CHƯƠNG 1 CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHAP CANH BAO NGUY CƠ TRƯỢT LO DAT BANG PHAN TICH ANH VIỄN THÁM VA UNG DUNG GIS 1. Tổng quan nghiên cứu cảnh báo nguy co trượt lớ đất 1. Trượt lở đất và cảnh báo nguy cơ trượt lở đất Tai biến địa chất nói chung, tai biến TLD nói riêng đã, đang và sẽ van là mối hiểm họa đối với tính mạng con người và là thách thức lớn đối với sự phát triển bền vững KT-XH ở nhiều nước trên thế giới. Trong những năm gần đây, tai biến TLĐ này thường xuyên xuất hiện ở nhiều nước trên thế giới, gây ra những tổn thất vô cùng lớn về kinh tế và tính mạng con người ở nhiều quốc gia.
Cho đến thời điểm này, mặc dù nhiều quốc gia đã khá thành công trong nghiên cứu phòng tránh thiên tai, nhưng nhiều khi vẫn còn bị động bởi tính bất ngờ xuất hiện. Theo thống kê của cơ quan tô chức sức khỏe thế giới (World Healthy Organization), từ năm 1998- 2017, tai biến TLĐ đã làm ảnh hưởng đến cuộc sống của 4,8 triệu người và làm chết hơn 18.000 người, đồng thời ảnh hưởng lớn đến nền kinh tế của nhiều quốc gia [135]. Thực tế đó đòi hỏi đối với bất kỳ một quốc gia nào, phát triển KT-XH phải gắn liền với nghiên cứu phòng tránh giảm nhẹ thiên tai, trong đó có tai biến TLD - một trong những loại tai biến phổ biến xảy ra ở những vùng có địa hình phức tạp. Chính vì vậy, dé nghiên cứu cũng như đưa ra các biện pháp phòng tránh loại tai biến này, trong đó chúng ta cần hiểu rõ, xác định được các nguyên gây tai biến TLD, từ đó đưa ra các biện pháp cảnh báo TLD góp phần hạn chế được tác hại của loại hình tai biến này.
Khái niệm trượt lở đất Hiên nay, tồn tại rất nhiều định nghĩa về tai biến TLĐ (landslide), có nhiều quan niệm khác nhau: “TLD là sự di chuyển của khối đất đá, mảnh vụ hoặc đất xuống chân sườn dốc ”[38] [43] [43, 115, 124]; “7LD là qua trình hoạt động của các điều kiện tự nhiên bao gốm các qua trình địa mạo, thủy văn và địa chất và các hoạt động của còn người ”; “TLĐ là sự di chuyển xuống chân sườn dốc của các vật liệu trên các sườn như da, dat, vật liệu nhân tao. Các vật liệu này có thé di chuyên 7 bằng các cơ chế khác nhau như đồ, rơi, trượt, chảy” [119]. Mặc dù quan niệm của mỗi tác giả có điểm khác nhau nhưng đều thống nhất TLD là sự di chuyên của đất đá xuống chân sườn đốc dưới tác động của trọng lực. TLD là sản phẩm của sự thay đổi điều kiện tự nhiên như địa hình địa mạo, địa chất, khai thác tài nguyên thiên nhiên của con người, đã làm mất cân bang của các khối đất đá gây nguy cơ TLD [21, 22].
Có thể khang định rằng, chính những khái niệm này đã làm thay đổi cách tiếp cận cũng như việc lựa chọn phương pháp áp dụng đồng bộ, phù hợp và hiệu quả trong nghiên cứu tai biến TLĐ. Ban đồ nhạy cảm TLD mô ta khả năng có thé xảy ra TLD trong tương lai dựa trên các đặc điểm của một khu vực hoặc một địa điểm. Ngoài ra cũng có một số tổ chức sử dụng thuật ngữ “bản đồ tiềm năng TLD” cho các bản đồ loại này. Bản đồ nguy cơ trượt đất cho biết khả năng xảy ra TLD trên toàn bộ một khu vực nhất định.
