BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
VIỆN KHOA HỌC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN
W X
BÁO CÁO KẾT QUẢ
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ
ỨNG DỤNG HỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ ĐỊA CHẤT (GIS-GES) ĐÁNH GIÁ
NGUY CƠ TRƯỢT LỞ ĐẤT PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG KINH TẾ
XÃ HỘI KHU VỰC LÒNG HỒ THUỶ ĐIỆN SƠN LA – SÔNG ĐÀ, ÁP DỤNG
TRÊN CÁC VÙNG MƯỜNG LAY, TỦA CHÙA, TUẦN GIÁO, MƯỜNG TÈ
VÀ SÌN HỒ
Chủ nhiệm: ThS. Nguyễn Thị Hải Vân
HÀ NỘI, 2008
BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
VIỆN KHOA HỌC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN
W X
BÁO CÁO KẾT QUẢ
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ
ỨNG DỤNG HỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ ĐỊA CHẤT (GIS-GES) ĐÁNH GIÁ
NGUY CƠ TRƯỢT LỞ ĐẤT PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG KINH TẾ
XÃ HỘI KHU VỰC LÒNG HỒ THUỶ ĐIỆN SƠN LA – SÔNG ĐÀ, ÁP DỤNG
TRÊN CÁC VÙNG MƯỜNG LAY, TỦA CHÙA, TUẦN GIÁO, MƯỜNG TÈ
VÀ SÌN HỒ
VIỆN TRƯỞNG
VIỆN KHOA HỌC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN
CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI
ThS. Nguyễn Thị Hải Vân
HÀ NỘI, 2008
BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
VIỆN KHOA HỌC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN
W X
Tập thể tác giả : ThS. Nguyễn Thị Hải Vân,
TS. Nguyễn Thành Long, KS. Nguyễn Thị Phin,
KS. Trịnh Thị Hiền, KS. Đỗ Minh Hiển,
ThS. Nguyễn Quốc Khánh, TS. Trần Ngọc Thái,
ThS. Nguyễn Thanh Tùng, ThS. Lê Cảnh Tuân,
TS. Phạm Vũ Luyến, ThS. Nhữ Việt Hà,
ThS. Đặng Thanh Mai, KS. Nguyễn Huy Hoàng,
TS. Lê Quốc Hùng.
BÁO CÁO KẾT QUẢ
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ
ỨNG DỤNG HỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ ĐỊA CHẤT (GIS-GES) ĐÁNH GIÁ
NGUY CƠ TRƯỢT LỞ ĐẤT PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG KINH TẾ
XÃ HỘI KHU VỰC LÒNG HỒ THUỶ ĐIỆN SƠN LA – SÔNG ĐÀ, ÁP DỤNG
TRÊN CÁC VÙNG MƯỜNG LAY, TỦA CHÙA, TUẦN GIÁO, MƯỜNG TÈ
VÀ SÌN HỒ
HÀ NỘI – 2008
1
MỤC LỤC
CÁC HÌNH VẼ 6
CÁC BIỂU BẢNG 9
MỞ ĐẦU 10
I. MỤC TIÊU, NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 10
II. KHÁI QUÁT VỀ TAI BIẾN TRƯỢT LỞ ĐẤT TẠI NƯỚC TA 10
III. CÁC KHÁI NIỆM VỀ TRƯỢT LỞ ĐẤT 13
III.1. Các định nghĩa 13
III.2. Một số kiểu trượt thường gặp 15
III.2.1. Kiểu dịch chuyển dạng đổ 15
III.2.2. Kiểu dịch chuyển dạng rơi 16
III.2.3. Trượt xoay 16
III.2.4. Trượt tịnh tiến 17
III.2.5. Trượt hỗn hợp 17
III.2.6. Kiểu dịch chuyển trượt ngang 18
III.2.7. Kiểu dịch chuyển dạng dòng 18
IV. NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TRƯỢT LỞ 19
IV.1. Các yếu tố địa chất 19
IV.2. Các yếu tố cơ học, hóa học và khoáng học của đất 20
IV.3. Các yếu tố địa mạo 20
IV.3.1. Độ dốc sườn 20
IV.3.2. Hình dạng sườn 21
IV.3.3. Hướng dốc 21
IV.3.4. Các yếu tố thủy văn 22
IV.4. Địa chấn 23
IV.5. Các yếu tố nhân tạo 24
V. KHÁI QUÁT VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VÀ DỰ BÁO TAI BIẾN
TRƯỢT LỞ 24
V.1. Các vùng có nguy cơ trượt nhưng ít nguy cơ trượt dòng 24
V.1.1. Phân tích sự phân bố của các điểm trượt lở 25
V.1.2. Phân tích hoạt động của trượt lở 25
V.1.3. Phân tích mật độ các điểm trượt lở 26
V.1.4. Phân tích hình thái địa mạo theo chủ quan 26
V.1.5. Phân tích đánh giá theo chủ quan 27
V.1.6. Phân tích đơn biến tương quan 28
2
V.1.7. Phân tích đơn biến theo xác suất 29
V.1.8. Phân tích đa biến theo xác suất 30
V.1.9. Phân tích độ ổn định sườn 31
V.2. Khu vực trượt dòng 33
V.2.1. Phân tích hậu quả tai biến (Hazard consequence analysis) 34
V.2.2. Phân tích khu vực có dòng chảy (Runout zone analysis) 34
V.2.3. Phân tích các chuyển động dạng tuyến (Linear path movement analysis) 35
V.2.4. Phân tích chuyển động trượt lở đất (Landslide movement analysis) 36
VI. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGUY CƠ TRƯỢT LỞ ĐẤT HIỆN
NAY Ở VIỆT NAM 36
CHƯƠNG I - KHÁI QUÁT VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 39
I. VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ ĐIỀU KIỆN KINH TẾ – XÃ HỘI 39
I.1. Vị trí địa lý 39
I.2. Điều kiện kinh tế - xã hội 40
II. ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU – THỦY VĂN 41
II.1. Điều kiện khí hậu 41
II.2. Đặc điểm thủy văn 42
III. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT – KIẾN TẠO 43
III.1. Địa tầng 45
III.1.1. Phụ giới Neoproterozoi 45
III.1.2. Hệ Cambri thống trung – hệ Ordovic 45
III.1.3. Hệ Silur, thống thượng – hệ Devon thống hạ 46
III.1.4. Hệ Devon 46
III.1.5. Hệ Carbon – hệ Permi 47
III.1.6. Hệ Permi 47
III.1.7. Hệ Permi – hệ Trias 48
III.1.8. Hệ Trias 49
III.1.9. Hệ Jura 50
III.1.10. Hệ Creta 50
III.1.11. Hệ Paleogen 50
III.1.12. Hệ Đệ Tứ 51
III.1.13. Magma xâm nhập 51
III.2. Đứt gãy 53
III.2.1. Hệ thống á kinh tuyến 53
III.2.2. Hệ thống tây bắc - đông nam 53
III.2.3. Hệ thống đông bắc - tây nam 53
3
IV. ĐẶC ĐIỂM VỎ PHONG HÓA 53
IV.1. Phân loại vỏ phong hoá 54
IV.1.1. Vỏ phong hoá 54
IV.1.2. Sản phẩm phong hoá và đới phong hoá 54
IV.1.3. Kiểu VPH 55
IV.2. Đặc điểm các kiểu VPH khu vực nghiên cứu và mối liên quan với tai biến trượt lở56
IV.2.1. Đặc điểm các kiểu VPH trên đá trầm tích và khả năng trượt lở của các kiểu VPH 56
IV.2.1.1. Nhóm đá trầm tích lục nguyên giàu alumosilicat và trầm tích lục nguyên
xen phun trào 56
IV.2.1.2. Nhóm đá lục nguyên giàu thạch anh 59
IV.2.1.3. Nhóm đá carbonat 60
IV.2.2. Đặc điểm các kiểu VPH trên đá magma và khả năng trượt lở của các kiểu VPH 60
IV.2.2.1. Nhóm đá magma mafic - siêu mafic 60
IV.2.2.2.
Nhóm đá magma axit - trung tính 62
IV.2.3. Đặc điểm các kiểu VPH trên đá biến chất và khả năng trượt lở của các kiểu VPH 64
IV.2.3.1.
