Tổng quan nghiên cứu

Hiện tượng trượt lở đất đá là một trong những thảm họa địa chất gây thiệt hại nghiêm trọng về kinh tế, xã hội và môi trường, đặc biệt tại các khu vực có địa hình phức tạp như thị trấn Cốc Pai, huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang. Tại đây, một khối trượt lớn với chiều dài khoảng 200 m đã xuất hiện ngay sau Ủy ban nhân dân huyện, đe dọa sự ổn định của trung tâm hành chính huyện. Trong 5 năm gần đây, nhiều công trình xây dựng dân sinh và cơ quan hành chính được triển khai trong phạm vi khối trượt, làm gia tăng áp lực và nguy cơ trượt lở. Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá nguyên nhân, cơ chế hình thành và động lực phát triển của quá trình trượt lở tại khu vực này, đồng thời xây dựng các giải pháp phòng chống hiệu quả nhằm giảm thiểu thiệt hại do thiên tai gây ra.

Phạm vi nghiên cứu tập trung vào thị trấn Cốc Pai, với thời gian khảo sát và phân tích dữ liệu từ năm 2005 đến 2010. Nghiên cứu sử dụng các số liệu khí tượng thủy văn, địa chất, địa hình và hiện trạng công trình xây dựng để mô phỏng mô hình toán xác định kích thước khối trượt trung tâm. Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc cung cấp cơ sở khoa học cho các dự án đầu tư xây dựng công trình phòng chống trượt lở đất, góp phần đảm bảo an toàn cho người dân và phát triển bền vững khu vực.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình về cơ chế trượt lở đất đá, bao gồm:

  • Lý thuyết ổn định mái dốc: Phân tích các lực tác động lên khối đất đá, bao gồm trọng lực, áp lực nước ngầm, lực ma sát và lực neo giữ, nhằm đánh giá hệ số an toàn của mái dốc.
  • Mô hình trượt khối đất đá: Xác định dạng mặt trượt (phẳng, hình nêm, trụ tròn) và cấu trúc khối trượt dựa trên đặc điểm địa chất và địa hình.
  • Khái niệm về các dạng trượt lở: Trượt tịnh tiến, trượt xoay, trượt dòng, và các dạng trượt theo mặt lớp, khe nứt, giúp phân loại và dự báo diễn biến trượt lở.
  • Phương pháp gia cố mái dốc: Bao gồm các giải pháp kỹ thuật như đắp đất chân mái, thoát nước, sử dụng vải địa kỹ thuật, cọc bản, neo trong đất, trồng cỏ và xây dựng tường chắn.

Các khái niệm chính được sử dụng gồm: khối trượt, mặt trượt, hệ số an toàn, áp lực nước lỗ rỗng, và các phương pháp xử lý trượt lở.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm số liệu khí tượng thủy văn từ trạm Hà Giang (1978-2004), khảo sát địa chất, địa hình, hiện trạng công trình xây dựng và các công trình chống sạt lở đã triển khai trong 5 năm gần đây. Cỡ mẫu nghiên cứu gồm toàn bộ khu vực trọng điểm thị trấn Cốc Pai với các khối trượt chính và cục bộ.

Phương pháp phân tích sử dụng mô phỏng toán học bằng phần mềm GEO-SLOPE và ReSlope để xác định kích thước khối trượt và kiểm tra ổn định mái dốc. Phương pháp chọn mẫu là khảo sát toàn diện khu vực trọng điểm nhằm đảm bảo tính đại diện và độ chính xác cao. Timeline nghiên cứu kéo dài từ năm 2005 đến 2010, bao gồm thu thập dữ liệu, phân tích hiện trạng, mô phỏng và đề xuất giải pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hiện trạng trượt lở tại thị trấn Cốc Pai: Xác định hai khối trượt lớn rõ rệt, trong đó khối trượt tại chân đài tưởng niệm liệt sỹ có chiều dài khoảng 200 m, khối trượt tại đầu cầu Cốc Pai rộng khoảng 60 m, ảnh hưởng trực tiếp đến tuyến đường Quốc lộ 177. Ngoài ra còn có khoảng 15 khối trượt cục bộ nhỏ khác trong khu vực.

