Nghiên cứu phân vùng nguy cơ sụt đất khu vực ven biển thành phố Cẩm Phả

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hus nghiên cứu phân vùng nguy cơ sụt đất khu vực ven biển thành phố cẩm phả theo mô hình chỉ tiêu, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Thái Hồng Anh
• Người hướng dẫn: TS. Trần Quốc Cường
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Địa chất môi trường
• Đề tài: Nghiên cứu phân vùng nguy cơ sụt đất khu vực ven biển thành phố Cẩm Phả theo mô hình chỉ tiêu tích hợp các yếu tố phát triển tai biến
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sỹ khoa học
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CÁM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU SỤT ĐẤT KARST VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan về tình hình nghiên cứu sụt đất karst
• 1.2. Trên thế giới
• 1.3. Tại Việt Nam
• 1.4. Phương pháp nghiên cứu
• 1.4.1. Phương pháp thu thập, tổng hợp tài liệu
• 1.4.2. Phương pháp nghiên cứu thực địa
• 1.4.3. Phương pháp tính toán
• 1.4.4. Phương pháp thống kê và xử lý số liệu
• 2. CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 2.1. Vị trí khu vực nghiên cứu
• 2.2. Đặc điểm tự nhiên khu vực nghiên cứu
• 2.3. Đặc điểm cấu trúc địa chất, địa mạo, kiến tạo
• 2.4. Đặc điểm thuỷ văn, hải văn và địa chất thuỷ văn
• 2.5. Đặc điểm địa chất công trình
• 3. CHƯƠNG 3: PHÂN VÙNG NGUY CƠ SỤT ĐẤT KHU VỰC VEN BIỂN THÀNH PHỐ CẨM PHẢ
• 3.1. Hiện trạng và đặc điểm tai biến sụt đất
• 3.2. Điều kiện, nguyên nhân và cơ chế sụt đất
• 3.2.1. Điều kiện, nguyên nhân gây sụt đất
• 3.2.2. Cơ chế sụt đất karst
• 3.3. Phân vùng nguy cơ sụt đất khu vực ven biển thành phố Cẩm Phả
• 3.3.1. Luận chứng hàm mục tiêu và các yếu tố điều kiện, nguyên nhân gây sụt đất
• 3.3.2. Lượng hóa các yếu tố và xây dựng mô hình chỉ tiêu tích hợp các yếu tố phát triển tai biến
• 3.3.3. Xác định tỷ trọng các yếu tố phát triển tai biến
• 3.3.4. Chuẩn hóa lại các yếu tố phát sinh tai biến
• 3.3.5. Tính toán chỉ tiêu tích hợp các yếu tố phát sinh tai biến
• 3.3.6. Xây dựng mô hình chỉ tiêu tích hợp và phân vùng nguy cơ sụt đất
• KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu phân vùng nguy cơ sụt đất ven biển Cẩm Phả

Nghiên cứu phân vùng nguy cơ sụt đất ven biển Cẩm Phả là một vấn đề cấp thiết trong bối cảnh biến đổi khí hậu và sự phát triển đô thị. Hiện tượng sụt đất đã gây ra nhiều thiệt hại về kinh tế và ảnh hưởng đến đời sống của người dân. Việc xác định các yếu tố nguy cơ và phân vùng nguy cơ sụt đất sẽ giúp các nhà quản lý có cái nhìn tổng thể và đưa ra các giải pháp hiệu quả.

1.1. Tình hình sụt đất ven biển Cẩm Phả

Trong những năm gần đây, thành phố Cẩm Phả đã ghi nhận nhiều trường hợp sụt đất với số lượng ngày càng tăng. Các hố sụt có bán kính từ 1,5 đến 4m và độ sâu từ 4 đến 8m, gây thiệt hại lớn cho cơ sở hạ tầng và đời sống người dân.

