Nghiên cứu ứng dụng tư liệu ảnh vệ tinh độ phân giải cao và các mô hình lý thuyết để thành lập bản đồ các vùng có nguy cơ trượt lở đất ở khu vực miền núi

Bộ tài nguyên và môi trờng
trung tâm viễn thám






báo cáo tổng kết đề tài kh&cn cấp bộ

nghiên cứu ứng dụng t liệu ảnh vệ tinh
độ phân giải cao và các mô hình lý thuyết
để thành lập bản đồ các vùng có nguy cơ
trợt lở đất ở khu vực miền núi

chủ nhiệm đề tài: nghiêm văn tuấn

7064
14/01/2009

hà nội - 2008

bộ tài nguyên và môi trờng
trung tâm viễn thám quốc gia
108 Đờng Chùa Láng - Quận Đống Đa - Hà Nội

***




báo cáo tổng kết
nghiên cứu khoa học v phát triển công nghệ


Tên Đề tài:
nghiên cứu ứng dụng t liệu ảnh vệ tinh độ phân giải
cao v các mô hình lý thuyết để thnh lập bản đồ các
vùng có nguy cơ trợt lở đất ở khu vực miền núi.



chủ nhiệm đề ti:
ThS
. Nghiêm văn tuấn

H nội, 12 2008

BTNMT
TTVTQG
bộ tài nguyên và môi trờng
trung tâm viễn thám quốc gia
108 Đờng Chùa Láng - Quận Đống Đa - Hà Nội
***

báo cáo tổng kết
nghiên cứu khoa học v phát triển công nghệ

Tên Đề tài:
nghiên cứu ứng dụng t liệu ảnh vệ tinh độ phân giải
cao v các mô hình lý thuyết để thnh lập bản đồ
các vùng có nguy cơ trợt lở đất ở khu vực miền núi.

chủ nhiệm đề ti: ThS. Nghiêm văn tuấn
Số đăng ký:
Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2008
chủ nhiệm đề ti

Ths.Nghiêm Văn Tuấn
Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2008
cơ quan chủ trì đề ti
KT. giám đốc
Phó giám đốc điều hành
trung tâm viễn thám quốc gia






TS. Nguyễn Xuân Lâm

Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2008
hội đồng đánh giá chính thức
chủ tịch hội đồng





Lê Kim Sơn
Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2008
cơ quan quản lý đề ti
TL. bộ trởng
bộ tài nguyên và môi trờng

vụ trởng vụ KHCN



DANH SCH NHNG NGI THC HIN TI


Họ và tên
Học hàm, học
vị, chuyên
môn
Cơ quan
công tác
Các mục
Thực hiện
A

Chủ nhiệm đề tài:
Nghiêm Văn Tuấn

THS. Bản đồ
Trung tâm Thu nhận và Xử
lý ảnh Viễn thám -Trung
tâm Viễn thám - Bộ Tài
nguyên và Môi trờng
1.3; 2.3; 2.3; 3.2;
3.3; 3.4; 4.4; 4.5;
4.6.
B
Cán bộ tham gia nghiên cứu

1
Trần Anh Tuấn ThS. Bản đồ
viễn thám
Viện Địa lý- Viện KH&CN
Việt Nam
2.1; 2.2; 3.2; 3.4;
4.5
2
Trần Tuấn Đạt KS. Trắc Địa Trung tâm Thu nhận và Xử
lý ảnh Viễn thám
2.1; 3.4; 4.5
3
Hà Minh Cờng KS. Trắc Địa Trung tâm Thu nhận và Xử
lý ảnh Viễn thám
2.1; 3.4; 4.5
4
Phạm Văn Mạnh CN. Địa lý Trung tâm Thu nhận và Xử
lý ảnh Viễn thám
4.1; 4.2;4.6
5
Nguyễn Ngọc Quang ThS. Bản đồ
viễn thám
Trung tâm Thu nhận và Xử
lý ảnh Viễn thám
3.1; 4.6
6
Trịnh Việt Nga KS. Bản đồ Trung tâm Thành lập và
HCBĐ cơ sở
1.1;1.2; 3.6; 4.1;

4.3;
7
Hà Minh Hiền KS. Bản đồ Trung tâm Thành lập và
HCBĐ cơ sở
3.2; 2.1
8
Nguyễn Văn Hùng KS. Trắc địa Phòng khoa học Kỹ thuật
Trung tâm Viễn thám QG
4.3; 4.6
9
Đỗ Thị Phơng Thảo Ths. Bản đồ
viễn thám
Trờng Đại học Mỏ - Địa
chất
2.2; 3.4






Bi tóm tắt
Trợt lở đất là dạng tai biến thiên nhiên phổ biến và hết sức nguy hiểm đối với
dân c sinh sống ở các khu vực vùng núi. Hàng năm trên thế giới, trợt lở đất gây ra
những tổn thất vô cùng to lớn về ngời và tài sản.
Dự báo, cảnh báo nguy cơ trợt lở đất là công vệc quan trọng và cần thiết đối với
cả các cấp quản lý và ngời dân trong vùng có nguy cơ chịu thiệt hại do trợt lở đất gây
ra. Các nội dung chủ yếu của nghiên cứu thành lập bản đồ nguy cơ trợt lở đất là:
nghiên cứu phơng pháp thành tách chíêt thông tin hiện trạng trợt lở đất từ viễn thám,
nghiên cứu phơng pháp thành lập bản đồ các vùng có nguy cơ trợt lở bằng các mô

hình toán học sử dụng các thông số tách chiết từ t liệu viễn thám làm các thông số đầu
vào, đối chiếu kết quả thu đợc với thực tế, sau đó sử dụng các số liệu kiểm tra này để
hiệu chỉnh lại các thông số cho các mô hình.
Phơng pháp viễn thám với u điểm vợt trội về khả năng cung cấp thông tin
nhanh chóng, trung thực, đồng bộ, đa dạng phong phú và có tính chu kỳ về các đối
tợng trên bề mặt của khu vực cần quan sát trên diện rộng. Đây là công nghệ hữu hiệu
trong việc giám sát tài nguyên thiên nhiên, môi trờng, thiên tai, đặc biệt là giám sát các
sự cố và tai biến thiên nhiên. Đặc biệt là t liệu viễn thám ngày nay có độ phân giải
cao, với khả năng xử lý công nghệ số có thể liên kết và tích hợp trong GIS đã mở ra khả
năng ứng dụng to lớn trong công tác thành lập bản đồ nguy cơ trợt lở đất. Ngoài ra,
trong đề tài cũng sử dụng công nghệ thành lập mô hình số địa hình độ chính xác cao từ
t liệu viễn thám Alos/Prism. Đây là t liệu hết sức quan trọng trong thành lập bản đồ
nguy cơ trợt lở đất.
Đã có nhiều mô hình lý thuyết phục vụ cho việc nghiên cứu phân tích nguy cơ
trợt lở đất đợc xây dựng và áp dụng. Trong các nội dung kể trên của việc thành lập
bản đồ nguy cơ tr
ợt lở đất, đề tài tập trung nghiên cứu ứng dụng phơng pháp viễn
thám và công nghệ GIS kết hợp các mô hình toán học để thành lập bản đồ các vùng có
nguy cơ trợt lở đất. Đã nghiên cứu phơng pháp thành lập bản đồ nguy cơ trợt lở đất
trên các mô hình toán học: Mô hình thống kê, mô hình SINMAP và mô hình Trong số
bằng chứng dựa trên lý thuyết xác xuất Bayer kết hợp t liệu viễn thám. T liệu sử dụng
trong nghiên cứu gồm có ảnh vệ tinh SPOT5, ảnh ALOS /Avenir, ALOS/Prism, bản đồ
địa chất, địa mạo, số liệu đo maCác dữ liêu này đợc sử dụng trực tiếp làm các dữ
liệu đầu vào của các mô hình toán học hoặc sử dụng đẻ tách chiết các thông số đầu vào
của các mô hình. Đề tài đã tiến hành thử nghiệm thành lập bản đồ nguy cơ trợt lở đất
bằng các mô hình: Mô hình thống kê, mô hình SINMAP và mô hình Trong số bằng
chứng, các kết quả thu đợc là các bản đồ và cơ sở dữ liệu bản đồ nguy cơ trợt lở đất.
Kết quả nghiên cứu của đề tài đã đa ra:
-
Quy trình thành lập bản đồ hiện trạng trợt lở đất bằng t liệu ảnh vệ tinh độ

