm dịch chuyển các công trình xây dựng với nhiều biểuhiện khác nhau như dịch chuyển nhà cửa, nền đường, mốc quan trắc, công trình tạmtrên bờ mỏ…

Tóm lại, các đặc điểm hình thái địa hình khối trượt rất đặc trưng, biểu hiện rõtrên địa hình với những đặc thù riêng về cấu tạo địa hình, mức độ nứt nẻ của đất đá,mức phá hủy thảm thực vật, xuất lộ nước ngầm và biến dạng công trình

Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin đã giúp ích rấtnhiều cho các ngành khoa học Với lĩnh vực tính toán ổn định nói riêng thì phươngpháp mô hình số được lập để đánh giá độ ổn định của mái dốc, mái dốc và dự báo khảnăng biến dạng của nó

Các mô hình số được sử dụng rộng rãi bao gồm:

- GEO – SLOPE GeoStudio của Canada.

- Slide của hãng Rocscience, Canada

- Flac 3D của hãng Itasca, Mỹ

Dưới sự hỗ trợ của mô hình số này có thể tính toán cho các trường hợp giả thiếtkhác nhau, trên cơ sở đó đưa ra được những phân tích cụ thể và rõ ràng hơn về khốitrượt Phương pháp mô hình hoá thường được tiến hành trong các phòng thí nghiê ăm

để xác lâ ăp mối quan hê ă toán học giữa các thành phân gây trượt và khả năng xảy ratrượt lở đất

 Các nghiên cứu dưới góc nhìn tích hợp thông tin trong hê ê thống thông tin địa lý (GIS)

Phương pháp tích hợp thông tin trọng hệ thống thông tin địa lý (GIS) kết hợp vớithuâ ăt toán thống kê không gian, mạng thần kinh, các thuâ ăt toán logic mờ, các thuâ ăttoán genetic để nghiên cứu đặc điểm, cũng như phân tích đánh giá sự ổn định khốitrượt, về nguy cơ trượt lở đất

Trong ba nhóm phương pháp trên thì hai phương pháp đầu tiên có đô ă chính xáccao đối với viê ăc đánh giá khả năng xảy ra trượt của từng khối trượt riêng lẻ, để đánhgiá khả năng xảy ra trượt của mô ăt vùng nào đó thì phương pháp này có tính hiê ău quảcao, mức độ chính xác cũng tương đối Hiê ăn nay thì phương pháp điều tra thực địa vàphương pháp mô hình hóa đang được sử dụng phổ biến trên thế giới và có hiê ău quảtrong viê ăc giải quyết các bài toán đánh giá khả năng xảy ra trượt lở đất

2.2.2 Nghiên cứu trượt lở đất ở Việt Nam

Tai biến trượt lở đất ở Việt Nam cũng mới được quan tâm nghiên cứu từ nhữngnăm 1990 Viện Địa chất, Viện Địa lý (Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam), Trungtâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Quốc gia, Viện Địa chất Khoáng sản, Trường Đại họcKhoa học Tự nhiên (Đại học Quốc gia Hà Nội), Trường Đại học Mỏ Địa chất, lànhững đơn vị hàng đầu trong nghiên cứu lĩnh vực này Có nhiều hướng nghiên cứu vàcách tiếp cận khác nhau để giải quyết bài toán trượt lở

Ở Việt Nam trong thời gian gần đây, trước thực trạng thiên tai ngày càng gia tăng

cả về tần suất, cường độ lẫn hậu quả về người, cơ sở vật chất và môi trường, một số

bộ, ngành, cơ quan nghiên cứu đã và đang chú trọng đầu tư, nghiên cứu đặc điểm, tiếntới dự báo, cảnh báo chúng Tuy nhiên, các nghiên cứu về đặc điểm trượt lở đất thườngchỉ được coi áp dụng trên diện rộng, ở tỷ lệ nhỏ và mang tính phân vùng dự báo taibiến chung Chưa có đủ các công trình cảnh báo về nguy cơ thảm họa trượt lở đất chitiết và hệ thống để phục vụ công tác phòng tránh và giảm nhẹ thiệt hại Điều đó dẫnđến nhận thức và khả năng phòng tránh thiên tai trượt lở đất ở Việt Nam còn chưa đápứng được yêu cầu của xã hội, thiếu sự điều phối thống nhất ở các cấp quản lý Do vậy,các kết quả nghiên cứu chưa chỉ ra hết mức độ nguy hiểm của các thảm họa trượt lở

