Chương 1: Tống quan tình hình nghiên cửu về biến đổi môi trường địa chất Chương 2: Đặc điếm môi trường địa chất khu vực nghiên cứu Chương 3: Nghiên cứu ảnh hương cùa yếu tố tự nhiên và nhân tạo đến quá trình vận hành tuyến luồng Chương 4: Dự báo kha năng bồi lắng và đề xuất giãi pháp dam báo vận hành tuyến luồng an toàn và hiệu quá Kct luận và kiến nghị. TÓNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN củu VỀ BIÉN ĐÔI MÔI TRƯỜNG ĐỊA CHẤT 1. Tổng quan về nghiên cúu môi truòng địa chất 1. Khái quát vê môi trường địa chát Môi trường địa chất phát sinh và phát triên trong sự tác động qua lại với quyên khí.
quyển nước, thạch quyến và những quyên bên trong cua Trái Đất. Môi trường dịa chất (MTĐC) là các điều kiện vây quanh chúng ta tương tác với khí quyến, thúy quyến và các quyển bên trong cua Trái Đất. Mối tương tác đó diễn ra trong suốt lịch sử phát triển cua vó Trái Đất, tạo nên sự cân bàng nhất định trên bề mặt cũng như trong lòng đất với quy mô toàn cầu, khu vực hoặc cục bộ. Nhưng cùng chính sự tương tác đó đã tạo ra những mâu thuẫn và là nguyên nhân tất yếu làm nay sinh và phát triên các quá trình địa chất dẫn đến sự thay đổi hoặc phá húy MTĐC và tạo ra một bộ mặt mới [1], [2], MTĐC là lớp đất đá hay thô nhưỡng tạo nên phần trên cùng cùa thạch quyên, là một hệ thống nhiều thành phần chịu tác động từ các hoạt động kinh tổ.
xây dựng của con người làm thay đối quá trình địa chất tự nhicn và làm xuất hiện các quá trình địa chất mới.1 thô hiện các thành phan cúa môi trường địa chat [3J. Trên quan diêm được hiếu là một phần cua môi trường tự nhiên, là phần trên cùng của thạch quyển cấu tạo từ các the ran, thế lóng và thê khí cùng với tất cá các tài nguyên chứa trong đo và các trường vật lý vốn có của nó, là nơi cư trú và thực hiện các hoạt động sống của loài người, nơi dien ra tác dụng lương hỗ giữa thạch quyên với khí quyên, thuy quyến, sinh quyến và quyển kỹ thuật [4], Do đó. nhiệm vụ chính hiện nay là tìm ra những cơ sớ lý luận khoa học đúng đắn đẽ dự báo và điều chinh các quá trình địa chất theo hướng cần thiết dê phòng ngừa, giám thiêu và ngăn chặn các mặt tiêu cực do con người gây ra. Như vậy, MTĐC được hiểu là một tập hợp các yếu tố của môi trường tự nhiên, phần trên cùng của vỏ Trái Đất, nơi con người sinh song, khám phá đê phát triên và tiến hành các hoạt động cho nhu cầu phát triển xã hội, bị chi phối, điều tiết một cách tự nhiên bơi các yếu tố, quá trình địa chất, tạo nên thuận lợi hoặc trở ngại cho hoạt động 8 nhân sinh.
