--%>

     Tóm tắt

Là phần ngăn cách với đất liền, đảo là khu vực luôn chịu các tác động lớn của tai biến thiên nhiên, đặc biệt là tai biến trượt lở đất trong bối cảnh biến đổi khí hậu (BĐKH) ngày càng gia tăng. Trong nghiên cứu này, bằng phương pháp đánh giá tích hợp đa biến theo chỉ số độ nhạy cảm trượt lở đất (Landslide Susceptibility Index – LSI) trên cơ sở đánh giá các trọng số của các nhân tố (W), giá trị tỷ số tần suất (FR) và ma trận Saaty tác giả đã phân cấp mức độ nhạy cảm của tai biến trượt lở đất từ đó thành lập được các bản đồ tương ứng. Kết quả nghiên cứu tại khu vực đảo Trà Bản, vịnh Bái Tử Long, tỉnh Quảng Ninh đã phân cấp thành các mức độ nhạy cảm của tai biến trượt lở đất theo 3 cấp tương ứng với chỉ số LSI lần lượt là < 1,7 (nguy cơ trượt lở yếu); 1,7 - 2,3 (nguy cơ trượt trung bình); >2,3(nguy cơ trượt lở cao) với các nhân tố được phân tích và tính toán trọng số gồm: địa chất, địa mạo, kiến tạo, độ dốc, giao thông, hướng sườn và lớp phủ thực vật. 

Đối sánh chỉ số LSI tổng hợp với các trọng số về tỷ lệ trùng hợp độ nhạy cảm cho thấy các yếu tố chi phối chỉ số độ nhạy cảm trượt lở đất cao nhất thuộc về yếu tố địa chất (chiếm 55,9%), địa mạo (chiếm 49,4%) và giao thông (chiếm 78,4%).

     Từ khóa: Trượt lở đất, Trà Bản, chỉ số độ nhạy cảm trượt đất, tỷ số tần suất.

     1.Mở đầu

     Theo Báo cáo của Chương trình Môi trường Liên hợp quốc (UNEP) năm 2009, Việt Nam là một trong những quốc gia chịu ảnh hưởng mạnh nhất do BĐKH [1]. BĐKH gây ra các hiện tượng thời tiết cực đoan như bão, lũ, lụt, hạn hán và để lại tổn thất rất lớn cho hệ thống kinh tế - xã hội [2]. Trượt lở đất (TLĐ) là quá trình dịch chuyển một phần đất so với phần kia theo một bề mặt, do sự mất cân bằng về trọng lượng [3]. Nguyên nhân chủ yếu phát sinh trượt lở đất gồm: vận động kiến tạo hiện đại, hiện tượng địa chấn và các quá trình ngoại sinh như mưa lũ và hoạt động kinh tế của con người… Trong đó, các quá trình ngoại sinh đóng vai trò chính gây nên TLĐ đặc biệt trong bối cảnh hiện nay trái đất đang chịu tác động lớn của BĐKH. Các nghiên cứu về TLĐ đã được các nhà khoa học nghiên cứu từ rất lâu và tiếp cận qua nhiều cách khác nhau. Hướng tiếp cận theo địa chất, địa mạo dựa vào các đặc điểm của cấu trúc địa chất - địa mạo như hệ thống các khe nứt, đứt gãy, mặt trượt, độ dốc, loại đất đá, các bề mặt sườn,… từ đó phân loại thành các kiểu trượt và khoanh vùng dự báo trượt theo mối liên quan đến các đặc điểm đó [4,5,6]. Hướng tiếp cận theo địa chất công trình, địa vật lý lại dựa vào các thông số vật lý địa chất đo đạc được trên cơ sở các phương trình tính toán để đánh giá nguy cơ trượt và khoanh vùng trượt [7,8]. Hướng tiếp cận sử dụng mô hình GIS trong nghiên cứu về TLĐ được áp dụng rộng rãi từ đầu thế kỷ XXI [9,10,11]. Các nghiên cứu áp dụng mô hình GIS kết hợp với phương pháp thống kê đã làm cho các kết quả nghiên cứu về TLĐ có tính chất định lượng hơn [12,13,14,15]; mô phỏng các yếu tố ảnh hưởng đến TLĐ như tính ổn định của độ dốc, mối quan hệ với tham số mưa hay mô hình vật lý về dòng bùn nông [13,16]… 

     Ở Việt Nam, các nghiên cứu về TLĐ khá sớm và đầy đủ theo các hướng tiếp cận khác nhau [4,5,9,15]. Tuy nhiên các nghiên cứu này chỉ tập chung nghiên cứu trong đất liền (dọc các taluy đường, các công trình, hồ thủy điện, lưu vực sông…) mà chưa có nghiên cứu đánh giá, dự báo cho khu vực đảo nơi chịu nhiều tác động của các hiện tượng tai biến tự nhiên hơn đất liền. Bài viết tiếp cận theo hướng áp dụng viễn thám và GIS trong việc tính toán, xây dựng các thông tin thành phần và sử dụng các mô hình bản đồ - toán để đánh giá và phân vùng nhạy cảm TLĐ khu vực đảo Trà Bản, vịnh Bái Tử Long, tỉnh Quảng Ninh (Hình 1).

