Chương 1: Lịch sử và phương pháp nghiên cứu Chương 2: Đặc điểm điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội xã Nấm Dẩn, huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang Chương 3: Đánh giá mức độ tổn thương do trượt đất đá xã Nấm Dẩn, huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang Chương 4: Giải pháp chủ động ứng phó với tai biến trượt đất đá xã Nấm Dẩn, huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang Luận văn là một trong những sản phẩm của chương trình hợp tác giữa Bộ Ngoại giao Vương quốc Na Uy - Đại học Quốc gia Hà Nội về “Tăng cường năng lực và chuyển giao công nghệ phục vụ giảm thiểu địa tai biến ở Việt Nam trong bối cảnh biến đổi khí hậu”, trong đó học viên được tham gia trực tiếp từ công tác khảo sát thực địa, phỏng vấn người dân địa phương, quan trắc lưu lượng người và phương tiện lưu thông, thu thập dữ liệu, xử lý dữ liệu, thành lập sơ đồ và báo cáo tổng kết. 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chƣơng 1 LỊCH SỬ VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Khái niệm cơ bản 1. Tổng quan về trượt đất đá Khái niệm Theo Varnes (1984), thuật ngữ “trượt đất đá” - “landslide” hay thường gọi là “trượt lở đất đá” là một hiện tượng tai biến thiên nhiên, dưới tác dụng của quá trình địa chất động lực, công trình, gây mất ổn định mái dốc, sườn dốc hay vách dốc (gọi chung là mái dốc) tạo ra sự dịch chuyển vật chất, phá hủy mọi thứ liên quan trên đường đi của chúng.
Trượt đất đá xảy ra khi khối đất đá bị mất cân bằng, các lực gây ra trượt lớn hơn các lực chống trượt. Trượt đất đá bao gồm tất cả các hiện tượng di chuyển của khối trượt trên bề mặt dốc. Các hiện tượng này bao gồm cả các hiện tượng không thực sự trượt như đá đổ, đá rơi và dòng bùn đá. Phân loại Bảng 1.
Hệ thống phân loại trƣợt đất đá theo Varnes (1984) Kiểu vật liệu Kiểu dịch Đất xây dựng chuyển Đá Hạt thô là chủ yếu Hạt mịn là chủ yếu Đổ Đổ Mảnh vụn đổ Đất đổ Rơi Rơi Mạnh vụn rơi Đất rơi Xoay Sụp Mảnh vụn sụp Đất sụp Trượt Dịch chuyển Dịch chuyển khối Dịch chuyển khối Tịnh tiến khối mảnh vụn đất Dịch chuyển Mảnh vụn dịch Chảy ngang Đất dịch ngang ngang ngang Chảy dòng Đá lở Dòng mảnh vụn Dòng đất Trượt hỗn hợp bao gồm 2 hoặc nhiều hơn kiểu dịch chuyển cùng xảy ra Phân loại trượt đất đá có thể được thực hiện dựa vào nhiều hệ thống khác nhau, tuy nhiên, trong luận văn này, hệ thống phân loại theo Varnes (1984) (Bảng 1.1) được sử dụng vì hệ thống này làm nổi bật được kiểu dịch chuyển và kiểu vật chất. Trong thực tế, bất kỳ khối trượt nào cũng được phân loại và mô tả bằng hai cụm từ vật liệu và kiểu dịch chuyển (Hình 1. 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Thuật ngữ mô tả khối trƣợt điển hình (theo Varnes, 1984) Theo hệ thống phân loại nêu trên, một số kiểu trượt thường gặp bao gồm: Kiểu dịch chuyển dạng đổ (topple): bắt đầu với sự tách, vỡ của đất, đá từ mái dốc đứng theo mặt tách mà ở đó cường độ kháng cắt rất yếu hoặc không có.
