Nghiên cứu các kiểu vỏ phong hóa và đất phục vụ quy hoạch và phát triển bền vững khu vực hành lang đường mòn Hồ Chí Minh trong phạm vi tỉnh Hà Tĩnh

Đ Ạ I H Ọ C QUỐ C GIA H À N Ộ I
T R Ư Ờ N G Đ Ạ I H Ọ C K H O A H Ọ C T ự N H IÊ N
NGHIÊN CỨU CÁC KIỂU vỏ PHONG HÓA VÀ ĐẤT
PHỤC VỤ QUY HOẠCH VÀ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG
KHU Vực HÀNH LANG ĐƯỜNG Hổ CHÍ MINH
TRONG PHẠM VI TỈNH HÀ TĨNH
Mã SỐ: QG. 06-15
C h ủ trì đề tà i: PG S. TS . Đ ặng M ai
C án bộ th am gia:
P GS.T S. Nguyễn V ăn V ượng
TS. Đ ậu H iển
T h .s. P h ạm T hị T h u T hủy
T h .s. N guyễn Ngọc T rự c
CN. Đ ặ ng Q u an g K h ang
ĐAI HỌC GUỐC GIA HÀ NỘI
TRUNG 1ẦM ĨHOnG ÍIN thư v iệ n
O O O b O O O O O .^
____
H À N Ộ I - 2008
MỤC LỤC
Mục lục 1
Mở đầu 3
Chương 1. Điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội 5
1.1. Điều kiộn tự nh iên 5
1.1.1. Vị trí địa l ý 5
1.1.2. Đá mẹ tạo vỏ 6
1.1.3. Khí h ậu 8
1.1.4. Địa hình 9
1.1.5. Thủy văn 10
1.2. Đặc điểm kinh tế - xã hộ i 12
1.2.1. Dân cư và lao động 12

1.2.2. Giáo dục, y t ế 12
1.2.3. Kinh tế 13
1.2.4. Công nhiệp 14
1.2.5. Dịch v ụ 15
Chương 2. Phương p háp nghiên c ứ u
17
2.1. Khảo sát và lấy mẫu hiện trường 17
2.2. Thí nghiệm, phân tích mẫu trong phòng 18
2.3. Xử lý kết quả phân tíc h 19
2.3.1. Xác định kiểu VPH và các đặc trưng chủ yếu

19
2.3.2. Đánh giá khả năng trượt lở của nền đất V PH 20
2.3.3. Sử dụng phần mềm GEO- SLOPE đánh giá ổn định mái d ốc
20
Chương 3. C ấu tạo và th àn h phần vật chất của đ ất - vỏ phong h ó a

24
3.1. Vỏ phong hoá sialferit trên đá gran it 24
3.2. Vỏ phong hóa íerosialit trên đá trầm tích lục nguyên 35
Chương 4. Đ ánh giá k hả năng trượt lở của đ ất - vỏ phong h óa

43
4.1. Hiện trạng trượt lở 43
4.2. Tính chất cơ lý của V P H 45
4.2.1. Thành phần độ hạt của sản phẩm phong hóa

46
4.2.2. Các tính chất vật lý
48

4.3. Sức chịu tải của nền đất V PH

54
4.4. Độ ổn định m ặt cắt sườn dốc V PH 54
4.5. Giải pháp phòng ch ốn g 57
Kết luận 60
Tài liệu tham khảo 62
MỞ ĐẦU
Vấn đề nghiên cứu vỏ phong hóa (VPH) và đất ở Việt Nam đã được thực
hiện m ột cách có hệ thống từ những năm 60 của thế kỷ trước. Đầu tiên là công
trình của nhà khoa học người Nga - M .v. Fridland - và các đồng nghiệp Việt
Nam (Sơ đổ thổ nhưỡng miền Bắc Việt Nam, tỷ lệ 1:1000.000 và chú giải,
1959){*\ Trong công trình này, tác giả đã khảo sát chi tiết các phẫu diện đất-vỏ
phong hóa ở miền Bắc Việt Nam.
Sau công trình của Fridland, công việc nghiên cứu VPH dường như bị
ngừng lại một thời gian cho đến khi đất nước hoàn toàn được giải phóng. Từ sau
năm 1975, VPH đã thực sự trở thành đối tượng nghiên cứu của các nhà địa chất -
địa lý trong nước. Nhiều chuyên đề về VPH đã được thực hiện bởi các tác giả: Lê
Văn Trảo (1983), Mai Trọng Nhuận (1984), Nguyễn Thành Vạn (1985), Phạm
Văn An (1985), Nguyễn Văn Phổ (1991), Đặng Mai (1994), Ngô Quang Toàn và
n.n.k (2000) v.v
Trong các công trình trên, VPH chỉ được quan tâm với tư cách là một đối
tượng liên quan với khoáng sản hoặc liên quan đến sự phát triển cây trồng, trong
khi nhiều tai biến môi trường thường xẩy ra trong VPH như hiện tượng trượt lở
trên các tuyến đường giao thông hay hiện tượng lũ quét, lũ bùn đá xẩy ra ở vùng
núi. Các tai biến đó ngày nay đang trở thành những vấn đề cấp thiết đối với lĩnh
vực bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.
Xuất phát từ nhận thức như vậy, đề tài "Nghiên cứu các kiểu vỏ phong hóa
và đất phục vụ quy hoạch và phát triển bền vững khu vực hành lang đường Hồ
Chí Minh trong phạm vi tỉnh Hà Tĩnh" đã được lựa chọn nhằm, lần đầu tiên,

