Đánh Giá Rủi Ro Tai Biến Trượt Lở Tại Khu Vực Đèo Gió, Huyện Ngân Sơn, Tỉnh Bắc Kạn

Luận văn thạc sĩ đánh giá rủi ro tai biến trượt lở tại khu vực đèo Gió, huyện Ngân Sơn, tỉnh Bắc Kạn, cung cấp cái nhìn sâu sắc về vấn đề này.

• Tác giả: Đặng Quang Khang
• Người hướng dẫn: Pgs. Đỗ Minh Đức
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
• Chuyên ngành: Địa Chất Học
• Đề tài: Đánh Giá Rủi Ro Tai Biến Trượt Lở (Lấy Ví Dụ Khu Vực Đèo Gió, Huyện Ngân Sơn, Tỉnh Bắc Kạn)
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TAI BIẾN TRƯỢT LỞ VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ RỦI RO
• 1.1. Tổng quan về trượt lở
• 1.2. Trên Thế giới
• 1.3. Phương pháp đánh giá rủi ro tai biến trượt lở
• 1.4. Quy trình cơ bản cho việc đánh giá rủi ro trượt lở
• 1.5. Đánh giá khả năng trượt lở
• 1.6. Vận chuyển vật liệu trong khối trượt
• 1.7. Đánh giá tổn thương
• 1.8. Đánh giá rủi ro trượt lở
• 2. CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC ĐÈO GIÓ
• 2.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên
• 2.2. Vị trí địa lý
• 2.3. Địa hình - địa mạo
• 2.4. Tính chất cơ lý của đất đá
• 2.5. Các quá trình và hiện tượng địa chất động lực
• 2.6. Điều kiện kinh tế- xã hội
• 2.7. Điều kiện kinh tế
• 2.8. Giao thông vận tải
• 3. CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM HIỆN TRẠNG VÀ NGUYÊN NHÂN TRƯỢT LỞ KHU VỰC ĐÈO GIÓ
• 3.1. Hiện trạng trượt lở
• 3.2. Khảo sát nghiên cứu hiện trạng
• 3.3. Kết quả nghiên cứu hiện trạng trượt lở
• 3.4. Các khu vực chịu ảnh hưởng trực tiếp của các khối trượt
• 3.5. Ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên và hoạt động nhân sinh đến hiện tượng trượt lở
• 3.5.1. Địa hình dốc
• 3.5.2. Cấu tạo của đá và hệ thống khe nứt
• 3.5.3. Hang động Karst
• 3.5.4. Sự phá hoại rừng
• 3.5.5. Tác động của làm đường
• 3.5.6. Hoạt động trên đường quốc lộ
• 3.5.7. Một số đánh giá về nguy cơ phát sinh trượt lở do mưa lớn
• 3.5.8. Khái quát đặc điểm sức chống cắt và dòng thấm trong đất không bão hòa
• 3.5.9. Phân tích ổn định bờ dốc khu vực Đèo Gió dưới ảnh hưởng của mưa lớn
• 3.6. ĐÁNH GIÁ RỦI RO TRƯỢT LỞ KHU VỰC ĐÈO GIÓ
• 3.6.1. Các đối tượng bị tổn thương
• 3.6.2. Xác định xác suất tai biến trượt lở
• 3.6.3. Kết quả xác định rủi ro
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Đánh Giá Rủi Ro Tai Biến Trượt Lở Tại Đèo Gió

Tai biến trượt lở là một trong những hiện tượng thiên nhiên gây ra nhiều thiệt hại nghiêm trọng tại các khu vực miền núi, đặc biệt là tại khu vực Đèo Gió, Bắc Kạn. Việc đánh giá rủi ro tai biến trượt lở không chỉ giúp nhận diện các khu vực có nguy cơ cao mà còn cung cấp thông tin cần thiết cho công tác quản lý thiên tai. Theo thống kê, Việt Nam đứng thứ 7 trong số các quốc gia chịu thiệt hại nặng nề nhất do thiên tai, trong đó có trượt lở đất. Đánh giá rủi ro tai biến trượt lở tại Đèo Gió sẽ giúp xác định các yếu tố ảnh hưởng và đề xuất các biện pháp phòng ngừa hiệu quả.

1.1. Đặc Điểm Địa Chất Khu Vực Đèo Gió

Khu vực Đèo Gió có địa hình dốc và cấu trúc địa chất phức tạp, là điều kiện thuận lợi cho hiện tượng trượt lở xảy ra. Đặc điểm địa chất tại đây bao gồm các loại đất đá khác nhau, với nhiều khe nứt và sự phân tầng không đồng nhất. Những yếu tố này làm tăng khả năng xảy ra trượt lở, đặc biệt trong mùa mưa lớn.

1.2. Tác Động Của Khí Hậu Đến Rủi Ro Trượt Lở

Khí hậu tại khu vực Đèo Gió có sự biến đổi lớn, với lượng mưa trung bình hàng năm cao. Những trận mưa lớn có thể làm tăng độ ẩm trong đất, dẫn đến sự giảm sức kháng cắt của đất và làm tăng nguy cơ trượt lở. Việc theo dõi và phân tích các yếu tố khí hậu là rất quan trọng trong việc đánh giá rủi ro.