1.2. Tầm quan trọng của việc phân vùng nguy cơ sụt đất

Phân vùng nguy cơ sụt đất không chỉ giúp giảm thiểu thiệt hại mà còn tạo điều kiện cho việc quy hoạch sử dụng đất hợp lý. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh phát triển đô thị và bảo vệ môi trường.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu sụt đất ven biển Cẩm Phả

Nghiên cứu sụt đất ven biển Cẩm Phả đối mặt với nhiều thách thức, bao gồm sự biến đổi khí hậu, hoạt động khai thác tài nguyên và sự phát triển đô thị. Những yếu tố này làm gia tăng nguy cơ sụt đất và cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Nguyên nhân gây ra sụt đất

Các nguyên nhân chính gây ra sụt đất bao gồm sự thay đổi mực nước ngầm, hoạt động khai thác khoáng sản và sự tác động của con người đến môi trường tự nhiên. Những yếu tố này cần được phân tích để đưa ra giải pháp hiệu quả.

2.2. Tác động của biến đổi khí hậu

Biến đổi khí hậu đã làm gia tăng tần suất và cường độ của các hiện tượng thời tiết cực đoan, từ đó ảnh hưởng đến sự ổn định của đất ven biển. Việc nghiên cứu tác động này là rất cần thiết để dự báo và giảm thiểu rủi ro.

III. Phương pháp nghiên cứu phân vùng nguy cơ sụt đất ven biển Cẩm Phả

Để phân vùng nguy cơ sụt đất, nghiên cứu sử dụng các phương pháp hiện đại như mô hình chỉ tiêu tích hợp và hệ thống thông tin địa lý (GIS). Những phương pháp này giúp xác định các yếu tố nguy cơ một cách chính xác.

3.1. Mô hình chỉ tiêu tích hợp

Mô hình chỉ tiêu tích hợp giúp đánh giá các yếu tố phát sinh tai biến sụt đất. Phương pháp này cho phép lượng hóa các yếu tố và xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ một cách hiệu quả.

3.2. Sử dụng GIS trong nghiên cứu

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) được sử dụng để phân tích và trực quan hóa dữ liệu địa lý. Phương pháp này giúp các nhà nghiên cứu dễ dàng nhận diện các khu vực có nguy cơ cao và đưa ra các giải pháp phù hợp.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn tại Cẩm Phả

Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra các khu vực có nguy cơ sụt đất cao và đề xuất các giải pháp quản lý hiệu quả. Những thông tin này có thể được sử dụng để xây dựng các chính sách bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

4.1. Bản đồ phân vùng nguy cơ sụt đất

Bản đồ phân vùng nguy cơ sụt đất được xây dựng dựa trên các yếu tố địa chất, thủy văn và hoạt động của con người. Bản đồ này sẽ là công cụ hữu ích cho các nhà quản lý trong việc quy hoạch và phát triển đô thị.

4.2. Giải pháp giảm thiểu rủi ro sụt đất

Các giải pháp giảm thiểu rủi ro sụt đất bao gồm việc kiểm soát hoạt động khai thác tài nguyên, cải thiện hệ thống thoát nước và nâng cao nhận thức của cộng đồng về nguy cơ sụt đất.

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

Nghiên cứu phân vùng nguy cơ sụt đất ven biển Cẩm Phả đã cung cấp những thông tin quan trọng cho việc quản lý rủi ro. Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu để cập nhật và hoàn thiện các mô hình dự báo.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu liên tục

Nghiên cứu liên tục về sụt đất là cần thiết để theo dõi sự biến đổi của các yếu tố nguy cơ và cập nhật các giải pháp quản lý. Điều này sẽ giúp giảm thiểu thiệt hại do sụt đất gây ra.

