Nghiên cứu xây dựng bản đồ nhạy cảm với trượt lở thành phố bắc cạn

LỜI CAM ĐOAN
Dưới sự hướng dẫn nhiệt tình của người hướng dẫn khoa học: TS. Trần Thế Việt và
TS. Nguyễn Hồng Trường, tơi đã hồn thành luận văn với đề tài: “Nghiên cứu xây
dựng bản đồ nhạy cảm với trượt lở Thành phố Bắc Kạn” Tác giả xin cam đoan đây
là cơng trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các kết quả nghiên cứu và các kết luận
trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ
hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã được thực hiện trích dẫn
và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.

Hà Nội, tháng 12 năm 2020
Tác giả luận văn

Đỗ Văn Vững

i


LỜI CÁM ƠN
Sau thời gian học tập và nghiên cứu, luận văn thạc sỹ với đề tài: “Nghiên cứu xây
dựng bản đồ nhạy cảm với trượt lở Thành phố Bắc Kạn”. Tác giả xin chân thành
cảm ơn các thầy cô trường Đại học Thủy lợi, Viện Khoa học thủy lợi Việt Nam cùng
bạn bè và đồng nghiệp đã tạo điều kiện giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình thực hiện
luận văn.
Đặc biệt tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới người hướng dẫn khoa học: TS. Trần
Thế Việt và TS. Nguyễn Hồng Trường đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và cung cấp các
thông tin, tài liệu khoa học quý giá cho tác giả trong suốt quá trình luận văn này.
Do kiến thức khoa học và kinh nghiệm thực tế của bản thân chưa nhiều nên luận văn
khơng tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả rất mong nhận được ý kiến đóng góp tận
tình của các thầy cô giáo, bạn bè và đồng nghiệp.
Một lần nữa tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, các cơ quan, đơn vị và cá
nhân đã giúp đỡ tác giả trong q trình học tập và hồn thiện luận văn.

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN...........................................................................................................i
LỜI CÁM ƠN................................................................................................................ii
MỞ ĐẦU.........................................................................................................................1
I. Tính cấp thiết của đề tài...........................................................................................1
II. Mục đích của đề tài.................................................................................................2
III. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu...........................................................3
3.1 Cách tiếp cận.......................................................................................................3
3.2 Phương pháp nghiên cứu....................................................................................3
3.3. Bố cục của luận văn...........................................................................................4
IV Kết quả đạt được....................................................................................................4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TRƯỢT LỞ ĐẤT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU TRƯỢT LỞ.........................................................................................5
1.1. Tổng quan về trượt lở...........................................................................................5
1.1.1 Các khái niệm chung về trượt lở......................................................................5
1.1.2. Phân loại trượt lở............................................................................................6
1.2. Tình hình trượt lở đất trên Thế giới và Việt Nam..............................................10
1.2.1 Tình hình trượt lở đất trên Thế Giới..............................................................10
1.2.2 Hiện trạng trượt lở và nghiên cứu trượt lở ở Việt Nam.................................13
1.2.3 Hiện trạng trượt lở khu vực nghiên cứu.........................................................19
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA PHƯƠNG PHÁP CHỈ SỐ THỐNG KÊ
TRONG XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NHẠY CẢM VỚI TRƯỢT LỞ ĐẤT..................25
2.1. Các phương pháp nghiên cứu trượt lở phổ biến trên thế giới và Việt Nam.......25
2.1.1 Phân tích sự phân bố của các điểm trượt lở..................................................26
2.1.2 Phân tích hoạt động của trượt lở...................................................................27

2.1.3 Phân tích hình thái địa mạo theo chủ quan....................................................31
2.1.4 Phân tích đánh giá theo chủ quan..................................................................32
i