II. Vấn Đề Và Thách Thức Trong Đánh Giá Rủi Ro Trượt Lở

Đánh giá rủi ro trượt lở tại Đèo Gió gặp nhiều thách thức do sự phức tạp của các yếu tố địa chất và khí hậu. Các phương pháp đánh giá hiện tại chưa hoàn toàn đáp ứng được yêu cầu thực tiễn, dẫn đến việc khó khăn trong việc dự đoán chính xác các vụ trượt lở. Hơn nữa, sự thiếu hụt dữ liệu và thông tin cũng là một trong những vấn đề lớn trong công tác đánh giá rủi ro.

2.1. Khó Khăn Trong Việc Thu Thập Dữ Liệu

Việc thu thập dữ liệu về địa chất, khí hậu và các yếu tố khác tại khu vực Đèo Gió gặp nhiều khó khăn do địa hình hiểm trở và điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Điều này làm giảm độ chính xác trong việc đánh giá rủi ro trượt lở.

2.2. Thiếu Hụt Về Nguồn Lực Và Công Nghệ

Công tác đánh giá rủi ro trượt lở cần sự hỗ trợ từ các công nghệ hiện đại như GIS và các phần mềm phân tích địa chất. Tuy nhiên, việc thiếu hụt nguồn lực và công nghệ tiên tiến đã ảnh hưởng đến khả năng thực hiện các nghiên cứu và đánh giá một cách hiệu quả.

III. Phương Pháp Đánh Giá Rủi Ro Tai Biến Trượt Lở Tại Đèo Gió

Để đánh giá rủi ro tai biến trượt lở tại Đèo Gió, cần áp dụng các phương pháp khoa học và công nghệ hiện đại. Các phương pháp này bao gồm phân tích địa chất, khảo sát thực địa và sử dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) để mô hình hóa các yếu tố ảnh hưởng. Việc áp dụng các phương pháp này sẽ giúp xác định chính xác các khu vực có nguy cơ cao và đề xuất các biện pháp phòng ngừa hiệu quả.

3.1. Phân Tích Địa Chất Và Địa Hình

Phân tích địa chất và địa hình là bước đầu tiên trong việc đánh giá rủi ro trượt lở. Các yếu tố như cấu trúc địa chất, độ dốc và loại đất sẽ được khảo sát để xác định khả năng xảy ra trượt lở. Việc này giúp cung cấp thông tin cần thiết cho các bước tiếp theo trong quy trình đánh giá.

3.2. Sử Dụng Công Nghệ GIS Trong Đánh Giá

Công nghệ GIS cho phép tích hợp và phân tích dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau, giúp mô hình hóa các yếu tố ảnh hưởng đến rủi ro trượt lở. Việc sử dụng GIS sẽ giúp nâng cao độ chính xác trong việc xác định các khu vực có nguy cơ cao và hỗ trợ trong công tác lập kế hoạch phòng ngừa.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Kết Quả Nghiên Cứu Tại Đèo Gió

Kết quả nghiên cứu về đánh giá rủi ro tai biến trượt lở tại Đèo Gió sẽ có nhiều ứng dụng thực tiễn trong công tác quản lý thiên tai. Các thông tin thu được từ nghiên cứu sẽ giúp các cơ quan chức năng xây dựng các kế hoạch phòng ngừa và ứng phó kịp thời, giảm thiểu thiệt hại về người và tài sản. Hơn nữa, việc nâng cao nhận thức cộng đồng về rủi ro trượt lở cũng là một phần quan trọng trong công tác phòng ngừa.

4.1. Xây Dựng Kế Hoạch Phòng Ngừa

Dựa trên kết quả đánh giá, các cơ quan chức năng có thể xây dựng các kế hoạch phòng ngừa cụ thể cho khu vực Đèo Gió. Các biện pháp như cải tạo địa hình, trồng cây xanh và xây dựng hệ thống thoát nước sẽ được đề xuất để giảm thiểu nguy cơ trượt lở.

4.2. Nâng Cao Nhận Thức Cộng Đồng

Nâng cao nhận thức cộng đồng về rủi ro trượt lở là rất quan trọng. Các chương trình tuyên truyền, giáo dục sẽ được triển khai để giúp người dân hiểu rõ hơn về nguy cơ và cách phòng tránh, từ đó giảm thiểu thiệt hại khi có sự cố xảy ra.

V. Kết Luận Về Đánh Giá Rủi Ro Tai Biến Trượt Lở Tại Đèo Gió

Đánh giá rủi ro tai biến trượt lở tại khu vực Đèo Gió là một nhiệm vụ cấp thiết nhằm bảo vệ tính mạng và tài sản của người dân. Việc áp dụng các phương pháp khoa học và công nghệ hiện đại sẽ giúp nâng cao độ chính xác trong việc đánh giá và dự đoán các vụ trượt lở. Hơn nữa, sự phối hợp giữa các cơ quan chức năng và cộng đồng là rất quan trọng trong công tác phòng ngừa và ứng phó với thiên tai.

5.1. Tương Lai Của Công Tác Đánh Giá Rủi Ro

Công tác đánh giá rủi ro tai biến trượt lở cần được tiếp tục nghiên cứu và cải tiến. Việc áp dụng công nghệ mới và tăng cường hợp tác giữa các cơ quan sẽ giúp nâng cao hiệu quả trong công tác phòng ngừa.

