[Tóm tắt] Luận án Nghiên cứu hiện tượng dịch chuyển đất đá trên sườn dốc vùng đồi núi Quảng Trị - Thừa Thiên Huế, đề xuất phương pháp dự báo và phòng chống phù hợp

T - TTH. 2.1.2 Đặc điểm thủy văn Các lưu vực sông vùng nghiên cứu thường không rộng, có độ dốc lớn, chiều dài sông ngắn, độ dốc thay đổi đột ngột khi tiếp giáp với đồng bằng. Tuy nhiên, hệ thống sông vùng nghiên cứu cách xa các tuyến đường giao thông nên ảnh hưởng không đáng kể đến quá trình DCĐĐ trên các SD, MD. 2.2 Cấu trúc địa chất vùng đồi núi Quảng Trị - Thừa Thiên Huế Theo bản đồ địa chất và khoáng sản tỷ lệ 1:2000, vùng đồi núi QT - TTH gồm các thành tạo trầm tích và trầm tích nguồn gốc núi lửa phát triển khá đa dạng nhưng phân bố không liên tục có tuổi từ PZ sớm đến KZ. Gồm 14 hệ tầng (Núi Vú (NP-  1 nv), A Vương (2 - O1av), Long Đại (O3 - S1lđ), Đại Giang (S2 - D1dg), Tân Lâm (D1 tl), Cò Bai (D2-3 cb), La Khê (C1lk), Bắc Sơn (C - P bs), A Lin (P ? al), Cam Lộ (P2cl), A Ngo (J1 an), Mụ Giạ (K2mg), hệ Neogen (N) và hệ Đệ Tứ (Q)), 10 phức hệ magma xâm nhập (Hiệp Đức (PZ1hđ), Núi Ngọc (GbPZ1nn), Điệng Bông (GPZ1đb), Trà Bồng (Di - GDi O-Stb), Đại Lộc (GaD1đl), Bến Giằng - Quế Sơn (GDi-G PZ3bg- qs), Chaval (GbaT3cv), Hải Vân (GaT3hv), Bà Nà (GE2bn), Măng Xim (SyE2mx) ), có thành phần thạch học khác nhau, phân bố xen kẽ trên lãnh thổ không rộng, biểu hiện tính đa dạng của MTĐC. 5 Tuy nhiên, DCĐĐ trên SD, MD không phát sinh ở tất cả 24 phân vị địa tầng mà chủ yếu xảy ra trong các thành tạo magma xâm nhập, biến chất, trầm tích lục nguyên phun trào có thành phần đa khoáng, đặc điểm kiến trúc - cấu tạo dễ bị phong hóa và nhạy cảm với TLĐĐ như: các phức hệ xâm nhập Bến Giằng - Quế Sơn, Hải Vân, các hệ tầng A Vương, Long Đại, A Lin, Tân Lâm... 2.3. Đặc điểm phong hóa và TCCL đất đá cấu tạo các đới, phụ đới phong hóa Vùng đồi núi QT-TTH có cấu trúc địa chất phức tạp, thành phần thạch học đá gốc đa dạng (đá trầm tích, magma và biến chất) chứa tới 20 - 98% khoáng vật dễ bị phong hóa (feldspat, biotit, muscovit, amphibol, horblend, clorit, epidot, serixit, canxit). Bên cạnh đó, sự phong phú về chế độ nhiệt đới ẩm, gió mùa làm tăng tốc độ của các phản ứng hoá học, đây là môi trường thuận lợi cho TLĐĐ phát sinh với quy mô và cường độ khác nhau. Càng xuống sâu, khả năng xâm nhập của các tác nhân phong hoá bị hạn chế nên mức độ phong hoá càng giảm dần, làm cho phần đất đá bị phong hoá (vỏ phong hoá) có tính phân đới theo chiều sâu rõ rệt và có mặt các đới, phụ đới phong hóa: edQ, IA1, IA2, IB, IIA, IIB, có tính chất cơ lý giảm dần theo cường độ phong hóa, còn độ rỗng hệ số rỗng lại tăng theo mức độ phong hóa. Ở trạng thái bão hòa độ bền kháng nén của đá, độ bền kháng cắt (φ, c) của đất giảm đáng kể so với trạng thái tự nhiên và ngược lại. Sự gia tăng khối lượng thể tích đất đá và suy giảm các thông số kháng cắt (φ, c) của đất đá khi bão hòa nước là nguyên nhân làm phát sinh trượt đất đá phong hóa ở các mái dốc đường giao thông, hố móng lớn,... 2.4. Đặc điểm địa chất thủy văn vùng đồi núi Quảng Trị - Thừa Thiên Huế Xuất phát từ quan điểm tác động của nước dưới đất như là một trong các nguyên nhân chủ yếu gây ra các tai biến địa chất sườn dốc, nhất là trượt lở đất đá. Nước dưới đất xuất hiện và vận động xuôi theo SD, MD, làm tăng khối lượng thể tích, giảm lực kháng cắt của đất đá, tạo ra áp lực thủy tĩnh (Aw), áp lực thủy động (Dw) làm giảm lực chống trượt, tăng lực gây trượt, tức là làm giảm hệ số ổn định, gây trượt đất cấu tạo SD, MD. Trên cơ sở khảo sát thực địa, xác định lưu lượng các mạch lộ, tài liệu bơm hút, ép nước thí nghiệm ở một số lỗ khoan, tác giả không phân tầng địa chất thủy văn và mô tả các đơn vị địa tầng địa chất thủy văn theo phương pháp địa chất thủy văn khu vực truyền thống mà khái quát đặc điểm địa chất thủy văn theo độ phong phú nước như sau: nhóm phức hệ địa chất thủy văn khe nứt - vỉa nghèo nước; khe nứt - vỉa nghèo nước, khe nứt có độ chứa nước trung bình; khe nứt - vỉa, khe nứt giàu nước; khe nứt - karst - vỉa rất giàu nước. 2.5. Đặc điểm địa hình - địa mạo và lớp phủ thực vật vùng nghiên cứu 2.5.1 Đặc điểm địa hình - địa mạo Địa hình vùng đồi núi nghiên cứu có cấu tạo dạng bậc khá rõ nét: phía Tây là dãy núi trung bình, phần giữa là núi thấp xen đồi, thung lũng và phía Đông là dải đồng bằng nhỏ hẹp. Đặc trưng các dạng địa hình sau: địa hình núi trung bình khối tảng, kiến tạo - bóc mòn, địa hình núi thấp cấu trúc kiến tạo - bóc mòn, địa hình khối núi bóc mòn Karst, địa hình đồi trước núi xâm thực - bóc mòn. Tuy nhiên, qua các đợt khảo sát thực địa cho thấy hầu hết các điểm DCĐĐ xảy ra mạnh mẽ trong vùng địa hình núi trung bình khối tảng kiến tạo - bóc mòn có độ cao tuyệt đối 500m - 800m, > 800m, độ che phủ rừng tới 70 - 80%, độ dốc sườn lớn, phổ 6 biến từ 260 đến 450, và > 450, mức độ chia cắt sâu 300 - 500m/km2. 2.5.2 Lớp phủ thực vật Vùng đồi núi QT - TTH có độ che phủ thuộc loại cao so với cả nước, chiếm khoảng 20 đến 80% (Hướng Hoá, Da krông, Hương Thuỷ, Phú Lộc, A Lưới, Nam Đông) nhưng không đồng đều (theo số liệu thống kê của Viện Điều tra quy hoạch rừng). Qua các đợt khảo sát thực địa cho thấy, hiện tượng DCĐĐ xảy ra khá nhiều nơi trong vùng nghiên cứu, tập trung chủ yếu ở các xã Hướng Phùng, Húc Nghi, Tà Rụt, A Ngo, Hồng Thuỷ, A Roàng mà một trong các nguyên nhân chính là do hoạt động chặt phá rừng lấy gỗ, đốt phá rừng làm rẫy, trồng cây công nghiệp trên các sườn núi dọc tuyến nghiên cứu. Việc chặt phá, đốt rừng làm làm nương rẫy tạo ra những khu đất trống đồi trọc, giảm tỷ lệ che phủ rừng dẫn đến làm tăng nhanh quá trình TLĐĐ. 2.6. Hoạt động kinh tế - xây dựng công trình Hoạt động KT-XD công trình bao gồm những hoạt động mang nét đặc trưng, nổi bật và có ảnh hưởng mạnh đến quá trình DCĐĐ trên SD, MD (làm đường giao thông, đốt phá rừng phổ biến,...). Những hoạt động này đã tạo ra những MD có độ dốc và chiều cao vượt quá giới hạn ổn định của chúng, tạo điều kiện thuận lợi cho hình thành mặt yếu, tăng lực gây trượt, giảm lực chống trượt và dẫn tới trượt MD khi yếu tố gây trượt được tăng