phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, luận văn được cấu trúc thành 3 chương: Chƣơng 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu. Chƣơng 2: Các nhân tố ảnh hưởng tới đặc điểm địa mạo và phát sinh tai biến trượt lở đất xã Nấm Dẩn Chƣơng 3: Đánh giá tai biến trượt lở đất xã Nấm Dẩn 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Cơ sở lý thuyết về tai biến trượt lở đất 1.1 Khái niệm về tai biến trượt lở đất Trên thế giới cũng như trong nước đã có nhiều quan điểm về tai biến trượt lở đất được đưa ra. Nhìn chung, các quan điểm khá tương đồng về mô tả bản chất của tai biến TLĐ. Có thể kể đến một số khái niệm TLĐ của một số tác giả: Theo Lomtadze V.D, trong cuốn Địa chất công trình, NXB Nedra moskva ( bản tiếng Việt) (1977), trượt lở được hiểu là các “quá trình sườn trọng lực” bao gồm các quá trình chuyển động của các khối đất, đá về phía chân sườn dốc dưới tác động của trọng lực[54].
Theo Lê Đức An và Uông Đình Khanh trong cuốn “Địa mạo Việt Nam: cấu trúc - tài nguyên - môi trường” (2012) đã đưa ra khái niệm về tai biến TLĐ. Theo đó, trượt lở đất được hiểu là một dạng chuyển động nhanh trên sườn dốc của đất đá theo một mặt trượt nào đó do tác động của trọng lực. Dựa vào kiểu dịch chuyển đất đá (cơ chế trượt): trên sườn dốc phân ra một số loại trượt lở sau: Trượt đất, dòng bùn đá, sụt lún, …[1]. Theo Đào Đình Bắc trong giáo trình Địa mạo đại cương (2000): Quá trình trượt đất là quá trình di chuyển của những khối đất lớn, có khi diễn ra rất chậm chạp, trong đó không xảy ra sự đổ vỡ hoặc đảo lộn tính nguyên khối của chúng[3].
Quá trình TLĐ diễn ra nhanh hay chậm còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như lượng mưa, địa mạo, cấu trúc nền địa chất (thạch học, địa chất, thủy văn), vỏ phong hóa, thảm thực vật, hiện trạng sử dụng đất, … Chính các hoạt động của nước mặt và nước dưới đất gây ra quá trình rửa trôi ngầm và tiềm thực, làm suy yếu lực liên kết giữa khối đất trượt và thân sườn dốc. Để tai biến xảy ra, trước hết địa hình phải có độ dốc tương đối, đó là điều kiện cần; điều kiện đủ là phải có sự bão hòa nước vật liệu trên sườn, sự rung động gây phá vỡ tính liên kết của vật liệu sườn (do tự nhiên hoặc nhân sinh) thì sự di chuyển khối vật liệu mới diễn ra. 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Có nhiều nguyên nhân dẫn tới sự mất ổn định sườn, tuy nhiên phải tuân theo nguyên tắc là tổng các lực chống trượt phải nhỏ hơn tổng các lực gây trượt thì tai biến TLĐ mới xảy ra. Hệ số an toàn Fs = tổng lực chống trượt/tổng lực gây trượt [24] - Với Fs > 1: lúc này sườn vẫn ở trạng thái ổn định do tổng các lực gây trượt không thể thắng được tổng các lực chống trượt, do đó trượt đất không diễn ra.
- Với Fs = 1: lúc này sườn đang ở ngưỡng bắt đầu của sự phá hủy, trạng thái mong manh và rất nhạy cảm, chỉ một tác động dù nhỏ cũng mang tính quyết định đến độ ổn định của sườn. - Với Fs < 1: sườn đã ở trạng thái mất tính ổn định do các lực chống trượt nhỏ hơn tổng các lực gây trượt, đây là điều kiện cho TLĐ xảy ra. Như vậy, mối tương quan giữa các lực trượt và các lực chống trượt quyết định đến việc trượt đất có xảy ra hay không, các lực này lại phụ thuộc vào các nhân tố ảnh hưởng đến độ ổn định sườn. Về cơ bản, có 3 cơ chế trượt lở đất chính: - Trượt lở vỏ phong hóa: ở vùng có độ dốc tương đối, thành phần vật liệu sườn bao gồm cả những hạt to thô và cả những hạt nhỏ mịn.
Khi lượng mưa quá lớn và cường độ mưa nhiều, nước mưa không chỉ thấm xuống lớp đất mà nó còn mang cả những hạt nhỏ mịn xuống dưới những hạt to thô và lớp hạt mịn này tiếp xúc với bề mặt đá gốc. Cùng với đó, lượng nước thấm xuống đất nhiều làm thành phần các hạt vật liệu có sự bão hòa nước, làm giảm độ liên kết trong các hạt, đồng thời làm tăng tải trọng trên sườn, cùng lúc đó yếu tố lớp hạt nhỏ mịn mà được đưa xuống dưới cùng tiếp xúc với bề mặt đá gốc cũng là yếu tố kích thích khối vật liệu dịch chuyển. Đây chính là cơ chế trượt vỏ phong hóa. - Trượt do đặc trưng của các thành tạo địa chất và các quá trình địa mạo diễn ra trên nó: về mặt địa chất, đá gốc vững chắc nằm trong lõi ít bị phong hóa, phần đá bên ngoài rìa bị phong hóa mạnh hơn tạo thành lớp bề mặt địa hình tương đối thoải (pediment), những nơi có nền địa chất kiểu này rất dễ xảy ra trượt lở do sự phong hóa cũng đồng nghĩa với việc suy giảm tính liên kết giữa các hạt vật liệu.