Vật chất sau đó rơi theo trọng lực, có thể kèm theo chuyển động quay với tốc độ nhanh. Kiểu dịch chuyển dạng rơi (fall): xảy ra khi một phần mái dốc bị lật quay, rơi ra khỏi mái dốc với trọng tâm quay quanh một điểm hay một trục giả định. Quá trình rơi/lật có thể bị tác động bởi trọng lực vào phần ở những vật liệu hình thành các khe nứt tạo góc dốc ngược hoặc dưới tác động của nước, băng tồn tại trong khối đất đá. Trượt xoay (rotational slide): là hiện tượng các khối đất, đá dịch chuyển theo bề mặt phá hủy dạng mặt cong lõm giả định.
Nếu bề mặt phá hủy (theo mặt cắt ngang) có dạng cung trượt hình trụ hay cycloit thì trong quá trình trượt, biến dạng bên trong khối trượt ít, thành phần đất đá cơ bản không bị xáo động. Khi trượt xảy ra, phần đầu khối trượt dịch chuyển chủ yếu theo chiều thẳng đứng, phần bề mặt mái dốc phía trên khối trượt có khuynh hướng tạo ra độ nghiêng dốc ngược với mái dốc. Trượt tịnh tiến (translational slide): là hiện tượng khối trượt dịch chuyển xuống qua bề mặt dạng mặt phẳng hoặc hơi gồ ghề. Các bề mặt phá hủy thường dạng hình lòng máng rộng theo mặt cắt ngang.
Ngược lại, mặt trượt xoay có khuynh hướng khôi phục lại khối trượt về trạng thái cân bằng. 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trượt hỗn hợp (complex and compound): là kiểu trượt trung gian giữa hai loại trượt, thường là trượt xoay và trượt tịnh tiến. Mặt trượt có dạng đường cong gãy khúc phức tạp, phụ thuộc vào biến dạng bên trong và ứng lực cắt dọc bề mặt trong phạm vi vật liệu dịch chuyển và những kết quả trong sự hình thành những vách dốc trung gian, độ dốc của nó giảm đột ngột, trên bề mặt vật liệu bị biến dạng, lún xuống tạo ra các địa hào và vùng chịu nén. Kiểu trượt này thường xuất hiện khi trong cấu tạo của khối trượt có sự hiện diện của lớp đất yếu hay đới sét phong hóa, tạo ra các mặt trượt trung gian điều khiển quá trình dịch chuyển và tạo ra mặt trượt hỗn hợp.
Kiểu dịch chuyển dạng dòng (flow): là sự dịch chuyển liên tục theo không gian trong đó các dạng mặt cắt tồn tại ngắn, không được duy trì lâu. Đặc điểm phân bố vận tốc trong khối dịch chuyển dần giống với dạng dòng chất lỏng sệt. Sự biến đổi dần dần từ trượt tới chảy xảy ra phụ thuộc vào lượng nước trong đất, tính lưu động và phạm vi phát triển của khối trượt. Trượt mảnh vụn có thể trở thành dòng mảnh vụn có tốc độ cực nhanh trong các điều kiện nhất định.
Dòng trượt mảnh vụn (debris) là một dạng di chuyển dòng nhưng với quy mô lớn, dồn dập hơn, tốc độ di chuyển nhanh hơn các dòng mảnh vụn mái dốc mở ở trên. Các yếu tố gây trƣợt Các yếu tố ảnh hưởng đến sự thành tạo trượt bao gồm các điều kiện tự nhiên và nhân tạo, có tác dụng làm cho các lực phá hoại sự cân bằng của khối đất đá hoạt động được dễ dàng. Quá trình trượt là kết quả tổng hợp tác động đồng thời của nhiều yếu tố, cần đánh giá đúng các yếu tố ảnh hưởng chủ yếu dẫn đến trượt để có biện pháp phòng tránh thích hợp. Các yếu tố gây trượt đất đá chủ yếu là do: 1) Khí hậu bao gồm các đặc điểm về lượng mưa, nhiệt độ, độ ẩm không khí trong đó quan trọng nhất là lượng mưa.
