Nghiên cứu xây dựng bản đồ nguy cơ trượt lở khu vực xã Bản Díu, huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang bằng phương pháp phân tích thống kê đa biến

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN




Bùi Bảo Trung




NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGUY CƠ TRƯỢT LỞ
KHU VỰC XÃ BẢN DÍU, HUYỆN XÍN MẦN, TỈNH HÀ GIANG
BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỐNG KÊ ĐA BIẾN





LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC





Hà Nội, 2014

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Bùi Bảo Trung


NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGUY CƠ TRƯỢT LỞ
KHU VỰC XÃ BẢN DÍU, HUYỆN XÍN MẦN, TỈNH HÀ GIANG
BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỐNG KÊ ĐA BIẾN

Chuyên ngành: Địa chất học
Mã số: 60440201


LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC


Người hướng dẫn khoa học: HDC: TS. Nguyễn Thị Thu Hà

HDP: PGS.TSKH. Trần Mạnh Liểu




Hà Nội, 2014
LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, emhọc viên xin được gửi lời cảm ơn đến tất cả các Quý thầy cô
tham gia giảng dạy trong Khoa Địa chất, -Trường Đại học Khoa học tự nhiên, -Đại
học Quốc gia Hà Nội, những người đã truyền đạt cho em những kiến thức hữu ích
về Địa chất, Địa kỹ thuật, Địa môi trường làm cơ sở cho em thực hiện tốt luận văn.

EmHọc viên xin chân thành cảm ơn PGS.TSKH. Trần Mạnh Liểu, TS.
Nguyễn Thị Thu Hà người đã trực tiếp hướng dẫn em để hoàn thành luận văn này.
EmHọc viên cũng xin cảm ơn anh chị emcác đồng nghiệp trong Trung tâm Nghiên
cứu Đô thị, -Đại học Quốc gia Hà Nội đã nhiệt tình, tạo điều kiện giúp đỡ trong thời
gian làm luận văn.
EmHọc viên xin chân thành cảm ơn Chương trình SRV-10/0026 “Tăng
cường năng lực và chuyển giao công nghệ phục vụ giảm thiểu tai biến ở Việt Nam
trong bối cảnh Biến đổi khí hậu” phase 2 đã tạo điều kiện giúp đỡ emhọc viên hoàn
thành luận văn.
Sau cùng cho emhọc viên gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè đã
luôn tạo điều kiện tốt nhất cho emhọc viên trong suốt quá trình học cũng như thực
hiện luận văn.
Xin chân thành cám ơn!
Hà Nội, ngày tháng năm 2014
Học viên



Bùi Bảo Trung

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 10
Chương 1: LỊCH SỬ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13
1.1. Tổng quan về trượt lở 13
1.1.1. Khái niệm 13
1.1.2. Phân loại 13
1.1.3. Các yếu tố gây trượt 19
1.2. Lịch sử nghiên cứu trượt lở 24
1.2.1. Trên thế giới. 24

1.2.2. Tại Việt Nam 27
1.3. Phương pháp nghiên cứu 30
1.3.1. Phương pháp khảo sát và thu thập dữ liệu 30
1.3.2. Phương pháp phân tích chỉ số sử dụng cho mô hình thống kê đa biến. 30
1.3.3. Phương pháp mô hình tính toán nguy cơ trượt 33
1.3.4. Quy trình lập bản đồ. 34
Chương 2: TỔNG QUAN VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU 40
2.1. Điều kiện tự nhiên 40
2.1.1. Vị trí địa lý 40
2.1.2. Đặc điểm địa hình- địa mạo. 41
2.1.3. Độ dốc địa hình 43
2.1.4. Cấu trúc địa chất 43
2.1.5. Hiện tượng phong hóa 49
2.1.6. Điều kiện khí hậu, thủy văn. 50
2.2. Đặc trưng kinh tế - xã hội 51
2.3. Hiện tượng trượt lở và các yếu tố phát sinh trượt lở ở Bản Díu 55
Chương 3: SƠ ĐỒ NGUY CƠ TRƯỢT LỞ ĐẤT TẠI XÃ BẢN DÍU 61
3.1. Tính toán mật độ trượt cho từng lớp của mỗi bản đồ tác nhân 62
3.1.1. Sơ đồ hiện trạng trượt lở đất khu vực nghiên cứu 62
3.1.2. Thành lập sơ đồ giá trị trọng số lớp thạch học 65
3.1.3. Thành lập sơ đồ giá trị trọng số lớp địa mạo 68
3.1.6. Thành lập sơ đồ giá trị trọng số lớp hướng dốc(ASPECT) 81
3.1.7. Thành lập sơ đồ giá trị trọng số các nhóm phân cắt ngang 85
3.1.8. Thành lập sơ đồ giá trị trọng số các nhóm phân cắt sâu. 88
3.2. Sơ đồ phân vùng khả năng trượt lở xã Bản Díu 92
3.2.1. Sơ đồ nguy cơ trượt lở: 92
3.2.2. Sơ đồ phân vùng nguy cơ trượt lở tại xã Bản Díu 95
Chương 4: CÁC GIẢI PHÁP PHÒNG TRÁNH TRƯỢT LỞ TẠI BẢN DÍU 104
4.1. Quy hoạch và sử dụng hợp lý tài nguyên, phòng tránh trượt lở 105
4.2. Một số giải pháp khác. 106