5.2. Đề Xuất Các Giải Pháp Phòng Ngừa Hiệu Quả

Các giải pháp phòng ngừa cần được xây dựng dựa trên kết quả nghiên cứu và thực tiễn tại khu vực Đèo Gió. Việc đầu tư vào cơ sở hạ tầng và nâng cao nhận thức cộng đồng sẽ là những yếu tố quan trọng giúp giảm thiểu thiệt hại do trượt lở.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Theo thống kê từ Ngân hàng Thế giới, Việt Nam là quốc gia xếp thứ 7 trong số 75 quốc gia chịu rủi ro thiên tai lớn nhất thế giới xét theo tỷ lệ thiệt hại GDP, với 33,2% tổng diện tích đất tự nhiên, 75,7% dân số và 89% quy mô kinh tế nằm trong vùng nhạy cảm với các hiểm họa tự nhiên. Hàng năm, các đợt sạt lở đất đá dọc theo các tuyến đường huyết mạch miền núi làm dịch chuyển hàng trăm nghìn mét khối vật liệu vụn và cướp đi sinh mạng của khoảng 30 người. Khu vực Đèo Gió thuộc thị trấn Nà Phặc, huyện Ngân Sơn, tỉnh Bắc Kạn nằm trên hành lang Quốc lộ 3 từ Km 199 đến Km 205 kết nối Hà Nội - Cao Bằng, là điểm nóng trượt lở nghiêm trọng với địa hình phân cắt mạnh có độ cao từ 280 m đến 960 m so với mực nước biển.

Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là hệ thống hóa phương pháp luận đánh giá rủi ro trượt lở theo tiêu chuẩn quốc tế, điều tra toàn diện hiện trạng cùng cơ chế phát sinh sạt lở tại khu vực Đèo Gió, từ đó tính toán định lượng rủi ro đối với người tham gia giao thông và kết cấu hạ tầng đường bộ. Phạm vi nghiên cứu bao quát không gian thung lũng Bản Mạch và 6 km đường đèo hiểm trở, khai thác chuỗi số liệu khí tượng quan trắc 40 năm (1961-2000) cùng 5 năm số liệu chuyên sâu (2001-2005) tại trạm Ngân Sơn với lượng mưa trung bình năm 1.630,9 mm. Đề tài mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn sâu sắc, cung cấp giải pháp dự báo giúp giảm thiểu 70% đến 80% nguy cơ thiệt hại kinh tế và tối ưu hóa ngân sách khắc phục sạt lở lên tới hàng chục tỷ đồng cho địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng lý thuyết đánh giá rủi ro xác suất có điều kiện của Morgan (1992) kết hợp khung phân tích của Viện Địa kỹ thuật Na Uy. Mô hình rủi ro tính mạng cá nhân được xác lập qua phương trình tích số R(DI) = P(H) × P(S/H) × P(T/S) × V(L/T), trong đó P(H) là xác suất trượt lở hàng năm, P(S/H) là khả năng tác động không gian, P(T/S) là khả năng phơi nhiễm thời gian và V(L/T) là độ tổn thương con người. Song song đó, rủi ro tài sản được định lượng qua công thức R(DP) = P(H) × P(S/H) × V(P/S) × E với E là giá trị kinh tế của công trình chịu tải.

Hệ thống lý thuyết cơ học đất không bão hòa và trạng thái cân bằng giới hạn bờ dốc được triển khai qua hàm trạng thái G(X) = F(X) - 1, kết hợp phương pháp lát mỏng Bishop rút gọn và Janbu rút gọn để xác định hệ số an toàn F. Nghiên cứu cũng tích hợp mô hình động học lan truyền mảnh vụn của Corominas (1996), mô hình khối liên tục cải tiến của Hungr (1995), ma trận tổn thương Leone (1996) và hệ thống phân loại ưu tiên mái dốc NPCS của Cục Địa kỹ thuật Hồng Kông nhằm phân tích toàn diện 5 khái niệm cốt lõi: Tính nhạy cảm trượt lở, Độ tổn thương vật thể, Áp lực nước lỗ rỗng dư, Góc ma sát biểu kiến và Sức chống cắt bão hòa.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu tiến hành lấy 16 mẫu đất thí nghiệm (ký hiệu từ ĐG1 đến ĐG16) dọc theo tuyến Quốc lộ 3 từ Km 199+280 đến Km 204+550. Phương pháp chọn mẫu phân tầng có chủ đích được áp dụng nhằm thu thập cả mẫu nguyên trạng và mẫu phá hủy đại diện cho tầng vỏ phong hóa sườn tàn tích dày trung bình 4 m đến 5 m phát triển từ đá gốc hệ tầng Mia Lé.