ngoài việc nghiên cứu về các đặc điểm địa hóa - khoáng vật, còn quan tâm khảo
sát các tính chất địa kỹ thuật của VPH hướng tới việc đánh giá khả năng trượt lở
hai bên đường HCM, phục vụ quy hoạch và phát tiển bền vững của vùng. Với
mong muốn đó, đề tài sẽ giải quyết hai mục tiêu sau:
- Xác lập các kiểu đất - VPH và làm sáng tỏ các đạc điểm về cấu tạo, thành
phần vật chất của chúng.
- Đánh giá khả năng trượt lở hai bên đường Hồ Chí Minh.
(,) Công trình này, sau đó, đã được Fridlan bổ sung và hoàn chỉnh, viết lại bằng tiếng Nga và Lê
Thành Bá dịch ra tiếng Việt "Đất và vó phong hóa nhiệt đới ẩm". Nxb Khoa học Kỹ thuật, 1973.
Để đạt được các mục tiêu đó, nội dung nghiên cứu của để tài bao gồm:
- Nghiên cứu cấu tạo, hình thái VPH .
- Nghiên cứu đặc điểm địa hóa- khoáng vật của đất và VPH.
- Nghiên cứu tính chất cơ lý của VPH.
- Nghiên cứu, đánh giá tính ổn định của nền đất VPH.
Đề tài được thực hiện trong thời hạn 2 năm từ tháng 6 - 2006 đến tháng 6 -
2008 với 2 đợt khảo sát thực địa và phân tích thí nghiệm mẫu trong phòng (xem
chi tiết ở chương 2). Tham gia khảo sát thục địa có PGS. TS. Đặng Mai, PGS.TS
Nguyễn Văn Vượng, TS. Đậu Hiển, Ths. Phạm Thị Thu Thủy. Việc xử lý sô' liệu
và viết báo cáo do chủ trì đề tài cùng với Ths. Phạm Thị Thu Thủy, Ths. Nguyễn
Ngọc Trực và CN. Đặng Quang Khang.
Đề tài được hoàn thành nhờ vào sự hỗ trợ kinh phí của Đại học Quốc gia
Hà Nội, sự giúp đỡ, động viên của Ban Khoa học Công nghệ - ĐHQGHN, Phòng
Khoa học Công nghệ, Phòng Kế hoạch Tài vụ trường ĐHKHTN và Ban chủ
nhiêm Khoa Địa chất. Nhân dịp này, tập thể tác giả xin chân thành cảm ơn.
Chương 1. ĐIỂU KIỆN Tự NHIÊN VÀ KINH TẾ - XÃ HỘI
1.1. Điều kiện tự nhiên
Các yếu tố tự nhiên có vai trò quyết định đến việc hình thành và bảo tồn
VPH bao gồm thành phần đá mẹ, khí hậu, địa hình, mạng lưới thuỷ văn. Trước
khi trình bày chi tiết đặc điểm các yếu tô' đó, chúng tôi giói thiệu khái quát về vị
trí địa lý vùng nghiên cứu.

1.1.1. Vị trí địa lý
Vùng nghiên cứu nằm dọc theo tuyến đường Hồ Chí Minh, thuộc phạm vi
các huyện Hương Sơn, Vũ Quang và Hương Khê cùa tỉnh Hà Tĩnh, trong phạm vi
các tọa độ địa lý:
17°57'00" đến ÌS ^ T O " độ vĩ Bắc
105°45'00" đến 106°30’40" độ kinh Đông.
Phía Bắc giáp tỉnh Nghệ An, phía Nam giáp tỉnh Quảng Bình, phía Tây
giáp nước Cộng hoà Dân chủ Nhân dân Lào, phía Đông là các huyện Đức Thọ,
Can Lộc, Thạch Hà, cẩm Xuyên (hình 1.1).
1.1.2. Đá mẹ tạo vỏ
Bao gồm đá magma granit, trầm tích lục nguyên, trầm tích cacbonat và các
thành tạo bở rời Đệ tứ. Sau đây là thành phần thạch học của các loại đá đó.
Các đá magma granit phân bố ở tây và tây bắc vùng nghiên cứu, được xếp
vào hai phức hệ Trường Sơn và Sông Mã. Các đá phức hệ Trường Sơn có màu
xám sáng đến xám nhạt, hạt vừa đến hạt lớn; kiến trúc porphia hoặc granit điển
hình; thành phần khoáng vật bao gồm microclin, ortocla, plagiocla, biotit,
muscovit (hình 1.2). Khoáng vật phụ đặc trưng là apatit, ilmenit, ziacon, granat.
Về mặt thạch hoá, các đá thuộc phức hệ Trường Sơn có hàm lượng Si02 dao động
trong khoảng 65,3 đến 77,6%; giàu nhôm, với Al2Or 12 - 17%; tổng độ kiềm
Na20 + K20 : 5 - 8,25%; thường K20 > Na20 và tỷ số Na20 / K20 từ 0,4 đến 1,0.
Hình 1-2. Granit phức hệ Trường Sơn. Mẫu HT.06, nicol+
Phức hệ Sông Mã gồm các đá granit porphia, granit granophia. Đá có màu
xám sáng, giàu fenspat kali và thạch anh, đôi khi là biotit. Fenspat kali thường có
hàm lượng cao hơn plagiocla, gồm hai loại là ortocla và microclin. v ề mặt thạch
hoá, các đá phức hệ này có hàm lượng silic oxit từ 68 đến 73,5%, độ kiềm Na-K -
5 - 8%, trong đó kali oxit cao hơn natri oxit, tương đối giàu nhôm.
I \ + \ ■+! Gracút
TcBm lích lục aguyta
Tcêm ilcb lục aguyta xea cacboaai
r I ‘ l| Đãvôi