 

Hình 1. Khu vực nghiên cứu [17]

     2.Đối tượng và Phương pháp nghiên cứu

     2.1. Đặc điểm khu vực nghiên cứu

     Đảo Trà Bản là một đảo lớn nằm trong khu vực vịnh Bái Tử Long thuộc xã Minh Châu, huyện Vân Đồn tỉnh Quảng Ninh. Trà Bản có diện tích khoảng 80km2 với phần lớn diện tích là đồi núi với thành phần chủ yếu là các đá sét vôi thuộc hệ tầng Dưỡng Động (D1-2 e ), loạt Sông Cầu (D1sc), hệ tầng Bản Páp (D1p-D3Fr bp) và trầm tích Đệ Tứ [6]. Hoạt động kiến tạo trong giai đoạn tân kiến tạo theo chế độ xen kẽ giữa các pha nâng và các pha kiến tạo bình ổn, trong Neogen các chuyển động kiến tạo yến dần và đi vào ổn định [18]. Trong Holocen, hoạt động ngoại sinh diễn ra mạnh mẽ kéo theo đó dẫn đến quá trình phân cắt địa hình và phong hóa sườn được thúc đẩy tương đối đồng nhất tạo nên lớp vỏ phong hóa khá dày trên các bề mặt sườn. Đó là những điều kiện tiềm ẩn gây nguy cơ xảy ra TLĐ[6,18]. Cùng với đó, các hoạt động nhân sinh ngày càng phát triển trên đảo như mở đường giao thông và các công trình dân sinh, giảm lớp phủ thực vật đã dẫn đến gia tăng nguy cơ xảy ra TLĐ trên đảo Trà Bản.

     2.2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

     Để thực hiện việc đánh giá và phân cấp mức độ nhạy cảm của TLĐ thì việc xác định các vị trí trượt lở đất và xây dựng các tiêu chí là quan trọng nhất. Khảo sát thực địa nhằm thu thập các thông tin trượt lở như địa chất, địa mạo, lớp phủ thực vật, hoạt động nhân sinh một cách chính xác. Kết quả khảo sát đánh giá hiện trạng TLĐ đảo Trà Bản của nhóm nghiên cứu Viện Nghiên cứu Khoa học Địa chất và Khoáng sản và Ban quản lý vịnh Hạ Long trong 2 năm 2016, 2017. Kết quả đã chỉ ra được tổng cộng có 204 điểm trượt tập trung chủ yếu ở phía T - TB và phía N - ĐN, một phần rải rác ở trung tâm vùng nghiên cứu, phần nhiều trong chúng là trượt vỏ phong hóa phân bố dọc theo các taluy đường, chỉ một số ít các điểm trượt đá gốc thường ở ven rìa phía ĐN và Tây vùng nghiên cứu (Hình 2).

Hình 2: Vị trí điểm TLĐ khu vực nghiên cứu

 

     Các tiêu chí hay yếu tố chính được sử dụng  trong nghiên cứu này là:

     - Các thành tạo địa chất và tính chất cơ lý của đất đá. Đất đá càng đồng nhất thì nguy cơ TLĐ càng thấp. Các lớp đất có khả năng hút nước càng lớn thì khả năng trượt càng cao.

     - Các yếu tố địa mạo: Địa hình càng phân cắt mạnh thì khả năng tạo nên sườn có độ dốc càng lớn và hình thành các mương xói cao sẽ là yếu tố tiềm ẩn đối với TLĐ.

     - Các nhân tố kiến tạo: Các hoạt động kiến tạo làm dập vỡ các lớp đất đá, hình thành nên hệ các khe nứt là kênh dẫn nước làm tăng quá trình phong hóa và gián tiếp gây ra TLĐ. Các hoạt động kiến tạo hiện đại còn là nguyên nhân trực tiếp gây ra TLĐ. Trượt lở chủ yếu xảy ra theo mặt trượt, các mặt phá hủy.

     - Các yếu tố lớp phủ thực vật: Lớp phủ thực vật có vai trò liên kết giữ vững lớp đất bề mặt bằng bộ rễ và có khả năng giữ nước khi mưa xuống để chống xói mòn đất. Tuy nhiên, thực vật cũng góp phần gia tăng tải trọng của các mặt sườn núi. Vì vậy, có thể coi nó có tác dụng 2 mặt đến TLĐ.

     - Các yếu tố độ dốc, hướng sườn: Sườn có độ dốc là điều kiện cần để TLĐ xảy ra, sườn càng dốc thì sự cân bằng và tính ổn định địa hình càng suy giảm, khả năng hình thành các rãnh xói khi mưa càng cao và từ đó dẫn đến nguy cơ TLĐ càng lớn.

     - Các hoạt động nhân sinh đặc biệt là yếu tố giao thông như hoạt động đào khoét taluy, tăng tải trọng lên sườn và độ rung của phương tiện khi di chuyển cũng là các yếu tố gây ra TLĐ.

     Một số các nhân tố như lượng mưa hay vỏ phong hóa lại mang tính đồng nhất lớn và ít có sự phân hóa trên một diện nghiên cứu nhỏ (đảo Trà Bản) nên chúng tôi không sử dụng vào phân tích tính toán.