TÀI LIỆU THAM KHẢO 112
LỜI MỞ ĐẦU 6
Chương 1:LỊCH SỬ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 8
1.1. Tổng quan về trượt lở 8
1.1.1. Khái niệm 8
1.1.2. Phân loại 8
1.1.3. Các yếu tố gây trượt 13
1.2. Lịch sử nghiên cứu trượt lở 18
1.2.1. Trên thế giới. 18
1.2.2. Tại Việt Nam 20
1.3. Phương pháp nghiên cứu 23
1.3.1. Phương pháp phân tích chỉ số sử dụng cho mô hình thống kê đa biến. 23
1.3.2. Phương pháp mô hình tính toán nguy cơ trượt 25
1.3.3. Quy trình lập bản đồ. 26
Chương 2. TỔNG QUAN VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU 31
2.1. Điều kiện tự nhiên 31
2.1.1. Vị trí địa lý 31
2.1.2. Đặc điểm địa hình - địa mạo. 32
2.1.3. Độ dốc địa hình 33
2.1.4. Cấu trúc địa chất 34
2.1.5. Hiện tượng phong hóa 38
2.1.6. Điều kiện khí hậu, thủy văn 39
2.2. Đặc trưng kinh tế - xã hội 40
2.3. Hiện tượng trượt lở và các yếu tố phát sinh trượt lở ở Bản Díu 43
Chương 3.SƠ ĐỒ NGUY CƠ TRƯỢT LỞ ĐẤT TẠI XÃ BẢN DÍU, XÍN MẦN,
HÀ GIANG… 49
3.1. Tính toán mật độ trượt cho từng lớp của mỗi bản đồ tác nhân 49
3.1.1. Bản đồ hiện trạng trượt lở đất khu vực nghiên cứu 49
3.1.2. Thành lập bản đồ giá trị trọng số các lớp Địa chất thạch học 51
3.1.3. Thành lập bản đồ giá trị trọng số các lớp Địa mạo 52

3.1.4. Thành lập bản đồ giá trị trọng số các lớp DEM 55
3.1.6. Thành lập bản đồ giá trị trọng số các lớp hướng dốc (ASPECT) 60
3.1.7. Thành lập bản đồ giá trị trọng số các lớp phân cắt ngang 62
3.1.8. Thành lập bản đồ giá trị trọng số các lớp phân cắt sâu 64
3.2. Bản đồ phân vùng khả năng trượt lở xã Bản Díu 66
3.2.1. Bản đồ nguy cơ trượt lở: 66
3.2.2. Bản đồ phân vùng nguy cơ trượt lở tại xã Bản Díu 69
Chương 4.ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP PHÒNG TRÁNH TRƯỢT LỞ TẠI
KHU VỰC XÃ BẢN DÍU- XÍN MẦN-HÀ GIANG 73
4.1. Quy hoạch và sử dụng hợp lý tài nguyên, phòng tránh trượt lở 74
4.2. Đẩy mạnh công tác tuyên truyền, giáo dục, nâng cao nhận thức của
người dân khu vực nghiên cứu về trượt lở. 74
KẾT LUẬN 75
TÀI LIỆU THAM KHẢO 76



Danh mục bảng
Bảng 1.1. Hệ thống phân loại trượt lở theo Varnes (1984) 14
Bảng 2.1. Lượng mưa trung bình tháng của Hà Giang (mm) 50
Bảng 2.2. Phân bố dân số xã Bản Díu, năm 2013 52
Bảng 2.3. Diện tích, sản lượng các loại cây trồng trong xã 53
Bảng 2.4. Số lượng gia súc, gia cầm của xã 54
Bảng 3.1. Phân lớp địa chất thạch học và giá trị trọng số tương ứng xã Bản Díu 50
Bảng 3.2. Phân lớp nhóm bề mặt địa mạo và giá trị trọng số tương ứng xã Bản
Díu 52
Bảng 3.3. Phân lớp theo độ cao địa hình và giá trị trọng số tương ứng 55
Bảng 3.4. Phân loại độ dốc địa hình và giá trị trọng số tương ứng xã Bản Díu 58
Bảng 3.5. Phân loại hướng dốc địa hình và giá trị trọng số tương ứng 60
Bảng 3.6. Mật độ phân cắt ngang địa hình và giá trị trọng số tương ứng 62

Bảng 3.7. Phân cắt sâu địa hình và giá trị trọng số tương ứng 64
Bảng 3.8: Xác định nguy cơ trượt lở theo trọng số 66
Danh mục hình
Hình 1.1. Thuật ngữ mô tả khối trượt điển hình 14
Hình 1.2. Kiểu dịch chuyển đổ (đá rơi, đá đổ) 15
Hình 1.3. Dịch chuyển dạng lật 15
Hình 1.4. Trượt xoay 16
Hình 1.5. Trượt tịnh tiến 17
Hình 1.6. Trượt hỗn hợp 18
Hình 1.7. Dịch chuyển tạo dòng 19
Hình 1.8. Các kiểu hình dạng sườn 21
Hình 1.9: Mô hình Phân tích thống kê của Van Westen (1997) 32
Hình 1.10. Quy trình chung áp dụng mô hình thống kê đa biến xây dựng bản đồ
nguy cơ trượt lở đất 33

Hình 1.11. Quy trình thành lập các bản đồ nguy cơ trượt lở đất tại xã Bản Díu 28
Hình 1.12: Quy trình lập bản đồ các tác nhân gây trượt lở tại xã Bản Díu 38
Hình 2.1 : Vị trí khu vực nghiên cứu trong tỉnh Hà Giang và huyện Xín Mần 41
Hình 2.2. Bản đồ địa mạo xã Bản Díu, huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang 42
Hình 2.3. Bản đồ địa chất thạch học khu vực xã Bản Díu, huyện Xín Mần 46
Hình 2.4: Bản đồ các điểm khảo sát trượt lở trọng điểm khu vực nghiên cứu 56
Hình 2.5 : Khối trượt thôn Mào Phố 58
Hình 2.6 : Mặt cắt khối trượt thôn Mào Phố 46
Hình 2.7: Khối trượt thôn Na Lũng 59
Hình 2.8.:. Mặt cắt khối trượt thôn Na Lũng
47
Hình 2.9. Khối trượt thôn Díu Thượng, xã Bản Díu 47
Hình 2.10. Khối trượt thôn Díu Hạ, xã Bản Díu 48
Hình 2.11. Khối trượt thôn Chúng Trải, xã Bản Díu 48
Hình 3.1: Bản đồ hiện trạng trượt xã Bản Díu (thu nhỏ từ tỷ lệ 1:10.000) 50

