Luận văn thạc sĩ xây dựng bản đồ cấp độ rủi ro do sạt lở đất cho tỉnh quảng ngãi

Trong những năm gần đây, theo thống kê Quảng Ngãi là địa phương có nhiềuđiểm sạt lở đất nhất so với các tỉnh thuộc khu vực Miền Trung.. Phương pháp tiếp cận Để xây dựng bản đồ cấp độ rủi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -

PHẠM ĐÌNH HÙNG

XÂY DỰNG BẢN ĐỒ CẤP ĐỘ RỦI RO

DO SẠT LỞ ĐẤT CHO TỈNH QUẢNG NGÃI

Chuyên ngành : Kỹ thuật Xây dựng Công trình thủy

Mã số

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN CHÍ CÔNG

Đà Nẵng – 2019

TÓM TẮT LUẬN VĂN XÂY DỰNG BẢN ĐỒ CẤP ĐỘ RỦI RO DO SẠT LỞ ĐẤT

CHO TỈNH QUẢNG NGÃI

Học viên: Phạm Đình Hùng.

Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình thủy

Mã số: 60.58.02.02 ; Khóa: K35.CTT.Q.Ngãi; Trường Đại học Bách khoa ĐHĐN

-Tóm tắt – Sạt lở đất hàng năm đã gây thiệt hại rất lớn về người, tài sản và tắc nghẽn giao

thông cho tỉnh Quảng Ngãi vào mùa mưa lũ, đặc biệt ở vùng miền núi, nơi có điều kiện kinh tế xã hội cực kỳ khó khăn Nghiên cứu này sử dụng công cụ ArcGis để phân tích các nguyên nhân chính gây sạt lở đất cho tỉnh Quảng Ngãi dựa trên 20 điểm sạt lở gần nhất (năm 2017 và 2018) Sau đó dùng phương pháp phân tích thống kê thứ bậc AHP trong phần mềm SAGA xây dựng bản đồ rủi ro sạt lở Cuối cùng, tác giả sử dụng ArcGis để phân cấp độ rủi ro do sạt lở đất Các kịch bản thay đổi lượng mưa theo tần suất thường xuyên (50%, 25%) và cực hạn (2%, 1%) cũng được xem xét Các kết quả được kiểm chứng với 511 điểm sạt lở từ năm 2010 đến 2016.

Từ khóa: AHP, ArcGis, SAGA, Sạt lở đất, Quảng Ngãi.

BUILDING A LEVEL OF RISK LEVELS FOR BORROWING

FOR QUANG NGAI PROVINCE

Abstract - Annual landslides have caused great damage to people and property and traffic

congestion for Quang Ngai province in the rainy season, especially in mountainous areas, where socio-economic conditions are extremely difficult This study uses the ArcGis tool to analyze the main causes of landslides for Quang Ngai province based on the latest 20 landslides (2017 and 2018) Then, we use an AHP method in SAGA software to develop a map of landslide risk Finally,

we use ArcGis to classify the risk of landslides Beside, scenarios for changing rainfall corresponding four frequencies: 50%, 25%, 2% and 1%, are also considered in the study These results compared to 511 events of landslide from 2010 to 2016.

Key works: AHP, GIS, SAGA, Landsilde, Quangngai.

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Phương pháp tiếp cận 3

3 Mục tiêu nghiên cứu 3

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

5 Phương pháp nghiên cứu 4

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4

7 Cấu trúc luận văn 4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 5

1.1 Vị trí địa lý 5

1.2 Điều kiện tự nhiên 6

1.3 Đặc điểm khí hậu thủy văn 8

1.4 Đặc điểm kinh tế-xã hội 13

1.5 Tổng quan các nghiên cứu trước đây về sạt lở đất ảnh hưởng đến xã hội 13

1.5.1 Tình hình sạt lở đất trên thế giới và ảnh hướng tới kinh tế xã hội: 14

1.5.2 Tình hình sạt lở đất ở Việt Nam và ảnh hướng đến kinh tế xã hội 17

1.6 Tình hình sạt lở đất trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi 21

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG BẢN ĐỒ CẤP ĐỘ RỦI RO DO SẠT LỞ ĐẤT 23

2.1 Nhận dạng nguyên nhân chính gây sạt lở 23

2.2 Phương pháp xây dựng bản đồ cấp độ rủi ro do sạt lở đất 25

2.2.1 Phương pháp AHP 25

2.2.2 Phương pháp RFA 26

2.3 Giới thiệu phần mềm xây dựng bản đồ rủi ro về sạt lở đất (SAGA) 30

CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG BẢN ĐỒ CẤP ĐỘ RỦI RO DO SẠT LỞ ĐẤT CHO TỈNH QUẢNG NGÃI 32

3.1 Đánh giá nguyên nhân gây sạt lở đất 32

3.2 Cơ sở dữ liệu 36

3.3 Xây dựng bản đồ cấp độ rủi ro do sạt lở đất 49

3.3.1 Đánh giá trọng số của các nguyên nhân gây sạt lở 49

3.3.2 Kết quả xây dựng bản đồ cấp độ rủi ro do sạt lở đất 52

3.4 Đề xuất giải pháp phòng ngừa 65

3.4.1 Đối với hệ thống giao thông 65

3.4.2 Đối với công tác quy hoạch và xây dựng hạ tầng 65

3.4.3 Đối với cộng đồng dân cư 65

DANH MỤC CÁC BẢNG

Số hiệu

bảng

nghiên cứu.

sạt lở đất.

DANH MỤC CÁC HÌNH

Số hiệu

hình

2018.

3.12: Bản đồ khoảng cách tới đường giao thông

ứng với tần suất mưa P = 1%

ứng với tần suất mưa P = 2%

ứng với tần suất mưa P = 25%

ứng với tần suất mưa P = 50%

ứng với tần suất mưa P = 1%

ứng với tần suất mưa P = 2%

ứng với tần suất mưa P = 25%

ứng với tần suất mưa P = 50%

Đối sánh bản đồ mạng lưới giao thông (a) với bản đồ cấp

ngày (b).

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Tỉnh Quảng Ngãi có vị trí rất quan trọng đối với sự phát triển kinh tế - xã hội và

an ninh quốc phòng ở vùng Duyên hải miền Trung, đây được xem là điểm nút giaothông tuyến đường Bắc-Nam, Đông-Tây và giao thông thủy Tuy nhiên, do điều kiệnđịa hình khá phức tạp với phần lớn tổng diện tích thuộc các huyện miền núi và vị trínằm ở vùng thường xuyên chịu tác động của mưa lớn kéo dài, cùng với đó là các hoạtđộng của con người làm tăng thêm sự cố do thiên tai Do vậy mà hàng năm khu vựcnày chịu nhiều thiệt hại do thiên tai như lũ quét và sạt lở đất gây thiệt hại lớn về người

và tài sản

Trong những năm gần đây, theo thống kê Quảng Ngãi là địa phương có nhiềuđiểm sạt lở đất nhất so với các tỉnh thuộc khu vực Miền Trung Trong đó các huyệnmiền núi thường xuyên xảy ra sạt lở đất cao vào mùa mưa lũ như: Ba Tơ, Minh Long,Sơn Hà, Sơn Tây, Tây Trà và Trà Bồng gây thiệt hại về người và của [phụ lục 2].Nguyên nhân ảnh hưởng đến sạt lở đất được cho là 2 nhóm chính, như khí hậu và phikhí hậu Trong đó, nhấn mạnh ảnh hưởng của các yếu tố chính trực tiếp đến sạt lở đấttrong khu vực như: mưa lớn kéo dài và độ dốc địa hình cao Hiện tượng sạt lở đất nàydiễn ra hàng năm phần lớn tập trung ở các tuyến đường giao thông huyết mạch gâychia cắt các địa phương trong vùng