ĐữigBy kiíaạo
Hình 1-3. Sa đồ thạch học
Trầm tích lục nguyên chiếm phần lớn diện tích nghiên cứu, chủ yếu gồm
các đá thuộc hệ tầng Sông Cả, Huổi Nhị, La Khê và Đông Thọ.
Trong phạm vi dọc hành lang đường HCM, các đá thuộc hệ tầng Sông Cả
khá phổ biến, phân bố chủ yếu ở phía bắc và nam trũng Hương Sơn. Thành phần
thạch học bao gồm đá phiến sét xen bột kết, cát kết. Đôi khi gặp đá phiến thạch
anh-sericit.
Các đá thuộc hệ tầng Huổi Nhị phân bô' hạn chế, chỉ lộ ra một dải hẹp ở
phía tây hành lang đường HCM từ Sơn Thọ đến thị trấn Vũ Quang. Thành phần
thạch học của hệ tầng này bao gồm cát kết, đá phiến sét, bột kết.
Các đá thuộc hệ tầng La Khê lộ ra không liên tục từ phía nam thị trấn Vũ
Quang ăến sát biên giối tỉnh Quảng Bình. Thành phần thạch học bao gồm cát kết,
bột kết, đá phiến silic, đá phiến sét, sét than.
Hệ tầng Mục Bài và Đông Thọ lộ ra ở tây nam hành lang đường HCM và
bao gồm cát kết, đá phiến sét, bột kết.
Trầm tích cacbonat phân bố hạn chế; gặp được ở phía tây bắc Hương Trạch
và đông nam Hương Hóa (huyộn Hương Khê). Đó là các đá vôi màu xám sáng,
phân lớp dày đến dạng khối thuộc hệ tầng Bắc Sơn.
Ngoài các đá cổ nói trên, trầm tích bở rời Đệ tứ cũng khá phổ biến. Trên
đoạn qua Hà Tĩnh, đường HCM chủ yếu chạy trên thành tạo này, đặc biệt là đoạn
qua trũng Hương Khê.
1.1.3. K hí hậu
Vùng nghiên cứu bao gồm các huyện phía tây Hà Tĩnh, nằm hoàn toàn
trong miền Trường Sơn Bắc. Chế độ nhiệt đới ẩm vẫn là nét đặc trưng cho khí hậu
vùng và là yếu tô' thúc đẩy quá trình phong hóa phát triển mạnh. Đây là một trong
những trung tâm mưa lớn của Việt Nam. Lượng mưa trung bình năm đạt trên
2.400 mm (bảng 1.1). Mỗi năm có hai mùa là mùa mưa và mùa khô, hay đúng
hcm là mùa mưa nhiều và mùa mưa ít. Mùa mưa kéo dài từ tháng V đến tháng XI.

Mùa khô bắt đầu từ tháng XII đến tháng IV năm sau; có 3 tháng mưa lớn là tháng
XIII, IX và X (hình 1.4).
Bảng 1-1. Một số đặc trưng khí hậu tại trạm Hương Khê
Nhiệt độ (°C) Lượng mưa (mm)
Trung bình năm
23,6 Trung bình năm 2.405,0
Trung bình tháng cao nhất
29,1
Trung bình tháng cao nhất
572,2
Trung bình tháng thấp nhất
17,4
Trung bình tháng thấp nhất
43,6
Tối cao
38,3
Ngày lớn nhất
492,6
Tối thấp
2,6
Sô' ngày mưa trung bình
161,9
Hình 1-4. Diễn biến lượng mưa tháng tại trạm Hương Khẽ
(theo sô liệu của Trần Thanh Xuán, 2007)
Nhiột độ trung bình nãm khoảng 23,6°c. Những tháng giữa mùa đông khá
lạnh, có 3 tháng (XII, I, II) nhiệt độ xuống dưới 20°c. Lạnh nhất là vào tháng I,
với nhiột độ trang bình xuống tới 17,4°c. Nhiệt độ tối thấp là 6 -7°c (ở Hương
Khê có năm xuống đến 2,6°C). Thời kỳ nóng nhất là từ tháng V đến thángVIII với
nhiột độ trung bình trên 28°c. Nhiệt độ tối cao ở trạm Hương Khê là 38,3°c.
Số giờ nắng trung bình năm là 1.800 giờ. Thời kỳ nhiều nắng từ tháng V

