Luận văn Nghiên cứu đánh giá nguy cơ tai biến trượt lở huyện bắc yên, tỉnh sơn la với sự hỗ trợ của công nghệ viễn thám - Gis

(1993); Chung and Fabbri (2001), v.v. Đáng kể đến là các mô hình nghiên cứu trượt lở điển hình của trường ITC (Hà Lan), trên cơ sở mã nguồn của phần mềm ILWIS, được thể hiện bằng mô hình GISIZ, xây dựng trên quan điểm tiếp cận địa lý - địa mạo; mô hình SINMAP lại được xây dựng theo quan điểm địa chất công trình Các nghiên cứu tập trung nghiên cứu cơ chế, vận động, tác động, phân vùng, cảnh báo, các giải pháp nhằm giảm thiểu thiệt hại và các công nghệ mới ứng dụng trong việc nghiên cứu như GIS, viễn thám:  Định lượng và phân vùng tai biến trượt lở đất cho vùng núi (D. Anbalagan, 1992),  Mô hình vật lý về dòng bùn nông do trượt lở đất ở phạm vi lưu vực (Bathurst J. C., Burton A., 1998),  Đặc trưng của trượt lở đất và áp dụng GIS để mô phỏng tính bất ổn định độ dốc vùng Lantau, Hong Kong (F.C. Dai, F.C. Lee, 2002),  Phân vùng ngưỡng mưa – trợ giúp đánh giá tai biến trượt lở đất (Crosta G., 1998),  Ước lượng tai biến trượt lở đất gây ra do mưa thời gian thực (Liritano G. Và nnk, 1998),  Định lượng tai biến trượt lở đất – tổng quan về công nghệ hiện tại và ứng dụng để nghiên cứu ở các tỷ lệ khác nhau cho miền trung Italia (Fausto G. Và nnk, 1999),  Trượt lở đất và mối tương quan với tham số mưa – tiếp cận theo công nghệ GIS và viễn thám (D.P. Kanungo, S. Sarkar, 2006), ứng dụng GIS phân vùng tai biến trượt lở đất (C.J. van Westen, 1993), 1.3.2. Nghiên cứu trượt lở ở Việt Nam Tai biến trượt lở đất ở Việt Nam cũng mới được quan tâm nghiên cứu từ những năm 1990. Viện Địa chất, Viện Địa lý (Viện Khoa học và Công nghệ Việt 18 Nam), Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Quốc gia, Viện Địa chất Khoáng sản, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên (Đại học Quốc gia Hà Nội), trường Đại học Mỏ Địa chất,...là những trung tâm hàng đầu trong nghiên cứu lĩnh vực này. Các nghiên cứu đã kết luận trong những năm gần đây tại các tỉnh miền núi phía Bắc, dạng tai biến này diễn ra ngày càng nguy hiểm hơn với 12/16 tỉnh nằm trong vùng có nguy cơ trượt – lở cao. Theo hướng này, phải kể đến các công trình:  Nghiên cứu tai biến trượt lở tại các điểm dân cư vùng thủy điện Hòa Bình (Bùi Khôi Hùng, 1992),  Nghiên cứu nguy cơ trượt lở ở miền núi Bắc Bộ và giải pháp phòng tránh (Nguyễn Quốc Thành và nnk, 2005),  HNghiên cứu đánh giá tai biến trượt lở khu vực các tỉnh miền núi phía Bắc và các giải pháp phòng tránh (Lê Thị Nghinh và nnk, 2003),  Nghiên cứu tai biến trượt lở ở Việt Nam (Dự án UNDP/VIE/97/2002),  Tai biến trượt lở ở tỉnh Quảng Nam và Quảng Ngãi (Nguyễn Trọng Yêm và nnk, 2002),  Nghiên cứu và dự báo tai biến thiên nhiên ở tỉnh Hòa Bình (Nguyễn Ngọc Thạch, 2003),  Đánh giá tai biến địa chất các tỉnh ven biển miền Trung từ Quảng Bình đến Phú Yên (Trần Tân Văn và nnk, 2003). Một số công trình khác tập trung nghiên cứu tính chu kỳ của trượt lở đất tai biến tổng hợp nghiên cứu tính chất chu kỳ của hiên tượng dịch chuyển các khối đất đá ở một số nơi