Tổng quan nghiên cứu

Lở đất là một trong những loại thiên tai phổ biến và gây thiệt hại nghiêm trọng tại các vùng núi Việt Nam. Theo ước tính, các thiệt hại về người, tài sản và môi trường do lở đất gây ra thường lớn hơn nhiều so với nhận thức và đánh giá hiện tại của xã hội. Tuy nhiên, đến nay Việt Nam vẫn chưa có cơ sở dữ liệu toàn diện về thiên tai tự nhiên nói chung và lở đất nói riêng, dẫn đến hiệu quả phòng chống và giảm nhẹ thiệt hại chưa đạt mức mong muốn. Trong bối cảnh biến đổi khí hậu và gia tăng các hiện tượng thời tiết cực đoan, việc xây dựng hệ thống điều tra, đánh giá và cảnh báo lở đất là nhiệm vụ cấp bách nhằm nâng cao khả năng quản lý và ứng phó thiên tai.

Luận văn tập trung nghiên cứu ứng dụng phương pháp tích hợp giữa điều tra truyền thống, công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý (GIS) để xây dựng bản đồ khoanh vùng lở đất quy mô 1:50.000 tại huyện Tương Dương, tỉnh Nghệ An – một khu vực có địa hình phức tạp, khí hậu nhiệt đới gió mùa và nhiều yếu tố địa chất, thủy văn đặc thù. Mục tiêu cụ thể của nghiên cứu là thiết lập cơ sở dữ liệu đầy đủ về đặc điểm và nguyên nhân gây lở đất, đồng thời phát triển phương pháp luận hỗ trợ công tác khảo sát hiện trường và phân tích dữ liệu từ ảnh viễn thám.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cung cấp thông tin khoa học chính xác, kịp thời cho công tác quy hoạch, quản lý rủi ro thiên tai và phát triển bền vững vùng núi Việt Nam. Các chỉ số như số lượng điểm lở đất được xác định, phân loại theo loại hình và mức độ thiệt hại, cũng như bản đồ phân vùng nguy cơ sẽ là công cụ hỗ trợ đắc lực cho các nhà quản lý và chuyên gia trong lĩnh vực phòng chống thiên tai.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về địa chất công trình, địa hình học, thủy văn và cơ học đất đá để phân tích hiện tượng lở đất. Hai hệ thống phân loại lở đất được áp dụng chính là hệ thống phân loại của Varnes (1978, 1984) và Hutchinson (1968), tập trung vào loại vật liệu trượt và kiểu dịch chuyển. Các khái niệm chính bao gồm:

  • Lở đất (Landslide): Hiện tượng mất cân bằng khối đất đá trên sườn dốc dẫn đến trượt, rơi hoặc chảy.
  • Các loại lở đất: bao gồm rơi đá, trượt lật, trượt quay, trượt tịnh tiến, trượt phức hợp và dòng trượt bùn.
  • Yếu tố ảnh hưởng: địa chất, địa hình (độ dốc, hình dạng sườn), thủy văn (mưa, áp lực nước lỗ rỗng), hoạt động địa chấn, thực vật và tác động nhân tạo.
  • Mô hình tích hợp GIS và viễn thám: sử dụng dữ liệu DEM, ảnh vệ tinh đa thời điểm, phân tích không gian và mô hình hóa để xác định vị trí và đặc điểm lở đất.

Khung lý thuyết này cho phép đánh giá toàn diện các yếu tố gây lở đất, đồng thời hỗ trợ xây dựng bản đồ khoanh vùng nguy cơ chính xác và hiệu quả.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm ảnh viễn thám độ phân giải cao (Quick Bird, Ikonos, World View, Spot) với độ phân giải từ 1m đến 5m, ảnh chụp hàng không tỷ lệ 1:33.000, dữ liệu mô hình số độ cao (DEM) độ phân giải 10m, bản đồ địa chất tỷ lệ 1:50.000 và 1:200.000, cùng các dữ liệu khảo sát hiện trường thu thập trong dự án điều tra lở đất vùng núi Việt Nam.

Phương pháp nghiên cứu gồm các bước:

  1. Tạo ảnh nổi lập thể (stereoscopic image): Kết hợp ảnh vệ tinh và DEM để tạo mô hình 3D phục vụ việc giải đoán lở đất.
  2. Phân tích ảnh viễn thám: Sử dụng các đặc trưng hình thái, màu sắc, kết cấu và mối quan hệ không gian để xác định vị trí và loại hình lở đất.
  3. Khảo sát hiện trường: Thực hiện điều tra chi tiết tại 86 điểm lở đất, thu thập thông tin về vị trí, kích thước, loại hình, nguyên nhân và mức độ thiệt hại.
  4. Xây dựng cơ sở dữ liệu và bản đồ: Tổng hợp dữ liệu từ ảnh viễn thám và khảo sát hiện trường, nhập liệu vào hệ thống GIS để lập bản đồ khoanh vùng lở đất quy mô 1:50.000.
  5. Phân tích nguyên nhân: Đánh giá các yếu tố địa chất, địa hình, thủy văn và nhân sinh ảnh hưởng đến sự hình thành và phát triển lở đất.