2.1.5 Phân tích đơn biến tương quan......................................................................32
2.1.6 Phân tích đơn biến theo xác suất...................................................................34
2.1.7 Phân tích đa biến theo xác suất......................................................................35
2.2 Tổng quan một số phương pháp phân vùng nguy cơ trượt lở đất đá..................36
2.2.1. Phương pháp phân tích địa mạo...................................................................36
2.2.2 Phương pháp phân tích kiểm kê.....................................................................36
2.2.3. Phương pháp dựa trên các mơ hình địa kỹ thuật..........................................37
2.2.4. Phương pháp đánh giá dựa trên kinh nghiệm (chỉ số kinh nghiệm )............38
2.2.5 Phương pháp thống kê....................................................................................38
2.3 Cơ sở lý thuyết của phương pháp Chỉ số thống kê.............................................39
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG MƠ HÌNH CHỈ SỐ THỐNG KÊ THÀNH LẬP BẢN
ĐỒ NHẠY CẢM VỚI TRƯỢT LỞ VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP PHÒNG
CHỐNG TRƯỢT LỞ MÁI DỐC, THÀNH PHỐ BẮC KẠN.................................43
3.1 Đặc điểm tự nhiên thành phố Bắc Kạn...............................................................43
3.1.1. Vị trí địa lý.....................................................................................................43
3.1.2 Đặc điểm địa hình – địa mạo.........................................................................43
3.1.3 Đặc điểm cấu trúc địa chất............................................................................46
3.1.4 Đặc điểm vỏ phong hóa và tính chất của đất đá............................................49
3.1.5 Đặc điểm chế độ thủy văn..............................................................................51
3.1.6. Đặc điểm khí hậu...........................................................................................52
3.2. Đặc điểm kinh tế xã hội thành phố Bắc Kạn......................................................54
3.2.1 Đặc điểm phát triển đô thị..............................................................................54
3.2.2 Đặc điểm dân cư.............................................................................................55
3.2.3 Nông nghiệp...................................................................................................55
3.2.4 Công nghiệp...................................................................................................56

3.2.5 Lâm ghiệp.......................................................................................................56
3.2.6 Giao thông vận tải..........................................................................................56

i


3.3. Ứng dụng phương pháp Chỉ số thống kê trong xây dựng bản đồ nhạy cảm với
trượt lở đất khu vực thành phố Bắc Kạn...................................................................56
3.4. Đánh giá vai trò của các nhân tố chính tác động đến q trình trượt lở ở thành
phố Bắc Kạn và xây dựng bản đồ trọng số..............................................................58
3.4.1 Xây dựng bản đồ Hiện trạng trượt lở.............................................................58
3.4.2 Tác nhân Địa chất thạch học.........................................................................59
3.4.3. Tác nhân Địa mạo........................................................................................60
3.4.4 Tác nhân Vỏ phong hóa..................................................................................62
3.4.5 Nhân tố Địa chất Cơng trình..........................................................................63
3.4.6 Tác nhân Hiện trạng Sử dụng đất.................................................................64
3.4.7 Nhân tố địa hình.............................................................................................66
3.4.8 Quan hệ giữa khả năng trượt lở với các nhân tố gây trượt...........................71
3.5 Xây dựng bản đồ phân vùng nhạy cảm với trượt lở tp. Bắc Kạn........................72
3.5.1 Bản đồ Chỉ số nhạy cảm với trượt lở.............................................................72
3.5.2 Xây dựngBản đồ phân vùng nhạy cảm với trượt lở tp. Bắc Kạn....................77
3.5.3 Đánh giá mức độ chính xác của mơ hình Chỉ số thống kê trong xây dựng bản
đồ nhạy cảm với trượt lở khu vực tp. Bắc Kạn........................................................79
3.6 Đề xuất biện pháp phòng chống trượt lở mái dốc tp. Bắc Kạn...........................81
3.6.1 Cơng trình điều tiết dịng chảy nước bề mặt................................................822
3.6.2 Sử dụng các biện pháp cơng trình kiên cố.....................................................82
3.7 Một số cơng trình đã thực hiện t.p Bắc Kạn........................................................83
3.7.1 Cơng trình: Kè chống xói Nà Pục, xã Giáo Hiệu, huyện Pác Nặm...............83
3.7.2 Khắc phục sạt lở tại khu dân cư và Ủy ban nhân dân xã Xuất Hoá, thị xã Bắc
Kạn…......................................................................................................................89