5.2. Hướng đi mới trong nghiên cứu sụt đất

Các nghiên cứu trong tương lai có thể áp dụng công nghệ mới như cảm biến và mô hình dự báo để nâng cao độ chính xác trong việc xác định nguy cơ sụt đất.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong giai đoạn từ năm 2010 đến năm 2017, thành phố Cẩm Phả (tỉnh Quảng Ninh) liên tục ghi nhận sự gia tăng đột biến của hiện tượng sụt đất với hơn 40 hố sụt xuất hiện; riêng năm 2013 đã bùng phát tới 19 hố sụt gây thiệt hại nghiêm trọng về tài sản và đời sống nhân dân. Các hố sụt có đường kính miệng phổ biến từ 1,5 m đến 4,0 m, độ sâu từ 1,0 m đến 3,0 m, cá biệt tại khu vực Cẩm Phú ghi nhận độ sâu sụt tụt lên tới 8,5 m. Khu vực ven biển Cẩm Phả là nơi chịu tác động kép của hoạt động karst hóa ngầm trong đá vôi cổ và áp lực đô thị hóa mạnh mẽ từ quá trình san lấp mặt bằng lấn biển bằng đất đá thải mỏ.

Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là xác định rõ điều kiện địa chất công trình, nguyên nhân và cơ chế phát sinh sụt đất, từ đó áp dụng phương pháp mô hình chỉ tiêu tích hợp để lập bản đồ phân vùng nguy cơ sụt đất chi tiết. Phạm vi không gian nghiên cứu trải dài dọc dải ven biển thuộc 4 phường trọng điểm: Cẩm Đông, Cẩm Sơn, Cẩm Phú và Cẩm Tây, tập trung từ chân núi Nhện đến ngã ba Cọc Sáu với chuỗi dữ liệu theo dõi từ năm 1998 đến năm 2017.

Nghiên cứu mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn sâu sắc khi cung cấp mô hình tính toán định lượng có hệ số tương quan đạt trên 0,71. Kết quả này hỗ trợ các cấp quản lý quy hoạch không gian ngầm và sử dụng đất an toàn 100%, bảo vệ an toàn cho hàng chục nghìn hộ dân và giảm thiểu tổn thất kinh tế hàng tỷ đồng mỗi mùa mưa bão.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên lý thuyết tai biến sụt lún karst ngầm kinh điển của Waltham & Fookes kết hợp mô hình xói ngầm cơ học đất (Suffosion). Theo khung lý thuyết này, sự hiện diện của các hang hốc, khe nứt hòa tan trong đá carbonat đóng vai trò là không gian ngầm chứa vật liệu, trong khi sự biến đổi dòng thấm thủy lực là tác nhân kích hoạt quá trình rửa trôi tầng phủ.

Bốn khái niệm then chốt được chuẩn hóa trong nghiên cứu gồm:

1. "Không gian ngầm karst": Hệ thống hang động và khe nứt trong đá vôi hệ tầng Bắc Sơn phân bố ở cao độ từ -8 m đến -16 m.
2. "Lớp đất nhạy cảm": Tầng sét pha màu xám vàng lẫn sạn sỏi nằm trực tiếp trên nóc đá vôi, có hệ số rỗng $e_0 = 1,20$ và độ sệt $I_s = 1,70$ ở trạng thái dẻo chảy.
3. "Tải trọng nhân sinh": Áp lực phụ thêm từ lớp đất lấp nhân tạo dày 3,5 m đến 7,1 m và xung lực rung động từ giao thông.
4. "Mô hình trường biến đổi" (MHTBĐ): Không gian số hóa biểu diễn sự biến thiên liên tục của các yếu tố điều kiện và nguyên nhân gây tai biến.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn cơ sở dữ liệu đồng bộ gồm 76 lỗ khoan địa chất công trình, 22 vị trí hố sụt thực tế được định vị tọa độ chính xác, và dữ liệu quan trắc tự động mực nước ngầm liên tục 6 tháng (từ ngày 12/7/2014 đến ngày 21/1/2015) tại 3 giếng quan trắc với tần suất đo 15 phút/lần.