Vấn đề nghiên cứu phòng tránh giảm nhẹ thiệt hại do thiên tai gây ra đã và đangđược các Ban ngành và địa phương quan tâm trong những năm gần đây Các nghiêncứu trước đây bước đầu xem xét các yếu tố như: địa chất; địa hình; lớp phủ; lượngmưa và các yếu tố xã hội Trong đó lượng mưa được xem xét là lượng mưa trung bìnhnhiều năm của các trạm đo [17], [18], [28], [29], để xây dựng bản đồ phân vùng trượt

lở đất gây ra, đặc biệt là sau mùa mưa bão năm 1999

Hơn nữa, phân chia cấp độ rủi ro do sạt lở đất là một khái niệm khá mới trongcông tác phòng chống thiên tai đối với vùng nghiên cứu

Bản đồ vị trí tỉnh Quảng Ngãi

(Nguồn: GIS Quảng Ngãi)

Bản đồ địa hình tỉnh Quảng Ngãi

(Nguồn: GIS Quảng Ngãi)

2. Phương pháp tiếp cận

Để xây dựng bản đồ cấp độ rủi ro sạt lở đất cho vùng nghiên cứu, tác giả tiếpcận theo trình tự: xác định nguyên nhân, phân tích sự ảnh hưởng, thay đổi nguyênnhân chính theo các kịch bản, thiết lập cấp độ rủi ro

3 Mục tiêu nghiên cứu

Xây dựng bản đồ cấp độ rủi ro do sạt lở đất cho tỉnh Quảng Ngãi, từ đó xácđịnh vùng có nguy cơ rủi ro cao và đề xuất giải pháp phòng ngừa

4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

+ Đối tượng: Lượng mưa, độ dốc địa hình, hình thái địa hình, thổ nhưỡng, sửdụng đất, khoảng cách đến đường giao thông, khoảng cách đến dòng chảy, mật độ chephủ thực vật

+ Phạm vi nghiên cứu: tỉnh Quảng Ngãi

5 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp điều tra, phân tích, thống kê;

- Phương pháp phân tích thứ bậc AHP;

- Phương pháp kế thừa (phương pháp phân tích tần suất mưa vùng- RFA);

- Phương pháp Arc GIS

6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

+ Ý nghĩa khoa học

Nghiên cứu này được thực hiện dựa trên số liệu khảo sát thực tế kết hợp từ dữliệu ảnh viễn thám và sử dụng các phương pháp phân tích hiện đại để xây dựng bản đồcấp độ rủi ro do sạt lở đất cho tỉnh Quảng Ngãi Đặc biệt yếu tố mưa được xem xétmột cách khoa học để đánh giá sự ảnh hưởng của yếu tố này đến bản đồ cấp độ rủi rosạt lở đất cho vùng nghiên cứu

+ Ý nghĩa thực tiễn

Các kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn rất lớn cho các cơ quan chức năngtrong công tác phòng chống thiên tai, cụ thể là sạt lở đất cho các huyện miền núi củatỉnh Quảng Ngãi

7 Cấu trúc luận văn

Luận văn gồm phần Mở đầu, 03 chương và phần kết luận và kiến nghị

Mở đầu

Chương 1: Tổng quan

Chương 2: Phương pháp xây dựng bản đồ cấp độ rủi ro do sạt lở đất

Chương 3: Xây dựng bản đồ cấp độ rủi ro do sạt lở đất cho tỉnh Quảng NgãiKết luận và kiến nghị

Tài liệu tham khảo

Phụ lục

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Vị trí địa lý

Quảng Ngãi là tỉnh thuộc khu vực Trung Trung Bộ, có tọa độ (14°32′ ÷ 15°25′

N, 108°06′ ÷ 109°04′E) với tổng diện tích khoảng 5.152 km2 Phía Bắc giáp với tỉnhQuảng Nam, phía Tây giáp với tỉnh KonTum được chia cắt bởi dãy núi Trường Sơnvới độ cao lớn nhất đạt 1694 m, phía Nam giáp với tỉnh Bình Định và phía Đông giápvới biển Đông Hơn 3/4 diện tích của tỉnh Quảng Ngãi là vùng đồi núi ở các huyệnnhư: Ba Tơ; Minh Long; Sơn Hà; Sơn Tây; Tây Trà và Trà Bồng

Quảng Ngãi có vị trí địa lý rất quan trọng cho phát triển kinh tế xã hội, đâyđược xem là điểm nút giao thông tuyến đường Bắc-Nam và Đông-Tây Bên cạnh đóvới lợi thế nằm sát biển nên hệ thống giao thông thủy rất thuận lợi Những lợi thế nhờ

vị trí địa lý mang lại thì hàng năm Quảng Ngãi cũng gánh chịu rất nhiều bất lợi dothiên tai gây ra như: bão; lũ lụt; hạn hán và sạt lở đất Trong đó sạt lở đất là một dạngthiên tai thường xuyên xảy ra và tập trung nhiều ở các huyện miền núi, gây thiệt hạilớn về người và tài sản

Hình 1.1 Bản đồ vị trí tỉnh Quảng Ngãi

(Nguồn: GIS Quảng Ngãi)

1.2 Điều kiện tự nhiên

Nằm ở khu vực duyên hải miền Trung, phân bố và cấu tạo địa hình của tỉnhQuảng Ngãi có xu hướng thấp dần từ Tây sang Đông, 3/4 diện tích là vùng đồi núi vàphần lớn diện tích khu vực nghiên cứu có độ dốc từ 10 đến 25o Hình dáng địa hìnhcủa tỉnh Quảng Ngãi như vùng lòng chảo với các dãy núi: Ngọc Linh (Trà My-QuảngNam); Trường Sơn và Ba Tơ tạo thành hình cánh cung bao bọc xung quanh và hướng

ra biển Đông Đây là dạng địa hình đón gió lý tưởng, do vậy vào mùa mưa (từ tháng 9đến tháng 12) khi có sự xuất hiện gió mùa hay áp thấp nhiệt đới thì Quảng Ngãithường xuất hiện những trận mưa lớn và kéo dài Với đặc trưng về địa hình và hìnhthái mưa này là điệu kiện lý tưởng để hiện tượng sạt lở đất xảy ra

Hình 1.2: Bản đồ địa hình tỉnh Quảng Ngãi

(Nguồn: GIS Quảng Ngãi)

Quảng Ngãi nằm ở rìa phía đông bắc của địa khối Kon Tum và Gia lai, có đặcđiểm địa chất rất đa dạng và phức tạp, cấu trúc địa chất bị biến dạng và phân dị mạnh

mẽ Đất đai trong địa bàn tỉnh được chia làm 9 nhóm đất chính với 25 đơn vị đất và 68đơn vị đất phụ, các nhóm đất chính là cồn cát, đất cát ven biển, đất mặn, đất phù sa,

đất giây, đất xám, đất đỏ vàng, đất đen, đất nứt nẻ, đất xói mòn trơ trọi đá [10] Cácdạng địa chất cơ bản phân bố rộng ở các huyện miền núi như ở khu vực Giá Vực, nam

và đông nam thị trấn Ba Tơ; Các huyện Sơn Tây, Sơn Hà, Tây Trà và Trà Bồng Thànhphần gồm các lớp đá phiến amphibol và đá phiến hai mica; phiến thạch anh - mica,gneis mica có granat-silimanit, xen trong đó là lớp mỏng hoặc thấu kính amphibolit

Theo báo cáo kết quả thực hiện dự án điều tra xây dựng bản đồ đất của tỉnh

Quảng Ngãi (Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Quảng Ngãi, năm 1999).