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.....................................................................................94
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................96

iii


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1. 1: Các thuật ngữ mơ tả khối trượt.......................................................................6
Hình 1. 2: Trượt xoay (rotational slides).........................................................................8
Hình 1. 3: Trượt tịnh tiến (translational slides)...............................................................9
Hình 1. 4: (a) Kiểu trượt trung gian giữa hai loại trượt xoay và trượt tịnh tiến..............9
(b) Trượt khối đất (trượt hỗn hợp – trung gian giữa trượt quay và trượt
phẳng9 Hình 1. 5: Phân bố tỷ lệ tử vong vì trượt lở đất trên tồn Thế Giới.................10
Hình 1. 6: Phân bố tổng thiệt hại kinh tế do trượt lở đất trên tồn Thế Giới................11
Hình 1. 7: Vụ trượt lở đất 9/2004 tại thôn Sùng Hoảng, xã Phìn Ngan (Bát Xát- Lào
Cai) làm 23 người thiệt mạng........................................................................................14
Hình 1. 8: Các vị trí sạt lở chính trên huyện Tiên Phước..............................................16
Hình 1. 9: Phân vùng nguy cơ tai biến trượt lở ở Việt Nam (N.T.Yêm và nnk, 2006) 18
Hình 1. 10: Hiện trạng cắt chân núi để xây nhà ở khu vực nghiên cứu........................19
Hình 1. 11: Sơ đồ phân bố các khu vực tập trung hiện tượng trượt lở trong khu vực
Thành phố Bắc Kạn và các khu vực lân cận, vùng có màu đậm là vùng tập trung trượt
lở cao (Viện Khoa học Địa chất và Khống Sản, 2014)................................................20
Hình 1. 12: Taluy tại đoạn đường Quốc lộ 3 phía Nam tp. Bắc Kạn............................20
Hình 1. 13: Mặt trượt hỗn hợp tại Km18+400 đường 258 địa phận xã Vi Hương

21

Hình 1. 14: Mặt trượt cung trịn trong vỏ phong hóa....................................................21
Hình 1. 15: Mặt trượt cung trịn phát triển trong vỏ phong hóa và bề mặt đá gốc........22
Hình 1. 16: Trượt hỗn hợp ở đường vành đai phía Đơng..............................................23

Hình 2. 1: Mơ hình Phân tích thống kê theo Van Westen (1997)[17]............................. 40
Hình 3. 1: Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu – thành phố Bắc Kạn................................44
Hình 3. 2: Bản đồ địa chất thành phố Bắc Kạn.............................................................49
Hình 3. 3: Biểu đồ lượng mưa trong năm tại tp. Bắc Kạn.............................................54
Hình 3. 4: Qui trình ứng dụng phương pháp Chỉ số thống kê trong xây dựng bản đồ
nhạy cảm với trượt lở đất thành phố Bắc Kạn...............................................................57
Hình 3. 5: Bản đồ hiện trạng trượt lở tp. Bắc Kạn........................................................58
Hình 3. 6: Bản đồ địa chất thạch học và giá trị trọng số tương ứng..............................60
i


