đặt vấn đề là làm thế nào đảm bảo sự cân bằng giữa phát triển kinh tế và bảo tồn đa dạng sinh học, bảo vệ môi trường. Hiện nay, nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước, cùng với doanh nghiệp, chính quyền địa phương, cộng đồng và các thành phần liên quan khác đang có nhiều nỗ lực nhằm đưa ra giải pháp nhằm đạt được một sự cân bằng hợp lý. Địa hình karst và đánh giá tài nguyên địa hình karst 1. Quá trình karst Karst là một quá trình thành tạo địa hình và làm thay đổi bề mặt Trái Đất, nhưng không giống như các hoạt động của dòng chảy hay hoạt động của biển.
Đây là một quá trình đặc biệt. Cho đến nay đã có nhiều định nghĩa về karst như: 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Theo Kanev D.D (1980) cho rằng “Karst là toàn bộ các dạng địa hình được thành tạo bởi sự hòa tan và phá hủy các đá”. - Lê Bá Thảo và đồng nghiệp (1983): “Karst là toàn bộ các quá trình hình thành các dạng địa hình liên quan với sự lưu thông của nước trong các đá dễ hòa tan”. - Bách khoa toàn thư về các thuật ngữ Địa lý định nghĩa: “Karst (hay là hiện tượng karst) là hiện tượng liên quan với sự hòa tan các đá do nước tự nhiên về phức hệ các dạng địa hình được thành tạo ở các khu vực có đá dễ hòa tan (đá vôi, dolomit, thạch cao, đá muối,.
- Theo Bách khoa toàn thư Địa lý, định nghĩa đơn giản “Karst là những hiện tượng và quá trình xuất hiện trong các đá bị hòa tan do nước tự nhiên”. Karst được nghiên cứu theo nhiều phương pháp khác nhau phục vụ cho những mục đích khác nhau, để tìm hiểu quá trình phát sinh và phát triển các kiểu dạng và cảnh quan địa hình karst, cũng như chế độ thủy văn sông hồ và nguồn nước do quá trình karst tạo thành. Như vậy, quá trình karst là các hiện tượng hòa tan có liên quan đến các quá trình hóa học trên địa hình đá vôi tạo thành các hệ thống hang động độc đáo. Quá trình karst phụ thuộc vào sự có mặt của các đá karst, đặc tính nứt nẻ và thành tạo mạng lưới khe nứt kiến tạo trên địa hình đá vôi phụ thuộc vào sự vận động của nước cùng khả năng hòa tan của đất đá, hình thành các hang động.
Từ các khái niệm trên có thể định nghĩa karst: là hiện tượng phong hóa đặc trưng của những miền núi đá vôi bị nước chảy xói mòn. Sự xói mòn không phải do cơ chế lực cơ học, mà chủ yếu là do khí C02 trong không khí hòa tan vào nước, cộng với các ion dương của hydro (H+) tạo thành axit cacbonic. Axit cacbonic là yếu tố chính trong quá trình ăn mòn đá vôi. Sản phẩm của quá trình phong hóa Karst là các hang động với các nhũ đá, măng đá, song suối ngầm… Karst bao hàm tổng thể các dạng địa hình độc đáo và các quá trình tạo ra chúng, chủ yếu là quá trình rửa lũa, hoàn tan của nước trên mặt và nước dưới đất đối với những loại đá có nhiều kẽ nứt, lỗ hổng, có thể hòa tan được và có khả năng 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com thấm nước.