Đất của tỉnh được chia làm 9 nhóm đất chính với 25 đơn vị đất và 68 đơn vị đất phụ,

cụ thể như sau:

- Nhóm đất cát biển: Diện tích 6.290,00 ha, chiếm 1,22% diện tích tự nhiên của

tỉnh, phân bố ở các vùng ven biển của Tỉnh được phân thành 4 đơn vị đất và 8 đơn vịđất phụ

- Nhóm đất mặn: Diện tích 1.573,1 ha, chiếm 0,30% diện tích đất tự nhiên,

phân bố xen kẻ với đất phù sa ở các vùng cửa sông thuộc các huyện Bình Sơn, SơnTịnh, Tư Nghĩa, Mộ Đức và Đức Phổ Nhóm đất mặn được chia ra 2 đơn vị đất và 2đơn vị đất phụ

- Nhóm đất phù sa: Diện tích 96.157,50 ha, chiếm 18,66% tổng diện tích tự

nhiên Nhóm đất này phân bố chủ yếu ở vùng đồng bằng thuộc các huyện Bình Sơn,Sơn Tịnh, thành phố Quảng Ngãi, Tư Nghĩa, Mộ Đức, Đức Phổ, Nghĩa Hành và ở vencác sông suối của các huyện Ba Tơ, Sơn Hà, Sơn Tây, Trà Bồng, Tây Trà Nhóm đấtphù sa được chia thành 3 đơn vị đất và 8 đơn vị đất phụ

- Nhóm đất Glây: Diện tích 2.052,40 ha, chiếm 0,40% diện tích tự nhiên, phân

bố ở địa hình trũng vùng đồng bằng thuộc các huyện Bình Sơn, Sơn Tịnh, Tư Nghĩa,

Mộ Đức, Đức Phổ Nhóm đất glây được chia thành 2 đơn vị đất và 5 đơn vị đất phụ

- Nhóm đất xám: Diện tích 376.547,20 ha, chiếm 73,07% tổng diện tích tự

nhiên Đây là nhóm đất chiếm tỷ lệ lớn nhất so với các nhóm đất ở Quảng Ngãi Đấtxám được phân bố ở tất cả các huyện trên nhiều dạng địa hình khác nhau từ đồng bằngđến vùng núi cao Tuy nhiên diện tích lớn tập trung ở các huyện miền núi như Ba Tơ,Minh Long, Sơn Hà, Sơn Tây, Trà Bồng, Tây Trà thì nhám đất xám được chia ra 6 đơn

vị đất và 20 đơn vị đất phụ

- Nhóm đất đỏ: Đất đỏ Ferralit có diện tích 8.142,40 ha, chiếm 1,58% diện tích

tự nhiên, phân bố chủ yếu ở 2 huyện Bình Sơn và Sơn Tịnh Nhóm này được phân ra 2đơn vị đất, 8 đơn vị đất phụ

- Nhóm đất đen: Đất đen có diện tích 2.328,40 ha, chiếm 0,45% tổng diện tích

tự nhiên, phân bố chủ yếu ở các huyện Bình Sơn, Sơn Tịnh, Lý Sơn và một số nơikhác Nhóm đất đen chia ra 4 đơn vị đất và 8 đơn vị đất phụ

- Nhóm đất nứt nẻ: Đất nứt nẻ có diện tích 634,0 ha, chiếm 0,12% diện tích tự

nhiên Phân bố ở huyện Bình Sơn Nhóm đất này được phân thành 1 đơn vị đất, 1 đơn

vị đất phụ

- Đất xói mòn mạnh trơ sỏi đá: Đất xói mòn mạnh trơ sỏi đá có diện tích

9.696,00 ha, chiếm 1,88% diện tích đất tự nhiên Nhóm đất này phân bố hầu hết ở cáchuyện trong tỉnh, nơi mà thảm thực vật đã bị phá hủy một cách nghiêm trọng

Hình 1.3: Bản đồ thổ nhưỡng tỉnh Quảng Ngãi

(Nguồn: Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Quảng Ngãi, 1999)

1.3 Đặc điểm khí hậu thủy văn

Quảng Ngãi nằm trong vành đai nhiệt đới Bắc bán cầu, với khí hậu nhiệt đới gió mùa Một năm có hai mùa rõ rệt: mùa khô và mùa mưa Chịu ảnh hưởng trực tiếp

của các nhiễu động nhiệt đới như: bão, áp thấp nhiệt đới, dãy hội tụ nhiệt đới… Sự tácđộng của các điều kiện bức xạ, hoàn lưu khí quyển và hoàn cảnh địa lý – địa hình lànhân tố quan trọng hình thành kiểu khí hậu riêng cho tỉnh Quảng Ngãi, tạo nên một khíhậu mang đậm nét của khí hậu nhiệt đới mùa đông Trường Sơn ở Nam Trung Bộ nướcta.

- Đặc điểm khí hậu:

Khí hậu của Quảng Ngãi mang tính nhiệt đới điển hình, nóng ẩm và chịu ảnhhưởng của khí hậu vùng Duyên hải Nam trung bộ, trong năm có 2 mùa rõ rệt; mùanắng kéo dài, mùa mưa ít và thường bắt đầu từ tháng 9 năm trước đến tháng 01 nămsau, nền nhiệt độ cao và ít biến động, chế độ ánh sáng, lượng mưa, độ ẩm, chế độ gióphong phú là những nhân tố ảnh hưởng lớn đến các yếu tố khí hậu của Tỉnh

Do địa hình Quảng Ngãi chịu tác động của hoàn lưu khí quyển khu vực giómùa Đông Nam Á, tức là chịu tác động của khối không khí xuất phát từ các trung tâmkhí áp hoạt động theo mùa và trung tâm khí áp hoạt động quanh năm [11] Về mùađông (từ tháng X năm trước đến tháng II năm sau), không khí lạnh từ trung tâm khí ápcao lạnh cực đới của lục địa châu Á (Xibia) thổi tới vùng áp thấp lục địa châu Úc dướidạng những đợt gió mùa Đông Bắc mang không khí lạnh cực đới tràn xuống Trongquá trình di chuyển xuống phía Nam không khí khô lạnh cực đới bị biến tính mạnh,được sưởi ấm một ít và ẩm hơn Khi gió mùa Đông Bắc về nhiệt độ giảm đột ngột,nhiệt độ trung bình ngày giảm từ 3-6°C, cá biệt có đợt giảm 10-12°C, đồng thời có sựgia tăng lượng mây và mưa lớn

Vào mùa hè gió Đông, Đông Nam, mang theo không khí nhiệt đới từ biển vàođất liền, nhất là vào tháng IV, VI khi mà gió mùa hè Tây Nam bị đẩy lùi về phía Nam.Nhờ thừa hưởng không khí nhiệt đới từ biển nên thời tiết trở nên mát mẽ, thường gây

ra mưa rào và dông vào khoảng nữa đêm về sáng Khi gió mùa Tây Nam cực thịnh(tháng VII-VIII) dãy hội tụ nhiệt đới bị dịch chuyển lên phía Bắc (từ 20° vĩ Bắc trởlên) So với không khí đến từ vịnh Bengan, không khí xích đạo mát, ẩm hơn nhiều và

là nguồn cung cấp ẩm mùa hè Các nhiễu động không khí mùa hè như hội tụ nhiệt đới,

áp thấp nhiệt đới, bão thường mang lại thời tiết xấu, bất lợi, nhưng đêm lại mộtlượng mưa đáng kể trong thời kỳ này

Đến lúc chuyển tiếp từ hè sang đông (tháng IX - XI) thường phát sinh hiệntượng giao hội gió mùa Đông Bắc với các nhiễu động nhiệt đới (hội tụ nhiệt đới, ápthấp nhiệt đới, bão) đang hoạt động ở Trung và Nam Biển Đông và khi gặp núi caochắn gió sẽ gây mưa lớn như đã xảy ra lâu nay