Hình 3.2: Bản đồ giá trị trọng số lớp địa chất thạch học xã Bản Díu 52
Hình 3.3: Bản đồ giá trị trọng số lớp địa mạo xã Bản Díu 54
Hình 3.4: Biểu đồ phần trăm diện tích trượt lở trong phân lớp địa mạo tại xã Bản
Díu 54
Hình 3.5: Phân loại DEM đã hiệu chỉnh 55
Hình 3.6: Bản đồ giá trị trọng số lớp DEM xã Bản Díu 56
Hình 3.7: Biểu đồ phần trăm diện tích trượt lở trong lớp DEM 57
Hình 3.8: Phân loại độ dốc theo tham khảo chuyên gia 58
Hình 3.9: Bản đồ giá trị trọng số lớp độ dốc địa hình xã Bản Díu 60
Hình 3.10: Biểu đồ phần trăm diện tích trượt lở trong lớp độ dốc địa hình xã Bản
Díu 60
Hình 3.11: Bản đồ giá trị trọng số các lớp hướng phơi sườn xã Bản Díu 61
Hình 3.12. Biểu đồ phần trăm diện tích trượt lở trong hướng dốc địa hình 61
Hình 3.13: Bản đồ giá trị trọng số các lớp phân cắt ngang xã Bản Díu 63
Hình 3.14. Biểu đồ phần trăm diện tích trượt lở trong phân cắt ngang 63
Hình 3.15: Bản đồ giá trị trọng số các lớp nhóm phân cắt sâu xã Bản
Díu 65
Hình 3.16. Biểu đồ phần trăm diện tích trượt lở đất trong lớpnhóm phân cắt
sâu 65
Hình 3.17: Bản đồ Raster thể hiện chỉ số nguy cơ trượt lở đất xã Bản Díu 68
Hình 3.18: Các phương pháp phân loại phổ biến trong phần mềm GIS


10

70
Hình 3.19: Bản đồ phân vùng nguy cơ trượt lở đất xã Bản Díu, huyện Xín Mần, tỉnh
Hà Giang 72

LỜI MỞ ĐẦU

Trượt lở đất là một loại tai biến địa chất diễn ra với các quy mô khác nhau,
phát sinh trên địa hình cao, phân cắt mạnh và có liên quan chặt chẽ đến các yếu tố
về tự nhiên như địa chất, địa hình, địa mạo và lượng mưa của khu vực. Bên cạnh đó,
các hoạt động nhân sinh như cắt sườn dốc làm đường, xây dựng công trình trên thân
khối trượt, chặt phá rừng … cũng là những yếu tố làm tăng rủi ro do trượt lở đất gây
ra.
Xã Bản Díu, huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang là một xã nằm ở biên giới Việt
Nam và Trung Quốcphía Bắc Việt Nam., Đđây là khu vực hàng năm vào mùa mưa
thường xảy ra trượt lở đất gây thiệt hại tự nhiên, đặc biệt nghiêm trọng gây thiệt hại
về người và tài sản của nhân dân, ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển kinh tế-xã
hội của xã. Mặc dù, chính quyền địa phương đã tiến hành xử lý các sự cố tạm thời
như gia công và xây dựng các kè đập, đào hố thoát nước ngầm nhằm hạn chế tác hại
của trượt lở, song các biện pháp này thường chỉ áp dụng ở những nơi đã xảy ra trượt
11

lở nên chưa có hiệu quả cao chưa có sự nghiên cứu, đánh giá đúng về các trượt, các
đặc trưng trượt, ngutrong việc phòng tránh và giảm nhẹ tai biếnyên nhân trượt lở
dẫn đến việc giải quyết các sự cố đạt hiệu quả còn thấp.

Để xây dựng cơ sở khoa họccó những cho việc đánh giá về tổn thương, thiệt
hại và rủi ro do trượt lở đất gây ra, hướng tới quy hoạch phát triển bền vững vùng
biên giới này đòi hỏi phải có những tính toán, dự báo tin cậy về khả năng phát triển
tai biến. Do đó, việc lựa chọn phương pháp nghiên cứu xây dựng bản đồ nguy cơ
trượt lở khu vực xã Bản Díu, huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang là rất cần thiết. Việc
nghiên cứu này còn làm sáng tỏ được mối quan hệ, trọng số của các yếu tố tác nhân
gây trượt lở đất trong khu vực, làm cơ sở cho việc hoạch định quy hoạch không
gian nhằm giảm thiểu tai biến tại đây.mở rộng nghiên cứu những vùng trượt khác
ngoài phạm vi nghiên cứu.
Vì vậyDựa trên những yêu cầu thực tế nêu trên, học viên chọn đề tài
“Nghiên cứu xây dựng bản bản đồ nguy cơ trượt lở khu vực xã Bản Díu, huyện
Xín Mần, tỉnh Hà Giang bằng phương pháp phân tích thống kê đa biến” được
chọn làm luận văn khoa học, nhằm góp phần làm rõ những yếu tố gây tai biến trượt
lở trong khu vực nghiên cứu. Đồng thời là tiền đề cho cho đánh giá rủi ro, tổn
thương do trượt lở gây ra tại khu vực nghiên cứu.
Luận văn bao gồm 4 chương không kể phần mở đầu và kết luận, cụ thể là:
Chương 1: Lịch sử và phương pháp nghiên cứu.
Chương 2: Tổng quan về vùng nghiên cứu.
Chương 3: Bản đồ phân vùng nguy cơ trượt lở đất tại xã Bản Díu, Xín Mần,
Hà Giang.
Chương 4: Đề xuất các gGiải pháp giảm thiểu tai biến trượt lở đất tại Bản
Díuphòng tránh trượt lở tại khu vực xã Bản Díu,huyện Xín Mần,tỉnh Hà Giang.

