Luận văn thạc sĩ hus nghiên cứu địa mạo và ứng dụng gis phục vụ đánh giá nguy cơ tai biến trượt lở xã nấm dẩn huyện xín mần tỉnh hà giang

Luận văn thạc sĩ phân tích hus nghiên cứu địa mạo và ứng dụng gis phục vụ đánh giá nguy cơ tai biến trượt lở xã nấm dẩn huyện, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất giải

• Tác giả: Ngô Quang Tuấn
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Hiệu
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
• Chuyên ngành: Quản Lý Tài Nguyên và Môi Trường
• Đề tài: Nghiên Cứu Địa Mạo và Ứng Dụng GIS Phục Vụ Đánh Giá Nguy Cơ Tai Biến Trượt Lở Xã Nấm Dẩn, Huyện Xín Mần, Tỉnh Hà Giang
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sỹ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC ẢNH
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 0.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 0.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 0.4. Nội dung nghiên cứu
• 0.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
• 0.6. Cơ sở dữ liệu
• 0.7. Cấu trúc luận văn
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Cơ sở lý thuyết về tai biến trượt lở đất
• 1.1.1. Khái niệm về tai biến trượt lở đất
• 1.1.2. Phân loại tai biến trượt lở đất
• 1.2. Nghiên cứu địa mạo kết hợp GIS trong nghiên cứu đánh giá trượt lở đất
• 1.2.1. Đặc trưng của GIS
• 1.2.2. Ứng dụng của GIS trong nghiên cứu địa mạo và đánh giá trượt lở đất
• 1.2.3. Cơ sở lý luận khoa học của việc tích hợp địa mạo và GIS trong nghiên cứu tai biến trượt lở đất
• 1.3. Tổng quan về tình hình nghiên cứu
• 1.3.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
• 1.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 1.4. Các phương pháp và quy trình nghiên cứu
• 1.4.1. Phương pháp thu thập tổng hợp tài liệu
• 1.4.2. Các phương pháp địa mạo
• 1.4.3. Phương pháp bản đồ và GIS
• 1.4.4. Phương pháp thực địa
• 1.4.5. Phương pháp chuyên gia
• 1.4.6. Phương pháp hồi quy
• 1.4.7. Quy trình nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA MẠO VÀ CÁC NHÂN TỐ PHÁT SINH TAI BIẾN TRƯỢT LỞ ĐẤT XÃ NẤM DẨN
• 2.1. Các nhân tố ảnh hưởng đến trượt lở đất xã Nấm Dẩn
• 2.1.1. Khí hậu - Thủy văn
• 2.1.2. Thảm thực vật
• 2.2. Các nhân tố kinh tế - xã hội
• 2.3. Thành lập bản đồ địa mạo xã Nấm Dẩn
• 2.4. Các kiểu nguồn gốc địa hình xã Nấm Dẩn
• 2.4.1. Địa hình nguồn gốc kiến tạo
• 2.4.2. Địa hình nguồn gốc bóc mòn - xâm thực. Địa hình nguồn gốc tích tụ
• 3. CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ TAI BIẾN TRƯỢT LỞ ĐẤT XÃ NẤM DẨN
• 3.1. Hiện trạng tai biến trượt lở đất xã Nấm Dẩn
• 3.2. Bản đồ phân cấp nguy cơ tai biến trượt lở đất
• 3.3. Đánh giá ảnh hưởng của địa hình - địa mạo đến trượt lở đất xã Nấm Dẩn, huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang
• 3.4. Mối tương quan giữa đặc điểm địa mạo và trượt lở đất xã Nấm Dẩn
• 3.5. Cảnh báo và kiến nghị, đề xuất
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu địa mạo và GIS tại xã Nấm Dẩn

Nghiên cứu địa mạo và ứng dụng GIS tại xã Nấm Dẩn, huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang, là một chủ đề quan trọng trong việc đánh giá nguy cơ trượt lở đất. Xã Nấm Dẩn có địa hình phức tạp với độ dốc lớn, điều này làm tăng nguy cơ xảy ra các tai biến tự nhiên. Việc áp dụng GIS giúp phân tích và đánh giá các yếu tố địa mạo ảnh hưởng đến nguy cơ trượt lở, từ đó đưa ra các giải pháp phòng ngừa hiệu quả.