Hình 1.4: Bản đồ mạng lưới trạm đo mưa

(Nguồn: Đặc điểm khí hậu thủy văn tỉnh Quảng Ngãi)

- Đặc điểm thủy văn:

Quảng Ngãi có 3 con sông lớn là sông Trà Bồng, sông Trà Khúc và sông Vệ,ngoài ra còn có một số sông nhỏ tập trung chủ yếu ở phía Nam của tỉnh, trong đó đáng

kể nhất là sông Trà Câu Các sông hầu hết đều bắt nguồn trong phạm vi tỉnh và xuấtphát từ sườn Đông dãy Trường Sơn

Sông Trà Bồng có chiều dài khoảng 50 km có 5 nhánh sông chính, bắt nguồn từnhững dãy núi với độ cao trung bình khoảng 1400 m thuộc dãy núi Trường Sơn trênđịa phận huyện Bắc Trà My và Nam Trà My (tỉnh Quảng Nam), phía tây huyện TràBồng và Tây Trà (tỉnh Quảng Ngãi), đổ ra biển ở cửa Sa Cần thuộc xã Bình Đông,huyện Bình Sơn, diện tích lưu vực 809 km2 Bình đồ mạng lưới sông suối có dạng

“lông chim” Phần thượng lưu của hệ thống sông Trà Bồng nằm trên địa phận huyệnTây Trà và Trà Bồng, mặt cắt ngang thung lũng sông có dạng chữ “V”, lòng suối nhiềuthác gềnh Phần hạ lưu nằm trên địa phận xã Trà Giang, Trà Bình, Trà Phú (huyện TràBồng) và huyện Bình Sơn, lòng sông mở rộng khoảng 1 km; quá trình xâm thực ngangphát triển, sông uốn khúc mạnh mẽ, phát triển, hình thành đồng bằng thung lũng sônggồm các bãi bồi hai bên Phần lớn các sông nhánh của hệ thống sông Trà

Bồng là các sông cấp 3 và thường có chiều dài ngắn, khoảng 1 - 5 km như sông Cà

Đú, Trà Cang, Nang, Hà Doi

Sông Trà Khúc có tổng chiều dài khoảng 135 km Có 9 nhánh sông chính, bắtnguồn từ dãy núi á kinh tuyến thuộc địa phận huyện Ba Tơ (tây nam Quảng Ngãi) chảytheo hướng Nam Bắc với độ cao trung bình khoảng 1600 m Sông Trà Khúc đổ ra biển

ở cửa Đại (TP Quảng Ngãi) Diện tích lưu vực khoảng 3650 km2 Trên địa phận khuvực nghiên cứu, chủ yếu phát triển mạng lưới các sông, suối nhánh rất phức tạp thuộcthượng nguồn của sông Trà Khúc Hệ thống sông Trà Khúc gồm các phụ lưu: TràKhúc, Re, Đăkring, Đăk Sêlô, Tang, Nước Trong, Tam Dinh, Xã Diêu,… Ở phíabắc, tây bắc thuộc địa phận huyện Sơn Hà và Sơn Tây là các sông Nước Trong, thuộcloại sông cấp 3, có chiều dài khoảng 37 km chảy theo phương á kinh tuyến, có diệntích lưu vực khoảng 486 km2 Sông Nước Trong có nhiều suối cấp 2 với chiều dàikhoảng 10 km Sông Đăkring hợp lưu với sông Nước Trong ở khu vực Bản Mun,huyện Sơn Hà Sông Đăkring là sông cấp 3 với chiều dài sông khoảng 31 km, diện tíchlưu vực khoảng 683 km2 Ở phía tây và tây nam là các sông Re và sông Đăk Sêlô; cảhai sông này chảy theo phương á kinh tuyến Sông Đăk Sêlô cùng với hai sông NướcTrong và Đăkring đổ vào sông Trà Khúc ở khu vực thị trấn Di Lăng Sông Re có chiềudài khoảng 54 km, diện tích lưu vực 579 km2 ; sông Đăk Sêlô dài 45 km, có diện tíchlưu vực 658 km2 Cả hai sông đều thuộc loại sông cấp 3 Sông Trà Khúc được gọi tênbắt đầu từ thị trấn Di Lăng theo một dòng chính chảy theo phương á vĩ tuyến qua cáchuyện Sơn Tịnh, Tư Nghĩa với chiều dài khoảng 64 km Cũng như sông Trà Bồng,phần thượng lưu sông Trà Khúc chảy trên địa hình núi cao nên lòng sông suối dốc, mặtcắt ngang thung lũng có dạng chữ “V” và nhiều thác, gềnh Phần hạ lưu, lòng sông mởrộng bãi bồi hai bên Quá trình xâm thực ngang mạnh mẽ, sông uốn khúc mạnh, nhiềuđoạn thuộc địa phận các xã Sơn Giang, Sơn Hạ, Sơn Nham (huyện Sơn Hà) bị sạt lởnặng Trên bình đồ phân bố mạng lưới sông suối, phần thượng lưu của sông Trà Khúc

có diện tích lưu vực lớn hơn rất nhiều lần so với lưu vực sông khác

Sông Vệ bắt nguồn từ rừng núi phía Tây của huyện Ba Tơ có chiều dài khoảng

90 km có 5 nhánh, chảy theo phương á kinh tuyến, đổ ra biển cùng với Sông Trà Khúc

ở khu vực Cổ Lũy (tỉnh Quảng Ngãi) Sông Vệ được tạo thành bởi ba phụ lưu chính:sông Ba Tơ, Tà Nô, Sông Nê Sông Ba Tơ chảy theo phương á kinh tuyến, là sông cấp

3 với chiều dài khoảng 30 km, diện tích lưu vực khoảng 232 km2 Sông Ba Tơ bắtnguồn từ dãy núi cao >1000 m (núi Làng Râm cao 1103 m) Sông Tà Nô bắt nguồn từđèo Violet, chảy theo phương á vĩ tuyến từ tây nam sang đông bắc, với chiều dài

khoảng 18 km; diện tích lưu vực 183 km2, và là sông cấp 3 Hợp lưu của hai sông Ba

Tơ và sông Tà Nô tại khu vực thị trấn Ba Tơ Nhánh sông Nê chảy theo phương Tây

Bắc – Đông Nam với chiều dài khoảng 10 km, có diện tích lưu vực khoảng 87 km2.Sông Nê là sông cấp 3, được bắt nguồn từ dãy núi Mum có độ cao 1085 m và đổ vàosông Vệ ở khu vực Trâu Giang Hạ Bắt đầu từ đây, sông Vệ chảy theo phương á kinhtuyến đi qua địa phân các huyện Mộ Đức, Minh Long và Nghĩa Hành với chiều dàikhoảng 55 km.