đất Đặc biệt, ở nơi có các công trình công cộng hoặc dân sinh quan trọng chưa đượcquan tâm đúng mức Bên cạnh đó, các phương pháp tích hợp thông tin, mô hình hóacòn rất nhiều bất cập, chưa có định hướng rõ ràng

2.3 Các phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Các phương pháp nghiên cứu hiện trường

a) Phương pháp lấy mẫu đất hiện trường

Tại các điểm lộ trượt lở thường sử dụng là địa bàn, thước dây, GPS để xác định

vị trí của các điểm khảo sát trên tuyến hành trình Dùng địa bàn để đo các thế nằm củađất đá, đo các phương phát triển của các hệ thống mặt khe nứt, búa địa chất và búaschmidt dùng để xác định độ cứng ngay ngoài hiện trường của các khối đá lộ ra tại mỗiđiểm khảo sát Điền đầy đủ thông tin vào các phiếu khảo sát trượt lở đã chuẩn bị Bản đồ địa hình, bản đồ địa chất khu vực nghiên cứu, tỷ lệ 1/50.000;

Địa bàn địa chất và GPS;

Thước dây 25m hoặc 50m;

Búa địa chất, búa schmidt và một số trang bị cá nhân khác;

Nhật ký địa chất, bút chì, tẩy, eke thước kẻ

Phải hiệu chỉnh GPS cho phù hợp với hệ tọa độ của bản đồ đang sử dụng Cónhững điểm trên tuyến hành trình trong dự kiến mà phải đến khảo sát Nhưng vì lý donào đó, mà ta không đến được, thì không được chấm điểm đó lên bản đồ, nhưng có thể

sử dụng điểm đó là điểm quan sát

Mẫu đất nguyên trạng được lấy theo các ống lấy mẫu hình trụ có kích thướcđường kính lớn hơn 90 mm; chiều dài 200 mm Các mẫu được bọc băng dính cẩn thận

để đảm bảo về độ ẩm của mẫu Tùy thuộc vào mục đích của từng đề tài mà lấy lượngmẫu cần thiết đại diện cho khu vực đó, đánh số hiệu mẫu, lên điểm trên bản đồ thựcđịa Khi lấy mẫu phải đảm bảo mẫu có chiều sâu thích hợp, đặc trưng của một vùng.Thí nghiệm tại hiện trường về các tiêu chí: độ ẩm tự nhiên, dung trọng tự nhiên đảm

bảo tính chính xác cho các mẫu không bị xáo trộn Kết quả các mẫu hiện trường làmmẫu đối chứng với các mẫu nguyên trạng được lấy.

Hình 2.2 Lấy mẫu hiện trường b) Mô tả khối trượt

Hình thái khối trượt rất đa dạng phụ thuộc vào đặc điểm của từng khu vực xảy ra

trượt Tuy nhiên, hình thái một khối trượt điển hình sẽ bao gồm những thành phầnchính như sau (hình 2.):

Hình 2.3 Đặc điểm hình thái khối trượt

(Theo Sở khảo sát địa chất Hoa Kỳ)

* Mặt trượt: là bề mặt mà dọc theo đó khối đất đá di chuyển về phía dưới mái

dốc Mặt trượt là dấu hiệu quan trọng khi nhận biết hiện tượng trượt, một khối trượt cóthể có một hoặc nhiều mặt trượt với cấu trúc và hình dạng khác nhau Mặt trượt thông

thường có dạng cung tròn lõm trong đất đồng nhất, còn trong đất, đá không đồng nhấtchúng rất khác nhau Mặt trượt là bề mặt yếu nhất của khu vực trượt, chúng có thể là

bề mặt tiếp xúc giữa đá gốc và tầng đá phong hóa bên trên, mặt xen kẹp của các lớpđất không đồng nhất,…

* Chân khối trượt (chân mặt trượt) là nơi mà mặt trượt xuất lộ ở chân mái dốc.