1.1. Đặc điểm địa mạo xã Nấm Dẩn và nguy cơ trượt lở

Xã Nấm Dẩn có địa hình chủ yếu là đồi núi với độ dốc lớn, điều này tạo ra nhiều nguy cơ trượt lở đất. Các yếu tố như khí hậu, thảm thực vật và hoạt động của con người đều ảnh hưởng đến sự ổn định của đất. Nghiên cứu này sẽ phân tích các yếu tố này để đánh giá mức độ nguy cơ trượt lở.

1.2. Vai trò của GIS trong nghiên cứu địa mạo

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) đóng vai trò quan trọng trong việc phân tích và đánh giá các yếu tố địa mạo. GIS cho phép tích hợp và xử lý dữ liệu không gian, từ đó giúp xác định các khu vực có nguy cơ cao xảy ra trượt lở đất. Việc sử dụng GIS giúp nâng cao độ chính xác trong việc dự báo và cảnh báo nguy cơ.

II. Thách thức trong việc đánh giá nguy cơ trượt lở tại xã Nấm Dẩn

Đánh giá nguy cơ trượt lở tại xã Nấm Dẩn gặp nhiều thách thức do điều kiện địa hình phức tạp và sự biến đổi khí hậu. Các yếu tố như lượng mưa, độ dốc và loại đất đều ảnh hưởng đến sự ổn định của đất. Việc xác định các yếu tố này là rất cần thiết để đưa ra các biện pháp phòng ngừa hiệu quả.

2.1. Ảnh hưởng của khí hậu đến nguy cơ trượt lở

Khí hậu tại xã Nấm Dẩn có sự biến đổi lớn, đặc biệt là lượng mưa. Lượng mưa lớn có thể làm tăng độ ẩm trong đất, dẫn đến nguy cơ trượt lở. Nghiên cứu sẽ phân tích mối quan hệ giữa lượng mưa và nguy cơ trượt lở để đưa ra các cảnh báo kịp thời.

2.2. Tác động của hoạt động con người đến địa mạo

Hoạt động canh tác và xây dựng hạ tầng tại xã Nấm Dẩn có thể làm thay đổi cấu trúc địa hình, từ đó làm tăng nguy cơ trượt lở. Việc nghiên cứu tác động của các hoạt động này là cần thiết để đưa ra các biện pháp quản lý và bảo vệ môi trường.

III. Phương pháp nghiên cứu địa mạo và ứng dụng GIS

Nghiên cứu địa mạo và ứng dụng GIS tại xã Nấm Dẩn được thực hiện thông qua các phương pháp thu thập dữ liệu, phân tích không gian và mô hình hóa. Các phương pháp này giúp xác định các yếu tố ảnh hưởng đến nguy cơ trượt lở và xây dựng bản đồ phân cấp nguy cơ.

3.1. Phương pháp thu thập dữ liệu địa mạo

Dữ liệu địa mạo được thu thập từ các nguồn tài liệu hiện có và khảo sát thực địa. Việc thu thập dữ liệu chính xác là rất quan trọng để đảm bảo độ tin cậy của nghiên cứu. Các bản đồ địa hình và số liệu khí tượng cũng được sử dụng để phân tích.

3.2. Ứng dụng GIS trong phân tích không gian

GIS được sử dụng để phân tích các yếu tố địa mạo và xây dựng bản đồ phân cấp nguy cơ trượt lở. Các công cụ GIS cho phép xử lý và phân tích dữ liệu không gian một cách hiệu quả, từ đó giúp đưa ra các kết luận chính xác về nguy cơ trượt lở tại xã Nấm Dẩn.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy có mối liên hệ chặt chẽ giữa các yếu tố địa mạo và nguy cơ trượt lở tại xã Nấm Dẩn. Bản đồ phân cấp nguy cơ trượt lở được xây dựng sẽ là công cụ hữu ích cho công tác quản lý và phòng ngừa tai biến.

4.1. Bản đồ phân cấp nguy cơ trượt lở đất

Bản đồ phân cấp nguy cơ trượt lở đất được xây dựng dựa trên các yếu tố địa mạo và dữ liệu GIS. Bản đồ này giúp xác định các khu vực có nguy cơ cao, từ đó hỗ trợ các cơ quan chức năng trong việc lập kế hoạch phòng ngừa.