đến tháng v in . Trong những tháng này số giờ nắng trung bình 220 - 250
giờ/tháng. Thòi kỳ ít nắng là từ tháng XII đến tháng n , với sô' giờ nắng trung bình
90 - 100 giờ/tháng.
Là một vùng mưa nhiều, nhưng lượng bốc hơi không lớn nên độ ẩm tương
đối rất cao, trung bình năm đạt tới 84 - 86%. Thời kỳ ẩm ướt nhất kéo dài từ
tháng IX đến tháng IV, với độ ẩm trung bình khoảng 90%. Thời kỳ khô nhất kéo
dài gần 4 tháng, từ tháng V đến tháng VIII, với độ ẩm trung bình 71-73%.
1.1.4. Địa hình
Vùng nghiên cứu nằm ở phía đông của dãy Trường Sơn, trên đoạn Hà
Tĩnh, đường HCM chạy qua hai dạng địa hình chính là đồi núi thấp và đồng bằng.
Đồi núi thấp phát triển trên các đá magma axit và trầm tích lục nguyên; phân bô'
tại hai khu vực: từ ranh giới phía bắc của huyện Hương Sơn đến núi Động Chúa
và từ phía nam trũng Hương Khê đến Quảng Bình; độ cao trung bình 200 - 500
IĨ1, độ dốc thay đổi từ 5 đến 25°. Vùng đồng bằng là một dải nhỏ hẹp, kéo dài từ
Phượng Điền đến Hương Trạch, tạo thành trũng Hương Khê. Đồng bằng này thực
chất là bãi bồi của sông Ngàn Sâu. Ngoài ra, quanh thị trấn Hương Khê, trong
phạm vi các xã Sơn Giang, Sơn Ninh, Sơn Diệm, Sơn Phú là đồng bằng bồi tích
của sông Ngàn Phố.
Q
Hình 1-5. Địa hình đồi ở Hương Sơn (ảnh Nguyễn Văn Vượng)
1.1.5. Thủy văn
Vùng nghiên cứu nằm trong lưu vực sông Ngàn Phô' và sông Ngàn Sâu
thuộc hệ thống sông Cả. Sông Ngàn Phô' bắt nguồn từ dãy núi Giăng Màn thuộc
dãy Trường Sơn, ở độ cao khoảng 700m chảy gần như theo hướng Tây Đông, qua
huyện Hương Sơn. Sông Ngàn Sâu bắt nguồn từ vùng núi Vũ Quang (Quảng
Bình) cao trên l.lOOm, chảy qua các huyện Hương Khê, Vũ Quang, Đức Thọ,
hợp lưu với sông Ngàn Phô' ở Tùng Ảnh rồi cùng đổ ra sông Cả tại Đức Quang.
Hệ thống sông suối nhánh của hai sông này khá nhiều, tao thành mạng lưới thuỷ
văn dày, với mật độ trung bình trên toàn lưu vực là 0,87 - 0,9 km/km2. Nhánh lớn
nhất là sông Ngàn Trươi, chảy hoàn toàn trong huyện Vũ Quang, từ phía cực tây

cho tới Yên Hội. Sông Ngàn Sâu thuộc loại nhiều nước nhất trong hộ thống sông
Cả. Tổng lượng nước bình quân nhiều năm tính tới cửa sông là 6,15 km3, ứng với
lưu lượng trung bình năm là 195 m3/s. Trên lưu vực sông Ngàn Sâu thường xẩy ra
các trận lũ lớn, gây thiệt hại nặng nề về người và của. Mùa lũ bắt đầu từ tháng IX,
kết thúc tháng XI. Lũ tiểu mãn có thể xuất hiện vào tháng V. Nước lũ lên nhanh,
xuống nhanh. Mô đun dòng chảy lớn nhất vượt quá 2000 1/s/km2.
1 A
Hình 1-6. Sông Ngàn Sáu, đoạn qua Hương Khê (ảnh Đăng Mai)
Hình 1-7. Sông Ngàn Phố, đoạn chảy qua Hương Sơn (ảnh Đăng Mai)
Dòng chảy tháng bình quân nhỏ nhất trên lưu vực sông Ngàn Sâu là 26-32
1/s/km2. Do ảnh hưởng của gió Lào nên tháng VII, VIII xuất hiện thời kỳ nước
cạn nhất.
1.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội
1.2.1. Dân cu và lao động
Dân số trong ba huyện Hương Sơn, Vũ Quang và Hương Khê, theo sô' liệu
điểu tra năm 2004 là 269.430 người. Trong đó, số nữ là 135.340 người, chiếm
50,23%, nam - 134.090 người chiếm 49,77% (bảng 1.2). Mật độ dân sô' trung
bình 88 người / km2, thấp hơn nhiều so với cả nước (231 người / km2). Đông đúc
nhất là huyện Hương Sơn, với mật độ 116 người / km2; thưa nhất là huyện Vũ
Quang (52 người /km2). Số lao động trong các cơ sở kinh tế trên địa bàn là
112.212 người, chiếm 41,65% dân số.
Bảng 1-2. Kết cẩu dân số và lao động theo giới tính
Huyện Nam Nữ Dân số
Mật độ dân số
(người / km2)
Lao động
Hương Sơn
63.417
64.413 127.830 116 54.145
Vũ Quang