cường. Cụ thể là do công tác chọn tuyến đường và khảo sát xây dựng ít phù hợp với điều kiện ổn định sườn dốc, mái dốc lãnh thổ xây dựng; cắt xén sườn dốc, thi công taluy quá cao, quá dốc khi xây dựng đường là những tác động chủ yếu nhất gây ra trượt lở taluy đường giao thông; chặt phá, đốt rừng làm rẫy đang trở thành nguyên nhân đáng kể gây trượt lở đất đá ở sườn dốc, mái dốc; trượt lở công trình cùng mái dốc bị chất tải do sự gia tăng lực gây trượt, xây cất công trình xử lý mái dốc mất ổn định bất hợp lý về loại hình, kết cấu, không đảm bảo đủ số lượng, chất lượng, độ kiên cố cũng tạo nguy cơ trượt lở taluy đường giao thông, CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU CÁC QUÁ TRÌNH DỊCH CHUYỂN ĐẤT ĐÁ TRÊN SƯỜN DỐC, MÁI DỐC VÙNG ĐỒI NÚI QUẢNG TRỊ - THỪA THIÊN HUẾ 3.1 Hiện trạng DCĐĐ trên SD, MD vùng nghiên cứu Qua 7 đợt khảo sát thực địa (tháng 11/2008, 01/2009, 10/2009, 5/2010, 2/2011, 11-12/2013, 1/2014), cùng với tài liệu phân tích ảnh viễn thám cho thấy vùng đồi núi QT - TTH có 420 điểm DCĐĐ trên SD, MD. Trong đó, trên mái dốc đường, công trình gồm 381 điểm (chiếm 90,71%), sườn dốc 31 điểm (chiếm 9,29%), cụ thể được trình bày theo các tuyến lộ trình như sau (bảng 1). 3.2 Nguyên nhân phát sinh và điều kiện phát triển các quá trình dịch chuyển đất đá trên SD, MD 3.2.1 Nguyên nhân phát sinh (gây ra) quá trình DCĐĐ trên SD, MD Nguyên nhân gây ra quá trình DCĐĐ trên SD, MD là các yếu tố ảnh hưởng động, tự nhiên hoặc nhân tạo, gồm nguyên nhân chính (trực tiếp) và nguyên nhân phụ (gián tiếp). 7 Bảng 1. Các tuyến giao thông chính vùng đồi núi Quảng Trị - Thừa Thiên Huế TT Địa danh Ở taluy, mái dốc Trên các SD 1 Quốc lộ 9 và vùng kế cận 16 1 2 Vĩnh Khê - Cam Lộ (Đường HCM nhánh Đông) 9 3 3 Đường HCM nhánh Tây từ Quảng Trị đến TT Huế 322 26 4 QL 49 và vùng đồi núi kế cận 19 4 5 QL14B và vùng kế cận 8 1 6 QL1A và vùng kế cận 7 2 Tổng cộng 381 39 420 3.2.1.1. Hoạt động KT-XD công trình Hoạt động KT-XD như là nguyên nhân bao trùm bao gồm các hoạt động như cắt xén các SD, phục vụ xây dựng mới hoặc cơi nới các tuyến đường giao thông cũ, làm cho độ dốc MD cao hơn nhiều độ dốc của sườn dốc tự nhiên, phá vỡ cân bằng tự nhiên ở các SD, các lực gây trượt lớn hơn lực chống trượt dẫn đến DCDĐ hoàn toàn trên SD, MD, đã trình bày rõ ở tiểu mục 2.6. 3.2.1.2. Tác động của nước mưa và nước dưới đất Mưa với cường độ cao, kéo dài sẽ tạo dòng chảy mặt lớn gây xói lở SD, MD, động lực dòng chảy lớn sẽ hình thành nhiều khối sụt, trượt đất đá, đổ đá với quy mô khác nhau, nhất là dòng bùn đất làm giảm mối liên kết của các tảng, khối đá với khối đất đá vây quanh. Nước mưa, nước dưới đất làm tăng đáng kể KLTT tự nhiên của đất đá từ 1,79 - 1,99g/cm3 vào mùa khô đến 1.87 - 2,05 g/cm3 vào mùa mưa lũ. Bên cạnh đó, hai thông số φ, C của đất tàn sườn tích cũng suy giảm mạnh nhất, ở trạng thái tự nhiên φ = 20 - 250 và C = 0.23 - 0.30 kG/cm2, bão hòa nước φ = 18 - 220, C = 0.14 - 0.25kG/cm2. Khi chịu tác động gia tăng khối lượng thể tích, giảm lực kháng cắt và áp lực thủy tĩnh, áp lực thủy động thì hệ số ổn định trượt MD giảm thiểu đột ngột (η < 1), MD mất ổn định, trượt lở đất đá xảy ra mạnh. 3.2.1.3.Quá trình phong hóa Quá trình phong hóa làm suy giảm các thông số C, φ của đới đá phong hóa. Cụ thể giá trị C, φ của đá phong hóa từ trung bình đến nhẹ, nguyên tươi thuộc một số hệ tầng, phức hệ như sau: C = 65 - 248kG/cm2, φ = 35 - 490, nhưng khi đá trong các thành tạo này đã bị phong hóa triệt để thành đất loại sét thì giá trị C giảm mạnh, lúc này C = 0,19 - 0,32kG/cm2 và φ = 23 - 280, gây mất ổn định sườn dốc, mái dốc vùng đồi núi lãnh thổ nghiên cứu. 3.2.1.4. Vận động tân kiến tạo Vận động tân kiến tạo là quá trình nâng hạ kiến tạo theo nhịp. Đây là yếu tố quyết định nên sự phân bậc địa hình. Quá trình TLĐĐ vùng đồi núi QT-TTH, thường xảy ra ở những khu vực vận động nâng tân kiến tạo mạnh, có hệ thống các đứt gãy đang hoạt động như: Rào Quán - A Lưới, Linh Thượng - Hướng Lập, Hướng Lập - Vĩnh Chấp, đứt gãy sâu Dakrông - A Lưới, đứt gãy đường 8 14, đứt gãy Tà Lao - Văn Xá - Huế, Quảng Trị - Huế - Phú Lộc,... 3.2.2. Điều kiện phát triển các quá trình DCDĐ trên sườn dốc, mái dốc Điều kiện là yếu tố ảnh hưởng tĩnh, tự nhiên có tác dụng hỗ trợ hay kìm hãm quá trình DCĐĐ trên SD, MD 3.2.2 .1. Thành phần thạch học, cấu trúc đất đá Đối với các SD, MD được cấu tạo chủ yếu từ các thành tạo địa chất giàu đá cấu tạo lớp, phân phiến, chứa nhiều khoáng vật dễ bị phong hóa biến thành đất loại sét dăm, tảng, phân bố trên diện rộng, dày (nhiều nơi trên 15m) là môi trường thuận lợi cho TLĐĐ phát sinh ồ ạt với quy mô khác nhau và cường độ mạnh nhất (367 điểm trượt, chiếm 87.4%). Đất phong hoá từ đá magma xâm nhập cũng xảy ra trượt lở, nhưng ít hơn, (53 điểm chiếm 12.6% tổng số điểm trượt) chỉ bắt gặp trên tuyến đường HCM đoạn qua đèo Sa Mù và xã A Roàng. Đối với đất phong hoá từ các đá gốc khác rất ít phát hiện thấy hiện tượng trượt. 3.2.2.2. Đặc điểm phá hủy đứt gãy kiến tạo Phá hủy đứt gãy kiến tạo là dạng phá hủy kèm theo sự tách vỡ, dịch chuyển các phần bị đứt tách của thể địa chất, là điều kiện quyết định cho sự phát sinh, phát triển quá trình dịch chuyển trọng lực đất đá ở những khu vực có hệ thống đứt gãy chằng chịt, đang tái hoạt động (đứt gãy Vĩnh Linh - Hải Lăng, Rào Quán - A Lưới), khả năng sinh chấn và tiềm ẩn nhiều nguy cơ trượt đất đá khi đất đá bị nứt nẻ, dập vỡ, vụn nát chứa nước, lại chưa được gắn kết, các tính chất cơ lý của đất đá, đặc biệt là góc nội ma sát và lực dính kết giảm đột ngột,...làm giảm sức kháng cắt của đất đá, gây mất ổn định sườn dốc. 3.2.2.3. Bề dày, độ bền kháng cắt đất đá phong hóa mạnh và hoàn toàn Các điểm DCĐĐ trên SD, MD phát triển chủ yếu trên đất đá vỏ phong hóa phụ đới (edQ + IA1) của các thành tạo trầm tích lục nguyên, lục nguyên phun trào, đá biến chất và đá magma của các hệ tầng Long Đại, A Lin, Tân Lâm, A Vương, phức hệ Bến Giằng - Quế Sơn,...với bề dày vỏ phong hóa phổ biến 15,1- 25m đến 25,1 - 35m; với φ = 32 - 200, C = 0.75 - 0.1kG/cm2. 