4.2. Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn

Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng trong công tác quy hoạch và quản lý đất đai tại xã Nấm Dẩn. Việc sử dụng bản đồ phân cấp nguy cơ sẽ giúp nâng cao hiệu quả trong công tác phòng ngừa và giảm thiểu thiệt hại do trượt lở đất.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu địa mạo và ứng dụng GIS tại xã Nấm Dẩn đã chỉ ra tầm quan trọng của việc đánh giá nguy cơ trượt lở đất. Kết quả nghiên cứu không chỉ có giá trị khoa học mà còn có ý nghĩa thực tiễn trong việc bảo vệ môi trường và an toàn cho cộng đồng.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu đã xác định được các yếu tố chính ảnh hưởng đến nguy cơ trượt lở tại xã Nấm Dẩn. Việc ứng dụng GIS đã giúp nâng cao độ chính xác trong việc đánh giá và dự báo nguy cơ.

5.2. Định hướng nghiên cứu trong tương lai

Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến trượt lở đất, đồng thời mở rộng ứng dụng GIS trong các lĩnh vực khác như quy hoạch và quản lý tài nguyên thiên nhiên.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Khu vực miền núi phía Bắc Việt Nam luôn là điểm nóng về hiểm họa tai biến địa chất, trong đó trượt lở đất diễn ra với tần suất ngày càng tăng, đe dọa nghiêm trọng tính mạng cư dân và cơ sở hạ tầng. Xã Nấm Dẩn, huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang sở hữu tổng diện tích tự nhiên 39,63 km2 cùng quy mô dân số 2.563 người, mật độ cư trú trung bình 65 người/km2 phân bố trên 12 thôn bản. Với đặc thù địa hình núi cao hiểm trở, các bề mặt sườn dốc từ 20 độ đến 45 độ chiếm tới 70,35% diện tích toàn xã, trong khi dải đồng bằng tích tụ gần như không đáng kể. Đời sống sinh hoạt và sản xuất nông nghiệp của đồng bào bản địa chủ yếu gắn chặt vào các sườn dốc, tạo nên sức ép lớn lên tính bền vững của sườn tự nhiên. Lượng mưa tập trung trong mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 hàng năm đạt mức cao từ 2.000mm đến 2.500mm, biến nơi đây thành khu vực cực kỳ nhạy cảm với sạt trượt và lũ bùn đá.

Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là làm sáng tỏ đặc điểm địa mạo trong mối tương quan hữu cơ với tai biến trượt lở đất tại xã Nấm Dẩn, đồng thời ứng dụng công nghệ Hệ thống Thông tin Địa lý (GIS) nhằm lượng hóa các nhân tố phát sinh và phân vùng nguy cơ trượt lở đất ở tỷ lệ chi tiết 1:10.000. Phạm vi không gian nghiên cứu bao phủ trọn vẹn 39,63 km2 ranh giới hành chính của xã Nấm Dẩn trong giai đoạn khảo sát năm 2016. Nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn to lớn trong việc cung cấp bộ cơ sở dữ liệu số hóa 1:10.000 chuẩn xác, hỗ trợ chính quyền địa phương bảo vệ an toàn cho hơn 2.500 nhân khẩu, giảm thiểu thiệt hại kinh tế ước tính hàng tỷ đồng mỗi mùa mưa bão và phục vụ đắc lực cho công tác quy hoạch sử dụng đất bền vững tại vùng cao Hà Giang.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết cơ học đất đá và quá trình địa mạo sườn trọng lực. Khung lý thuyết then chốt là nguyên lý cân bằng giới hạn sườn dốc, xác định qua hệ số an toàn Fs bằng tỷ số giữa tổng lực chống trượt và tổng lực gây trượt. Khi hệ số Fs lớn hơn 1, sườn ở trạng thái ổn định; khi Fs bằng 1, sườn đạt ngưỡng phá hủy nhạy cảm; và khi Fs nhỏ hơn 1, hiện tượng trượt lở đất tất yếu xảy ra. Bên cạnh đó, mô hình chỉ số nhạy cảm trượt lở đất (LSI) và lý thuyết tiến hóa địa mạo nguồn gốc ngoại sinh đóng vai trò định hướng phân tích mối quan hệ không gian giữa cấu trúc địa hình và các khối trượt.