     Từ các tiêu chí trên, mô hình mô hình tích hợp đa biến LSI (Landslide Susceptibility Index) [19,20] được lựa chọn để áp dụng vào nghiên cứu này. Bản chất của đánh giá tích hợp đa biến là để phân vùng và cảnh báo tai biến trượt lở đất dựa trên những đánh giá về mức độ ảnh hưởng của các nhân tố thành phần tại những khu vực đã xảy ra trượt lở. Các yếu tố gây trượt chủ yếu trong quá khứ và hiện tại được thống kê lại nhằm dự báo sự xuất hiện trượt đất ở những khu vực có điều kiện tương tự trong tương lai [21]. Bản chất của mô hình là chồng ghép các thông tin trên GIS[11].Tuy nhiên, thực tế cho thấy các yếu tố khác nhau sẽ ảnh hưởng đến phát sinh trượt lở đất là không giống nhau, do vậy chúng tôi đã sử dụng ma trận Saaty (1994) [22] để định lượng trọng số phản ánh tầm ảnh hưởng của mỗi yếu tố liên quan. Cuối cùng, độ nhạy cảm TLĐ khu vực được xác định theo công thức:

     LSI = ∑wFr    (1) [20]

     Trong đó: LSI - chỉ số độ nhạy cảm trượt đất; w -  trọng số của nhân tố; Fr - giá trị số tỷ số tần suất.

     Tỷ số tần suất (Fr) được tính bằng thương số của phần trăm điểm trượt lở trong mỗi lớp dữ liệu chia cho phần trăm diện tích của lớp dữ liệu đó trong vùng nghiên cứu. Trong mỗi một nhân tố ảnh hưởng, dựa vào tỷ số tần suất các lớp dữ liệu, chúng tôi tiến hành phân cấp, gán các mức giá trị số nhằm phản ánh, phân chia mức độ nguy cơ với tai biến TLĐ khu vực ứng với riêng nhân tố đó.

     2.3 Quy trình đánh giá TLĐ

     Để đánh giá đặc điểm tai biến TLĐ khu vực đảo Trà Bản chúng tôi đã tiến hành qua 3 bước (Hình 3).

     Bước 1: Tiến hành chồng ghép hiện trạng TLĐ khu vực lên nền các bản đồ thành phần và tính toán tỷ số tần suất (Fr). Sau đó phân loại, đưa ra các giá trị số nguy cơ tai biến dựa trên cơ sở phân chia các mức tỷ số tần suất.

     Bước 2: Tính toán trọng số cho các nhân tố ảnh hưởng đến trượt lở khu vực theo mô hình Saaty trên cơ sở các nhận định đánh giá chủ quan và ý kiến chuyên gia. Qua đó, thành lập bản đồ phân cấp mức độ nhạy cảm TLĐ đảo Trà Bản.

     Bước 3: Đối sánh mức độ nhạy cảm TLĐ trong khu vực đã được tích hợp tính toán trọng số với mức độ nhạy cảm TLĐ của từng nhân tố thành phần để xác định mức độ ảnh hưởng, chi phối đến TLĐ của từng nhân tố. Từ đó, luận giải ra được nguyên nhân, cơ chế đặc thù phát sinh tai biến TLĐ trong vùng nghiên cứu.

 

     Hình 3: Quy trình đánh giá TLĐ

     3. Kết Quả

     3.1.Phân cấp TLĐ theo từng đối tượng

  1. Phân cấp TLĐ theo yếu tố địa chất

     Khu vực nghiên cứu gồm bốn hệ tầng trong đó gồm các đá vôi - sét vôi của hệ tầng Dưỡng Động (D1-2 e ), loạt Sông Cầu (D1sc), hệ tầng Bản Páp (D1p-D3Fr bp) và trầm tích Đệ Tứ. Trên cơ sở các dữ liệu thu thập được, tỷ số tần suất Fr và chỉ số độ nhạy cảm TLĐ (LSI) được tính toán cho trọng số của yếu tố địa chất như Bảng 1.

     Bảng 1. Phân cấp TLĐ theo yếu tố địa chất

Tên các hệ tầng

% điểm trượt

% diện tích

Fr

Nguy cơ

Đệ Tứ

0%

6,42%

0

Thấp

Hệ tầng Bản Páp

0,49%

16,64%

0,03

Thấp

Hệ tầng  Sông Cầu

3,43%

11,04%

0,31

TB

Hệ tầng Dưỡng Động

96,08%

65,90%

1,46

Cao

 

 

     Từ Bảng 1 cho thấy, giá trị Fr của hệ tầng Bản Pap và Đệ tứ là rất thấp (nhỏ hơn hoặc bằng 0,03) cho nên chúng có nguy cơ rất thấp đối với tai biến TLĐ. Từ đây, có thể phân cấp tỷ số tần suất theo ba mức độ từ trên 1; từ 0,1 đến 1 và dưới 0,1. Theo đó mức độ nhạy cảm TLĐ LSI trên các đá thuộc hệ tầng Dưỡng Động là lớn nhất; với các đá thuộc loạt Sông Cầu có mức độ nhạy cảm trung bình; hệ tầng Bản Páp và các trầm tích Đệ Tứ gần như không có ảnh hưởng đến TLĐ khu vực.Các kết quả trên được thể hiện trên bản đồ phân cấp (Hình 4).