Hình 3. 7: Bản đồ địa mạo và giá trị trọng số tương ứng..............................................61
Hình 3. 8: Bản đồ vỏ phong hóa và giá trị trọng số tương ứng.....................................62
Hình 3. 9: Bản đồ phân loại sườn ĐCCT và giá trị trọng số tương ứng.......................63
Hình 3. 10: Bản đồ Hiện trạng Sử dụng đất và giá trị trọng số tương ứng...................64
Hình 3. 11: Độ cao địa hình và giá trị trọng số tương ứng............................................67
Hình 3. 12: Độ dốc địa hình và giá trị trọng số tương ứng............................................68
Hình 3. 13: Mật độ dịng chảy (Phân cắt ngang địa hình).............................................69
Hình 3. 14: Mật độ Phân cắt ngang và giá trị trọng số tương ứng................................70
Hình 3. 15: Phân cắt sâu địa hình và giá trị trọng số tương ứng...................................71
Hình 3. 16: Bản đồ Raster thể hiện chỉ số nhạy cảm với trượt lở LSI..........................77
Hình 3. 17: Bản đồ Phân vùng Nhạy cảm với trượt lở tp. Bắc Kạn..............................79
Hình 3. 18: Đồ thị so sánh tương đối Mức bảo đảm dự báo trượt (%) với các thông số
khác (số điểm trượt và vùng nhạy cảm với trượt lở).....................................................81
Hình 3. 19: Bình đồ Kè chống xói Nà Pục, xã Giáo Hiệu, huyện Pác Nặm.................84
Hình 3. 20: Cắt ngang điển hình Kè chống xói Nà Pục, xã Giáo Hiệu, huyện Pác
Nặm85 Hình 3. 21: Sơ đồ tính tốn ổn định kè.............................................................86
Hình 3. 22: Mặt bằng tổng thế kè Ủy ban nhân dân xã Xuất Hoá, thị xã Bắc Kạn.......90
Hình 3. 23: Cắt ngang điển hình kè Ủy ban nhân dân xã Xuất Hố, thị xã Bắc Kạn…91
Hình 3. 24: Cắt ngang điển hình kè Ủy ban nhân dân xã Xuất Hoá, thị xã Bắc Kạn…92

v


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. 1: Hệ thống phân loại trượt lở theo Varnes (1978, 1984)..................................7
Bảng 1. 2: Thống kê của Ngân Hàng Thế Giới về thiệt hại do trượt lở trên tồn TG...10
Bảng 2. 1: Tóm tắt đánh giá các phương pháp xây dựng bản đồ khoanh vùng dự báo
trượt lở...........................................................................................................................29
Bảng 3. 1: Thành phần hóa Silicat sản phẩm vỏ phong hóa tp Bắc Kạn.......................50
Bảng 3. 2: Nhiệt độ tại một số khu vực của tỉnh Bắc Kạn (TTKT-TV QG).................52
Bảng 3. 3: Lượng mưa lớn nhất và nhỏ nhất trong năm tại một số khu vực trong tỉnh
Bắc Kạn (TT KT-TV QG).............................................................................................53
Bảng 3. 4: Phân lớp địa chất thạch học và giá trị trọng số tương ứng...........................59
Bảng 3. 5: Phân lớp bề mặt địa mạo và giá trị trọng số tương ứng...............................61
Bảng 3. 6: Phân lớp vỏ phong hóa và giá trị trọng số tương ứng..................................62
Bảng 3. 7: Phân loại sườn ĐCCT và giá trị trọng số tương ứng...................................63
Bảng 3. 8: Phân loại sử dụng đất và giá trị trọng số tương ứng....................................65
Bảng 3. 9: Phân lớp theo độ cao địa hình và giá trị trọng số tương ứng.......................66
Bảng 3. 10: Phân loại độ dốc địa hình và giá trị trọng số tương ứng............................68
Bảng 3. 11: Mật độ phân cắt ngang địa hình và giá trị trọng số tương ứng..................69
Bảng 3. 12: Phân cắt sâu địa hình và giá trị trọng số tương ứng...................................70
Bảng 3. 13: Xác định nhạy cảm với trượt lở theo trọng số..........................................74
Bảng 3. 14: Tính Mức bảo đảm dự báo trượt (%).........................................................80
Bảng 3. 15: Kết quả tính ổn định của tường (trường hợp tường cao Hmax =5,04 m)..88