Một bản đồ nguy cơ TLĐ đầy đủ không chỉ cho thấy khả năng TLĐ có thé hình thành tại một địa điểm cụ thé mà còn cả khả năng nó có thé di chuyển xuống dưới một khoảng cách nhất định. Phân loại trượt lở đất Theo Varnes (1978 và 1984) các loại hình trượt lở thường gặp nhất bao gồm: trượt lở, sat lở, lở đá [123, 124]. Tai biến TLD thường xảy ra nhiều ở các sườn đồi núi đốc, đường giao thông, hệ thống đê đập, các bờ mỏ khai thác khoáng sản, các hồ đào xây dựng công trình. Đây là loại hình tai biến thường có quy mô từ trung bình tới lớn, phạm vi phát triển rộng, diễn biến từ rat chậm (2- 5cm/năm) gây chủ quan cho con người, tới cực nhanh (lớn hơn 3m/s) thường khiến người dân không đối phó kịp.
Ngoài ra, tai biến TLD còn xảy ra tại các thung lũng và trién sông, dọc các bờ biển bị xói. Trong quá trình TLD, có sự đan xen giữa hiện tượng dich chuyền trượt, hiện tượng sụp đồ. Hiện tượng TLD thường được báo trước bằng các vết nứt sụt ăn sâu vào đất liền và kéo dài theo bờ sông, bờ biển. Diễn biến phá hoại của sạt lở nhanh và đột ngột.
Sạt lở bờ thường có xu hướng tái diễn nhiều năm, phạm vi ảnh hưởng rộng, đe doạ phá hỏng cả cụm dân cư, đặc biệt là các cụm dân cư kinh tế lâu năm ở các vùng đồng bằng, ven biển. TLĐ cũng hay xảy ra ở các tuyến đường giao thông, các tuyên đê. TLD ở các triên đôi núi thường làm mat một phân mặt đường hoặc ca đoạn đường đôi núi, phá hoại cả một tuyến đường, gây ach tắc vận chuyền và hệ qua kinh tế xã hội nghiêm trọng. - Lở đá: Là hiện tượng các tảng đá, mat gan kết với cả khối, sup đồ và lăn xuống vùng thấp.
Xuất hiện ở các vùng núi bị phong hoá mạnh, tầng đá mặt bị nứt nẻ, kết cấu kém hoặc ở những vùng tầng đất mặt không đồng nhất, xen lẫn giữa đất và đá tảng. Khi có mưa lớn, kéo dài, rửa trôi tầng đất, làm lộ các tảng đá, đến một lúc nào đó, do trọng lực, các tảng đá lở xuống chân sườn dốc. Phân loại trượt lớ theo cơ chế dịch chuyển Kiêu vật liệu Kiểu chuyển động Đá và khối đá Vật liệu vụn thô | Vật liệu vụn D6 Đồ đá Đồ khối vụn Lở đá Xoay Trượt xoay Trượt ky. , | Trượt đá, trượt khôi, | Trượt khôi vụn, (tôc độ nhanh) | Thăng ; ¬ trượt trôi trượt trôi khôi vụn Chảy : Chảy khối vụn Chảy đất (tôc độ chậm) - Đồ đá là quá trình dịch chuyên kết câu đá biến đổi từ ít đến nhiều, it sting nước.
Các khối đá ở các dang mảnh, cục, tảng. - Chảy chậm là hiện tượng chuyên dịch từ đỉnh xuống chân bờ dốc. Tốc độ dịch chuyên rất chậm., chỉ khoảng vài mm đến vai cm trong 10 năm. Đây là dang chuyên dịch cơ bản, là bước đầu của các loại chuyên dịch đất đá trên bờ dốc và nó không đủ lớn để gây ra những chuyền dịch nhanh hơn.
- Trượt (xoay) là những chuyền dịch tương đối nhanh của một khối đất đá theo một hay nhiều mặt trượt - là những mặt phân chia khối trượt và phần nên không bị dịch chuyền. Tốc độ dịch chuyên của đất đá có thể đạt đến vài mét trong một ngày đêm. - Trượt (thắng) theo dòng là những chuyên dịch nhanh của khối đất đá dọc theo bờ đốc do đất đá bị bão hoà nước. Trượt dòng có tốc độ dịch chuyền khoảng vài m trong một phút và thường xảy ra trong mùa mưa, nhất là khi có những trận mưa kéo đài với lượng mưa lớn.