Nguồn dữ liệu sơ cấp được tập hợp qua 2 đợt điều tra thực địa năm 2011, lập phiếu mô tả 11 thông số hình học và cơ lý cho 23 khối trượt thực tế. Dữ liệu thứ cấp bao gồm chuỗi lượng mưa 40 năm tại trạm Ngân Sơn và bản đồ địa chất, địa hình tỷ lệ 1:10.000. Phương pháp mô phỏng số trên phần mềm chuyên dụng GeoSlope (mô-đun Slope/W) được lựa chọn vì khả năng giải quyết chính xác bài toán dòng thấm bão hòa từng phần dưới tác động của các đợt mưa lớn cực đoan, kết hợp công nghệ Hệ thông tin địa lý (GIS) để chồng lớp bản đồ độ dốc, hướng dốc và tính nhạy cảm trượt lở trong toàn bộ giai đoạn nghiên cứu 2010 - 2011.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Khảo sát thực địa đã phát hiện và lập hồ sơ hiện trạng cho 23 khối trượt (ký hiệu từ K1 đến K23) phân bố dày đặc từ Km 199 đến Km 205+50m, phát triển mạnh mẽ trên các taluy đào đắp có góc dốc tự nhiên từ 35 độ đến trên 50 độ. Các khối trượt có thể tích từ vài trăm đến hàng nghìn mét khối đất đá, từng gây chia cắt giao thông nghiêm trọng trong các đợt sạt lở đỉnh điểm năm 2005 và 2006.

Kết quả thí nghiệm cơ lý 16 mẫu đất cát lẫn sét tàn tích cho thấy đất có hệ số rỗng tự nhiên rất lớn e = 1,13 (dao động từ 0,85 đến 1,54), độ rỗng n = 52,7% và độ ẩm bão hòa Wbh = 36,05%. Khi đất chuyển từ trạng thái ẩm tự nhiên sang trạng thái bão hòa nước hoàn toàn, góc ma sát trong phi giảm từ 28,28 độ xuống 25,12 độ, lực dính đơn vị c sụt giảm mạnh 33,4% từ 21,42 kPa xuống còn 14,27 kPa. Đối với các mẫu đất san lấp đã đầm chặt (ĐG9 và ĐG11), dung trọng khô cực đại đạt 1,50 đến 1,56 g/cm3 nhưng lực dính bão hòa vẫn ở mức thấp từ 6,37 kPa đến 13,77 kPa.

Phân tích thủy văn khẳng định lượng mưa là yếu tố kích hoạt trực tiếp. Lượng mưa trung bình năm tại Ngân Sơn đạt 1.630,9 mm, trong đó 3 tháng mùa mưa cao điểm (tháng 6 đạt 267,5 mm; tháng 7 đạt 331,5 mm; tháng 8 đạt 281,9 mm) chiếm tới 54% tổng lượng mưa cả năm. Phân tích ổn định mái dốc bằng phần mềm Slope/W tại các vị trí ĐG2, ĐG3, ĐG12 và ĐG16 chỉ ra rằng ở điều kiện tự nhiên, bờ dốc có hệ số ổn định an toàn F dao động từ 1,25 đến 1,48. Tuy nhiên, khi xảy ra mưa lớn kéo dài làm đất bão hòa và xuất hiện dòng thấm mặt, hệ số an toàn F tụt giảm sâu xuống dưới ngưỡng cân bằng 1,0 (chỉ còn 0,72 đến 0,91), dẫn tới sụp đổ mái dốc tức thì.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân gây trượt lở tại Đèo Gió là kết quả tương tác phức hợp giữa điều kiện tự nhiên nội sinh và tác động nhân sinh. Về địa chất, hệ tầng Mia Lé (D1 ml) chiếm 90% diện tích gồm các lớp đá phiến sét-sericit phân lớp mỏng, bị dập vỡ nứt nẻ mạnh do hoạt động của hai hệ thống đứt gãy kiến tạo phương á kinh tuyến và á vĩ tuyến. Khi con người tiến hành đào bạt chân sườn dốc để mở rộng Quốc lộ 3 mà không có giải pháp gia cố phù hợp, sườn dốc rơi vào trạng thái cân bằng giới hạn. Khi gặp các trận mưa bão mùa hè tập trung, nước mưa thấm sâu làm tăng trọng lượng khối trượt và giảm mạnh ứng suất kháng cắt.

Kết quả này hoàn toàn tương thích với các mô hình trượt lở sườn dốc nhiệt đới của Viện Địa kỹ thuật Na Uy và các nghiên cứu địa chất tại vùng Tây Bắc Việt Nam, khẳng định mưa lớn là tác nhân chiếm trên 85% các vụ tai biến mái dốc đường bộ. Về mặt trình bày trực quan, các dữ liệu phân tích ổn định được mô tả sinh động thông qua biểu đồ nén chặt Protor thể hiện tương quan giữa độ ẩm tối ưu 17,3% và dung trọng khô, kết hợp cùng các mặt cắt phân mảnh lát mỏng 2D Bishop và bảng ma trận tổn thương phương tiện giao thông theo từng kịch bản lượng mưa.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, xây dựng hoàn chỉnh hệ thống rãnh đỉnh đón nước, rãnh cơ phân tầng và khoan các lỗ tiêu nước ngầm sâu có đường kính 50 mm đến 100 mm tại 23 vị trí xung yếu dọc tuyến Đèo Gió. Giải pháp này nhằm hạ thấp mực nước ngầm cục bộ, triệt tiêu 60% đến 70% áp lực nước lỗ rỗng dư trong các đợt mưa bão vượt 100 mm/ngày. Kế hoạch triển khai hoàn thành vào Quý 2/2027 do Ban Quản lý Dự án Giao thông tỉnh Bắc Kạn chủ trì thực hiện.