3.2.2.4. Độ dốc sườn dốc, mái dốc Hiện tượng DCĐĐ vùng đồi núi QT-TTH có quy mô lớn, rất lớn xảy ra chủ yếu ở taluy đoạn đèo Sa Mù (km 211 + 700); (km 231 + 500) xã Hướng Phùng - Da krông; km 381 đến km 408 + 165 đèo Hai Hầm - A Lưới,.. là những khu vực có độ cao 500 m - 800m, > 800m với góc dốc từ 260 đến 450, và > 450. 3.2.2.5. Lớp phủ thực vật DCĐĐ gặp khá nhiều nơi và tập trung chủ yếu ở các xã Hướng Phùng, Húc Nghì, Tà Rụt, A Ngo, Hồng Thuỷ, A Roàng ở những khu vực rừng chủ yếu là cây thân bụi, cỏ tranh,..tán che 30 - 10%, những khu đất trồng cây công nghiệp, cây nông nghiệp, đặc biệt ở những nơi đốt rừng làm rẫy quy mô rộng lớn. 3.3 Cơ chế, động lực và quy luật hình thành, phát triển các quá trình dịch chuyển đất đá trên SD, MD 3.3.1 Cơ chế hình thành các quá trình DCĐĐ trên SD, MD Ở vùng nghiên cứu xuất hiện cả 4 loại phương thức dịch chuyển trên đổ (đá), sụt (đất, đá), trượt (đất đá), chảy (đất đá). Ngoài ra còn phát sinh cả loại hình dịch chuyển phức hợp. 9 3.3.2 Động lực gây ra các quá trình dịch chuyển đất đá trên SD, MD Động lực quá trình dịch chuyển đất đá trên SD, MD ở vùng đồi núi nghiên cứu cho thấy có thể phân chia ra 3 thời kì: Thời kỳ chuẩn bị DCĐĐ, thời kỳ hình thành DCĐĐ và thời kỳ tái ổn định và có khuynh hướng giảm dần theo thời gian về cường độ, tần suất xuất hiện trượt lở. 3.3.3 Quy luật hình thành, phát triển các quá trình DCĐĐ trên SD, MD Quá trình DCĐĐ xảy ra có tính giai đoạn, tính chu kỳ và tính khu vực: 3.3.3.1. Tần suất xuất hiện TLĐĐ quan hệ chặt chẽ với lượng mưa TB năm Vào mùa mưa lũ, TLĐĐ xảy ra rất mạnh mẽ, phổ biến khi cường độ mưa trung bình năm dao động trong khoảng từ 3001->3400 mm/năm (81,7%); khi cường độ mưa dao động từ 2200-3000 mm/năm, TLĐĐ xảy ra yếu (17.1%), với cường độ mưa nhỏ < 2200 mm/năm chỉ xuất hiện ở thung lũng Khe Sanh, TLĐĐ xảy ra không đáng kể (1.2%). 3.3.3.2. Cường độ DCĐĐ phụ thuộc loại hình, quy mô hoạt động KT - XD công trình DCĐĐ xảy ra mạnh mẽ ở những khu vực có sự tác động của hoạt động KT - XD công trình (xây dựng đường giao thông và đốt rừng làm rẫy tương đối phổ biến) (84,0%); những khu vực cách xa các tuyến đường giao thông, hoặc có sự tác động của con người như canh tác bừa bãi trên SD, chặt đốt phá rừng lấy gỗ, làm rẫy, xây dựng nhỏ lẻ thì DCĐĐ có xảy ra nhưng không đáng kể (6%). 3.3.3.3. Đặc điểm phân bố các điểm DCĐĐ liên quan với địa tầng - thạch học Theo kết quả điều tra, có 367/420 điểm DCĐĐ (chiếm 87.4%) xảy ra ở các hệ tầng liên quan đến đá trầm tích lục nguyên, đá biến chất, 53/420 điểm DCĐĐ (chiếm 12.6%) liên quan đến đá magma. DCĐĐ xảy ra chủ yếu trong đất sét pha lẫn dăm, vụn, tảng thuộc các hệ tầng A Vương (25.7%), Long Đại (23.1%), A Lin (14.5%), Tân Lâm (11.4%), Bến Giằng - Quế Sơn (10.2%),.. 3.3.3.4. Đặc điểm phân bố các điểm DCĐĐ liên quan với bề dày vỏ phong hóa DCĐĐ phát triển mạnh mẽ trên các SD, MD có chiều dày vỏ phong hóa phổ biến 15,1 - 35 m (81,6%); với chiều dày 5 - 15 m (8,2%), > 35 m (8,8%), với chiều dày vỏ phong hóa mỏng <5 m, TLĐĐ xảy ra không đáng kể (1,4%) 3.3.3.5. Tần suất xuất hiện DCĐĐ quan hệ chặt chẽ với độ dốc SD, MD DCĐĐ tập trung nhiều nhất trên các SD, MD có độ dốc từ 31 đến 600 (59,5%), ít hơn trên các SD, MD có độ dốc từ 15 đến 300 (23,3%) và độ dốc trên 600 (15,2%), với độ dốc <150, trượt đất đá rất ít xảy ra (1,9%) 3.3.3.6. Quá trình DCĐĐ vùng đồi núi QT - TTH xảy ra không đồng đều theo các loại hình (cơ chế) dịch chuyển Quy luật phân bố các điểm DCĐĐ theo loại hình (cơ chế) dịch chuyển trên SD, MD vùng nghiên cứu như sau: TLĐĐ chiếm ưu thế (53.4%), thứ hai là loại hình sụt đất đá (30.4%); chảy (chảy dòng đất đá) (15%), đổ đá chỉ chiếm 5%. 3.4 Đề xuất phương pháp phân loại quá trình DCĐĐ trên SD, MD vùng đồi núi QT - TTH 3.4.1. Nguyên tắc cơ bản cần tuân thủ trong sơ đồ phân loại khu vực quá trình DCĐĐ trên SD, MD 3.4.2. Phân loại khu vực quá trình DCĐĐ trên SD, MD vùng đồi núi Quảng Trị - Thừa Thiên Huế 10 Phân loại khu vực quá trình DCĐĐ thường là phân loại tổng hợp, nhưng lại gắn liền với đối tượng phân loại, tức là với các khu vực, các thể địa chất, địa hình - địa mạo nhất định. Nó còn được xem như là cơ sở dữ liệu để đánh giá chính xác hơn độ ổn định trượt hoặc khi lựa chọn GPPC tai biến TLĐĐ cụ thể, hiệu quả. 3.4.2.1. Lựa chọn thứ bậc phân loại quá trình DCĐĐ Trên cơ sở quán triệt các nguyên tắc, thứ bậc và tiêu chí phân loại đã luận giải, sơ đồ phân loại khu vực quá trình DCĐĐ trên SD, MD vùng đồi núi Quảng Trị - Thừa Thiên Huế với 2 loại hình DC: loại và dạng. 3.4.2.2. Lựa chọn tiêu chí phân loại quá trình DCĐĐ Loại dịch chuyển (types) đất đá: được chia tách theo các đặc điểm chung về cơ chế (phương thức) dịch chuyển (đổ, sụt, trượt, chảy,). Dạng dịch chuyển (forms) đất đá: là phương thức dịch chuyển cụ thể theo mặt phá hủy (mặt trượt) (không theo mặt trượt có sẵn; trượt mặt cong; trượt phẳng và gợn sóng nằm nghiêng v.v..) có hình dạng nhất định và thành phần thạch học của đất đá (tỷ lệ % hàm lượng đất (<0,02m), đá dăm vụn (0,02 - 0,2m) và đá (tảng cục >0,2m),được trình bày chi tiết ở bảng sau: Bảng 2. Phân loại các loại hình DCĐĐ vùng đồi núi QT-TTH Loại DCTL ĐĐ Dạng dịch chuyển trọng lực đất đá Điểm DCTLĐĐ N h óm l oạ i h ìn h t h u ần n h ất Đổ (Falls) Đổ đá. Quá trình dịch chuyển cục, tảng, khối đá trên SD theo cơ chế trượt, lăn theo bề mặt SD rất dốc (tới 900) và bay xuống chân SD. Đổ đá gần 50m3 tại km 298 + 300 gần cầu Dakrông, Quảng Trị. Sụt (Topples) Sụt đá. Cục, tảng, khối đá tách khỏi sườn núi dốc (tới 70 - 800) hoặc MD của các rãnh đào, bờ mỏ lộ thiên không theo mặt phá hủy rõ ràng, dịch chuyển gần thẳng đứng (rơi tự do) xuống chân SD. Sụt khối đá vôi hơn 1000m3 xuống đường HCM đoạn km 287+680 xã Húc Nghì, km248+300, km298+300 xã tà Rụt, km387+250 hầm ARoàng - A Lưới Sụt đất đá. Dịch chuyển gần như thẳng đứng khối đất lẫn đá không theo mặt phá hủy rõ ràng với hàm lượng cỡ hạt đất (0,02m) dao động trong khoảng 20 - 80%. Sụt đất đá tại km 191+820; km 200+790, km 201+ 200 Khe Sanh - Chà Lỳ, Quảng Trị, quốc lộ 9 tại km48+470, km 315 +50 xã Hồng Thủy - A Lưới, km 383 + 100 