Luận văn thạc sĩ hus phân vùng nguy cơ trượt lở đất khu vực thành phố yên bái và đề xuất các giải pháp giảm thiểu thiệt hại môi trường và bảo vên môi trường 60 44 03 01

Luận văn thạc sĩ môi trường phân tích hus phân vùng nguy cơ trượt lở đất khu vực thành phố yên bái và đề xuất các giải pháp giảm thiểu, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề

• Tác giả: Hoàng Thị Tin
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thành Long
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên – Đại Học Quốc Gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Khoa Học Môi Trường
• Đề tài: Phân Vùng Nguy Cơ Trượt Lở Đất Khu Vực Thành Phố Yên Bái Và Đề Xuất Các Giải Pháp Giảm Thiểu Thiệt Hại
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 0.2. Nội dung nghiên cứu
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội
• 1.1.1. Điều kiện tự nhiên
• 1.1.1.1. Vị trí địa lý
• 1.1.1.2. Điều kiện khí hậu
• 1.1.1.3. Đặc điểm thủy văn
• 1.1.1.4. Đặc điểm địa chất kiến tạo
• 1.1.1.5. Phức hệ Cẩm Ân (νδPR1ca)
• 1.1.1.6. Phức hệ Tân Hương (γEth)
• 1.1.1.7. Nếp uốn và đứt gãy
• 1.1.1.8. Đặc điểm vỏ phong hóa
• 1.1.1.9. Đặc điểm địa mạo
• 1.1.1.9.1. Địa hình bóc mòn trên các đá biến chất
• 1.1.1.9.2. Địa hình bóc mòn trên các đai, mạch magma
• 1.1.1.9.3. Địa hình bóc mòn trên các trầm tích lục nguyên chứa than
• 1.1.1.9.4. Nhóm địa hình nguồn gốc tích tụ
• 1.1.1.9.5. Địa hình nguồn gốc nhân sinh
• 1.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội
• 1.2. Tổng quan về hệ thông tin địa lý (GIS)
• 1.3. Tổng quan về tai biến trượt lở đất
• 1.3.1. Các khái niệm cơ bản về TLĐ
• 1.3.2. Một số kiểu trượt thường gặp
• 1.3.2.1. Kiểu dịch chuyển dạng đổ
• 1.3.2.2. Kiểu dịch chuyển dạng rơi (còn gọi là lật)
• 1.3.2.3. Trượt xoay
• 1.3.2.4. Trượt tịnh tiến
• 1.3.2.5. Trượt hỗn hợp
• 1.3.2.6. Kiểu dịch chuyển trượt ngang
• 1.3.2.7. Kiểu dịch chuyển dạng dòng
• 1.4. Những yếu tố chính ảnh hưởng tới quá trình trượt lở
• 1.4.1. Các yếu tố địa chất
• 1.4.2. Các yếu tố cơ học, hóa học và khoáng học của đất
• 1.4.3. Các yếu tố địa mạo
• 1.4.3.1. Hình dạng sườn
• 1.4.4. Các yếu tố thủy văn
• 1.4.4.1. Các đặc tính thủy văn của đất và đá gốc bị phong hóa
• 1.4.4.2. Sự thấm nước
• 1.4.4.3. Dòng chảy dưới lớp mặt
• 1.4.4.4. Áp suất nước lỗ hổng
• 1.4.4.5. Sự ảnh hưởng của thực vật
• 1.4.5. Các yếu tố nhân tạo
• 1.5. Hiện trạng tai biến TLĐ tại khu vực nghiên cứu
• 1.5.1. Khu vực xã Nam Cường
• 1.5.2. Khu vực xã Minh Bảo
• 1.5.3. Khu vực phường Yên Ninh
• 2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Khái quát về phương pháp và quy trình công nghệ
• 2.2. Nội dung và phương pháp thực hiện
• 2.3. Ứng dụng GIS phân vùng dự báo tai biến trượt lở đất khu vực nghiên cứu
• 2.4. Quy trình công nghệ thành lập bản đồ phân vùng nguy cơ tai biến trượt lở đất
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 3.1. Xây dựng mô hình số độ cao
• 3.2. Xây dựng bản đồ độ dốc
• 3.3. Xây dựng bản đồ thảm phủ thực vật
• 3.4. Xây dựng bản đồ hệ số dẫn nước của đất đá
• 3.5. Xây dựng bản đồ diện tích lưu vực đơn vị (a)
• 3.6. Tính toán lượng mưa hữu hiệu (R)
• 3.7. Xây dựng bản đồ hệ số dẫn nước của đất đá (K)
• 3.8. Xây dựng bản đồ chỉ số bão hòa
• 3.9. Xây dựng bản đồ hệ số kết dính của rễ cây và tải trọng phía trên bề mặt đất
• 3.10. Thành lập bản đồ phân vùng nguy cơ tai biến trượt lở đất
• 3.11. Đánh giá mức độ chính xác của bản đồ phân vùng nguy cơ tai biến TLĐ
• 3.12. Đề xuất một số biện pháp nhằm phòng tránh và giảm thiểu thiệt hại do trượt lở đất gây ra tại khu vực nghiên cứu
• 3.12.1. Giải pháp chiến lược
• 3.12.2. Giải pháp cụ thể
• 3.12.2.1. Khu vực xã Minh Bảo
• 3.12.2.2. Khu vực xã Nam Cường
• 3.12.2.3. Khu vực phường Yên Ninh
• KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC I – Số liệu lượng mưa lớn nhất theo ngày tại trạm Yên Bái
• PHỤ LỤC II – Số liệu phân tích cơ lý đất

Tóm tắt

I. Tổng quan về phân vùng nguy cơ trượt lở đất tại Yên Bái

Trượt lở đất là một trong những hiện tượng thiên tai nghiêm trọng tại Việt Nam, đặc biệt là ở các tỉnh miền núi như Yên Bái. Với địa hình dốc và lượng mưa lớn, Yên Bái thường xuyên phải đối mặt với nguy cơ trượt lở đất. Việc phân vùng nguy cơ trượt lở đất không chỉ giúp nhận diện các khu vực có nguy cơ cao mà còn hỗ trợ trong việc lập kế hoạch phòng ngừa và ứng phó kịp thời.

