Tổng quan nghiên cứu

Lở đất là một trong những thảm họa thiên nhiên phổ biến và nguy hiểm nhất tại các vùng núi cao, đặc biệt là ở các khu vực có địa hình phức tạp như huyện Xin Man, tỉnh Hà Giang, Việt Nam. Theo ước tính, trong vòng 20 năm qua, khu vực này đã chịu ảnh hưởng bởi nhiều đợt lở đất nghiêm trọng, gây thiệt hại lớn về người và tài sản, đồng thời làm gián đoạn hệ thống giao thông quan trọng. Mặc dù vậy, thông tin về đặc điểm và phân bố lở đất tại Xin Man vẫn còn hạn chế, chưa có bản đồ phân vùng nguy cơ lở đất chính thức phục vụ công tác quản lý và phòng chống thiên tai.

Mục tiêu chính của nghiên cứu là xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ lở đất cho mạng lưới giao thông huyện Xin Man bằng cách ứng dụng công nghệ viễn thám (RS) và hệ thống thông tin địa lý (GIS). Nghiên cứu tập trung phân tích các yếu tố ảnh hưởng như độ dốc, độ cao, địa chất, khoảng cách đến đường và đứt gãy, mật độ thoát nước, và lớp phủ đất nhằm xác định các vùng có nguy cơ cao xảy ra lở đất. Phạm vi nghiên cứu bao gồm toàn bộ huyện Xin Man với dữ liệu thu thập trong giai đoạn 1985-2005, kết hợp khảo sát thực địa bằng GPS để xác định chính xác vị trí các điểm lở đất. Kết quả nghiên cứu không chỉ giúp nâng cao nhận thức cộng đồng về nguy cơ thiên tai mà còn hỗ trợ các cơ quan quản lý trong việc lập kế hoạch bảo vệ và phát triển hạ tầng giao thông bền vững.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

  • Lý thuyết về nguy cơ, rủi ro và tính dễ tổn thương: Theo định nghĩa của Varnes (1984), nguy cơ thiên tai là xác suất xảy ra hiện tượng có thể gây thiệt hại trong một khoảng thời gian và khu vực xác định; tính dễ tổn thương phản ánh mức độ tổn thất có thể xảy ra đối với các yếu tố như con người, tài sản và hoạt động kinh tế; rủi ro là tích của nguy cơ và tính dễ tổn thương, biểu thị mức độ thiệt hại dự kiến.

  • Mô hình phân vùng nguy cơ lở đất (Landslide Hazard Zonation): Phân vùng dựa trên giả thuyết rằng các điều kiện địa chất, địa hình và thủy văn trong quá khứ và hiện tại là cơ sở để dự đoán nguy cơ lở đất trong tương lai. Việc phân tích các yếu tố ảnh hưởng và tích hợp chúng theo phương pháp thống kê (Certainty Factor - CF) giúp xác định mức độ nguy cơ tại từng vị trí.

  • Khái niệm và ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS: Viễn thám cung cấp dữ liệu ảnh vệ tinh đa phổ với độ phân giải không gian 30m (Landsat 7 ETM), giúp phân loại lớp phủ đất và các đặc điểm địa hình. GIS hỗ trợ xử lý, phân tích và tích hợp các lớp dữ liệu không gian như địa chất, độ dốc, khoảng cách đến đường và đứt gãy, mật độ thoát nước để xây dựng bản đồ nguy cơ.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Dữ liệu viễn thám Landsat 7 ETM (tháng 12), bản đồ địa chất tỷ lệ 1:200.000, bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50.000, bản đồ lớp phủ đất, dữ liệu GPS khảo sát thực địa 28 điểm lở đất, số liệu khí tượng thủy văn (lượng mưa trung bình 1.695 mm/năm).

  • Phương pháp chọn mẫu: Lấy mẫu toàn bộ khu vực huyện Xin Man, tập trung khảo sát thực địa tại các điểm lở đất đã biết để xác thực dữ liệu ảnh vệ tinh và bản đồ.

  • Phương pháp phân tích: Áp dụng mô hình Certainty Factor (CF) để đánh giá mối quan hệ giữa các yếu tố ảnh hưởng và sự xuất hiện lở đất. Các lớp dữ liệu được mã hóa lại theo giá trị CF, sau đó thực hiện phân tích ma trận để xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ lở đất. Phân tích được thực hiện trên nền tảng GIS với dữ liệu raster, kết hợp kỹ thuật đệm (buffer) cho các yếu tố khoảng cách như đường giao thông và đứt gãy.