thuộc miền núi Bắc Bộ (Nguyễn Quốc Thành và nnk 2005),  Nghiên cứu đánh giá tổng hợp các loại hình tai biến địa chất các tỉnh Bắc Trung Bộ và các tỉnh miền núi Bắc Bộ (Trần Trọng Huệ và nnk, 2005). Một hướng nghiên cứu hiện nay đang được phát triển, có vai trò hỗ trợ hiệu quả trong phân tích và đánh giá tai biến là ứng dụng công nghệ hệ thông tin địa lý (GIS) và viễn thám, cũng như sử dụng các mô hình thực nghiệm. Có thể phân biệt hai nhóm phương pháp, mô hình nghiên cứu trượt lở: - Nhóm phương pháp vật lý dựa trên các phương trình toán lý mô phỏng bản chất vật lý của quá trình trượt; 19 - Nhóm phương pháp thống kê dựa trên quan hệ thống kê giữa các điểm trượt lở và các yếu tố được cho là nguyên nhân gây nên trượt lở (Nguyễn Ngọc Thạch và nnk, 1998), ứng dụng viễn thám và hệ thống thông tin địa lý (GIS) nghiên cứu dự báo trượt lở đất vùng hồ thủy điện Sơn La trong đó dựa trên cơ sở phương pháp chuyên gia trong GIS để đánh giá các lớp thông tin ảnh hưởng đến trượt lở và ứng dụng công nghệ viễn thám để phân tích các yếu tố dạng tuyến. Từ năm 2004 đến nay, tập thể các nhà khoa học Địa lý thuộc Đại học Quốc gia Hà Nội đã công bố nhiều công trình áp dụng công nghệ viễn thám và GIS trong nghiên cứu tai biến nói chung và tai biến trượt lở đất nói riêng (Chu Văn Ngợi, Nguyễn Văn Đức,...). Trong đó tích hợp các thông tinh về cấu trúc địa chất, địa mạo và lớp phủ được trình bày là cơ sở quan trọng cho việc giảm thiểu tai biến do trượt lở đất trên nhiều khu vực nghiên cứu. Qua các công trình này các tác giả đã thống nhất quan điểm đánh giá tai biến trượt lở đất bằng GIS và viễn thám trên cơ sở địa mạo và địa lý tổng hợp. Đề tài “Nghiên cứu đánh giá nguy cơ tai biến trượt lở huyện Bắc Yên, tỉnh Sơn La với sự hỗ trợ của công nghệ viễn thám- GIS” áp dụng theo phương pháp, mô hình nghiên cứu thuộc nhóm thứ hai, đó là: phương pháp thống kê dựa trên quan hệ thống kê giữa các điểm trượt lở và các yếu tố gây nên trượt lở, áp dụng phương pháp GIS để đánh giá trọng số cho các lớp thông tin ảnh hưởng đến trượt lở và ứng dụng công nghệ viễn thám để phân tích các yếu tố. 1.4. Phương pháp và quá trình nghiên cứu 1.4.1. Phương pháp nghiên cứu Có hai nhóm phương pháp, mô hình nghiên cứu trượt lở chính là: Nhóm phương pháp vật lý, địa chất công trình: dựa trên các phương trình toán lý và các thông số địa chất công trình đo đạc quan trắc trên sườn dốc (các thông số về lực, tính chất cơ lý của đất đá...), mô phỏng bản chất vật lý của quá trình trượt ; Nhóm phương pháp thống kê dựa trên quan hệ thống kê giữa các điểm trượt lở và các yếu tố được cho là nguyên nhân gây nên trượt lở. Với cách tiếp cận này, trượt trọng lực được xem như một hàm của nhiều tham số, trong đó có nhiều tham số thuộc về tự nhiên như điều kiện địa chất, địa mạo, vỏ phong hoá, chế độ thuỷ văn, lớp phủ thực vật Bên cạnh đó còn có nhiều nguyên nhân thuộc về nhân tác 20 như: bạt taluy để mở đường, sự phá rừng làm nương rẫy Những tác động đó có xu thế làm giảm lực kháng cắt của các khối vật chất, dẫn đến sự tăng lực tiếp tuyến, gây ra