phân giải cao.
-
Quy trình thành lập mô hình số độ cao từ ảnh viễn thám ALOS/Prism.
-
Quy trình thành lập bản đồ nguy cơ trợt lở đất bằng các mô hình toán học.
-
Sản phẩm thực nghiệm: Mô hình số độ cao, Bản đồ hiện trạng trợt lở đất, bản
đồ nguy cơ trợt lở đất.
-
Báo cáo tổng kết đề tài.





1
Mục lục

Các từ viết tắt 3

Danh mục hình ảnh 4

Danh mục bảng biểu 5

Mở đầu 6

Chơng I: Tổng quan về nghiên cứu trợt lở đất 10

1.1. Tai biến trợt lở đất và các kiểu trợt lở đất 10

1.2. Bản chất v các đặc điểm của quá trình trợt lở đất. 12

1.2.1. Các yếu tố địa chất 12
1.2.2. Các yếu tố cơ học, hóa học và khoáng học của đất 13

1.2.3. Các yếu tố địa mạo 13

1.2.4. Các yếu tố thủy văn 15

1.2.5. Địa chấn 18

1.2.6. Các yếu tố nhân tạo 18

1.3. Tổng quan tình hình nghiên cứu trợt lở đất trong và ngoài nớc 19

1.3.1 Tình hình nghiên cứu trợt lở đất trên thế giới 20

1.3.2 Kinh nghiệm nghiên cứu trợt lở đất bằng công nghệ viễn thám tại Malaysia 21

1.3.3 Tình hình nghiên cứu trợt lở đất ở Việt nam 24

Chơng 2: Một số mô hình lý thuyết ứng dụng trong cảnh báo nguy cơ trựơt lở đất. 26

2.1 Một số mô hình lý thuyết ứng dụng trong nghiên cứu trợt lở đất 26
2.1.1.
ứ
ng dụng các mô hình Thống kê vào phân vùng cảnh báo trợt lở đất 26

2.1.2. ứng dụng mô hình Trọng số bằng chứng vào phân vùng cảnh báo trợt lở đất 30
2.1.3.

ứ
ng dụng mô hình SINMAP vào phân vùng cảnh báo trợt lở đất 33

2.2. Xác định các lớp thông tin cần thiết cho mô hình. 40

2.3 Bản đồ nguy cơ trợt lở đất và phơng pháp thành lập . 42

2.3.1 Khái niệm bản đồ nguy cơ tai biến trợt lở đất
:
42

2.3.2 Thành lập bản đồ nguy cơ trợt lở đất 43
Chơng 3: Nghiên cứu quy trình ứng dụng ảnh viễn thám, hệ thông tin địa lý và các mô
hình toán học để phục vụ thành lập bản đồ nguy cơ trựơt lở đất 46

3.1. ảnh viễn thám phân giải cao và mô hình số địa hình : 46
3.1.1 Một số loại ảnh viễn thám độ phân giải cao 46

3.1.2 Mô hình số địa hình trong nghiên cứu trợt lở 48

3.2 Nghiên cứu thành lập mô hình số địa hình từ ảnh vệ tinh ALOS/Prism phục vụ
nghiên cứu trợt lở đất 50

3.2.1 Phần mềm SAT-PP 50
3.2.2 Xây dựng DSM với SAT-PP 51

3.2.3 Một số thử nghiệm thành lập DEM 51

3.3 Nghiên cứu đề xuất qui trình thành lập bản đồ nguy cơ trợt lở đất sử dụng ảnh
vệ tinh độ phân giải cao kết hợp các mô hình lý thuyết. 57

3.4 Sử dụng các công cụ của GIS để xử lý, tích hợp các nguồn thông tin và ứng dụng
các mô hình phân tích cảnh báo trợt lở để xây dựng bản đồ nguy cơ trợt lở đất.
63

3.4.1. Nghiên cứu khả năng thành lập bản đồ nguy cơ trợt lở đất sử dụng mô
hình Thống kê kết hợp dữ liệu ảnh vệ tinh và GIS 63


2
3.4.2. Nghiên cứu khả năng thành lập bản đồ nguy cơ trợt lở đất sử dụng mô
hình Trọng số bằng chứng kết hợp dữ liệu ảnh vệ tinh và GIS 73

3.4.3. Nghiên cứu khả năng thành lập bản đồ nguy cơ trợt lở đất sử dụng mô
hình Sinmap kết hợp dữ liệu ảnh vệ tinh và GIS 77

Chơng 4. Thực nghiệm và đánh giá 85
4.1. Vùng thực nghiệm 85

4.1.1. Vị trí địa lý vùng nghiên cứu 85

4.1.2 Vài nét về đặc điểm địa hình- địa chất 85

4.1.3 Đặc điểm khí tợng thuỷ văn 86

4.1.4 Các quá trình ngoại sinh khu vực và hoạt động của con ngời 87

4.2. Thu thập t liệu 89

4.2.1 T liệu bản đồ 89

4.2.2 T liệu viễn thám 90

4.2.3 Tài liệu về khí tợng thuỷ văn 92

4. 2.4 Tài liệu khác. 92

4.3. Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS 92
4.4. Thành lập bản đồ hiện trạng trợt lở đất bằng t liệu viễn thám 93

4.4.1 Thành lập bản đồ hiện trạng trợt lở đất năm 2007 bằng t liệu ảnh vệ tinh
Spot5. 93

4.4.2 Thành lập bản đồ hiện trạng trợt lở đất năm 2008 bằng t liệu ảnh vệ tinh
Alos/AVNIR 98

4.5. Thành lập bản đồ nguy cơ trợt lở đất sử dụng môt số mô hình toán học kết hợp
dữ liệu viễn thám và GIS 99

4.5.1 Thành lập bản đồ nguy cơ trợt lở đất trên cơ sở sử dụng mô hình Thống kê 99

4.5.2 Thành lập bản đồ nguy cơ trợt lở đất trên cơ sở sử dụng mô hình Trọng số
bằng chứng 105

4.5.3 Thành lập bản đồ nguy cơ trợt lở đất trên cơ sở sử dụng mô hình Simap.112
4.6. Đánh giá kết quả, tính khả thi của từng phơng pháp và khả năng tự động hóa
công nghệ thành lập bản đồ nguy cơ trợt lở đất bằng phơng pháp viễn thám và
GIS. 114