  2. Điều kiện địa chất và địa hình: Khu vực có địa hình núi dốc với các lớp đất sét pha, đá phiến sericit-clorit phong hóa mạnh, tạo điều kiện thuận lợi cho sự hình thành khối trượt. Đặc biệt, áp lực nước ngầm do mưa lớn và cấu tạo địa chất phức tạp làm giảm sức chống ma sát của đất, thúc đẩy quá trình trượt lở.

  3. Hiện trạng công trình chống sạt lở: Trong 5 năm qua, địa phương chủ yếu áp dụng các công trình kè đá xây trọng lực và lát chít mạch để gia cố mái dốc. Tuy nhiên, các công trình này mang tính cục bộ, hiệu quả thấp và một số đã bị hư hại do mưa lớn, như kè đá tại bệnh viện huyện bị sạt lở 80 m sau mưa tháng 6/2010.

  4. Phân tích ổn định mái dốc: Mô phỏng bằng phần mềm cho thấy hệ số an toàn của các khối trượt hiện tại thấp, đặc biệt khi có sự gia tải thêm từ các công trình xây dựng mới. Việc sử dụng tường chắn bê tông hoặc đá xây không đồng bộ và thiếu giải pháp tổng thể làm tăng nguy cơ trượt lở.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của trượt lở là sự kết hợp giữa điều kiện địa chất yếu, áp lực nước ngầm tăng cao do mưa lớn kéo dài và tác động của các công trình xây dựng gia tăng tải trọng trên mái dốc. So với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, kết quả tương đồng với các khu vực núi cao có địa chất phong hóa mạnh và khí hậu mưa nhiều, như các vùng Tây Bắc Việt Nam và một số khu vực miền núi Trung Quốc.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ phân bố các khối trượt theo diện tích và chiều dài, bảng thống kê các công trình chống sạt lở cùng trạng thái hiện tại, và biểu đồ mô phỏng hệ số an toàn mái dốc dưới các phương án gia tải khác nhau. Ý nghĩa của nghiên cứu là cung cấp cơ sở khoa học để thay thế các giải pháp cục bộ bằng các phương án tổng thể, đồng bộ và bền vững hơn.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng hệ thống thoát nước hiệu quả: Thiết kế và thi công hệ thống rãnh thoát nước mặt và nước ngầm nhằm giảm áp lực nước lỗ rỗng trong đất, cải thiện độ ổn định mái dốc. Thời gian thực hiện trong 1-2 năm, chủ thể là Ban Quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình Nông lâm nghiệp tỉnh Hà Giang.

  2. Áp dụng phương pháp gia cố bằng vải địa kỹ thuật và cọc bản: Sử dụng lưới địa kỹ thuật gia cường kết hợp với cọc bản để tăng cường sức chịu kéo và ổn định mái dốc, đặc biệt tại các vị trí có khối trượt lớn. Thời gian triển khai 2-3 năm, do các đơn vị thi công chuyên ngành xây dựng công trình thủy đảm nhận.

  3. Phân vùng và kiểm soát tải trọng xây dựng: Quy hoạch lại khu vực xây dựng, hạn chế gia tải tại các vùng có nguy cơ trượt cao, đồng thời kiểm soát chặt chẽ các công trình mới nhằm tránh làm tăng áp lực lên khối trượt. Chủ thể là chính quyền địa phương phối hợp với các cơ quan quản lý xây dựng, thực hiện liên tục.

  4. Tăng cường giám sát và cảnh báo sớm: Ứng dụng công nghệ viễn thám, GIS và hệ thống cảm biến để theo dõi biến động địa chất, cảnh báo kịp thời cho người dân và các cơ quan chức năng. Thời gian triển khai trong 1 năm, do các viện nghiên cứu và cơ quan quản lý thiên tai phối hợp thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về xây dựng và thiên tai: Nhận được các giải pháp kỹ thuật và cơ sở khoa học để lập kế hoạch phòng chống trượt lở, đảm bảo an toàn công trình và người dân.