Thứ hai, thi công gia cố cơ học kết hợp giữa tường chắn bê tông trọng lực tại chân taluy âm và hệ thống đinh đất kết hợp phun bê tông lưới thép tại các taluy dương từ Km 201 đến Km 204. Mục tiêu là nâng hệ số an toàn ổn định sườn dốc F đạt tối thiểu 1,30 trong mọi kịch bản bão hòa nước. Thời gian thực hiện từ năm 2027 đến 2028 với nguồn vốn đầu tư từ Tổng cục Đường bộ Việt Nam.

Thứ ba, áp dụng giải pháp công nghệ sinh học bằng việc gieo trồng cỏ vetiver kết hợp cây bụi họ đậu bản địa trên diện tích hơn 15.000 m2 bề mặt mái dốc phong hóa dày 4 m đến 5 m. Hệ rễ sâu 2 m đến 3 m của cỏ vetiver sẽ tạo mạng lưới giằng giữ đất tự nhiên, giúp giảm 85% nguy cơ xói mòn rãnh mặt sườn. Thời gian thực hiện thường niên vào đầu mùa mưa tháng 3 và tháng 4 do Hạt Quản lý Đường bộ Ngân Sơn phối hợp cùng cộng đồng dân cư thị trấn Nà Phặc.

Thứ tư, thiết lập 02 trạm quan trắc mưa tự động kết hợp cảm biến đo dịch chuyển nứt đất thời gian thực tại Km 203 và đỉnh Đèo Gió, liên kết hệ thống biển báo điện tử thông minh. Hệ thống tự động phát tín hiệu cảnh báo rủi ro sạt lở đến hơn 500 lượt phương tiện lưu thông mỗi ngày khi lượng mưa tích lũy 24 giờ vượt ngưỡng tới hạn 120 mm. Tiến độ hoàn thành đưa vào vận hành trước Quý 4/2027 do Sở Tài nguyên và Môi trường Bắc Kạn phối hợp với cơ quan khí tượng thủy văn.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Thứ nhất, kỹ sư địa kỹ thuật và tư vấn thiết kế hạ tầng giao thông miền núi: Luận văn cung cấp trọn bộ thông số cơ lý đất tàn tích (dung trọng 1,55 g/cm3, góc ma sát trong 25 đến 28 độ) cùng quy trình phân tích ổn định bờ dốc bằng GeoSlope, làm cơ sở tính toán thiết kế taluy đường đèo an toàn.

Thứ hai, cơ quan quản lý nhà nước và Ban Chỉ huy Phòng chống thiên tai tỉnh Bắc Kạn: Ứng dụng bản đồ hiện trạng 23 điểm trượt và ma trận tổn thương để xây dựng phương án sơ tán dân cư thung lũng Bản Mạch, phân luồng giao thông Quốc lộ 3 và lập dự toán ngân sách dự phòng thiên tai hàng năm.

Thứ ba, giảng viên, nghiên cứu viên và học viên sau đại học chuyên ngành Địa chất công trình, Địa kỹ thuật và Địa mạo: Tài liệu cung cấp khung phương pháp luận chuẩn xác về đánh giá rủi ro định lượng theo Morgan (1992) và cơ chế thấm trong đất không bão hòa.

Thứ tư, các doanh nghiệp xây dựng và bảo trì đường bộ: Nắm bắt các quy chuẩn đầm chặt đất san lấp đạt dung trọng khô 1,56 g/cm3 và phương pháp tối ưu hóa chi phí bốc xúc hàng nghìn mét khối đất đá tràn lấp mặt đường sau mỗi mùa bão lũ.

Câu hỏi thường gặp

Nguyên nhân cốt lõi gây sạt lở nghiêm trọng tại khu vực Đèo Gió là gì?

Sạt lở là hệ quả của địa hình dốc trên 35 độ, cấu tạo đá phiến sét hệ tầng Mia Lé nứt nẻ mạnh và mưa lớn tập trung 1.630,9 mm/năm. Khi mưa cao điểm vào tháng 6 đến tháng 8 chiếm 54% lượng mưa cả năm, đất bão hòa làm lực dính sụt giảm 33,4% (từ 21,42 kPa xuống 14,27 kPa), khiến hệ số an toàn F giảm dưới 1,0 và gây sạt lở hàng loạt tại các taluy đào mở đường.

Mô hình tính toán rủi ro trong luận văn có độ tin cậy khoa học như thế nào?

Luận văn ứng dụng công thức xác suất có điều kiện của Morgan (1992) chuẩn quốc tế kết hợp phần mềm GeoSlope và phương pháp FOSM. Các dữ liệu đầu vào dựa trên 16 mẫu đất thí nghiệm thực tế cùng hồ sơ đo đạc 23 khối trượt tại hiện trường, bảo đảm độ chính xác cao khi định lượng xác suất rủi ro về tính mạng P(DI) và tài sản P(DP).

Vì sao đất san lấp taluy dù đã được đầm chặt tiêu chuẩn vẫn có nguy cơ mất ổn định?

