CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU TRƯỢT LỞ ĐẤT 1. Các khái niệm về tai biến và trượt lở đất Tai biến thiên nhiên: Hiện nay tồn tại nhiều khái niệm khác nhau về tai biến thiên nhiên.C Call 1992): “Tai biến thiên nhiên là các hiện tượng địa chất, địa mạo, thuỷ văn,… có khả năng trở thành một tai biến, liên quan đến sự tương tác giữa con người và bất cứ một quá trình quản lý tài nguyên của con người với các hiện tượng tự nhiên cực đoan, gây nguy hiểm cho con người cả về vật chất lẫn tính mạng”.C Man): “Tai biến thiên nhiên là sự tương tác giữa hệ thống quản lý tài nguyên của con người với các hiện tượng tự nhiên cực đoan và hiếm hoi có nguồn gốc khác nhau (nội lực, ngoại lực), gây nguy hiểm cho con người cả về vật chất lẫn tính mạng”. Mặc dù có nhiều quan niệm khác nhau nhưng tất cả đều thống nhất tai biến thiên nhiên là sự kiện gây nhiều tổn thất cho con người cả về mặt vật chất lẫn tính mạng, sinh ra do sự tương tác giữa hệ thống quản lý tài nguyên của con người với các hiện tượng tự nhiên cực đoan hoặc hiếm hoi có nguồn gốc khác nhau. Vì vậy một hiện tượng trở thành tai biến chỉ khi nào có quan hệ với khả năng đối phó của xã hội hoặc cá nhân nào đó.
Nghiên cứu để nắm vững quy luật của tai biến, nhằm tìm ra những giải pháp phòng tránh và giảm nhẹ những thiệt hại do thiên tai gây ra là một vấn đề hết sức quan trọng trong chiến lược ứng xử với môi trường của nhiều nước, cũng như ở Việt Nam. Tai biến thiên nhiên đã và đang là vấn đề hết sức bức xúc của môi trường và khai thác sử dụng lãnh thổ vì những tác động tiêu cực của chúng. Đó không phải chỉ là vấn đề riêng của một Quốc gia hay của một khu vực mà đang là vấn đề có tính chất toàn cầu. 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Có nhiều loại tai biến, trong số đó thì trượt lở đất là loại hình tai biến phổ biến trên nhiều vùng lãnh thổ, gây ra những thiệt hại lớn cho tài nguyên, môi trường, kinh tế và cộng đồng xã hội.
Trượt lở: Là các chuyển động khối như trượt đất và đá đổ, là quá trình xắp xếp lại của môi trường và đó là một trong những nhân tố tai biến tự nhiên luôn tiềm ẩn trong các khu vực có năng lượng địa hình lớn (khu vực có độ dốc lớn). Chuyển động khối liên quan đến rất nhiều yếu tố của tự nhiên như: động đất, lượng mưa, nước ngầm, độ dốc, địa hình, tính chất cơ lý của đất đá lớp bề mặt phủ… Chuyển động khối trở nên hiểm họa khi nó ảnh hưởng đến các hoạt động của con người. Trượt lở là dạng chuyển động khối ở các vùng đất dốc mà nguyên nhân là khi trọng lực của các khối đất đá thắng sức kháng cắt của chúng. Hình ảnh khối trượt Trượt lở xảy ra khi có sự mất cân bằng trong khối trượt → hình thành trạng thái cân bằng, ổn định mới.
Trượt lở thường xảy ra ở những nơi sườn dốc của đồi, núi, vách đá. Có thể xảy ra chậm rãi hoặc đột ngột .[8] Trượt lở đất là hiện tượng đá, đất hay mảnh vỡ trượt trên độ dốc do trọng lực, xảy ra nơi có địa hình dốc. Mặc dù tác dụng của trọng lực là yếu tố chính gây ra trượt lở đất, còn có các yếu tố chi phối khác tác động đến trạng thái ổn định của độ dốc ban đầu. Sự thay đổi trạng thái ổn định của độ dốc có thể do một số yếu tố gây nên một cách đơn lẻ hay kết hợp,trong đó, có yếu tố tác động của con người.
Thông 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com thường, các yếu tố tiên quyết tạo nên các điều kiện dưới bề mặt mà làm cho khu vực đất dốc dễ bị trượt lở, trong khi trượt lở đất thực tế thường đòi hỏi một kích hoạt trước khi bị tách ra, trước hết đó là do lượng mưa tập trung với cường độ cao, hoặc do động đất.[15] Trượt lở đất là các chuyển động khối như trượt đất và đá đổ, là quá trình xắp xếp lại của môi trường và đó là một trong những nhân tố tai biến tự nhiên luôn tiềm ẩn trong các khu vực có năng lượng địa hình lớn. Chuyển động khối liên quan đến rất nhiều yếu tố của tự nhiên như: động đất, lượng mưa, nước ngầm, độ dốc, địa hình, tính chất cơ lý của đất đá lớp bề mặt phủ… Chuyển động khối trở nên hiểm họa khi nó ảnh hưởng đến các hoạt động của con người. Trượt lở đất là hiện tượng địa vật lý mô tả hiện tượng đá, đất hay mảnh vỡ trượt trên độ dốc do trọng lực và có thể xảy ra ở môi trường xa bờ biển, gần bờ biển hay thuộc miền ven biển. Mặc dù tác dụng của trọng lực là yếu tố chính gây ra trượt lở đất, còn có các yếu tố chi phối khác tác động đến trạng thái ổn định của độ dốc ban đầu.