 

     Hình 4: Phân cấp nguy cơ TLĐ theo địa chất

 

     b)Phân cấp TLĐ theo yếu tố địa mạo

     Bảng 2. Phân cấp TLĐ theo yếu tố địa mạo

Các đối tượng địa mạo

% điểm trượt

(%)

% diện tích

(%)

Fr

Nguy cơ

Bề mặt vách đứt gãy kiến tạo tuyến tính kéo dài

22,06

4,87

4,53

Cao

Phần sót bề mặt san bằng pleistocen muộn

3,43

2,23

1,54

TB

Bề mặt sườn trọng lực, trôi trượt, dốc >30 độ

12,75

8,24

1,55

TB

Bề mặt sườn bóc mòn vật liệu, dốc 20 - 30 độ

27,94

20,03

1,39

TB

Bề mặt sườn tích tụ, rửa trôi vật liệu, dốc <20 độ

24,02

30,23

0,79

Thấp

Bề mặt sườn thung lũng xâm thực hiện đại, dốc >15 độ

6,37

3,06

2,08

TB

Bề mặt vách mài mòn do sóng biển

2,94

0,67

4,39

Cao

Nhóm địa hình karst

0,49

17,15

0,03

Thấp

Dải tích tụ aluvi kéo dài men theo hệ thống các rãnh xâm thực địa phương

0

 

0

Thấp

Bề mặt tích tụ sông lũ (a-pQ) hiện đại

0

 

0

Thấp

Bề mặt tích tụ sườn tích, tàn tích (e-dQ)

0

 

0

Thấp

Bề mặt tích tụ biển hiện đại, ngập mặn có sú vẹt

0

 

0

Thấp

Bề mặt tích tụ biển hiện đại, phần tích tụ cát​

0

 

0

Thấp

    

     Từ Bảng kết quả cho thấy, mức độ nhạy cảm với TLĐ cao và trung bình hầu hết nằm ở các vị trí dưới tác động của hoạt động kiến tạo hoặc trên bề mặt sườn có độ dốc lớn. Các bề mặt vách vách đứt gãy kiến tạo tuyến tính kéo dài và bề mặt vách mài mòn do sóng biển là 2 đối tượng địa mạo có độ nhạy cảm với tai biến cao nhất với Fr> 3 (lần lượt là 4,53 và 4,39). Trong khi đó, nhóm địa hình phát triển trên đá vôi và đia hình tích tụ được xác định có độ nhạy cảm rất thấp với Fr< 1, đặc biệt nhóm địa hình tích tụ các trầm tích sông lũ, sườn tích… có tỷ số tần suất hoàn toàn bằng 0 và do đó chúng nằm trong nhóm có mức độ nhạy cảm TLĐ thấp và được thể hiện trên Hình 5.

 

Hình 5: Phân cấp nguy cơ TLĐ theo địa mạo

c)Phân cấp TLĐ theo yếu tố kiến tạo

     Từ kết quả xác định mật độ các linements thông qua việc giải đoán và phân tích các hệ thống đứt gãy trên mô hình số độ cao (DEM 10m khu vực).Tỷ số tần suất được tính toán cụ thể (Bảng 3). Kết quả đã chỉ ra mức độ nhạy cảm với TLĐ khu vực lớn nhất tại những nơi có mật độ giao cắt linements mạnh nhất (>15 km/km2) và nơi có mật độ giao cắt khá thấp (2,5 - 5 km/km2) với Fr> 1,2. Những nơi mà mức độ nhạy cảm trung bình với TLĐ thì có mật độ giao cắt linements trung bình đến khá dày (5 - 12,5 km/km2) với tỷ số tần suất dao động từ 0,9-1,2, nhóm nguy cơ trung bình này có sự phân hóa tỷ số tần suất thấp nhất so với 2 nhóm còn lại. Trong khi đó, những nơi có mật độ thưa nhất (<2,5 km/km2) và dày (10 - 12,5 km/km2) lại có mức độ nhạy cảm rất thấp đối với tai biến TLĐ trong khu vực (Fr< 0,9).

     Bảng 3. Phân cấp TLĐ theo yếu tố kiến tạo

Cấp mật độ giao cắt linements

(km/km2)

% điểm trượt

% diện tích

Fr

Nguy cơ

<2,5

18,14%

20,76%

0,87

Thấp

2,5 - 5

26,96%

21,09%

1,28

Cao

5- 7,5

21,57%

22,69%

0,95

TB

7,5 - 10

16,18%

17,92%

0,90

TB

10- 12,5

11,27%

10,91%

1,03

TB

12,5 - 15

2,94%

4,63%

0,64

Thấp

>15

2,94%

2,01%

1,47

Cao

 

 

Hình 6: Phân cấp TLĐ theo yếu tố kiến tạo

d) Phân cấp TLĐ theo lớp phủ thực vật

     Bảng 4. Phân cấp TLĐ theo yếu tố lớp phủ thực vật

Đối tượng lớp phủ

% điểm trượt

% diện tích

Fr

Nguy cơ

Đường giao thông và khu dân cư

23,0%

4,5%

5,03

Cao

Rừng sản xuất vừa mới khai thác

11,2%

7,6%

1,47

TB

Mặt nước

0,0%

0,8%

0,00

Thấp

Lúa, hoa màu, cây bụi

3,9%

5,5%

0,71

Thấp

Đất công trình và đất trống

4,9%

4,5%

1,09

Thấp

Rừng sản xuất

43,6%

23,9%

1,82

TB

Rừng tự nhiên

13,2%

52,9%

0,25

Thấp

 

     Từ Bảng kết quả cho thấy, khu vực có nguy cơ TLĐ cao là khu vực đường giao thông và khu dân cư với Fr=5,03. Đây là khu vực có diện tích nhỏ (4,58%) nhưng số lượng điểm trượt lớn (chiếm 23,04%). Đối tượng rừng sản xuất vừa mới khai thác và rừng sản xuất có mức độ nhạy cảm TLĐ trung bình (Fr trong khoảng 1,4 - 3). Các khu vực còn lại có nguy cơ TLĐ thấp (Hình 7).