xã A Roàng - A Lưới Sụt đất. Các khối đất chứa hàm lượng dăm vụn, đá tảng (>0,02m chiếm <20%), có kết cấu tự nhiên bị phá hủy hoàn toàn, dịch chuyển gần như thẳng đứng không theo mặt phá hủy rõ ràng. Sụt đất tại km 205, 206 + 200 Khe Sanh - Chà Lỳ, km 75 + 150 QL 49, xã Hồng Tiến - Hương Trà, km 319 +850 xã Hồng Thủy - A Lưới,. Trượt (Slides) Trượt quay khối đất đá là dạng dịch chuyển không theo mặt có sẵn, theo cơ chế quay thân trượt dạng khối theo mặt trượt cong trong tầng đất đá phong hóa đồng nhất (chủ yếu trong đất sét) kém ổn định có bề dày lớn (>5m). Điển hình điểm trượt quay khối đất tại km 281 + 550 xã Húc - Dakrong, km 314 + 251 đến km314+ 550 xã Hồng Thuỷ (A Lưới) đoạn đèo PêKe. Trượt phẳng khối đất đá. Đây là dạng dịch chuyển phổ biến hơn dạng trượt khối Trượt khối tịnh tiến đất đá tại km 206 + 200 Khe Sanh 11 Loại DCTL ĐĐ Dạng dịch chuyển trọng lực đất đá Điểm DCTLĐĐ quay, theo mặt có sẵn, thường phát sinh trong đá cứng với nhiều mặt giảm yếu (phân lớp, phân phiến, mặt khe nứt, đứt gãy, đới dập vỡ,..) hoặc trong đất đá phong hóa mạnh tương đối dày (<3-5m), có lực kháng cắt yếu hơn nhiều so với đá gốc và dịch chuyển tịnh tiến dọc theo những bề mặt giảm yếu này về phía chân SD, MD. - Chà Lỳ , quốc lộ 9 tại km47+370, QL 49B km 75 + 150, km 398 + 050 - km 398 + 980 xã Hồng Tiến. Trượt hỗn hợp đất đá. Là dạng dịch chuyển chủ yếu xảy ra trong môi trường nửa đất - nửa đá (lớp vỏ phong hóa mạnh nằm trên lớp đá phong hóa yếu), theo cơ chế hỗn hợp giữa trượt quay (trượt mặt cong) không theo mặt định trước trong phần đất và trượt phẳng theo mặt giảm yếu (theo mặt định sẵn) trong phần đá. Trượt hỗn hợp đất đá tại km 206 + 200 khu vực Khe Sanh - Chà Lỳ, km 280 + 500 xã Húc - Dakrong, km 383 + 450 đèo Hai Hầm, xã A Roàng - A Lưới. Chảy (chảy dòng) (Flows) Chảy (chảy dòng) đất đá. Dạng dịch chuyển theo cơ chế chảy dòng tốc độ nhanh (đất đá chứa 20 - 80% hạt có đường kính > 0,02m), quá sũng nước biến thành lỏng nhớt khi gặp mưa cường độ cao, kéo dài. Chảy (chảy dòng) đất đá tại km 202+500 khu vực Khe Sanh - Chà Lỳ, km 316+020 xã Hồng Thuỷ (A Lưới) đoạn đèo Pê Ke, km 391+ 664, km 403 + 270, km399 + 900 đèo Hai Hầm Chảy (chảy dòng) đất. Dạng dịch chuyển đất loại sét (hàm lượng hạt đất >0,02m ít hơn 20%), quá sũng nước sau các trận mưa lớn, kéo dài, biến thành vật thể lỏng nhớt chảy xuôi theo bề mặt SD, MD hay bề mặt gợn sóng nghiêng của tầng đất đá phong hóa nứt nẻ lót dưới tầng phủ mỏng đất sét. Chảy (chảy dòng) đất tại km 271+600, km 313+600 Đa Krông - Tà Rụt, km 200+900 khu vực Khe Sanh - Chà Lỳ, km314+ 550 xã Hồng Thuỷ (A Lưới) đoạn đèo Pê Ke. Nhóm loại hình dịch chuyển phức hợp. Đó là những loại, dạng dịch chuyển trong quá trình dịch chuyển cơ chế (phương thức) dịch chuyển thay đổi (ít khi tới 2 lần). Các loại dịch chuyển phức hợp đã phát hiện bao gồm: đổ - sụt đá hoặc sụt - đổ đá; sụt - trườn đất; sụt - chảy dòng đất đá và trượt - chảy dòng đất đá. Chương 4. DỰ BÁO NGUY CƠ PHÁT SINH TRƯỢT LỞ ĐẤT ĐÁ TRÊN SƯỜN DỐC, MÁI DỐC VÙNG ĐỒI NÚI QUẢNG TRỊ - THỪA THIÊN HUẾ 4.1. Mục đích dự báo các quá trình TLĐĐ trên sườn dốc, mái dốc Nhiệm vụ quan trọng khi nghiên cứu trượt lở đất đá trên SD, MD là xác định phạm vi không gian mà ở đó hiện tượng này có nguy cơ xảy ra trong tương lai ở các mức độ khác nhau (còn gọi là mức độ nhạy cảm tai biến TLĐĐ), tức là lập bản đồ phân vùng TLĐĐ theo mức độ nhạy cảm của chúng, là cơ sở cần thiết giúp cho công tác quy hoạch, sử dụng, khai thác lãnh thổ hợp lý. 4.2 Khái quát về các phương pháp dự báo quá trình TLĐĐ trên SD, MD trên thế giới và ở nước ta Đầu giữa thế kỷ 20 cho đến nay, việc đánh giá mức độ nhạy cảm (tổn thương) và dự báo khả năng phát sinh tai biến trượt đất đá trên SD, MD có sự phát triển mạnh mẽ và đa dạng, có thể ghép gộp thành 5 nhóm phương pháp đánh giá, phân vùng mức độ nhạy cảm sau đây đối với tai biến trượt lở đất vùng 12 đang xét: phương pháp phân tích bản đồ địa mạo; phương pháp viễn thám - GIS; phương pháp phát hiện hay heuristic; phương pháp thống kê xác suất và phương pháp quyết định hay Deterministic, 4.3 Lựa chọn phương pháp dự báo Hiện nay có nhiều phương pháp phân vùng dự báo TLĐĐ, mỗi phương pháp đều có ưu, nhược điểm nhất định. Phương pháp mô hình toán - BĐ với sự trợ giúp của công nghệ GIS có nhiều ưu điểm do có độ chính xác cao và phù hợp với thực tế. Phương pháp này xây dựng mô hình phân vùng trượt lở theo xác suất thống kê dựa vào việc thống kê, phân tích các yếu tố gây ra, hỗ trợ (thúc đẩy) các khối trượt đã xảy ra để dự báo định lượng những nơi mà hiện tại chưa xảy ra trượt lở nhưng tồn tại những điều kiện tác động trượt tương đồng với sự trợ giúp của máy tính thông qua hệ thống phần mềm GIS (Geography Information System). Công nghệ GIS cho phép liên kết các tham số gây ra, hỗ trợ (thúc đẩy) TLĐĐ và giá trị hệ số thuộc tính đặc trưng cho mức độ nhạy cảm trượt lở ứng với mỗi đơn vị diện tích nghiên cứu, từ đó phân chia các diện tích có nguy cơ trượt lở đất đá khác nhau trên cơ sở phân tích các giá trị thuộc tính và vị trí xảy ra trượt lở trong toàn bộ không gian nghiên cứu. 4.4. Xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ trượt đất đá trên SD, MD vùng đồi núi QT-TTH Bản đồ phân vùng dự báo nguy cơ trượt đất đá được xây dựng theo nguyên tắc chồng ghép, tích hợp các bản đồ thành phần có trọng số với sự trợ giúp của công nghệ GIS mà phần mềm sử dụng chủ yếu là ArcGis 10.0. 4.4.1. Xây dựng hệ thống, xác định tầm quan trọng, cường độ tác động của các yếu tố ảnh hưởng chủ yếu đến quá trình TLĐĐ vùng đồi núi QT-TTH Kết quả nghiên cứu thực trạng, thí nghiệm, quan trắc cùng với việc tham vấn ý kiến của nhiều nhà khoa học, tác giả tiến hành phân tích, hạn chế đến mức thấp nhất tính chủ quan của người đánh giá, từ đó chọn lọc 9 yếu tố chính là nguyên nhân, điều kiện ảnh hưởng chủ yếu đến TLĐĐ trên SD, MD vùng đồi núi QT - TTH như bảng 3. Bảng 3. Các yếu tố chính ảnh hượng đến quá trình TLĐĐ STT Các yếu tố ảnh hưởng chính Ký hiệu 1 2 3 4 5 6 - 7 8 9 Độ dốc sườn dốc, mái dốc Lượng mưa trung bình năm Hoạt động KT - XD công trình Thành phần thạch học, cấu trúc đất đá Mật độ đứt gãy kiến tạo Chiều dày, độ bền kháng cắt đất đá phụ đới phong hóa mạnh và hoàn toàn Lưu lượng mạch lộ Độ che phủ thảm thực vật Phân cắt sâu của địa hình A B C D E G - H I K Trên cơ sở 9 yếu tố đã lựa chọn ở trên, tác giả tiến hành xây dựng hệ thống, xác định tầm quan trọng của các yếu tố ảnh hưởng chủ yếu đến quá trình TLĐĐ trên SD, MD vùng nghiên cứu và được trình bày chi tiết ở bảng 4. 