  • Timeline nghiên cứu: Thu thập dữ liệu và khảo sát thực địa trong vòng 6 tháng, xử lý và phân tích dữ liệu trong 4 tháng tiếp theo, xây dựng bản đồ và công bố kết quả trong 2 tháng cuối.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Phân loại các loại lở đất tại Xin Man: Qua khảo sát thực địa và phân tích ảnh vệ tinh, xác định được nhiều loại lở đất khác nhau như trượt đất dạng tấm, trượt đất dạng khối, và sạt lở bùn đá. Tổng cộng 28 điểm lở đất được ghi nhận với độ chính xác vị trí GPS trong khoảng 5-10 mét.

  2. Bản đồ phân vùng nguy cơ lở đất: Kết quả phân tích CF cho thấy các yếu tố có ảnh hưởng lớn nhất gồm độ dốc (chiếm 76,3% diện tích có độ dốc từ 15-45 độ), địa chất (59,46% diện tích thuộc nhóm đá granite gneiss), và khoảng cách đến đứt gãy (58,82% diện tích nằm trong bán kính 3000m từ đứt gãy). Bản đồ phân vùng nguy cơ chia huyện thành các khu vực nguy cơ cao, trung bình và thấp, trong đó khoảng 37% diện tích nằm trong vùng nguy cơ cao.

  3. Đánh giá nguy cơ lở đất trên mạng lưới giao thông: Phân tích vùng đệm quanh các tuyến đường cho thấy 73,23% chiều dài đường nằm trong vùng nguy cơ trung bình đến cao, đặc biệt các đoạn đường có độ dốc lớn và gần đứt gãy có nguy cơ sạt lở cao nhất. Mật độ thoát nước cao cũng góp phần làm tăng nguy cơ tại các khu vực này.

  4. Độ chính xác bản đồ: Kiểm tra độ chính xác bản đồ phân vùng nguy cơ bằng cách so sánh với vị trí các điểm lở đất thực tế cho thấy độ trùng khớp trên 85%, khẳng định tính khả thi của phương pháp.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến nguy cơ lở đất cao tại Xin Man là do địa hình đồi núi dốc, địa chất phức tạp với nhiều đứt gãy và đá dễ bị phong hóa, cùng với lượng mưa lớn tập trung vào mùa mưa. Kết quả phù hợp với các nghiên cứu trước đây tại các vùng núi phía Bắc Việt Nam và các khu vực tương tự trên thế giới, đồng thời khẳng định vai trò quan trọng của việc tích hợp dữ liệu viễn thám và GIS trong đánh giá nguy cơ thiên tai. Việc sử dụng mô hình CF giúp định lượng mức độ ảnh hưởng của từng yếu tố, từ đó xây dựng bản đồ phân vùng có độ tin cậy cao. Bản đồ này có thể được trình bày dưới dạng biểu đồ phân bố vùng nguy cơ hoặc bảng thống kê diện tích theo từng mức độ nguy cơ, hỗ trợ trực quan cho công tác quản lý.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng hệ thống giám sát và cảnh báo sớm lở đất: Triển khai các trạm quan trắc tự động tại các vùng nguy cơ cao, đặc biệt dọc theo các tuyến đường chính, nhằm theo dõi biến động địa chất và khí tượng, giảm thiểu thiệt hại do lở đất gây ra trong vòng 1-2 năm tới. Chủ thể thực hiện: Sở Tài nguyên và Môi trường, Ban chỉ huy phòng chống thiên tai tỉnh Hà Giang.

  2. Cải tạo và gia cố các đoạn đường có nguy cơ cao: Thực hiện các biện pháp kỹ thuật như xây dựng kè chắn, hệ thống thoát nước, và cải tạo mái taluy dốc để giảm nguy cơ sạt lở, tập trung trong 3 năm tới. Chủ thể thực hiện: Sở Giao thông Vận tải, các đơn vị thi công công trình giao thông.

  3. Tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng: Tổ chức các chương trình đào tạo, hội thảo và phát hành tài liệu về nhận biết và phòng tránh lở đất cho người dân địa phương, đặc biệt là các hộ dân sống gần khu vực nguy cơ cao, thực hiện liên tục hàng năm. Chủ thể thực hiện: UBND huyện Xin Man, các tổ chức xã hội.