  2. Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành xây dựng công trình thủy, địa kỹ thuật: Học hỏi phương pháp phân tích, mô phỏng và đề xuất giải pháp phòng chống trượt lở đất đá trong điều kiện thực tế.

  3. Các đơn vị thi công và tư vấn xây dựng: Áp dụng các kỹ thuật gia cố mái dốc, thiết kế hệ thống thoát nước và lựa chọn vật liệu phù hợp nhằm nâng cao hiệu quả công trình.

  4. Cộng đồng dân cư và chính quyền địa phương tại vùng núi: Nâng cao nhận thức về nguyên nhân, tác hại và biện pháp phòng chống trượt lở, từ đó chủ động ứng phó và giảm thiểu thiệt hại.

Câu hỏi thường gặp

  1. Nguyên nhân chính gây trượt lở đất tại thị trấn Cốc Pai là gì?
    Nguyên nhân chủ yếu là do địa chất yếu, áp lực nước ngầm tăng cao từ mưa lớn kéo dài và tác động của các công trình xây dựng làm gia tăng tải trọng trên mái dốc, làm giảm hệ số an toàn.

  2. Các phương pháp gia cố mái dốc nào được đề xuất trong nghiên cứu?
    Nghiên cứu đề xuất sử dụng vải địa kỹ thuật, cọc bản, hệ thống thoát nước mặt và ngầm, cùng với việc kiểm soát tải trọng xây dựng và trồng cỏ để tăng cường ổn định mái dốc.

  3. Hiện trạng các công trình chống sạt lở tại Cốc Pai như thế nào?
    Các công trình chủ yếu là kè đá xây trọng lực và lát chít mạch, mang tính cục bộ, hiệu quả thấp và một số đã bị hư hại do mưa lớn, không đủ để ngăn chặn trượt lở quy mô lớn.

  4. Làm thế nào để giám sát và cảnh báo sạt lở hiệu quả?
    Ứng dụng công nghệ viễn thám, GIS và hệ thống cảm biến địa chất để theo dõi biến động, kết hợp với hệ thống cảnh báo sớm và công tác tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng.

  5. Tại sao cần kiểm soát tải trọng xây dựng trong khu vực có nguy cơ trượt?
    Việc gia tăng tải trọng do xây dựng có thể làm giảm hệ số an toàn của mái dốc, kích thích trượt lở xảy ra nhanh hơn và nghiêm trọng hơn, do đó cần quy hoạch và kiểm soát chặt chẽ.

Kết luận

  • Trượt lở đất đá tại thị trấn Cốc Pai là hiện tượng phức tạp, gây nguy hiểm cho khu vực trung tâm hành chính huyện Xín Mần.
  • Nguyên nhân chính bao gồm điều kiện địa chất yếu, áp lực nước ngầm tăng cao và tác động của các công trình xây dựng.
  • Các công trình chống sạt lở hiện tại mang tính cục bộ, hiệu quả thấp và cần được thay thế bằng giải pháp tổng thể, đồng bộ.
  • Nghiên cứu đã đề xuất các giải pháp kỹ thuật như hệ thống thoát nước, gia cố bằng vải địa kỹ thuật và cọc bản, kiểm soát tải trọng xây dựng và giám sát cảnh báo sớm.
  • Các bước tiếp theo là triển khai thực hiện các giải pháp đề xuất, đồng thời nâng cao nhận thức cộng đồng và hoàn thiện hệ thống giám sát để giảm thiểu thiệt hại do trượt lở gây ra.

Quý độc giả và các cơ quan liên quan được khuyến khích áp dụng kết quả nghiên cứu để nâng cao hiệu quả phòng chống trượt lở đất tại các khu vực tương tự.