Nhóm đá biến chất giàu alumosilicat 64
IV.2.3.2. Nhóm đá biến chất giàu thạch anh 66
V. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA MẠO 67
V.1. Địa hình kiến tạo (TD) 68
V.2. Địa hình karst (KD) 68
V.3. Địa hình bóc mòn 69
V.4. Địa hình tích tụ 70
CHƯƠNG II - HIỆN TRẠNG TAI BIẾN TRƯỢT LỞ ĐẤT VÀ ỨNG DỤNG GIS TRONG
PHÂN VÙNG DỰ BÁO TAI BIẾN TRƯỢT LỞ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 71
I. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HIỆN TRẠNG TRƯỢT LỞ ĐẤT VÀ ỨNG DỤNG
CHO KHU VỰC NGHIÊN CỨU 71
I.1. Khái quát về các phương pháp xác định hiện trạng trượt lở đất 71
I.2. Hiện trạng trượt lở đất khu vực nghiên cứu 72
II. LỰA CHỌN CÁC BẢN ĐỒ ĐẦU VÀO ĐỂ TÍNH TOÁN VÀ PHÂN VÙNG NGUY
CƠ TAI BIẾN TRƯỢT LỞ ĐẤT CHO KHU VỰC NGHIÊN CỨU 78
III. XÂY DỰNG CÁC BẢN ĐỒ THÀNH PHẦN VỀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
CHÍNH TỚI QUÁ TRÌNH TRƯỢT LỞ ĐẤT TRONG KHU VỰC NGHIÊN CỨU 79
III.1. Độ dốc địa hình 79
III.2. Địa chất 85
III.3. Địa mạo 85
III.4. Vỏ phong hóa 85
III.5. Mật độ lineament 85
4
III.5.1. Phương pháp thành lập sơ đồ phân bố lineament từ ảnh viễn thám 85
III.5.2. Số liệu đầu vào cho quá trình triết xuất lineament 86
III.5.3. Quá trình tiền xử lý ảnh (pre-processing) 87
III.5.3.1. Nắn chỉnh phổ 87
III.5.3.2. Nắn chỉnh hình học 88
III.5.4. Xử lý ảnh viễn thám (image processing) 89
III.5.4.1. Biến đổi ảnh thông qua các bộ lọc theo hướng 89
III.5.4.2. Triết xuất Lineament 91
III.5.5. Hậu xử lý (Post – Processing) 92
III.5.5.1. Loại bỏ các “giả” lineament 92
III.5.5.2. Lọc các lineament 93
III.5.6. Kết quả phân tích, xử lý ảnh viễn thám để thành lập sơ đồ phân bố lineament 93
III.5.7. Sử dụng các thuật toán thống kê trong GIS thành lập sơ đồ mật độ lineament 95
III.6. Lượng mưa 99
III.6.1. Số liệu đầu vào để thành lập sơ đồ phân bố lượng mưa của khu vực nghiên cứu 100
III.6.2. Áp dụng phương pháp thống kê thành lập sơ đồ phân bố lượng mưa của khu
vực nghiên cứu 102
III.7. Thảm phủ 104
III.7.1. Tiền xử lý ảnh (preprocesing) 106
III.7.2. Xử lý ảnh viễn thám (Procesing) 106
III.7.3. Hậu xử lý (Post-procesing) 107
III.8. Mật độ sông suối 109
III.8.1. Hiệu chỉnh DEM trên cơ sở hệ thống sông suối thu thập từ tài liệu thực tế . 110
III.8.2. Xác định dòng chảy 110
III.8.2.1. Loại bỏ địa hình trũng trên DEM 110
III.8.2.2. Xác định hướng của các dòng chảy 112
III.8.3. Xác định hệ số tích lũy dòng chảy 112
III.8.4. Chiết su
ất mạng lưới sông suối và lưu vực 113
III.8.4.1. Xác định các giới hạn để xác định diện tích dòng chảy 113
III.8.4.2. Chiết suất hệ thống dòng chảy 113
III.8.4.3. Phân hạng hệ thống dòng chảy 114
III.8.4.4. Chiết suất các lưu vực cung cấp nước 116
III.8.5. Thành lập sơ đồ mật độ dòng chảy 117
III.8.5.1. Tính toán các giá trị mật độ dòng chảy trên một đơn vị lưu vực 117
III.8.5.2. Thành lập sơ đồ h
ệ thống mật độ sông suối cho một vùng nghiên cứu 118
III.9. Độ cao địa hình 118
5
III.10. Nhân sinh 119
IV. ỨNG DỤNG GIS TRONG PHÂN VÙNG DỰ BÁO TAI BIẾN TRƯỢT LỞ KHU
VỰC NGHIÊN CỨU 120
IV.1. Phương pháp phân vùng dự báo trượt lở đất trong hệ thống GIS 120
IV.2. Ứng dụng phương pháp chỉ số thống kê (statistical index method) tính toán nguy
cơ tai biến trượt lở đất cho khu vực nghiên cứu 122
IV.3. Phân vùng nguy cơ tai biến trượt lở đất cho khu vực nghiên cứu 128
IV.4. Đánh giá mức độ chính xác của bản đồ kết quả phân vùng dự báo nguy cơ tai biến
trượt lở đất của khu vực nghiên cứu 131
IV.5. Nhận xét về kết quả phân vùng nguy cơ tai biến trượt lở đất và các yếu tố hưởng
hưởng tới qua trình trượt lở đất của khu vực nghiên cứu 133
CHƯƠNG III - ĐỀ XUẤT QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ
PHÂN VÙNG NGUY CƠ TAI BIẾN TRƯỢT LỞ ĐẤT 137
I. XÂY DỰNG QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ 137
I.1. Phân tích hiện trạng trượt lở 137
I.2. Thiết kế CSDL 139
I.3. Lựa chọn mô hình toán và phân vùng tai biến trượt lở 139
I.3.1. Phương pháp trọng số (index based) 140
I.3.2. Phương pháp phân tích cây hệ thống (Analytical Hierarchical Process) 141
I.3.3. Phương pháp xác suất (Probability) 142
I.3.4. Phương pháp phân tích nguy cơ tai biến trượt lở đất (landsslide susceptibility analysis) . 143
I.3.5. Phương pháp trọng số bằng chứng (Weight of Evidence) 143
I.3.6. Phương pháp hệ số chắc chắn (Certainty factor). 146
I.3.7. Đánh giá kết quả dự báo nguy cơ tai biến trượt lở đất 146
II. MỘT SỐ CHỨC NĂNG VÀ GIAO DI
ỆN CỦA PHẦN MỀM “LANDSLIDE
SUSCEPTIBILITY MAPPING” ("THÀNH LẬP BẢN ĐỒ NGUY CƠ TAI BIẾN TRƯỢT
LỞ ĐẤT") 147
KẾT LUẬN 158
I. MỘT SỐ KẾT LUẬN CHÍNH 158
II. ĐỀ XUẤT MỘT SỐ BIỆN PHÁP NHẮM HẠN CHẾ VÀ GIẢM THIỂU THIỆT HẠI
DO TRƯỢT LỞ ĐẤT GÂY RA PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG KINH TẾ XÃ
HỘI CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU 159
III. KIẾN NGHỊ
VÀ LỜI KẾT 165
TÀI LIỆU THAM KHẢO 167
PHỤ LỤC - BÁO CÁO KINH TẾ 182
6
CÁC HÌNH VẼ
Hình 1: Vụ trượt lở đất 9/2004 tại thôn Sùng Hoảng, xã Phìn Ngan (Bát Xát- Lào Cai)
làm 23 người thiệt mạng 11
Hình 2: Hàng trăm ôtô bị kẹt hơn 12 giờ vào ngày 26/11/2004 do sạt lở núi tại km262+512
quốc lộ 1A thuộc địa bàn huyện Nam Giang. 13
Hình 3: Trượt lở đường Hồ Chí Minh 13
Hình 4: Các thuật ngữ mô tả thân trượt 15
Hình 5: Kiểu dịch chuyển đổ 15
Hình 6: Dịch chuyển dạng lật 16
Hình 7: Trượt xoay 17
Hình 8: Trượt tịnh tiến 17
Hình 9: Kiểu trượt trung gian giữa hai loại trượt xoay và trượt tịnh tiến và trượt hỗn hợp 18
Hình 10: Dịch chuyển tạo dòng 19
Hình 11: Các kiểu hình dạng sườn 21
Hình 12: Sơ đồ khu vực nghiên cứu 39
Hình 13: Sơ đồ địa chất khu vực nghiên cứu 44
Hình 14: Sơ đồ VPH khu vực nghiên cứu 56
Hình 15: Sơ đồ địa mạo của khu vực nghiên cứu 68
Hình 16: Qui trình xây dựng bản đồ hiện trạng trượt lở đất của khu vực nghiên cứu 72
Hình 17: Bình đồ không gian 3D ảnh hàng không của khu vực nghiên cứu 73
Hình 18: Ví dụ về điểm trượt lở đất xảy ra tại khu vực bản Mới, xã Mường Tùng, huyện Mường Lay 74
Hình 19: Ví dụ về điểm trượt lở đất xảy ra tại khu vực xã Ma Lù Thàng, huyện Mường Lay 74
Hình 20: Ví dụ về điểm trượt lở đất xảy ra tại một số khu vực thuộc tỉnh Điện Biên theo
tài liệu của Đỗ Tuyết và nnk (1999) 75
Hình 21: Một số điểm trượt lở đất mới xảy ra tại khu vực nghiên cứu đã quan sát được
ngoài thực địa 76
Hình 22: Sơ đồ hiện trạng trượt lở đất khu vực nghiên cứu 77
Hình 23: Sơ đồ phân bố độ cao của khu vực nghiên cứu 80
Hình 24: Ví dụ về một ma trận gồm 9 cell của một mô hình số độ cao 80
Hình 25: Mã hóa của một ma trận gồm 9 cell và 25 cell trong ILWIS 3.3 82
Hình 26: Sơ đồ độ dốc của khu vực nghiên cứu 83
Hình 27: Sơ đồ phân loại độ dốc của khu vực nghiên cứu 84
Hình 28: Qui trình triết suất bán tự động lineament từ ảnh viễn thám 86
Hình 29: Tổ hợp 741 từ ảnh LANDSAT TM5 của khu vực nghiên cứu 87
Hình 30: Bảng số liệu điểm khống chế mặt đất khu vực nghiên cứu 89
7
Hình 31: Các bộ lọc theo hướng 90
Hình 32: Các ảnh đã được nâng cao chất lượng sau khi sử dụng các bộ lọc Directional 91
Hình 33: Sơ đồ lineament thô của khu vực nghiên cứu 92
Hình 34: Giao diện một modul trong chương trình Lineament 6.0 93
Hình 35: Sơ đồ phân bố lineament của khu vực nghiên cứu 94