v


DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

ĐC

Địa chất

ĐCTV

Địa chất thủy văn

ĐCCT

Địa chất cơng trình

BDĐC

Bản đồ địa chất

ĐCTV – ĐCCT

Địa chất thủy văn – Địa chất cơng trình

GIS

Hệ thống thơng tin địa lý

TLĐ

Trượt lở đất

TTKT-TV QG

Trung tâm khí tượng – Thủy văn Quốc gia

vii



MỞ ĐẦU
I. Tính cấp thiết của đề tài
Các q trình trượt lở đất phát sinh và phát triển dưới ảnh hưởng của nhiều yếu tố, có
những yếu tố giữ vai trị rất quan trọng, có những yếu tố mà ảnh hưởng của chúng
không nhận rõ được. Tất cả các yếu tố đó được gọi là các yếu tố hình thành và phát
triển trượt lở đất. Những yếu tố này được chia thành hai nhóm: nhóm các yếu tố điều
kiện và nhóm các yếu tố nguyên nhân của trượt lở đất.
Điều kiện của trượt lở đất là tổ hợp các yếu tố về cấu trúc và tính chất của mơi trường
địa chất. Đây là các yếu tố cần nhưng chưa đủ để phát sinh trượt lở đất đó. Như vậy
yếu tố điều kiện của môt trượt lở đất không thể chỉ có một mà là một tổ hợp các yếu
tố. Tuy nhiên khơng phải vai trị của tất cả các yếu tố đó đều như nhau.
Nguyên nhân của trượt lở đất bao giờ cũng là một quá trình khác phát triển ở mơi
trường bên ngồi, hoặc bên trong mơi trường địa chất, tương tác với các yếu tố điều
kiện của trượt lở đất đó [1]. Nguyên nhân của một trượt lở đất thường khơng chỉ có một,
mà là một số hoặc một tổ hợp, trong đó vai trị của các ngun nhân cũng khơng phải
như nhau. Ví dụ, ngun nhân trượt lở có thể do q trình mưa lớn liên tục, có thể do
q trình vận động của dịng ngầm, có thể do quá trình cắt xén mái dốc hoặc sự kết
hợp của các yếu tố này.
Để dự báo trượt lở đất thì tổ hợp tồn bộ các yếu tố về điều kiện, nguyên nhân và đặc
điểm phát triển của trượt lở đất có quan hệ phụ thuộc tương hỗ lẫn nhau. Tổ hợp các
yếu tố đó được xem xét, đánh giá từ góc độ phân tích hệ thống được gọi là “ Hệ thống
các nhân tố trượt lở đất”. Cách tiếp cận như vậy cho phép phân tích, đánh giá vai trò
của từng yếu tố cũng như dự báo tổng hợp (cả định tính và định lượng) khả năng phát
sinh trượt lở đất trên một vùng lãnh thổ.

Các yếu tố theo khả năng quyết định bản chất, đặc điểm phát triển trượt lở đất được
phân chia thành 3 nhóm:
- Các yếu tố quyết định đặc điểm nguồn gốc và cường độ phát triển của trượt lở đất.
Đây là các yếu tố không biến động theo thời gian vật lý. Thuộc nhóm này bao gồm các
yếu tố cấu trúc địa chất (kiến tạo, địa tầng, thạch học) và địa mạo.
1