Cỡ mẫu khảo sát hiện trường gồm 86 điểm lở đất, được lựa chọn theo phương pháp chọn mẫu có chủ đích dựa trên kết quả giải đoán ảnh và phân bố địa hình. Phương pháp phân tích dữ liệu kết hợp xử lý ảnh số, phân tích không gian GIS và thống kê mô tả nhằm đảm bảo độ chính xác và tính khả thi của kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Xác định và phân loại lở đất: Qua phân tích ảnh viễn thám và khảo sát hiện trường, đã xác định được khoảng 281.388 điểm có dấu hiệu lở đất tại huyện Tương Dương. Trong đó, các loại lở đất phổ biến gồm trượt tịnh tiến, trượt quay và dòng trượt bùn, chiếm lần lượt khoảng 40%, 30% và 20% tổng số điểm.
  2. Phân bố không gian: Lở đất tập trung chủ yếu ở các khu vực có độ dốc từ 20° đến 50°, đặc biệt tại các sườn dốc có hình dạng lõm (concave flank) – dạng sườn ít ổn định nhất. Các xã có mật độ lở đất cao nhất là các vùng giáp biên giới với Lào và khu vực thượng nguồn sông Lam.
  3. Nguyên nhân chính: Các yếu tố địa chất như sự phân lớp không ổn định của đá, hoạt động kiến tạo mạnh mẽ, cùng với yếu tố thủy văn như mưa lớn kéo dài và áp lực nước lỗ rỗng tăng cao được xác định là nguyên nhân chủ yếu gây ra lở đất. Hoạt động nhân sinh như khai thác khoáng sản, xây dựng đường giao thông và phá rừng cũng góp phần làm gia tăng nguy cơ.
  4. Mức độ thiệt hại: Khoảng 56% điểm lở đất được ghi nhận gây thiệt hại về tài sản và ảnh hưởng đến đời sống người dân, đặc biệt là tại các khu dân cư tập trung dọc quốc lộ 7A và các trung tâm xã.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy phương pháp tích hợp giữa viễn thám, GIS và khảo sát hiện trường đã tạo ra cơ sở dữ liệu lở đất đầy đủ và chính xác hơn so với các nghiên cứu trước đây tại Việt Nam. Việc sử dụng ảnh nổi lập thể và mô hình số độ cao giúp nhận diện rõ ràng các đặc điểm địa hình và dấu hiệu lở đất, giảm thiểu sai số trong giải đoán. So sánh với các nghiên cứu quốc tế, tỷ lệ phân loại và phân bố lở đất tại Tương Dương tương đồng với các khu vực núi cao có điều kiện địa chất và khí hậu tương tự.

Biểu đồ phân bố loại lở đất theo độ dốc và bản đồ mật độ lở đất theo xã sẽ minh họa rõ nét các khu vực nguy cơ cao, hỗ trợ công tác quản lý và cảnh báo. Ngoài ra, phân tích nguyên nhân cho thấy sự tương tác phức tạp giữa các yếu tố tự nhiên và nhân sinh, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc quản lý tài nguyên và quy hoạch sử dụng đất hợp lý để giảm thiểu rủi ro.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng hệ thống cảnh báo sớm: Triển khai hệ thống giám sát và cảnh báo lở đất dựa trên dữ liệu viễn thám và cảm biến địa chất nhằm giảm thiểu thiệt hại về người và tài sản. Mục tiêu giảm 30% thiệt hại trong vòng 5 năm, do Sở Tài nguyên và Môi trường chủ trì.
  2. Quy hoạch sử dụng đất bền vững: Rà soát và điều chỉnh quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội tại các vùng nguy cơ cao, hạn chế xây dựng và khai thác tài nguyên trên các sườn dốc dễ trượt. Thực hiện trong 3 năm tới, phối hợp giữa UBND tỉnh và các ngành liên quan.
  3. Tăng cường trồng rừng và bảo vệ thực vật: Phục hồi và duy trì lớp phủ thực vật nhằm tăng cường độ bám rễ, giảm xói mòn đất và áp lực nước trên sườn dốc. Mục tiêu phủ xanh 20% diện tích vùng nguy cơ trong 4 năm, do Ban quản lý rừng phòng hộ thực hiện.
  4. Nâng cao nhận thức cộng đồng: Tổ chức các chương trình đào tạo, tập huấn về phòng chống lở đất cho người dân và cán bộ địa phương, đặc biệt tại các xã có mật độ lở đất cao. Thời gian triển khai liên tục, do các tổ chức chính quyền địa phương và các tổ chức phi chính phủ phối hợp thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý thiên tai và tài nguyên môi trường: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, quy hoạch và hệ thống cảnh báo thiên tai hiệu quả.
  2. Các nhà nghiên cứu và chuyên gia địa chất công trình: Áp dụng phương pháp tích hợp viễn thám và GIS trong nghiên cứu và đánh giá rủi ro lở đất tại các khu vực khác.
  3. Đơn vị quy hoạch và phát triển đô thị, nông thôn: Tham khảo bản đồ khoanh vùng nguy cơ để điều chỉnh quy hoạch sử dụng đất, hạn chế phát triển tại vùng nguy hiểm.
  4. Cộng đồng dân cư và tổ chức phi chính phủ: Nâng cao nhận thức và triển khai các biện pháp phòng chống, giảm nhẹ thiệt hại do lở đất gây ra, đặc biệt tại các vùng núi và vùng biên giới.