Ngoài ra, trên địa phận khu vực nghiên cứu còn phân bố các sông Giang chảyqua các xã Trà Tân và Trà Bùi (huyện Trà Bồng); sông Trường chảy qua xã Trà Thanh(huyện Tây Trà), thị trấn Trà My (huyện Bắc Trà My, tỉnh Quảng Nam); sông PhướcGiang chảy qua huyện Minh Long, sông Ba Liên chảy qua xã Ba Liên (huyện Ba Tơ),sông Trà Câu chảy qua xã Ba Trang, Ba Khâm (huyện Ba Tơ)

Hình 1.5: Bản đồ mạng lưới sông ngòi

(Nguồn: GIS tỉnh Quảng Ngãi)

1.4 Đặc điểm kinh tế-xã hội

- Diện tích Quảng Ngãi đến năm 2016: 5.152,49 km2, trong đó: Khu vực đồngbằng: 1.893,74 km2 , với 7 huyện thành phố gồm TP Quảng Ngãi, Bình Sơn, SơnTịnh, Tư Nghĩa, Nghĩa Hành, Mộ Đức, Đức Phổ; Khu vực miền núi: 3.248,35km2gồm 6 huyện như: Trà Bồng, Tây Trà, Sơn Hà, Sơn Tây, Minh Long, và Ba Tơ; Khuvực hải đảo huyện Lý Sơn: 10,4 km2 Với số liệu trên cho thấy diện tích khu vực miềnnúi chếm tỷ lệ 63% trong tổng diện tích của Tỉnh và đất nông –lâm nghiệp và đất ởchiếm 80% đất khu vực miền núi

- Về dân số đến năm 2016: 1.254,184 triệu người; Khu vực đồng bằng:1.018.338 người trên 7 huyện thành phố gồm TP Quảng Ngãi, Bình Sơn, Sơn Tịnh, TưNghĩa, Nghĩa Hành, Mộ Đức, Đức Phổ; Khu vực miền núi: 216.539 người gồm 6huyện như, Trà Bồng, Tây Trà, Sơn Hà, Sơn Tây, Minh Long, và Ba Tơ; Khu vực hảiđảo huyện Lý Sơn: 19.307 người Từ số liệu trên cho thấy dân số phân bố không đều,khu vực miền núi chếm tỷ lệ 17% trong tổng dân số của Tỉnh

Về kinh tế xã hội: Tồng sản phẩm trên địa bàn (GRDP) ước đạt 51.224,8 tỷ đồng

(giá so sánh 2010), tăng 9,6% so với năm 2017 Trong đó, khu vực công nghiệp-xâydựng tăng 12,07% so với năm 2017; khu vực dịch vụ tăng 8,4%; khu vực nông, lâmnghiệp và thủy sản tăng 4,5% GRDP không tính sản phẩm lọc hóa dầu tăng 8,5% sovới năm 2017 GRDP bình quân đầu người (giá hiện hành) đạt 57,8 triệu đồng/người,tương đương 2.514 USD/người Nhìn chung hầu hết các sản phẩm công nghiệp đềutăng, nông lâm nghiệp đều đạt, cơ sở hạ tầng được đầu tư đảm bảo lưu thông hàng

hóa, hệ thống giao thông được kết nối giữu các vùng Công tác quốc phòng, an ninh

chính trị và trật tự an toàn xã hội được ổn định

(Nguồn: Báo cáo số 302/BC-UBND, ngày 21/12/2018 của Ủy ban nhân dân Tỉnh Quảng)

1.5 Tổng quan các nghiên cứu trước đây về sạt lở đất ảnh hưởng đến xã hội

Sạt lở đất là hiện tượng dịch chuyển khối đất, đá xuống sườn dốc dưới ảnhhưởng của trọng lực [24] Từ những năm 1970, có rất nhiều nghiên cứu lý giải hiệntượng này Theo Paola Reichenbach (2018) đã chia 23 yếu tố ảnh hưởng đến sạt lở đấttheo 5 nhóm chính bao gồm: địa chất, thủy văn, lớp phủ, hình thái địa hình và nhómyếu tố khác Tuy nhiên, sự đóng góp của các yếu tố này ảnh hưởng sẽ là khác nhau tùythuộc vào sự phân bố không gian và thời gian của sự kiện sạt lở [6], [7], [ 20], [22],[24] Ví dụ như đối với vùng châu Á như: Trung Quốc; Đài Loan; Nhật Bản và HànQuốc Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng yếu tố mưa (thời đoạn và cường độ mưa) là

nguyên nhân chính gây ra sạt lở đất cho vùng núi [20], [24] Cơ chế sự mất ổn địnhnày là do lượng mưa bổ sung nước vào đất trong thời gian dài và vượt quá mức giớihạn của lớp đất, làm lớp đất trở nên lõng lẽo, giảm sự kết dính đồng thời kết hợp với

độ dốc địa hình sẽ làm khối đất đá dịch chuyển xuống

Việc xây dựng bản đồ cấp độ rủi ro do sạt lở đất là rất cần thiết nhằm phòngngừa và giảm thiểu những thiệt hại Trong những năm gần đây đã có rất nhiều côngtrình khoa học thực hiện theo hướng này [3], [4], [13], [14] Bản đồ cấp độ rủi ro sạt lởđất cho biết khả năng sạt lở ở các mức độ khác nhau và được phân bố theo không gian

Để làm được điều này đã có nhiều nghiên cứu đề xuất những cách tiếp cận và phươngpháp khác nhau Theo công trình nghiên cứu tổng hợp của Paola Reichenbach (2018)

đã chỉ ra 5 nhóm phương pháp: (i) lập bản đồ địa mạo-geomorphological mapping, (ii)phân tích sự kiện sạt lở-analysis of landslide inventories, (iii) phân tích phân cấp-heuristic approaches, (iv) phương pháp dựa trên quá trình-process based methods và(v) phương pháp mô hình hóa thống kê-statistically-based modelling methods

1.5.1 Tình hình sạt lở đất trên thế giới và ảnh hướng tới kinh tế xã hội:

Trong những năm qua tình hình sạt lở đất ở nhiều nước trên thế giới rất phứctạp và khó lường Sạt lở đất đã làm hàng chục người chết và mất tích gây thiệt hạihàng ngàn tỷ đồng, làm kèm hảm đến sự phát triển của đất nước, theo đó công táckhắc phục tái thiết sau lở đất rất tốn kém và kéo dài Cụ thể sạt lở đất năm 2016:

Ngày 8-2: Lũ lụt gây ra tình trạng lở đất ở tỉnh Tây Sumatatra của Indonesia,làm 5 người thiệt mạng, 2 người mất tích và hơn 4.000 người phải sơ tán

Ngày 22-4: Một vụ lở đất lớn xảy ra tại bang Arunachal Pradesh, miền ĐôngBắc Ấn Độ, làm 16 công nhân xây dựng thiệt mạng

Ngày 8-5: Một vụ lở đất chôn vùi một văn phòng và khu vực nhà tạm của côngnhân tại công trường xây dựng nhà máy thủy điện ở huyện Thái Ninh, thành phố TamMinh, tỉnh Phúc Kiến, miền Đông Nam Trung Quốc, khiến 34 người thiệt mạng

Ngày 1-7: Một vụ lở đất do mưa bão xảy ra tại một ngôi làng ở quận ĐạiPhương, thành phố Tất Tiết, tỉnh Quý Châu, miền Tây Nam Trung Quốc, chôn vùi 29người

Ngày 6-7: Một vụ lở đất do mưa lớn xảy ra tại một làng miền núi ở khu vựcYecheng, tỉnh Kashgar, cách thủ phủ Urumqi của khu tự trị Tân Cương (Tây BắcTrung Quốc) 1.500 km, làm 35 người thiệt mạng

Ngày 26-7: 28 người thiệt mạng và hàng chục người khác bị thương trong các vụ lởđất ở Nepal do mưa lũ

Sạt lở đất ở Bandarban (Bangladesh) ngày 13/6 Ảnh: AFP/TTXVN

Sạt lở đất tại Indonesia, hàng chục người mất tích (Nguồn sggp.org.vn)

Lở đất cuốn 2 xe buýt khiến 45 người chết ở Ấn Độ - Thế giới - ZING.VN

VTV.vn 7/2019 Sạt lở đất tại tỉnh Quý Châu, Tây Nam Trung Quốc

Hình 1.6: Một số điểm sạt lở điển hình trên thế giới

(Nguồn: TTXVN; VTV.VN).