Sự thay đổi trạng thái ổn định của độ dốc có thể do một số yếu tố gây nên, một cách đơn lẻ hay kết hợp. Thông thường, các yếu tố tiên quyết tạo nên các điều kiện dưới bề mặt mà làm cho khu vực có độ dốc dễ bị trượt lở, trong khi trượt lở đất thực tế thường đòi hỏi một kích hoạt trước khi bị tách ra. Hiện tượng trượt lở đất xuất hiện trong một thời gian dài và được nghiên cứu rất nhiều. Có nhiều công cụ, phương pháp có thể hỗ trợ cảnh báo cho người dân sinh sống trong những khu vực có khả năng xuất hiện trượt lở đất.
Trượt lở đất là một mối hiểm họa tự nhiên xuất hiện phổ biến trên thế giới. Với điều kiện địa hình dốc, hiểm họa trượt lở đất xảy ra hàng năm ở khắp các vùng miển từ vùng cao nguyên cho đến vùng đồng bằng và vùng duyên hải. Hiểm họa trượt lở đất này gây thiệt hại lớn về sinh mạng và của cải vật chất cho bất kỳ nơi nào trên thế giới. Ứng dụng viễn thám và GIS trong nghiên cứu trượt lở - Lập bản đồ hiện trạng trượt lở với tư liệu viễn thám Hiện tượng trượt lở đất thường xảy ra ở những khu vực có địa hình đồi núi đất cấu tượng yếu bị mất lớp phủ thực vật trong điều kiện mưa lũ kéo dài có cường độ lớn.
Những khu vực tiềm ẩn nguy cơ trượt lở đất thường có một số dấu hiệu cơ bản có thể quan sát được. Các dấu hiệu này bao gồm những khối đá lộn ngược nằm trên sườn dốc, các khối phình ra bất thường với thực vật phân bố dưới sườn dốc, 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com khu vực có nước ngầm chảy, các khối đá lớn nằm theo hướng chếch xuống không có liên kết thạch quyển chặt chẽ, hoặc liên kết yếu bằng đất, bùn… Theo Richards (1982), các đối tượng gây trượt lở có thể được quan sát trên ảnh viễn thám với độ phân giải không gian từ 10m hoặc lớn hơn. Tuy nhiên, việc nhận dạng còn phụ thuộc vào trình độ và kinh nghiệm của chuyên gia viễn thám cũng như khả năng cung cấp tư liệu ảnh lập thể trong phạm vi kinh phí cho phép. Bên cạnh đó, các khu vực trượt lở lớn cũng có thể được quan sát trên tư liệu ảnh Landsat MSS và Landsat TM.
Tư liệu ảnh SPOT toàn sắc độ phân giải không gian 10m, IKONOS đa phổ 4m và toàn sắc 1m, Quickbird 0.6m ra đời về sau đã cung cấp khả năng vượt trội cũng như tăng cường sự sẵn có của các nguồn tư liệu viễn thám trong việc quan sát các vụ trượt lở. - Nghiên cứu dự báo trượt lở bằng Viễn thám và GIS Ngày nay, việc áp dụng công nghệ GIS trong nghiên cứu trượt lở đang trở nên phổ biến và chiếm ưu thế. Các dữ không gian liên quan có thể được mô hình hoá như DEM, hướng sườn, địa chất, thực vật,… để cung cấp thông tin cho việc xác định sự phân bố cũng như tần suất trượt lở. Một số báo cáo về việc ứng dụng công nghệ GIS được đưa ra trong thế kỷ trước bởi Soeters và van Westen (1996), Carrara và Guzzetti (1995).
Ứng dụng GIS là xu thế trong nghiên cứu hiện nay nhưng cũng phải nhận rằng sự không đồng nhất và mức độ chính xác của các lớp thông tin là những khó khăn mà các tác giả đã gặp phải. Bởi vậy, bất kỳ sự phân tích không gian nào trên nền tảng GIS đều cần phải được kiểm tra lại trên thực địa. Mô hình nghiên cứu trượt lở được kể đến là của các tác giả sau: Colecchia (1978), Brabb (1984), A. Đặc biệt, quy trình nghiên cứu của C.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” Với tiếp cận của khoa học trái đất về nghiên cứu quản lý lưu vực, các hình thức trượt trọng lực có liên quan chặt chẽ tới các yếu tố cấu trúc địa hình, đó là những thông tin quan trọng được đưa vào trong phân tích định lượng.
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 trọng lực. Muốn 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com vậy phải có sự tiếp cận và phân tích theo quan điểm địa mạo - địa chất và quan điểm quản lý tổng hợp lưu vực. 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 8-13 lớp thông tin hợp phần để đưa vào tính toán thích hợp, từ đó mới có thể đưa ra những dự báo tin cậy. Tuy nhiên số lượng lớp thông tin có thể lựa chọn tùy theo tỉ lệ nghiên cứu.
Tỉ lệ lớn thì số lượng lớp thông tin càng cần nhiều hơn. Mô hình nghiên cứu tổng hợp lưu vực[5] Điều cần chú ý trong các mô hình này là trong quá trình xử lý, việc giải quyết các “quy luật ẩn” trong việc xác định mối liên quan của trượt trọng lực với các yếu tố hợp phần của địa hình được xem xét là khái niệm “tổ hợp định lượng bản đồ” hay chính là khái niệm xác định trọng số của các lớp thông tin hợp phần. Có thể khái quát hóa mô hình nghiên cứu trong sơ đồ dưới đây: Hình 1.