Tài liệu trongKết quả của luận văn này có tham khảo sử dụng từlà một trong
những sản phẩm hợp tác nghiên cứu giữa Trung tâm Nghiên cứu Đô thị, Đại học
Quốc gia Hà Nội tham giavà chương Chương trình hợp tác giữa Bộ Ngoại giao
12

Vương quốc Na Uy - Đại học Quốc gia Hà Nội về chương trình “Tăng cường năng
lực và chuyển giao công nghệ phục vụ giảm thiểu địa tai biến ở Việt Nam trong bối

cảnh biến đổi khí hậu”, trong đó bản thân học viên được tham gia trực tiếp từ các
công tác khảo sát hiện trường, tổng hợp, xử lý, báo cáothu thập dữ liệu, thành lập sơ
đồ và báo cáo tổng kết.

13

Chương 1
LỊCH SỬ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU


1.1. Tổng quan về trượt lở
 1.1.1. Khái niệm
Trượt lở là hiện tượng mất ổn định và dịch chuyển xuống phía dưới của đất
đá dưới tác động của trọng lực theo một hoặc nhiều mặt yếu tồn tại trong mái dốc.
Trong thực tế, trượt xảy ra khá phổ biến, đặc biệt là ở vùng núi. Trượt xảy ra
có thể gây ảnh hưởng rất lớn đến hoạt động kinh tế, công trình và cả sinh mạng con
người nên có thể được xem là một trong những tai biến địa chất nghiêm trọng.
Theo Patrick L.Abbott (2005), trượt lở đất là một hiện tượng tai biến thiên
nhiên, dưới tác dụng của quá trình địa chất động lực, công trình, gây mất ổn định
mái dốc, sườn dốc hay vách dốc (gọi chung là mái dốc) tạo ra sự dịch chuyển vật
chất, phá hủy mọi thứ liên quan trên đường đi của chúng. Trượt lở xảy ra khi khối
đất bị mất cân bằng, các lực gây ra trượt vượt quá các lực giữ trượt.
Các quá trình trượt đất là sản phẩm của các sự thay đổi của các điều kiện
hình thái địa mạo, thủy văn và địa chất. Sự thay đổi những điều kiện được thực hiện
bởi các quá trình địa động lực, phát triển của thực vật, các hoạt động nhân sinh,
cũng như tần suất, cường độ lắng đọng trầm tích và chấn động.
Theo Varnes (1984), thuật ngữ “trượt lở” bao gồm tất cả các hiện tượng di
chuyển của khối trượt trên bề mặt dốc. Các hiện tượng này bao gồm cả các hiện
tượng không thực sự trượt như đá đổ, đá rơi và dòng bùn đá.
 1.1.2. Phân loại

Có nhiều hệ thống phân loại trượt lở trong đó có hai hệ thống được sử dụng
rộng rãi, đặc biệt ở các nước phương Tây là hệ thống đưa ra bởi Skempton và
Hutchinson (, 1969) và Varnes (1984). Cả hai hệ thống đều phân loại theo kiểu dịch
chuyển nhưng khác nhau ở trạng thái của dòng dịch chuyển. Sự dịch chuyển mái
dốc nhìn chung bắt đầu từ sự phá hủy của lực cắt, tạo ra các bề mặt trượt là ranh
giới của đới phá hủy. Việc lựa chọn hệ thống phân loại phụ thuộc vào mục đích
14

nghiên cứu là phân tích điều kiện phá hủy khối trượt hay luận giải kết quả dịch
chuyển của khối trượt.
Trong luận văn này, hệ thống phân loại theo Varnes (1984) (bảng 1.1) được
sử dụng vì hệ thống này làm nổi bật được kiểu dịch chuyển và kiểu vật chất. Trong
thực tế, bất kỳ khối trượt nào cũng được phân loại và mô tả bằng hai cụm từ vật liệu
và kiểu dịch chuyển (hình 1.1).
Bảng 1.1. Hệ thống phân loại trượt lở theo Varnes (1984)
Kiểu dịch
chuyển
Kiểu vật liệu
Đá
Đất xây dựng
Hạt thô là chủ yếu Hạt mịn là chủ yếu
Đổ Đổ Mảnh vụn đổ Đất đổ
Rơi Rơi Mạnh vụn rơi Đất rơi
Trượt
Xoay Sụp Mảnh vụn sụp Đất sụp
Tịnh tiến
Dịch chuyển
khối
Dịch chuyển khối
mảnh vụn

Dịch chuyển khối đất

Chảy ngang
Dịch chuyển
ngang
Mảnh vụn dịch
ngang
Đất dịch ngang
Chảy dòng Đá lở Dòng mảnh vụn Dòng đất
Trượt hỗn hợp bao gồm 2 hoặc nhiều hơn kiểu dịch chuyển cùng xảy ra

Hình 1.1. Thuật ngữ mô tả khối trượt điển hình
15

Theo hệ thống phân loại nêu trên, một số kiểu trượt thường gặp trong vùng
nghiên cứu bao gồm:
- Kiểu dịch chuyển dạng đổ:
Kiểu dịch chuyển đổ (hình 1.2) bắt đầu với sự tách, vỡ của đất, đá từ mái dốc
đứng theo mặt tách mà ở đó cường độ kháng cắt rất yếu hoặc không có. Vật chất
sau đó rơi theo trọng lực, có thể kèm theo chuyển động quay với tốc độ nhanh. Quá
trình đổ sẽ lần lượt từ những mặt tách nhỏ hoặc lật đổ từng phần vật chất hoặc khi
phần mũi của vách đá nhô ra biển dưới tác dụng của sóng hay lòng sông bị xói mòn
dẫn đến bị mất chân gây mất lực dính.