Do tác dụng của lực ma sát và giảm độ dốc khu vực trượt nên chân khối trượt thường

bị biến dạng đôi khi gần giống uốn nếp;

* Đỉnh khối trượt là phần mặt trượt lộ ra ở phần trên của mái dốc;

* Vách trượt là mặt bao xung quanh đỉnh trượt có phát triển các khe nứt tách

kéo dài hoặc dạng vòng cung mà theo đó thường xuất hiện các mặt trượt;

* Phần đất giới hạn bởi đỉnh và chân khối trượt gọi là thân khối trượt, bề

mặt thân trượt thường không bằng phẳng mà có dạng gồ ghề, gợn sóng Tại thântrượt thường có những thảm thực vật bị chia cắt và có hiện tượng “cây say” Trênthân khối trượt thường xuất lộ nước

Cả khối trượt thường xuất hiện rất nhiều khe nứt lớn nhỏ khác nhau, phần lớn làcác khe nứt tách, phát triển chủ yếu theo phương chuyển động của khối trượt

Hiện tượng trượt phá hủy mái dốc, cải biến hình dạng của chúng, tạo nên địahình độc đáo Ngoài ra, các dịch chuyển trượt cũng tạo nên nhiều dạng cấu trúc bêntrong, khá đặc biệt của những khối trượt lớn Sự dịch chuyển đất đá trong quá trìnhtrượt thường xảy ra theo một hoặc nhiều mặt trượt Khi các khối đất đá đã dừng dịchchuyển, những nguyên nhân gây ra trượt đã hoàn toàn hoặc tạm thời bị loại trừ, thìkhối trượt đó sẽ được ổn định Việc thiết kế, xây dựng và khai thác các công trìnhtrong khu vực chịu ảnh hưởng của trượt đất đá, điều quan trọng không những là pháthiện sự phân bố các khối trượt, dự báo khả năng hình thành của chúng, mà còn phảiđánh giá mức độ ổn định các khối trượt đó, để trong trường hợp cần thiết, dự báotrước sự phát triển, ngăn chặn hoặc hạn chế sự dịch chuyển

Các thông số hình học đặc trưng cho khối trượt (hình 2.4) bao gồm:

1 Chiều rộng khối đất đá dịch chuyển (Wd)

2 Chiều rộng mặt trượt (Wr)

3 Chiều dài khối đất đá dịch chuyển (Ld)

4 Chiều dài mặt trượt (Lr)

5 Chiều sâu khối đất đá dịch chuyển (Dd)

6 Chiều sâu mặt trượt (Dr)

7 Chiều dài tổng (L) – chiều dài tính từ đỉnh khối trượt ban đầu đến chân khối đất

đá sau trượt

8 Chiều dài đường trung tâm (Lcl) – hình chiếu bằng của chiều dài tổng

Từ các thông số hình học, thể tích của khối trượt (V) được xác định theo côngthức như sau:

- Ký hiệu điểm khảo sát, thời gian khảo sát điểm lộ và vị trí của nó Các điểmkhảo sát nằm chủ yếu trên trục đường giao thông chính của thị xã nên việc cần thiết làphải xác định được tuyến đường khảo sát

- Mô tả đặc điểm địa hình và thông số hình học đo được tại điểm khảo sát như:

độ dốc tại bờ dốc, chiều cao bờ dốc, độ dốc khu vực lân cận bờ dốc cùng với đó lànhững đặc điểm đặc trưng của từng điểm khảo sát

- Đặc điểm về các công trình xây dựng kề cận các điểm lộ Bao gồm chủ yếu lànhà dân và các công trình xã hội khác Khu vực nghiên cứu là trung tâm của một Tỉnhlên có lượng dân cư đông và xây dựng nhà sát vào vách dốc Nghiên cứu đặc điểm nàynhằm đánh giá mức độ nguy hiểm khi trượt lở xảy ra

- Mô tả sơ bộ đất đá tại các điểm lộ bao gồm mô tả về màu sắc, tính chất và sơ bộphân loại đất đá Cùng với những mô tả cụ thể như: thế nằm đá gốc, đặc điểm thế nằm

đá so với hướng dốc của địa hình, độ ẩm, mức độ nứt nẻ, mức độ phong hóa của đágốc

- Thảm thực vật, tùy vào mức độ phát triển, loại hình thảm thực vật và sự khácbiệt với thực vật xung quanh cho phép đánh giá vai trò của thảm thực vật với vai tròngăn, làm giảm tốc độ của khối trượt

- Nước ngầm Đánh giá vai trò của hệ thống thuỷ văn, sự nâng hay hạ của gươngnước ngầm sẽ gây ảnh trực tiếp đến độ bền cơ lý của đất đá Bao gồm mô tả mực nướcgiếng và xem xét có nước lộ ở chân khối trượt hay không