Bốn khái niệm chuyên ngành nền tảng được vận dụng xuyên suốt bao gồm:

• Quá trình sườn trọng lực: Sự dịch chuyển khối vật liệu đất đá xuống chân dốc dưới tác động trực tiếp của trọng trường và nước bão hòa.
• Tai biến trượt lở đất: Dạng chuyển động nhanh hoặc chậm của khối đất đá dọc theo một mặt trượt xác định trong vỏ phong hóa hoặc tầng đá gốc.
• Trắc lượng hình thái địa mạo: Phương pháp định lượng các chỉ số hình thái bề mặt Trái Đất như độ dốc sườn, mật độ chia cắt sâu và mật độ chia cắt ngang.
• Tầng phong hóa deluvi và coluvi: Lớp vật liệu bở rời tàn tích, sườn tích bị biến đổi cơ học - hóa học từ đá gốc magma xâm nhập phức hệ Sông Chảy, có độ gắn kết cơ học kém khi gặp nước.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu đầu vào của luận văn bao gồm bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000, bản đồ địa chất tỷ lệ 1:50.000, mô hình số độ cao DEM chiết xuất từ đường đồng mức, ảnh viễn thám độ phân giải cao và chuỗi số liệu khí tượng thủy văn đo đạc tại huyện Xín Mần. Cỡ mẫu điều tra thực địa bao phủ toàn bộ 100% diện tích tự nhiên 39,63 km2 của xã Nấm Dẩn, với việc khảo sát và đo đạc tọa độ GPS chi tiết cho tất cả các điểm trượt lở đã xảy ra và các vết nứt trượt tiềm tàng dọc theo các tuyến đường giao thông và khu dân cư thuộc 12 thôn bản. Phương pháp chọn mẫu là khảo sát thực địa toàn diện kết hợp chọn mẫu điển hình tại các sườn dốc trọng điểm có độ dốc trên 30 độ.

Lý do lựa chọn tích hợp công nghệ GIS (sử dụng các phần mềm chuyên dụng như ArcGIS, MapInfo, ILWIS) cùng phương pháp phân tích hồi quy tương quan là vì GIS cho phép chồng xếp đa lớp thông tin không gian phức tạp và tính toán định lượng trọng số của từng đơn vị địa mạo. Thay vì đánh giá định tính cảm tính, mô hình hồi quy nhân - quả kết hợp ý kiến chuyên gia giúp chuyển đổi các giá trị trắc lượng hình thái thành các con số định lượng cụ thể.

Quy trình nghiên cứu triển khai theo 3 giai đoạn chặt chẽ:

1. Giai đoạn văn phòng trước thực địa: Xây dựng DEM, chiết xuất các bản đồ phân cấp độ dốc, chia cắt sâu, chia cắt ngang và giải đoán sơ đồ địa mạo sơ bộ tỷ lệ 1:10.000.
2. Giai đoạn khảo sát thực địa: Kiểm chứng thực địa, đo vẽ hình thái vết trượt, đối soát các đơn vị địa mạo và lập sơ đồ hiện trạng trượt lở đất.
3. Giai đoạn phân tích và tổng hợp sau thực địa: Số hóa dữ liệu thực địa, phân tích hồi quy không gian trên GIS, tính toán chỉ số trượt lở và xuất bản đồ phân cấp nguy cơ trượt lở đất hoàn chỉnh.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phân tích không gian trên nền tảng GIS và dữ liệu thực địa tại xã Nấm Dẩn đã làm nổi bật 4 phát hiện quan trọng:

Thứ nhất, sự thống trị tuyệt đối của địa hình sườn dốc lớn. Diện tích khu vực có độ dốc từ 20 độ đến 45 độ chiếm tới 70,35% diện tích toàn xã (tương đương 2.788,1 ha), trong đó cấp dốc 20 độ đến 30 độ chiếm 36,70% (1.454,59 ha) và cấp dốc 30 độ đến 45 độ chiếm 33,65% (1.333,51 ha). Các sườn dốc đứng trên 45 độ chiếm 4,94% (195,79 ha), chủ yếu phân bố ở rìa phía Tây và phía Đông như núi Đản Phá và núi Nhìu Cồ Sán. Ngược lại, bề mặt địa hình bằng phẳng và thoải dưới 10 độ chỉ chiếm tỷ lệ khiêm tốn 4,09% (162,02 ha).