4.6.1 Đánh giá độ chính xác của các phơng pháp. 114

4.6.2. Khả năng tự động hóa và tính ứng dụng của công nghệ 116

Kết luận. 118
Tài liệu tham khảo 120

Phụ lục 122


3
Các từ viết tắt
SPOT-Vệ tinh viễn thám SPOT của Pháp
ALOS- Vệ tinh viễn thám ALOS của Nhật Bản
ALOS/PALSAR- ảnh RADAR PALSAR của vệ tinh ALOS
BĐĐH-Bản đồ địa hình
DEM-Mô hình số độ cao
CSDL- Cơ sở dữ liệu
GIS-Hệ thống thông tin địa lý
GPS-Hệ thống định vị toàn cầu
BĐHTTL-Bản đồ hiện trạng trợt lở
BĐHTSDĐ-Bản đồ hiện trạng sử dụng đất
GTTL- Giá trị trọng số
PLLP-Phân loại lớp phủ
HTLP-Hiện trạng lớp phủ.

4
Danh mục hình ảnh
Hình I- 1: Sơ đồ hệ thống NADDI 24

Hình II- 1: Một số dạng sờn địa hình 14

Hình II- 2 : Sơ đồ mô hình ổn định sờn dốc vô hớng 36

Hình II- 3 : Minh hoạ khái niệm yếu tố ma sát vô hớng 37

Hình II- 4 : Định nghĩa khu vực thu nớc xác định 38


Hình III- 1 :
ả
nh PRISM thể hiện trong SAT-PP 52

Hình III- 2: Sơ đồ khối xây dựng tự động DSM bằng phần mềm SAT-PP 53

Hình III- 3 : DEM khu vực Bắc Giang thành lập từ t liệu ALOS/PRISM 55

Hình III- 4 :
ả
nh Prism khu vực nghiên cứu 56

Hình III- 5 : DEM khu vực nghiên cứu 57

Hình III- 6 : Sơ đồ hệ thống Qui trình thành lập bản đồ các vùng có nguy cơ trợt lở đất 62

Hình III- 7: Quy trình công nghệ thành lập bản đồ hiện trạng lớp phủ 66

Hình III- 8: Sơ đồ quy trình công nghệ tích hợp viễn thám và GIS trong thành lập bản
đồ nguy cơ trợt lở đất áp dụng cho mô hình thống kê 72

Hình III- 9: Sơ đồ quy trình công nghệ tích hợp viễn thám và GIS trong thành lập bản đồ nguy cơ trợt lở
đất áp dụng cho mô hình trọng số bằng chứng 75

Hình III- 10: Sơ đồ quy trình công nghệ thành lập bản đồ nguy cơ trợt lở đất bằng mô
hình SINMAP 79

Hình III- 11: Ví dụ thể hiện tính toán thống kê mật độ trợt lở theo vùng 83


Hình IV- 1: Sơ đồ bảng chắp các mảnh bản đồ địa hình trên khu vực nghiên cứu 90

Hình IV- 2: Sơ đồ t liệu ảnh vệ tinh SPOT5 91

Hình IV- 3: Sơ đồ t liệu ảnh vệ tinh ALOS trong khu vực nghiên cứu 92
Hình IV- 4: Quy trình công nghệ thành lập bản đồ hiện trạng trợt lở đất 98

Hình IV- 5 :Sơ đồ mô tả giá trị chỉ số nguy cơ tai biến trợt lở đất của khu vực nghiên
cứu tính toán theo phơng pháp chỉ số thống kê 104

Hình IV- 6 : Sơ đồ mô tả giá trị chỉ số nguy cơ tai biến trợt lở đất của khu vực nghiên
cứu tính toán theo phơng pháp trọng số bằng chứng 111

Hình IV- 7: Sơ đồ các vùng tính toán trong mô hình SINMAP 112


5

Danh mục bảng biểu
Bảng III- 1 : Một số tính năng kỹ thuật của bộ cảm PRISM 48

Bảng III- 2: Một số tính năng kỹ thuật cơ bản của bộ cảm AVNIR-2 48
Bảng III- 3 : Các thông số đầu vào của mô hình Thống kê và Trọng số bằng chứng khai
thác trực tiếp bằng phơng pháp viễn thám và GIS 77

Bảng III- 4 : Các thông số đầu vào của mô hình SINMAP khai thác trực tiếp bằng
phơng pháp viễn thám và GIS 84


Bảng IV- 1. Kết quả tính toán giá trị W
ij
của các lớp trong các yếu tố gây trợt lở đất 99

Bảng IV- 2 : Phân bố diện tích và tỷ lệ phần trăm các nhóm nguy cơ tai biến trợt lở
đất của khu vực nghiên cứu tính toán theo mô hình thống kê 103

Bảng IV- 3 : Kết quả tính toán giá trị C
ij
của các lớp trong các yếu tố gây trợt lở đất 105

Bảng IV- 4 : Phân bố diện tích và tỷ lệ phần trăm các nhóm nguy cơ tai biến trợt lở
đất của khu vực nghiên cứu tính toán theo phơng pháp trọng số bằng chứng 109

Bảng IV- 5: Bảng các thông số đầu vào của mô hình SINMAP 113

Bảng IV- 6: Phân khoảng các giá trị ổn định SI 113

Bảng IV- 7 : Phân bố diện tích và tỷ lệ phần trăm các nhóm nguy cơ tai biến trợt lở
đất của khu vực nghiên cứu tính toán theo mô hình SINMAP 114

6
Mở đầu
ở rất nhiều nớc trên thế giới hàng năm luôn xảy ra các vụ trợt lở đất nghiêm
trọng. Đặc biệt là các nớc vùng nhiệt đới nh Nam
á
: tháng 1 năm 2006 tại Indonesia
đã xảy ra trợt lở đất ở đảo Java làm chết 75 ngời. Ngày 17 tháng 2 năm 2006 tại
Philipin đã xảy ra trận lở đất cực kỳ nghiêm trọng, vụ trợt lở đất này đã làm chết gần
1800 ngời. Tại các vùng núi phía Bắc Thái Lan hàng năm cũng xảy ra các vụ trợt lở
đất làm hàng trăm ngời chết, Malaysia là quốc gia ở Đông Nam
á
cũng thờng xảy ra
trợt lở đất, năm 1999 tại quốc gia này đã xảy ra hai vụ trợt lở đất là chết 245 ngời.
ở
Việt Nam, hàng năm thiên tai do trợt lở đất gây ra ở các vùng núi của đã gây
thiệt hại rất lớn về ngời và của, đặc biệt, truợt lở đất đã làm chết hàng trăm ngời.
Năm 2004 trong vụ trợt lở đất ở Quảng Ninh đã vùi lấp cả một làng, làm chết hơn 50
ngời. Gần đây nhất, năm 2007 tại khu vực Miền trung, trợt lở đất đã làm chết và mất
tích 81 ngời, tổng thiệt hại về tài sản lên đến hàng ngàn tỉ đồng. Ngoài ra, trợt lở đất
hàng năm cũng là tổn hại nghiên trọng đến hệ thống đờng giao thông, nh QL6 đoạn
chạy qua Hoà Bình và Sơn La
Đặc điểm chung của trựơt lở đất là xảy ra rất bất ngờ, trong thời gian ngắn, làm
cho ngời dân không thể kịp ứng phó hoặc chạy thoát, hàng chục ngàn mét khối đất đá
có thể vùi lấp cả một làng.
Để giảm thiểu và hạn chế thiệt hại do trợt lở đất gây ra, các nớc có trình độ
công nghệ tiên tiến đã xây dựng hệ thống cảnh báo sớm trên cơ sở sử dụng hệ thống
trang thiết bị cảnh báo tiên tiến kết hợp sử dụng dữ liệu bản đồ đ
ợc xây dựng bằng
phơng pháp viễn thám và GIS. Trong đó việc thành lập bản đồ nguy cơ trợt lở đất là

biện pháp đợc đầu t nghiên cứu ứng dụng.