trượt lở. 1.4.2. Quá trình nghiên cứu Để xác định quy trình nghiên cứu, đề tài đã dựa vào phương pháp nghiên cứu của các tác giả sau: Colecchia (1978), Brabb (1984), A. Hansen (1984), Ivarnes (1984), Hartlen và Viberg (1988), Lambe và Whiman (1969), Chowdury (1978, 1984), Hock và Bray (1981), Graham (1984), Bromhead (1986), Anderson và Vichards (1987). Đặc biệt, quy trình nghiên cứu của C.S.Van Westen (1993) tại trường Đại học quốc tế về nghiên cứu từ khoảng không và các khoa học trái đất (ITC) – Hà Lan: “Application of Geographic information systems to landshde Hazard zonation”. Đề án này có sự hỗ trợ của tổ chức UNESCO, UNDP và tổ chức kinh tế Châu Âu. Quy trình nghiên cứu bao gồm 5 bước như sau: Các bước nghiên cứu Nội dung chi tiết của công việc A. Nghiên cứu sự phân bố Lập bản đồ trong đó thể hiện các kiểu và diện phân bố của các loại hình trượt lở B. Phân tích định tính Trực tiếp hoặc bán trực tiếp phân tích mối quan hệ của trượt lở với các bản đồ hợp phần đặc biệt là bản đồ địa mạo, dựa vào kinh nghiệm của các nhà khoa học Địa lý - Địa chất. C. Phân tích thống kê Các phương pháp gián tiếp để phân tích thống kê nhằm thu được các thông số dự báo đối với chuyển động khối cho các lớp bản đồ hợp phần. D. Phân tích xác định Phương pháp gián tiếp để tính toán các tham số liên quan đến trượt lở và tích hợp thông tin để dự báo. E. Phân tích tần số xuất hiện của trượt lở Phương pháp gián tiếp, phân tích các số liệu thống kê về khí tượng thủy văn nhằm xác định được các gía trị ngưỡng liên quan đến tần số xuất hiện trượt lở. 21 3. CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TAI BIẾN TRƯỢT LỞ ĐẤT 2.1. Các yếu tố chủ yếu quyết định quá trình trượt lở. Dịch chuyển trượt phát sinh do tác động của trọng lực và các lực khác, khi thành phần lực gây trượt (lực T) vượt quá độ bền của đất đá nói chung (lực giữ G), thì khi đó ổn định của mái dốc hoặc sườn dốc bị phá huỷ. Lúc này F (hệ số ổn định) của mái dốc nhỏ hơn 1. Hệ số ổn định trượt F là tỷ số giữa tổng lực giữ và tổng lực gây trượt của một khối trượt. Như vậy quá trình trượt xảy ra chỉ khi có sự tăng hoặc giảm tương đối giữa lực kéo trượt và lực giữ trượt (hình 2.1). Hình 2.1. Sơ đồ biểu diễn các lực tác động lên một khối trượt (theo VD. Lomtadze)[12] Khối trượt 22 Trong đó: P: Trọng lực G: Lực giữ trượt T: Lực kéo trượt v : Thể tích [m3] γ: Khối lượng thể tích đất [T/m3] Khối trượt α: Góc dốc [độ] Dtđ: áp lực nước thủy động [T/m2] f = tgϕ: Hệ số góc ma sát trong C: Lực kết dính [T/m2] L: Chiều dài cung trượt đơn vị [m] Khi: F > 1: An toàn F = 1: Cân bằng động F < 1: Mất an toàn Từ công thức ta thấy, góc dốc đóng vai trò quan trọng nhất, nó quan hệ trực tiếp đến sự thay đổi hệ số ổn định. Khi góc dốc bằng 0, hệ số ổn định bằng dương vô cực, như vậy quá trình trượt lở không xảy ra. Đóng vai trò quan trọng thứ hai là lượng mưa, nước mưa ngấm xuống đất làm tăng khối lượng thể tích, suy yếu độ bền của đất đá, đồng thời làm tăng áp lực nước thuỷ động và thuỷ tĩnh bên trong khối trượt. Tiếp đến là thành phần của đất đá với độ bền