Nguyên nhân: Sạt lở đất có liên quan tới độ dốc lớn về địa hình của khu vực

miền núi đi liền với diễn biến mưa lớn kéo dài và sự suy giảm độ che phủ rừng - thảmthực vật Đặc biệt là các tác động của con người, trong đó trọng tâm là chặt phá rừng

và xây dựng các công trình giao thông, thủy lợi hồ chứa, đập thủy điện…

Giải pháp phòng ngừa: Ngoài các giải công trình và phi công trình các nước

xây dựng hệ thống quan trắc tự động để cảnh báo như Thụy Điển, Mỹ Còn Nhật Bản

có sử dụng hệ thống quan trắc từ máy bay và vệ tinh, giúp thống kê các điểm sạt lở kếtnối với vệ tinh và gửi về trung tâm để cảnh báo

1.5.2 Tình hình sạt lở đất ở Việt Nam và ảnh hướng đến kinh tế xã hội

Ở Việt Nam, các nghiên cứu về sạt lở đất mới được quan tâm trong những nămgần đây do số lượng, phạm vi và thiệt hại từ các vụ sạt lở đất ngày càng gia tăng Xuthế này hoàn toàn phù hợp với sự phát triển về kinh tế xã hội và gia tăng dân số, điềunày đã tạo nên áp lực thay đổi rất lớn về địa hình và thảm phủ (hệ thống đường giaothông, khu dân cư mới) Bên cạnh đó, với đặc trưng khí hậu gió mùa và áp thấp do bãohàng năm tạo ra lượng mưa rất lớn cho vùng miền núi như Tây Bắc, Bắc Trung Bộ,Trung Trung Bộ và Nam Trung Bộ Các nghiên cứu trong nước đã bước đầu xem xétcác yếu tố như: địa chất; địa hình; lớp phủ; lượng mưa và các yếu tố xã hội Trong đólượng mưa được xem xét là lượng mưa trung bình nhiều năm của các trạm đo [17],[18], [28], [29] Tuy nhiên theo báo cáo mới nhất của Bộ tài nguyên và Môi trường[27], Việt Nam là quốc gia chịu ảnh hưởng rất lớn của biến đổi khí hậu trong thời gianđến, trong đó lượng mưa được dự báo sẽ có sự thay đổi rất lớn và theo xu hướng cựcđoan hơn Nghiên cứu này sẽ cải tiến thông tin về yếu tố mưa, thay vì sử dụng lượngmưa trung bình nhiều năm như các nghiên cứu trước đây [17], [18], [28], [29] mà sửdụng các nhóm kịch bản mưa có xét đến mưa cực hạn

Theo thống kê của Tổng cục Phòng chống thiên tại, từ năm 2010 đến 2017 đãxảy ra 260 trận lũ quét, sạt lở đất ảnh hưởng tới các vùng dân cư, làm chết và mất tích

910 người, hàng nghìn căn nhà bị ngập, hư hại nặng, gây thiệt hại hàng nghìn ha lúa vàhoa màu, hàng trăm ha đất canh tác bị vùi lấp; nhiều công trình giao thông, thủy lợi,dân sinh kinh tế bị hư hỏng nặng nề, tổng thiệt hại về kinh tế ước tính hàng chục nghìn

tỉ đồng Các tỉnh thường xuyên xảy ra lũ quét, sạt lở đất là: Lào Cai, Hà Giang, LaiChâu, Sơn La, Cao Bằng, Bắc Cạn, Yên Bái, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Nam, KonTum, Gia Lai, Đăk Lăk, Lâm Đồng

Sạt lở đất ở huyện Mù Cang Chải Yên Bái ngày 7/9/2012, tỉnh Yên Bái cho biết

đã tìm thấy thi thể 8 nạn nhân trong vụ tai nạn do sạt lở đất ở xã La Pán Tẩn

Năm 2017 lũ quét, sạt lở đất ở Mường La (Sơn La), Mù Cang Chải (Yên Bái) trongngày 2 và 3-8-2017 làm 32 người chết và mất tích Sau đó là các thiên tai tượng tự

xảy ra ở Đà Bắc, Tân Lạc (Hòa Bình), Bắc Trà My, Nam Trà My (Quảng Nam) làmtổng cộng 71 người chết và mất tích, 4.100 ngôi nhà đổ sập, cuốn trôi.13.200 ngôi nhà.

Năm 2018, lũ quét và sạt lở đất đã gây thiệt hại nghiêm trọng tại Hà Giang, LaiChâu và một số tỉnh miền núi phía Bắc làm 33 người chết và mất tích; 176 ngôi nhà bị

lũ cuốn trôi; 1.270 nhà bị hỏng và di dời khẩn cấp; thiệt hại hơn 1.000 ha lúa; nhiềutuyến đường tỉnh lộ, quốc lộ bị sạt lở nghiêm trọng thiệt hại ước tính 535 tỉ đồng

Nguyên nhân: Theo báo cáo của các địa phương sạt, trượt lở đất ở Việt Nam,

chủ yếu là do các hiện tượng thời tiết bất thường, trong đó chính là mưa lớn kéo dàixảy ra ngày càng nhiều cùng với khu vực có địa hình phân cắt mạnh, bề mặt địa hìnhdốc; lớp vỏ phong hóa dày, nhanh ngấm nước, đất bị bão hòa nước, giảm độ ổn địnhsườn dốc; rừng tự nhiên, rừng phòng hộ còn rất ít khiến lớp phủ thực vật mỏng Cáchoạt động nhân sinh như phá rừng, khai khoáng, xây dựng công trình …

Giải pháp phòng ngừa của địa phương:

Gia cố kè mái ta luy, đóng cọc cừ, điều tiết dòng chảy, xây dựng rảnh thoátnước mặt trên các khu vực sạt lở

Khoanh vùng thường xảy ra sạt lở để cảnh báo kịp thời để người dân vùng chịuảnh hưởng biết, có biện pháp phòng tránh, giảm nhẹ thiệt hại

Di dời dân ra khỏi vùng những vùng có nguy cơ sạt lở cao

Về lâu dài, hỗ trợ cho các địa phương hoàn thành sớm kế hoạch di dời, tái định

cư để ổn định đời sống nhân dân vùng thường xuyên xảy ra thiên tai và vùng có nguy

cơ cao xảy ra lũ quét, sạt lở đất phủ xanh đồi núi trọc bằng việc trồng rừng phòng hộ,khôi phục rừng tự nhiên; hạn chế xây dựng, quy hoạch dân cư tại những khu vực đượcđánh giá có nguy cơ cao, mật độ trượt lở xảy ra nhiều

Xây dựng hệ thống quan trắc, giám sát, đánh giá, cảnh báo sớm đối với các khuvực có nguy cơ xảy ra lũ quét, sạt lở đất cao hướng dẫn, tuyên truyền đối với ngườidân địa phương về ứng phó, giảm thiểu thiệt hại

Hình ảnh sạt lở lớn ở các tỉnh Việt Nam

Sạt lở đất ở huyện Mù Cang Chải 2014(Yên Bái).

Sạt lở đất vùi lấp nhà dân 2017 tỉnh Hòa Bình (Ảnh: Chí Tuệ)

Hiện trường một vụ sạt lở tại km74 + 400 trên Quốc lộ 279D, đoạn xã Tạ Bú,

huyện Mường La, tỉnh Sơn La 2017 Ảnh: TTXVN phát

Mưa lũ gây sạt lở nhiều nơi Lai Châu tháng cuối tháng 6/2018 Ảnh: TTXVN Hình 1.7: Một số điểm sạt lở điển hình ở các tỉnh của Việt Nam

(Nguồn: TTXVN; Địa phương).