ở
Việt Nam, trong những năm gần đây cũng đã có nhiều công trình nghiên cứu
xây dựng cơ sở dữ liệu và các bản đồ khoanh vùng nguy cơ trợt lở đất, tuy nhiên các
công trình này còn mang nặng tính lý thuyết, các sản phẩm bản đồ chủ yếu ở tỉ lệ trung
bình và nhỏ.
Trong quá trình thực hiện của đề tài, tháng 1 năm 2008 Trung tâm Viễn thám đã
cử đoàn cán bộ sang Malaysia để nghiên cứu và trao đổi kinh nghiệm về ứng dụng
công nghệ viễn thám và GIS trong giám sát và cảnh báo trợt lở đất.
Malaysia đã phát triển công nghệ vũ trụ theo dõi và cảnh báo trợt lở đất từ
những năm 80 của thế kỷ trớc, đến nay nớc này đã có nhiều kinh nghiệm và sự phát
triển về công nghệ cảnh báo trợt lở đất, trong đó đã sử dụng công nghệ viễn thám và

7
GIS trên cơ sở kết hợp mô hình toán học tính toán các giá trị thông tin đầu vào đẻ
thành lập bản đồ cảnh báo trợt lở đất là những nội dung phi công trình cơ bản.
Với mong muốn ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong cảnh báo nguy cơ
trợt lở đất hiệu quả và có thể ứng dụng vào thực tế, Trung tâm Viễn thám quốc gia đã
đợc giao chủ trì đề tài nghiên cứu khoa học và công nghệ có tên gọi:

Nghiên cứu ứng dụng t liệu ảnh vệ tinh độ phân giải cao và các mô hình lý
thuyết để thành lập bản đồ các vùng có nguy cơ trợt lở đất ở khu vực miền núi
Chủ nhiệm đề tài:
Nghiêm Văn Tuấn
Học hàm, học vị, chuyên môn: Thạc sỹ
Chức vụ:
Cán bộ nghiên cứu .
Cơ quan:
Trung tâm Viễn thám quốc gia

Địa chỉ:
108 phố Chùa Láng - Đống Đa - Hà Nội
Điện thoại:
7 638 824
Cơ quan chủ quản:
Bộ Tài nguyên và Môi trờng
Cơ quan chủ trì:
Trung tâm Viễn thám
Thời gian thực hiện:
24 tháng

(từ tháng 1/2007 đến tháng 12/2008)
Mục tiêu của đề tài :
- Nghiên cứu ứng dụng t liệu ảnh viễn thám kết hợp với các các mô hình lý thuyết để
thành lập bản đồ nguy cơ trợt lở đất.
- Thử nghiệm xác định mô hình toán học thích hợp đối với điều kiện thực tế ở Việt
Nam.
- Nghiên cứu khả năng ứng dụng t liệu ảnh vệ tinh Alos/PRISM để thành lập mô hình
số địa hình phục vụ phân tích đánh giá nguy cơ trợt lở đất.
Phơng pháp nghiên cứu:
a. Giới hạn vấn đề nghiên cứu.
Trong đề tài này vấn đề ứng dụng công nghệ viễn thám trong nghiên cứu thành lập bản
đồ nguy cơ trợt lở đất thực hiện với các nội dung sau:
- Kế thừa các kết quả nghiên cứu của các công trình nghiên cứu trợt lở đã công bố,
tiếp tục nghiên cứu bổ sung, không đi sâu về phân tích nguyên nhân theo hớng địa
chất, địa mạo, chỉ tập trung nghiên cứu hớng giải pháp kỹ thuật xử lý ảnh vệ tinh độ
phân giải cao và GIS nhằm khai thác thông tin phục vụ mục tiêu nghiên cứu của đề tài.
- Nghiên cứu các ph
ơng pháp phân tích, giải đoán ảnh vệ tinh độ phân giải cao để
thành lập bản đồ hiện trạng trợt lở đất (không đề cập đến ảnh máy bay, ảnh LiDAR).

8
- Nghiên cứu ứng dụng một số mô hình lý thuyết cảnh báo trợt lở đất bao gồm một
số mô hình toán học, mô hình hoá hình thái trợt lở nhằm xác định vùng có nguy cơ
trợt lở đất. Xác định các lớp thông tin cần thiết cho mỗi mô hình.
- Thử nghiệm trên khu vực và điều kiện t liệu cụ thể, đánh giá và hoàn thiện qui trình
công nghệ đề xuất.
b. Phơng pháp nghiên cứu:
- Nghiên cứu xây dựng bản đồ các vùng có nguy cơ trợt lở bằng các mô hình toán học
sử dụng các thông số chiết tách từ ảnh vệ tinh độ phân giải cao làm các thông số đầu
vào.
- Sử dụng kỹ thuật xử lý ảnh, phân tích ảnh, tích hợp ảnh vệ tinh độ phân giải cao và
GIS trong mô hình phân tích.
- Nghiên cứu đề xuất qui trình thành lập bản đồ nguy cơ trợt lở đất sử dụng ảnh vệ
tinh độ phân giải cao và các mô hình lý thuyết.
- Nghiên cứu phơng pháp thành lập mô hình số độ cao từ nguồn t liệu Alos/PRISM.
- Sử dụng các công cụ của GIS để xử lý, tích hợp các nguồn thông tin và ứng dụng các
mô hình phân tích - cảnh báo trợt lở để xây dựng bản đồ nguy cơ trợt lở đất.
Kết quả nghiên cứu đạt đợc:
- Báo cáo kết quả nghiên cứu ứng dụng t liệu ảnh vệ tinh và các mô hình lý thuyết để
thành lập bản đồ nguy cơ trợt lở đất ở khu vực miền núi (các chuyên đề).
- Quy trình công nghệ, các phơng án ứng dụng t liệu ảnh vệ tinh và các mô hình lý
thuyết để thành lập bản đồ nguy cơ trợt lở đất ở khu vực miền núi.
- Quy trình công nghệ, phơng pháp thành lập mô hình số độ cao từ nguồn t liệu
Alos/PRISM hoặc PalSAR
- Một số sản phẩm thực nghiệm: Mô hình số độ cao thành lập từ ảnh Alos/Prism, Bản
đồ hiện trạng trợt lở đất, Bản đồ nguy cơ trợt lở đất.
- Báo cáo tổng kết đề tài
Phần chính của Báo cáo tổng kết đề tài gồm 120 trang báo cáo, hình vẽ, bảng
biểu, phụ lục Bố cục của báo cáo gồm các phần chính sau đây:

Mở đầu
Chơng I: Tổng quan về nghiên cứu trợt lở đất
Chơng II: Một số mô hình lý thuyết ứng dụng trong cảnh báo nguy cơ trợt lở đất.
Chơng III: Nghiên cứu quy trình ứng dụng ảnh viễn thám, hệ thông tin địa lý và các
mô hình toán học để nghiên cứu nguy cơ trựơt lở đất.
Chơng IV: Thực nghiệm và đánh giá

9
KÕt luËn.
Tµi liÖu tham kh¶o
Phô lôc.

10
Chơng I: Tổng quan về nghiên cứu trợt lở đất
1.1. Tai biến trợt lở đất và các kiểu trợt lở đất
a. Tai biến trợt lở đất
Trợt lở là một dạng tiêu biểu của tai biến môi trờng do các quá trình địa động
lực ngoại sinh với tính chất hiểm họa. Tuy nhiên những hiểm họa trợt lở chỉ là những
hiểm họa cuối cùng của tai biến tiềm ẩn và vấn đề đó càng rõ nét ở vùng đất dốc. Trợt
lở là thuật ngữ quen thuộc trên nhiều văn bản quốc tế dùng để chỉ hầu hết các hiện
tợng chuyển động của các khối đất đá, đá tảng, các mảnh vụng bị tách khỏi nền gốc ở
trên cao, di chuyển xuống phía chân sờn ở dới thấp.
- Thể trợt: là khối đất đá bị dịch chuyển tách khỏi nền gốc (đới sinh trợt).
- Gơng trợt: là bề mặt chia tách phần nền gốc, đới sinh trợt với thể trợt,
thờng tạo thành các mặt lõm trên sờn địa hình diễn ra trợt lở.
Trên các sờn dốc, hiện tợng trợt lở thờng kéo theo hiện tợng trợt đổ,
nghĩa là đất đá rơi tự do, dới tác dụng của trọng lực ngay sau khi tách khỏi nền đá gốc
hay đới sinh trợt. Sờn có độ dốc càng lớn, khả năng trợt đổ càng cao.
Thông thờng trong thực tế có các loại trợt sau đây:
- Kiểu rơi: vật liệu vụn đổ lở.

- Kiểu trợt: tr
ợt quay vết gơng trợt cong lõm về phía trên, trợt tịnh tiến nếu
gơng trợt là mặt phẳng có thể nằm ngang hay nghiêng. Thờng đó là bề mặt gắn kết
yếu có gắn nh một phân lớp, một lớp kem gắn kết hoặc mặt đứt gãy . Khối trợt theo
bề mặt này nếu giữ nguyên dạng đợc gọi là khối trợt, nếu bị vỡ ra đợc gọi là trợt
vỡ .
- Kiểu phân tán là kiểu phát triển liên tục quá trình trợt tịnh tiến gần nằm ngang, thể
trợt bị tách vỡ thành khối tảng nằm chồng chất lên nhau và lan tỏa theo chiều ngang.
- Kiểu dòng chảy: Dòng bùn đá, trong đó điển hình là lũ quét, lũ bùn đá
- Kiểu trợt bò: Trợt theo nhiều lớp song song với sờn dốc tốc độ rất chậm có thể
làm uốn cong các thân cây. Tốc độ trợt ở mặt đất là lớn nhất các lớp ở dới sâu trợt
chậm hơn. Không có ranh giới giữa lớp trợt và lớp không trợt. Trợt bò đặc trng
cho hiện tợng co rút của khoáng vật sét trong quá trình thay đổi điều kiện thủy văn.

11
Ngoài các kiểu trợt phổ biến trên, còn gặp một số loại trợt lở nh: trợt chảy,
khi đới sinh trợt tồn tại các mạch nớc ngầm, hoặc trong vùng ma bão nhiều kiểu
nhiệt đới, thể trợt là đá bở rời bão hòa nớc, có khi tạo thành dòng bùn di động linh
hoạt (lũ quét). Trong trờng hợp các tầng đất sét pha và nớc cha đủ độ tạo trợt
chảy, có thể thấy hiện tợng trợt sờn. Khi vật liệu là các mảnh đá vụn, khô, chân
sờn thoải, rộng sẽ gặp loại trợt phân tán.
b. Cấu trúc của khối trợt:
F.P.Xavarenxky đề nghị phân chia trợt ra các kiểu: trợt đơn thuần không theo
mặt có sẵn (axekvent); trợt theo bề mặt có sẵn (conxekvent) và trợt hỗn tạp, cắt sâu
(inxekvent):
- Trợt axekvent là các khối trợt phát sinh trong đất đá đồng nhất, không phân lớp
(sét, sét pha cát, cát pha sét ). Mặt trợt trong những đất đất này thờng lõm có dạng
gần cung tròn hình trụ và đợc quyết định bởi các tính chất cơ lý của đất đá. Khe nứt
tách vở phần trên sờn dốc hay mái dốc của những khối trợt đó tạo nên một hoặc vài
dờng chia tách và đất đá trợt theo sờn dốc, mái dốc dới dạng một khối trên mặt

trợt lõm đó mà không phá vỡ chút nào đáng kể cấu trúc bên trong. Vì vậy, trên địa
hình xuất hiện thềm trợt chính và thềm tr
ợt bên trong. Nhiều tài liệu quan trắc cho
thấy chân trợt thờng trùng với chân sờn dốc hay mái dốc. Nên bên dới chân sờn
dốc có các lớp đất mềm yếu, thì chân trợt sẽ cắt sâu vào trong đất đó và xuất lộ ở cách
chân sờn dốc một khoảng nào đó.
- Trợt conxekvent đợc hình thành trong đất đá không đồng nhất và nứt nẻ. Mặt trợt
của loại cấu trúc này thờng do cấu trúc của sờn dốc hay mái dốc, do các bề mặt
trong khối nguyên quyết định. Sự dịch chuyển của các khối đất đá dới dạng khối tảng,
hoặc nhiều khối tảng. Cũng có trờng hợp khối đất đá bị biến thành một thể gần nh
lỏng nhất và trợt theo mặt nghiêng trùng hợp với các mặt hoặc các đới giảm yếu. Các
mặt và các đới giảm yếu có thể là:
+ Mặt phân lớp đơn nguyên của đất đá.
+ Các lớp hay lớp kẹp đất đá mềm yếu hay nằm nghiêng (đất sét, đá sét, muội than,
than ).
+ Bề mặt đá gốc hay ranh giới bên dới của tầng đá phong hóa mạnh.
+ Bề mặt các khe nứt.