Hiện tượng karst biểu hiện trong địa hình qua những khía cạnh sau: - Tạo ra hệ thống thủy văn ngầm và hệ thống thủy văn trên mặt độc đáo, khác hẳn địa hình xâm thực nước chảy thông thường. - Tạo ra những dạng địa hình rỗng trên mặt và ngầm dưới đất trong khối đá bị karst hóa. - Tạo ra những địa hình âm trên bề mặt và những dạng địa hình rỗng ngầm dưới đất trong khối đá không hòa tan nằm bên trên hoặc vây quanh các khối đá bị karst hóa. Địa hình karst Về mặt hình thái có thể phân loại địa hình karst thành địa hình karst trên mặt và địa hình karst ngầm: Các dạng địa hình karst trên mặt: Carư: là những địa hình karst rất phổ biến, gồm các hố, hốc, khe, rãnh…hình thù kỳ dị kích thước rất nhỏ (1-2m) đến khá lớn (5-10m), lởm chởm, sắc nhọn, rất khó đi lại (hình 1.
Phễu, lũng karst: là những nơi địa hình dạng phễu, kích thước hang chục đến hang trăm mét. Phễu do sập đổ vòm hang động có vách đứng, đáy có hang, hốc hút nước mặt, một phần bị phủ bởi sét, mùn cay và tảng lăn đá vôi (hình 1. Thung lũng karst: là những lũng karst kéo dài hang chục km, rộng có khi hàng nghìn met, đáy có thể có nguồn lộ nước ngầm và dòng chảy mặt (hình 1. Thung lũng mù: là đoạn thung lũng bị chặn, ở phần thấp có một vài hang tiêu nước.
Khi mưa lớn, nước các nơi đổ về, các hang này bị lấp không tiêu nước có thể gây ngập úng (hình 1. Cánh đồng karst: là những cánh đồng bằng phẳng, có thể có dòng chảy mặt (hình 1. Đồng bằng gặm mòn: Có địa hình tương đối bằng phẳng, trên có núi sót Các dạng địa hình karst nổi cao: gồm các đỉnh, dãy, khối, tháp… kích thước thay đổi, hình thù hết sức đa dạng, nổi cao giữa các địa hình thấp (hình 1. Dạng karst ngầm: Đặc trưng cho địa hình karst ngầm đó là hang động 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.
Phễu karst Hình 1. Thung lũng karst Hình 1. Thung lũng mù Hình 1. Cánh đồng karst Hình 1.
Cảnh quan karst cụm đỉnh - lũng Hang động là kết quả độc đáo của quá trình karst, chỉ có ở các vùng đá vôi. Có những hang hình thành từ xa xưa, nay được nâng lên rất cao. Chúng không phát triển thêm do không còn nước chảy (còn gọi là hang khô). Nhiều hang hiện đang 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com hình thành ở phần thấp, gần ngang bằng với mực nước sông, suối xung quanh (còn gọi là hang ướt) nước trong hang lưu thông với bên ngoài có thể chảy ra hòa với sông suối bên ngoài.
Quá trình karst dưới sự hòa tan của nước: Nước mặt cũng như nước dưới đất có tác dụng hoà tan đối với các đá có khả năng hoà tan, tuy nhiên tác dụng hoà tan chỉ xảy ra khi nước có chứa nhiều khí CO2. Quá trình hoà tan đá vôi trong nước chứa nhiều khí CO2 ăn mòn xảy ra theo phản ứng thuận nghịch dưới đây. H2O+CO2H2CO3 (1) H2CO3+ (Ca,Mg)CO3(Ca,Mg)(HCO3)2(2) (pha rắn) (dạng hoà tan) Nếu nước chứa CO2 ít thì H2CO3 ít dẫn đến tương tác với đá vôi (tác dụng hoà tan) bị hạn chế và quá trình hòa tan đá vôi không xảy ra nếu hàm lượng khí CO2 không vượt quá lượng khí CO2 cân bằng. Nếu lượng khí CO2 nhiều vượt quá lượng khí CO2 cân bằng thì hàm lượng axit H2CO3 lớn gây hoà tan đá vôi và tạo nên bicacbonat canxi Ca(HCO3)2.