1.6 Tình hình sạt lở đất trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi

Theo báo cáo thống kê của Chi cục Thủy lợi tỉnh Quảng Ngãi kết hợp với khảosát thực địa những điểm sạt lở đất trong những năm gần đây (từ năm 2016 đến năm2018) và sử dụng hình ảnh từ vệ tinh viễn thám trong thời đoạn từ năm 2010 đến năm

2018 Chúng tôi xác định được tổng cộng có 531 điểm sạt lở đất Trong đó có 20 điểm

từ kết quả khảo sát thực địa và 511 điểm từ khôi phục hình ảnh viễn thám Hầu hết cácđiểm sạt lở phân bố ở 6 huyện miền núi (Ba Tơ; Minh Long; Sơn Tây; Sơn Hà; TâyTrà và Trà Bồng), thời điểm sạt lở thường vào khoảng tháng 9 đến tháng 12 hàng năm

Hình 1.8: Bản đồ thống kê các điểm sạt lở đất từ năm 2010 đến 2018 Nguyên

nhân chủ yếu là mưa lớn kéo dài kết hợp với địa hình dốc đã làm sạt lở

hàng trăm nghìn m3 đất đá, qua thống kê của tỉnh Quảng Ngãi thì từ năm 2010-2018sạt lở đất làm hàng trăm người chết và bị thương, vùi lấp hư hại hàng công trình ướcthiệt hại lên đến 4567 tỷ đồng

Sơn Tây- Km 169 Sơn Tây- Km 170

Sơn Tây- TĐC Nước Vương Sơn Tây-Đường Trường Sơn Km164

Hình 1.9: Một số điểm sạt lở điển hình từ điều tra thực tế

(Nguồn: do chính tác giả thực hiện).

Tóm lại, luận văn này sẽ sử dụng phương pháp phân cấp (Analytical HierarchyProcess -AHP) để xây dựng bản đồ phân bố mức độ rủi ro do sạt lở đất Phương phápnày chú trọng đến việc điều tra và nhận định trọng số các yếu tố gây ra sạt lở để xâydựng bản đồ nguy cơ sạt lở đất [15], [16] Trong đó yếu tố mưa được xem xét theo 2nhóm kịch bản (thường xuyên xảy ra và cực hạn) dựa trên phương pháp phân tích tầnsuất mưa vùng (Regional Frequency Analysis - RFA) [9], [10], [19], [21]

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG BẢN ĐỒ CẤP ĐỘ RỦI RO

DO SẠT LỞ ĐẤT

2.1 Nhận dạng nguyên nhân chính gây sạt lở

Có rất nhiều nguyên nhân gây ra sạt lở đất Theo nghiên cứu của Reichenbach

và cộng sự (2018), đã chia 23 nguyên nhân ảnh hưởng đến sạt lở đất thành 5 nhómkhác nhau, như địa hình, thủy văn, độ che phủ đất, hình thái đại chất và các tham biếnkhác Tuy nhiên, những nghiên cứu này vẫn có một nhược điểm, rằng các đánh giá nàymang tính toàn cầu, rất khó chính xác cho một khu vực nhỏ nhất định như đối với tỉnhQuảng Ngãi Lân cận Quảng Ngãi, [17] đã đưa ra các nguyên nhân sạt lở cho tỉnhQuảng Nam và Quảng Ngãi Trong đó, nhấn mạnh các yếu tố ảnh hưởng đến sạt lở đấttrong khu vực như: Độ dốc, khoảng cách đến đường giao thông, lượng mưa, khoảngcách đến các dòng chảy, bề mặt đất và địa chất

Do vậy, để đánh giá chi tiết các nguyên nhân sạt lở đất trong khu vực tính toán,cần rất nhiều theo dõi cũng như đo đạc Tuy nhiên, các dữ liệu này thường không đầy

đủ hay quá trình thu thập rất ngắn Vì vậy, mà trong khuôn khổ luận văn này, các nhân

tố ảnh hưởng trực tiếp đến sạt lở đất được xác định thông qua các công bố nghiên cứugần đây cho khu vực và vùng lân cận Cụ thể là các nghiên cứu của Phạm Văn Hùng

và Nguyễn Văn Dũng (2013)[17]

Bảng 3.3 chỉ ra rằng, các nhân tố độ dốc, lượng mưa, thảm phủ được nhắc đếnhầu hết trong các công bố, và gần như đóng vai trò quyết định trong hiện tượng sạt lởđất trong khu vực Bênh cạnh đó, các nhân tố hình thái địa hình, loại đất, khoảng cáchđến đường, khoảng cách đến đường tụ thủy cũng được đánh giá là những nguyên nhângây ra sạt lở trong khu vực Vì vậy, trong khuôn khổ luận văn này, các yếu tố như:lượng mưa (rainfall) độ dốc (slope), hình thái địa hình (aspect), thổ nhưỡng (soiltypes), sử dụng đất (land use) khoảng cách đến đường (distance to road), khoảng cáchđến dòng chảy (Distance to stream) và mật độ che phủ - Land cover (NDVI) sẽ đượcdùng để đánh giá sạt lở đất cho khu vực và được đánh giá theo sơ đồ như hình 2.1

G MƯA

GIS

ĐỘ DỐC

HƯỚNG DỐC

THỔ NHƯỠNG

SỬ DỤ NG ĐẤ T

K/C ĐẾN ĐƯỜNG

K/C ĐẾN SUỐI

KẾT QUẢ

Hình 2.1: Sơ đồ tổng quan nhận dạng nguyên nhân sạt lở

Lượng mưa: Căn cứ vào phân bố khônggian và thời gian của các điểm sạt lở sự phân bốlượng mưa trong khu vực, mối quan hệ giữa cácđặc trưng của mưa và sạt lở đất sẽ được đối sánh

và đánh giá Trong luận văn này, số liệu mưa

Trung Bộ.

Độ dốc Địa hình: Thực tế

là độ dốc địa hình là mộttrong những yếu tố quantrọng nhất trong cácnguyên nhân gây ra lở đất

Một đánh giá từReichenbach et al (2018)

và N Nikol et al (2018) đãxác nhận vai trò quantrọng của độ dốc trongviệc dẫn tới sự mất ổn địnhcủa các lớp đất Trongnghiên cứu này, độ dốc địahình trong khu vực nghiêncứu được tạo ra từ việc xử

lý mô hình cao độ số DEMSTRM (30x30m) bằngphần mềm ArcGIS 10.4.1của ESRI (Mỹ) Kết quảphân tích sau đó đượcphân loại thành các lớpkhác nhau trong phạm vi

từ 10 đến 70 độ với bước

10 độ Hình thái địa hình:Khía cạnh địa hình có mốitương quan chặt chẽ với độ

các

yếu tố khác như độ che phủ, cường độ đất và độ ẩm ảnh hưởng trực tiếp đến sự hìnhthành sạt lở đất [20] Do đó, việc xác định mối tương quan giữa lở đất và hình thái địahình sẽ hỗ trợ cho việc xác định nguy cơ trượt lở đất Dữ liệu về hình thái địa hìnhtrong nghiên cứu này cũng được tạo ra bởi quá trình phân tích không gian với dữ liệu

là DEM

Thổ nhưỡng: Dưới tác động của lượng mưa, độ bão hòa của đất là một tác nhânquan trọng dẫn đến lở đất Việc xác định lớp đất và đặc tính của chúng là đóng góp rấtlớn cho việc đánh giá lở đất và nguy cơ Sự phân bố không gian của các loại thổnhưỡng được thu thập từ các cơ quan chính quyền địa phương và được phân thíchtrong Arc GIS cho tỉnh Quảng Ngãi