Hình 1.2. Kiểu dịch chuyển đổ (đá rơi, đá đổ)
- Kiểu dịch chuyển dạng rơi (dạng lật):
Kiểu dịch chuyển dạng rơi/lật (hình 1.3) là hiện tượng khi một phần mái dốc
(đất, đá) bị lật quay, rơi ra khỏi mái dốc với trọng tâm quay quanh một điểm hay
một trục giả định. Quá trình rơi/lật có thể bị tác động bởi trọng lực vào phần khối lở

ở những vật liệu hình hành các khe nứt tạo góc dốc ngược hoặc dưới tác động của
nước, băng tồn tại trong khối đất đá.

Hình 1.3. Dịch chuyển dạng lật
16


- 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 (hình 1.4). Nếu bề mặt phá hủy (theo mặt cắt
ngang) có dạng cung trượt hình trụ hay cycloit thì trong quá trình trượt, biến dạng
bên trong khối trượt ít, thành phần đất đá cơ bản không bị xáo động. Khi trượt xảy
ra, phần đầu khối trượt dịch chuyển chủ yếu theo chiều thẳng đứng, phần bề mặt
mái dốc phía trên khối trượt có khuynh hướng tạo ra độ nghiêng dốc ngược với mái
dốc.


Hình 1.4. Trượt xoay
- Trượt tịnh tiến:
Trượt tịnh tiến là hiện tượng khối trượt dịch chuyển xuống qua bề mặt dạng
mặt phẳng hoặc hơi gồ ghề (hình 1.5). Trượt tịnh tiến nhìn chung là nông hơn trượt
xoay. Các bề mặt phá hủy thường dạng hình lòng máng rộng theo mặt cắt ngang.
Ngược lại, mặt trượt xoay có khuynh hướng khôi phục lại khối trượt về trạng thái
cân bằng.
Formatted: Font: (Default) Times New
Roman, 13 pt
Formatted: Font: (Default) Times New Roman
Formatted: Font: (Default) Times New Roman
17

Hình 1.5. Trượt tịnh tiến
- Trượt hỗn hợp:
Đây là kiểu trượt trung gian giữa hai loại trượt xoay và trượt tịnh tiến. Bề
mặt phá hủy ở loại này có vách dốc chính dốc hơn nhưng chiều sâu mỏng hơn. Mặt
trượt có dạng đường cong gãy khúc phức tạp, phụ thuộc vào biến dạng bên trong và
ứng lực cắt dọc bề mặt trong phạm vi vật liệu dịch chuyển và những kết quả trong
sự hình thành những vách dốc trung gian, độ dốc của nó giảm đột ngột, trên bề mặt
vật liệu bị biến dạng, lún xuống tạo ra các địa hào và vùng chịu nén. Kiểu trượt này
thường xuất hiện khi trong cấu tạo của khối trượt có sự hiện diện của lớp đất yếu
hay đới sét phong hóa, tạo ra các mặt trượt trung gian điều khiển quá trình dịch
chuyển và tạo ra mặt trượt hỗn hợp. Tùy vào vật liệu và tính đặc thù của mái dốc
mà trượt hỗn hợp còn có tên gọi riêng là trượt bùn và trượt dòng (hình 1.6). Thực tế,
ở nhiều nơi, rất hiếm khi có thể quan sát thấy các khối trượt xảy ra riêng biệt mà
phần lớn là kết hợp cả hai quá trình trên.
Formatted: Font: (Default) Times New
Roman, 13 pt

Kết quả điề
u tra kh
huyện Xín Mần c
ũng ph
thể tích khối trượ
t tương đ
(a)

Hình 1.6. Trư
ợt hỗn hợp (a) Kiểu hỗn hợp đá đổ v
gian h

ỗn hợp
(b) Trượt khố
i đ
- Kiểu dị
ch chuy
Kiểu dị
ch chuy
các dạng mặt cắt tồ
n t
trong khối dịch chuy
ể
đổi dần dần từ trượt t
ớ
động và phạ
m vi phát tri
mảnh vụn có tốc độ c
ự
18
u tra kh
ảo sát, nghiên cứu hiện tượng trư
ợ
ũng ph
ần lớn các khối trượt tạ
i đây là các kh
t tương đ
ối lớn.

(b)
ợt hỗn hợp (a) Kiểu hỗn hợp đá đổ v
à trượt đất; (

a
ỗn hợp
giữa hai loại trượt xoay và trư
ợt tịnh tiến
i đ
ất (trượt hỗn hợp-trung gian giữa trượ
t quay và trư

ch chuy
ển dạng dòng:
ch chuy
ển dòng là sự dịch chuyển liên tụ
c theo không gian trong đó
n t
ại ngắn, không được duy trì lâu. Đặ
c đi
ể
n dần giống với dạng dòng chất lỏng sệ
t (hình 1.7). S
ớ
i chảy xảy ra phụ thuộc vào lượng nư
ớ
m vi phát tri
ển của khối trượt. Trượt lở mảnh vụ
n có th
ự
c nhanh trong các điều kiện nhất định.
ợ
t lở ở xã Bản Díu,
i đây là các kh

ối trượt hỗn hợp với

(b)

a
b) Kiểu trượt trung
ợt tịnh tiến

t quay và trư
ợt phẳng)
c theo không gian trong đó
c đi
ểm phân bố vận tốc
t (hình 1.7). S
ự biến
ớ
c trong đất, tính lưu
n có th
ể trở thành dòng
Formatted: Font:
(Default)
Roman, 13 pt
Field Code
Changed
Formatted: Font:
(Default)
Roman, 13 pt
(Default)
Times New
Changed