- Các yếu tố quyết định xu thế phát triển của trượt lở đất. Đây là các yếu tố biến đổi
chậm. Thuộc nhóm này bao gồm các yếu tố: chuyển động kiến tạo hiện đại (đứng và
ngang); điều kiện khí hậu, biến đổi mực nước biển; điều kiện nhiệt độ và độ ẩm; điều
kiện địa chất thuỷ văn; thảm thực vật và đất trồng...
- Các yếu tố quyết định chế độ phát triển trượt lở đất. Đây là các yếu tố biến động
nhanh. Nhóm yếu tố này bao gồm: khí tượng (lượng mưa, nhiệt độ, gió,..); thuỷ văn
(lưu lượng nước sơng, mực nước biển, sóng hồ, sóng biển,….); địa chấn; dòng nước
mặt; độ ẩm của đất; mực nước ngầm; độ bền và biến dạng của đất đá và các hoạt độn
kinh tế của con người.
Phân loại như trên mặc dù là rất sơ bộ nhưng nó cho phép xác định cấu trúc cấp bậc
của các yếu tố trong hệ thống phức tạp các yếu tố hình thành và phát triển trượt lở đất,
xác định sơ bộ vai trò của từng yếu tố và là cơ sở để soạn thảo các phương pháp dự
báo trượt lở đất cho các khu vực đô thi miền núi như thành phố Bắc Kạn.
Thành phố Bắc Kạn có địa hình phức tạp, phần lớn là đồi núi. Hàng năm, sạt lở đất
thường xuyên xảy ra vào mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 8 dương lịch. Nguy cơ trượt
lở mái dốc không chỉ diễn ra dọc các đường quốc lộ mà còn xảy ra ở nội thị tại các khu
vực dân cư đông đúc, nơi người dân có thu nhập thấp, thường khơng có khả năng di
dời hoặc tự phục hồi sau khi bị ảnh hưởng bởi trượt lở mái dốc [2].
Chính vì vậy nghiên cứu trượt lở mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn không chỉ trong
phạm vi Thành phố Bắc Kạn mà cịn đối với các khu vực dân cư đơ thị miền núi khác
ở miền Bắc Việt Nam. Do đó, nghiên cứu thành lập bản đồ nhạy cảm với trượt lở đất
trong phạm vi thành phố Bắc Kạn là vấn đề cấp thiết, nhằm hỗ trợ quá trình phát triển

kinh tế xã hội bền vững của thành phố.
Xuất phát từ nhận thức đó, đề tài “Nghiên cứu xây dựng bản đồ nhạy cảm với trượt lở
đất ở thành phố Bắc Kạn" đã được học viên xây dựng và thực hiện các nghiên cứu.
II. Mục đích của đề tài
Mục đích chính của đề tài thạc sĩ này là nghiên cứu xây dựng bản đồ nhạy cảm với
trượt lở đất cho khu vực thành phố Bắc Kạn.
2


Mục tiêu cụ thể là:
1. Phân tích tổng quan phương pháp khảo sát, phân vùng trượt lở;
2. Làm sáng tỏ hiện trạng trượt lở và mối tương quan của nó với các yếu tố môi trường
địa chất;
3. Xây dựng bản đồ nhạy cảm với trượt lở khu vực thành phố Bắc Kạn.
III. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
1.1 Cách tiếp cận
Tiếp cận trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua các tổ chức, cá nhân khoa học hay các
phương tiện thông tin đại chúng để nắm được nguyên nhân gây trượt lở khu vực tp.
Bắc Kạn. Hiện trạng trượt lở tại khu vực nghiên cứu được đánh giá dựa vào tài liệu
qua hai đợt thực địa do chính học viên thu thập và của một số tác giả khác đã thực hiện
thông qua các dự án, đề tài nghiên cứu.
Sử dụng các thông tin và tài liệu về địa hình, địa chất, sử dụng đất, khí tượng thủy văn,
các sự cố trượt lở nhằm đánh giá tính nhạy cảm với trượt lở và lập bản đồ phân vùng
nhạy cảm với trượt lở khu vực tp. Bắc Kạn.
1.2 Phương pháp nghiên cứu
Hiện nay có nhiều phương pháp nghiên cứu và đánh giá, dự báo trượt lở khác nhau
được công bố ở Việt Nam cũng như trên thế giới như: Phương pháp thành lập bản đồ
địa mạo trực tiếp, phương pháp phân tích sự xuất hiện trượt lở; phương pháp kinh
nghiệm, các phương pháp thống kê và các phương pháp nghiên cứu trượt lở dựa trên
cơ sở phân tích các đặc tính cơ học của mơ hình trượt lở đất (phương pháp dùng mơ

hình vật lý). Cơng cụ để giải bài toán dự báo trượt lở cho một khu vực hoặc vùng lãnh
thổ trong nhiều phương pháp kể trên là GIS (Geographical Information System) (Hệ
thống Thông tin Địa lý). Với các thế mạnh trong lưu trữ, chuyển đổi các dạng dữ liệu
khác nhau, phân tích khơng gian và hiển thị bản đồ, GIS đã được ứng dụng rất nhiều
để đánh giá và xây dựng các mơ hình dự báo trượt lở.

