MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài: Hồ chứa nước Đăk Lông Thượng là Hồ chứa nước cấp II có dung tích 11,67 x106 m3được khởi công xây dựng năm 2007 hoàn thành đưa vào sử dụng vào đầu năm 2011nhằm phục vụ cấp nước phục vụ sản xuất nông nghiệp (chủ yếu là cây công nghiệp: Càphê, tiêu) cho 3.076 ha; cấp nước sinh hoạt cho người dân ở 2 xã Lộc Đức, Lộc Ngãi – Huyện Bảo Lâm- Lâm Đồng và kết hợp cắt giảm lũ hạ lưu, nuôi trồng thủy sản, cải tạo môi trường cảnh quan du lịch. Hiện nay, Hồ Đăk Lông Thượng đã tích nước đạt theo yêu cầu của thiết kế - mực nước dâng bình thường ở cao trình 904,14 m, tương ứng với dung tích 10,73 x106 m3. Trong quá trình vận hành, khai thác đã xuất hiện hiện tượng sạt lở, lún sụt đất khu vực lòng hồ và lận cận công trình.Dẫn đến đường quanh viền lòng hồ bị hư hại, ảnh hưởng đến việc sản xuất Nông nghiệp của người dân quanh vùng hưởng lợi của dự án.Bên cạnh đó hiện tượng trên có khả năng phát triển rộng dẫn đến khối lượng đất đá lớn có nguy cơ sạt trượt xuống thượng lưu đập, đây là nguy cơ mất an toàn Hồ chứa.
Hiện tượng trượt lở mái dốc có thể xảy ra khi điều kiện cân bằng của khối đất đá bị phá hủy. Nguyên nhân gây trượt có thể hoặc là do độ bền của đất đá bị giảm đi, hoặc là do trạng thái ứng suất ở sườn dốc bị thay đổi theo chiều hướng bất lợi, hoặc do cả hai nguyên nhân trên. [1], các nguyên nhân gây trượt thường là: tăng cao độ dốc của sườn dốc khi cắt xén, khai đào hoặc xói lở, khi thi công mái quá dốc; giảm độ bền của đất đá do biến đổi trạng thái vật lí như thay đổi độ ẩm, trương nở, giảm độ chặt, phong hoá, phá huỷ kết cấu tự nhiên, các hiện tượng từ biến trong đất đá; tác động của áp lực thuỷ tĩnh và thuỷ động lên đất đá, gây nên biến dạng thấm; biến đổi trạng thái ứng suất của đất đá ở trong đới hình thành sườn dốc và thi 2 công mái dốc; các tác động bên ngoài như chất tải trên sườn dốc, dao động địa chấn và vi địa chấn, v. Mỗi một nguyên nhân riêng biệt kể trên đều có thể làm mất cân bằng của các khối đất đá ở sườn dốc, nhưng thông thường là do tác động đồng thời của một số trong những nguyên nhân đó.
Việc nghiên cứu hiện tượng sạt lở quanh viền hồ khu vực khai thác vật liệu đắp đập dự án Đăk Lông Thượng là rất cần thiết, phù hợp với yêu cầu thực tiễn. Bên cạnh đó, nghiên cứu tìm ra nguyên nhân và dự báo cảnh báo sạt lở đang được các nhà khoa học, ngành quan tâm. Kết quả nghiên cứu sẽ xác định được nguyên nhân gây ra sạt lở, qua đó chọn ra được biện pháp công trình để ngăn chặn sự sạt trượt của mái đất bảo vệ công trình và khu vực quanh công trình Đầu mối dự án Đăk Lông Thượng, đảm bảo công trình phát huy hiệu quả kinh tế và an toàn cho người dân ở khu vực thượng hạ lưu Hồ Đăk Lông Thượng. Mục đích nghiên cứu của đề tài - Phân tích được sự tương quan của hệ số ổn định của mái dốc và áp lực nước lỗ rỗng dưới tác dụng lượng mưa trong thời đoạn tính toán.
-Đánh giá hiện trạng và diễn biến của hiện tượng sạt lở quanh viền hồ khu vực khai thác vật liệu đắp đập dự án Đăk Lông Thượng. - Đề xuất biện pháp công trình để hạn chế và ngăn chặn hiện tượng sạt trượt mái dốc. Phương pháp nghiên cứu: - Phương phương pháp kế thừa các đề tài dự án đã có, liên quan đến nội dung nghiên cứu. - Phương pháp tổng hợp, chọn lọc, phân tích và thống kê.