1.1. Đặc điểm địa lý và khí hậu Yên Bái

Yên Bái nằm ở vùng núi phía Bắc, có địa hình cao dần từ Đông sang Tây. Khí hậu nơi đây là nhiệt đới gió mùa, với lượng mưa trung bình hàng năm lên tới 1.200 mm. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho sự hình thành trượt lở đất, đặc biệt trong mùa mưa.

1.2. Tình hình trượt lở đất tại Yên Bái

Trong những năm gần đây, hiện tượng trượt lở đất tại Yên Bái đã gia tăng cả về tần suất và cường độ. Các trận trượt lở không chỉ gây thiệt hại về tài sản mà còn đe dọa tính mạng của người dân. Việc nghiên cứu và phân vùng nguy cơ trượt lở đất là rất cần thiết để giảm thiểu thiệt hại.

II. Vấn đề và thách thức trong quản lý nguy cơ trượt lở đất

Quản lý nguy cơ trượt lở đất tại Yên Bái gặp nhiều thách thức. Địa hình phức tạp, sự biến đổi khí hậu và hoạt động của con người là những yếu tố chính ảnh hưởng đến tình hình trượt lở đất. Việc thiếu thông tin và công nghệ hiện đại trong dự báo cũng là một vấn đề lớn.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến trượt lở đất

Các yếu tố địa chất, thủy văn và khí hậu đều có tác động lớn đến nguy cơ trượt lở đất. Đặc biệt, sự thay đổi của lượng mưa và độ ẩm đất có thể làm tăng khả năng xảy ra trượt lở.

2.2. Thiếu hụt thông tin và công nghệ

Việc thiếu hụt thông tin về địa chất và khí hậu, cùng với công nghệ dự báo chưa phát triển, đã làm giảm hiệu quả trong công tác phòng ngừa và ứng phó với trượt lở đất.

III. Phương pháp phân vùng nguy cơ trượt lở đất tại Yên Bái

Để phân vùng nguy cơ trượt lở đất, các phương pháp hiện đại như GIS và mô hình tiền nghiệm đã được áp dụng. Những công nghệ này giúp xác định các khu vực có nguy cơ cao và lập bản đồ phân vùng nguy cơ một cách chính xác.

3.1. Ứng dụng công nghệ GIS trong phân vùng

Công nghệ GIS cho phép thu thập, phân tích và hiển thị dữ liệu địa lý, từ đó giúp xác định các khu vực có nguy cơ trượt lở đất cao. Việc sử dụng GIS đã mang lại nhiều lợi ích trong việc lập kế hoạch phòng ngừa.

3.2. Mô hình tiền nghiệm trong dự báo

Mô hình tiền nghiệm giúp tính toán độ ổn định của sườn dốc, từ đó xác định nguy cơ trượt lở đất. Việc áp dụng mô hình này đã cho thấy hiệu quả trong việc dự báo và giảm thiểu thiệt hại.

IV. Giải pháp bảo vệ môi trường và giảm thiểu thiệt hại

Để giảm thiểu thiệt hại do trượt lở đất, cần có các giải pháp bảo vệ môi trường hiệu quả. Các biện pháp như trồng cây, xây dựng hệ thống thoát nước và nâng cao nhận thức cộng đồng là rất cần thiết.

4.1. Trồng cây và bảo vệ rừng

Trồng cây và bảo vệ rừng là một trong những giải pháp quan trọng giúp giữ đất và giảm thiểu nguy cơ trượt lở. Rễ cây giúp giữ đất, ngăn chặn sự xói mòn và tăng cường độ ổn định của sườn dốc.

4.2. Xây dựng hệ thống thoát nước

Hệ thống thoát nước hiệu quả giúp giảm thiểu lượng nước thấm vào đất, từ đó giảm nguy cơ trượt lở. Việc thiết kế hệ thống thoát nước hợp lý là rất cần thiết trong các khu vực có nguy cơ cao.

V. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu về phân vùng nguy cơ trượt lở đất tại Yên Bái đã được áp dụng vào thực tiễn. Các bản đồ phân vùng nguy cơ đã giúp chính quyền địa phương có những quyết định kịp thời trong công tác phòng ngừa.

5.1. Bản đồ phân vùng nguy cơ trượt lở đất

Bản đồ phân vùng nguy cơ trượt lở đất đã được xây dựng dựa trên các yếu tố địa chất, khí hậu và thủy văn. Bản đồ này giúp xác định các khu vực cần được chú ý trong công tác phòng ngừa.

5.2. Kết quả ứng dụng trong thực tiễn

Việc áp dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn đã giúp giảm thiểu thiệt hại do trượt lở đất gây ra. Chính quyền địa phương đã có những biện pháp kịp thời để bảo vệ người dân và tài sản.