Để xảy ra quá trình hoà tan thì ngoài tác dụng hòa tan của khí CO2, nước phải có chứa ít ion pha cứng, nếu trong nước có chứa nhiều ion pha cứng thì môi trường bị quá bão hoà, quá trình hoà tan đá hòa tan (ở đây là đá vôi) không tiếp diễn, vì vậy hàm lượng ion pha cứng trong nước phải ít, tức là trong nước phải chứa các muối khác gốc. Thực nghiệm của Xocolov D. cho thấy trong nước chứa nhiều các muối khác gốc thoạt đầu làm tăng khả năng hoà tan nhưng đến một giới hạn nào đó (tuỳ thuộc loại muối) thì sự gia tăng hàm lượng muối làm giảm độ hoà tan của nước. 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.
Cơ chế hình thành hang động. Culver, 1990) Quá trình hình thành hang động Hang động được hình thành bởi các quá trình địa chất khác nhau, là sự kết hợp của các quá trình xói mòn hóa học do nước, hoạt động kiến tạo, vi sinh vật, áp lực, ảnh hưởng không khí, và thậm chí cả việc đào bới [19]. Có 3 quá trình hình thành chung của các hang động: (1) hang động được hình thành bởi áp suất hoặc dòng chảy, (2) hang động xói mòn, và (3) hang động hòa tan (A. Austin, 2004) - Hang động hình thành bởi áp suất hay dòng chảy, thường tìm thấy trong các ống dung nham núi lửa, T‟let hang động.
- Hang động xói mòn là những hang động bị tác động bởi sóng biển vào các vách đá, loại này thường được gọi là hang biển. - Hang động hòa tan, đây là loại hang động chiếm số lượng nhiều nhất trên thế giới, chúng thường được hình thành do quá trình hòa tan của nước trong các loại đá dễ hòa tan như: đá vôi, thạch cao và một ít trong đá cẩm thạch, mỏ muối hoặc trong khối băng. Trong đó, các hang động trên núi đá vôi chiếm số lượng lớn nhất [17]. Thuật ngữ hang động thường được áp dụng để chỉ một khe hở tự nhiên, trong các loại đá khác nhau, đủ lớn để con người đi vào.
Thuật ngữ này mang tính chủ quan, chỉ dựa trên khả năng tiếp cận của con người, không dựa vào quá trình 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com hình thành, do đó thiếu khoa học (J. Đến nửa sau thế kỷ 19, nhờ những tiến bộ trong thăm dò hang động của nhiều nhà khoa học trên thế giới, khái niệm về hang động mới dần chính xác và khoa học hơn (Alexander Klimchouk, 1998). Một số khái niệm được chấp nhận và sử dụng hiện nay như: - Theo hiệp hội hang động quốc tế, hang là sự mở rộng tự nhiên ở dưới các khối núi đá có chiều rộng đủ để con người đi vào. - Theo the National Park Service, hang có tổng chiều dài ít nhất 50 feet (khoảng 15m), chứa các vùng bóng tối hoặc chiều dài của các đoạn hang vượt quá chiều rộng của cửa ra vào.
- Theo Federal Cave Resources Protection Act of 1988, USA - FCRPA, bất cứ chỗ trống, hốc, ngách, hoặc hệ thống các đoạn nối liền với nhau, xảy ra tự nhiên bên dưới bề mặt của trái đất, trong một vách đá hoặc gờ đủ lớn để cho phép người đi vào, dù lối vào hình thành tự nhiên hoặc do con người tạo nên. - Theo Wikipedia, một hang động hoặc hang là một khoảng trống dưới đất tự nhiên lớn đủ cho một con người đi vào. Từ các khái niệm trên, thì hang động được hiểu là một hang, động kết nối với mặt đất thông qua lối vào, mà không xét đến hình thái, kích thước và nguồn gốc [20]. Mặc dù, chưa có sự thống nhất về cách định nghĩa hang động giữa các quốc gia gia với nhau, nhưng khái niệm về hang động của hiệp hội hang động thế giới được chấp nhận và sử dụng rộng rãi bởi các hiệp hội hang động của nhiều quốc gia (Klimchouk & Kasjan, 2001).