5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Mặt khác, trên bề mặt đá cổ đã từng xảy ra các quá trình đổ lở với các tảng lăn lớn từ trên đỉnh cao xuống bề mặt thoải này, làm tăng áp lực lên lớp vật chất vốn đã kém độ liên kết. Hơn nữa, quá trình xâm thực các sườn theo thời gian càng làm tăng thêm nguy cơ trượt đất và đạt đến giới hạn, nó sẽ trượt theo cả dòng bùn đá. - Trượt lở theo lớp: ranh giới giữa hai lớp đá là nơi có độ liên kết kém nhất và sự liên kết này sẽ rất dễ bị phá vỡ khi có các yếu tố tác động vào như mưa, nước ngầm, … Do đó, hướng nằm của đá là một yếu tố quan trọng quyết định tai biến có xảy ra hay không. Với những khu vực mà các lớp đá có hướng cắm song song hay gần như song song với hướng sườn thì nguy cơ xảy ra tai biến rất cao khi lớp đá phía trên sẽ trượt ngay trên bề mặt của lớp đá dưới.
Còn những nơi có hướng cắm của đá ngược với hướng sườn thì trượt lở khó xảy ra, bởi vì khi độ liên kết giữa các lớp suy yếu thì bề mặt ranh giới lớp sẽ hướng cho trượt lở xảy ra theo hướng của bề mặt đó ở sườn đối diện chứ không xảy ra trượt đất khu vực đang xét. Điều này lý giải tại sao những vùng núi có sườn rất dốc nhưng trượt đất lại không xảy ra còn trên những sườn thoải hơn TLĐ lại xảy ra.2 Phân loại tai biến trượt lở đất * Dựa vào đặc điểm sự dịch chuyển của vật liệu trên sườn, người ta phân ra các kiểu trượt lở sau: - Trượt trôi: chuyển động bắt đầu từ phía chân khối trượt rồi lan dần về đỉnh, vì vậy khối trượt gần như trôi theo mặt sườn về phía chân dốc[3]. - Trượt đẩy: chuyển động trượt bắt đầu từ phía đỉnh rồi do sức đẩy sinh ra từ trọng lượng của phần trên khối trượt mà các bộ phận phía dưới phải vận động theo[3]. - Trượt theo dòng: là hình thức chuyển động liên tục theo dòng chảy do trên sườn vật liệu bở rời, không gắn kết hoặc gắn kết rất yếu như đất vụn thô, trầm tích trẻ, … tồn tại trong thời gian ngắn và không được duy trì thường xuyên[24].
- Kiểu tổng hợp: là hình thức di chuyển khối phức tạp, nó có thể là chuyển động hỗn tạp của vài kiểu hay của tất cả các kiểu trên[24]. 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com * Dựa vào cấu tạo sườn và trắc diện mặt trượt được phân làm các loại sau: - Trượt đất xảy ra trong một khối nham đồng nhất. Nếu xét theo cách vận động của khối trượt, đây là loại trượt trôi[3]. - Trượt đất có mặt trượt trùng với bề mặt phân lớp hoặc bề mặt cấu trúc của đất đá [3].
- Trượt đất bao trùm những tầng nham có thành phần khác nhau. Trắc diện mặt trượt thường không đồng nhất với phần trên dốc, phần dưới thoải[3]. * Trong một khối trượt được chia ra các bộ phận sau: - Thân trượt: toàn bộ phần đất đá di chuyển trượt xuống khỏi vị trí ban đầu của nó. - Mặt trượt: là nơi tiếp xúc giữa khối trượt và nền đá gốc.
- Vách trượt: là phần đá gốc lộ ra sau khi thân trượt (vốn là khối vật liệu ban đầu trên nó lúc trước khi xảy ra trượt lở) bị di chuyển trượt xuống dưới. - Đỉnh khối trượt: là phần trên cùng của khối trượt có bề mặt nghiêng vào phía vách trượt. - Chân khối trượt: là phần dưới cùng của thân trượt, là phần tiếp xúc đầu tiên với phần chân núi khi khối trượt di chuyển đáp xuống bề mặt. Chân khối trượt thường bị dồn nén tòe rộng ra do áp lực của cả khối vật liệu và do lực quán tính.
2: Sơ đồ khối trượt lở 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.2 Nghiên cứu địa mạo kết hợp GIS trong nghiên cứu đánh giá trượt lở đất 1.1 Đặc trưng của GIS Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System - GIS) là một nhánh của công nghệ thông tin, đã hình thành từ những năm 60 của thế kỷ trước và phát triển rất mạnh trong những năm gần đây. GIS được sử dụng nhằm xử lý đồng bộ các lớp thông tin không gian (bản đồ) gắn với các thông tin thuộc tính, phục vụ nghiên cứu, quy hoạch và quản lý các hoạt động theo lãnh thổ. Trong khoa học địa lý, GIS được sử dụng rộng rãi và giải quyết được nhiều lĩnh vực nghiên cứu. Tính thiết thực nhất của GIS đầu tiên phải kể đến định lượng được các kết quả nghiên cứu.
Do sự phát triển không ngừng của khoa học, nên các kết quả đạt được cần phải được chính xác và mang tính thuyết phục cao hơn. Thay vì kết luận cái này hơn cái kia (mang tính định tính) thì GIS sẽ đưa ra sản phẩm của nghiên cứu với kết quả ở dạng các con số, đối sánh chúng và đưa ra nhận định khách quan hơn.