VI. Kết luận và tương lai của nghiên cứu về trượt lở đất

Nghiên cứu về phân vùng nguy cơ trượt lở đất tại Yên Bái đã mở ra hướng đi mới trong công tác phòng ngừa thiên tai. Tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và áp dụng các công nghệ mới để nâng cao hiệu quả trong công tác này.

6.1. Tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu về trượt lở đất cần được tiếp tục mở rộng và cập nhật thường xuyên. Việc áp dụng công nghệ mới sẽ giúp nâng cao độ chính xác trong dự báo và phòng ngừa.

6.2. Khuyến nghị cho chính quyền địa phương

Chính quyền địa phương cần có những chính sách hỗ trợ và đầu tư cho công tác phòng ngừa trượt lở đất. Việc nâng cao nhận thức cộng đồng cũng là một yếu tố quan trọng trong công tác này.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Khu vực miền núi phía Bắc Việt Nam luôn là điểm nóng về thiên tai địa chất, trong đó tỉnh Yên Bái chịu ảnh hưởng nặng nề với địa hình có độ cao trung bình khoảng 600m so với mực nước biển và chiếm đến 67,56% diện tích vùng núi cao toàn tỉnh. Nghiên cứu tập trung vào phạm vi không gian trọng điểm gồm 3 đơn vị hành chính là xã Minh Bảo, xã Nam Cường và phường Yên Ninh thuộc thành phố Yên Bái, với tổng diện tích tự nhiên là 24,22 km2. Khu vực này nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa có lượng mưa trung bình hàng năm đạt khoảng 1.200 mm, độ ẩm từ 83% đến 87%, kết hợp với địa hình phân cắt mạnh và lớp vỏ phong hóa dày từ 5m đến hơn 50m.

Vấn đề nghiên cứu cốt lõi xuất phát từ thực trạng tốc độ đô thị hóa nhanh chóng, hoạt động bạt sườn đào taluy làm nhà và mở đường giao thông đã làm mất chân sườn dốc tự nhiên, kết hợp với các đợt mưa lớn kéo dài kích hoạt hàng chục vụ trượt lở đất mỗi năm, đe dọa trực tiếp đến tính mạng cùng tài sản của người dân. Mục tiêu cụ thể của luận văn là kết hợp phân tích ảnh viễn thám độ phân giải cao, khảo sát thực địa và ứng dụng công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS) cùng mô hình cơ học tiền nghiệm (deterministic model) để xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ trượt lở đất tỷ lệ lớn 1/10.000.

Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc lượng hóa chỉ số an toàn mái dốc, chuyển đổi từ các phương pháp đánh giá định tính diện rộng sang mô hình dự báo định lượng theo pixel không gian. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học tin cậy giúp chính quyền địa phương nâng cao năng lực cảnh báo sớm, tối ưu hóa quy hoạch sử dụng đất đô thị và giảm thiểu từ 60% đến 80% thiệt hại do tai biến địa chất gây ra trong tương lai.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên sự tích hợp của hai nền tảng lý thuyết cơ bản trong địa kỹ thuật và thủy văn học:

• Lý thuyết cân bằng giới hạn sườn dốc vô tận (Infinite Slope Model): Dựa trên hệ thống phân loại trượt lở của Varnes (1984) và nguyên lý cơ học đất của Skempton & Hutchinson (1969). Mô hình xác định hệ số ổn định sườn dốc ($F_s$) thông qua tỷ số giữa tổng lực kháng cắt giữ trượt và lực gây trượt dọc theo mặt trượt phẳng song song với bề mặt địa hình.
• Mô hình thủy văn địa hình TOPMODEL (Beven & Kirkby): Sử dụng để mô phỏng sự tích tụ dòng chảy ngầm và xác định chỉ số bão hòa nước cục bộ ($m$) trong tầng đất dưới tác động của các trận mưa cực đại.

Các khái niệm chuyên ngành then chốt bao gồm:

• Hệ số an toàn ($F_s$): Tỷ số định lượng đánh giá mức độ ổn định mái dốc; khi $F_s \le 1,0$ sườn dốc rơi vào trạng thái mất ổn định và trượt lở xảy ra.
• Chỉ số bão hòa ($m = h/D$): Tỷ lệ giữa chiều cao cột nước ngầm bão hòa ($h$) và tổng bề dày lớp đất phong hóa ($D$).
• Lực dính kết tổng hợp ($C_s + C_r$): Sự kết hợp giữa lực dính tự nhiên của đất đá ($C_s$) và lực dính bổ sung do mạng lưới rễ cây tạo ra ($C_r$).
• Vỏ phong hóa (VPH): Tầng sản phẩm bở rời tại chỗ phát triển trên các hệ tầng đá biến chất Sông Hồng, Ngòi Chi và Núi Voi.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu đầu vào của luận văn được thu thập đồng bộ từ nhiều nguồn:

• Dữ liệu viễn thám và mô hình số độ cao (DEM) nội suy từ bản đồ địa hình tỷ lệ 1/10.000 để trích xuất bản đồ độ dốc ($\theta$), hướng dốc và diện tích lưu vực đơn vị ($a$).
• Chuỗi số liệu lượng mưa ngày cực đại quan trắc qua hơn 30 năm tại trạm khí tượng Yên Bái, được tính toán ngoại suy theo phân bố Gumbel và Pearson Type III với chu kỳ lặp lại 20 năm (lượng mưa dự báo đạt mức trên 150 - 200 mm/ngày).
• Bộ dữ liệu phân tích cơ lý đất từ hơn 50 mẫu thí nghiệm hiện trường và trong phòng, xác định các chỉ tiêu: góc ma sát trong ($\varphi$), dung trọng khô ($\gamma_d$), dung trọng bão hòa ($\gamma_{sat}$) và lực dính kết ($C_s$).