(Default)
Times New

Dòng lở mả
nh v
lớn hơn, dồn dậ
p hơn, t
ở trên.
Một dạng nữ
a c
trưng cho sự biến dạ
ng liên t
dịch chuyển rất chậ
m d
quá trình tạo nếp uố
n t
từ các quá trình trượ
t trên đá g
loại là một dạng trượ
t h
 1.1.3. Các y
ếu tố gây tr
Các yếu tố ả
nh hư
và nhân tạo, có tác dụ
ng làm cho các l
động được dễ
dàng. Quá trình tr
nhiều yếu tố, cầ
n đánh giá đúng các y

biệ
n pháp phòng tránh thích h
bao gồm:


 Đặc điểm khí h
ậ
19
Hình 1.7. Dịch chuyển tạo dòng
nh v
ụn (debris) là một dạng di chuyể
n dòng nh
p hơn, t
ốc độ di chuyển nhanh hơn các d
òng m
a c
ủa kiểu di chuyển này gọi là dòng đá gố
c (
ng liên t
ục theo không gian bề mặt trái đ
ấ
m d
ọc theo các bề mặt ứng suất cắ
t không k
n t
ạo ra. Rõ ràng rằng, sự dịch chuyể
n dòng còn có th
t trên đá g
ốc hoặc khối đá phiến nên nhữ
ng lo

t h
ỗn hợp.
ếu tố gây tr
ượt
nh hư
ởng đến sự thành tạo trượt bao gồ
m các đi
ng làm cho các l
ực phá hoại sự cân bằ
ng c
dàng. Quá trình tr
ượt là kết quả tổng hợ
p tác đ
n đánh giá đúng các y
ếu tố ảnh hưởng chủ yế
u d
n pháp phòng tránh thích h
ợp. Đối với vùng nghiên cứ
u thì các y
ậ
u

n dòng nh
ưng với quy mô
òng m
ảnh vụn mái dốc mở
c (
bedrock flow), đặc
ấ
t như lở sâu, chúng

t không k
ết nối với nhau do
n dòng còn có th
ể bắt đầu
ng lo
ại này có thể phân
m các đi
ều kiện tự nhiên
ng c
ủa khối đất đá hoạt
p tác đ
ộng đồng thời của
u d
ẫn đến trượt để có
u thì các y
ếu tố gây trượt
Formatted: Font:
(Default)
Roman, 13 pt
(Default)
Times New
20

Đặc điểm khí hậu bao gồm các đặc điểm về lượng mưa, nhiệt độ, độ ẩm
không khí… tức là các yếu tố tự nhiên liên quan đến môi trường khí quyển, trong
đó quan trọng nhất là lượng mưa. .
Lượng mưa lớn kéo dài là nguồn bổ sung quan trọng cho nước dưới đất, nước mưa
ngấm xuống sâu làm bão hòa đất đá ở sườn dốc dẫn đến độ bền đất đá giảm, từ đó
thúc đẩy quá trình trượt. Một phần nước mưa không kịp ngấm xuống dưới sẽ chảy
tràn trên mặt đất làm xói mòn đất đá, gây ra hiện tượng mương xói và rãnh xói gây

mất ổn định sườn dốc. Nước mưa còn thúc đẩy quá trình phong hóa hóa học, đất trở
lên tơi xốp kém ổn định và dễ dàng dịch chuyển xuống dưới sườn dốc.
Đối với cùng khí hậu khô nóng có lượng mưa ít, tổng lượng bốc hơi lớn hơn
tổng lượng nước ngấm xuống nên độ bền của đất đá tăng, làm tăng độ ổn định của
sườn dốc.
 Đặc điểm địa hình, địa mạo
Điều kiện quan trọng nhất có tác dụng hỗ trợ sự thành tạo trượt là địa hình
khu vực. Sự phân bố địa lý và vị trí địa mạo là bằng chứng rõ ràng cho kết luận đó.
Nhiều số liệu quan sát đã chứng tỏ rằng trượt thường phân bố rộng rãi nhất ở trong
vùng núi, những khu vực có địa hình phân cắt mạnh trên sườn cao và dốc của thung
lũng sông suối, trên các sườn ven bờ biểnbi, trên mái dốc và công trường khai thác
lộ thiên. Nói chung, địa hình mặt đất tạo ra những dự trữ thế năng tiềm tàng hỗ trợ
cho sự phát triển hiện trạng trượt. Một số yếu tố địa hình quan trọng trong đánh giá
nguy cơ trượt lở bao gồm:
- Độ dốc sườn: Độ dốc sườn có liên quan rất chặt chẽ đến sự khởi đầu của
các sự cố trượt. Trong phần lớn các nghiên cứu về trượt lở, độ dốc sườn được xem
như là một yếu tố gây trượt hoặc kích hoạt trượt chính. Đôi khi người ta coi góc dốc
của sương như là một chỉ số của sự ổn định sườn và trong GIS nó có thể được tính
toán dưới dạng số và có thể mô tả theo không gian.
- Hình dạng sườn: Hình dạng sườn có một ảnh hưởng rất lớn đến độ ổn định
sườn trong những vùng địa hình dốc do sự tập trung nước hay phân chia nước trên
bề mặt sườn và lớp dưới bề mặt sườn. Có 3 dạng sườn cơ bản đó là: Sườn lồi
21

(divergent/convex), sườn phẳng (plannar/straight) và sườn lõm
(convergent/concave) (hình 1.8). Nhìn chung, dạng sườn lồi là dạng sườn ổn định
nhất trong vùng địa hình dốc, ít ổn định hơn là dạng sườn phẳng và kém ổn định
nhất là dạng sườn lõm. Nguyên nhân là do cấu trúc địa hình có ảnh hưởng rất rộng
lớn đến sự tập trung hay phân chia nước trên bề mặt sườn và lớp dưới bề mặt sườn.
Dạng sườn lõm có xu hướng tập trung nước ở lớp dưới bề mặt sườn vào những khu

vực nhỏ của sườn và do đó làm cho áp suất của nước trong các lỗ hổng tăng lên một
cách nhanh chóng khi có mưa 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 trượt có thể sẽ xảy
ra. Như vậy, các lỗ rỗng là những điểm nhạy cảm đối với sự khởi đầu của các khối
trượt vụn hoặc cách dòng trượt vụn.