Phương pháp chọn mẫu khảo sát được thực hiện toàn diện dọc theo các đới đứt gãy kiến tạo á kinh tuyến, á vĩ tuyến và các nón phóng vật chân núi ven biển. Phương pháp phân tích chủ đạo là Mô hình chỉ tiêu tích hợp các yếu tố phát triển tai biến kết hợp công nghệ GIS. Trình tự tính toán bao gồm: thiết lập ma trận hệ số tương quan cặp đôi giữa các yếu tố với hàm mục tiêu, giải hệ phương trình xác định hệ số chuẩn hóa $\beta$, kiểm định hệ số tương quan nhiều chiều $R > 0,70$, và tính trọng số của từng yếu tố trước khi chồng xếp bản đồ raster.

Lý do lựa chọn phương pháp này là khả năng triệt tiêu tính chủ quan của chuyên gia, chuẩn hóa các biến số địa chất khác thứ nguyên về thang đo chuẩn 0 đến 1, đem lại độ chính xác định lượng cao trong phân vùng dự báo nguy cơ.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phân tích dữ liệu thực nghiệm đã chỉ ra các quy luật quan trọng về tai biến sụt đất tại Cẩm Phả:

• Quy luật thời gian và tương quan thủy - hải văn: Hơn 85% số vụ sụt đất xảy ra trong mùa mưa (tháng 5 đến tháng 9), đỉnh điểm là tháng 7 với 20 hố sụt được ghi nhận. Trong sự kiện sụt đất ngày 29/7/2014 tại Thủy Sơn, dữ liệu quan trắc cho thấy mực nước ngầm tụt đột ngột từ 24,4 cm đến 31,5 cm chỉ trong 24 giờ trước khi sụt, trùng thời điểm mưa lớn 77 mm/ngày và chu kỳ triều kiệt biên độ lớn nhất tháng.
• Vai trò của tầng đất nhạy cảm: Lớp sét pha màu xám vàng lẫn sạn sỏi (Lớp 4) có chiều dày từ 2,1 m đến 18,0 m, sở hữu chỉ số dẻo $I_p = 12,8%$, lực dính kết rất yếu $C = 0,06\text{ kG/cm}^2$, góc ma sát trong chỉ đạt $6^\circ$ và độ bão hòa nước $86,64%$. Khi ngậm nước, lớp đất này bị hóa lỏng hoàn toàn và bị hút chui vào các hang rỗng karst cao từ 2,5 m đến 8,0 m.
• Tác động của tải trọng san lấp: Lớp đất lấp thải mỏ phía trên (Lớp 1) có chiều dày từ 2,5 m đến 7,1 m với dung trọng khô lớn đã tạo áp lực nén tĩnh lên vòm ngầm, khiến tốc độ sụp đổ diễn ra nhanh gấp 2 lần tại các khu vực đất lấn biển chưa ổn định.
• Kết quả phân vùng không gian: Mô hình tích hợp đã phân chia lãnh thổ thành 4 cấp độ nguy cơ, trong đó vùng có nguy cơ rất cao và cao chiếm khoảng 28,4% diện tích, tập trung tại Thủy Sơn, Quảng Hồng, Tây Nam Đá Mài và Hải Sơn 1.

Thảo luận kết quả

Cơ chế sụt đất karst tại Cẩm Phả được xác định là quá trình xói ngầm cơ học 3 giai đoạn: tạo hang rỗng trong đá vôi -> hòa lỏng và rửa trôi lớp sét dẻo chảy vào lòng hang dưới tác động dao động mực nước -> mất ổn định vòm và sụp đổ bề mặt tức thì. Diễn biến này được minh chứng qua các biểu đồ phân bố thời gian sụt đất và mặt cắt địa chất công trình đối sánh giữa các lỗ khoan thực tế.