Phương pháp chọn mẫu thí nghiệm được thực hiện theo nguyên tắc ngẫu nhiên phân tầng dựa trên 5 kiểu vỏ phong hóa chính. Lý do lựa chọn mô hình tiền nghiệm tích hợp GIS là khả năng tính toán cơ học chi tiết từng ô lưới không gian (grid cell), phản ánh trực tiếp mối quan hệ vật lý giữa đặc tính đất đá, chế độ thủy văn và tải trọng thực vật, khắc phục triệt để tính chủ quan của các phương pháp thống kê hoặc chỉ số trọng số kinh nghiệm truyền thống.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã làm sáng tỏ cấu trúc không gian và quy luật phát sinh tai biến trượt lở đất trên địa bàn 24,22 km2 của thành phố Yên Bái qua các phát hiện cụ thể:

• Đặc điểm thạch học và cấu trúc vỏ phong hóa: Chiếm tỷ lệ áp đảo trong vùng là kiểu vỏ Sialferit trên đá trầm tích lục nguyên và metapelit (SAF) với 44,67% tổng diện tích, tiếp theo là vỏ hỗn hợp Sialit - Sialferit (SA-SAF) chiếm 23,86%, vỏ Sialferit - Ferosialit (SAF-FSA) chiếm 20,69%, vỏ Ferosialit (FSA) chiếm 5,10%, và vỏ Sialit (SA) chiếm 0,18%. Tầng phong hóa bở rời phát triển trên hệ tầng Ngòi Chi có chiều dày lớn từ 5m đến 15m, nhiều nơi đạt tới 40m - 60m, có thành phần giàu sét, bột, xen kẹp thạch anh vỡ vụn, khiến độ bền liên kết nội tại rất thấp.
• Mối tương quan giữa độ dốc và thảm phủ thực vật: Toàn bộ các điểm trượt lở thực tế ghi nhận qua điều tra đều phân bố ở sườn có độ dốc trên 20 độ. Tại xã Nam Cường và phường Yên Ninh, rừng trồng keo tai tượng đơn loài và đồi chè chiếm phần lớn diện tích; hệ thống rễ cây keo chỉ cung cấp lực gia cố $C_r$ dao động từ 1,5 đến 3,0 kN/m2, thấp hơn nhiều so với rừng tự nhiên đa tầng tán (đạt trên 5,0 kN/m2).
• Hiện trạng và quy mô các khối trượt: Đã điều tra và lập danh mục hàng chục điểm trượt lở điển hình. Quy mô khối trượt tại xã Nam Cường chủ yếu từ 30 m2 đến 60 m2 thuộc dạng trượt chảy bùn đất và đổ lở taluy. Tại xã Minh Bảo, quy mô trượt mở rộng từ 30 m2 đến hơn 500 m2. Bản đồ phân vùng nguy cơ bằng GIS đã nhóm lãnh thổ thành 4 cấp độ: Rất cao, Cao, Trung bình và Thấp, trong đó vùng nguy cơ Cao và Rất cao chiếm khoảng 25% đến 35% diện tích các sườn đồi dốc.

Thảo luận kết quả

Cơ chế gây trượt chính tại khu vực nghiên cứu được xác định là sự suy giảm đột ngột cường độ kháng cắt khi đất đá bão hòa nước. Vào mùa mưa lũ, lượng mưa ngày cực đại vượt ngưỡng thấm làm gia tăng nhanh chóng áp suất nước lỗ rỗng và đẩy chỉ số bão hòa $m$ tiến gần tới giá trị 1,0. Kết hợp với việc nhân dân tự ý bạt chân taluy để mở rộng diện tích xây dựng nhà ở tại các khu vực sườn dốc thuộc phường Yên Ninh và xã Nam Cường đã kích hoạt thế mất cân bằng trọng lực nghiêm trọng.

Kết quả dự báo từ mô hình tiền nghiệm có độ tin cậy vượt trội, với tỷ lệ trùng khớp giữa các điểm trượt lở quan sát thực tế và các vùng được dự báo có nguy cơ cao đạt trên 85%. Dữ liệu nghiên cứu được biểu diễn trực quan thông qua hệ thống bản đồ số chuyên đề đa lớp trong GIS, cho phép chồng lớp giữa bản đồ độ dốc, thảm phủ, hệ số dẫn nước $K$ và mô hình số độ cao DEM. So sánh với các nghiên cứu tại các vùng núi lân cận, phương pháp phân tích độ ổn định sườn dốc vô tận kết hợp mô hình thủy văn mang lại độ chi tiết cao, phục vụ hiệu quả cho cấp quản lý đô thị cơ sở thay vì chỉ mang tính định hướng vùng như các bản đồ tỷ lệ 1/100.000 trước đây.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm chủ động phòng tránh và giảm thiểu thiệt hại do trượt lở đất tại thành phố Yên Bái, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp chiến lược và công trình cụ thể:

• Hoàn thiện quy hoạch không gian và quản lý xây dựng sườn dốc: Ban hành quy chế nghiêm cấm các hoạt động đào bạt chân taluy tự phát có góc dốc lớn hơn 25 độ; thiết lập hành lang an toàn tối thiểu 30m đến 50m tính từ chân các sườn đồi có nguy cơ trượt lở cao. (Chủ thể: UBND thành phố Yên Bái, Phòng Quản lý Đô thị; Timeline: Hoàn thành trong giai đoạn 2015 - 2017; Target metric: Kiểm soát 100% hoạt động xây dựng trên đất dốc).
• Xây dựng hệ thống công trình thoát nước và gia cố cơ học: Thi công rãnh đỉnh đón nước mặt sườn đồi, rãnh phân lưu và tường chắn rọ đá có tầng lọc ngược tại các điểm xung yếu dọc các trục đường dân sinh ở phường Yên Ninh và xã Minh Bảo. (Chủ thể: Ban Quản lý Dự án Đầu tư Xây dựng thành phố; Timeline: Định kỳ triển khai trước tháng 5 hàng năm; Target metric: Nâng hệ số an toàn mái dốc $F_s \ge 1,30$).
• Tái cấu trúc thảm phủ sinh học chống xói mòn: Giảm thiểu việc khai thác trắng rừng trồng keo tai tượng theo chu kỳ ngắn; chuyển đổi sang mô hình nông lâm kết hợp, trồng xen cây bản địa rễ sâu (như lát hoa, lim xẹt, cỏ vetiver) trên các sườn dốc trên 20 độ để nâng cao lực dính rễ cây $C_r$ thêm 2,0 - 4,0 kN/m2. (Chủ thể: Hạt Kiểm lâm thành phố và các hộ dân nhận khoán đất rừng; Timeline: Thực hiện liên tục trong 3 - 5 năm; Target metric: Nâng độ che phủ rừng phòng hộ ổn định lên trên 60%).
• Thiết lập mạng lưới quan trắc và cảnh báo thiên tai sớm: Lắp đặt các trạm đo mưa tự động tại các xã Minh Bảo, Nam Cường và mốc đo chuyển vị sườn dốc; xây dựng ngưỡng cảnh báo khi lượng mưa tích lũy 24 giờ vượt quá 100 mm hoặc lượng mưa 3 ngày liên tiếp vượt quá 200 mm để kịp thời sơ tán dân cư. (Chủ thể: Ban Chỉ huy Phòng chống thiên tai và Tìm kiếm cứu nạn các cấp; Timeline: Vận hành từ năm 2015; Target metric: Đảm bảo 100% người dân vùng nguy cơ nhận tin báo trước 2 - 4 giờ).

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Tài liệu luận văn là nguồn tư liệu khoa học giá trị cho 4 nhóm đối tượng chính:

• Cơ quan quản lý nhà nước và chính quyền địa phương: Cán bộ Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Xây dựng, UBND thành phố Yên Bái sử dụng bản đồ phân vùng nguy cơ tỷ lệ 1/10.000 để rà soát quy hoạch đô thị, cấp phép xây dựng và lập phương án di dời dân cư vùng nguy hiểm.
• Kỹ sư địa kỹ thuật và tư vấn thiết kế hạ tầng: Các đơn vị khảo sát, thiết kế công trình giao thông, thủy lợi và dân dụng ứng dụng các thông số cơ lý đất ($c$, $\varphi$, $\gamma$) và công thức tính toán $F_s$ để thiết kế mái dốc, tường chắn đạt chuẩn an toàn.
• Giảng viên, học viên cao học và nhà nghiên cứu: Các chuyên gia trong ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Môi trường, Địa chất ứng dụng khai thác quy trình tích hợp giữa mô hình thủy văn TOPMODEL, phương pháp cơ học sườn dốc và công nghệ GIS làm tài liệu giảng dạy, nghiên cứu chuyên sâu.
• Các tổ chức phi chính phủ và quản lý dự án cộng đồng: Các điều phối viên dự án giảm nhẹ rủi ro thiên tai và thích ứng biến đổi khí hậu tham khảo khung đánh giá để xây dựng các mô hình sinh kế bền vững và truyền thông nâng cao nhận thức cộng đồng miền núi.

Câu hỏi thường gặp

Mô hình tiền nghiệm (deterministic model) có ưu điểm gì so với các phương pháp thống kê trong đánh giá trượt lở?
Mô hình tiền nghiệm tính toán hệ số an toàn ($F_s$) dựa trên các định luật vật lý và cơ học đất thực tế thay vì dựa vào tần suất thống kê quá khứ. Phương pháp này cho phép đánh giá chính xác trạng thái mái dốc theo từng điều kiện mưa giả định với độ tin cậy vượt trên 85% ở tỷ lệ bản đồ lớn 1/10.000.

Tại sao thành phố Yên Bái có nguy cơ trượt lở đất cao dù độ cao trung bình chỉ khoảng 70m?
Nguy cơ cao bắt nguồn từ sự kết hợp của lớp vỏ phong hóa dày từ 5m đến hơn 40m trên nền đá biến chất bở rời của hệ tầng Ngòi Chi, độ dốc địa hình cục bộ thường vượt 20 độ, lượng mưa năm lớn trên 1.200 mm và áp lực đào đắp sườn đồi do đô thị hóa nhanh.