Thí nghiệm đầm chặt 2 mẫu ĐG9 và ĐG11 cho thấy dù dung trọng khô đạt 1,50 đến 1,56 g/cm3 và góc ma sát đạt 25,89 đến 28,29 độ, nhưng lực dính bão hòa vẫn rất thấp (từ 6,37 kPa đến 13,77 kPa) do bản chất đá phiến phong hóa vụn thô. Khi nước ngấm bão hòa, liên kết giữa các hạt đất bị triệt tiêu nhanh chóng nếu mái dốc không có lớp che phủ và thoát nước mặt.

Phương pháp dự báo khoảng lan truyền của vật liệu trượt nào được đánh giá tối ưu nhất?

Nghiên cứu so sánh 3 nhóm phương pháp và khẳng định mô hình góc trượt kinh nghiệm của Corominas (1996) kết hợp mô hình khối liên tục cải tiến của Hungr (1995) là tối ưu nhất. Phương pháp này cho phép tính toán chính xác vận tốc và phạm vi ảnh hưởng của dòng bùn đá xuống nền Quốc lộ 3 dựa trên thể tích khối trượt từ vài chục đến hàng nghìn mét khối.

Chính quyền địa phương có thể áp dụng ngay kết quả nghiên cứu vào thực tiễn như thế nào?

Ngành giao thông vận tải có thể sử dụng ngay danh mục tọa độ 23 khối trượt để cắm biển cảnh báo và ưu tiên bố trí vốn gia cố tường chắn tại các đoạn Km 201 đến Km 204. Đồng thời, thiết lập ngưỡng mưa tích lũy 24 giờ đạt 120 mm để chủ động phân luồng cấm đường, giúp phòng ngừa tuyệt đối 100% nguy cơ thiệt hại về người.

Kết luận

• Hệ thống hóa hoàn chỉnh khung phương pháp luận đánh giá rủi ro tai biến trượt lở định lượng kết hợp công nghệ GIS và phần mềm GeoSlope theo chuẩn quốc tế.
• Khảo sát và lập hồ sơ hiện trạng chi tiết 23 khối trượt nguy hiểm phân bố dọc 6 km đường đèo Quốc lộ 3 thuộc địa phận Đèo Gió, huyện Ngân Sơn.
• Chứng minh thực nghiệm sự suy giảm 33,4% lực dính của đất tàn tích khi bão hòa nước và xác định lượng mưa mùa hè chiếm 54% cả năm là tác nhân kích hoạt chính làm hệ số F hạ xuống dưới 1,0.
• Đề xuất bộ giải pháp công trình thoát nước ngầm, tường chắn gia cố và phủ sinh thái vetiver đồng bộ, giúp khôi phục hệ số ổn định F đạt trên 1,30.
• Hoàn thiện khung chính sách quản lý rủi ro thiên tai và thiết lập ngưỡng cảnh báo mưa tự động 120 mm/24h phục vụ an toàn giao thông bền vững cho tỉnh Bắc Kạn.

Luận văn là công trình nghiên cứu địa kỹ thuật bài bản, kết hợp nhuần nhuyễn giữa điều tra thực địa, thí nghiệm cơ lý và mô phỏng cơ học đất không bão hòa. Toàn bộ hệ thống giải pháp công trình và quan trắc cảnh báo sớm được khuyến nghị hoàn tất triển khai trong giai đoạn 2027 - 2028. Các cơ quan quản lý hạ tầng, nhà khoa học và kỹ sư công trình hãy tham khảo, áp dụng ngay các kết quả của luận văn để nâng cao năng lực phòng chống tai biến trượt lở trên toàn tuyến giao thông huyết mạch vùng Đông Bắc!

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan về tai biến trượt lở và phương pháp đánh giá rủi ro - Chương 2: Đặc điểm điều kiện tự nhiên khu vực đèo Gió - Chương 3: Đặc điểm hiện trạng và nguyên nhân gây trượt lở khu vực Đèo Gió - Chương 4: Đánh giá rủi ro trượt lở khu vực Đèo Gió - Kết luận Luận văn này được hoàn thành tại Bộ môn Địa kỹ thuật, Khoa Địa chất, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, dưới sự hướng dẫn khoa học của thầy giáo – PGS. Nhân dịp này em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đối với thầy giáo hướng dẫn và các thầy cô giáo khác trong bộ môn Địa kỹ thuật cũng như trong Khoa Địa chất. 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ TAI BIẾN TRƢỢT LỞ VÀ PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ RỦI RO 1. Tổng quan về trƣợt lở 1.

Trên Thế giới Trươt lở là một trong những tai biến tự nhiên chủ yếu, xảy ra hàng năm, gây thiệt hại đáng kể một cách trực tiếp và gián tiếp đến tính mạng, tài sản của con người. Trượt lở được định nghĩa là sự di chuyển của khối đá, các mảnh vụn hay đất xuống suờn dốc (Cruden, 1991), có thể gây ra bởi rất nhiều các tác nhân bên ngoài như mưa lớn, động đất, sự thay đổi mực nước, sóng hoặc xói mòn do dòng chảy đã làm tăng ứng suất cắt hoặc làm giảm sức kháng cắt của các vật liệu tạo nên suờn dốc. Thêm vào đó, cùng với sự phát triển về không ổn định ở các vùng đồi núi dưới áp lực của sự tăng dân số và đô thị hoá, các hoạt động của con nguời như phá rừng hay khai đào các sườn dốc để mở đường và tạo mặt bằng xây dựng, … đã trở thành các nhuyên nhân quan trọng gây nên trượt lở. Theo thống kê của Ngân Hàng Thế Giới, tổng diện tích đất bị trượt lở vào khoảng 3.7 triệu km2 với thiệt hại dân số gần 300 triệu người, hay 5% tổng dân số thế giới.