Thứ hai, mức độ chia cắt địa hình sâu và ngang đạt chỉ số rất cao. Mật độ chia cắt sâu (CCS) ở cấp độ 50 đến 70 m/km2 chiếm tỷ trọng lớn nhất với 45,59% (18,063 km2), tiếp theo là cấp 30 đến 50 m/km2 chiếm 33,54% (13,289 km2), và cấp chia cắt sâu mạnh trên 70 m/km2 chiếm 20,02% (7,943 km2). Về chia cắt ngang (CCN), mật độ dòng chảy tập trung phổ biến từ 1 đến 3 km/km2 chiếm 63,11% (25,01 km2) diện tích, hình thành mạng lưới suối dạng cành cây với các nhánh có chiều dài phổ biến 200m đến 500m đào lòng dữ dội.

Thứ ba, nền địa chất granit phức hệ Sông Chảy có độ nhạy cảm cao với phong hóa. Địa chất khu vực gồm 3 pha xâm nhập granit biotit, granit gneis và các mạch aplit. Do trải qua các pha biến động tân kiến tạo hình thành nên các đới xiết trượt, đá gốc bị nứt nẻ mạnh và hình thành lớp vỏ phong hóa bở rời dày từ 5m đến trên 15m. Khi lượng mưa đạt đỉnh từ 2.000mm đến 2.500mm vào tháng 8 và tháng 9, nước mưa nhanh chóng làm bão hòa tầng phong hóa deluvi, kích hoạt trượt lở dọc mặt tiếp xúc đá gốc.

Thứ tư, hoạt động nhân sinh làm gia tăng hệ số mất ổn định sườn. Tác động từ việc bạt sườn mở đường giao thông tại 12 thôn và canh tác ruộng bậc thang tạo ra sản lượng lương thực 2.648,7 tấn/năm đã làm thay đổi cân bằng tĩnh của sườn dốc, cắt chân sườn tự nhiên và tập trung nước tưới tiêu trên các bề mặt sườn dốc trên 25 độ.

Thảo luận kết quả

Mối quan hệ tương quan giữa hiện trạng các điểm sạt trượt và các yếu tố địa mạo được thể hiện rõ nét khi trình bày dữ liệu qua bảng ma trận trọng số và biểu đồ phân bố điểm trượt lở theo từng cấp độ dốc. Trên biểu đồ phân tích không gian, mật độ điểm trượt lở tập trung đột biến tại các đơn vị địa hình bóc mòn trọng lực và sườn xâm thực có độ dốc từ 25 độ đến 40 độ kết hợp chia cắt sâu trên 70 m/km2, chiếm trên 75% tổng số điểm trượt ghi nhận ngoài thực địa.

Cơ chế trượt lở chủ đạo tại Nấm Dẩn được xác định là trượt lở vỏ phong hóa và trượt phẳng dọc theo mặt tiếp xúc thạch học. Kết quả này hoàn toàn tương đồng với các công trình nghiên cứu quy mô vùng của Đề tài cấp nhà nước KC-08-01BS tại miền núi Bắc Bộ và nghiên cứu KC08/06-10 tại thị trấn Cốc Pài lân cận. Tuy nhiên, điểm độc đáo của nghiên cứu này là đã chi tiết hóa tới tỷ lệ 1:10.000 cấp xã, chứng minh rằng chính các đặc điểm trắc lượng hình thái địa mạo (độ dốc, chia cắt sâu, chia cắt ngang) chứ không phải lớp phủ thực vật đóng vai trò nhân tố quyết định trực tiếp tới sự phân dị không gian của nguy cơ tai biến trượt lở đất tại Nấm Dẩn.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên bản đồ phân cấp nguy cơ trượt lở đất tỷ lệ 1:10.000, bốn nhóm giải pháp công trình và phi công trình được kiến nghị cụ thể như sau:

1. Xây dựng hệ thống thoát nước mặt và mương đón dòng đỉnh sườn: Triển khai thi công mạng lưới rãnh thoát nước bê tông hóa dọc theo các mái taluy dương trên các sườn dốc trên 25 độ có đường giao thông chạy qua, giảm thiểu từ 40% đến 50% lượng nước mặt ngấm vào tầng phong hóa, thực hiện trong giai đoạn 2026-2027 do Ủy ban Nhân dân huyện Xín Mần và Ban Quản lý Dự án Đầu tư Xây dựng huyện làm chủ thể đầu tư.

