Luận văn: Phân vùng nguy cơ trượt lở đất tại TP. Yên Bái và giải pháp giảm thiểu

Luận văn phân vùng nguy cơ trượt lở đất tại TP Yên Bái. Phân tích thực trạng, xây dựng bản đồ cảnh báo và đề xuất các giải pháp giảm thiểu thiệt hại.

• Tác giả: Hoàng Thị Tin
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thành Long
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• 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 khoa học
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Trượt Lở Đất Tại Yên Bái

Trượt lở đất là một trong những tai biến địa chất nguy hiểm nhất tại khu vực thành phố Yên Bái, đặc biệt ở các xã Nam Cường, Minh Bảo và phường Yên Ninh. Những sự kiện trượt lở xảy ra thường liên quan đến các yếu tố địa chất phức tạp, điều kiện khí hậu mưa lớn, và địa mạo hiểm trở. Khu vực này nằm trên nền tảng địa chất với phức hệ Cẩm Ân và Tân Hương, có cấu trúc địa chất kiến tạo phức tạp với nhiều nếp uốn và đứt gãy. Hiện trạng tai biến trượt lở tại đây đã gây ra những thiệt hại đáng kể về tài sản và có nguy cơ đe dọa tính mạng người dân. Việc nghiên cứu và phân vùng nguy cơ trượt lở trở thành cần thiết để phòng tránh và giảm thiểu những hậu quả tiêu cực.

1.1. Khái Niệm Và Các Kiểu Trượt Lở Đất

Trượt lở đất là hiện tượng dịch chuyển khối đất hay đá xuống sườn dốc dưới tác động của trọng lực. Các kiểu trượt lở thường gặp bao gồm: trượt xoay (rotational slides), trượt tịnh tiến (translational slides), trượt hỗn hợp, dòng chảy đất (flow), và kiểu dịch chuyển dạng đổ. Mỗi kiểu có cơ chế hoạt động khác nhau và yêu cầu các biện pháp xử lý riêng. Tại Yên Bái, các loại trượt lở chủ yếu là trượt xoay và trượt tịnh tiến do đặc điểm địa chất và địa mạo.

1.2. Hiện Trạng Trượt Lở Tại Các Khu Vực Nghiên Cứu

Ba khu vực chính bị ảnh hưởng bởi trượt lở đất là xã Nam Cường, xã Minh Bảo và phường Yên Ninh. Mỗi khu vực có đặc điểm tai biến trượt lở khác nhau tùy thuộc vào địa chất, độ dốc và điều kiện nước. Những điểm dễ xảy ra trượt lở thường nằm trên các sườn có độ dốc lớn, có vỏ phong hóa dày và tiếp xúc với nước ngầm. Các sự kiện trượt lở lịch sử đã được ghi nhận và phân tích để xác định các yếu tố nguy cơ chính.

II. Các Yếu Tố Chính Ảnh Hưởng Đến Trượt Lở Đất

Việc phân vùng nguy cơ trượt lở cần xem xét nhiều yếu tố liên quan. Các yếu tố địa chất như cơ tính, tính chất hóa học và khoáng học của đất đá là nền tảng quyết định khả năng trượt lở. Yếu tố địa mạo bao gồm hình dạng sườn, độ dốc, và độ cao cũng ảnh hưởng lớn. Các yếu tố thủy văn như sự thấm nước, dòng chảy dưới lớp mặt, áp suất nước lỗ hổng là những nguyên nhân trực tiếp kích hoạt trượt lở. Thực vật cũng đóng vai trò quan trọng trong việc gia cố đất qua hệ rễ. Ngoài ra, các yếu tố nhân tạo như chạy quá tải sườn hay khai thác mở cũng tăng nguy cơ trượt lở.

2.1. Yếu Tố Địa Chất Và Địa Mạo

Địa chất khu vực Yên Bái gồm phức hệ Cẩm Ân và Tân Hương với nhiều đứt gãy và nếp uốn. Vỏ phong hóa dày là điều kiện thuận lợi cho trượt lở. Địa mạo bóc mòn trên các đá biến chất, dải magma và trầm tích tạo ra các sườn dốc. Độ dốc sườn là yếu tố chủ yếu, các sườn có góc 30-60 độ dễ xảy ra trượt lở nhất. Hình dạng sườn lồi hoặc thẳng cũng ảnh hưởng đến sự phân bổ ứng suất trong đất.

2.2. Yếu Tố Khí Hậu Và Thủy Văn

Mưa lớn là yếu tố chính kích hoạt trượt lở tại Yên Bái với lượng mưa lớn tập trung vào mùa hè. Lượng mưa hữu hiệu thấm vào đất làm tăng trọng lượng và giảm sức kháng cắt. Áp suất nước lỗ hổng tăng lên là nguyên nhân trực tiếp gây trượt lở. Đặc tính thủy văn của đất, hệ số dẫn nước, và điều kiện dòng chảy dưới lớp mặt cũng quyết định mức độ bão hòa của đất.