Hình 36: Giá trị thống kê theo chiều dài của lineament và các nhóm lineament theo độ dài 95
Hình 37: Các giá trị thống kê theo hướng của lineament và các nhóm lineament theo hướng 95
Hình 38: Các ô "cửa sổ" trượt và tâm cửa sổ 96
Hình 39: Sơ đồ mật độ lineament của khu vực nghiên cứu 98
Hình 40: Sơ đồ phân bố các nhóm lineament trong khu vực nghiên cứu 99
Hình 41: Sơ đồ vị trí các trạm khí tượng thủy văn được sử dụng để thành lập sơ đồ
phân bố lượng mưa của khu vực nghiên cứu 101
Hình 42: Sơ đồ phân bố tổng lượng mưa TB năm (thời gian quan trắc từ 1996 đến 2005) . 103
Hình 43: Sơ đồ phân bố các lớp với tổng lượng mưa trung bình năm khác nhau trong
khoảng thời gian quan trắc từ 1996 đến 2005 104
Hình 44: Sơ đồ mô tả các bước đã sử dụng trong phân tích ảnh vệ tinh để thành lập sơ đồ
thảm phủ thực vật của khu vực nghiên cứu 105
Hình 45: Qui trình thực hiện quá trình phân loại có kiểm định của khu vực nghiên cứu 107
Hình 46: Sơ đồ thảm phủ của khu vực nghiên cứu 109
Hình 47: Quy trình thành lập sơ đồ mật độ sông suối áp dụng cho vùng nghiên cứu 110
Hình 48: Tìm trũng chỉ bao gồm một pixel đơn lẻ trong ma trận số 111
Hình 49: Tìm trũng đầu tiên trong ma trận số 111
Hình 50: Ví dụ xác định hướng dòng chảy 113
Hình 51: Các bước xác định dòng chảy từ
DEM 113
Hình 52: Xác định định sự tích tụ của hệ thống các dòng chảy 114
Hình 53: Ví dụ về quá trình phân hạng dòng chảy 115
Hình 54: Phân hạng nhánh sông suối theo nguyên tắc Strahler và Shreve 116
Hình 55: Ví dụ về quá trình phân hạng dòng chảy và triết suất các lưu vực (phụ lưu vực) . 117
Hình 56: Các mối quan hệ giữa độ dài một dòng chảy, mật độ dòng chảy, độ dài sườn
và diện tích khu vực cung cấ
p nước. 117
Hình 57: Sơ đồ mật độ sông suối của khu vực nghiên cứu 118
Hình 58: Sơ đồ phân chia độ cao địa hình của kkhu vực nghiên cứu 119
Hình 59: Sơ đồ khoảng cách từ đường giao thông 120
Hình 60: Sơ đồ mô tả giá trị chỉ số nguy cơ tai biến trượt lở đất của khu vực nghiên cứu 126
Hình 61: Biểu đồ tấn suất tích lũy của diệ
n tích trượt lở quan sát được trên thực tế và giá trị
chỉ số nguy cơ tai biến trượt lở đất của khu vực nghiên cứu 129
Hình 62: Phân vùng dự báo nguy cơ tai biến trượt lở đất của khu vực nghiên cứu 130
8
Hình 63: Ví dụ về một số điểm trượt lở đất được phủ chồng trên bản đồ kết quả khoanh vùng
dự báo nguy cơ tai biến trượt lở đất 131
Hình 64: Bản đồ phân vùng dự báo các nhóm nguy cơ tai biến trượt lở đất với các điểm trượt
lở đất được dự báo “đúng” và “sai” 132
Hình 65: Sơ đồ tỷ lệ % diện tích của các nhóm độ dốc địa hình trong các nhóm nguy cơ tai
biến trượt lở đất khác nhau 133
Hình 66: Sơ đồ tỷ lệ % diện tích của các khoảng cách từ đường giao thông trong các nhóm
nguy cơ tai biến trượt lở đất khác nhau 134
Hình 67: Sơ đồ tỷ lệ % diện tích của các nhóm lượng mưa trung bình năm trong các nhóm
nguy cơ tai biến trượt lở đất khác nhau 134
Hình 68: Sơ đồ tỷ lệ % diện tích của các loại thảm phủ trong các nhóm nguy cơ tai biến trượt
lở đất cao và rất cao 135
Hình 69: Qui trình công nghệ phục vụ công tác đánh giá và phân vùng dự báo nguy cơ tai
biến trượt lở đất 138
Hình 70: Cấu trúc chủ yếu của phần mềm“Landslide susceptibility mapping” 147
Hình 71: Menu để xây dựng hoặc mở một cơ sở dữ liệu địa lý phục vụ công tác thành lập bản
đồ phân vùng dự báo nguy cơ tai biến trượt lở đất 148
Hình 72: Giao diện của cửa sổ “Geodatabase” 149
Hình 73: CSDL địa lý ban đầu sử dụng để thành lập bản đồ phân vùng dự báo nguy cơ tai
biến trượt lở (cho một ví dụ cụ thể) 149
Hình 74: Giao diện đồ họa đặt tên các nhóm / lớp cho các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình
trượt lở đất 150
Hình 75: Menu mở các cửa sổ để thành lập bản đồ phân vùng dự báo nguy cơ tai biến trượt
lở đất theo các phương pháp thực nghiệm 151
Hình 76: Menu dùng để mở các cửa sổ tính toán thống kê để thành lập bản đồ phân vùng
dự báo nguy cơ tai biến trượt lở đất 151
Hình 77: Ví dụ về kết quả tính trong cửa sổ “statistical index approach” 152
Hình 78: Ví dụ về bản đồ kết quả tính toán, phân vùng dự báo nguy cơ tai biến trượt lở đất
được thành lập theo phương pháp chỉ số thống kê 152
Hình 79: Tiện ích “File” trong Menu “Tools for GIS map” 153
Hình 80: Tiện ích “Edit” trong Menu “Tools for GIS map” 153
Hình 81: Tiện ích“Tools” trong Menu “Tools for GIS map” 153
Hình 82: Tiện ích “Objects” trong menu “Tools for GIS map” 154
Hình 83: Tiện ích “Query” trong menu “Tools for GIS map” 155
Hình 84: Tiện ích “Table” trong menu “Tools for GIS map” 155
Hình 85: Tiện ích “Options” trong Menu “Tools for GIS map” 156
Hình 86: Tiện ích “Windows” trong Menu “Tools for GIS map” 156
Hình 87: Tiện ích“Map” trong Menu “Tools for GIS map” 157
9
CÁC BIỂU BẢNG
Bảng 1: Hệ thống phân loại trượt lở theo Varnes 14
Bảng 2: Tóm tắt đánh giá các phương pháp xây dựng bản đồ khoanh vùng dự báo trượt
lở cho khu vực hình thành trượt lở không bao gồm trượt lở dòng 32
Bảng 3: So sánh một số đặc trưng khí hậu của khu vực nghiên cứu với tiêu chuẩn nhiệt đới 42
Bảng 4: Diện phân bố, khối lượng, đặc điểm thạch học và tuổi của nhóm đá đá trầm tích
lục nguyên giàu alumosilicat và trầm tích lục nguyên xen phun trào 57
Bảng 5: Mặt cắt đầy đủ của VPH phát triển trên đá trầm tích lục nguyên giàu
alumosilicat và trầm tích lục nguyên xen phun trào 57
Bảng 6: Diện phân bố, khối lượng, đặc điểm thạch học và tuổi của nhóm đá carbonat 60
Bảng 7: Diện phân bố, khối lượng, đặc điểm thạch học và tuổi của nhóm đá magma 61
Bảng 8: Mặt cắt đầy đủ của VPH phát triển trên đá magma mafic - siêu mafic 61
Bảng 9: Diện phân bố, khối lượng, đặc điểm thạch học và tuổi của nhóm đá magma axit
- trung tính 62
Bảng 10: Mặt cắt đầy đủ của VPH phát triển trên đá magma axit - trung tính 63
Bảng 11: Diện phân bố, khối lượng, đặc điểm thạch học và tuổi của nhóm 64
Bảng 12: Mặt cắt đầy đủ của VPH phát triển trên đá biến chất giàu alumosilicat 65
Bảng 13: Diện tích và phần trăm của mỗi loại hình sườn dốc trong khu vực nghiên cứu 84
Bảng 14: Tổng lượng mưa trung bình năm năm tại 14 trạm với thời gian quan trắc
10 năm 101
Bảng 15: Kết quả tính toán giá trị W
ij
của các lớp trong các yếu tố gây trượt lở đất 123
Bảng 16: Đánh giá mức độ chính xác của bản đồ dự báo trên cơ sở xem xét hiện trạng
trượt lở đất 132
Bảng 17: Một số giá trị tỷ lệ khi so sánh hai đối tượng 141
Bảng 18: Chỉ số nhất quán ngẫu nhiên (Random Consistency Index - RI) 142
10
MỞ ĐẦU
I. MỤC TIÊU, NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
Đề tài “Ứng dụng hệ thông tin địa lý địa chất (GIS-GES) đánh giá nguy cơ trượt lở đất phục
vụ phát triển bền vững kinh tế xã hội khu vực lòng hồ thuỷ điện Sơn La – Sông Đà, áp dụng
trên các vùng Mường Lay, Tủa Chùa, Tuần Giáo, Mường Tè và Sìn Hồ” được phòng Viễn
Thám – Toán Địa chất, Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản Việt Nam thực hiện trên cơ
sở:
Hợp đồng số 07-ĐC-06/BTNMT-HĐKHCN giữa Bộ Tài Nguyên và Môi Trường và
Viện Nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản ký ngày 24 tháng 4 năm 2006;
Và phiếu giao việc số 35/GV-VĐCKS của Ông Viện trưởng Viện Nghiên cứu Địa
chất và Khoáng sản ký ngày 5 tháng 5 năm 2006.