Hình 1.8. Các kiểu hình dạng sườn
- Hướng dốc: Hướng dốc có ảnh hưởng rất mạnh mẽ đến quá trình thủy văn
thông qua sự thoát- bốc hơi nước, và do đó có ảnh hưởng đến các quá trình phong
hóa và sự phát triển của thực vật trên sườn, đặc biệt là đối với môi trường khô hạn.
Những đặc điểm như vậy có khả năng làm tăng sự mất ổn định sườn.
Các mối quan hệ thống kê giữa độ cao và các hiện tượng trượt lở đã được
nghiên cứu trong rất nhiều công trình. Nói chung, độ cao thường có liên quan với
các sự cố trượt thông qua các yếu tố khác như độ dốc, thạch học….
 Đặc điểm địa chất
Độ ổn định của sườn 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 thường làm biến đổi các thuộc tính cơ lý, khoáng vật và thủy văn của
22

thạch học, do đó sự phong hóa cũng là một yếu tố quan trọng đối với độ ổn định
sườn trong mọi hoàn cảnh môi trường.
Sự trùng hợp trượt với những sườn dốc và mái dốc có cấu trúc địa chất nhất
định rất hay gặp trong thực tế. Ta cCó thể nhận thấy các bề mặt và các đới yếu
nghiêng về phía chân sườn dốc làm cho lực cắt tác động dễ dàng và ngược lại, nếu
các mặt và đới yếu đó nghiêng vào phía trong sườn dốc, sẽ gây khó khăn hoặc
không hỗ trợ cho tác động của lực cắt nói trên.
Trong nhiều trường hợp, trượt phân bố ở những sườn dốc cấu tạo từ đất đá
loại sét hoặc trong tầng đất đá cấu tạo nên sườn dốc có những lớp xen kẹp, đới đất
đá loại sét, vật chất sét lấp nhét hoặc những loại đá khác dễ tạo nên những mặt và

đới yếu (các lớp than, muội than, các mặt và đới khe nứt, phá hủy kiến tạo….) và
cuối cùng là những nơi trên sườn dốc có thành tạo các loại sét eluvi, deluvi, proluvi
dày. Phân tích điều kiện thành tạo trượt trong đá cứng cho thấy vật chất sắt lấp nhét
khe nứt, bôi trơn bề mặt khe nứt cũng tạo điều kiện rất dễ dàng cho sự phá hủy cân
bằng các khối đá. Sự thành tạo trượt có nhiều khả năng nhất ở những nơi trong cấu
trúc địa chất của sườn dốc hay mái dốc tồn tại các mặt trượt ẩn, định hướng bất lợi,
tức là có hướng nghiêng về chân sườn dốc.
Những khu vực bị nâng lên do các chuyển động kiến tạo mới và hiện đại luôn luôn
đổi mới dữ trự thế năng tiềm tàng hỗ trợ cho sự thành tạo trượt. Những vùng núi
hay xảy ra động đất cũng có nguy cơ cao bị trượt. Thành phần của đất đá, đặc biệt là
thành phần khoáng vật quyết định đến tính chất cơ lý của nó, do đó ảnh hưởng đến
quá trình trượt.
 Điều kiện địa chất thủy văn.
Những sườn dốc cấu tạo bởi đất đá sũng bão hoà nước bao gồm các phức hệ,
tầng và đới bão hòa nước ngầm, các đới ẩm ướt, bão hòa thường xuyên hay tạm thời
đối với sự thành tạo trượt sẽ thuận lợi hơn nhiều so với các sườn dốc cấu tạo từ đất
đá thoát nước tốt. Do đó, khi nhận xét và đánh giá độ ổn định sườn dốc (hay mái
dốc) và điều kiện thành tạo trượt, cần phải xem xét nước dưới đất như một trong
những yếu tố tự nhiên quan trọng nhất.
23

Trong nhiều trường hợp sự thành tạo trượt thường có liên quan không phải
với mức độ ẩm ướt, với lượng ẩm thâm nhập vào đất đá, cũng không phải với mức
độ chứa nước của chúng, mà liên quan với chính yếu tố tẩm ướt. Yếu tố ẩm ướt ở
đây chính là hiện tượng bôi trơn bề mặt hoặc bôi trơn ở các đới yếu trong đất đá,
làm giảm đột ngột sức chống cắt của chúng và trở thành nguyên nhân làm mất ổn
định. Từ đó cần phải xem yếu tố bôi trơn đất đá như một trong nhiều dạng ảnh
hưởng của nước dưới đất đối với sự thành tạo trượt.
 Sự phát triển các quá trình và hiện tượng địa chất ngoại sinh kèm theo.
Các quá trình và hiện tượng địa chất ngoại sinh bao gồm quá trình phong hóa,