2. Quy hoạch di dời khẩn cấp và tái định cư an toàn: Lập phương án di dời 100% các hộ dân (khoảng 30 đến 45 hộ) đang sinh sống trong vùng có nguy cơ trượt lở rất cao tại các thôn Thống Nhất, Lủng Mở, Nấm Dẩn đến các bề mặt san bằng thoải an toàn hơn dưới 10 độ, hoàn thành trong thời gian 18 tháng do Chi cục Phòng chống Thiên tai tỉnh Hà Giang phối hợp cùng Ủy ban Nhân dân xã Nấm Dẩn thực hiện.

3. Trồng mới và khoanh nuôi phục hồi rừng phòng hộ đầu nguồn: Trồng bổ sung ít nhất 150 ha rừng cây gỗ hỗn giao bản địa rễ sâu tại các lưu vực suối có mật độ chia cắt sâu trên 70 m/km2, nâng tỷ lệ che phủ rừng phòng hộ lên trên 60% vào năm 2028 nhằm gia cố cơ học cho tầng đất mặt, giao Hạt Kiểm lâm huyện Xín Mần chủ trì hướng dẫn cộng đồng 12 thôn bản triển khai.

4. Số hóa và chuyển giao hệ thống cảnh báo sớm dựa trên GIS: Tích hợp bản đồ nguy cơ trượt lở tỷ lệ 1:10.000 vào nền tảng quản lý rủi ro thiên tai số của xã, lắp đặt 3 trạm đo mưa tự động tại các thôn trọng điểm để phát tín hiệu cảnh báo trước 2 đến 4 giờ khi lượng mưa vượt ngưỡng 100mm/24h, hoàn thành trước tháng 5 hàng năm do Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Hà Giang phối hợp với Ban Chỉ huy Phòng chống Thiên tai xã Nấm Dẩn vận hành.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung luận văn mang giá trị học thuật và ứng dụng đa dạng cho 4 nhóm đối tượng trọng tâm:

1. Lãnh đạo Ủy ban Nhân dân cấp huyện và xã vùng cao: Sử dụng bản đồ phân vùng tỷ lệ 1:10.000 làm căn cứ pháp lý và kỹ thuật để phê duyệt quy hoạch sử dụng đất, cấp phép xây dựng nhà ở dân sinh và lựa chọn tuyến đường giao thông liên thôn an toàn cho 12 thôn bản tại xã Nấm Dẩn cũng như các xã có điều kiện tương đồng tại huyện Xín Mần.

2. Chuyên gia quy hoạch hạ tầng và kỹ sư xây dựng miền núi: Ứng dụng quy trình đánh giá tương quan trắc lượng hình thái địa mạo và tải trọng công trình để thiết kế các giải pháp kè chắn, hạ tải taluy và thoát nước ngầm đạt chuẩn kỹ thuật, hạn chế tối đa nguy cơ sạt lở sườn dốc nhân tạo.

3. Nhà khoa học, giảng viên và học viên cao học ngành Địa lý, Địa mạo, Quản lý Tài nguyên và Môi trường: Kế thừa khung lý thuyết tích hợp trắc lượng hình thái với phân tích hồi quy không gian trên phần mềm GIS làm tài liệu tham khảo phục vụ các đề tài nghiên cứu tai biến địa chất cấp cơ sở.

4. Các tổ chức phi chính phủ và cơ quan quản lý thiên tai quốc tế: Tiếp cận nguồn dữ liệu thực địa tin cậy về 39,63 km2 lãnh thổ và hơn 2.500 người dân vùng cao để xây dựng các dự án tài trợ nâng cao năng lực thích ứng biến đổi khí hậu và quản lý rủi ro thiên tai dựa vào cộng đồng.

Câu hỏi thường gặp

1. Nhân tố tự nhiên nào giữ vai trò quyết định hàng đầu đối với tai biến trượt lở đất tại xã Nấm Dẩn? Địa mạo là nhân tố then chốt nhất. Tại Nấm Dẩn, các bề mặt sườn dốc từ 20 độ đến 45 độ chiếm tới 70,35% diện tích tự nhiên kết hợp mật độ chia cắt sâu trên 50 m/km2 chiếm trên 65% diện tích, tạo ra thế năng trọng lực cực lớn làm sườn dốc luôn ở trạng thái nhạy cảm cao khi gặp mưa bão kéo dài.