của chính chúng và mực nước ngầm. Quá trình phong hoá; mức độ dập vỡ, nứt nẻ; sự phân dị và chia cắt địa hình phản ánh mức độ bị phá hủy của đất đá, làm suy giảm độ bền kháng cắt của đất đá. Lớp phủ thực vật đóng vai trò cản trở các tác nhân phá họai đất đá xâm nhập xuống dưới sâu. Căn cứ vào hoàn cảnh cụ thể của khu vực nghiên cứu, những yếu tố chủ yếu quyết định T - L đã được lựa chọ là: Độ dốc sườn, lượng mưa, địa chất, địa mạo, thuỷ văn, các kiểu vỏ phong hoá (thổ nhưỡng), khoảng cách tới đứt gãy, giao thông, rừng, lớp phủ thực vật, hiện trạng sử dụng đất. 2.2. Xác định ảnh hưởng của các nhân tố thành phần Trong thực tế, đơn vị tự nhiên bao gồm rất nhiều lớp, vì vậy phải xác định được những lớp thông tin cần thiết nhất, có quyết định nhất đối với việc gây tai biến trượt lở. 23 Việc xác định ảnh hưởng của mỗi yếu tố quyết định trượt lở hay là phân cấp ảnh hưởng của các bộ phận của mỗi yếu tố dựa trên tính chất của các bộ phận của mỗi yếu tố đó, và dựa vào sự phát triển của trượt lở trên từng bộ phận của yếu tố, ở đây là mật độ của các điểm trượt lở. Với cách tiếp cận và phân tích về cấu trúc và nguyên nhân dẫn đến sự suy yếu lực chịu tải của đất đá khu vực xảy ra trượt, có thể xác định được các lớp thông tin cần thiết để nghiên cứu và xử lý, bao gồm:  Trọng lực: cung cấp lực trượt cho khối trượt trên cơ sở tương tác giữa khối lượng của khối trượt và trọng lực .Khối lượng càng lớn lực tác dụng càng lớn. Hình 2.2. Hình minh họa tác động của trọng lực  Độ dốc: theo quy luật chung, độ dốc có liên hệ tỉ lệ thuận với trượt lở. Khi độ dốc > 600, đổ lở là dạng phổ biến hơn cả. Hình 2.3. Một số hình ảnh về ảnh hưởng của độ dốc với trượt lở (Nguồn: thực địa tại Bắc Yên, tỉnh Sơn La 3-2014) 24  Độ ẩm của đất đá: Khi độ ẩm tăng đến mức độ giới hạn sẽ làm suy yếu tính chịu tải của đất đá thì trượt lở xuất hiện và gia tăng tỷ lệ thuận với sự tăng độ ẩm, đặc biệt khi có gương nước ngầm xuất hiện ở trên bề mặt địa hình.  Tính chất cơ lý của đất đá: các lớp đất có độ chịu tải thấp thì trượt lở gia tăng. Ví dụ: sét, bột, đất mùn giàu hữu cơ, vật liệu tơi xốp (tuff núi lửa hay các loại vỏ phong hóa có độ rỗng cao ...). Hình 2.4. Hình minh họa tính chất cơ lý của đá tác động đến kiểu trượt lở [7]  Cấu trúc của đá: Sự trượt lở hoặc đổ lở gia tăng khi đá bị nứt nẻ nhiều, hoặc mặt dốc trùng với mặt phân lớp của đá. Ngược lại, khi hướng dốc của đất ngược hoặc vuông góc với hướng dốc địa hình thì trượt trọng lực có xu thế giảm đi.  Địa hình: là lớp thông tin chung, song cũng có thể lựa chọn những đơn vị địa hình là chỉ thị trực tiếp cho những vùng có khả năng gây trượt lở hoặc đổ lở. Đó là những khe rãnh xâm thực, các thung lũng hình chữ V, các bề mặt sườn, các tích tụ chân sườn hoặc các thềm sông, bãi bồi. Các đơn vị địa hình đó vừa là dấu hiệu song cũng vừa là cơ sở để giúp kiểm tra việc phân tích xử lý thông tin.  