 

Hình 7: Phân cấp TLĐ theo yếu tố lớp phủ thực vật

e) Phân cấp TLĐ theo yếu tố độ dốc

 

     Từ kết quả Bảng 5 cho thấy, mức độ nhạy cảm với tai biến TLĐ trên đảo Trà Bản của các bề mặt sườn dốc từ 25 - 450 là lớn hơn cả (Fr >1,2). Các mặt sườn độ dốc từ 8 - 250 có mức nhạy cảm trung bình (Fr từ 0,6 - 1,2). Các bề mặt sườn vách dốc trên 45o và các bề mặt thoải và tương đối bằng dưới 8o có mức độ nhạy cảm TLĐ thấp nhấp trong khu vực (Fr< 0,6). Tuy nhiên, có thể thấy các giá trị tỷ số tần suất trong nhóm nguy cơ trung bình và nguy cơ thấp ít bị phân hóa hơn so với nhóm nguy cơ cao.

     Bảng 5. Phân cấp TLĐ theo độ dốc

Cấp độ dốc

% điểm trượt

% diện tích

FR

Nguy cơ

<30

0,98%

11,55%

0,08

Thấp

3 - 80

0,98%

4,23%

0,23

Thấp

8 - 150

6,86%

10,84%

0,63

TB

15 - 250

25,00%

30,00%

0,83

TB

25 - 350

50,00%

28,31%

1,77

Cao

35 - 450

15,20%

10,32%

1,47

Cao

>450

0,98%

4,75%

0,21

Thấp

 

 

Hình 8: Phân cấp TLĐ theo yếu tố độ dốc

f) Phân cấp TLĐ theo yếu tố hướng sườn

 

     Các bề mặt sườn hướng ĐN và Nam tiềm ẩn nguy cơ cao đối với tai biến nhất với Fr >1,35. Những nơi có mức độ nhạy cảm trung bình với TLĐ bao gồm các bề mặt sườn có hướng Tây, TB và Đông với Fr trong khoảng 0,65 – 1,35. Trong khi đó, bề mặt sườn hướng Bắc, ĐB và TN chính là nơi ít có nguy cơ xảy ra TLĐ nhất trong vùng nghiên cứu với tỷ số tần suất < 0,65.

     Bảng 6. Phân cấp TLĐ theo hướng sườn

Hướng sườn

% điểm trượt

% diện tích

FR

Nguy cơ

Bắc

9,31

15,55

0,6

Thấp

Đông Bắc

4,90

9,37

0,52

Thấp

Đông

13,24

13,37

0,99

TB

Đông Nam

24,02

14,05

1,71

Cao

Nam

22,06

9,93

2,22

Cao

Tây Nam

3,43

9,77

0,35

Thấp

Tây

11,27

14,62

0,77

TB

Tây Bắc

11,76

13,32

0,88

TB

 

 

Hình9: Phân cấp TLĐ theo yếu tố hướng sườn

g) Phân cấp TLĐ theo yếu tố giao thông

 

     Bảng 7. Phân cấp TLĐ theo yếu tố giao thông

Khoảng cách tới tim đường giao thông

% điểm trượt

% diện tích

FR

nguy cơ

> 40m

61,76%

93,24%

0.66

Thấp

20 – 40m (taluy âm)

5,88%

2,74%

2,15

TB

0 – 20m (taluy âm) và 20 – 40m (taluy dương)

15,20%

2,01%

7,55

Cao

0 – 20m (taluy dương)

17,16%

2,01%

8,54

Cao

 

     Tại những nơi mà khoảng cách tới tim đường > 40m có tới 126 điểm TLĐ xong tỷ số tần suất lại rất nhỏ (FR=0,66) do nằm trải dài trên một diện tích rất lớn (>90% diện tích khu vực), số liệu khảo sát thu được cho thấy đa số các điểm TLĐ này là trượt tự nhiên. Với khoảng cách tới tim đường 0 - 20m (taluy dương + âm) và 20 - 40m (taluy dương) có 66 điểm TLĐ với FR dao động từ 7,55 - 8,54, đây là khu vực có rủi ro rất lớn với tai biến TLĐ, trong khi khoảng cách đến tim đường từ 20 - 40m (taluy âm) có mức rủi ro trung bình đối với TLĐ với FR= 2,15.

 

Hình 10: Phân cấp TLĐ theo giao thông

     3.2.Phân cấp nhạy cảm TLĐ đảo Trà Cổ

     Phân vùng nguy cơ trượt lở có rất nhiều phương pháp tiếp cận theo các hướng khác nhau và chưa có một quy chuẩn chung. Trong nghiên cứu này trên cơ sở tiếp cận đa yếu tố có liên quan đến TLĐ  chúng tôi tiến hành đánh giá trọng số cho các nhân tố ảnh hưởng TLĐ theo mô hình Saaty (Bảng 8).