16.778
16.812 33.590 52 16.093
Hương Khê
53.895 54.115
108.010 83 41.974
Chung
134.090 135.340
269.430 88
112.212
Nguồn: Tư liệu kinh tế- Xã hội , 2006
1.2.2. G iáo dục, y tê
Mạc dầu là các huyện miền núi, nhưng trong những năm qua, hệ thống
giáo dục đã được phát triển mạnh cả về cơ sở vật chất lẫn sô lượng học sinh. Tỷ lộ
học sinh (mẫu giáo + phổ thông) so với dân số trung bình là 31,11%, xấp xỉ tỷ lệ
học sinh trung bình của cả nước.
Hoạt động y tế, chăm sóc sức khỏe cộng đồng cũng được tăng cường.
Ngòai các bệnh viện, trung tâm y tế huyện, 100% sô' xã đều có trạm y tế. Tính
đến năm 2004, trên địa bàn đã có 700 giường bệnh, 799 cán bộ y tế. Trong đó , số
lượng bác sĩ là 84 người, chiếm 0,03% dân số. Tỷ số này xấp xỉ tỷ số ở các địa
phương ven biển (bảng 1.3).
Bảng 1-3. Kết cấu giáo dục, y tế theo địa phương
Huyện
Hoc sinh
Số
giường
bênh
Bác sĩ
Mẫu
giáo
Phổ

thông
% dân số
Số lượng
% dân số
Hương Sơn
4246
33431
29,47%
280
34
0,03%
Vũ Ọuang
1284
9014
30,66%
160
16 0,05%
Hương Khê
5210
30642 33,19%
260
34 0,03%
Chung
10740
73087
31,11%
700
84 0,03%
Nguồn: Tư liệu kinh tế- Xa hội ,2006
1.2.3. Kinh tế

Nông, lâm, ngu nghiệp
Diộn tích đất nông nghiệp trên địa bàn là 28.388 ha, chiếm 9,32% đất tự
nhiên, trong đó đất giành cho cây lương thực là 21.490 ha, chiếm 75,70%. Lúa là
cây lương thực chủ yếu, ngoài ra còn ngô, khoai và sắn. Cây công nghiệp hàng
năm chủ yếu là lạc và mía. Trong đó, diện tích trồng lạc là 5.899 ha, xấp xỉ 21%
diện tích đất nông nghiệp; diện tích trồng mía chỉ có 291 ha, chiếm hơn 1% đất
nông nghiệp. Cây công nghiệp lâu năm trong vùng chù yếu là chè búp, vói diên
tích nhỏ (708 ha).
Bảng 1-4. Kết cáu cây trồng theo diện tích (ha)
Huyện
Lúa
Cây lương
thưc khác
Lạc Mía Chè búp
Hương Sơn
7856
3363 2377 0
520
Vũ Quang
1550 1273 951 48 0
Hương Khê
5009 2439 2619
243 188
Chung
14415 7075 5899 291 708
Đất đai và điều kiện sinh thái trong khu vực thích hợp cho việc trồng cây
ăn quả như bưởi, cam, m ít Đ ặc biệt, bưởi Phúc Trạch (Hương Khê) là giống
bưởi ngon nổi tiếng cả nước. Chúng được trồng trong vườn tại các hộ gia đình và
đem lại nguồn lợi lớn cho họ.
Hình 1-8. Bưởi Phúc Trạch - Hương Khê (ảnh Phạm Thị Thu Thủy)

Ngành chăn nuôi cũng đóng vai trò quan trọng trong thu nhập của người
dân. Theo số liệu thống kê năm 2004, trên địa bàn ba huyện Hương Sơn, Vũ
Quang, Hương Khê có 31.578 con trâu, 49.731 con bò, 91.465 con lợn và hơn
một triệu con gia cầm. Đặc biệt, ở đây có nghề nuôi hươu hươu lấy nhung , một
loại thuốc bổ cao cấp, nổi tiếng.
Vùng này là nơi tập trung rừng của tỉnh Hà Tĩnh. Trong toàn vùng có
135.460 ha rừng chiếm gần 57% đất rừng của cả tỉnh; độ che phủ trung bình đạt
tới 44.47%. Diện tích rừng trồng tập trung là 1.010 ha, rừng tự nhiên 134.450 ha.
Sản lượng gỗ khai thác năm 2004 là 22.734 m3. Hướng chủ yếu của ngành Lâm
nghiệp Hà Tĩnh là bảo vệ, cải tạo và tu bổ rừng tự nhiên để tăng vốn rừng, khai
thác hợp lý gỗ và đặc sản từ rừng gắn với công nghiệp chế biến phục vụ xuất
khẩu.
Là khu vực miền núi, ngành ngư nghiệp phát triển hạn chế. Năm 2004, sản
lượng thủy sản nuôi trồng đạt 855 tấn, sản lượng thủy sản khai thác 121 tấn.
1.2.4. Công nhiệp
Trong cơ cấu kinh tế, ngành công nghiệp chiếm tỷ lệ thấp. Đến năm 2004,
trên địa bàn chỉ có 2 cơ sở công nghiệp Nhà nước với giá trị sản xuất công nghiệp
là 17.350 triệu đồng và 1.638 cơ sở tư nhân với giá trị sản xuất công nghiệp
38.663 triộu đồng.
Các ngành công nghiệp chủ yếu gồm: 1- Vật liệu xây dựng (xi măng,
gạch, khai thác cát sỏi ). 2 - Khai khoáng (than, thiếc). 3 - Công nghiệp chế
biến nông, lâm sản (chế biến chè, mía đường, g ỗ )
1.2.5. Dịch vụ
Mặc dầu thuộc khu vực miền núi nhưng mạng lưới giao thông ở đây khá
phát triển. Ngoài hai trục giao thông chính là đường Hồ Chí Minh xuyên suốt
chiều dài của tỉnh và quốc lộ 8 nối Quốc lộ 1A với cửa khẩu Cầu Treo, hầu hết
các xã đểu có đường ô tô đến trung tâm. Sông Ngàn Phố và Ngàn Sâu cũng là
những tuyến đường thủy quan trọng.
Hình 1-9. Khu du lịch sinh thái Nước Sốt - Hương Khê (ảnh Đăng Mai)
Về thương mại, có mặt hàng xuất khẩu lạc và đáng kể nhất là khu kinh tế