Rừng trồng keo tai tượng có vai trò như thế nào đối với việc ổn định sườn dốc?
Keo tai tượng giúp hạn chế xói mòn mặt nhưng bộ rễ ăn nông chỉ tạo lực dính kết $C_r$ khoảng 1,5 đến 3,0 kN/m2. Khi khai thác trắng theo chu kỳ ngắn 5 - 7 năm, đất bị phơi ải và mất hoàn toàn lực giữ cơ học, làm nguy cơ trượt lở tăng cao gấp nhiều lần so với rừng tự nhiên.

Các thông số cơ lý đất chính nào quyết định trực tiếp đến hệ số an toàn mái dốc trong nghiên cứu?
Ba thông số cốt lõi gồm lực dính kết của đất ($C_s$), góc ma sát trong ($\varphi$) và dung trọng bão hòa ($\gamma_{sat}$). Khi nước mưa thấm sâu làm đất chuyển sang trạng thái bão hòa ($m \to 1$), áp lực nước lỗ rỗng tăng lên làm triệt tiêu lực kháng ma sát, khiến hệ số $F_s$ tụt xuống dưới 1,0.

Chính quyền cơ sở có thể khai thác trực tiếp bản đồ nguy cơ của luận văn vào công việc nào?
Bản đồ phân vùng tỷ lệ 1/10.000 là công cụ khoanh định chính xác các ô đất có nguy cơ rất cao và cao tại 3 xã, phường nghiên cứu. Chính quyền sử dụng trực tiếp để cắm biển cảnh báo, dừng cấp phép xây dựng tại các sườn dốc mất an toàn và lập phương án sơ tán dân cư khi mưa bão.

Kết luận

• Xây dựng thành công cơ sở dữ liệu số địa không gian và bản đồ hiện trạng trượt lở đất chi tiết trên diện tích 24,22 km2 thuộc địa bàn thành phố Yên Bái.
• Ứng dụng hiệu quả mô hình cơ học sườn dốc vô tận kết hợp GIS để thành lập bản đồ phân vùng nguy cơ trượt lở đất tỷ lệ 1/10.000 với độ chính xác đạt trên 85%.
• Lượng hóa vai trò của các yếu tố tự nhiên, xác định nhóm vỏ phong hóa SAF chiếm 44,67% và lượng mưa cực đại chu kỳ 20 năm là hai tác nhân tự nhiên kích hoạt trượt lở hàng đầu.
• Chỉ rõ tác động tiêu cực của các hoạt động nhân sinh như đào bạt chân sườn đồi và chuyển đổi thảm thực vật kém bền vững đến độ ổn định mái dốc.
• Đề xuất hệ thống 4 nhóm giải pháp kỹ thuật, quy hoạch, sinh học và quản lý có tính khả thi cao nhằm bảo vệ an toàn tính mạng và tài sản cho cộng đồng.

Đóng góp chính của luận văn là đã hoàn thiện quy trình công nghệ tích hợp viễn thám, GIS và mô hình tiền nghiệm trong dự báo tai biến trượt lở đất ở tỷ lệ lớn tại Việt Nam. Trong giai đoạn 2015 - 2020, nghiên cứu cần được tiếp tục mở rộng áp dụng cho toàn bộ các xã, phường còn lại của thành phố Yên Bái và tích hợp hệ thống cảm biến đo mưa tự động theo thời gian thực. Hãy chủ động ứng dụng kết quả phân vùng nguy cơ trượt lở đất vào quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội ngay hôm nay để xây dựng một đô thị Yên Bái an toàn, bền vững trước biến đổi khí hậu.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Trượt lở đất (TLĐ) là một trong những loại hình thiên tai phổ biến nhất trên thế giới và Việt Nam. Ba phần tư lãnh thổ Việt Nam thuộc khu vực miền núi, có địa hình sườn dốc cao, nên các hiện tượng TLĐ thường xuyên xảy ra. Những năm gần đây, các loại hình thiên tai này xảy ra với tần suất và cường độ ngày càng tăng, gây ra những thiệt hại rất nghiêm trọng về người và của tại nhiều tỉnh miền núi khác nhau. Trên thế giới , viê ̣c nghiên cứu tai biến TLĐ đươ ̣c đầ u tư rấ t sớm , nhiề u phương pháp khoa ho c̣ tiên tiến đã được áp dụng vào công tác dự báo nguy cơ thảm họa TLĐ.

Ở Việt Nam, vấ n đề này mới chỉ đươ ̣c chú trọng khoảng 15 năm gần đây khi thảm họa thiên tai xảy ra thường xuyên hơn. Các nghiên cứu về TLĐ ở Việt Nam mới chỉ áp dụng trên diện rộng, tỷ lệ nhỏ, chủ yếu phân vùng dự báo định tính, còn rất thiếu các công trình điều tra đủ chi tiết để hỗ trợ hiệu quả hơn công tác quy hoạch, cảnh báo nguy cơ và chỉ đạo điều hành phòng chống thiên tai, giảm nhẹ thiệt hại trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Yên Bái là một tỉnh thuộc vùng trung du và miền núi phía Bắc của nước ta. Địa hình Yên Bái có độ dốc lớn, cao dần từ Đông sang Tây, từ Nam lên Bắc, độ cao trung bình 600m so với mực nước biển.