  4. Phát triển hệ thống bản đồ nguy cơ lở đất trực tuyến: Cập nhật và duy trì bản đồ phân vùng nguy cơ trên nền tảng Web Map Server để người dân và các cơ quan dễ dàng truy cập, theo dõi thông tin, dự kiến hoàn thành trong 1 năm. Chủ thể thực hiện: Trung tâm Công nghệ Thông tin tỉnh Hà Giang, phối hợp với các đơn vị nghiên cứu.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý thiên tai và giao thông: Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Giao thông Vận tải có thể sử dụng kết quả để lập kế hoạch phòng chống và bảo trì hạ tầng giao thông, giảm thiểu rủi ro do lở đất.

  2. Các nhà nghiên cứu và học viên ngành địa chất, môi trường, kỹ thuật xây dựng: Tham khảo phương pháp ứng dụng RS-GIS và mô hình CF trong đánh giá nguy cơ thiên tai, phục vụ nghiên cứu và phát triển các dự án tương tự.

  3. Cộng đồng dân cư địa phương: Nâng cao nhận thức về nguy cơ lở đất, biết cách phòng tránh và ứng phó khi xảy ra sự cố, đặc biệt là các hộ dân sống gần các khu vực nguy cơ cao.

  4. Các tổ chức phi chính phủ và doanh nghiệp phát triển hạ tầng: Sử dụng dữ liệu và bản đồ nguy cơ để đánh giá rủi ro trong các dự án đầu tư, đảm bảo an toàn và bền vững cho công trình.

Câu hỏi thường gặp

  1. Lở đất thường xảy ra ở những khu vực nào trong huyện Xin Man?
    Lở đất chủ yếu xảy ra ở các khu vực có độ dốc từ 15-45 độ, gần các đứt gãy địa chất và vùng có mật độ thoát nước cao. Khoảng 37% diện tích huyện nằm trong vùng nguy cơ cao, tập trung dọc theo các tuyến đường chính.

  2. Phương pháp Certainty Factor (CF) là gì và tại sao được sử dụng?
    CF là phương pháp thống kê đánh giá mức độ chắc chắn của mối quan hệ giữa các yếu tố ảnh hưởng và hiện tượng lở đất. Phương pháp này giúp định lượng và tích hợp các yếu tố đa dạng để xây dựng bản đồ nguy cơ chính xác hơn.

  3. Dữ liệu viễn thám Landsat 7 ETM có ưu điểm gì trong nghiên cứu này?
    Landsat 7 ETM cung cấp ảnh đa phổ với độ phân giải không gian 30m, giúp phân loại lớp phủ đất và đặc điểm địa hình chi tiết, hỗ trợ phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến lở đất một cách hiệu quả.

  4. Làm thế nào để người dân có thể tiếp cận thông tin về nguy cơ lở đất?
    Thông tin được công bố trên nền tảng Web Map Server, cho phép người dân truy cập bản đồ phân vùng nguy cơ trực tuyến qua internet, cập nhật dữ liệu mới nhất và nhận cảnh báo kịp thời.

  5. Các biện pháp phòng chống lở đất hiệu quả nhất hiện nay là gì?
    Bao gồm cải tạo địa hình, gia cố mái taluy, xây dựng hệ thống thoát nước, giám sát và cảnh báo sớm, cùng với tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng để giảm thiểu thiệt hại do lở đất gây ra.

Kết luận

  • Nghiên cứu đã xây dựng thành công bản đồ phân vùng nguy cơ lở đất cho huyện Xin Man dựa trên tích hợp dữ liệu viễn thám, GIS và khảo sát thực địa bằng GPS.
  • Các yếu tố ảnh hưởng chính gồm độ dốc, địa chất, khoảng cách đến đứt gãy và mật độ thoát nước được xác định rõ ràng và định lượng bằng mô hình Certainty Factor.
  • Bản đồ nguy cơ cho thấy phần lớn mạng lưới giao thông huyện nằm trong vùng có nguy cơ trung bình đến cao, đòi hỏi các biện pháp phòng chống kịp thời.
  • Đề xuất xây dựng hệ thống giám sát, cải tạo hạ tầng, tuyên truyền cộng đồng và phát triển bản đồ trực tuyến nhằm nâng cao hiệu quả quản lý và giảm thiểu rủi ro.
  • Các bước tiếp theo bao gồm triển khai các giải pháp kỹ thuật, cập nhật dữ liệu liên tục và mở rộng nghiên cứu sang các yếu tố rủi ro khác như dân cư và kinh tế.

Hành động ngay hôm nay: Các cơ quan quản lý và cộng đồng cần phối hợp triển khai các biện pháp phòng chống lở đất dựa trên bản đồ nguy cơ để bảo vệ an toàn tính mạng và tài sản, đồng thời thúc đẩy phát triển bền vững tại huyện Xin Man.