- Phương pháp điều tra, khảo sát đo đạc tại hiện trường. - Phương pháp ứng dụng mô hình toán. Kết quả dự kiến đạt được: - Xác định được nguyên nhân gây ra hiện tượng sụt lún sạt lở đất khu vực lòng Hồ và khu vực lân cận công trình Đăk Lông thượng -Đề xuất biện pháp công trình để hạn chế và ngăn chặn hiện tượng trên. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU SẠT LỞ ĐẤT TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM 1.
Tổng quan về tình hình nghiên cứu sạt lở đất trên thế giới và tại Việt Nam 1.1 Tình hình nghiên cứu sạt lở đất trên thế giới[2] Hiện tượng sạt lở đất là thảm họa gây thiệt hại lớn về con người và vật chất tại nhiều nước trên thế giới, đã để lại những hậu quả sâu sắc và việc khắc phục sau thảm họa là rất lâu dài với kinh phí rất lớn. Ngày 27/4/2012 tại Hội thảo khoa học với đề tài “Sạt lở đất và quan trắc – Kinh nghiệm tại Thái Lan và Bài học cho Việt Nam, Giáo sư Hiroyasu Ohtsu (Nhật Bản) đã dẫn chứng các con số thống kê cho thấy việc sạt lở đất và các ảnh hưởng của nó ngày càng gia tăng. Chẳng hạn tại Thái Lan, giai đoạn 1968 - 1987, con số thiệt hại về người và của do các vụ sạt lở là không đáng kể, nhưng từ năm 1997 đến 2009, con số thiệt hại gia tăng nhanh chóng. Cụ thể số thiệt hại về vật chất giai đoạn 1988 - 1997 tại Thái Lan là 1,00 tỉ Bath, con số này đã tăng lên là 3,6 tỉ Bath trong 10 năm kế tiếp.
Tần suất xảy ra sự cố sạt lở cũng ngày càng tăng.Cũng như Thái Lan các nước khác cũng gặp phải những thảm cảnh tương tự. Một số hình ảnh về sạt lở đất gây thiệt hại nghiêm trọng trên thế giới Hình 1.1 Quang cảnh vụ sạt lở đất tại thành phố Hiroshima – Nhật Bản ngày 20/8/2014 5 Hình 1.2 Cảnh sạt lở đất khu vực Oso hạt Snohomich Bang Washington-Mỹ Nghiên cứu về thiên tai sạt lở mới được tiến hành nghiên cứu vào đầu thế kỷ XX. Các vấn đề nghiên cứu vị trí phấn bố sườn dốc, mái dốc trượt để tập trung làm sáng tỏ cơ chế, mô tả đặc điểm địa hình, địa chất, thủy văn và phân tích các yếu tố tác động như yếu tố tự nhiên, nhân tạo tác động đến động lực và quy luật phát sinh và phát triển sạt lở. Tác động của việc cắt xén sườn dốc, mưa kéo dài là tác nhân trực tiếp hoặc gián tiếp gây ra trượt mái dốc, được phân tích rõ nét trong các tạp chí khác nhau (Campell TH, 1975, De Graff JV.
Về phương diện nghiên cứu tác động và quy luật phân bố sạt lở đất đá, các nhà khoa học thuộc Liên Xô cũ đã có những cống hiến đáng kể (Popov IV, 1959, Lomtadze VD 1982.) Đến nay, đã có nhiều phương pháp đánh giá ổn định trượt mái dốc và dự báo sạt lở, phân vùng nguy cơ trên cơ sở xét đến cấu tạo sườn dốc, tính chất cơ lý đất đá.đồng thời dựa trên lý thuyết cân bằng giới hạn của môi trường xốp đồng chất và đẳng hướng. Phương pháp gần đúng của các tác giả Felenius V.được sử dụng nhiều để kiểm tra ổn định mái dốc, dưới sự trợ giúp của các công cụ máy vi tinh với các phần mềm (GEOSTUDIO) hỗ trợ cho phép xử lý số liệu chính xác và nhanh chóng hơn. Độ chính xác cao đạt được do có xét đến khá đầy đủ các 6 thông số ảnh hưởng đến ổn định sườn dốc (áp lực thủy động, áp lực thủy tĩnh, áp suất lỗ rỗng.), nhưng các phương pháp trên chỉ xác định được ổn định sườn dốc tại một vị cụ thể. Để có thể xác định ổn định của một vùng lãnh thổ nhằm khoanh các vùng có nguy cơ sạt lở cao, một số tác giả đã đề xuất phương pháp phân tích đa chỉ tiêu và ma trận bán định lượng để dự báo phần vùng theo lãnh thổ theo mức độ nhạy cảm của các thông số ảnh hưởng đến sườn dốc (Sateen VM.