Do đặc điểm địa chất của Yên Bái bị phong hóa mạnh và chiều dày vỏ phong hóa lớn cùng với lượng mưa trung bình hàng năm lớn, kéo dài dẫn đến đất đá bão hòa nước nên hàng năm Yên bái phải chịu hàng chục trận trượt lở đất đá lớn, nhỏ gây ảnh hưởng rất nhiều đến đời sống cũng như sinh hoạt thậm chí đe dọa tính mạng của người dân. Để giúp người dân và chính quyền địa phương có biện pháp phòng tránh cũng như giảm thiểu thiệt hại do tai biến trượt lở đất gây ra, đề tài nghiên cứu: “Phân vùng nguy cơ trượt lở đất khu vực thành phố Yên Bái và đề xuất các giải pháp giảm thiểu thiệt hại” đã được đề xuất và tiến hành. Mục tiêu nghiên cứu: - Kết hợp kết quả phân tích ảnh viễn thám và điều tra khảo sát thực địa để thành lập sơ đồ hiện trạng tai biến trượt lở đất cho các xã Minh Bảo, xã Nam Cường và Phường Yên Ninh thuộc TP. 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] - Ứng dụng công nghệ GIS, mô hình tiền nghiệm (deterministic model) tính toán độ ổn định của sườn dốc để thành lập sơ đồ phân vùng nguy cơ tai biến trượt lở đất cho các xã Minh Bảo, xã Nam Cường và Phường Yên Ninh thuộc TP.

- Trên cơ sở sơ đồ phân vùng nguy cơ tai biến trượt lở đất được thành lập đề xuất các giải pháp phòng chống và giảm thiểu thiệt hại do các tai biến trượt lở đất có thể gây ra cho chính quyền và người dân địa phương tại khu vực nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu: - Tiến hành khảo sát thực địa và xử lý ảnh viễn thám để thành lập sơ đồ hiện trạng trượt lở đất của khu vực nghiên cứu. - Xây dựng các bản đồ thành phần về các yếu tố gây trượt của khu vực nghiên cứu. - Ứng dụng công nghệ GIS và mô hình tiền nghiệm (deterministic model) tính toán độ ổn định của sườn dốc để xây dựng sơ đồ phân vùng nguy cơ tai biến trượt lở đất cho khu vực nghiên cứu.

- Đề xuất các giải pháp phòng chống và giảm thiểu thiệt hại do tai biến trượt lở đất có thể gây ra tại khu vực nghiên cứu. 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1. Điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội 1. Điều kiện tự nhiên 1.

Vị trí địa lý Yên Bái là một trong 13 tỉnh vùng núi phía Bắc, nằm giữa 2 vùng Đông Bắc và Tây Bắc. Phía Bắc giáp tỉnh Lào Cai, phía Nam giáp tỉnh Phú Thọ, phía Đông giáp 2 tỉnh Hà Giang, Tuyên Quang và phía Tây giáp tỉnh Sơn La. Yên bái là đầu mối và trung độ của các tuyến giao thông đường bộ, đường sắt, đường thuỷ từ Hải Phòng, Hà Nội lên cửa khẩu Lào Cai, là một lợi thế trong việc giao lưu với các tỉnh bạn, với các thị trường lớn trong và ngoài nước. “Yên Bái nằm ở vùng núi phía Bắc, có đặc điểm địa hình cao dần từ Đông Nam lên Tây Bắc và được kiến tạo bởi 3 dãy núi lớn đều có hướng chạy Tây Bắc – Đông Nam: phía Tây có dãy Hoàng Liên Sơn – Pú Luông nằm kẹp giữa sông Hồng và sông Đà, tiếp đến là dãy núi cổ Con Voi nằm kẹp giữa sông Hồng và sông Chảy, phía Đông có dãy núi đá vôi nằm kẹp giữa sông Chảy và sông Lô.

Địa hình khá phức tạp nhưng có thể chia thành 2 vùng lớn: vùng cao và vùng thấp. Vùng cao có độ cao trung bình 600 m trở lên, chiếm 67,56% diện tích toàn tỉnh. Vùng này dân cư thưa thớt, có tiềm năng về đất đai, lâm sản, khoáng sản, có khả năng huy động vào phát triển kinh tế - xã hội. Vùng thấp có độ cao dưới 600 m, chủ yếu là địa hình đồi núi thấp, thung lũng bồn địa, chiếm 32,44 % diện tích tự nhiên toàn tỉnh.

3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.1: Sơ đồ khu vực thành phố Yên Bái Theo Nghị định số 87/2008/NĐ-CP/ ngày 04/8/2008 của Chính phủ: về việc điều chỉnh địa giới hành chính huyện Trấn Yên để mở rộng thành phố Yên Bái, hiện nay thành phố Yên Bái có diện tích tự nhiên là: 10.892 nhân khẩu với 17 đơn vị hành chính trực thuộc bao gồm 7 phường và 10 xã”1 (hình 1. Trong phạm vi của luận văn, diện tích nghiên cứu chỉ tập trung vào các xã: xã Minh Bảo, xã Nam Cường và phường Yên Ninh thuộc thành phố Yên Bái với tổng diện tích là 24,22km2 (hình 1. 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.2: bản đồ khu vực nghiên cứu 1. Điều kiện khí hậu: Khu vực nghiên cứu nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, với độ cao trung bình 70m, nhiệt độ trung bình là 22 - 230C; lượng mưa trung bình 1.200 mm/năm; độ ẩm trung bình 83 - 87%, thuận lợi cho việc phát triển nông – lâm nghiệp.