Mật độ sông suối: thông số chỉ sự phân cắt ngang của địa hình, là thông số giúp ta xác định được một cách gián tiếp tiềm năng xảy ra trượt lở. 25  Hệ thống đứt gãy: là các đới có liên quan tới nhiều vấn đề của khoa học trái đất, đặc biệt là việc nghiên cứu tìm kiếm khoáng sản, nước ngầm vì đó là hệ thống kênh dẫn và lưu giữ chúng. Đối với trượt lở, đứt gãy sẽ tạo nên các đới suy yếu về tính chất cơ lý của đất đá. Vì vậy, hai thông số về đới xung quanh của đứt gãy và mật độ đứt gãy sẽ là hai lớp thông tin cần thiết trong nghiên cứu trượt lở.  Lớp phủ thực vật: nhiều nghiên cứu đã khẳng định: thực vật có khả năng chống trượt lở. Trong từng thảm thực vật mà cấu trúc bộ rễ có khác nhau, cây có bộ rễ lớn, ăn sâu sẽ có khả năng củng cố sự chịu tải của đất nơi sinh sống. Các bộ rễ như vậy phổ biến ở kiểu thảm rừng thường xanh lá rộng hoặc tre nứa. Thảm rừng càng dày thì khả năng chống trượt lở càng cao. Hình 2.5. Mô hình chung về cây và bộ rễ  Thành phần thạch học: Các loại đá khác nhau thì tính chất cơ lý khác nhau và khả năng chống chịu với trượt lở cũng khác nhau. Các đá cấu tạo khối, cấu trúc chặt thì ít khi bị trượt lở. Tuy nhiên, đối với đá dạng khối, hiện tượng đổ lở dễ xảy ra khi độ dốc lớn, đặc biệt là đối với đá vôi nứt nẻ.  Lượng mưa: Đây là thông số rất quan trọng liên quan đến trượt lở và đổ lở. Thông thường, cường độ trượt lở gia tăng tỷ lệ thuận với lượng mưa, đặc biệt là với cường độ mưa trận. 26 Hình 2.6. Hình ảnh thực địa tại Bắc Yên, tỉnh Sơn La (3-2014) Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình trượt lở đất được mô tả trong hình 2.7 Hình 2.7. Các nhân tố ảnh hưởng đến trượt lở [7] 2.2.1. Lớp yếu tố địa hình Đặc trưng cho lớp yếu tố địa hình chi phối quá trình trượt lở chính là độ dốc sườn. Độ dốc địa hình có vai trò quyết định tới sự hình thành và phát triển trượt lở. Khi góc dốc bằng 0, như vậy sẽ không có trượt. 27 Các bản đồ độ dốc của sườn được xây dựng theo các bản đồ địa hình (có đường đồng mức). Cần phải thành lập thang phân cấp độ dốc, thang này được thành lập dựa vào tương quan thay đổi giữa độ dốc và hệ số ổn định trượt. Tương quan này được xác lập khi các đại lượng khác trong tính F giữ nguyên chỉ để cho độ dốc thay đổi, kết quả cho ta có đồ thị biểu diễn sự thay đổi của hệ số ổn định trượt F theo độ dốc. Sự thay đổi đột ngột hệ số góc của đồ thị chính là biên các cấp độ dốc cần xác định. Sau đó dựa vào tỷ lệ nằm ngang trên bản đồ để phân biệt các khu vực với độ dốc phải tìm. Bảng 2.1. Bảng phân cấp độ dốc (0) (theo bảng phân cấp độ dốc áp dụng cho tai biến khu vực Tây Bắc của Ts. Nguyễn Quốc Khánh [10] STT Độ dốc 1 00 – 50 2 50 – 150 3 150 – 300 4 300 – 450 5 Trên 450 2.2.2. Lượng mưa( lượng mưa trung bình năm) Lượng mưa là thông số rất quan trọng quyết định đến quá trình trượt lở đất. Nước mưa ngấm xuống khối trượt một mặt làm tăng tải trọng của khối đất đá trên sườn dốc, làm giảm độ bền của đất đá. Mặt khác, còn tạo thành dòng ngầm sinh ra áp lực nước thủy động và thủy tĩnh kết quả làm lực gây trượt tăng một cách đáng kể. Cường độ trượt lở đất gia tang tỷ lệ thuận với lượng mưa, đặc biệt là với cường độ mưa trận. Từ số liệu mưa trung bình năm theo thống kê của UBND huyện Bắc Yên, tỉnh Sơn La kết hợp với bản đồ lượng mưa trung bình năm thuộc atlats quốc gia cho phép xây dựng bản đồ lượng mưa trung bình năm của khu vực nghiên cứu. Tổng lượng mưa năm từ 1300 - >2000 mm, lượng mưa phân bố không đều theo không gian và thời gian Lượng mưa bình quân 1.500 mm/năm, mưa chủ yếu vào tháng 6,7,8 và 9, chiếm 85%. Nghiên cứu theo tình hình thực tế và tiến hành thống 28 kê các giá trị nội suy toàn huyện, tác giả chia thành 5 cấp các giá trị tương ứng với mức độ tác động của nó đến tai biến trượt lở đất khác nhau từ thấp đến rất cao. Các bước tiến hành sẽ được thực hiện trong chương 3. Bảng 2.2. Bảng phân cấp ảnh hưởng của lượng mưa trung bình năm đến quá trình trượt lở đất Cấp ảnh hưởng Lượng mưa Tb năm (mm/năm) 1 <1300 2 1301 – 1500 3 1501 – 1900 4 1901 – 2000 5 > 2000 2.2.3. Độ bền của đất đá Độ bền của đất đá là yếu tố cơ bản phát sinh trượt. Nếu độ bền kháng cắt quá yếu thì ở trạng thái tự nhiên trên sườn dốc dưới tác động của trọng lực dịch chuyển trượt vẫn xảy ra. Trên địa bàn huyện Bắc Yên có một số loại đất chính sau (Kế thừa lài liệu và bản dồ thổ nhuỡng tỉnh Sơn La tỷ lệ 1/100.000): - Đất phù sa ngòi suối (Py): diện tích khoảng 220 ha, chiếm tỷ lệ nhỏ 0,2% diện tích tự nhiên. Nằm ở địa hình thấp dọc theo ven sông, suối. Loại đất này ít gây ảnh hương tới quá trình trượt lở. - Đất đỏ vàng trên đá sét và biến chất (Fs): diện tích khoảng 32.980 ha, chiếm 30% diện tích tự nhiên, phân bố chủ yếu trên địa hình đồi núi cao. Độ dốc phô biến từ 20-30%, tầng đất dày thường 50-100 cm. Loại đất này có thành phần lớn là sét. Đây là một điều kiện gây ra nguy cơ trượt lở rất cao. - Đất vàng nhạt trên đá cát (Fq): diện tích 31.880 ha, chiếm khoảng 29% diện tích tự nhiên, phần bố trên địa hình dồi núi cao lừ 600 - 1000 m. Độ dốc thường trên 25%. Tầng đất mỏng, phổ biến từ 30- 50 cm. Đây là loại đất chứa thành phần sét cao có mức độ tác động mạnh đến trượt lở. 29 - Đất vàng đỏ trên đá Macma axít (Fa): diện tích 16.500 ha, chiếm khoảng 15% diện tích tự nhiên. Phân bố trên địa hình núi cao từ 400-600 m. Độ dốc phổ biến từ 20- 25%. Tầng dầy mỏng thường từ 30-70 cm. Loại đất này được đánh giá ở mức trượt lở cao. - Đất mùn vàng nhạt trên đá phiến set (Hs): diện tích khoảng 11.000 ha, chiếm 10% diện tích tự nhiên. Phân bổ trên khu vực núi cao trên 1000 m. Loại đất này chỉ có ý nghĩa về lâm sinh. - Đất mùn vàng nhạt trên đá cát (Hq): diện tích khoảng 7.700 ha, chiếm 7% diện tích tự nhiên. Phân bố trên khu vực núi cao trên 1000 m. Ngoài ra còn một số loại đất có diện tích 9.600 ha, chiếm tỷ lệ 8,7% so với diện tích tự nhiên như: đất dốc tụ (D), đất nâu đỏ trên dá vôi (Fv). Tương quan giữa các nhóm đất đá và sự xuất hiện trượt cho phép xây dựng bản đồ nguy cơ trượt lở thành phần chỉ tính tới yếu tố nhóm đất đá. Mỗi một nhóm đất đá tương ứng với một cấp độ trượt. Tầng dầy của đất càng lớn và thành phần cơ giới chứa càng nhiều sét thì tiềm năng trượt lở càng cao. Các tính chất của vật liệu liên quan mật thiết nhất tới sự ổn định của sườn dốc là ma sát, lực gắn kết và tỉ trọng của đất đá. 2.2.4. Mức độ phong hóa Phong