So sánh với các nghiên cứu karst nội địa tại Phú Thọ hay Tuyên Quang (nơi nguyên nhân chủ yếu do hạ thấp mực nước ngầm vì khai thác công nghiệp), sụt đất ven biển Cẩm Phả phức tạp hơn do chịu thêm tác động dao động thủy triều theo chu kỳ 38 đến 41 ngày. Sự chênh lệch áp lực thủy tĩnh hai chiều giữa nước mặn và nước ngọt làm tăng vận tốc dòng thấm ngầm, khiến hiện tượng xói ngầm diễn ra mạnh mẽ và khó dự báo hơn.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả phân vùng nguy cơ, nghiên cứu đưa ra 4 nhóm giải pháp trọng tâm:

1. Thiết lập mạng lưới quan trắc tự động: Xây dựng hệ thống 10 đến 15 trạm quan trắc mực nước ngầm và biến dạng bề mặt tự động, kết nối dữ liệu thời gian thực về trung tâm điều hành đô thị để cảnh báo sớm nguy cơ sụt đất; hoàn thành trước quý IV/2025 do Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ninh chủ trì.
2. Xử lý nền móng công trình bằng giải pháp phụt vữa: Triển khai công nghệ phụt vữa xi măng - bentonite áp lực cao nhằm lấp đầy các hang rỗng karst ở cao độ từ -8 m đến -16 m, giúp giảm 85% nguy cơ sụt lún tại các công trình trọng điểm khu vực Thủy Sơn và Cẩm Sơn; giao Ban Quản lý Dự án Đầu tư Xây dựng thành phố Cẩm Phả thực hiện trong giai đoạn 2024 - 2026.
3. Quy hoạch và kiểm soát sử dụng đất: Thiết lập vùng đệm an toàn bán kính tối thiểu 50 m tính từ các đới đứt gãy kiến tạo và vị trí hố sụt cũ; hạn chế cấp phép xây dựng công trình tải trọng lớn trên vùng nguy cơ rất cao; Phòng Quản lý Đô thị thành phố Cẩm Phả áp dụng quy chế kiểm soát từ đầu năm 2025.
4. Kiên cố hóa hệ thống thoát nước mặt: Cải tạo và bê tông hóa 100% hệ thống mương thoát nước mặt đô thị và mương xả thải mỏ than, triệt tiêu hiện tượng nước mặt ngấm tập trung tạo phễu xói mòn ngầm; UBND thành phố Cẩm Phả phối hợp cùng Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam hoàn tất trước năm 2026.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

• Cơ quan quản lý nhà nước và quy hoạch đô thị: Sở Xây dựng, Sở Tài nguyên và Môi trường, UBND thành phố Cẩm Phả sử dụng bản đồ phân vùng nguy cơ để quy hoạch khu dân cư, định hướng hướng tuyến hạ tầng giao thông an toàn và cấp phép xây dựng.
• Kỹ sư địa kỹ thuật và doanh nghiệp xây dựng: Các đơn vị tư vấn thiết kế khai thác bộ chỉ tiêu cơ lý từ 76 lỗ khoan để lựa chọn phương án móng cọc ngàm sâu vào tầng đá gốc, tránh đặt đáy móng trên lớp sét pha nhạy cảm.
• Viện nghiên cứu, giảng viên và học viên chuyên ngành: Các nhà khoa học ngành Địa chất môi trường, Địa chất thủy văn tham khảo quy trình mô hình chỉ tiêu tích hợp và kỹ thuật phân tích GIS để áp dụng cho các vùng karst ven biển khác.
• Ban Chỉ huy Phòng chống thiên tai và Tìm kiếm cứu nạn địa phương: Khai thác số liệu chu kỳ sụt lún theo tháng để chủ động bố trí phương án sơ tán dân cư, chuẩn bị vật tư san lấp dự phòng và giảm thiểu tối đa rủi ro trong mùa mưa bão.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao hiện tượng sụt đất tại Cẩm Phả lại xuất hiện bùng phát nhiều nhất vào tháng 7?
Tháng 7 là thời điểm lượng mưa đạt đỉnh tại Quảng Ninh (vượt 77 mm/ngày) kết hợp các đợt triều ròng biên độ lớn. Sự kết hợp này làm mực nước ngầm tụt sâu từ 24 cm đến 31 cm trong 24 giờ, gia tăng độ dốc thủy lực và cuốn trôi nhanh lớp sét dẻo chảy vào lòng hang karst ngầm.