Đây là vùng mưa phùn nhiều nhất tỉnh, có điều kiện phát triển cây lương thực, thực phẩm, cây công nghiệp, lâm nghiệp, cây ăn quả. Đặc điểm thủy văn: 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Chế độ thủy văn của khu vực nghiên cứu khá phong phú nhờ có Sông Hồng chảy qua và hệ thống hồ, đầm, khe, suối. Chiều dài của sông Hồng trong phạm vi TP. Yên Bái khoảng 17km, trong khu vực nghiên cứu sông Hồng chảy qua địa phận phường Yên Ninh với chiều dài khoảng 3km.

Khu vực nghiên cứu thuộc TP.Yên Bái không có hệ thống đê, kè chống lũ do vậy thường xuyên chịu ảnh hưởng của hiện tượng lũ lụt. Khu vực nghiên cứu cũng có nhiều suối nhỏ tuy nhiên do mức độ đô thị hóa nhanh chóng của thành phố, rất nhiều suối đã trở thành kênh dẫn nước hoặc đã bị thay đổi hình dạng quá nhiều do con người đã làm thành các ruộng lúa, hồ nuôi cá, … 1. Đặc điểm địa chất kiến tạo: 1. Địa tầng Trong nghiên cứu này, các tài liệu về đặc điểm địa chất – kiến tạo của khu vực nghiên cứu đã được tham khảo từ các báo cáo kết quả thành lập bản đồ địa chất tỷ lệ 1/50.000 Nhóm tờ Đoan Hùng - Yên Bình do Hoàng Thái Sơn và nnk thành lập năm 1997; Bản đồ địa chất tỷ lệ 1/200.000 do Nguyễn Vĩnh và nnk (đã được hiệu đính bởi Nguyễn Văn Hoành và nnk) và được Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam xuất bản năm 2005 (Nguyễn Thành Vạn và nnk biên tập); Đồng thời sử dụng kết quả nghiên cứu ảnh viễn thám để phân tích và bổ sung.

Trong khu vực nghiên cứu bao gồm các phân vi địa tầng được mô tả dưới đây: GIỚI ARKEI Loạt Sông Hồng (AR?sh) – hệ tầng Núi Voi - tập 1 (AR? Nv1) Gồm các đá gneis silimanit granat ( biotit) có màu trắng đục- nâu vàng, hạt vừa đôi khi hạt lớn, kiến trúc hạt sợi vảy biến tinh, ban biến tinh (orthoclas, granat), cấu tạo gneis, dạng mắt. Thành phần chủ yếu của đá: orthoclas (25- 35%), plagioclas (12- 20%), thạch anh (20- 25%), silimanit (10- 20%), almadin- pyrop (10- 15%), biotit (3- 6%), khoáng vật phụ: Apatit, zircon.; Gneis biotit granat ( silimanit) có đặc điểm giống với gneis silimanit granat nhưng lượng biotit chiếm ưu 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] thế so với silimanit; đá phiến thạch anh silimanit granat ( biotit), quarzit. Trong chúng còn gặp một số thể nhỏ granit (silimanit, granat, diopsid). Phân bố phía bắc của vùng nghiên cứu, theo phương TB-ĐN dưới dạng nhân của một nếp lồi, ở núi Minh Quán, nơi có đỉnh cao 497m.

Hệ tầng Ngòi Chi (AR? nc) Cấu thành hệ tầng Ngòi Chi gồm: Đá phiến thạch anh silimanit biotit ( granat), đá phiến thạch anh biotit granat ( silimanit), quarzit và gneis tiêm nhập (gneis migmatit). Trong khu vực nghiên cứu chúng phân bố rất rộng rãi và chiếm khối lượng chủ yếu. Hệ tầng Ngòi Chi có phương cấu trúc chung là Tây Bắc - Đông Nam, các đá bị uốn nếp và phá huỷ kiến tạo mạnh. Hệ tầng Ngòi Chi được chia làm 2 tập theo thứ tự từ dưới lên trên là Tập 1 (AR? nc1) và tập 2 (AR? nc2), được mô tả chi tiết như sau: Tập 1 (AR? nc1): Gồm các đá chủ yếu là đá phiến thạch anh silimanit biotit ( granat) có màu xám nâu, xám trắng - nâu vàng nhạt, hạt vừa đến nhỏ.

Kiến trúc hạt vảy biến tinh, thường có ban tinh (granat), cấu tạo phân phiến, dạng mắt. Thành phần khoáng vật: Thạch anh: 50- 70%, silimanit: 15- 30%, biotit: 10- 15%, granat: 0-10%. Ngoài ra còn có zircon, apatit, rutil; quarzit (đá phiến dạng quarzit) có màu trắng, xám nhạt phớt nâu, có xâm tán graphit, hạt vừa đến nhỏ. Kiến trúc hạt vảy biến tinh, cấu tạo phân phiến, dạng mắt, dạng dải.

Thành phần khoáng vật: Thạch anh: 80- 82%, biotit: 10- 15%, silimanit: 2- 5%, graphit (khí hoá): 0- 6%. xen các lớp mỏng, thấu kính đá phiến thạch anh biotit silimanit, gneis tiêm nhập. Chiếu dày của tập: 650 - 840 m. Các đá của tập này thường bị migmatit hoá từ mạnh đến trung bình (chủ yếu là migmatit hoá dạng lớp).

Thành phần chủ yếu của mạch tiêm nhập sáng màu là felspat (orthoclas, plagioclas) và thạch anh có kích thước từ vài milimet đến hàng centimet, đôi khi lớn hơn. Đá vây quanh các mạch này thường bị thạch anh hoá, felspat hoá.