cửa khẩu Cầu Treo (hương Sơn). Từ ngày thành lập (9/1998), khu này đã có
những đóng góp to lớn vào nền kinh tế của Hà Tĩnh. Các trung tâm thương mại-
khách sạn được đầu tư khá hiện đại đang thu hút hàng hoá và du khách trong,
ngoài nước như trung tâm thương mại thị trấn Tây Sơn, trung tâm thương mại Phố
Châu.
Bên cạnh đó còn có các khu du lịch sinh thái đầy tiềm năng như: Khu du
lịch sinh thái Nước Sốt với mỏ nước khoáng thiên nhiên đạt tiêu chuẩn quốc tế là
nơi du lịch dủỡng bệnh cho khách thập phương, khu bảo tồn thiên nhiên Vũ
Quang làm cho vùng trở nên sôi động hơn bởi các hoạt động kinh doanh
thương mại, du lịch, dịch vụ đến từ hai miền Nam - Bắc và các du khách quốc tế.
Với những tiềm năng, lợi thế trên cùng với định hướng phát triển du lịch đúng
đắn, trong thời gian tới, ngành du lịch - dịch vụ ở đây sẽ có những bước phát triển
đáng kể, góp phần quan trọng trong chiến lược phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh
Hà Tĩnh.
Chương 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứ u
Chương này trình bày các phương pháp nghiên cứu đã áp dụng bao gồm
khảo sát thực địa và phân tích trong phòng.
io
CN
00
t o
°18°41'
18 41' 5
HT.O-
c
oHT.O
*
NOIIỆAN
s.
J

>
*
\
\
• BI
;n oổm;
3* wẨ6 Châ
1
•ĐửcThọ
• H
■
\
Sng lĩnh
y
HT.C
5 Ẩ
%<
•Ngíèn
\
s
® 11A TIMI
\
*
\
"** i
k
H
HT.15ÒX
.fơng Khè»
LAO

\
h
\
0
X
«
V
r -
[)l;ẢNO BIN
<^HT21
j17J59'06"
17c59'06"g
o H T 0 1 - Đ iểm k h ả o s á t v à s ổ hiệu Õ1
Hình 2-1. Sơ đồ điểm khảo sát
2.1. Khảo sát và lấy mẫu hiện trường
Nội dung của công tác thực địa bao gồm:
1. Khảo sát các điều kiện tự nhiên ảnh hướng đến quá trình phong hóa, bao
gồm đá mẹ, địa hình, thảm thực vật
2. Nghiên cứu các đặc điểm về cấu tạo, tính phân đới, bề dày VPH
3. Các hiện tượng trượt lở VPH
ĐAI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRUNG TÁM ÍHŨNG tin ĨHƯ v iên
0 0 0 6 0 0 0 0 0 9 ^
4. Lấy m ẫu địa chất, địa hóa
Lộ trình khảo sát tùy thuộc vào mức độ phức tạp của đá mẹ và địa hình,
nhưng hướng chính là theo đường HCM và đường sô 8. Các điểm khảo sát, lấy
mẫu được thực hiên tại các vách ta luy mới làm, ít khi là các điểm lộ tự nhiên. Tại
mỗi điểm khảo sát, lấy 2 loại mẫu chủ yếu: mẫu địa hóa và mẫu địa kỹ thuật. Số
lượng mẫu tùy thuộc vào cấu tạo của VPH, sao cho đảm bảo mỗi đới phong hóa
lấy ít nhất một mẫu. Qua hai đợt thực địa, đã tiến hành khảo sát tại 21 điểm lộ và

lấy 56 mẫu địa hóa - địa kỹ thuật.
Mẫu địa hóa lấy theo phương pháp điểm, đựng trong túi bóng kính; trọng
lượng 2 - 3kg. Mẫu địa kỹ thuật được lấy tuân thủ theo tiêu chuẩn ASTM- D I587.
Lấy bằng ống m ẫu nguyên dạng đường kính 91mm, độ dài mẫu 20-30cm. Mẫu
được lấy bằng phương pháp đóng hoặc ép. Sau khi lấy, tất cả các mẫu được gắn
farafin hoặc bịt bằng nắp nhựa bọc nilon, dán nhãn có ghi đầy đủ thông tin cần
thiết và được bảo quản trong bóng râm ở nhiột độ 20°c.
2.2. Thí nghiệm, phản tích mẫu trong phòng
Các mẫu địa hóa - địa kỹ thuật được tiến hành phân tích theo các phương
pháp sau:
- Phân tích thạch học: xác định kiến trúc, cấu tạo, thành phần khoáng vật
của sản phẩm phong hóa; thực hiện tại Phòng thí nghiệm Quang học Tinh
thể - Khoa Địa chất - Đại học Khoa học Tự Nhiên.
- Phân tích hóa: xác định hàm lượng các oxit tạo đá trong sản phẩm phong
hóa: S i0 2, A120 3, FeO, Fe20 3, MnO, MgO, CaO, K20 , Na20 , p20 5, Z r02,
Z nO thực hiện tại Viện Kỹ thuật Hình sự Bộ Công An.
- Nhiễu xạ rơnghen: Xác định thành phần và hàm lượng khoáng vật, đặc biệt
là khoáng vật sét trong sản phẩm phong hóa; thực hiện tại Trung tâm Thí
nghiệm Địa chất.
- Thí nghiệm thành phần hạt (bao gồm phương pháp rây và pipet), theo tiêu
chuẩn TCVN 4198:1995.
- Thí nghiệm xác định độ ẩm tự nhiên, theo tiêu chuẩn TCVN 4196:1995.
- Thí nghiệm xác định giới hạn Atterberg, theo tiêu chuẩn ASTM-D4318.
- Thí nghiệm xác định dung trọng tự nhiên, theo tiêu chuẩn TCVN
4202:1995.
- Thí nghiệm xác định sức kháng cắt của đất, theo TCVN - 4200-95.
1 e
2.3. X ử lý kết quả phân tích
Cồng tác xử lý kết quả phân tích được tiến hành nhằm các mục đích sau:
• - Xác định các kiểu VPH