Lớp đất nhạy cảm có những đặc tính cơ lý nguy hiểm nào?
Lớp sét pha màu xám vàng Lớp 4 có độ ẩm tự nhiên cao 40,58%, độ sệt $I_s = 1,70$ thuộc trạng thái dẻo chảy, góc ma sát trong chỉ $6^\circ$ và lực dính kết rất nhỏ $0,06\text{ kG/cm}^2$. Khi bão hòa nước, lớp đất mất hoàn toàn khả năng chịu lực và biến thành bùn lỏng dễ bị xói ngầm.

Vì sao nhiều hố sụt sau khi đổ hàng chục mét khối đất đá san lấp vẫn tiếp tục bị sụt lún?
San lấp bề mặt chỉ xử lý phần ngọn nhưng lại làm tăng tải trọng tĩnh đè nén lên vòm karst. Nếu không khoan phụt vữa bịt kín các hang rỗng karst cao từ 2,5 m đến 8,0 m phía dưới, vật liệu san lấp mới sẽ tiếp tục bị nước ngầm cuốn trôi vào hang rỗng.

Phương pháp mô hình chỉ tiêu tích hợp có ưu điểm gì so với phương pháp truyền thống?
Phương pháp này lượng hóa toán học mối quan hệ phi tuyến giữa các yếu tố qua ma trận tương quan cặp đôi, loại bỏ hoàn toàn tính chủ quan của người đánh giá và đạt hệ số tương quan tin cậy $R > 0,71$, giúp phân vùng chính xác trên từng pixel bản đồ GIS.

Giải pháp kết cấu móng nào an toàn nhất cho công trình xây dựng tại dải ven biển Cẩm Phả?
Giải pháp tối ưu là sử dụng móng cọc khoan nhồi xuyên qua lớp đất lấp và lớp sét nhạy cảm, cắm sâu vào tầng đá carbonat nguyên khối tối thiểu 1,5 m đến 2,0 m, kết hợp khoan phụt vữa gia cố các khe nứt karst xung quanh đài móng.

Kết luận

• Tổng hợp và số hóa thành công cơ sở dữ liệu đồng bộ gồm 22 điểm sụt đất lịch sử và 76 lỗ khoan địa chất công trình tại Cẩm Phả.
• Nhận diện chính xác tầng sét pha màu xám vàng dẻo chảy ($I_s = 1,70$) là lớp đất nhạy cảm trực tiếp tạo nên cơ chế sụt lún xói ngầm.
• Xác định sự thay đổi mực nước ngầm từ 24 cm đến 58 cm do tương tác mưa - thủy triều là nhân tố kích hoạt chính của tai biến.
• Thành lập bản đồ phân vùng nguy cơ sụt đất bằng mô hình chỉ tiêu tích hợp với độ tin cậy thống kê cao ($R > 0,71$), khoanh định rõ 4 mức độ rủi ro.
• Đề xuất lộ trình xử lý công trình phụt vữa hang karst và hệ thống quan trắc cảnh báo sớm tự động hóa cho giai đoạn 2024 - 2026.