Trong đó mục tiêu của đề tài được đặt ra:
Sử dụng hệ thống thông tin địa lý – địa chất kết hợp phân tích ảnh viễn thám, đồng
thời kiểm tra thực địa nhằm điều tra hiện trạng, đánh giá nguyên nhân gây trượt lở đất
khu vực lòng hồ thuỷ điện Sơn La và ngoại vi (giới hạn trong phạm vi các huyện
Mường Lay, Tủa Chùa, Tuần Giáo, Mường Tè và Sìn Hồ).
Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý – địa chất và viễn thám vào việc đánh giá quy mô
phát triển và phân vùng dự báo các khu vực có khả năng nguy cơ cao về tai biến trượt
lở đất cho các huyện Mường Lay, Tủa Chùa, Tuần Giáo, Mường Tè và Sìn Hồ.
Đề xuất, xây dựng qui trình phân vùng dự báo các khu vực có khả năng nguy cơ cao
về tai biến trượt lở đất bằng công nghệ viễn thám và GIS
II. KHÁI QUÁT VỀ TAI BIẾN TRƯỢT LỞ ĐẤT TẠI NƯỚC TA
Trong những năm gần đây, hầu hết các tỉnh và các khu vực trong cả nướ
c thường xuyên phải
hứng chịu nhiều thiên tai hết sức bất ngờ, trong đó đặc biệt nghiêm trọng là các sự cố trượt lở
đất, gây ra nhiều thiệt hại và mất mát to lớn đối với con người, cơ sở vật chất và môi trường.
Những tổn thất về người và của ngày càng tăng, không những do ảnh hưởng của tự nhiên như
những cơn bão mạnh và những trậ
n mưa kéo dài, mà còn do các hoạt động nhân sinh của con
người như các công trình xây dựng giao thông, các công trình thủy điện, thủy lợi, các hoạt
động chặt phá rừng,
Đối với một số tỉnh miền núi phía Bắc, chỉ tính riêng trong năm 2005, cùng với các cơn bão
mạnh, mưa lớn trên diện rộng đã kéo theo hàng loạt sự cố trượt lở, sạt lở, lũ bùn đá , phá hủy
nhiều nhà cửa, cơ sở hạ tầng, làm chết người. Đặc biệt, gần đây nhất, cơn bão số 7 xảy ra
ngày 27/9/2005 đã kéo theo hàng trăm điểm trượt lở đất đá trong phạm vi toàn tỉnh Yên Bái,
gây ra lũ quét trên diện rộng, tập trung lại ở Ba Khe (Cát Thịnh), làm chết 54 người. Nhiều
tuyến đường giao thông, thí dụ quốc lộ 32, bị hư hại, gián đoạn trong thời gian dài. Nhiều khu
vực dọc hai bờ sông Hồng, điển hình như một số điểm ngay trong phạm vi nội đô thành phố
Yên Bái, bị xói lở nghiêm trọng, làm mất đất, mất đường, thậm chí đe dọa tính mạng của
nhiều người dân.
Ở các khu vực miền núi phía Bắc khác, do đặc điểm đất dốc, núi cao, cùng hoạt động khai
11
thác lãnh thổ không hợp lý, các sự cố trượt lở, sạt lở, lũ bùn đá xảy ra rất phổ biến. Ước tính,
gần 1/4 tổng diện tích miền núi phía Bắc có nguy cơ cao trước 3 loại tai biến địa chất là trượt
lở, lũ quét-lũ bùn đá và nứt - sụt đất, tập trung chủ yếu ở các tỉnh Lai Châu, Sơn La, Lào Cai,
Yên Bái, Hà Giang và một phần tỉnh Tuyên Quang, Quảng Ninh. Với một số các công trình
giao thông trọng điểm, những nơi có các đặc điểm địa chất công trình phức tạp với những
đoạn taluy dốc đứng, các sự cố trượt - sạt lở đất đá trong các mùa mưa là khó tránh khỏi.
Đồng thời theo một nghiên cứu mới đây công bố của tiến sĩ Trần Trọng Huệ và các cộng sự
Viện Địa chất, thuộc Viện khoa học và Công nghệ Việt Nam thì có đến 70% huyện thị ở miền
núi phía bắc có tai biến địa chất. Do đặc điểm đất dốc, núi cao, cùng hoạt động khai thác lãnh
thổ không hợp lý, những năm gần đây miền núi phía Bắc xuất hiện rầm rộ các loại hình tai
biến địa chất, như trượt lở đất, lũ quét - lũ bùn đá, sạt lở bờ sông Trong số 135 huyện, thị
của 14 tỉnh, tai biến đã xảy ra ở 98 huyện. Khu vực miền núi phía Bắc bao gồm 14 tỉnh, là địa
bàn kinh tế xã hội quan trọng của cả nước, gồm Lai Châu (cả tỉnh Điện Biên mới), Sơn La,
Hòa Bình, Lào Cai, Yên Bái, Phú Thọ, Tuyên Quang, Hà Giang, Cao Bằng, Bắc Kạn, Thái
Nguyên, Lạng Sơn, Quảng Ninh, Bắc Giang. Trong số các loại tai biến địa chất xảy ra ở khu
vực này, gây thiệt hại nặng nề nhất là hiện tượng trượt lở đất, lũ quét và xói lở bờ sông. Đồng
thời nghiên cứu cũng cho thấy, các vụ trượt lở đất liên tiếp từ thập niên 1990 đến nay đã vùi
lấp nhiều nhà cửa của dân, bồi lấp đất canh tác, và cướp đi nhiều sinh mạng, đáng kể nhất là
các vụ xảy ra ở Mường Lay, thị xã Lai Châu, Bát Xát - Lào Cai, thị xã Hòa Bình, Thái
Nguyên, Bắc Kạn Đặc biệt trên các tuyến giao thông quan trọng ở Tây Bắc , trượt lở đất
thường xuyên tái diễn trong mùa mưa với quy mô lớn, xảy ra đôi khi trên cả taluy dương và
taluy âm, vì vậy nhiều đoạn đường bị phá hủy hoàn toàn. Tai biến này diễn ra ngày càng phổ
biến với quy mô ngày một lớn, làm mất đi hàng nghìn ha đất canh tác, phá hủy nhiều nhà cửa,
làng mạc dọc theo một số con sông lớn. Sạt lở mạnh nhất là ở hạ lưu đập thủy điện Hòa Bình
và khu vực giao nhau giữa sông Thao - Đà - Lô, tỉnh Phú Thọ.
Hình 1: Vụ trượt lở đất 9/2004 tại thôn Sùng Hoảng, xã Phìn Ngan (Bát Xát- Lào Cai)
làm 23 người thiệt mạng
12
Theo bản đồ dự báo nguy cơ trượt lở và lũ quét, lũ bùn đá miền núi phía Bắc do Bộ Khoa học
và Công nghệ cùng với các Bộ, Ban ngành liên quan thành lập mới đây, nguy cơ về trượt lở,
lũ quét, lũ bùn đá tại khu vực miền núi phía Bắc bao gồm 5 cấp độ khác nhau, từ rất yếu (ít
khả năng xảy ra) đến rất mạnh. Các khu vực có nguy cơ cao về lũ quét, lũ bùn đá, trượt lở
mạnh và rất mạnh, chủ yếu tập trung ở những khu vực các xã trong lưu vực sông Nậm Lay,
Nậm Pô (hữu ngạn sông Đà) thuộc huyện Mường Chà, Mường Lay (Điện Biên), các xã trong
lưu vực Nậm Lúa, Nậm Rõm, Nậm Nưa (chảy vào sông Mê Kông) thuộc Điện Biên, các xã
trên thượng nguồn sông Mã, sông Cầu, lưu vực sông Ngân, hữu ngạn sông Hồng, hữu ngạn
sông Đà, huyện Sa Pa, Bát Xát (Lào Cai), huyện Văn Yên (Yên Bái), Hàm Yên (Tuyên
Quang), Xín Mần, Hoàng Su Phì, Yên Minh, Bắc Quang (Hà Giang)
Ở khu vực Miền Trung, từ giữa tháng 12/2005, triều cường bắt đầu xuất hiện và hoành hành
mạnh nhất trong suốt một tuần tại các tỉnh từ Quảng Ngãi đến Bình Thuận. Trong các ngày từ
18 đến 22/12, các tỉnh ven biển miền Trung có gần 30 điểm sạt lở, trong đó 2 tỉnh Quảng Ngãi
và Bình Ðịnh bị nhiều nhất, với 15 điểm sạt lở nặng. Khu vực Bình Thuận ít khi b
ị triều
cường nhưng trong năm 2005 cũng có 4 điểm sạt lở. Tại Phú Yên, sau sự cố lở núi đã xảy ra
đoạn sạt lở nghiêm trọng tại Km 1360 trên đèo Cả, gây hư hỏng nặng cho con đường và gây
ách tắc bị giao thông nghiêm trọng ngày 25/12. Tại khu vực núi Khỉ, cao 1.500m thuộc thôn
Đông, xã Trà Sơn, huyện miền núi Trà Bồng (tỉnh Quảng Ngãi) đã xuất hiện bốn vết nứt lớn
có tổng chiều dài khoảng 150m, rộng 0,5 - 6m và điểm sâu nhất tính từ mặt núi khoảng 9m.