Do đó, MTĐC là nền tảng và hợp phần quan trọng nhất của môi trường tự nhiên - kỷ thuật, gồm thạch quyển, thố quyển, thủy quyển, khí quyển dưới mặt đất và sinh quyến, và là đối tượng nghiên cứu, điều tra và đánh giá cùa khoa học Kỹ thuật địa chất.2 thè hiện môi trường địa chất trong cấu trúc Trái đất [31- Trên quan điểm dó nhiệm vụ chính nghiên cứu sự biến đổi môi trường địa chất hiện nay là vạch ra những cơ sớ khoa học cho việc dự báo và điều khiến các quá trình địa chất theo hướng cần thiết cho con người phòng ngừa, hạn chế và ngăn chặn các quá trình hoạt động địa chất bất lợi. quyến Thúy quyền Môi trường Thạch quyén địa chát Khí quyền Sinh quyén 1 r Hình 1.Thành phân cua môi trường địa chât 10000 - _____ J Ginh núi cao nhÀt Vi smh vật trong khỉ quyến uyển va cac loai chim Đò cao lon nhít cho đong vát nnh sổng^ Đô cao lờn nhàt cho thưc vét sinh sổng^/ Độ cao lớn nhát cho con người cv trú -r / Độ cao lớn nh4t con ngươi đả J. Khỏng gian phàn bô canh tac nông nghièp cùa hẲu hét sinh vật vá diãn ra Muc nuoc biển hoat dộng của con người Vi sinh vảt phản bổ trong khoảng độ sảu vái nghìn met Cac quần thể sinh vật MŨI khoan đia chát ở sổng núi dai dương sảu nhốt ma con ngưoi đâ thực hi<n đạt 12.345 m ngoâi khơi đảo Sakhalin. Nga *m vão n 2011 W sáu lon nhàt õ đầy \J -1OOOO- d$i dương co thẻ quan sat đưoc hoữĩ dõng cùa sinh vât * ỉ r ____ r Hình 1.
Sơ đô mô tá môi trường địa chât trong câu trúc Trái đât 9 Mục tiêu cua khoa học Kỹ thuật địa chất (KTĐC) là nghiên cứu. xây dựng các giải pháp nhằm phát huy lốt, sử dụng hợp lý các chức năng của MTĐC, đồng thời đề xuất các giái pháp báo vệ đế phát triên bền vững. Các hoạt động kinh tế công trình cua con người mang những mâu thuần, vừa hoạt động có tính chất sáng tạo lại có tính chất làm mất cân bang tự nhiên, gây nên sự phát triên các quá trình và hiện tượng địa chất, làm thay đôi hoặc phá hoại, do vậy sư dụng hợp lý MTĐC là cần thiết. MTĐC là bộ phận đặc biệt của môi trường tự nhiên, nhạy cảm với sự thay đôi không ngừng cua các quá trình tự nhiên và hoạt động nhân sinh.
Trong MTĐC có quá trình tự điều chinh và tự cân bàng (các quycn trong MTĐC sẽ tương tác, điều chính đe luôn cân bằng động).3 thê hiện các quá trình xáy ra trong MTĐC ngày càng được mở rộng và toàn diện hơn [4], ỉ Hình 1. Các quá trình xảy ra trong môi trường địa chât Kỳ thuật địa chất dựa trên kiến thức khoa học của các bộ môn địa chất khác nhau như địa chất cấu trúc, địa hóa. địa chất công trình, địa chất thuy văn, địa bàn học, địa vật lý học. thô nhường học.không chi là những hồn hợp dơn thuần các khái niệm và phương pháp của khoa học đó, mà có xem xốt một cách thích đáng và tông hợp có định hướng những qui luật đã biết |3|.
KTĐC áp dụng thông tin địa chất đế giai quyết tat cá các vấn đe tương tác giữa con người với môi trường vật lý, tự nhiên, là khoa học ứng dụng các nguyên lý của địa chất học đế giai quyết về vấn đề môi trường [3]. 10 Ớ Việt Nam, KTĐC có rất nhiều công trình, dự án, đề tài nghiên cứu như thành lập ban đồ đới ven biên, địa chất đô thị, địa chất tai biến, đánh giá tác động của các hoạt động nhân sinh như đắp đê. hồ thuy điện, khai thác khoáng sàn tới môi trường,.góp phần tích cực cho sự phát triển của Kỷ thuật địa chất ở Việt Nam. Nhu cầu nghiên cún về hiến đôi môi trường địa chất Cùng với hệ thống tự nhicn, luôn tồn tại các hệ thống mà các hợp phần của chúng gồm các đối tượng tự nhiên và nhân tạo.