13 Bảng 4. Các yếu tố môi trường TN - KT, tầm quan trọng Ii, cường độ tác động Mij của chúng trên các SD, MD công trình vùng đồi núi QT-TTH Yếu tố môi trường tự nhiên - kỹ thuật vùng đồi núi Quảng Trị - Thừa Thiên Huế SD tự nhiên vùng đồi núi Quảng Trị - Thừa Thiên Huế MD các công trình vùng đồi núi Quảng Trị -Thừa Thiên Huế Tên Ký hiệu Ii Cấp cường độ tác động (mức độ ảnh hưởng) của các yếu tố MT TN - KT Mij Cấp cường độ tác động (mức độ ảnh hưởng) của các yếu tố MT TN - KT Mij Cấp cường độ tác động (mức độ ảnh hưởng) của các yếu tố MT TN - KT Mij 1. Độ dốc sườn dôc, MD  , độ A 9  < 15 0 1  < 15 0 1 - -  = 15 - 30 0 3  = 15 - 30 0 3 - -  = 31 - 45 0 5  = 31 - 45 0 5 - -  = 46 - 60 0 7  = 46 - 60 0 7  = 46 - 60 0 7  > 60 0 9  > 60 0 9  > 60 0 9 2. Lượng mưa trung bình năm R, mm/năm. B 9 R < 2200 mm/năm 1 - - R < 2200 mm/năm 1 R = 2200 - 2600 mm/năm 3 R = 2200 - 2600 mm/năm 3 R = 2200 - 2600 mm/năm 3 R = 2601 - 3000 mm/năm 5 R = 2601 - 3000 mm/năm 5 R = 2601 - 3000 mm/năm 5 R = 3001 - 3400 mm/năm 7 R = 3001 - 3400 mm/năm 7 R = 3001 - 3400 mm/năm 7 R > 3400 mm/năm 9 - - R > 3400 mm/năm 9 3. Hoạt động KT - XD các công trình C 9 Khoảng cách đến đường giao thông > 2000m. 1 Khoảng cách đến đường giao thông > 2000m. 1 - - Khoảng cách đến đường giao thông từ 2000 - 1000m. 3 Khoảng cách đến đường giao thông từ 2000 - 1000m. 3 - - Khoảng cách đến đường giao thông từ 1000 - 500m. 5 Khoảng cách đến đường giao thông từ 1000 - 500m. 5 - - Khoảng cách đến đường giao thông từ 500 - 200m. 7 - - Khoảng cách đến đường giao thông từ 500 - 200m. 7 Khoảng cách đến đường giao thông <200m. 9 - - Khoảng cách đến đường giao thông <200m. 9 4. Thành phần thạch học, cấu D 7 Đá cấu tạo khối, phân lớp rất dày > 1.0m 1 Đá cấu tạo khối, phân lớp rất dày > 1.0m 1 Đá cấu tạo khối, phân lớp rất dày > 1.0m 1 Đá phân lớp với bề dày lớp 1.0 - 0.2m 3 Đá phân lớp với bề dày lớp 1.0 - 0.2m 3 Đá phân lớp với bề dày lớp 1.0 - 0.2m 3 14 Yếu tố môi trường tự nhiên - kỹ thuật vùng đồi núi Quảng Trị - Thừa Thiên Huế SD tự nhiên vùng đồi núi Quảng Trị - Thừa Thiên Huế MD các công trình vùng đồi núi Quảng Trị -Thừa Thiên Huế Tên Ký hiệu Ii Cấp cường độ tác động (mức độ ảnh hưởng) của các yếu tố MT TN - KT Mij Cấp cường độ tác động (mức độ ảnh hưởng) của các yếu tố MT TN - KT Mij Cấp cường độ tác động (mức độ ảnh hưởng) của các yếu tố MT TN - KT Mij trúc đất đá Đá phân lớp mỏng, phân phiến (0.2 - 0.01m) 5 Đá phân lớp mỏng, phân phiến (0.2 - 0.01m) 5 Đá phân lớp mỏng, phân phiến (0.2 - 0.01m) 5 Đá phân phiến (phiến mỏng < 0.01m) 7 Đá phân phiến (phiến mỏng < 0.01m) 7 Đá phân phiến (phiến mỏng < 0.01m) 7 Đất mềm rời 9 Đất mềm rời 9 Đất mềm rời 9 5. Mật độ đứt gãy kiến tạo Df, km/km2 E 7 Df < 0.15 km/km 2 1 Df < 0.15 km/km 2 1 - - Df = 0.15 - 0.30 km/km 2 3 Df = 0.15 - 0.30 km/km 2 3 Df = 0.15 - 0.30 km/km 2 3 Df = 0.31 - 0.45 km/km 2 5 Df = 0.31 - 0.45 km/km 2 5 Df = 0.31 - 0.45 km/km 2 5 Df = 0.46 - 0.60 km/km 2 7 Df = 0.46 - 0.60 km/km 2 7 Df = 0.46 - 0.60 km/km 2 7 Df > 0.60 km/km 2 9 Df > 0.60 km/km 2 9 Df > 0.60 km/km 2 9 6. Chiều dày, độ bền kháng cắt đất đá đới phong hóa mạnh và hoàn toàn G 7 Đới phong hóa mạnh và hoàn toàn dày <5m có  = 35 - 27 0, C = 1.5 - 0.25 kG/cm2 là phổ biến 1 Đới phong hóa mạnh và hoàn toàn dày <5m có  = 35 - 27 0, C = 1.5 - 0.25 kG/cm2 là phổ biến 1 Đới phong hóa mạnh và hoàn toàn dày <5m có  = 35 - 27 0, C = 1.5 - 0.25 kG/cm2 là phổ biến 1 Đới phong hóa mạnh và hoàn toàn dày 5m - 15m, giá trị phổ biến của  = 34 - 260, C = 1.0 - 0.23 kG/cm2 3 Đới phong hóa mạnh và hoàn toàn dày 5m - 15m, giá trị phổ biến của  = 34 - 260, C = 1.0 - 0.23 kG/cm2 3 Đới phong hóa mạnh và hoàn toàn dày 5m - 15m, giá trị phổ biến của  = 34 - 260, C = 1.0 - 0.23 kG/cm2 3 Đới PH mạnh - hoàn toàn dày 15.1 - 25m,  = 32 - 23 0, C = 0.75 - 0.21 kG/cm2 5 Đới PH mạnh - hoàn toàn dày 15.1 - 25m,  = 32 - 23 0, C = 0.75 - 0.21 kG/cm2 5 Đới PH mạnh - hoàn toàn dày 15.1 - 25m,  = 32 - 23 0, C = 0.75 - 0.21 kG/cm2 5 Đới PH mạnh - hoàn toàn dày 25.1 - 35m,  = 30 - 20 0, C = 0.50 - 0.19 kG/cm2 7 Đới PH mạnh - hoàn toàn dày 25.1 - 35m,  = 30 - 20 0, C = 0.50 - 0.19 kG/cm2 7 Đới PH mạnh - hoàn toàn dày 25.1 - 35m,  = 30 - 20 0, C = 0.50 - 0.19 kG/cm2 7 Đới phong hóa triệt để dày > 35m, đất có = 27 - 180, C = 0.25 - 0.17 kG/cm2 9 Đới phong hóa triệt để dày > 35m, đất có = 27 - 180, C = 0.25 - 0.17 kG/cm2 9 Đới phong hóa triệt để dày > 35m, đất có = 27 - 180, C = 0.25 - 0.17 kG/cm2 9 15 Yếu tố môi trường tự nhiên - kỹ thuật vùng đồi núi Quảng Trị - Thừa Thiên Huế SD tự nhiên vùng đồi núi Quảng Trị - Thừa Thiên Huế MD các công trình vùng đồi núi Quảng Trị -Thừa Thiên Huế Tên Ký hiệu Ii Cấp cường độ tác động (mức độ ảnh hưởng) của các yếu tố MT TN - KT Mij Cấp cường độ tác động (mức độ ảnh hưởng) của các yếu tố MT TN - KT Mij Cấp cường độ tác động (mức độ ảnh hưởng) của các yếu tố MT TN - KT Mij 7. Lưu lượng mạch lộ Q, l/s H 7 Bột kết, phiến sét Q < 0.1l/s 1 Bột kết, phiến sét Q < 0.1l/s 1 Bột kết, phiến sét Q < 0.1l/s 1 Trầm tích lục nguyên, lục nguyên - phun trào với Q = 0.11 - 0.25l/s 3 Trầm tích lục nguyên, lục nguyên - phun trào với Q = 0.11 - 0.25l/s 3 Trầm tích lục nguyên, lục nguyên - phun trào với Q = 0.11 - 0.25l/s 3 Đá biến chất, lục nguyên, xâm nhập có Q = 0.26 - 0.40l/s 5 Đá biến chất, lục nguyên, xâm nhập có Q = 0.26 - 0.40l/s 5 Đá biến chất, lục nguyên, xâm nhập có Q = 0.26 - 0.40l/s 5 Lục nguyên thô, lục nguyên - cacbonat, bazan với Q = 0.41 - 0.60l/s 7 Lục nguyên thô, lục nguyên - cacbonat, bazan với Q = 0.41 - 0.60l/s 7 Lục nguyên thô, lục nguyên - cacbonat, bazan với Q = 0.41 - 0.60l/s 7 Đá nứt nẻ mạnh, đá vôi Karst hóa cao với Q > 0.60l/s 9 Đá nứt nẻ mạnh, đá vôi Karst hóa cao với Q > 0.60l/s 9 Đá nứt nẻ mạnh, đá vôi Karst hóa cao với Q > 0.60l/s 9 8. Độ che phủ thảm thực vật I 7 Thực vật thân gỗ rừng dày, tán che > 50% 1 Thực vật thân gỗ rừng dày, tán che > 50% 1 - - Rừng hỗn giao, tán che 50 - 30% 3 Rừng hỗn giao, tán che 50 - 30% 3 - - Cây thân bụi, cỏ tranh,..tán che 30 - 10% 5 Cây thân bụi, cỏ tranh,..tán che 30 - 10% 5 - - Cây công nông nghiệp, tán che <10%, cây rừng bị hư hại do thi công CT 7 Cây công nông nghiệp tán che <10% 7 Cây công nông nghiệp, tán che <10%, cây rừng bị hư hại do thi công CT. 7 Đất trống, đồi trọc 9 Đất trống, đồi trọc 9 Đất trống, đồi trọc do thi công công trình. 9 9. Phân cắt sâu của địa hình Ed, m/km2 K 5 Ed < 50 m/km 2 1 Ed < 50 m/km 2 1 - - Ed = 50 - 250 m/km 2 3 Ed = 50 - 250 m/km 2 3 Ed = 50 - 250 m/km 2 3 Ed= 251 - 450 m/km 2 5 Ed= 251 - 450 m/km 2 5 Ed= 251 - 450 m/km 2 5 Ed = 451 - 650 m/km 2 7 Ed = 451 - 650 m/km 2 7 Ed = 451 - 650 m/km 2 7 Ed > 650 m/km 2 9 - - Ed > 650 m/km 2 9 Cường độ hoạt động địa động lực KDDL (SD) = 39% KDDL (MD) = 80.5% 16 Từ lý thuyết về ma trận so sánh cặp đôi các yếu tố thành phần môi trường về tầm quan trọng hơn, thua của Saaty (bảng 5), tác giả đã vận dụng và đưa ra ma trận so sánh cặp đôi về tầm quan trọng và tính trọng số Wi của 9 yếu tố thành phần môi trường TN - KT trên các mái dốc vùng đồi núi Quảng Trị - Thừa Thiên Huế và được trình bày ở bảng 6. Bảng 5. Ma trận so sánh các yếu tố môi trường TN - KT vùng đồi núi QT-TTH Bảng 6. Ma trận trọng số các yếu tố môi trường TN - KT vùng đồi núi QT-TTH 4.4.2. Đánh giá cấp cường độ tác động, cấp độ nguy cơ của các yếu tố hình thành TLĐĐ theo cấp mức độ chỉ số nhạy cảm và thành lập bản đồ phân vùng dự báo nguy cơ (PVDB NC) TLĐĐ theo từng yếu tố (tỷ lệ 1:50.000) Trên cơ sở các số liệu, tài liệu về mô hình số độ cao DEM, số liệu mưa, các tuyến đường giao thông chính, bản đồ địa chất - thạch học, bản đồ đứt gãy kiến tạo, bản đồ vỏ phong hóa và số liệu về độ bền kháng cắt của đất đá phong hóa, lưu lượng các mạch lộ, lớp phủ thực vật, tác giả đã tiến hành xây dựng các bản đồ thành phần như sau: Bản đồ độ dốc; (2) Bản đồ lượng mưa trung bình năm; (3) Bản đồ hoạt động KT-XD công trình (chủ yếu là hoạt động làm đường); (4) Bản đồ thành phần thạch học và cấu trúc đất đá; (5) Bản đồ mật độ đứt gãy kiến tạo; (6) Bản đồ chiều dày và độ bền kháng cắt của đất đá phong hóa mạnh; (7) Bản đồ mức độ phong phú nước; (8) Bản đồ lớp phủ thực vật; (9) Bản đồ phân cắt sâu như trình bày trên hình 2. 17 18 Hình 2. Các bản đồ thành phần (1-9) và sơ đồ tích hợp (10) 4.4.3. Tích hợp các bản đồ thành phần (yếu tố) để xây dựng bản đồ PVDB NC trượt đất đá vùng đồi núi QT-TTH, tỷ lệ 1:50.000 Bản đồ PVDB NC trượt lở đất đá vùng đồi núi QT - TTH được xây dựng trên cơ sở đánh giá về cơ chế DCĐĐ trên SD, MD và các yếu tố gây ra quá trình trượt lở đất đá đã được lựa chọn và phân tích trong luận án (hình 3a, hình 3b). Việc khoanh định các khu vực chưa bị tác động của các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình TLĐĐ được thực hiện dựa trên giả thiết: quá trình trượt lở đất đá trong tương lai sẽ diễn ra trong cùng một điều kiện như các điểm TLĐĐ đã xảy ra trước đó. Xuất phát từ xác suất xảy ra quá trình, từ sự tương đồng của các yếu tố tác động hay ảnh hưởng để khoanh định ranh giới các vùng nguy cơ trượt lở đất đá. Do đó, việc định lượng cấp độ nguy cơ trượt đất đá là kết quả của sự tích hợp các yếu tố tác động hay ảnh hưởng làm phát sinh trượt lở đất theo công thức: (i = 1,2,.n; j = 1,2,.m) Trong đó: LSI (Landslide Susceptibility Index): chỉ số nhạy cảm trượt lở Mij: là giá trị cường độ tác động (hay mức độ ảnh hưởng) của lớp thứ j trong yếu tố gây trượt i. Wi: trọng số gắn cho lớp thành phần i n: số các lớp thành phần lựa chọn cho quá trình phân tích (n = 1,2,3,..9) m: mức độ phân cấp trong mỗi lớp thành phần (m = 1,2,3,4,5 ) Bản đồ PVDB NC TLĐĐ vùng đồi núi QT-TTH được xây dựng theo nguyên tắc chồng xếp, tích hợp 09 bản đồ thành phần có trọng số với sự trợ giúp của công nghệ GIS theo biểu thức: LSI = 0.2027 * a + 0.2027 * b + 0.2027 * c + 0.0724 * d + 0.0724 * e + 0.0724 * g + 0.0724 * h + 0.0724 * i + 0.0302 * k Với a, b, c, d,, k là các bản đồ thành phần (yếu tố tác động) , , 1 S (W *M ) n m i i j i j L I    19 Quá trình tích hợp các bản đồ thành phần và tính điểm số, trọng số cho tất cả các lớp thông tin được mã hóa thành dạng số và được chồng ghép theo công thức trên. Kết quả xử lý tích hợp thu được bản đồ giá trị số với mỗi pixel ứng với một giá trị LSI. Kết quả tính toán cho giá trị LSI trong toàn bộ vùng nghiên cứu biến thiên từ 1.41 đến 6.04. Từ dãy giá trị LSI, sử dụng phương pháp ngắt tự động để gán khoảng giá trị LSI theo 5 cấp độ nguy cơ TLĐĐ vùng nghiên cứu như trình bày chi tiết trên bảng 7 và hình 3a,b. Bảng 7. Phân cấp nguy cơ TLĐĐ vùng đồi núi QT - TTH Phân nhóm Cấp mức độ nhạy cảm trượt LSI Diện tích (km2) Tỷ lệ diện tích (%) Cấp độ nguy cơ tai biến trượt Màu thể hiện trên bản đồ Chỉ số nhạy cảm trượt LSI < 2.36 1034.0 16.77 Rất yếu Xanh thẫm 2.36 - 3.29 1778.9 28.85 Yếu Xanh ngọc 3.29 - 4.22 604.7 9.81 Trung bình Vàng 4.22 - 5.15 2569.5 41.67 Mạnh Da cam > 5.15 179.6 2.91 Rất mạnh Đỏ Hình 3a. Bản đồ PVDB NC trượt lở đất đá trên sườn dốc vùng đồi núi QT - TTH 20 Hình 3b. Bản đồ PVDB NC trượt lở đất đá trên mái dốc vùng đồi núi QT - TTH Thông qua bản đồ PVDB nguy cơ trượt lở đất đá vùng đồi núi Quảng Trị - Thừa Thiên Huế (hình 3a;b) cho thấy: - Đối với BĐ PVDB NC trượt lở đất đá trên sườn dốc (hình 3a) khi không có sự tham gia của hoạt động làm đường giao thông thì chỉ tồn tại 2 cấp nguy cơ: yếu và rất yếu. Điều này khá phù hợp với hiện trạng trên các sườn núi đồi tự nhiên chỉ có 39 điểm trượt với KDDL = 39%. - Đã xác lập được 5 cấp nguy cơ đối với BĐ PVDB NC trượt lở đất đá trên mái dốc (hình 3b) khi có sự tác động của hoạt động KT - XDCT (hoạt động làm đường giao thông): nguy cơ trượt lở rất mạnh (2,91%) phân bố rải rác ở