hóa là quá trình biến đổi đá theo thời gian. Độ bền của đá giảm đáng kể sau khi bị phong hóa. Kiểu vỏ phong hóa quyết định chiều dày và tổ hợp khoáng vật đi kèm. Trên các sườn dốc mà lớp vỏ phong hóa càng dày, mức độ phong hóa càng triệt để thì khả năng trượt càng lớn. Nhóm khoáng vật sét của sản phẩm phong hóa quyết định tính chất đối với nước của lớp vỏ phong hóa. Trong nội dung luận văn tác giả sử dụng tầng dày của lớp thổ nhưỡng để đánh giá nguy cơ trượt lở Bảng 2.3. Bảng chỉ tiêu cơ lý đá biến đổi theo mức độ phong hóa[12] STT Mẫu TN Tên đá Dung trọng (TN) ó (g/cm3) Tỷ trọng ∆ (g/cm3) Hệ số rỗng ồ Độ lỗ rỗng n(%) Cờng độ kháng nén khô (KG/cm2 ) 1 np13 Cát sạn kết 2.50 2.79 0.116 10.4 167.5 2 np23 Cát kết 2.59 2.81 0.110 10.1 180.0 3 np33 Bột kết 2.48 2.75 0.119 10.8 160.3 30 4 np14 Cát sạn kết phong hóa 2.24 2.68 0.196 16.4 69.0 5 np2 4 Cát kết phong hóa 2.22 2.63 0.200 17.0 65.0 6 np3 4 Sét kết phong hóa 2.20 2.60 0.210 17.5 63.0 7 np15 Cát sạn kết phong hóa 2.18 2.65 0.216 17.7 35.2 8 np25 Cát kết phong hóa mạnh 2.20 2.68 0.218 17.7 34.0 9 np35 Bột kết phong hóa mạnh 2.15 2.61 0.200 17.0 32.3 10 np45 Sét kết phong hóa mạnh 2.17 2.63 0.250 18.1 31.5 2.2.5. Khoảng cách tới đứt gãy hoạt động. Đứt gãy hoạt động thể hiện mức độ hoạt đông địa chấn của khu vực hoặc mức độ linh động của nền đất. Các rung động của hoạt động địa chấn gây nên hiệu ứng tissotropia làm giảm một cách cơ bản lực kết dính C và góc ma sát trong của đất. Để thể hiện một cách dễ dàng vị trí tương đối của điểm khảo sát trong khuôn khổ của hoạt động địa chấn khu vực, chúng tôi đã phân ra điểm khảo sát nằm trên đứt gãy hoạt động và điểm khảo sát nằm bên ngoài đứt gãy hoạt động với một khoảng cách xác định. Khoảng cách này được xác định bằng cách xây dựng các vùng ảnh hưởng (buffer zones) với sự hỗ trợ của công cụ GIS. 31 Hình 2.8. Dữ liệu đứt gãy huyện Bắc Yên, tỉnh Sơn La 2.2.6. Mức độ chia cắt ngang địa hình Chiều rộng của sườn dốc được thể hiện qua chỉ số phân cắt ngang địa hình. Cũng như mức độ dập vỡ, nứt nẻ, mức độ chia cắt ngang địa hình phản ánh tính liên tục, mức độ liền khối của đất đá. Các đặc tính định lượng của sự phân cắt ngang địa 32 hình phụ thuộc vào tỷ lệ và chức năng của bản đồ. Thông thường người ta thường dùng chỉ số độ dài của mạng lưới thuỷ văn trên diện tích 1 km2 được quy định như giá trị trung bình hoặc theo lưu vực sông. Khi tính chỉ số này người ta thường dùng công thức: l= L / P Trong đó: l- là độ dài chung của mạng lưới xâm thực tính theo km phù hợp với giá trị bình quân trong giới hạn diện tích P. L là độ dài chung của mạng lưới xâm thực trong giới hạn diện tích đó. P là diện tích mà trong đó độ dài của mạng lưới xâm thực được đo đạc. 2.2.7. Lớp phủ thực vật Lớp phủ thực vật có vai trò làm tăng độ ổn định cho mái dốc nhờ tác dụng cơ học của rễ cây liên kết các thành phần của đất và điều hòa sự thay đổi đột ngột độ ẩm của đất trong mái dốc. Tỉ lệ che phủ của thảm thực vật bảo vệ đất khỏi quá trình trượt lở. Thảm thực vật còn có tác dụng điều tiết dòng chảy, chuyển một phần