12
Hình dạng mặt trợt của các khối trợt conxekvent thờng phẳng, gợn sóng, phân bậc
nghiêng. Mặt trợt đợc xác định tơng đối dễ dàng bằng quan sát mắt thờng, hoặc
khi tiến hành công tác thăm dò, quan trắc dài hạn khi phân tích tài liệu quan trắc địa
chất. Trợt conxekvent phân bố rộng rãi nhất.
- Trợt inxekvent (mặt trợt nằm vuông góc với đờng phơng đất đá) cũng đợc tạo
thành trong đất đá không đồng nhất, phân lớp nằm ngang hoặc nghiêng về phía sờn
dốc. Mặt trợt cắt sâu và cắt ngang nhiều lớp đất đá có thành phần khác nhau. ở phần
đỉnh, mặt trợt dốc đứng phát triển trong khe nứt. Càng về gần chân trợt mặt trợt
thoải dần và cắt ngang một hoặc nhiều đất đá.
1.2. Bản chất v các đặc điểm của quá trình trợt lở đất.
Hiện tợng trợt lở đất đợc cho là có liên quan đến mối quan hệ giữa kháng

lực của đất đá hình thành trên sờn dốc đối với trọng lực của chúng. Một sự cố trợt 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 ngời. Các yếu tố có
ảnh hởng tới sự ổn định của sờn dốc và các sự cố trợt là rất đa dạng và rất khác
nhau, chúng tơng tác với nhau theo cách rất phức tạp [31]. Các yếu tố tự nhiên có thể
đợc chia thành năm nhóm: độ bền của đất, hóa học đất, khoáng vật học; địa chất; địa
mạo; thủy văn; và địa chấn [
26].
1.2.1. Các yếu tố địa chất
Độ ổn định của sờn dốc có mối liên quan đến các kiểu thạch học khác nhau, và
mối quan hệ này mạnh hay yếu phụ thuộc rất lớn vào mỗi kiểu thạch học đó. Sự phong
hóa thờng 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 sờn trong mọi hoàn
cảnh môi trờng [26].
Một yếu tố địa chất quan trọng khác trong nghiên cứu tai biến trợt 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 đợc kích hoạt khi mà áp suất lỗ hổng phát triển tại giao diện giữa hai lớp thạch
học khác nhau (ví dụ nh giữa cát kết và sét kết), hoặc khi mà độ bền của lớp trầm tích
sét bị yếu đi do nớc thấm qua lớp thạch học ở phía trên
[
10
]
. Do vậy các sự cố trợt lở
đất thờng xảy ra mỗi khi có những cơn ma lớn kéo dài. Nhìn chung ngời ta xác
định đợc bốn kiểu trật tự phân lớp không ổn định nh 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

13
nằm trên một lớp đất đá có khả năng thấm thấp; (3) Các lớp đất mỏng nằm trên đá gốc;
(4) Mũ đá (có nứt nẻ) nằm trên các đá phong hóa dày.

Độ bền tơng đối của đất đá chịu ảnh hởng lớn bởi các hoạt động kiến tạo trong quá
khứ và quá trình phong hóa hiện thời. Đặc biệt, các hoạt động tân kiến tạo cũng đóng
một vai trò đối với sự ổn định của sờn dốc thông qua các quá trình dập vỡ, đứt gãy,
tách giãn và biến dạng cấu trúc [19]. Các đứt gãy và các cấu trúc dạng tuyến thờng
đợc quan tâm nghiên cứu trong các đánh giá tai biến trợt lở đất.
1.2.2. 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. Cờng độ cắt là một trong những đặc
tính cơ học rất quan trọng có ảnh hởng lớn đến độ ổn định tự nhiên và nhân tạo của
các sờn dốc. Nó không có một giá trị nhất định nhng lại bị ảnh hởng rất lớn bởi các
hoạt động tải trọng xảy ra trên sờn mà nhất là do ảnh hởng của lợng nớc trong đất.
Cờng độ cắt đất cơ bản đợc biểu diễn nh là một hàm số của áp lực thẳng đứng lên
mặt trợt, lực cố kết, và góc ma sát trong [7].
Một đặc tính tự nhiên quan trong khác nữa là hàm lợng 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 trợt và
sự nhạy cảm đối với trợt lở của các sờn dốc. Sự tích tụ sét trong các khe nứt tàn d
cũng đ
ợc liên hệ với các sự cố trợt. Khoáng học sét và hóa học sét cũng có thể cung
cấp những dấu hiệu liên quan đến các trạng thái của các mặt trợt tiềm năng [25].
1.2.3. Các yếu tố địa mạo
1.2.3.1. Độ dốc sờn
Độ dốc sờn có liên quan rất chặt chẽ đến sự khởi đầu của các sự cố trợt. Trong phân
lớn các nghiên cứu về trợt lở, độ dốc sờn đợc xem nh là một yếu tố gây trợt hoặc
kích hoạt trợt chính
[
27
]
. Đôi khi ngời ta coi góc dốc của sờn nh là một chỉ số của
sự ổn định sờn, và trong GIS nó có thể đợc tính toán dới dạng số và có thể mô tả

theo không gian
[
15
]
.

14
Ngoài ra, các yếu tố động lực môi trờng cũng có ảnh hởng rất lớn đối với trợt lở. Ví
dụ nh các khối trợt nhanh và các dòng trợt 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 nhỡng đều là những yếu tố quyết định đến sự ổn định của sờn.
1.2.3.2. Hình dạng sờn
Hình dạng sờn có một ảnh hởng rất lớn đến độ ổn định sờn trong những vùng địa
hình dốc do sự tập trung nớc hay phân chia nớc trên bề mặt sờn và lớp dới bề mặt
sờn. Theo đơn vị địa mạo - thủy văn, có ba dạng sờn cơ bản: sờn lồi (divergent /
convex), sờn phẳng (plannar / straight) và sờn lõm (convergent / concave). Nhìn
chung, dạng sờn lồi là dạng sờn ổn định nhất trong vùng địa hình dốc, ít ổn định hơn
là dạng sờn phẳng và kém ổn định nhất là dạng sờn lõm. Nguyên nhân là do cấu trúc
địa hình có ảnh hởng rất rộng lớn đến sự tập trung hay phân chia nớc trên bề mặt
sờn và lớp dới bề mặt sờn. Dạng sờn lõm có xu hớng tập trung nớc ở lớp dới
bề mặt sờn vào những khu vực nhỏ của sờn, và do đó làm cho áp suất của nớc trong
các lỗ hổng tăng lên một cách nhanh chóng khi có m
a bão hoặc trong những thời gian
ma kéo dài. Khi áp suất lỗ hổng hình thành trong các lỗ rỗng, lực cắt đất sẽ giảm
xuống một giá trị tới hạn và một sự cố trợt có thể sẽ xảy ra. Nh vậy, các lỗ rỗng là
những diểm nhạy cảm đối với sự khởi đầu của các khối trợt vụn hoặc các dòng trợt
vụn [1].