đường HCM nhánh Tây huyện Hướng Hóa, Da Krông, A Lưới; nguy cơ trượt lở mạnh chiếm ưu thế (41,67% ), tập trung chủ yếu ở một số xã thuộc các huyện Hướng Hóa, huyện Dakrong, huyện Phong Điền, huyện Hương Thủy, huyện A Lưới,.. nguy cơ trượt lở trung bình (9,81% ) tập trung ở huyện Hướng Hóa, huyện Da krông, huyện Nam Đông,..; vùng có nguy cơ trượt lở yếu và rất yếu chiếm đến 45,62% diện tích lãnh thổ nghiên cứu phân bố trên địa bàn các huyện Vĩnh Linh, Gio Linh, Cam Lộ, Triệu Phong, Hải Lăng, Quảng Điền, Hương Trà, Hương Thủy, Phú Lộc. 21 - Mật độ trượt lở lớn nhất 15 - 25 khối trượt/100km2 tập trung ở các xã Hướng Lập, Hướng Việt, Hướng Phùng,...; trung bình 10 - 15 khối trượt/100km2. Ở các xã A Ngo, Tà Rụt, Hồng Vân, Hồng Trung, Bắc Sơn, Sơn Thủy, Hồng Hạ,.... thì mật độ các điểm trượt lở thấp hơn nhiều, trong khoảng từ 5 - 10 khối trượt/100km2. - Cuối cùng, phạm vi phân bố (diện tích) các cấp nguy cơ trượt lở lẫn mật độ khối trượt/100km2 ứng với từng cấp nguy cơ trượt lở đã xác lập trên bản đồ phân vùng dự báo nguy cơ trượt lở đất đá khá tương hợp với kết quả quan trắc hiện trạng trượt lở sườn dốc, mái dốc thực tế. Đây còn là minh chứng thuyết phục về cường độ dịch chuyển trọng lực đất đá từ sườn dốc, mái dốc hoàn toàn có thể đánh giá, phân vùng dự báo bằng phương pháp mô hình toán - bản đồ nhờ sự trợ giúp công nghệ GIS (luận điểm bảo vệ thứ hai). CHƯƠNG 5. ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP PHÒNG CHỐNG DỊCH CHUYỂN TRỌNG LỰC ĐẤT ĐÁ TRÊN SƯỜN DỐC, MÁI DỐC LÃNH THỔ NGHIÊN CỨU 5.1 Đánh giá chung về hiệu quả các giải pháp phòng chống dịch chuyển trọng lực đất đá trên sườn dốc đã ứng dụng ở vùng đồi núi nghiên cứu. Vùng đồi núi QT - TTH hiện đã có khá nhiều GPPC, duy tu bão dưỡng như: tường chắn bê tông (có hoặc không có cốt thép), tường chắn bêtông cốt thép móng cọc, tường kè rọ đá, kết hợp hài hòa với các giải pháp cắt cơ giảm tải, taluy bậc thang, rãnh thoát nước đỉnh, rãnh thoát nước trên cơ, rãnh thoát nước chân taluy, cống ngầm thoát nước qua đường, dốc nước, giải pháp xử lý nước dưới đất, chống xói bề mặt taluy,... Nhìn chung, các giải pháp phòng chống trên phần nào mang lại hiệu quả nhất định. Bên cạnh đó, vẫn có một số giải pháp chưa phù hợp, nhiều công trình thoát nước mặt chưa thực sự đủ năng lực thoát nước về lũ, thiết kế mái dốc bậc thang chưa hợp lý, việc đào bỏ đất trên khối trượt để tạo mái dốc bậc thang tính toán chưa thấu đáo nên bề dài, rộng sườn dốc lộ ra càng rộng và dốc, bề mặt taluy chưa đầm chặt kỹ, 5.2 Kiến nghị các giải pháp phòng chống dịch chuyển trọng lực đất đá trên sườn dốc, mái dốc vùng đồi núi QT - TTH Giải pháp phi công trình mang tính toàn vùng và có nhấn mạnh một số giải pháp cụ thể cho từng vị trí trượt lở: quản lý hoạt động kinh tế - xã hội; quy hoạch, sử dụng đất đai hợp lý; quan trắc, dự báo biến dạng MD, theo dõi, quản lý hiện trạng trượt lở; phương pháp thiết kế thi công, khắc phục sự cố TLĐĐ, duy tu, bảo dưỡng đường. Tuy nhiên, các giải pháp này đã được áp dụng và được triển khai sau khi đã xảy ra trượt lở nên chúng mang ý nghĩa khắc phục 22 hậu quả là chính, chưa mang ý nghĩa ngăn ngừa lâu dài. Vì vậy, hiệu quả của các giải pháp còn nhiều hạn chế. Các giải pháp công trình đều có một nguyên lý chung là dùng công trình hoặc sự gia cố để hạn chế đến mức có thể nhằm khắc phục các nguyên nhân chính yếu gây ra quá trình dịch chuyển trọng lực đất đá trên SD, tăng khả năng chống trượt của khối đất đá. Trong luận án, chỉ tập trung lý giải và đề xuất các giải pháp công trình mang tính chiến lược và định hướng nhằm phòng chống trượt lở các đoạn tuyến xung yếu: tường chắn bê tông, tường chắn bêtông cốt thép, tường chắn bêtông cốt thép móng cọc (hoặc cọc khoan nhồi), neo dự ứng lực, tường kè rọ đá, kết hợp hài hòa với các giải pháp cắt cơ giảm tải, taluy bậc thang, rãnh thoát nước đỉnh, rãnh thoát nước trên cơ, rãnh thoát nước chân taluy, cống ngầm thoát nước qua đường, dốc nước, giải pháp xử lý nước dưới đất, chống xói bề mặt taluy,Tuy nhiên, do đặc thù của từng khu vực (đặc điểm địa hình cao > 800m, độ dốc > 450, bề dày vỏ PH dày > 35m, lượng mưa > 3400mm/năm,...) cũng như việc quá nhiều chủ thi công nên việc xử lý trượt (những khối trượt lớn) vẫn chưa hiệu quả. Theo quan sát gần nhất qua các đợt thực địa cho thấy đối với vùng đồi núi nghiên cứu, với đặc thù khu vực như đã nêu, vào mùa mưa lũ, hầu hết hệ thống thoát nước mặt chưa thực sự đủ năng lực thoát nước về mùa mưa lũ gây ứ tắc cống, làm cống trôi, phá đường hoặc làm nước dềnh lên chảy tràn trên mặt đường, gây trượt lở taluy âm, phá hủy nhiều công trình. Do đó, với những điểm trượt có quy mô lớn, rất lớn TLĐĐ thường xảy ra, liên tục, lặp lại từ năm này sang năm khác vào mùa mưa lũ. Để xử lý và khắc phục hiệu quả hiện tượng trên thì cần phải chú trọng khâu xử lý nước mưa, nước mặt. Giải pháp hiệu quả và khả thi nhất hiện nay là cần phải kết hợp giữa các phương án cụ thể như sau: xây dựng hệ thống cống rãnh bao lấy taluy đường như rãnh trên đỉnh kết hợp với rãnh dọc và rãnh dưới chân, các cống thoát nước, các hố gom nước và xây cầu cạn,... giúp thoát nước nhanh, ngăn nước chảy tràn từ trên SD xuống bề mặt taluy đường và đưa nước chảy thành dòng ra khỏi khu vực có nguy cơ TLĐĐ. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận 1. Dịch chuyển đất đá trên SD, MD vùng đồi núi QT - TTH phát sinh, phát triển mạnh trong điều kiện thuận lợi cả về cấu trúc địa chất lẫn điều kiện địa hình. Trượt lở đất đá chủ yếu xảy ra trong các hệ tầng đá trầm tích lục nguyên, đá biến chất (chiếm 87,4%), thuộc các hệ tầng A Vương (25,7%), Long 23 Đại (23,1%), A Lin (14,5%), Tân Lâm (11,4%), Bến Giằng - Quế Sơn (10,2%), tập trung nhiều nhất chủ yếu trên các SD, MD có độ dốc từ 31 đến 600 (59,5%), chiều dày vỏ phong hóa phổ biến từ 15,1 đến 35m (81,6%), loại hình trượt đất đá chiếm ưu thế trong vùng nghiên cứu (224 điểm 53,4%). 