- Đưa các đặc điểm cần lưu ý khác tại điểm lộ và khu vực lân cận và ảnh hưởngcủa nó tới khả năng trượt lở, thiệt hại tại khu vực nếu trước đó đã có trượt xảy ra Nếutại điểm lộ có lấy mẫu thì ghi số hiệu mẫu

- Số hiệu ảnh chụp (nếu có) Hình minh họa tại những điểm lộ phức tạp mà ảnh

không thể hiện được đầy đủ nội dung tai điểm lộ, cùng với phần rất quan trọng là mặtcắt vỏ phong hóa

- Phiếu mô tả chi tiết nghiên cứu trượt lở đất tỉnh Quảng Nam phụ lục 1

2.3.2 Các phương pháp nghiên cứu trong phòng

Xác định các tính chất cơ học, vật lý của đất phản ảnh mối tương quan về thànhphần hạt, khối lượng, thể tích của các pha và giữa các pha trong đất Các đặc trưng vềtính chất vật lý bao gồm: độ ẩm, khối lượng riêng, khối lượng thể tích, tính dẻo, tínhthấm và đặc trưng về cơ học có tính sức kháng cắt của đất (lực dính và góc ma sáttrong)

Thí nghiệm chỉ tiêu cơ lý của đất được thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM đượcghi chi tiết ở bảng 2.2

Bảng 2.2 Bảng tiêu chuẩn thí nghiệm được áp dụng STT Tên chỉ tiêu hiệu Ký Đơn vị Tiêu chuẩn thí nghiệm

1 Thành phần hạt P % Phương pháp nhiễu xạASTM 422;

lazer

3 Khối lượng thể tích tựnhiên

(Dung trọng tự nhiên)

w

5 Độ ẩm giới hạn chảy WL % ASTM D4318

- Phương pháp tính toán ổn định mái dốc bằng SLOPE/W

SLOPE/W là một trong những chương trình của công ty GEO-SLOPE,CANADA, chuyên về tính ổn định của mái dốc Chương trình cho phép tính toán máidốc trong mọi điều kiê ăn có thể xảy ra trong thực tế như: xét đến áp lực nước lỗ rỗng,động đất, Chương trình SLOPE/W được xây dựng dựa trên một số lý thuyết tính ổnđịnh mái dốc như: Phương pháp Ordinary (hay còn gọi là phương pháp Fellenius),phương pháp Bishop đơn giản hoá, phương pháp Janbu đơn giản hoá, phương phápSpencer, phương pháp Morgen-price, phương pháp cân bằng tổng quát Gle, phươngpháp ứng suất phần tử hữu hạn Đặc điểm khác biê ăt cơ bản giữa các phương phápkhác nhau là giả thiết liên quan đến lực tiếp tuyến và pháp tuyến giữa các dải Hơn nữarất nhiều hàm số biểu diễn quan hê ă giữa các lực tác động giữa các cạnh của các dảicũng được sử dụng đối với các phương pháp Gle và phương pháp Morgenstern-price

mà các phương pháp này rất chặt chẽ về mặt toán học Các Phương pháp Price, Spencer và Gle thoả mãn cả hai điều kiê ăn cân bằng lực và cân bằng mômen, dovậy tính chính xác cao Phương pháp Ordinary do đã bỏ qua lực pháp tuyến và lực cắtgiữa các mảnh trượt nên tính chính xác không cao, do vậy ít được sử dụng trong thực

Morgenstern-tế Phương pháp Janbu đơn giản hoá, do tính theo điều kiê ăn cân bằng lực gây xoắn vặncác thỏi đất gây ảnh hưởng nhiều tới lực cắt giữa các thỏi, nên phương pháp này chokết quả sai khác nhiều so với phương pháp Morgenstern-Price và Gle

So sánh hệ số an toàn giữa các phương pháp Fellenius, Bishop, Janbu,Morgenstern – Price cho mái dốc có góc dốc 1V: 1,5H, cao 6,1m và có các giá trị vềthông số tính chất cơ lý đất như hình 1.11 Kết quả tính toán hệ số an toàn trên hìnhmẫu của các tác giả Mochizuki, Whitman và cộng sự cho kết quả như bảng 1.4 Hệ số

an toàn thu được từ các phương pháp cho thấy phương pháp Fellenius đưa ra hệ số anthấp nhất, phương pháp Bishop đưa ra hệ số an toàn lớn hơn so với phương phápFellenius và các phương pháp khác đưa ra hệ số an toàn lớn các kết quả của Fellenius

và Bishop