(1) - Sờn lồi (2) - Sờn phẳng (3) - Sờn lõm

Hình II- 1: Một số dạng sờn địa hình
1.2.3.3. Hớng dốc và độ cao
Hớng dốc có ảnh hởng rất mạnh mẽ đến các quá trình thủy văn thông qua sự thoát-
bốc hơi nớc, và do đó có ảnh hởng đến các quá trình phong hóa và sự phát triển của

15
thực vật trên sờn, đặc biệt là đối với môi trờng khô hạn
[
26
]
. Những đặc điểm nh
vậy có khả năng làm tăng sự mất ổn định sờn.
Các mối quan hệ thống kê giữa độ cao và các hiện tợng trợt lở đã đợc nghiên cứu
trong rất nhiều công trình. Nói chung, độ cao thờng có liên quan với các sự cố trợt
thông qua các yếu tố khác nh độ dốc, thạch học, sự phong hóa, lợng nớc ma, sự
chuyển động trên bề mặt, độ dày thổ nhỡng và việc sử dụng đất. Ví dụ, các vùng miền
núi thờng phải đối mặt với những lợng nớc ma rất lớn từ những cơn ma.
1.2.4. Các yếu tố thủy văn
Yếu tố thủy văn cũng đóng vai trò quan trọng đối với sự khởi đầu các sự cố trợt. Một
số quá trình thủy văn đáng chú ý nhất là ma (sự phân bố về không gian và thời gian
của lợng ma), sự thấm nớc vào trong đất (và tiềm năng của các dòng chảy mặt),
dịch chuyển ngang và thẳng đứng trong thạch học, thoát-bốc hơi nớc.
Ma:

Một trong những nguyên nhân quan trọng tác động đáng kể tới quá trình trợt lở
đất chính là lợng ma. Chính vì vậy trong nghiên cứu phân vùng nguy cơ trợt lở đất
việc xây dựng bản đồ phân bố lợng ma là hết sức cần thiết. Bản đồ này sẽ là một đầu
vào quan trọng trong tính toán, phân vùng nguy cơ tai biến trợt lở sau này.

Sự phân bố theo không gian của lợng ma có quan hệ mật thiết với sự khởi đầu
của các hiện tợng trợt
[
2
]
thông qua ảnh hởng của việc hình thành áp suất nớc lỗ
hổng trên các sờn không ổn định. Một số nhà khoa học thờng coi một trong bốn
thuộc tính liên quan đến lợng ma sau nh là những yếu tố gây nên trợt: tổng lợng
ma, cờng độ ma trong một thời gian ngắn, lợng ma rơi trong đợt ma bão và
khoảng thời gian xảy ra ma bão. Tuy nhiên, ngời ta vẫn cha xác định đợc kiểu
thuộc tính về lợng ma nào có mối liên quan nhất với các hiện tợng trợt lở. Một số
ngời đã cho rằng cờng độ ma trong một thời ngắn đóng vai trò quyết định nhất, một
số khác lại cho rằng có mối liên hệ giữa các sự cố trợt với l
ợng ma xảy ra trong một
thời gian dài [26].
Các đặc tính thủy văn của đất và đá gốc bị phong hóa

Các đặc tính thủy văn của đất gây ảnh hởng đến sự ổn định của sờn dốc có thể chi
phối tốc độ di chuyển của nớc vào sờn dốc cũng nh khả năng giữ nớc của nó.
Ngoài ra, cấu trúc, mật độ và hớng của các khe nứt trong đá gốc và trong các vật liệu

16
bên dới khác cũng có vai trò quyết định tới việc nớc từ lớp đất bên trên thấm xuống
dới hay nớc từ bên dới thấm lên lớp đất bên trên.
ở vi tỷ lệ, tốc độ di chuyển của nớc trong đất trên sờn đợc đặc trng bởi khả
năng di chuyển của nớc trong đất (transmitivity - K), lợng nớc chảy dới bề mặt
trên một đơn vi gradient thủy lực. Đất sét và đất thịt với những lỗ rỗng rất nhỏ thờng
có các giá trị K nhỏ hơn rất nhiều so với các loại đất có cấu trúc thô hơn. Hơn nữa, để
diễn tả đợc tính thấm của đất trong những điều kiện ẩm ớt nhng cha bão hòa nớc,
ngời ta cần phải đánh giá đợc các giá trị K cha bão hòa.

Khả năng di chuyển của nớc trong đất của một lớp bị giam hãm bên dới những dạng
địa hình không ổn định sẽ chi phối sự dẫn nớc dài hạn và do đó cũng chi phối cả độ
ẩm của lớp vỏ ở phía trên
[
26
]
. Khi một lớp có khả năng thấm nớc bị giữ lại trong một
chất nền có tính sét, áp suất lỗ hổng có thể đợc tích lại và dẫn đến sự mất ổn định của
sờn. Ngoài ra, tính rỗng cao của những lớp đất nằm tơng đối sâu trên những sờn rất
dốc có thể trở nên không ổn định sau những thời kỳ ma kéo dài cho dù áp suất lỗ
hổng tăng
[
26
]
.
Sự thấm nớc
Khái niệm tốc độ thấm có liên quan đến lợng nớc thực sự đi vào trong đất và phụ
thuộc vào các yếu tố vật lý, sinh học, địa hình và canh tác cũng nh tốc độ phân phối
nớc (nghĩa là cờng độ ma hoặc tốc độ tan của tuyết). Khả năng thấm nớc có quan
hệ với lợng nớc lớn nhất hay lợng nớc tiềm năng chảy vào trong đất tại một thời
điểm nhất định (khả năng thấm nớc luôn luôn lớn hơn hoặc bằng với tốc độ thấm).
Tốc độ thấm của nớc vào trong đất bị ảnh hởng rất nhiều bởi các đặc tính tự nhiên
của đất (tức là độ lỗ hổng, khả năng di chuyển của nớc trong đất, sự phân bố của kích
thớc lỗ hổng, mạng lới dòng chảy thờng xuyên), thảm thực vật, tập quán canh tác,
các hiện tợng băng giá, và điều kiện của địa hình. Ngời ta đã chứng minh đợc rằng
tốc độ thấm của nớc có một mối quan hệ gián tiếp tới độ ổn định của sờn
[
29
]
.

Dòng chảy dới lớp mặt

Do các quá trình dòng chảy dới lớp mặt chi phối sự di chuyển trên sờn của nớc đã
đợc thấm xuống nên các quá trình này có ảnh hởng tới các đặc điểm của sự phân bố
áp suất nớc lỗ hổng theo cả không gian và thời gian
[
26
]
. Dòng chảy thờng xuyên

17
trong đất và dới đá gốc có thể tạo nên một sự chi phối rất lớn lên sự phát triển của áp
suất lỗ hổng trên các sờn dốc, và do đó có ảnh hởng tới sự khởi đầu của các hiện
tợng trợt lở [28].
áp suất nớc lỗ hổng

Nói chung, áp suất lỗ hổng thờng hình thành tạm thời trong các gơng nớc ngầm
trong thạch học và có liên quan đến sự khởi đầu hoặc sự thúc đẩy các sự cố trợt. Các
trũng địa mạo có xảy ra các sự cố trợt thờng đặc biệt nhạy cảm với sự phát triển của
gơng nớc ngầm do có sự hội tụ của các dòng chảy dới lớp bề mặt [28].
Sự ảnh hởng của thực vật

Thực vật thờng làm tăng độ ổn định của sờn theo hai con đờng: (1) bằng cách loại
bỏ sự ẩm ớt trong đất thông qua sự thoát-bốc hơi nớc, và (2) bằng cách tạo nên sự cố
kết của rễ cây vào đất. Do vậy, thực vật cũng đợc xem nh một nhân tố chính có ảnh
hởng tới các hiện tợng trợt lở. Một số ảnh hởng của thực vật tới các quá trình thủy
văn và cơ học tác động đến sự ổn định của sờn bao gồm
[
6
]

:

Sự hạn chế lợng ma do tán thực vật, do vậy thúc đẩy sự bốc hơi nớc và giảm
đi lợng nớc thấm xuống đất.