Các vết nứt này đã lan rộng và do độ dốc của núi khá lớn nên có thể trượt lở bất kỳ lúc nào, đe
dọa tính mạng và tài sản của 33 hộ dân với 169 nhân khẩu nằm dưới chân núi.
Cũng là một dạng tai biến của trượt - sạt lở đất, một sự cố gần đây nhất là vấn
đề sụt lún đất ở
thôn Tân Hiệp, xã Cam Tuyền, huyện Cam Lộ, tỉnh Quảng Trị ngày 18/2/2006 đã gây hoang
mang cho người dân và chính quyền địa phương. Theo thống kê ban đầu của Sở Tài nguyên
& Môi trường tỉnh Quảng Trị, vụ sụt đất gây ảnh hưởng trên một vùng đất rộng khoảng nửa
cây số vuông, trên đó có 122 hộ dân sinh sống. Số hố sụp là 16; hàng chục căn nhà bị nứt, sập
tường. Nguyên nhân gây sụt đất được xác định do thôn Tân Hiệp nằm trong khu vực có "hoạt
động kast ngầm" trong đá carbonat, dưới lớp phủ bở rời mỏng, dưới tác động của điều kiện
thuỷ văn bất thường (mưa cường độ cao, tập trung thời gian ngắn).
Sau sự cố sụt lở ở xã Cam Tuyền, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã giao cho các Cục Địa chất
và Khoáng sản Việt Nam và Viện nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản tiến hành khảo sát đánh
giá chi tiết hiện trạng, xác định nguyên nhân sụt, lở đất, trượt lở đất đá tại một số tỉnh thuộc
Trung Bộ, tập trung vào một số khu vực dọc quốc lộ 9 và dọc sông Hiếu (đoạn từ xã Cam
Tuyền đến ngã ba thị xã Đông Hà) tỉnh Quảng Trị; 13 đoạn đường trên tuyến đường Hồ Chí
Minh, 4 đoạ
n trên tuyến quốc lộ số 1; khoanh định các diện tích có nguy cơ trượt, sụt lở và đề
xuất các biện pháp phòng tránh. Về vấn đề sạt lở tại Quảng Trị, kết quả khảo sát đã khoanh
định các diện tích có nguy cơ sụt đất theo các cấp độ: rất nguy hiểm, nguy hiểm, và có nguy
cơ sụt đất theo mật độ hang hốc trong tầng đá vôi, bề dày lớp đất bở rời, đặc
điểm địa chất
thuỷ văn.
Về trượt lở đất dọc đường Hồ Chí Minh và Quốc lộ 1, điều tra chi tiết ở 13 đoạn dọc đường
Hồ Chí Minh và 4 đoạn dọc Quốc lộ 1 cho thấy 9 đoạn có nguy cơ trượt lở đất rất cao và sẽ
xảy ra thường xuyên vào mùa mưa. Trượt lở vào lúc 1h30 sáng 26/11/2004, tại km262+512
thuộc địa bàn huyện Nam Giang, một mảng đất đá từ taluy dương hàng nghìn mét khối đã bất
ngờ đổ ập vùi lấp một đoạn dài 50 m, làm hàng trăm ôtô đang lưu thông tránh lũ trên quốc lộ
1A qua địa bàn miền Trung ách tắc hơn 12 giờ đồng hồ.
13
Hình 2: Hàng trăm ôtô bị kẹt hơn 12 giờ vào ngày 26/11/2004
do sạt lở núi tại km262+512 quốc lộ 1A thuộc địa bàn huyện Nam Giang.
Nhìn chung đường Hồ Chí Minh đoạn qua địa bàn Quảng Nam, dài khoảng 175 km, luôn tiêm
ẩn những mối hiểm nguy từ sạt lở núi và tai nạn giao thông do địa hình phức tạp, địa chất
không ổn định, đường cong và độ dốc lớn.
Tại km530 thuộc khu vực cầu A Tép, huyện Tây Giang, một mảng núi đổ ập xuống lòng đường,
gây ách tắc giao thông hoàn toàn trong nhiều ngày liền. Điểm khác xảy ra vào lúc 13h ngày
3/12/2004, tại km262 thuộc địa bàn xã Cà Dy, huyện Nam Giang, đã vùi lấp mặt đường dài hơn
40 m, cùng hàng chục điểm sạt lở nặng trên đèo Lò Xo, thuộc địa bàn huyện Phước Sơn.
Hình 3: Trượt lở đường Hồ Chí Minh
13h ngày 17/12/2004, trên quốc lộ 14D trở về, nhiều người thoát chết trong gang tấc do núi sạt
lở ngay trước đầu xe tại km2, km18 và km 22 thuộc địa bàn xã Tà Bing, Nam Giang. Dọc
đường Hồ Chí Minh và các tuyến quốc lộ 14E, 14D đi qua dãy Trường Sơn nằm ở phía tây của
tỉnh Quảng Nam sau mỗi trận mưa là đường Hồ Chí Minh và các tuyến quốc lộ trên bị sạt lở
nghiêm trọng, gây ách tắc giao thông hoàn toàn.
III. CÁC KHÁI NIỆM VỀ TRƯỢT LỞ ĐẤT
III.1. Các định nghĩa
Trượt lở là một hiện tượng tai biến thiên nhiên, dưới tác dụng của các quá trình địa chất động
14
lực công trình, gây mất ổn định mái dốc, sườn dốc hay vách dốc (gọi chung là mái dốc) tạo ra
sự dịch chuyển mái dốc (vật chất), phá hủy mọi thứ liên quan trên đường đi của chúng. Trượt
lở xảy ra khi khối đất đá bị mất cân bằng, các lực gây trượt vượt quá các lực giữ trượt. Rõ
ràng, các quá trình trượt lở là sản phẩm của các thay đổi của các điều kiện hình thái địa mạo,
thủy văn và địa chất. Sự thay đổi những điều kiện được thực hiện bởi các quá trình địa động
lực, phát triển của thực vật, quá trình sử dụng đất, các hoạt động nhân sinh, cũng như tần suất,
cường độ lắng đọng trầm tích và chấn động. Theo Varnes (1984), thuật ngữ “trượt lở“ bao
gồm tất cả các hiện tượng khối trượt trên bề mặt dốc. Các hiện tượng này bao gồm cả các
hiện tượng không thực sự trượt như đá đổ, đá rơi, và dòng bùn đá
Có nhiều hệ thống phân loại trượt lở trong đó có hai hệ thống được sử dụng rộng rãi, đặc biệt
ở các nước phương Tây là hệ thống được đưa ra bởi Hutchinson (1968), Skempton và
Hutchinson, 1969) và Varnes (1958, 1978, và 1984). Cả hai hệ thống đều phân nhóm theo
kiểu dịch chuyển nhưng khác nhau ở các trạng thái dòng dịch chuyển. Sự dịch chuyển mái
dốc nhìn chung bắt đầu từ sự phá hủy của lực cắt, tạo ra các bề mặt trượt là ranh giới của đới
phá hủy cắt nhưng ở dạng sụt trượt thì sự dịch chuyển lại là sự chảy đùn, chảy dưới áp
lực…Việc lựa chọn hệ thống phân loại phụ thuộc vào mục đích nghiên cứu là phân tích điều
kiện phá hủy khối trượt hay luận giải kết quả dịch chuyển của khối trượt. Hệ thống phân loại
của Varnes dễ sử dụng, được thảo luận tại Hội địa chất công trình quốc tế (IAEG) về trượt lở
(1990) và sau đó xuất bản trong cuốn thuật ngữ trượ
t lở ở nhiều thứ tiếng. Hệ thống phân loại
trượt lở theo Varnes (1978 và1984) làm nổi bật được kiểu dịch chuyển và kiểu vật chất. Trong
thực tế, bất kỳ khối trượt nào cũng được phân loại và mô tả bằng hai cụm từ vật liệu và kiểu
dịch chuyển. Phương pháp phân loại trượt được liệt kê trong bảng 1, và thân trượt được mô tả
theo hình 4.