Câu hỏi thường gặp

  1. Phương pháp tích hợp viễn thám và GIS có ưu điểm gì so với phương pháp truyền thống?
    Phương pháp này cho phép thu thập dữ liệu nhanh, diện rộng và chính xác hơn, đồng thời hỗ trợ phân tích không gian và mô hình hóa rủi ro hiệu quả, giảm chi phí và thời gian khảo sát hiện trường.

  2. Làm thế nào để xác định loại hình lở đất từ ảnh viễn thám?
    Dựa vào đặc trưng hình thái như hình dạng, màu sắc, kết cấu bề mặt và mối quan hệ với địa hình xung quanh, kết hợp với mô hình số độ cao để phân biệt các loại lở đất như trượt tịnh tiến, trượt quay hay dòng trượt bùn.

  3. Nguyên nhân chính gây lở đất tại huyện Tương Dương là gì?
    Bao gồm yếu tố địa chất như lớp đá không ổn định, hoạt động kiến tạo, yếu tố thủy văn như mưa lớn kéo dài, áp lực nước lỗ rỗng tăng, cùng với tác động của hoạt động khai thác khoáng sản và phá rừng.

  4. Bản đồ khoanh vùng lở đất có thể ứng dụng như thế nào trong quản lý rủi ro?
    Bản đồ giúp xác định các khu vực nguy cơ cao để ưu tiên đầu tư phòng chống, quy hoạch phát triển hợp lý, tổ chức cảnh báo sớm và nâng cao nhận thức cộng đồng.

  5. Làm sao để cộng đồng dân cư tham gia hiệu quả vào công tác phòng chống lở đất?
    Thông qua các chương trình đào tạo, tập huấn, nâng cao nhận thức về nguyên nhân và dấu hiệu lở đất, đồng thời khuyến khích thực hiện các biện pháp bảo vệ môi trường và cảnh báo kịp thời khi có nguy cơ.

Kết luận

  • Đã xây dựng thành công cơ sở dữ liệu lở đất đầy đủ và bản đồ khoanh vùng nguy cơ quy mô 1:50.000 tại huyện Tương Dương, Nghệ An.
  • Phương pháp tích hợp giữa viễn thám, GIS và khảo sát hiện trường cho kết quả chính xác, hiệu quả và tiết kiệm chi phí.
  • Xác định rõ các loại hình lở đất phổ biến, phân bố không gian và nguyên nhân chủ yếu gây ra lở đất tại khu vực nghiên cứu.
  • Đề xuất các giải pháp cụ thể, khả thi nhằm giảm thiểu thiệt hại do lở đất gây ra, phù hợp với điều kiện địa phương.
  • Khuyến nghị triển khai hệ thống cảnh báo sớm, quy hoạch sử dụng đất bền vững, tăng cường phủ xanh và nâng cao nhận thức cộng đồng trong vòng 3-5 năm tới.

Luận văn mở ra hướng nghiên cứu ứng dụng công nghệ hiện đại trong quản lý rủi ro thiên tai tại Việt Nam, đồng thời cung cấp cơ sở khoa học cho các chính sách phát triển bền vững vùng núi. Đề nghị các cơ quan chức năng và nhà nghiên cứu tiếp tục phát triển và nhân rộng mô hình này trong các khu vực khác.