III. Phân Vùng Nguy Cơ Và Bản Đồ Dự Báo

Phân vùng nguy cơ trượt lở được thực hiện bằng công nghệ GIS (Hệ thông tin địa lý), kết hợp nhiều lớp dữ liệu không gian. Quy trình phân vùng bao gồm xây dựng mô hình số độ cao từ dữ liệu địa hình, tạo bản đồ độ dốc, bản đồ thảm phủ thực vật, và bản đồ hệ số dẫn nước. Các thông số khác như chỉ số bão hòa, hệ số kết dính từ rễ cây cũng được tính toán. Kết quả phân vùng nguy cơ được chia thành các mức độ: nguy cơ rất cao, cao, trung bình, thấp và rất thấp. Bản đồ phân vùng này giúp xác định những khu vực ưu tiên cần áp dụng các biện pháp phòng tránh trượt lở.

3.1. Phương Pháp Xây Dựng Bản Đồ Phân Vùng

Công nghệ GIS cho phép tích hợp nhiều dữ liệu không gian để tạo bản đồ phân vùng nguy cơ. Mô hình số độ cao được xây dựng từ dữ liệu DEM, từ đó tính toán độ dốc và các yếu tố địa mạo khác. Bản đồ thảm phủ và hệ số dẫn nước được cập nhật từ dữ liệu viễn thám. Các thông số định lượng được tính toán bằng các công thức địa chất kỹ thuật, sau đó được chồng lớp để tạo bản đồ nguy cơ cuối cùng.

3.2. Đánh Giá Độ Chính Xác Và Xác Thực Bản Đồ

Độ chính xác của bản đồ phân vùng được xác thực bằng cách so sánh với các sự kiện trượt lở lịch sử đã ghi nhận. Những khu vực có trượt lở thực tế nên nằm trong vùng nguy cơ cao hoặc rất cao theo bản đồ. Nếu độ trùng khớp cao (>80%), bản đồ được coi là đáng tin cậy. Các sai lệch được phân tích để điều chỉnh mô hình hoặc tăng cường thu thập dữ liệu.

IV. Giải Pháp Phòng Tránh Và Giảm Thiểu Thiệt Hại

Để giảm thiểu thiệt hại do trượt lở, cần áp dụng cả giải pháp chiến lược dài hạn và biện pháp cụ thể ngắn hạn. Giải pháp chiến lược bao gồm quy hoạch đất đai bền vững, hạn chế xây dựng trên các khu vực nguy cơ cao, và tăng cường rừng phủ để gia cố đất. Các biện pháp cụ thể tại từng khu vực khác nhau tùy theo mức độ nguy cơ: xây dựng hệ thống thoát nước, làm dốc ngoài, xây dựng tường chắn, hoặc trồng cây gia cố. Đối với xã Minh Bảo, xã Nam Cường và phường Yên Ninh cần có các biện pháp riêng phù hợp với địa hình và điều kiện địa chất cụ thể.

4.1. Giải Pháp Chiến Lược Dài Hạn

Quy hoạch đất đai dựa trên bản đồ phân vùng nguy cơ là nền tảng giải pháp chiến lược. Các khu vực nguy cơ rất cao không nên phát triển xây dựng dân cư mới. Cần tăng cường rừng phủ tự nhiên để cải thiện tính ổn định sườn qua hệ rễ cây. Xây dựng hạ tầng xanh, hệ thống thoát nước bề mặt và ngầm để giảm bão hòa nước. Thực hiện giáo dục cộng đồng về rủi ro trượt lở và các biện pháp tự bảo vệ.

4.2. Biện Pháp Cụ Thể Theo Từng Khu Vực

Tại xã Minh Bảo nên ưu tiên xây dựng hệ thống thoát nước trên sườn và tường chắn ở chân dốc. Xã Nam Cường cần làm dốc ngoài để dẫn nước mưa và trồng cây xen canh để gia cố. Tại phường Yên Ninh cần xây dựng công trình hạ tầng phòng chống kết hợp với lâm nghiệp bảo vệ. Đồng thời, cần thiết lập hệ thống cảnh báo sớm và sơ tán khẩn cấp cho các khu vực nguy cơ cao.

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 , viêc nghiên cứ u tai biến TLĐ đầu tư rất sớm , nhiều đươc phương pháp khoa hoc tiên tiến đã được áp dụng vaò công tác dự baó nguy cơ thảm họa TLĐ.

Ở Việt Nam, vấn đề này mới chỉ đươc 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 - 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 thám để thành lập sơ đồ hiện viên 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 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.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 1.2: 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 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 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.

Nơi bị migmatit hoá rất mạnh thường dẫn đến thành tạo gneis tiêm nhập (gneis migmatit). Tập 2 (AR? nc2): Gồm chủ yếu là đá phiến thạch anh biotit ( granat, silimanit) có màu xám-nâu vàng, ánh mica nâu, hạt vừa đến nhỏ. Kiến trúc hạt vảy 7 sợi biến tinh, cấu tạo phân phiến, dạng mắt, dạng dải.