     Để đánh giá mức độ khả dĩ của các nhân tố gây trượt chúng tôi sử dụng chỉ số CR (tính toán theo công thức 2 và 3).

                  CR = CI / RI              (2)

                    CI = (lmax - n)/(n-1)     (3)

Với: n là số yếu tố nghiên cứu. (n=7);

RI là chỉ số ngẫu nhiên với n=7 thì RI= 1,32

          lmax=7,14

     Thay các giá trị vào ta được:

             CI = 0,023  và CR = 0,017

     Giá trị tỷ số nhất quán CR = 0,017< 0,1 (dưới 10%) nên hệ số nhất quán được xác định như trên đối với các nhân tố gây trượt trên đảo Trà Bản là chấp nhận được.

     Tiến hành thành lập bản đồ phân cấp mức độ nhạy cảm TLĐ trong khu vực đảo Trà Bản trên cơ sở chồng chập các bản đồ các yếu tố thành phần. Bản đồ phân cấp mức độ nhạy cảm LSI được phân chia ra 5 mức độ nhạy cảm (Hình 11) như sau:

     Giá trị LSI <1,7: khu vực có nguy cơ với tai biến TLĐ thấp;

     Giá trị LSI 1,7 - 2,3: khu vực có nguy cơ với tai biến TLĐ trung bình;

     Giá trị LSI >2,3: khu vực có nguy cơ với tai biến TLĐ cao;

     Bảng 8. Đánh giá trọng số cho 7 nhân tố ảnh hưởng TLĐ đảo Trà Bản

Nhân tố

Độ dốc (A)

Hướng sườn (B)

Địa chất (C)

Kiến tạo (D)

Giao thông (E)

Địa mạo (F)

Sử dụng đất (G)

Trọng số

A

1

1

0,5

0,33

0,33

0,33

2

0,07

B

1

1

1

0,33

0,5

0,33

2

0,09

C

2

1

1

0,33

0,33

0,33

3

0,1

D

3

3

3

1

2

2

5

0,29

E

3

2

3

0,5

1

1

4

0,2

F

3

3

3

0,5

1

1

5

0,21

G

0,5

0,5

0,33

0,2

0,25

0,2

1

0,04

 

Hình 11. Bản đồ phân cấp mức độ nhạy cảm TLĐ đảo Trà Bản

 

     Từ bản đồ phân cấp và kết quả khảo sát thực địa cho thấy: những khu vực ven theo rìa TB và phía N - ĐN đảo Trà Bản, phần nào dọc theo các taluy đường giao thông tại trung tâm vùng nghiên cứu là những nơi có nguy cơ xảy ra TLĐ cao nhất (Đông Lĩnh - Bản Sen; Đá Bạc - Tân Lập; phía Tây Điền Xá,…) , tuy vậy diện phân bố và quy mô khá nhỏ và rải rác. Khu vực có độ nhạy cảm trượt lở ở mức trung bình có quy mô và diện phân bố rất rộng bao trùm xuyên suốt cả phía Bắc và trung tâm đảo Trà Bản, một phần không nhỏ ở phía Nam. Những nơi nguy cơ thấp xảy ra tai biến có quy mô và diện phân bố tương đối tập trung ở rìa phía Đ - ĐB, một phần phía Bắc (Điền Xá) và khu vực đá vôi Bản Sen phía T - TN có mức độ nhạy cảm với TLĐ thấp nhất.

     3.3.Nhận định cơ chế phát sinh trượt lở đất khu vực đảo Trà Bản

     Để đánh giá các nhân tố nào có nguy cơ phát sinh trượt lở lớn chúng tôi tiến hành đối sánh bản đồ phân cấp mức độ nhạy cảm TLĐ tổng hợp với bản đồ phân cấp độ nhạy cảm TLĐ của từng nhân tố riêng biệt và lựa chọn diện tích trùng hợp và tỷ lệ phần trăm trùng hợp để so sánh (Bảng 9).

    Bảng 9. Đối sánh mức độ nhạy cảm TLĐ tổng hợp với các nhân tố thành phần

 

Diện tích trùng hợp độ nhạy cảm thấp (m2)

Diện tích trùng hợp độ nhạy cảm TB (m2)

Diện tích trùng hợp độ nhạy cảm cao (m2)

Tổng diện tích  trùng hợp (m2)

Tỷ lệ trùng hợp độ nhạy cảm (%)

Độ dốc

12.376.275

20.4189.36

2.514.888

35.310.099

39,5%

Hướng sườn

13.925.463

19.433.574

1.934.705

35.293.742

30,4%

Địa chất

19.642.246

2.718.252

4.999.578

27.360.076

78,4%

Kiến tạo

10.502.628

24.859.041

1.654.403

37.016.072

26%

Giao thông

28.361.266

1.407.944

3.148.585

32.917.795

49,4%

Địa mạo

28.674.048

9.157.782

3.565.937

41.397.767

55,9%

Lớp phủ

20.305.307

15.247.548

936.568

36.489.423

14,7%

 

 

     Có thể thấy nếu xét về khía cạnh tổng diện tích trùng thì các nhân tố địa mạo và kiến tạo có sự trùng khớp cao nhất với bản đồ phân cấp tổng hợp với giá trị lần lượt là khoảng 41,4 km2 và 37,02 km2. Do đó về tổng thể nhân tố kiến tạo và địa mạo phần nào có mức độ chi phối nhiều đến TLĐ trên đảo Trà Bản. Tuy nhiên, nếu xét khía cạnh trùng khớp độ nhạy cảm thì có thể thấy rõ các nhân tố như địa chất, địa mạo và giao thông có tỷ lệ trùng hợp lớn nhất lần lượt là 55,9%, 49,4% và 78,4%. Hay nói cách khác tai biến TLĐ trên đảo Trà Bản bị chi phối nhiều bởi các đặc điểm địa chất – địa mạo và giao thông.