- Xác định hàm lượng khoáng vật trong mẫu VPH
- Xác định khối lượng vật chất mang vào và mang ra trong quá trình phong
hóa các đá
- Xác định các tính chất cơ lý và độ ổn định của nền đất VPH
2.3.1. Xác định kiểu VPH và các đăc trư ng chủ yếu
Thành phần định lượng của khoáng vật trong SPPH được xác định theo [],
theo đó, hàm lượng khoáng vật trong SPPH bằng nghiệm của hệ phương trình
tuyến tính:
Ax = B
với:
- X là vectơ ẩn số
- A là ma trận hệ số: % oxit trong khoáng vật X
- D là vectơ tự do (hàm lượng các oxit trong SPPH).
Kiểu VPH được xác định bằng phương pháp biểu đồ tam giác Lucasev kết
hợp với phương pháp hệ số. Theo phương pháp này, trước hết cần xác định lượng
S i02 liên kết trong khoáng vật sét bằng cách loại trừ lượng thạch anh tính theo
phương trình trên. Mối quan hệ định lượng giữa ba hợp phần chủ yếu là Si02,
A120 , và Fe20 3 sẽ quyết định kiểu VPH là gì. Cụ thể, SPPH sẽ là:
- Sialit: S i02lk/ (A120 3+ 0,64 Fe20 3) > 1,2
- Ferosialit: 0,64 < Si0 2lk/ (A120 3+ 0,64 Fe20 3) < 1,2
- Feralit: S i0 2lk/ (A120 3 + 0,64 Fe20 3) < 0,6
Động học hành vi của các nguyên tố trong quá trình phong hóa được
nghiên cứu theo phương pháp hợp phần trơ A120 3. Các bước tính toán như sau:
- Quy hàm lượng các oxit tạo đá theo tổng 100%
- Xác định hệ số chuyển đổi theo nhôm: bằng tỷ số của hàm lượng A120 3
trong đá tươi và trong VPH
- Quy hàm lượng các hợp phần khác theo hệ sổ chuyển đổi
1 Q
- Tính khối lượng mang vào, mang ra cho các hợp phần
2.3.2. Đánh giá khả năng trượt lở của nền đất VPH

Với mục đích nghiên cứu hiện tượng trượt lở thì ngoài các chỉ tiêu vật lý
thông thường, cần phải xác định các chỉ tiêu về độ bển của đất mà cụ thể là góc
ma sát trong (cp) và lực dính (c). Hai chỉ số này được xác định trong phòng thí
nghiệm bằng máy cắt phẳng theo sơ đồ cắt cô' kết không thoát nước (CƯ). Trong
phương pháp này, mẫu thí nghiệm trước tiên được cố kết trong điều kiện ứng suất
đẳng hướng là hằng sô' và thoát nước hoàn toàn, sau đó tăng tải trọng dọc trục và
không cho thoát nước. Giai đoạn cố kết ban đầu đất chuyển tới trạng thái thể tích
và áp lực nước lỗ rỗng đã quy định từ đó có thể đo đạc được chính xác sự thay đổi
thể tích và áp lực nước lỗ rỗng. Với từng cấp áp lực tải trọng thẳng đứng (ơ) trong
thí nghiệm cắt cho phép xác định được áp lực cắt (x) của đất thông qua sô' đọc của
đồng hồ đo biến dạng và hệ số biến đổi. Với tối thiểu ba cấp tải trọng đứng và áp
lực cắt, cắt phẳng theo sơ đồ này cho phép tính được lực dính hiệu quả (c1) và góc
ma sát trong hiệu quả (<p') theo phương trình:
T = ơ'.tg(p' + c'
Phương trình này được thể hiện dưới dạng đồ thị theo hình 2.2. Nếu các
thông số độ bền chống cắt được đánh giá thì chúng phải được coi là Ccu và cpcu.
Các cấp áp lực thường được sử dụng là 50 KPa, 100 KPa và 200 KPa.
T (XO*;)ị
Hình 2-2 .Đồ thị xác định các thông số sức chống cát của đất
2.3.3. Sử dụng phần mềm GEO- SLOPE đánh giá ổn định mái dóc
Hiện có rất nhiều phần mềm được sử dụng để tính toán độ ổn định cùa mái
dốc song cho đến thời điểm hiện nay phần mềm GEO- SLOPE cùa Canada là hay
hơn cả.
Cơ sở lý thuyết của phương pháp này là dùng phương pháp "dùng mặt
trượt giả định" để lựa chọn việc tính toán ổn định mái dốc.
Hình 2-3. Cát ngang mặt trượt
Các giả thuyết khoa học: giả thiết mặt trượt có dạng là một cung tròn để
tìm ra hệ sô' ổn định nhỏ nhất, so sánh với hệ số ổn định cho phép của công trình
theo qui phạm để có kết luận vể mặt cắt thiết kế.
Phương pháp nghiên cứu sử dụng: dùng phương pháp phân mảnh của