Tuỳ theo thành phần vật chất của đất đá trên bờ dốc mà trượt dòng tạo thành những dòng bùn đất (khi đất gồm các hạt sét hay bụi) hay những dòng bùn đá (khi trong đất chủ yếu là các cục đá nhá) mà đôi khi còn gọi là các dòng bùn chảy, đá trôi. Trượt theo dong cũng có thé xảy ra trên các lớp đất phủ, sau các trận mưa lớn hay khi tuyết tan. - TLD là những chuyền dịch rất nhanh của những khối dat đá từ những bờ dốc đứng hay theo những mặt trượt có độ dốc lớn, đất đá bị rơi tự do hay trượt xuống rồi dồn lại thành đống dưới chân bờ dốc. Tuy theo địa hình, tuỳ theo từng loại đất đá mà hiện tượng TLĐ xảy ra theo những tốc độ và quỹ đạo khác nhau.
Tuy khối lượng đất đá đỗ không lớn nhưng do tốc độ dịch chuyền rất nhanh (khoảng vai m/s) nên thường gay ra những tai nạn bat ngờ, nhất là các vùng ở dưới chân đốc (hình 1. —= Chay: —~ Wat liệu bo rời, không gan ket hoặc độ gan ket rat yeu: dat, vụn tho, tram tích trẻ. Trượt: Til Vật liệu có độ gắn kết Irung bình. tang day lớn Roi: Vat liệu.
cứng, độ gan kết tot: đá ket tinh, đá tram tích. Tính chất cơ lý của đá tác động đến kiểu trượt lớ đất Vật liệu TLD có thé là đất đá sản phẩm phong hoá hoặc các thành tạo tram tích Dé tứ bở rời, có thé là đá gốc; song vật liệu TLD phô biến là hỗn hợp đất đá, trong nhiều trường hợp có cả thực phủ thực vật. Vì thế còn có hệ thống phân loại theo kích thước và thể tích khối trượt. Đối với mỗi khối trượt, ngoài việc xác định kích thước vật liệu trượt, độ gắn kết, cần xác định thành phần da gốc cau tạo khối trượt.
10 TLD rat da dạng về hình thái, kích thước, cấu trúc, rất phức tạp về nguyên nhân thành tạo, rất đa dạng về cơ chế và động lực phát triển. Hiện nay có các bảng phân loại dựa vào hình thái, cấu trúc khối trượt hoặc về dạng chuyển động. Những bang phân loại càng về sau, càng mang tính tổng hợp cao.D, có thế xem xét hiện tượng TLĐ ở những khía cạnh thể hiện quy mô (bảng 1. Trong nghiên cứu này, NCS sử dung phân loại TLD theo Lomtadze V.D (1982) để đánh giá tai biến TLD cho khu vực nghiên cứu.
Phân loại trượt lớ theo kích thước khối trượt Phân loại của Lomtadze V. Các yếu tô ảnh hưởng tới phát sinh tai biến trượt lở đất Theo Varnes (1978) định nghĩa: “Quá trình trượt lở đất bao gom chuỗi các sự kiện liên tục bao gồm các nguyên nhân hình thành tới tác động của tai biến trượt lở đất”, nguyên nhân xảy ra tai biến TLD có thé chia ra thành bốn nhóm như sau: - Nguyên nhân địa kỹ thuật: bao gồm các yếu tố liên quan đến vỏ phong hóa, vật liệu ứng suất. - Nguyên nhân hình thái địa mạo: Bao gồm các hoạt động xói lở lòng sông, xói lở các mép bên mái déc. - Nguyên nhân vật lý: bao gồm các hoạt động mưa lớn, động đất, núi lửa.
- Nguyên nhân con người: bao gồm các quá trình khai thác làm đường, các hoạt động nô min. Việc xác định rõ nguyên nhân gây TLĐ với từng khu vực có ý nghĩa rất quan trong trong việc đánh giá, xây dựng bản đồ nguy cơ TLĐ. Ở Việt Nam, tai biến 11 TLD chịu sự tác động tổng hợp của các điều kiện tự nhiên và hoạt động của con người.