3


Trong nghiên cứu này, học viên thực hiện xây dựng mơ hình tính tốn khơng gian
đánh giá mối tương quan giữa các yếu tố môi trường, địa chất với hoạt động trượt lở
trong phạm vi thành phố Bắc Kạn dùng mơ hình “chỉ số thống kê” kết hợp cơng nghệ
GIS, nhằm thành lập bản đồ nhạy cảm với trượt lở đất cho khu vực nghiên cứu.
Trong đó, Mơ hình Chỉ số Thống kê cho phép xác định giá trị trọng số của mỗi lớp
trong từng thông số tác nhân gây trượt thơng qua phép tính tỉ lệ giữa mật độ trượt lở
của từng lớp với mật độ trượt lở trên toàn vùng. Tất cả các tác nhân như địa chất thạch
học, địa mạo, sườn địa chất cơng trình, kiến tạo, mật độ nứt nẻ, vỏ phong hóa, mật độ
lineament, mật độ phân cắt ngang, phân cắt sâu, độ cao, độ dốc, hướng dốc địa hình,
góc lệch đá, lượng mưa, hiện trạng sử dụng đất... đều được phân lớp theo các phương
pháp khác nhau và tính mật độ trượt lở theo diện tích từng lớp. Phần mềm ArcGIS cho
phép chồng các lớp theo công thức nhất định và xác định được vị trí hoặc khu vực
nhạy cảm với trượt lở tại mỗi điểm trong toàn vùng nghiên cứu.
3.3. Bố cục của luận văn
Luận văn được bố cục gồm các chương như sau:
- Mở đầu
- Chương 1: Tổng quan về trượt lở đất và các phương pháp nghiên cứu trượt lở
- Chương 2: Cơ sở lý luận của phương pháp chỉ số thống kê trong xây dựng bản đồ
nhạy cảm với trượt lở đất
- Chương 3: Ứng dụng mơ hình chỉ số thống kê thành lập bản đồ nhạy cảm với trượt lở
và đề xuất biện pháp phòng chống trượt lở mái dốc, thành phố Bắc Kạn - Kết luận

Luận văn này được hoàn thành dưới sự hướng dẫn khoa học của thầy giáo - TS. Trần
Thế Việt, Trường Đại học Thủy Lợi và TS. Nguyễn Hồng Trường, Viện Khoa học
Thủy Lợi Việt Nam.
IV Kết quả đạt được
 Nắm chắc đặc điểm trượt lở đất ở khu vực thành phố Bắc Kạn;
 Nắm chắc phương pháp Chỉ số thống kê trong đánh giá tính nhạy cảm với trượt lở đất
và xây dựng bản đồ phân vùng nhạy cảm trượt lở đất;
 Sử dụng tốt phần mềm ARCGIS;
 Đề xuất các giải pháp cơng trình phịng chống trượt lở mái dốc.
4


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TRƯỢT LỞ ĐẤT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU TRƯỢT LỞ
1.1. Tổng quan về trượt lở
1.1.1 Các khái niệm chung về trượt lở
Trượt lở là một trong những tai biến tự nhiên chủ yếu, xảy ra hàng năm, gây thiệt hại
đáng kể một cách trực tiếp và gián tiếp đến tính mạng, tài sản của con người. Trượt lở
được định nghĩa là sự di chuyển của khối đá, các mảnh vụn hay đất xuống suờn dốc
(Cruden, 1991)[3], dưới tác dụng của các quá trình địa chất, động lực, cơng 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. Các
quá trình nói trên thể hiện ở các tác nhân như mưa lớn, động đất, sự thay đổi mực
nước, sóng hoặc xói mòn do dòng chảy đã làm tăng ứng suất cắt hoặc làm giảm sức
kháng cắt của các vật liệu tạo nên sườn dốc. Thêm vào đó, cùng với sự phát triển về
kinh tế ở các vùng đồi núi dưới áp lực của sự tăng dân số và đơ thị hố, các hoạt động
của con người như phá rừng hay khai đào các sườn dốc để mở đường và tạo mặt bằng
xây dựng, v.v. đã trở thành các nguyên nhân quan trọng gây nên trượt lở đất.
Trượt lở xảy ra khi khối đất đá bị mất cân bằng, giữa một bên là các lực gây trượt và
bên kia là các lực chống trượt. Các quá trình trượt lở là sản phẩm của sự thay đổi của