Các khu vực có nguy cơ tương đối cao (trên 3 thang 10) bao gồm khoảng 820.000 km2 với dân số thiệt hại ước tính là 66 triệu người. Thống kê của Ngân Hàng Thế Giới về thiệt hại do trượt lở trên toàn thế giới Diện tích GDP nông Chiều dài đường Dân số GDP Tai biến đất nghiệp bộ/đường sắt (106) (109$) (106km2) (109$) (103km) Trượt lở 0.6 Trong đó rủi ro trượt lở đáng kể nhất cả về tỷ lệ tử vong và tổn thất kinh tế là ở Trung Mỹ, tây bắc của Nam Mỹ, vùng Cáp-ca, và Đài Loan. Nguy cơ tử vong cao trong khu vực Himalaya, Philippines, và Indonesia, nhưng thấp ở miền nam châu Âu và Nhật Bản (Hình 1.1), những nơi có rủi ro thiệt hại về kinh tế cao (Hình 1.2) 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Phân bố tỷ lệ tử vong Hình 1.

Phân bố tổng thiệt hại kinh tế Các vụ trượt lở đất tai hại nhất đã cướp đi khoảng 100. Tại Mỹ, trượt lở đất gây thiệt hại về kinh tế ước tính 1-2 tỷ USD và khoảng 25-50 người tử vong mỗi năm, do đó vượt quá những thiệt hại trung bình do động đất gây ra (Schuster và Fleming, 1986). Tại Trung Quốc số lượng người chết do trượt lở tổng cộng hơn 5000 người trong suốt thời kỳ 1951-1989. Kết quả là trung bình hơn 125 người tử vong mỗi năm, và thiệt hại về kinh tế hằng năm khoảng 500 triêu USD (Li và Wang, 1992).

Ở Italia, do địa hình và đặc điểm thạch học và cấu trúc, Italia là một đất nước có rủi ro trượt lở đặc biệt cao. Trượt lở đất 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] xảy ra phổ biến rộng rãi trên cả nước, là thảm họa tự nhiên xảy ra thường xuyên nhất và là nguyên nhân tạo ra số nạn nhân cao nhất sau động đất. Sự gia tăng đáng kể áp lực của con người tới các khu vực không ổn định như sự mở rộng của các khu đô thị, đượng bộ, đường sắt, và kết cấu hạ tầng làm cho hiện tượng trượt lở trở thành một vấn đề lớn đối với sự an toàn của người dân và thiệt hại cho khu dân cư, cơ sở hạ tầng, mạng lưới dịch vụ, môi trường và cả các di sản văn hóa. Trượt lở đất xảy ra ở khắp nơi trên thế giới, nhưng nguy cơ trượt lở đất do mưa lớn có xu hướng mạnh hơn ở khu vực nhiệt đới miền núi như Philippines, Trung và Nam Mỹ, và Đông Nam Á.

Trên cơ sở các dữ liệu vệ tinh và nghiên cứu mối quan hệ giữa lượng mưa và các điều kiện mặt đất, Robert Adler and Yang Hong đã thành lập một bản đồ rủi ro trượt lở toàn cầu. Bản đồ rủi ro trượt lở toàn cầu Theo đó các vùng dễ bị trượt lở nhất là thường là vùng miền núi, có đất thô hoặc thiếu thực vật để neo giữ đất. Các vùng có rủi ro trượt lở cao nhất là vùng có màu hồng. Vùng có rủi ro trung bình là vùng có màu xanh nhạt hơi đỏ, và vùng có rủi ro nhẹ là vùng có màu xanh nhạt.

Các điểm màu đen là các khu vực trượt lở đất xảy ra giữa năm 2003 và 2006. Đồng thời cũng trên cơ sở thu thập dữ liệu lượng mưa từ Multi-satellite Precipitation Analysis, dựa trên các đo đạc được ghi lại bởi các vệ tinh Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM). Khi lượng mưa trở nên đủ mạnh để gây ra một vụ trượt lở, họ đánh dấu vị trí trên một ―bản đồ các khu vực trượt lở tiềm năng‖. Bản đồ này là cơ sở cho hệ thống cảnh báo sớm và cung cấp một hình thức cảnh báo ở những nơi không có hệ thống cảnh báo khác tại chỗ.

10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Bản đồ các khu vực trượt lở tiềm năng Với các tác hại to lớn rõ rệt như vậy, để giảm thiểu, nhiều tổ chức, chương trình đã được lập ra. Chẳng hạn như từ giữa năm 1970, USGS (Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ) đã cho thành lập ―Chương trình tai biến trượt lở‖ (Landslide Hazards Program-LHP). Mục tiêu chính của Chương trình là để giảm thiệt hại lâu dài từ tai biến trượt lở đất bằng cách cải thiện sự hiểu biết của chúng ta về những nguyên nhân của sự phá hủy mặt đất và đề xuất các chiến lược giảm nhẹ thiên tai.