W.Bishop (trạng thái cân bằng giới hạn) để tính toán ổn định mái dốc. Phương
pháp này tính toán đom giản, sai số nhỏ, kết quả phù hợp với điều kiện thực tế.
Phương pháp phân mảnh Bishop đơn giản: Xét mái đất AB. Giả sử mặt
trượt là cung tròn BC tâm o bán kính r. Chia lăng thể đất ABC (mái đất ABC) ra
n mảnh tùy ý bằng những mặt cắt thẳng đứng (hình 2.4).
Hình 2-4. Sơ dồ tính toán theo phương pháp phản mảnh cùa Bishop
Xét một mảnh i bất kỳ. Các lực tác dụng lên phân tố này gồm : trọng lượng
mảnh gi, tổng các lực tiếp tuyến Ti, tổng các lực pháp tuyến Ni, và tổng các lực
thủy động Uị (áp lực nước lỗ rỗng) trên phương pháp tuyến với đáy mảnh, tổng
các lực tương tác giữa các mảnh thứ i với i-1 và i+1 là E |_1 và Ei+1. Nếu tính cho tất
cả n mảnh thì thì có tất cả đến 5n-2 ẩn số. Giải bài toán như vây là rất phức tạp.
Người ta đi đến m ột cách làm đơn giản hóa. Chấp nhận định nghĩa hệ sô' an toàn
(hay ổn định quy ước) là:
Fs = Mô men giữ (đối với tâm trượt 0)/M ô men đẩy (đối với tâm trượt O).
Bishop giả thiết là tổng hợp lực bằng 0 trên phương nằm ngang. Khi đó, để
tìm được Nj, phải chiếu các lực lên phương thẳng đứng:
_ » : - V , - ( ị y i x / g a ,
N ,= c .stt.Ịn V y ' * ]
F
Tương tự như trên, lấy mômen của các lực giữ và lực đẩy đối với tâm o ta
có biểu thức của hệ số ổn định (cũng là gần đúng vì không đủ các điều kiện cân
bằng tĩnh học) là:
gi - U ,-(^-)c 'A x,tg a ,
I

TZ . ‘g a ,+ c', A/,
cosa,[l + ^ ^ ) ]
Fs =

I g, sina,

Với phương pháp này, Fs có mặt cả ở hai vế của biểu thức nên phải dùng
phương pháp thử gần đúng dần để có trị số đúng F của cung trượt tâm o bán kính
r đã chọn.
v ề mặt lí thuyết, Fs > 1 là mái dốc ổn định, Fs = 1 là ở giới hạn an toàn và
Fs < 1 thì mái dốc mất ổn định. Nhưng trong thực tế, nhà nghiên cứu phải thiết kế
sao cho mái dốc có hệ số an toàn Fs lớn hơn 1.5 là đạt yêu cầu. Những công trình
quy mô vừa phải, người ta có thể lấy Fs > 1,2. Công trình càng lớn, hệ số an toàn
càng phải cao.
Từ các số liệu thực địa thu thập đươc về mái dốc (độ dốc, chiều cao) và các
số liệu về tính chất cơ lý thu được qua thí nghiệm trong phòng (c, (p), tác giả đã
sử dụng modun Slope/W trong phần mềm Geoslope theo phương pháp Bishop đơn
giản tính toán hệ số ổn định Fs, so sánh với hệ sô' ổn định cho phép để kết luận về
tính ổn định của sườn dốc.
7 ì
Chương 3. CẤU TẠO VÀ THÀNH PHẦN VẬT CHẤT CỦA
ĐẤT - VỎ PHONG HÓA
Đất được xem như một bộ phận của VPH vì thực chất, đất là sản phẩm
biến đổi cuối cùng của VPH trong điều kiện có tác dụng của rễ thực vật. Do vậy,
trong chương này, đất sẽ được xem như một đới phong hoá.
Cấu tạo và thành phần vật chất VPH phụ thuộc trước hết vào khí hậu và
vào các yếu tố như thành phần đá mẹ, địa hình V .V Nhưng trong một phạm vi
nhỏ hẹp, khí hậu gần như đồng nhất thì đá mẹ đóng vai trò quyết định. Vì vậy,
dưới đây sẽ trình bày các đặc điểm đó của VPH theo thành phần đá mẹ tạo vỏ.
Dựa vào thành phần hóa học, khoáng vật và hệ số địa hóa, VPH trong
phạm vi nghiên cứu được xếp vào hai kiểu: VPH sialíerit hình thành trên đá
granit và VPH íerosialit trên đá trầm tích lục nguyên.
3.1. Vỏ phong hoá sialferit trên đá granit
VPH này lộ ra khá rõ nét trên các taluy đường HCM, từ Phố Châu (Hương
Sơn) đi Thanh Chương (Nghệ An) và dọc đường 8 lên cửa khẩu Cầu Treo. Mặt cắt
điển hình VPH quan sát được tại ba điểm lộ HT.05, HT.06 và HT.07.

74