các điều kiện hình thái địa mạo, thủy văn và địa chất, bị thay đổi 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 địa chấn. Theo Varnes (1984)[4], 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 dịng
bùn đá. Các thành phần chính của một khối trượt được mơ tả như ở Hình 1.1.
Hiện nay, có nhiều hệ thống phân loại trượt lở đang được dùng, 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)[5], Varnes (1978)[6] và Varnes (1984)[4]. Cả hai hệ thống đều
phân nhóm theo kiểu dịch chuyển nhưng khác nhau ở các trạng thái dòng dịch chuyển.
Việc
5


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. Việc hiểu được
đặc điểm và bản chất của mỗi loại trượt lở có ý nghĩa quan trọng trong thực tế, đặc biệt
là trong việc lập kế hoạch và chọn giải pháp phù hợp để giảm thiểu các thiệt hại do
trượt lở đất. Hệ thống phân loại của Varnes dễ sử dụng, làm nổi bật được kiểu dịch
chuyển, các thuật ngữ mơ tả khối trượt như trong Bảng 1.1.

Hình 1. 1: Các thuật ngữ mô tả khối trượt
Trong phạm vi luận án, các kiểu trượt được tập trung nghiên cứu được trình bày chi
tiết ở các mục dưới đây.
1.1.2. Phân loại trượt lở
1.1.2.1. 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
6

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 1.2).
Bảng 1. 1: Hệ thống phân loại trượt lở theo Varnes (1978, 1984)
Kiểu vật liệu

Kiểu

Đất xây dựng

dịch chuyển

Đá

Đổ
Rơi
Xoay

Hạt thô là chủ yếu

Hạt mịn là chủ yếu

Đổ

Mảnh vụn đổ

Đất đổ

Rơi

Mảnh vụn rơi

Đất rơi

Sụt

Mảnh vụn sụt

Đất sụt

Trượt
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
Trượt xoay xảy ra trong các vật liệu đồng nhất với tác các tác nhân chính có thể liệt kê
gồm có mưa lớn, băng tan nhanh, mực nước ngầm dâng cao, động đất..v.v. Đây là các
yếu tố có tác động mãnh liệt hơn so với các kiểu dịch chuyển khác. Tuy nhiên, trong tự
nhiên ít khi vật liệu đồng nhất hồn tồn, 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, khơng có gì chống đỡ nên sự dịch chuyển khối trượt có thể làm
sạt lở phần này.

7


Hình 1. 2: Trượt xoay (rotational slides)
Nhiều trườn hợp, 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. Dự đốn loại sạt lở này có thể thơng qua sự xuất hiện lại của
các điểm trượt trong quá khứ và việc đánh giá các vết nứt ở đỉnh mái dốc.
1.1.2.2. Trượt tịnh tiến
Trượt tịnh tiến là một trong những hình thức trượt lở phổ biến nhất khi khối trượt dịch
chuyển xuống trên bề mặt gốc dạng mặt phẳng hoặc hơi gồ ghề. Trượt tịnh tiến nhìn
chung là nơng hơn trượt xoay. Tỷ số D/L (Độ sâu/Chiều dài) của loại trượt này xảy ra
trong đất thường nhỏ hơn 0,1 (Skempton và Hutchinson, 1969)[7]. Các bề mặt phá hủy
thường dạng hình lòng máng rộng theo mặt cắt ngang (Hutchinson, 1988)[8]. Ngược
lại, mặt trượt xoay có khuynh hướng khơi phục lại khối trượt về trạng thái cân bằng

(Hình 1.3).
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
xảy ra dọc theo các ranh giới địa chất 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)[9] hay
trượt phẳng.
8


9