Hệ thống rễ hút nớc từ đất do sinh lý (thông qua sự thoát hơi) dẫn đến việc làm
giảm đi độ ẩm trong đất.

Hệ thống rễ của những cây gỗ lớn làm cho lớp vỏ bám chặt vào lớp nền ổn định
hơn.

Hệ thống rễ lớn liên kết các bề mặt yếu dọc theo sờn của các khối trợt tiềm
năng.

Hệ thống rễ tạo nên một lớp màng gia cố vào lớp vỏ, làm tăng cờng độ cắt đất
Hệ thống rễ của các cây gỗ bám vào lớp đá cứng tăng độ độ ổn định của sờn.

Trọng lợng của cây cối làm tăng các lực thành phần xuống phía dới sờn.

18
1.2.5. Địa chấn
Địa chấn cũng là một trong những yếu tố chính kích hoạt các sự cố trợt. Phần lớn các
sự cố trợt trong quá khứ đợc kích hoạt bởi yếu tố địa chấn và các sự cố đó xảy ra
ngày càng nhiều và thờng rất bất ngờ. Kiểu trợt đợc kích hoạt bởi động đất phổ
biến nhất là các hiện tợng đá đổ, đá rơi thờng phát triển trên các sờn dốc. Thực tế
bất cứ kiểu trợt nào cũng có thể xảy ra, bao gồm các hiện tợng đất đá rơi nhanh và
vỡ thành mảnh vụn, trợt chậm dạng kết dính, trợt khối và đất chảy, trợt dòng. Các
hiện tợng đá đổ, đá rơi dạng vỡ vụn, trợt dòng là những hiện tợng trợt phổ biến
nhất đợc kích hoạt do động đất, còn các hiện tợng trợt thành dòng có khả năng vận
chuyển các vật liệu đi xa nhất. Chỉ có một kiểu trợt đợc coi là duy nhất có liên quan

tới động đất là hiện tợng trợt do trơng nở; kiểu trợt này có thể gây nên sự nứt nẻ
hoặc sụt lún của mặt đất. Sự trơng nở có liên quan đến sự tạm thời mất đi độ bền của
các thành phần cát và mùn đóng vai trò nh là dung dịch nhớt. Chính điều này có thể
tạo nên tác động tàn phá của những trận động đất lớn.
Những hiện tợng trợt lở lớn nhất và tàn khốc nhất đợc biết đến thờng có liên quan
đến các núi lửa. Chúng thờng xảy ra khi có núi lửa phun hoặc là hậu quả của sự vận
động của các trầm tích hình thành từ các hoạt động của núi lửa [10]
.

1.2.6. Các yếu tố nhân tạo
Các hiện tợng trợt lở có thể là kết quả trực tiếp hay gián tiếp liên quan đến các hoạt
động của con ngời. Cha có một nghiên cứu đầy đủ nào đề cập đợc hết các tác động
của con ngời gây nên các hiện tợng trợt lở. Có thể nêu ra một số các ví dụ nh sau:

Các hoạt động xẻ núi làm đờng, làm tăng độ dốc của sờn, tăng khả năng làm
mất ổn định sờn.
Các hoạt động làm tăng tải trọng trên các sờn dốc, phổ biến là việc xây dựng
nhà cửa, tăng khả năng làm mất ổn định sờn, làm thay đổi chế độ thủy văn trên
sờn và do đó gây tác động xấu đến sự ổn định của sờn.

Việc chặt cây, phá rừng làm tăng khả năng xói mòn đất và làm yếu đi khả năng
giữ đất của rễ cây, do đó làm giảm đi khả năng thoát-bốc hơi nớc.
Những chấn rung xuất hiện do các hiện tợng tự nhiên (nh động đất) hoặc do nhân tạo
(do các hoạt động của máy móc, nổ mìn )

19
1.3. Tổng quan tình hình nghiên cứu trợt lở đất trong và ngoài nớc.
Hàng năm trên thế giới xảy ra hàng trăm vụ trợt lở đất lớn và vừa, làm chết
hàng ngàn ngời, đặc biệt là các nớc thuộc vùng Nam
á

nh Pakistan,
ấ
n Độ, Trung
Quốc và một số nớc của khu vực Đông Nam á, trong đó có Việt Nam. Chính vì
những thiệt hại lớn về ngời và của nh vậy, cho nên ngay từ những năm 80 của thế kỷ
20, nhiều nớc trên thế giới đã rất chú ý đến các biện pháp, công cụ để sớm cảnh báo,
cảnh báo về trợt lở đất để làm giảm thiệt hại do lở đất gây ra.
Do vậy, việc nghiên cứu và từng bớc hạn chế tác hại của trợt lở đất đang là
một vấn đề thời sự đối với nhiều quốc gia. Một trong các biện pháp phi công trình
trong phòng chống trợt lở đất đang đợc áp dụng cho các khu vực thờng xuyên xảy
ra trợt lở đất là giám sát, cảnh báo và cảnh báo hiện tợng trợt lở đất. Việc cảnh báo
và cảnh báo trớc hiện tợng trợt lở đất, trong đó phơng tiện chính là bản đồ nguy cơ
trợt lở đất sẽ là một biện pháp rất cần thiết có thể giảm tối đa thiệt hại về ngời, tài
sản và là một công việc có ý nghĩa chính trị, xã hội rất lớn.
Bản đồ nguy cơ trợt lở đất là một hình thức biểu thị một cách trực quan và để
sử dụng đợc thuận lợi các kết quả phân tích nguy cơ trợt lở đất trong một vùng nào
đó. Tác dụng của bản đồ nguy cơ trợt lở đất là:
+ Bản đồ nguy cơ trợt lở đất có vai trò quan trọng trong công tác phòng tránh
và giảm nhẹ thiệt hại do trợt lở đất gây ra, nó đợc sử dụng rộng rãi trong thực tế.
+ Bản đồ nguy cơ tr
ợt lở đất là tài liệu cơ bản cho việc lập quy hoạch phòng
tránh trợt lở đất: Quy hoạch phòng tránh trợt lở đất bao gồm các biện pháp công
trình và phi công trình. Để thực hiện các biện pháp này cần phải đầu t lớn về nhân lực
và kinh phí. Do đó, cần phải lựa chọn phơng án phòng tránh trợt lở đất tối u với các
biện pháp khác nhau trên cơ sở phân tích, đánh giá nguy cơ thiệt hại do trợt lở đất.
Bản đồ nguy cơ trợt lở đất cung cấp những thông tin cần thiết cho việc phân tích, đánh
giá này.
+ Bản đồ nguy cơ trợt lở đất là tài liệu cơ bản cho việc quy hoạch phát triển
KT-XH, đặc biệt là quy hoạch cơ sở hạ tầng, bố trí dân c và sản xuất công nghiệp
trong vùng.

+ Nâng cao hiệu quả phục vụ của công tác cảnh báo, cảnh báo trợt lở đất: Cảnh
báo, cảnh báo những nơi có thể bị trợt lở đất với các mức độ nguy hiểm khác nhau.
Tuy nhiên việc lập bản đồ nguy cơ trợt lở đất ở Việt Nam hiện nay còn nhiều
khó khăn trong việc thu thập đủ số liệu, thiếu bản đồ địa hình tỷ lệ lớn và cập nhật hiện