Bả
ng 1: Hệ thống phân loại trượt lở theo Varnes (1978, 1984)
Kiểu
dịch chuyển
Kiểu vật liệu
Đá
Đất xây dựng
Hạt thô là chủ yếu Hạt mịn là chủ yếu
Đổ Đổ Mảnh vụn đổ Đất đổ
Rơi Rơi Mảnh vụn rơi Đất rơi
Trượt
Xoay Xụp Mảnh vụn xụp Đất xụp
Tịnh tiến Dịch chuyển khối
Dịch chuyển khối
mảnh vụn
Dịch chuyển khối
đất
Chảy ngang Dịch ngang Mảnh vụn dịch ngang Đất dịch ngang
Chảy dòng Dòng đá (lở) Dòng mảnh vụn Dòng đất
Trượt hỗn hợp bao gồm 2 hoặc nhiều hơn kiểu dịch chuyển cùng xảy ra
15
Chỏm
Vết nứt trên chỏm
Vách trượt
chính
Vách trượt
phụ
Đỉnh trượt
Mặt trượt
Thân trượt
Điểm cuối của
mặt trượt
Điểm cuối của
thân trượt
Chân của
thân trượt
Mặt phân cách
Vết nứt
tỏa tia
Sống
ngang
Vết nứt
ngang
Hình 4: Các thuật ngữ mô tả thân trượt
III.2. Một số kiểu trượt thường gặp
III.2.1. Kiểu dịch chuyển dạng đổ
Kiểu dịch chuyển đổ bắt đầu với sự tách, vỡ của đất, đá từ mái dốc đứng theo mặt tách mà ở
đó cường độ kháng cắt rất yếu hoặc không có. Vật chất sau đó rơi theo trọng lực, có thể kèm
theo chuyển động quay với tốc độ nhanh. Quá trình đổ sẽ lần lượt từ những mặt tách nhỏ hoặc
lật đổ từng phần vật chất hoặc khi phần mũi của vách đá nhô ra biển dưới tác dụng của sóng
hay lòng sông bị xói mòn dẫn đến bị đứt chân gây mất lực dính (Hình 5).
Hình 5: Kiểu dịch chuyển đổ (đá rơi, đá đổ)
Các mái dốc có độ dốc lớn thì đất, đá có khả năng rơi tự do. Ngược lại, vật liệu sẽ rơi đập vào
bề mặt mái dốc rất mạnh nếu độ dốc nhỏ hơn giá trị này (Ritchie, 1963). Sự phá hủy dạng này
phụ thuộc vào tính chất của vật liệu, hệ số đàn hồi và rơi của phần vật liệu đổ xuống (Hungr
và Evans, 1988), phần đổ cũng có thể bị vỡ tan khi va chạm. Trên những mái dốc dài, độ dốc
vừa phải, phần đổ sẽ di chuyển xuống theo dạng lăn kèm theo nảy ngắn và dần giảm phạm vi
tác động xuống mái dốc phía dưới. Tại những vị trí dốc cục bộ, một phần vật chất có thể nảy
mạnh ra ngoài tạo chuyển động rơi tự do kèm nảy và quay (Hungr và Evans, 1988).
16
III.2.2. Kiểu dịch chuyển dạng rơi (còn gọi là lật)
Kiểu dịch chuyển dạng rơi/lật là hiện tượng khi một phần mái dốc (đất, đá) bị lật quay, rơi ra
khỏi mái dốc với trọng tâm quay quanh một điểm hay một trục giả định. Quá trình rơi/lật có
thể bị tác động bởi trọng lực vào phần khối lở ở những vật liệu hình thành các khe nứt tạo góc
dốc ngược hoặc dưới tác động của nước, băng tồn tại trong khối đất đá (Hình 6).
Hình 6: Dịch chuyển dạng lật
Lật phần chóp là những khối bị tách vỡ ở trên đỉnh lở xuống dưới khối trượt. Lật sâu thường
xảy ra trong các khối đá trầm tích, có độ dốc lớn có nguyên nhân từ sự trượt xoay của khối
đất, mảnh vụn tạo ra lực cắt bắt đầu từ đỉnh khối đá (Goodman và Bray, 1976). Lật dưới mũi
của bề mặt là hiện tượng gây ra sự đứt một phần mái dốc do trọng lượng của chính phần mái
dốc tác động. Sự phá hủy này còn được gọi là lở mũi mái. Sự hình thành các vết rạn nứt trên
đỉnh của khối trượt là tác nhân gây lở cao và phát sinh các ứng suất gây lở (Goodman và
Bray, 1976). Đây là dạng lở phức tạp, sự phá hủy theo dạng này không những xảy ra trong
các khối đá mà còn có thể xảy ra trong các khối đất dính bị khoét chân dưới tác dụng của
dòng sông.
III.2.3. Trượt xoay
Trượt xoay là hiện tượng các khối đất, đá được dịch chuyển theo bề mặt phá hủy dạng mặt
cong lõm giả định. Nếu bề mặt phá hủy (theo mặt cắt ngang) có dạng cung trượt hình trụ hay
cycloit thì trong quá trình trượt, biến dạng bên trong khối trượt ít, thành phần đất đá cơ bản
không bị xáo động. Khi trượt xảy ra, phần đầu khối trượt dịch chuyển chủ yếu theo chiều
thẳng đứng, phần bề mặt mái dốc phía trên khối trượt có khuynh hướng tạo ra độ nghiêng dốc
ngược với mái dốc (Hình 7).
Trượt xoay xảy ra trong các vật liệu đồng nhất, thường sự tác động của chúng mãnh liệt hơn
so với các kiểu dịch chuyển khác. Tuy nhiên, trong tự nhiên ít khi vật liệu đồng nhất hoàn
toàn, mái dốc dịch chuyển trong các vật liệu này thường xảy ra không đồng đều và gián đoạn
theo các lớp vật liệu. Khi đào bỏ một phần mái dốc cũng có thể là nguyên nhân gây trượt.
Vách dốc chính ở đỉnh mặt trượt xoay gần như thẳng đứng, không có gì chống đỡ nên sự dịch
chuyển khối trượt có thể làm đổ lở phần này.
Đôi khi, các mép bên của bề mặt phá hủy có độ dốc lớn dẫn đến sự dịch chuyển của hai bên
sườn xuống phía dưới, tăng thêm tải trọng cho khối trượt. Sự thâm nhập của nước vào phần
đầu cung trượt giúp tăng thêm độ ẩm của vật liệu, tạo điều kiện cho bề mặt phá hủy phát triển
cũng như tăng trọng lượng khối trượt tạo điều kiện cho trượt dễ dàng xảy ra.
17
Hình 7: Trượt xoay (rotational slides)
III.2.4. Trượt tịnh tiến
Trượt tịnh tiến là hiện tượng khối trượt dịch chuyển xuống qua bề mặt dạng mặt phẳng hoặc
hơi gồ ghề. Trượt tịnh tiến nhìn chung là nông hơn trượt xoay. Tỷ số D/L của loại trượt này
xảy ra trong đất thường nhỏ hơn 0,1 (Skempton và Hutchinson, 1969). Các bề mặt phá hủy
thường dạng hình lòng máng rộng theo mặt cắt ngang (Hutchinson, 1988). Ngược lại, mặt
trượt xoay có khuynh hướng khôi phục lại khối trượt về trạng thái cân bằng (Hình 8).
Trong kiểu trượt này, khối trượt dịch chuyển liên tục có thể bị đứt gãy ra từng phần nếu vận
tốc di chuyển hoặc độ ẩm tăng, khối bị phá vỡ sau đó có thể biến thành dạng chảy, tạo ra các
dòng mảnh vụn đúng hơn là trượt thuần túy. Trượt tịnh tiến thường kèm theo các dấu hiệu
không liên tục như đứt gãy, khe nứt, sự phân lớp hay lớp tiếp xúc giữa đá gốc là lớp phong
hóa bên trên. Trượt tịnh tiến không liên tục xảy ra dưới dạng đơn giản trên các khối đá được
gọi là trượt đá (Panet, 1969) hay trượt phẳng.
Hình 8: Trượt tịnh tiến (translational slides)
III.2.5. Trượt hỗn hợp
Đây là kiểu trượt trung gian giữa hai loại trượt xoay và trượt tịnh tiến. Tỷ số D/L cũng là
trung gian giữa hai loại (Skempton và Hutchinson, 1969). Bề mặt phá hủy ở loại này có vách
dốc chính dốc hơn nhưng chiều sâu mỏng hơn. Mặt trượt có dạng đường cong gãy khúc phức
tạp, phụ thuộc vào biến dạng bên trong và ứng lực cắt dọc bề mặt trong phạm vi vật liệu dịch
chuyển và những kết quả trong sự hình thành những vách dốc trung gian, độ dốc của nó giảm
đột ngột, trên bề mặt vật liệu bị biến dạng, lún xuống tạo ra các địa hào và vùng chịu nén.
Kiểu trượt này thường xuất hiện khi trong cấu tạo của khối trượt có sự hiện diện của lớp đất
yếu hay đớ
i sét phong hóa, tạo ra các mặt trượt trung gian điều khiển quá trình dịch chuyển và
tạo ra mặt trượt hỗn hợp (Hutchinson 1988). Tùy vào vật liệu và tính chất đặc thù của mái dốc
mà trượt hỗn hợp còn có tên gọi riêng là trượt bùn và trượt dòng.
18
Hình 9: (a) Kiểu trượt trung gian giữa hai loại trượt xoay và trượt tịnh tiến.
(b) Trượt khối đất (trượt hỗn hợp – trung gian giữa trượt quay và trượt phẳng)
III.2.6. Kiểu dịch chuyển trượt ngang
Thuật ngữ trương nở đã được giới thiệu trong địa chất công trình bởi Terzaghi và Peck (1948)
để miêu tả sự dịch chuyển bất thình lình của dòng nước mang theo bùn và cát được bao bọc
bởi lớp sét đồng nhất. Một trong các kiểu phá hủy này xảy khi một lớp sét hoặc cát ẩm trở nên
ẩm và mềm hơn tác dụng của dòng thấm và chịu nén hông bởi trọng lượng của những lớp bên
trên (Dana, 1877). Điều này giải thích hiện tượng một mái dốc thoải ổn định trong thời gian
dài có thể bị phá hủy và dịch chuyển bất ngờ. Bề mặt phá hủy của dạng này không phải là bề
mặt có ứng lực cắt lớn nhất như trượt bình thường mà phá hủy do sự hóa lỏng hoặc chảy (đẩy
ra) của vật liệu mềm hơn bao bọc.