Mặc dù là phương pháp gần đúng, bán định lượng nhưng phương pháp ma trận đa chỉ tiêu khá phổ biến ở các nước Nhật Bản, Mỹ. trong việc thành lập các bản đồ phân vùng nguy cơ sạt lở. Cho đến những năm đầu thế kỷ XXI sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ tính toán bằng máy tính đáp ứng cho mọi lĩnh vực của xã hội, các phần mềm tính toán được nâng cấp và phát triển mạnh mẽ, trong đó phần mềm tích hợp nền AcrGIS như Sinmap (trên cở sở theo lý thuyết cân bằng giới hạn) đã giải quyết những vấn đề tính toán xây dựng bản đồ nguy cơ sạt lở.2 Tình hình nghiên cứu sạt lở đất ở Việt Nam [2] Việt Nam nằm trong khu vực Đông Nam Á, có địa hình đa dạng gồm: núi, cao nguyên, đồng bằng và bờ biển. Diện tích tự nhiên 330,000 Km2 , trong đó diện tích đồi núi chiếm 65%, hướng dốc chính Tây Bắc-Đông Nam.
Nằm ở khu vực nhiệt đới gió mùa, thường xảy ra mưa lớn gây lũ lụt. Với điều kiện phát triển kinh tế xã hội nhanh chóng, hiện tượng sạt lở đất ở miền núi, sạt lở bờ sông, bờ biển diễn ra tương đối phổ biến. Những năm gần đây sạt lở đất diễn ra trên phạm vi cả nước. Theo thống kê từ Ban chỉ đạo PCTT Trung ương, trong giai đoạn 2000-2015, đã xảy ra 250 đợt lũ quét, sạt lở đất, làm chết và mất tích 646 người, bị thương 351 người; hơn 9,700 căn nhà bị đổ trôi, 100,000 căn nhà bị hư hỏng nặng; hơn 75,000 ha lúa, hoa màu bị ngập úng… Tổng thiệt hại ước tính trên 3,300 tỷ đồng.3 Sạt lở Đường giao thông từ Sa Pa đi Bản Khoang – Lào Cai ngày 5/9/2013 Hình 1.4 Sạt lở Đường giao thông Km16 + 600 QL 18C ngày 18/8/2012 khu vực xã Đồng Tâm (Bình Liêu) – Quảng Ninh 8 Cùng với sự phát triển của nghiên cứu, đánh giá thiên tai trên thế giới, trong thời gian gần đây, các nhà nghiên cứu Việt Nam tập trung đánh giá thiên tai tổng hợp cho nhiều vùng trong cả nước, ví dụ như những nghiên cứu điển hình cấp quốc gia như đề tài khoa học công nghệ cấp nhà nước KC08-01 “Nghiên cứu xây dựng bản đồ tai biến môi trường tự nhiên lãnh thổ Việt Nam” do GS.
Nguyễn Trọng Yêm chủ nhiệm (Viện Địa chất), đề tài độc lập “Nghiên cứu đánh giá tổng hợp các loại hình thiên tai trên lãnh thổ Việt Nam và các giải pháp phòng tránh” do TS. Trần Trọng Huệ làm chủ nhiệm (Viện Địa Chất), Nghiên cứu “ Điều tra thiên tai thiên nhiên vùng Tây Bắc ” do TS Đào Văn Thịnh chủ nhiệm (Liên đoàn BĐĐC miền Bắc) và nghiên cứu “Điều tra thiên tai thiên nhiên vùng Tây Nguyên” do TS Phan Thanh Sáng chủ nhiệm (LĐ ĐCTV - ĐCCT miền Trung).