     4.Một số kết luận

     Nghiên cứu mức độ nhạy cảm TLĐ đảo Trà Bản được xác định dựa trên một hệ thống đánh giá logic, khoa học theo ma trận Saaty và chỉ số thống kê tích hợp đa biến (LSI). Bảy nhân tố đầu vào được lựa chọn để đánh giá gồm: kiến tạo, địa chất, địa mạo, lớp phủ thực vật, độ dốc, hướng sườn và giao thông.

     Mức độ nhạy cảm TLĐ của khu vực nghiên cứu đảo Trà Bản, vịnh Bái Tử Long, tỉnh Quảng Ninh được phân cấp theo 3 cấp tương ứng với chỉ số LSI lần lượt là < 1,7 (nguy cơ trượt lở yếu); 1,7 – 2,2 (nguy cơ trượt trung bình); >2,3(nguy cơ trượt lở cao).

     Đối sánh chỉ số LSI tổng hợp với các trọng số về tỷ lệ trùng hợp độ nhạy cho thấy các yếu tố chi phối chỉ số độ nhạy cảm trượt lở đất cao nhất thuộc về yếu tố địa chất (78,4%) địa mạo (55,9%) và giao thông chiếm (49,4%).

      Khu vực ven theo rìa TB và phía N - ĐN đảo Trà Bản, phần nào dọc theo các taluy đường giao thông tại trung tâm vùng nghiên cứu là những nơi có nguy cơ xảy ra TLĐ cao nhất (Đông Lĩnh - Bản Sen; Đá Bạc - Tân Lập; phía Tây Điền Xá,…). Khu vực có độ nhạy cảm trượt lở ở mức trung bình có quy mô và diện phân bố rất rộng bao trùm xuyên suốt cả phía Bắc và trung tâm đảo Trà Bản, một phần ở phía Nam.Những nơi nguy cơ thấp xảy ra TLĐ phân bố tập trung ở rìa phía Đ - ĐB, một phần phía Bắc (Điền Xá), và khu vực đá vôi Bản Sen.

     Lời cảm ơn

     Nghiên cứu này được tài trợ bởi BQL vịnh Hạ Long, Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản trong đề tài: “Nghiên cứu đánh giá hiện trạng sạt lở, đổ lở và xói lở bờ hệ thống đảo làm cơ sở cho việc quản lý bảo tồn và khai thác hợp lý giá trị di sản phục vụ phát triển bền vững kinh tế xã hội khu vực vịnh Hạ Long và Bái Tử Long”.

 

Đỗ Thị Yến Ngọc*, Trần Điệp Anh, Trần Tân Văn, Đoàn Thế Anh,

Nguyễn Văn Đông, Nguyễn Phúc Đạt, Trịnh Thị Thúy, Đỗ Văn Thắng

Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản, Bộ Tài nguyên và Môi trường

(Nguồn: Bài đăng trên Tạp chí Môi trường, số Chuyên đề Tiếng việt 4/2019)

 