Đặc biệt là, Ủy ban xúc tiến toàn cầu của Chương trình trượt lở đất quốc tế (International Programme on Landslides- IPL) bao gồm Hiệp hội quốc tế về lở đất (ICL); Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa (UNESCO); cùng nhiều các tổ chức, cơ quan khác tiến hành tổ chức ―Diễn đàn trượt lở đất thế giới lần thứ hai‖ (The Second World Landslide Forum) từ ngày 3-9/10/2011 tại Rome Italia. Diễn đàn có mục tiêu nhằm cấp một thông tin xuyên suốt toàn cầu và nền tảng hợp tác với tất cả các loại tổ chức đại diện học viện, các tổ chức Liên Hợp Quốc, các chính phủ, doanh nghiệp tư nhân và cá nhân đóng góp vào nghiên cứu, thực hành, giáo dục về trượt lở đất và các hệ thống chiến lược giảm thiểu rủi ro toàn cầu. Tuy nhiên, mặc dù cải tiến trong nhìn 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] nhận, dự đoán, các biện pháp giảm thiểu, và hệ thống cảnh báo, nhưng hoạt động trượt lở trên toàn thế giới vẫn đang tăng lên. Xu hướng này sẽ vẫn tiếp tục trong thế kỷ XXI vì những lý do sau đây (Schuster, 1996): - Gia tăng đô thị hóa và phát triển ở khu vực dễ bị trượt lở; - Tiếp tục phá rừng của các khu vực dễ bị trượt lở đất; và - Gia tăng lượng mưa trong khu vực bởi sự biến đổi khí hậu.

Ở Việt Nam Trên thế giới trượt lở đất đã trở thành một loại tai biến có ảnh hưởng lớn, và Việt Nam cũng không là một ngoại lệ. Theo thống kê của Ngân Hàng Thế Giới, khi chịu tổng hai tai biến hoặc nhiều hơn thì Việt Nam đứng thứ 7 trong số 75 quốc gia chịu thiệt hại nặng nề nhất dựa trên GDP. Theo đó phần trăm tổng diện tích chịu rủi ro là 33.2%, phần trăm dân số trong diện tích chịu ảnh hưởng của rủi ro là 75.7%, và phần trăm của GDP trong diện tích chịu rủi ro là 89. Cũng theo thống kê, thể tích các khối trượt hàng năm trên đường giao thông sau mỗi mùa mưa ở Việt Nam lên đến hàng trăm nghìn mét khối, không chỉ phá hủy đường giao thông mà còn làm chết khoảng 30 người mỗi năm.

Ở khu vực miền núi phía Bắc, các vụ trượt lở liên tiếp từ thập niên 1990 đến nay đã vùi lấp nhiều nhà cửa của dân, bồi lấp đất canh tác, và cướp đi nhiều sinh mạng, đáng kể nhất là các vụ xảy ra ở Mường Lay, thị xã Lai Châu, Bát Xát - Lào Cai, thị xã Hòa Bình, Thái Nguyên, Bắc Kạn. Đặc biệt trên các tuyến giao thông quan trọng ở Tây Bắc. Trượt lở đất thường xuyên tái diễn trong mùa mưa với quy mô lớn, xảy ra trên cả taluy dương và taluy âm, làm nhiều đoạn đường bị phá hủy hoàn toàn. Trước nguy cơ tai biến trượt đất ngày càng có tác động đáng kể đến tình hình phát triển kinh tế - xã hội, công tác đánh giá trượt lở đã trở thành một yêu cầu cấp thiết.

Tuy nhiên tại Việt Nam số nghiên cứu về vấn đề nêu trên không nhiều và còn tương đối sơ lược. Một số nghiên cứu điển hình như: Phân vùng dự báo sơ bộ trượt lở Tây Bắc của Vũ Cao Minh và nnk (1997), xây dựng bản đồ dự báo tai biến trượt lở lưu vực hồ thủy điện Hòa Bình của Trần Văn Dương, Trần Trọng Huệ (2004), sử dụng ảnh viễn thám trong nghiên cứu và dự báo trượt đất vùng Lào Cai – Sa Pa của Đào Văn Thịnh và nnk (2002). Trong các nghiên cứu của 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] tác giả, bước đầu sử dụng phương pháp định lượng kết hợp với sự trợ giúp của công nghệ GIS đã phân vùng dự báo tiềm năng trượt lở trong vùng nghiên cứu thành các mức độ mạnh, trượt lở trung bình và trượt lở yếu tại một số khu vực trọng điểm của tỉnh Bắc Kạn. Phần lớn trượt lở đất ở Việt Nam do mưa gây nên.

Ngoài ra còn do sụt lở núi chặn dòng suối, tạo thành những hồ chứa lớn, sau đó gây vỡ bờ bao, tạo ra dòng lũ quét xuống hạ lưu, cuốn theo đất đá (PGS.TSKH Vũ Cao Minh). Tại các vùng miền núi, hiện tượng trượt lở xảy ra khá phổ biến sau các trận mưa lớn, nó gây ra những thiệt hại to lớn cả về người và của.