2. Tác động của hoạt động KT - XD công trình kết hợp với mưa lớn kéo dài liên tục trong nhiều ngày là hai nguyên chủ yếu gây ra hàng loạt các quá trình SD. Vào mùa mưa lũ, TLĐĐ xảy ra mạnh mẽ trên các MD khi cường độ mưa trung bình năm dao động trong khoảng từ 2200 - >3400mm/năm (89,8%), và những khu vực có sự tác động của hoạt động KT - XD công trình (41,1%). 3. Vùng đồi núi Quảng Trị - Thừa Thiên Huế, TLĐĐ chủ yếu phát triển trên MD các công trình xây dựng (381 điểm chiếm 90,71%), với cường độ trượt đất đá từ mạnh đến rất mạnh (KDDL = 80.5% ), trên sườn núi, sườn đồi (31 điểm chiếm 9,29%), với cường độ trượt đất đá yếu (KDDL = 39%). 4. Loại hình DCĐĐ trên SD, MD vùng đồi núi Quảng Trị - Thừa Thiên Huế gồm dịch chuyển đất đá thuần nhất (đổ đá, sụt đất đá, trượt đất đá, chảy dòng đất đá) và dịch chuyển đất đá phức hợp. Trong tổng số các điểm dịch chuyển đã thống kê được tại vùng nghiên cứu trượt đất đá chiếm ưu thế (53.4%), sụt đất đá (30.4%); chảy dòng đất đá (15%), đổ đá (5%). 5. Sự hình thành và phát triển hiện tượng trượt đất đá vùng đồi núi Quảng Trị - Thừa Thiên Huế chủ yếu của 9 yếu tố tự nhiên và nhân sinh. Việc đánh giá và phân vùng dự báo cường độ hoạt động DCĐĐ trên SD, MD vùng nghiên cứu dựa vào bản đồ PVDB NC trượt đất đá được xây dựng bằng cách chồng xếp, tích hợp 9 bản đồ yếu tố thành phần có trọng số bằng phương pháp phân tích không gian trong môi trường GIS với sự hỗ trợ của phần mềm ArcGis 10.0. 6. Từ BĐ PVDB NC trượt đất đá trên MD khi có sự tác động của hoạt động làm đường giao thông, đã xác lập được 5 cấp nguy cơ: rất mạnh (2,91%), mạnh (41,67% ), trung bình (9,81%), yếu và rất yếu (45,62%) diện tích vùng nghiên cứu với mật độ trung bình 10 - 15 khối trượt/100km2. Trên các SD tự nhiên khi không có sự tác động của hoạt động KT - XDCT chỉ tồn tại 2 cấp nguy cơ: yếu và rất yếu. 7. Các giải pháp phòng chống, giảm thiểu tác hại của quá trình DCĐĐ trên SD, MD vùng nghiên cứu được lựa chọn và đề xuất trên cơ sở phân tích khách quan những bất cập, không hiệu quả từ nhiều công trình phòng chống DCĐĐ hiện có và xem xét cụ thể các yếu tố về tầm quan trọng công trình, tính khả thi, 24 hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của các giải pháp, trong đó chú ý những giải pháp đơn giản nhưng vẫn đảm bảo an toàn và hiệu quả. Kiến nghị 1. Cần chỉnh biên, bổ sung và vận dụng linh động thang bậc phân cấp mức độ tác động của các yếu tố TN - KT đối với quá trình DCĐĐ trên SD, MD cho phù hợp với từng khu vực cụ thể, từ đó áp dụng rộng rãi cho vùng đồi núi khu vực Trung Trung Bộ. 2. Cần được kiểm chứng cụ thể hơn về phương pháp luận trong việc xây dựng bản đồ PVDB NC TLĐĐ vùng đồi núi Quảng Trị - Thừa Thiên Huế. Đối với những khu vực nằm trong cấp cảnh báo nguy cơ TLĐĐ từ mạnh đến rất mạnh cần xây dựng bản đồ cảnh báo nguy cơ với tỉ lệ mức độ chi tiết cao hơn. 3. Ngoài giải pháp phi công trình, tùy theo đặc điểm địa chất, thế nằm của các mặt trượt hay các đới dịch chuyển, vị trí các tầng chứa nước, đới chứa nước và điều kiện cung cấp của chúng, tính chất cơ lý đất đá cấu tạo SD, MD của khối dịch chuyển, có thể lựa chọn và triển khai tổ hợp các giải pháp công trình xử lý tình thế (tạm thời) rẻ tiền, thi công nhanh; công trình bán kiên cố với kinh phí đầu tư từ thấp đến vừa và trượt lở vẫn có thể xảy ra trong điều kiện thời tiết bất lợi; công trình xử lý kiên cố, đòi hỏi kinh phí đầu tư cao và đảm bảo ổn định trong mọi thời tiết. Bên cạnh đó, cần xây dựng chiến lược tổng thể và phòng chống DCĐĐ vùng đồi núi QT - TTH. 25 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 1. Nguyễn Thị Thanh Nhàn, Nguyễn Thanh, Đỗ Quang Thiên (2008), “Ứng dụng phương pháp tiếp cận đa chỉ tiêu trong đánh giá cường độ lũ bùn đá lãnh thổ đồi núi bị chia cắt mạnh tây A Lưới”, Tuyển tập báo cáo hội nghị khoa học lần thứ 18, Quyển 3, Đại học Mỏ Địa chất, Hà Nội, tr.80-86. 2. Nguyễn Thị Thanh Nhàn, Nguyễn Thanh (2010), “Hiện trạng (DCĐĐ) trên SD dọc tuyến đường HCM đoạn từ Quảng Trị (nhánh Tây) - Thừa Thiên Huế”, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Mỏ - Địa chất số 32, Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội. 3. Nguyễn Thị Thanh Nhàn, Nguyễn Thanh, Tạ Đức Thịnh (2011), “Vận dụng lý thuyết phương pháp tiếp cận đa chỉ tiêu để đánh giá cường độ hoạt động trượt đất đá vùng đồi núi Tây Thừa Thiên Huế”, Tạp chí Khoa học Đại học Huế, chuyên san khoa học tự nhiên, tập 65, số 2/2011, tr 147-157, Huế 6/2011. 4. Nguyễn Thị Thanh Nhàn, Nguyễn Thanh, Tạ Đức Thịnh (2011), “Thiết lập và đánh giá cường độ hoạt động trượt đất đá vùng đồi núi Tây Thừa Thiên Huế bằng phương pháp tiếp cận đa chỉ tiêu”,Tạp chí KHKT Mỏ - Địa chất số chuyên đề kỷ niệm 50 năm thành lập Bộ môn Địa chất công trình, số 35 tháng 7/2011, tr24 - 31. Hà Nội, 2011 5. Nguyễn Thị Thanh Nhàn, Nguyễn Thanh (2012), “TCCL đất đá và ảnh hưởng của chúng đến các quá trình DCĐĐ trên SD, MD vùng đồi núi Quảng Trị - Thừa Thiên Huế”, Tạp chí Khoa học, ĐHH, chuyên san khoa học tự nhiên, tập 74B, số 5 (2012), tr 123 - 132. Huế 2012. 6. Nguyễn Thị Thanh Nhàn, Đỗ Quang Thiên, Nguyễn Thanh, Tạ Đức Thịnh (2012), “Phân vùng dự báo cường độ hoạt động TLĐĐ trên SD vùng đồi núi Quảng Trị - Thừa Thiên Huế bằng phương pháp mô hình toán - BĐ với sự trợ giúp của công nghệ GIS”, Tạp chí Khí tượng thuỷ văn số 621, tháng 9/2012, trang 36 - 44. 7. Cao Thị Thúy Vân, Nguyễn Thị Thanh Nhàn, Hoàng Ngô Tự Do, Trần Thanh Nhàn, Đỗ Quang Thiên (2013), “Thành lập bản đồ phân vùng nguy cơ trượt lở đất đá huyện đồi núi Tiên Phước, tỉnh Quảng Nam” , Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Quảng Nam, ISN 0866 - 7586, chuyên san khoa học tự nhiên, số 3(2013), tr 110 - 120. 8. Nguyen Duc Ly, Nguyen Thanh, Nguyen Thi Thanh Nhan and Ta Duc Thinh (2012), “Increase of landslide under the context of climate change in mountainous areas of Binh Tri Thien provinces”, Proceeding of the International Workshop - Hue Geo - Engineering 2012, p 40 - 46. Hue 2012. 9. Tran Huu Tuyen, Nguyen Hoang Son and Nguyen Thi Thanh Nhan (2012), “Application of sinmap terrain stability model in the highways, Thua Thien Hue, Viet Nam”, Proceeding of the International Workshop - Hue Geo - Engineering 2012, p 239 - 247. Hue 2012.