Lượng mưa lớn kéo dài là nguồn bổ sung quan trọng cho nước dưới đất, nước mưa ngấm xuống sâu làm bão hòa đất đá ở sườn dốc dẫn đến độ bền đất đá giảm, từ đó thúc đẩy quá trình trượt. 2) Đặc điểm địa hình và địa mạo là một trong những nguyên nhân gây trượt. Thực tế quan sát đã chứng tỏ rằng trượt thường phân bố rộng rãi nhất ở trong vùng núi, 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com những khu vực có địa hình phân cắt mạnh trên sườn cao và dốc của thung lũng sông suối, trên các sườn ven bờ biển, trên mái dốc và công trường khai thác lộ thiên. 3) Hƣớng dốc có ảnh hưởng rất mạnh mẽ đến quá trình thủy văn thông qua sự thoát - bốc hơi nước, do đó có ảnh hưởng đến các quá trình phong hóa và sự phát triển của thực vật trên sườn, đặc biệt là đối với môi trường khô hạn.
4) Độ ổn định của sườn dốc có mối liên quan đến các kiểu thạch học khác nhau và mối quan hệ này mạnh hay yếu phụ thuộc rất lớn vào mỗi kiểu thạch học đó. 5) Quá trình phong hoá là quá trình phá huỷ và biến đổi cấu trúc, thành phần, tính chất các khoáng vật, đá ở gần mặt đất dưới tác dụng của các tác nhân phong hoá. Vỏ phong hóa (VPH) là sản phẩm của quá trình phong hóa, là phần vật chất không rắn chắc phía trên các đá, có độ dày từ không đáng kể đến hàng chục, thậm chí hàng trăm mét. 6) Những sườn dốc cấu tạo bởi đất đá bão hoà nước bao gồm các phức hệ, tầng nƣớc ngầm, các đới ẩm ướt, bão hòa thường xuyên hay tạm thời đối với sự thành tạo trượt sẽ thuận lợi hơn nhiều so với các sườn dốc cấu tạo từ đất đá thoát nước tốt.
Trong nhiều trường hợp sự thành tạo trượt thường có liên quan không phải với mức độ ẩm ướt, với lượng ẩm thâm nhập vào đất đá, cũng không phải với mức độ chứa nước của chúng, mà liên quan với chính yếu tố tẩm ướt. 7) Yếu tố ẩm ƣớt ở đây chính là hiện tượng bôi trơn bề mặt hoặc bôi trơn ở các đới yếu trong đất đá, làm giảm đột ngột sức chống cắt của chúng và trở thành nguyên nhân làm mất ổn định sườn dốc. 8) Các quá trình và hiện tƣợng địa chất ngoại sinh bao gồm quá trình mương xói, rãnh xói, xói ngầm, vận động kiến tạo mới và hiện đại, động đất và nhiều hiện tượng địa chất hiện đại khác tạo điều kiện dễ dàng cho sự tác động của lực cắt. 9) Thảm thực vật trên bề mặt địa hình có tác dụng bảo vệ sự xói mòn đất của nước mưa, hạn chế nước mưa ngấm vào trong đất.
Đối với những cây lớn, rễ cây bám sâu xuống lòng đất sẽ làm tăng sức kháng cắt của đất. Vì vậy, những vùng có thảm thực vật dày thì nguy cơ trượt cũng sẽ giảm. 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 10) Hoạt động kinh tế - công trình của con ngƣời có thể gây nên các hiện tượng trượt đất đá như làm tăng độ dốc của sườn tăng khả năng làm mất ổn định sườn dốc (làm đường, kênh dẫn nước); làm tăng tải trọng trên các sườn dốc, phổ biến là việc xây dựng nhà cửa, tăng khả năng làm mất ổn định sườn, làm thay đổi chế độ thủy văn trên sườn và do đó gây tác động xấu đến sự ổn định của sườn. Các khái niệm trong đánh giá mức độ tổn thương Khái niệm “mức độ tổn thương - MĐTT” hay còn gọi là “tính dễ bị tổn thương” hay “tình trạng dễ bị tổn thương” (Vulnerability – V) được nêu ra từ những năm thập kỉ 70.
Theo thời gian, khái niệm MĐTT liên tục được mở rộng. Khái niệm về MĐTT do BĐKH được ứng dụng rộng rãi hiện nay do IPCC xây dựng.