2. Cấu trúc địa chất granit phức hệ Sông Chảy tác động như thế nào đến sự mất ổn định sườn? Đá magma xâm nhập phức hệ Sông Chảy trải qua 3 pha biến dạng kiến tạo, hình thành nhiều khe nứt nẻ và đới xiết trượt. Quá trình phong hóa nhiệt đới tạo ra lớp vỏ phong hóa deluvi dày từ 5m đến 15m bở rời, nhanh chóng bị bão hòa và trôi trượt khi lượng mưa đạt 2.000mm đến 2.500mm.

3. Ưu thế vượt trội của việc ứng dụng GIS ở tỷ lệ 1:10.000 so với các nghiên cứu tỷ lệ nhỏ trước đây là gì? GIS cho phép tích hợp chi tiết các lớp thông tin độ dốc, chia cắt sâu, chia cắt ngang và địa mạo ở tỷ lệ lớn 1:10.000, giúp lượng hóa chính xác trọng số nguy cơ đến từng vạt sườn và từng thôn bản, khắc phục hoàn toàn tính khái quát định tính của các bản đồ tỷ lệ nhỏ 1:50.000 hoặc 1:100.000.

4. Hoạt động nhân sinh của cộng đồng địa phương thúc đẩy quá trình trượt lở ra sao? Việc bạt chân sườn để mở đường giao thông tại các thôn và mở rộng nương lúa bậc thang đem lại sản lượng lương thực 2.648,7 tấn/năm làm thay đổi góc dốc tự nhiên, đồng thời tích tụ lượng nước mặt tưới tiêu lớn vào tầng phong hóa, làm giảm hệ số ổn định Fs xuống dưới 1.

5. Bản đồ phân cấp nguy cơ trượt lở đất đóng góp gì cho công tác ứng phó thiên tai tại chỗ? Bản đồ 1:10.000 giúp Ban Chỉ huy Phòng chống Thiên tai xã khoanh định chính xác các điểm nóng nguy hiểm tại 12 thôn bản, thiết lập phương án sơ tán hơn 2.500 người dân kịp thời trong vòng 2 giờ trước khi các đợt mưa cực đoan kích hoạt trượt lở diện rộng.

Kết luận

• Luận văn đã xác lập cơ sở khoa học vững chắc về sự tương quan mật thiết giữa đặc điểm địa mạo và tai biến trượt lở đất tại địa bàn xã Nấm Dẩn, huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang.
• Ứng dụng thành công công nghệ GIS và phân tích hồi quy không gian để thành lập bộ bản đồ chuyên đề trắc lượng hình thái và bản đồ địa mạo tỷ lệ chi tiết 1:10.000.
• Định lượng hóa chính xác các chỉ số địa mạo then chốt: sườn dốc 20 độ đến 45 độ chiếm 70,35% diện tích, mật độ chia cắt sâu trên 50 m/km2 chiếm 65,61% và chia cắt ngang 1 đến 3 km/km2 chiếm 63,11% diện tích toàn xã.
• Thành lập bản đồ phân cấp nguy cơ tai biến trượt lở đất tỷ lệ 1:10.000, cung cấp công cụ trực quan phân vùng nhạy cảm phục vụ bảo vệ an toàn cho 2.563 người dân tại 12 thôn bản.
• Đề xuất hệ thống 4 nhóm giải pháp công trình và phi công trình khả thi, có tính ứng dụng cao trong quản trị rủi ro thiên tai cấp cơ sở.

Đóng góp lớn nhất của công trình là giải quyết trọn vẹn bài toán tích hợp địa mạo và GIS để lượng hóa nguy cơ địa tai biến ở cấp xã - cấp quản lý hành chính trực tiếp nhất trong phòng tránh thiên tai. Lộ trình triển khai tiếp theo cần tập trung chuyển giao dữ liệu số hóa cho chính quyền địa phương trong giai đoạn 2026-2030 và mở rộng mô hình cho toàn huyện Xín Mần. Hãy liên hệ ngay với các đơn vị nghiên cứu khoa học địa lý và chính quyền địa phương để khai thác hiệu quả cơ sở dữ liệu bản đồ 1:10.000 này, chung tay xây dựng cộng đồng an toàn trước hiểm họa thiên tai miền núi!

Trích đoạn nội dung tài liệu

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 [e-mail] 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 [e-mail] 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 [e-mail] 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 [e-mail] * 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.