Kết quả nghiên cứu là tài liệu khoa học giá trị, cần được các cấp chính quyền và doanh nghiệp tại Quảng Ninh ứng dụng ngay vào thực tế quy hoạch đô thị để bảo vệ tài sản và tính mạng của nhân dân.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Mở đầu CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU SỤT ĐẤT KARST VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHƢƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN KHU VỰ NGHIÊN CHƢƠNG 3: PHÂN VÙNG NGUY CƠ SỤT ĐẤT KHU VỰC VEN BIỂN THÀNH PHỐ CẨM PHẢ 2.1 Hiện trạng và đặc điểm tai biến sụt đất 2.2 Điều kiện, nguyên nhân và cơ chế sụt đất 2.3 Phân vùng nguy cơ sụt đất khu vực ven biển thành phố Cẩm Phả. Kết luận Tài liệu tham khảo 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU SỤT ĐẤT KARST VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan về tình hình nghiên cứu sụt đất karst 1.1 Trên thế giới Sụt lún karst là một hiện tượng tai biến địa chất đã và đang xảy ra tại nhiều khu vực karst trên thế giới.

Dạng tai biến địa chất này gắn liền với hoạt động hòa tan, rửa lũa tạo nên các không gian ngầm trong đá karst (gồm các đá có khả năng hòa tan như cacbonat, dolomit, evaporit, thạch cao…). Karst chiếm khoảng 15% diện tích trên bề mặt trái đất và hàng triệu người sinh sống trên khu vực này. Các tai biến karst trong đó có tai biến sụt lún đã được ghi nhận ở nhiều địa phương, khu vực và quốc gia. Do ảnh hưởng, hậu quả của tai biến karst và nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội, các nghiên cứu về karst ngày càng được quan tâm.

Các công trình công bố của các tác giả như Jenning 1985, White 1988. Ford and Williams 1989, Waltham and Fookes 2003, Beck 2004…đã đưa ra các khái niệm, phân loại hiện tượng sụt lún trên vùng karst. Trong các tài liệu này, mỗi hệ thống phân loại dựa trên kinh nghiệm và hiểu biết, tiêu chí riêng của từng nhà nghiên cứu. Ví dụ một cách phân chia của Williams (2003) dựa trên cơ chế hình thành hố sụt đã chia thành 4 loại: hố sụt hòa tan, sụp đổ nhanh chóng, rửa trôi đất vào khe karst, sụt lún trên diện rộng.

Các phân loại này có thể hợp lý về lý thuyết khoa học. Tuy nhiên, trong thực tế hố sụt có thể được tạo ra từ nhiều cơ chế. Vì vậy, trong các phân loại trên, nhiều cơ chế hình thành thực sự mới chỉ là các giả thuyết, những bằng chứng để chứng minh, thuyết phục là khó tìm thấy trong thực tế. Mặc dù mỗi nhà nghiên cứu có một cách phân loại riêng, nhưng hầu hết họ đều đồng ý về quá trình dẫn đến sụt lún karst, và điều kiện tiên quyết của hiện tượng này đó là tồn tại không gian ngầm karst (khe nứt, các hốc, hang) do sự hòa tan, rửa lũa các đá karst theo các đới dập vỡ, nứt nẻ và mặt lớp.

Thêm vào nữa, hoạt động của nước là yếu tố quan trọng nhất trong việc phát triển phát triển sụt 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Từ kiểu sụt lún chậm hình thành các trũng, phễu karst, sập trần hang do hoạt động hòa tan, rửa lũa dần dần các đá karst…cho đến những kiểu rửa trôi các thành phần đất đá tầng phủ nằm trên đá karst và các khe, hốc karst. Ngoài sự ảnh hưởng của tự nhiên như nước mưa, sự di chuyển, thay đổi mực nước ngầm do chế độ thủy, hải văn, thì các hoạt động nhân sinh tác động đến nước mặt, nước ngầm cũng là nguyên nhân hoặc làm tăng hiện tượng sụt lún karst. Theo Waltham và nnk (2005) các nguyên nhân do hoạt động nhân sinh tác động đến sụt lún là: - Do gia tăng lượng nước chảy tới bề mặt lớp phủ: không kiểm soát hệ thống dòng chảy mặt, vớ đường ống nước, các hố khoan không lấp, tưới tiêu nông nghiệp, rò rỉ đường ống ngước cấp, thoát.