III.2.7. Kiểu dịch chuyển dạng dòng
Kiểu dịch chuyển dòng là sự dịch chuyển liên tục theo không gian trong đó các dạng mặt cắt tồn tại
ngắn, không được duy trì lâu. Đặc điểm phân bố vận tốc trong kh
ối dịch chuyển gần giống với dạng
dòng chất lỏng sệt. Sự biến đổi dần dần từ trượt tới chảy xảy ra phụ thuộc vào lượng nước trong đất,
tính lưu động và phạm vi phát triển của khối trượt. Trượt, lở mảnh vụn có thể trở thành dòng mảnh
vụn có tốc độ cực nhanh trong các điều kiện nhất định.
Varnes (1978)
đã sử dụng các thuật ngữ dòng bùn đất (earth flow) và dòng bùn đất dịch
chuyển chậm (slow earth flow) để miêu tả các dòng đất khô di chuyển chậm hơn, sinh ra
trong đất dính (thường là sét hoặc sét phong hóa từ đá gốc) với mái dốc vừa phải, độ ẩm vừa
đủ. Các dòng mảnh vụn mái dốc mở (open-slope debris flows) tạo nên đường dẫn để di
chuyển xuống thung lũng thành tạo nên địa hình dạng chân mái dốc thoải hay tạo ra các kênh
dẫn ngoằn nghèo. Thông thường, các vật liệu dạng hạt thô có thể hình thành lòng dẫn hóa
hoặc hình thành như vỉa qua mái dốc. Sự hình thành các dòng bùn đất thường liên quan đến
mưa lũ, có trận hình thành ngay sau những trận lũ do mưa bất thường, vật liệu di chuyển có
khi là các tảng lăn với đường kính hàng mét. Đất trên các mái dốc lớn không tồn tại thảm thực
vật tạo điều kiện hình thành các dòng mảnh vụn qua quá trình xói mòn xuống lòng xuối, đôi
khi tạo ra các hốc chứa nước làm gia tăng năng lượng của dòng mảnh vụn này. Quá trình dịch
chuyển đôi khi các vật liệu thô dồn dập tạo dạng đê tự nhiên hình thành các hệ thống treo, có
nguy cơ đổ ụp xuống dòng dẫn khi có các chấn động tác động . Các dòng vật chất có thể mở
rộng tới nhiều km trước khi lắng đọng các hạt nhỏ lên toàn bộ dòng dẫn.
19
Hình 10: Dịch chuyển tạo dòng (flow)
Dòng lở mảnh vụn (debris) là một dạng di chuyển dòng nhưng với qui mô lớn hơn, dồn dập
hơn, tốc độ di chuyển nhanh hơn các dòng mảnh vụn mái dốc mở ở trên. Trong lịch sử, trận lở
mảnh vụn ở Huascaran (Peru) đã tạo ra từ 50 - 100 triệu mét khối đất,đá, băng, tuyết với tốc
độ lên tới 100m/s, hơi bụi bốc lên từ khối trượt phát tán ra cả vùng rộng lớn (Varnes, 1978).
Một dạng nữa của kiểu di chuyển này gọi là dòng đá gốc (bedrock flow), đặc trưng cho sự
biến dạng liên lục theo không gian bề mặt trái đất như lở sâu, chúng dịch chuyển rất chậm dọc
theo các bề mặt ứng suất cắt không kết nối với nhau do quá trình tạo nếp uốn tạo ra. Rõ ràng
rằng, sự dịch chuyển dòng còn có thể bắt đầu từ các quá trình trượt trên đá gốc hoặc khối đá
phiến nên những loại này có thể phân loại là một dạng trượt hỗn hợp.
Một dạng đặc biệt nữa của dịch chuyển dòng là các dòng mảnh vụn vật liệu núi lửa. Được
thành tạo từ tro bụi núi lửa tích đọng trên mái dốc núi lửa với mức độ cố kết thấp, vận động
dưới tác dụng của dòng nước xuất phát từ các hồ đứt gãy, sự ngưng tụ hơi nước, kết quả kết
tủa các hạt phần tử nước cùng sự tan băng tuyết phía trên nón núi lửa (Voight, 1990).
IV. NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TRƯỢT LỞ
Hiện tượng trượt lở đất được cho là có liên quan đến mối quan hệ giữa kháng lực của đất đá
hình thành trên sườn dốc đối với trọng lực của chúng. Một sự cố trượt sẽ xảy ra khi mà thế
cân bằng của mối quan hệ đó nghiêng về phía trọng lực. Mối quan hệ này có thể bị thay đối
bởi những tác động do tự nhiên và do con người. Các yếu tố có ảnh hưởng tới sự ổn định của
sườn dốc và các sự cố trượt là rất đa dạng và rất khác nhau, chúng tương tác với nhau theo
cách rất phức tạp (Varnes, 1984). Theo Sidle và Ochiai (2006), các yếu tố tự nhiên có thể
được chia thành năm nhóm: độ bền của đất, hóa học đất, khoáng vật học; địa chất; địa mạo;
thủy văn; và địa chấn.
IV.1. Các yếu tố địa chất
Độ ổn định của sườn dốc có mối liên quan đến các kiểu thạch học khác nhau (Sidle và Ochiai,
2006), và mối quan hệ này mạnh hay yếu phụ thuộc rất lớn vào mỗi kiểu thạch học đó
(Skempton và Delorey, 1957; Thomson, 1971; Sawnston, 1978; Shimokawa và nnk, 1989;
Yokota và Iwamatsu, 1999; Derbyshire và nnk, 2000; D’Amato Avanzi và nnk, 2004;
20
Wakatsuki và nnk, 2005). Sự phong hóa thường làm biến đổi các thuộc tính cơ lý, khoáng vật
và thủy văn của thạch học, do đó sự phong hóa cũng là một yếu tố quan trọng đối với độ ổn
định sườn trong mọi hoàn cảnh môi trường (Maharaj, 1995; Yokota và Iwamatsu, 1999;
Chigira, 2002; Wakatsuki và nnk, 2005).
Một yếu tố địa chất quan trọng khác trong nghiên cứu tai biến trượt lở là trật tự phân lớp
không ổn định. Điều này xảy ra khi sự dịch chuyển của khối đất đá trên mặt phân lớp được
kích hoạt khi mà áp suất lỗ hổng phát triển tại giao diện giữa hai lớp thạch học khác nhau (ví
dụ như giữa cát kết và sét kết), hoặc khi mà độ bền của lớp trầm tích sét bị yếu đi do nước
thấm qua lớp thạch học ở phía trên (Krejci và nnk, 2002). Do vậy các sự cố trượt lở
đất
thường xảy ra mỗi khi có những cơn mưa lớn kéo dài. Nhìn chung người ta xác định được bốn
kiểu trật tự phân lớp không ổn định như sau: (1) phân lớp xen kẽ giữa các đá cứng và mềm;
(2) Đất đá có thành phần bị biến đổi cao và khả năng thấm cao nằm trên một lớp đất đá có khả
năng thấm thấp; (3) Các lớp đất mỏng nằm trên đá gố
c; (4) Mũ đá (có nứt nẻ) nằm trên các đá
phong hóa dày.
Độ bền tương đối của đất đá chịu ảnh hưởng lớn bởi các hoạt động kiến tạo trong quá khứ và
quá trình phong hóa hiện thời (ví dụ trong các nghiên cứu của Julian và Anthony, 1996; El
Khattabi và Carlier, 2004). Đặc biệt, các hoạt động tân kiến tạo cũng đóng một vai trò đối với
sự ổn định của sườn dốc thông qua các quá trình dập vỡ, đứt gãy, tách giãn và biến dạng cấu
trúc (Ibetsgerger, 1996; Pachauri và nnk, 1998). Các đứt gãy và các cấu trúc dạng tuyến
(lineament) thường được rất được quan tâm nghiên cứu trong các đánh giá tai biến trượt lở đất.
IV.2. Các yếu tố cơ học, hóa học và khoáng học của đất
Các yếu tố cơ học, hóa học và khoáng học của đất có liên quan rất chặt chẽ đến các tính chất
tự nhiên và trạng thái cân bằng của đất. Cường độ cắt là một trong những đặc tính cơ học rất
quan trọng có ảnh hưởng lớn đến độ ổn định tự nhiên và nhân tạo của các sườn dốc. Nó không
có một giá trị nhất định nhưng lại bị ảnh hưởng rất lớn bởi các hoạt động tải trọng xảy ra trên
sườn mà nhất là do ảnh hưởng của lượng nước trong đất. Cường độ cắt đất cơ bản được biểu
diễn như là một hàm số của áp lực thẳng đứng lên mặt trượt (σ), lực cố kết (c), và góc ma sát
trong (φ). Mối quan hệ giữa các thành phần này đối với các đặc tính tự nhiên khác của đất
cũng đã được giới thiệu trong rất nhiều các công trình như của Terzaghi và Peck (1967), Wu
và Sangrey (1978), Fredlund và Rahardjo (1993).