Sử dụng đất: Theo Khan et al [20], sử dụng đất có ảnh hưởng mạnh mẽ đến sựphân bố sạt lở Một bằng chứng rõ ràng là thảm thực vật tốt sẽ hoạt động hiệu quả đểgiữ nước, giảm xói mòn và sau đó cải thiện sự ổn định của khu vực Chuang và Shiu[7] Trong một nghiên cứu gần đây, Reichenbach et al [24] đã đề xuất rằng trọng sốđóng góp của mưa và sử dụng đất nên được tính bằng nhau khi thành lập bản đồ nguy

cơ sạt lở Vì vậy, luận văn cũng sử dụng dữ liệu được cung cấp từ các cơ quan địaphương để kiểm tra mối quan hệ giữa phân phối đất và các sự kiện lở đất

Khoảng cách đến đường giao thông: Ở các khu vực miền núi, việc phát triểngiao thông nhiều khả năng dẫn đến việc trượt các lớp đất, và giảm độ ổn định mái vàcuối cùng là sạt lở Do đó, các tác động của mạng lưới đường bộ cần được đánh giátrong xác định các yếu tố ảnh hưởng Cơ sở dữ liệu của các mạng lưới đường giaothông được thu thập từ chính quyền địa phương để sử dụng trong báo cáo này

Khoảng cách đến dòng chảy: Tương tự, khoảng cách đến dòng chảy cũng lànguyên nhân phổ biến, được sử dụng phổ biến trong phân tích trượt lở đất Sự phân bốkhông gian của các yếu tố được đánh giá trong môi trường GIS bằng cách sử dụngphân tích DEM hoặc thu thập dữ liệu từ các cơ quan chức năng [23] Trong nghiên cứunày, các dòng chảy được thu thập từ dữ liệu thủy hệ tỉnh Quảng Ngãi, các khoảng cáchđược tính toán tuyến tính bằng cách sử dụng công cụ phân tích không gian trong ArcGIS 10.4.1

2.2 Phương pháp xây dựng bản đồ cấp độ rủi ro do sạt lở đất

2.2.1 Phương pháp AHP

Để phát triển bản đồ nguy cơ trượt lở đất thích hợp, việc ứng dụng các công cụ

sẽ quyết định dựa vào nhiều tiêu chí trên GIS được sử dụng rộng rãi Phương pháp nàycho phép kết hợp thông tin từ các nhân tố và mức độ tác động của các nhân tố đó đếnquá trình sạt lở đất Một phương pháp phân tích được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnhvực: Phương pháp phân tích thứ bậc AHP (Analytic Hierarchy Process (AHP)) được

áp dụng trong nhiều lĩnh vực Phương pháp này cũng được dụng phổ biến trong việcđánh giá trọng số của các nhân tố ảnh hưởng đến trượt lở đất trong nhiều nghiên cứu.

Phương pháp AHP xác định sự đóng góp trọng số của các nguyên nhân sạt lởđất sẽ được xác định bằng ma trận so sánh theo cặp Dựa trên các nghiên cứu đượcthực hiện bởi Saaty [25], các tiêu chí sẽ được so sánh trong phạm vi từ 1 đến 9 Mỗimột giá trị thể hiện mức độ quan trọng của tiêu chí này so với tiêu chí còn lại Theo đó

1 cho thấy hai tiêu chí có tầm quan trọng như nhau và 9 cho thấy tầm quan trọng cực

kỳ mạnh mẽ của một tiêu chí so với một tiêu chí định lượng khác [25]

Trọng số lớn nhất trong mô hình AHP đại diện cho một tiêu chí có tác độngđáng kể nhất trong việc xác định mục tiêu của cả quá trình tính toán Các trọng sốđược tính toán từ ma trận tương quan Ngoài ra, tỷ lệ nhất quán (CR) và Chỉ số nhấtquán (CI) sẽ được tính toán để ước tính tính nhất quán của quá trình xác định trọng sốdựa theo AHP [25] Cần lưu ý rằng giá trị CR phải nhỏ hơn 0,1 Nếu không đạt đượcgiá trị này, quá trình tính toán dựa theo phương pháp thứ bậc được coi là không nhấtquán [25] và cần phải thay đổi Chỉ số CI và CR được tính toán theo công thức dướiđây

Đối với phân tích tần suất mưa thì bản chất của phương pháp vùng là nhóm tất

cả các giá trị thống kê của các trạm đo mưa trong vùng sau khi các giá trị thống kê củamỗi trạm được chia cho “chỉ số mưa vùng” (index rainfall), sau đó tiến hành phân tíchtần suất vùng với mục đích làm lớn kích thước mẫu thống kê, từ đó tăng độ tin cậy củađường cong suy luận vùng Sau đó, giá trị đường cong suy luận vùng này (regionalquantiles) được nhân với chỉ số mưa vùng ta sẽ thu được đường cong suy luận cho mỗitrạm đo mưa trong vùng với độ tin cậy cao hơn so với phương pháp suy luận mà chỉ sửdụng số liệu thống kê hạn chế của mỗi trạm

Tuy nhiên, để làm được đều này dữ liệu mưa vùng phải thỏa mãn điều kiện là “đồng nhất” và chỉ số mưa vùng sử dụng theo đề xuất của Hosking và Wallis (1997) là bộ giá trị mưa bình quân của mỗi trạm đo Theo Hosking và Wallis (1997), một vùng được xem là đồng nhất về dữ liệu mưa khi mẫu dữ liệu mưa của các trạm đo có cùng chung một tỷ lệ phân phối (scale distribution), điều này đồng nghĩa sẽ tồn tại một hàm phân phối thống kê chung cho tất cả các mẫu thống kê trong vùng và mẫu dữ liệu mưa vùng phải thỏa mãn các điều kiện của test Hosking và Wallis Nếu không thỏa mãn điều kiện này thì cần phải tiến hành chia vùng nghiên cứu chính (main region) thành các tiểu vùng (sub-region) sao cho mẫu dữ liệu của các tiểu vùng thỏa mãn test

Hosking và Wallis

Do vậy, trong phân tích tần suất mưa vùng có 2 bước cơ bản là(i) phân chia vùng đồng nhất và (ii) phân tích tần suất vùng sau khiđược phân chia Trong nghiên cứu này, kết quả phân tích tần suất mưavùng tại các trạm ứng với các tần suất thiết kế và các thời đoạn mưa

3 ngày lớn nhất sẽ được trích suất để xây dựng bộ cơ sở dữ liệu mưathời đoạn và sử dụng phương pháp nội suy trong ArcGIS để xây dựngbản đồ mưa thời đoạn

2.2.2.1 Phương pháp phân chia vùng đồng nhất dữ liệu mưa ngày.

Để phân chia vùng có N trạm nhưng không đồng nhất thành Nk

tiểu vùng (với K chính là số lượng tiểu vùng, K = 2 hoặc 3 ), nghiêncứu sử dụng phương pháp phân cụm (phân tích Cluster) để thể hiệnquan hệ mật thiết giữa các trạm trong một tiểu vùng Phương phápphân cụm bao gồm: (i) phương pháp không thứ bậc (K-Means) [7] và(ii) phương pháp thứ bậc (Ward) [7]

Giả sử trong vùng nghiên cứu có N trạm đo mưa, khi đó vectorthuộc tính biểu diễn cho N trạm đo mưa là:

Y = {y i /i = 1,…, N}

Trong đó: y i = [y i1 , …, y ij , …, y in] ∈ ℜn là vector thuộc tính của trạm thứ i Vector thuộc

tính này bao gồm: kinh độ, vĩ độ và cao độ của trạm thứ i [ 9 ] ; y ij là giá trị thuộc tính j của vector y i

a. Phương pháp phân cụm không thứ bậc (K-Means)