Chính vì thế đã xảy ra một quá trình tương tác giữa hai yếu tố tự nhiên và kỹ thuật. Sự tương tác giữa các đối tượng nhân tạo và các bộ phận thuộc quyển cùa Trái Đất - các địa quycn đòi hói phai xem xét các đối tượng tương tác này như là các hệ thống. Các vật thế tự nhiên và đối tượng nhân tạo là một hệ thống gồm hai hợp phần tương tác chính được gọi là địa hệ tự nhiên - kỳ thuật (ĐHTN-KT). ĐHTN-KT là câu trúc không gian thời gian cua các hợp phân tương tác bao gôm các hợp phần nhân tạo có thể là các hoạt động sán xuất và các phối hợp phần tự nhiên bị biến đồi do hoạt động của con người.
ĐHTN-KT có tính chất là một hệ thống và là một hệ thống mớ, nghĩa là một hệ thống luôn sẵn sàng đón nhận mọi sự hoạt động tương tác của các yeu tố tự nhiên và kỹ thuật. Trạng thái của địa hệ tự nhiên - kỹ thuật thay đổi theo thời gian vật lý và yếu tố kỹ thuật ngày càng một lớn chi phối đáng kê vào hệ thống. Các tương tác ơ địa hệ tự nhiên - kỹ thuật này là tương tác điều khiển được, loại và đặc diêm tương tác tùy thuộc vào loại, kết cấu và chế độ vận hành công trình. Động thái cua địa hệ tự nhiên - kỳ thuật không cân bằng hoặc già ôn định phụ thuộc vào quá trình tương tác như xây dựng mới một tuyến luồng vào giai đoạn đầu quá trình xói lờ có thê được xem là kết thúc nhờ các giãi pháp công trình, nhưng qua một thời gian vận hành các quá trình xói lờ tâng dan.
phát sinh thêm các hiện tượng xói lơ - bồi lang gia tâng làm ảnh hướng đến vận hành tuyến luồng và dẫn đến địa hệ mat trạng thái cân bang ôn định và không ít các trường hợp bị boi lang trầm trọng. ĐHTN-KT đơn vị là hệ thống gồm các hợp phần, về kỹ thuật là một công trình riêng lê, đoạn tuyến luồng, còn về tự nhiên là quyên tương tác cua môi trường địa chất với công trình. ĐHTN-KT địa phương được hình thành, vận động do tương tác của một 11 tập hợp các công trình với môi trường địa chất và được cấu tạo từ các ĐHTN-KT đơn vị. Các địa hệ đơn vị trong hệ địa phương phái tiếp giáp với nhau hoặc chờm lên nhau, ánh hưởng lẫn nhau và như thế thì vùng môi trường địa chất cứa hệ địa phương là một vùng liên tục.
ĐHTN-KT khu vực bao gồm một khu vực trong đó có các ĐHTN-KT địa phương và các ĐHTN-KT đơn vị nằm trong đó. Địa hệ khu vực có các địa hộ địa phương nằm cạnh nhau không liên kết với nhau tạo thành một không gian liên tục nên không tương tác trực tiếp lần nhau mà chi tương tác gián tiếp. Như vậy, trong ĐHTN-KT khu vực các địa hệ địa phương không quyết định cấu trúc cua địa hộ khu vực và việc phân chia này không phụ thuộc vào diện tích và qui mô cua các địa hệ. Dịa hệ tự nhiên kỳ thuật bao gồm rất nhiều yếu tố tự nhiên như sự phân bố cùa các lớp đất đá, thành phần, kiến trúc, cấu tạo và các tính chất của chúng, sự phân bố các tang chứa nước dưới đất, các điều kiện về khí tượng thuy vãn, qui luật vận động cua hệ thống sông, kênh, suối,.khi con người tác động vào môi trưởng địa chất với các the nhân tạo.
Trong luận án này, sự vận động cùa địa hệ tự nhiên - kỹ thuật chu yếu là do tương giừa thê nhân tạo và tự nhiên the hiện qua các quá trình kỹ thuật địa chất gom yếu tố nền địa chất, tác động dòng chày và xói lờ.