Một đặc tính tự nhiên quan trong khác nữa là hàm lượng sét trong đất. Các khoáng chất sét là
sản phẩm phong hóa hóa học của đất đá rất quan trọng. Có rất nhiều các nghiên cứu đã thử
nghiệm liên hệ giữa một số các khoáng chất sét cụ thể với các kiểu trượt và sự nhạy cảm đối
với trượt lở của các sườn dốc (Ví dụ trong các nghiên cứu của Yatsu, 1966; Duzgoren-Aydin
và nnk, 2002). Sự tích tụ sét trong các khe nứt tàn dư cũng được liên hệ với các sự cố trượt (ví
dụ trong các nghiên cứu của Prior và Ho, 1972; Parry và nnk, 2000). Khoáng học sét và hóa
học sét cũng có thể cung cấp những dấu hiệu liên quan đến các trạng thái của các mặt trượt
tiềm năng (Matsuura, 1985; Shuzui, 2001; Zheng và nnk, 2002; Wen và nnk, 2004).
IV.3. Các yếu tố địa mạo
IV.3.1. Độ dốc sườn
Độ dốc sườn có liên quan rất chặt chẽ đến sự khởi đầu của các sự cố trượt. Trong phân lớn
các nghiên cứu về trượt lở, độ dốc sườn được xem như là một yếu tố gây trượt hoặc kích hoạt
trượt chính (Ví dụ trong nghiên cứu của Lohnes và Handy, 1968; Swanston, 1973; Ballard và
21
Willington, 1975). Đôi khi người ta coi góc dốc của sườn như là một chỉ số của sự ổn định
sườn, và trong GIS nó có thể được tính toán dưới dạng số và có thể mô tả theo không gian
(O’Neill và Mark, 1987; Gao, 1993).
Ngoài ra, các yếu tố động lực môi trường cũng có ảnh hưởng rất lớn đối với trượt lở. Ví dụ
như các khối trượt nhanh và các dòng trượt vụn thậm chí có thể xuất hiện trong những khu
vực có góc dốc thấp. Điều này chứng tỏ rằng các yếu tố địa mạo, địa chất, thủy văn, thổ
nhưỡng đều là những yếu tố quyết định đến sự ổn định của sườn.
IV.3.2. Hình dạng sườn
Hình dạng sườn có một ảnh hưởng rất lớn đến độ ổn định sườn trong những vùng địa hình
dốc do sự tập trung nước hay phân chia nước trên bề mặt sườn và lớp dưới bề mặt sườn. Theo
đơn vị địa mạo - thủy văn, có ba dạng sườn cơ bản: sườn lồi (divergent / convex), sườn phẳng
(plannar / straight) và sườn lõm (convergent / concave). Nhìn chung, dạng sườn lồi là dạng
sườn ổn định nhất trong vùng địa hình dốc, ít ổn định hơn là dạng sườn phẳng và kém ổn định
nhất là dạng sườn lõm. Nguyên nhân là do cấ
u trúc địa hình có ảnh hưởng rất rộng lớn đến sự
tập trung hay phân chia nước trên bề mặt sườn và lớp dưới bề mặt sườn. Dạng sườn lõm có xu
hướng tập trung nước ở lớp dưới bề mặt sườn vào những khu vực nhỏ của sườn, và do đó làm
cho áp suất của nước trong các lỗ hổng tăng lên một cách nhanh chóng khi có mưa bão hoặc
trong những thời gian mưa keo dài. Khi áp suất l
ỗ hổng hình thành trong các lỗ rỗng, lực cắt
đất sẽ giảm xuống một giá trị tới hạn và một sự cố trượt có thể sẽ xảy ra. Như vậy, các lỗ rỗng
là những diểm nhạy cảm đối với sự khởi đầu của các khối trượt vụn hoặc các dòng trượt vụn
(Hack và Goodlett, 1960; Dietrich và Dunne, 1978; Benda, 1990).
(1) - Sườn lồi (2) - Sườn phẳng (3) - Sườn lõm
Hình 11: Các kiểu hình dạng sườn
IV.3.3. Hướng dốc
Hướng dốc có ảnh hưởng rất mạnh mẽ đến các quá trình thủy văn thông qua sự thoát-bốc hơi
nước, và do đó có ảnh hưởng đến các quá trình phong hóa và sự phát triển của thực vật trên
sườn, đặc biệt là đối với môi trường khô hạn (Sidle và Ochiai, 2006). Những đặc điểm như
vậy có khả năng làm tăng sự mất ổn định sườn (Churchill, 1982; Gao, 1993; Hylland và
Lowe, 1997; Lan và nnk, 2004).
Các mối quan hệ thống kê giữa độ cao và các hiện tượng trượt lở đã được nghiên cứu trong
rất nhiều công trình (Ví dụ như các công trình của Pachauri và Pant, 1992; Lineback Gritzner
và nnk, 2001; Dai và Lee, 2002). Nói chung, độ cao thường có liên quan với các sự cố trượt
thông qua các yếu tố khác như độ dốc, thạch học, sự phong hóa, lượng nước mưa, sự chuyển
động trên bề mặt, độ dày thổ nhưỡng và việc sử dụng đất. Ví dụ, các vùng miền núi thường
phải đối mặt với những lượng nước mưa rất lớn từ những cơn mưa.
22
IV.3.4. Các yếu tố thủy văn
Yếu tố thủy văn cũng đóng vai trò quan trọng đối với sự khởi đầu các sự cố trượt. Một số quá
trình thủy văn đáng chú ý nhất là mưa (sự phân bố về không gian và thời gian của lượng
mưa), sự thấm nước vào trong đất (và tiềm năng của các dòng chảy mặt), dịch chuyển ngang
và thẳng đứng trong thạch học, thoát-bốc hơi nước….
Mưa
Sự phân bố theo không gian của lượng mưa có quan hệ mật thiết với sự khởi đầu của các hiện
tượng trượt (Campbell, 1966; So, 1971, Starkel, 1976) thông qua ảnh hưởng của việc hình
thành áp suất nước lỗ hổng trên các sườn không ổn định (Slide và Swanston, 1982; Slide,
1984; Iverson và Major, 1987; Tsukamoto và Ohta, 1988). Một số nhà khoa học thường coi
một trong bốn thuộc tính liên quan đến lượng mưa sau như là những yếu tố gây nên trượt:
tổng lượng mưa, cường độ mưa trong một thời gian ngắn, lượng mưa rơi trong đợt mưa bão
và khoảng thời gian xảy ra mưa bão. Tuy nhiên, người ta vẫn chưa xác định được kiểu thuộc
tính về lượng mưa nào có mối liên quan nhất với các hiện tượng trượt lở. Một số người đã cho
rằng cường độ mưa trong một thời ngắn đóng vai trò quyết định nhất, một số khác lại cho
rằng có mối liên hệ giữa các sự cố trượt với lượng mưa xảy ra trong một thời gian dài.
Các đặc tính thủy văn của đất và đá gốc bị phong hóa
Các đặc tính thủy văn của đất gây ảnh hưởng đến sự ổn định của sườn dốc có thể chi phối tốc
độ di chuyển của nước vào sườn dốc cũng như khả năng giữ nước của nó. Ngoài ra, cấu trúc,
mật độ và hướng của các khe nứt trong đá gốc và trong các vật liệu bên dưới khác cũng có vai
trò quyết định tới việc nước từ lớp đất bên trên thấm xuống dưới hay nước từ bên dưới thấm
lên lớp đất bên trên.
Ở vi tỷ lệ, tốc độ di chuyển của nước trong đất trên sườn được đặc trưng bởi khả năng di
chuyển của nước trong đất (transmitivity - K), lượng nước chảy dưới bề mặt trên một đơn vi
gradient thủy lực. Đất sét và đất thịt với những lỗ rỗng rất nhỏ thường có các giá trị K nhỏ
hơn rất nhiều so với các loại đất có cấu trúc thô hơn. Hơn nữa, để diễn tả được tính thấm của
đất trong những điều kiện ẩm ướt nhưng chưa bão hòa nước, người ta cần phải đánh giá được
các giá trị K chưa bão hòa.
Khả năng di chuyển của nước trong đất của một lớp bị giam hãm bên dưới những dạng địa
hình không ổn định sẽ chi phối sự dẫn nước dài hạn và do đó cũng chi phối cả độ ẩm của lớp
vỏ ở phía trên (Sidle và nnk, 1985). Khi một lớp có khả năng thấm nước bị giữ lại trong một
chất nền có tính sét, áp suất lỗ hổng có thể được tích lại và dẫn đến sự mất ổn định của sườn
(Hardenbicker và Grunert, 2001). Ngoài ra, tính rỗng cao c
ủa những lớp đất nằm tương đối
sâu trên những sườn rất dốc có thể trở nên không ổn định sau những thời kỳ mưa kéo dài cho
dù áp suất lỗ hổng tăng (Sidle và Ochiai, 2006).
Sự thấm nước
Khái niệm tốc độ thấm có liên quan đến lượng nước thực sự đi vào trong đất và phụ thuộc vào
các yếu tố vật lý, sinh học, địa hình và canh tác cũng như tốc độ phân phối nước (nghĩa là
cường độ mưa hoặc tốc độ tan của tuyết). Khả năng thấm nước có quan hệ với lượng nước lớn
nhất hay lượng nước tiềm năng chảy vào trong đất tại một thời điểm nhất định (khả năng thấm
nước luôn luôn lớn hơn hoặc bằng với tốc độ thấm). Tốc độ thấm của nước vào trong đất bị
ảnh hưởng rất nhiều bởi các đặc tính tự nhiên của đất (tức là độ lỗ hổng, khả năng di chuyển
của nước trong đất, sự phân bố của kích thước lỗ hổng, mạng lưới dòng chảy thường xuyên),