     TÀI LIỆU THAM KHẢO

  1. Viet Nam Assessment Report on Climate Change, the Institute of Strategy and Policy on natural resources and environment, Viet Nam, with technical and financial support From the United Nations Environment Programme (UNEP)ISBN: 0-893507-779124.
  2. Đỗ Trọng Quốc, Các sự kiện cổ thời tiết cực đoan xảy ra tại tỉnh Kon Tum trên cơ sở nghiên cứu các tích tụ trầm tích và đặc điểm vòng sinh trưởng của cây. Tạp chí các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 2S (2016) 254-267.
  3. http://bachkhoatoanthu.vass.gov.vn/noidung/tudien/Lists/GiaiNghia/View_Detail.aspx?ItemID=2376
  4. Chu Văn Ngợi, Đánh giá nguy cơ tai biến trượt lở dọc tuyến đường 4D trên cơ sở nghiên cứu mối quan hệ giữa cấu trúc địa chất và địa hình. Tạp chí Địa chất, số 305 (2008) 1-8.
  5. Nguyễn Ngọc Thạch, Nghiên cứu và dự báo tai biến thiên nhiên ở tỉnh Hòa Bình, Báo cáo đề tài khoa học đặc biệt. Mã số QG 0017. ĐHQGHN, 2003.
  6. Phạm Khả Tùy, Lại Huy Anh, Pham Đình Thọ,Đặc điểm địa mạo tỉnh Quảng Ninh, Trung tâm nghiên cứu và tư vấn về phát triển, Viện Khoa học Xã hội, 1995.
  7. Nguyễn Bá Duẩn, Đặng Thanh Hải, Vũ Đức Minh và Lê Thị Thúy Hiền, Nghiên cứu xác định nguyên nhân trượt lở khu vực cầu Móng Sến, tỉnh Lào Cai, Tạp chí các Khoa học về Trái đất, Số 33 (2) 2011, 164-174.
  8. Trần Tân Văn, Đánh giá tai biến địa chất ở các tỉnh ven biển Miền Trung từ Quảng Bình đến Phú Yên- hiện trạng, nguyên nhân, dự báo và đề xuất biện pháp phòng tránh, giảm thiểu hậu quả. Bộ Công nghiệp 2002.
  9. Nguyễn Tứ Dần, Trần Anh Tuấn, Saro Lee,Ứng dụng công nghệ GIS để thành lập Bản đồ nhạy cảm trượt lở đất các tỉnh biên giới Tây Bắc Việt Nam, Tạp chí Các Khoa học về Trái Đất, T.30, (2008). 12-20. 
  10. Lee S, Min K, Statistical analysis of landslide susceptibility at Yongin, Korea,  Environmental Geology, (2001) 1095-1113.
  11. Mia Lammens, William De Genst,Phân tích tổ hợp dữ liệu không gian và thuộc tính. Tuyển tập: Ứng dụng viễn thám và GIS trong quy hoạch môi trường, (1999) 211-238.
  12. Anbalagan, R. , Landslide Hazard Evaluation and Zonation Mapping in Mountainous Terrain, Engineering Geology, 32, 269-277. DOI: 10.1016/0013-7952(92)90053-2 (1992).
  13. Dai F.C. and Lee, C.F., Landslide characteristics and slope instability modelling using GIS, Lantau Island, Hong Kong, Geomorphology 42, (2002) 213-228.
  14. Nguyễn Văn Hùng, Nghiên cứu cảnh báo trượt lở đất ở khu vực hồ thủy điện Hòa Bình và Sơn La bằng phân tích hệ thống thông tin địa lý, Tạp chí các Khoa học về Trái đất, Số 37(3), (2015)193-203.
  15. Nguyễn Trọng Yêm, Nghiên cứu đánh giá trượt lở, lũ quét- lũ bùn đá tại vùng trọng điểm tỉnh Lào Cai ( H. Bát Xát, H. Sapa và TP. Lào Cai – tỉnh Lào Cai) và kiến nghị các giải pháp phòng tránh giảm nhẹ thiệt hại (2006).
  16. Burton AC, J. C. Bathurst.,Physically based modelling of shallow landslide sediment yield at a catchment scale, Environmental Geology 35(2) (1998) 89-99.DOI: 10.1007/s002540050296
  17. http://www.quangninh.gov.vn/Trang/ban-do.aspx.
  18. Nguyễn Đình Khang, Nghiên cứu đánh giá tài nguyên địa hình Karst vịnh Hạ Long và Bài Tử Long tỉnh Quảng Ninh phục vụ phát triển bền vững,  Khoa Địa lý, Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên – ĐHQGHN,2017.
  19. C.J. Van Westen.,Application of Geographic Information Systems to Landslide Hazard Zonation, PhD thesis, Netherlands, 1993.
  20. Voogd.H,Multicriteria Evaluation for Urban and Regional Planning, University of Groningen, The Netherlands, 1983.
  21. Nguyễn Quang Huy, Dự báo nguy cơ trượt đất khu vực xã Nấm Dẩn, huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang.Tạp chí KHCN Xây dựng – số 4/2016, 80.
  22. Saaty, T.L. and Vargas L.G, Decision Making in Economic, Political, Social, and Technological Environments with the Analytic Hierarchy Process.RWS Publication, Pittsburgh, PA, USA, 1994.

 

Research landslide susceptibility and decentralization in Tra Ban Island, Bai Tu Long Bay, Quang Ninh Province

Đỗ Thị Yến Ngọc*, Trần Điệp Anh, Trần Tân Văn, Đoàn Thế Anh,

Nguyễn Văn Đông, Nguyễn Phúc Đạt, Trịnh Thị Thúy, Đỗ Văn Thắng

Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản, Bộ Tài nguyên và Môi trường

 

     The island is part of the mainland, where it is always affected by the great impact of natural disasters, especially landslides in in the cycle of climate change is increasing. In this study, we was performed on the multivariate analysis based on  the Landslide Susceptibility Index (LSI),  evaluate the weights of the factors (W), the value of the Frequency ratio (FR) and Saaty matrix,  we have divided the levels of landslide hazard  by sensitivity From which the corresponding maps will be established. The results of this study at Tra Ban Island, Bai Tu Long Bay, Quang Ninh Province were divided into 5 levels of Landslide Susceptibility Index and including: very low, low, medium, high, very high respectively LSI index in turn is < 1,6; 1,6 – 1,9; 1,9 – 2,2; 2,2 – 2,5; >2,5 and 3 levels corresponding to the LSI index is <1.7 (weak risk of landslide ); 1.7 - 2.2 (average risk of landslide); > 2.3 (high risk of landslide). The weights were put into assessment included: geology, geomorphology, tectonics, slope, traffic, direction of the slope and vegetation cover.

     Comparisons of the composite LSI with the weights of the levels of polymerization rate sensitivity showed the factors that govern the highest of landslide sensitivity index belong to the geological factors (55,9%), geomorphological factors (49,4%) and traffic factors (78,4%).

     Key words: landslide; Tra Ban island; Landslide Sensitivity Index; Frequency ratio.

 

 

 

Thống kê

Lượt truy cập: 985682