nước mặt thành nước ngầm. Huyện Bắc Yên là huyện có diện tích đất rừng và rừng khá lớn, chiếm 69,1% diện tích nông nghiệp vả chiếm 36,07% diện tích đất tự nhiên, đất đai phù hợp với nhiều loại cây, rừng của huyện Bắc Yên có vai trò của rừng phòng hộ và cỏ khả năng phát triển rừng. Hiện nay độ che phủ của rừng thấp, đạt 42%, trong đó rừng gỗ lá rộng còn 31.537.9 ha, trữ lượng gỗ khoảng 461.100 m3, còn lại là rừng hỗn giao, rừng tre là 7.702,6 ha nằm dọc 2 bờ sông Đà, rửng trồng còn trên 4.000 ha, chủ yếu của dự án 219 dự án 747 và 661. Hiện trạng rừng tại đấy đảm bảo cho nguy cơ phòng tránh trượt lở cao. 2.2.8. Đường giao thông Mạng lưới giao thông huyện Bắc Yên thời gian qua phát triển khá nhanh, một số tuyến đường đã được nhựa hóa như Quốc lộ 37, tỉnh lộ 112, các tuyến nội thị, các tuyến huyện lộ đã được thông tuyến. Các tuyến đường huyện, xã ô tô đi được được đầu tư xây dựng chủ yếu trong những năm gần đây, do đó nhiều tuyến mặt đường chưa ổn định dễ gây ách tắc giao thông vào mùa mưa. Mật độ đường giao thông tăng nhanh kèm theo đó là tác động của con người vào lớp phủ thực vật cũng như chất lượng đất. Theo tình hình thực địa thì hiện trạng 2 bên taluy của đường giao thông có độ dốc cao gây khả năng trượt lở mạnh gây nguy hiểm cho 33 cuộc sống người dân. Do đó tác giả đã đưa yếu tố giao thông vào đánh giá với lớp thông tin là khoảng cách đến tim đường ( bufer của đường ). Hình 2.9. Dữ liệu giao thông huyện Bắc Yên, tỉnh Sơn La 34 2.2.9. Vai trò của con người. Tồng diện tích đất tự nhiên của toàn huyện: 110.371 ha, trong đó đất đang sử dụng là 81.185,67 ha, chiếm 73,6% diện tích tự nhiên, được sử dụng vào các mục đích sau: Diện tích đất sử dụng bình quân đầu người 1,1ha/ người, trong nông nghiệp là 1,02ha/ người. Như vậy so với huyện khác trong tỉnh tỷ lệ này khá cao và đặc biệt là gấp hơn 2 lần so với đồng bằng sông Hồng ( 360m2/người), điều đó phù hợp với điều kiện thực tế của huyện, chủ yếu là so với các huyện khác trong tỉnh diện tích đất canh tác của huyện có độ dốc cao do đó việc tăng trưởng giá trị và sản lượng trong nông nghiệp tỷ lệ thuận với việc tăng nhanh diện tích, mặt khác do diện tích đất bằng phẳng đã được khai thác triệt để để canh tác lúa nước, song rất nhỏ 190 ha, chiếm 0,17 % diện tích đất tự nhiên, còn lại 950 ha diện tích lúa nước là diện tích tận dụng khai thác đất đồi dốc để khai hoang ruộng bậc thang; diện tích rừng và các cây trồng khác đều canh tác trên đất đồi có độ dốc cao, bên cạnh đó việc khai thác sử dụng tài nguyên lãng phí, chưa hiệu quả là một trong những vấn đề bức xúc đặt ra trên quan điểm phát triển bền vững trong thời gian tới. Hình 2.10. Hình ảnh nương rẫy ( thực địa Bắc Yên, tỉnh Sơn La 3-2014) Diện tích đất chưa sử dụng còn 45.463 ha chiếm 41,2% diện tích tự nhiên. Như vậy diện tích đất chưa sử dụng còn khá song chủ yếu là đất dốc. Trong nghiên cứu, phân tích các nhân tố phát sinh trượt lở đất thì hiện trạng sử dụng đất được xem xét ở khía cạnh ảnh hưởng của lớp phủ thực vật. Các tính chất ăn sâu, ăn ngang của rễ, mật độ lớp phủ là