mương xói, rãnh xói, xói ngầm, vận động kiến tạo mới và hiện đại, động đất và
nhiều hiện tượng địa chất hiện đại khác, thường chuẩn bị điều kiện làm dễ dàng cho
sự tác động của lực cắt Vì vậy khi thực hiện các biện pháp chống trượt, thường
không nhằm tác động trực tiếp đến quá trình trượt mà là tác động đến các quá trình
và hiện tượng chuẩn bị cho quá trình trượt.
Đi kèm với sự phát sinh và phát triển trượt thường gặp nhất là quá trình
phong hóa đất đá. Phong hóa là quá trình làm thay đổi và phá hủy đất đá trên bề mặt
và gắn bề mặt của vỏ Ttrái đĐất, do ảnh hưởng của sự dao động nhiệt độ không khí,
nước mưa, nước dưới đất, khí CO
2
, O
2
và của sinh vật. Nói cách khác, phong hóa là
nguyên nhân phá hoại làm thay đổi cấu trúc, thành phần và tính chất đất đá. Quá
trình phong hóa được chia làm ba loại là quá trình phong hóa vật lý, phong hóa hóa
học và quá trình phong hóa sinh học. Trong điều kiện khí hậu á nhiệt đới ẩm ướt,
ẩm, nóng và thừa ẩm, trong điều kiện thực vật phong phú, đa dạng và các quá trình
sinh hóa mãnh liệt như ở nước ta thì phong hóa hóa học phát triển ưu thế.
 Thảm thực vật:
Thảm thực vật trên bề mặt địa hình có tác dụng bảo vệ sự xói mòn đất của
nước mưa, hạn chế nước mưa ngấm vào trong đất. Đối với những cây lớn, rễ cây
bám sâu xuống lòng đất sẽ làm tăng sức kháng cắt của đất. Vì vậy, những vùng có
thảm thực vật dày thì nguy cơ trượt cũng sẽ giảm.
 Hoạt động kinh tế- công trình của con người.
24

Các hiện tượng trượt lở có thể là kết quả trực tiếp hay gián tiếp liên quan đến
các hoạt động của con người. Chưa có môt nghiên cứu đầy đủ nào đề cập được hết
các tác động của con người gây nên các hiện tượng trượt lở. Có thể nêu ra một vài
tác hoạt động của con người gây nên các hiện tượng trượt lở như sau:

- Các hoạt động xẻ núi làm đường, làm tăng độ dốc của sườn tăng khả năng
làm mất ổn định sườn dốc;
- Các hoạt động làm tăng tải trọng trên các sườn dốc, phổ biến là việc xây
dựng nhà cửa, tăng khả năng làm mất ổn định sườn, làm thay đổi chế độ thủy văn
trên sườn và do đó gây tác động xấu đến sự ổn định của sườn;
- Các hoạt động đổ thải từ khai thác khoáng sản. Các vật liệu bở rời do khai
thác khoáng sản được tập trung lại thành đồi, khi gặp mưa lớn, hiện tượng trượt lở
đất xảy ra rất mạnh mẽ.
1.2. Lịch sử nghiên cứu trượt lở
 1.2.1. Trên thế giới.
Việc ứng dụng các mô hình Viễn phân tích không gian trongthám và GIS
(Hệ thông tin địa lý) trong nghiên cứu trượt lở đã được giới thiệu chi tiết về cơ sở lý
thuyết và nghiên cứu thí điểm ở nhiều vùng trên thế giới. Từ cuối những năm 80 thế
kỷ trước, khi những công trình ứng dụng hệ thông tin địa lýGIS bắt đầu được dử
dụng để nghiên cứu tai biến và trượt lở đất, có nhiều mô hình xây dựng trên nền
GIS để phân tích và cảnh báo tai biến được hình thành và phát triển.
Trong những thập kỷ gần đây, việc đánh giá trượt lở đất đã được chứng kiến
những bước tiến quan trọng trong khoa học máy tính, công nghệ và cuối cùng dẫn
đến GIS. Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của khoa học, GIS được
chú ý nhiều hơn, đặc biệt trong các ngành liên quan đến phân tích dữ liệu và mô
hình hoá không gian- tính năng, một sự phát triển khoa học nhanh chóng diễn ra về
không gian và tính năng hình thành những khả nanwg mới cho việc thao tác dữ liệu
tốt hơn và tạo cơ hội cho những mô hình tiên tiến hơn (Carrara & Pike, 2008). Điều
này đặc biệt áp dụng cho các nghiên cứu trong khu vực sạt trượt lở đất, nơi mà các
biến yếu tố địa chất, địa mạo và sử dụng đất được lựa chọn làm yếu tốthông số đầu
25

vào, không giống như việc, khác biệt hoàn toàn với việc nghiên cứu các thông số cụ
thể về địa kỹ thuật, các phép đo và kiểm tra trong phòng thí nghiệm. Một mối quan
hệ bền vững giữa sạt trượt lở đất và điều kiện các yếu tố,được thực hiện thông qua

các đặc tính hình thái của bề mặt địa hình. Như vậy, sự phát triển của DEM (mô
hình số độ cao) thông qua công nghệ viễn thám (RS) và hệ thống thông tin địa lý
(GIS) dẫn đến cuộc cách mạng hình thái địa hình bằng cách giới thiệu các tiinsh
năngtính năng khai thác, tạo lớp không gian theo các chủ đề có sẵn, những yếu tố
không thể thực hiện được thì được thông qua quy ước và ký hiệu. Một vấn đề mới
là tính năng địa môi trường đã được định dạng thành kỹ thuật số, xuất hiện như là
một lớp trong môi trường GIS. Các tính năng thể hiện trong GIS được trình bày
thông qua điểm, đường, vectơ đa giác hoặc chia vạch trong trường hợp định dạng
raster, có thể phân tích, kết hợp và hoạt động trong không gian (Bonham-Carter,
1994). Tuy nhiên, với khả năng như vậy nhưng GIS vẫn gặp khó khăn lớn khi dữ
liệu nghiên cứu cho một nghiên cứu cụ thể về các nguồn dữ liệu, các loại dữ liệu,
quy mô, chất lượng dữ liệu và vấn đề tương thích của dữ liệu là một vấn đề cần lưu
ý tới.
Phương pháp viễn thám và GIS hiện nay được xem là một trong những
phương pháp có hiệu quả cao nhất. Phương pháp này cũng là chủ đề được các nhà
khoa học rất quan tâm và đem ra bàn luận ở các hội nghị Viễn thám Châu Á – Thái
Bình Dương. Tại đây, quá trình ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong nghiên
cứu trượt lở đất đã được giới thiệu rất chi tiết về cơ sở lý thuyết và đã được nghiên
cứu thí điểm ở nhiều vùng trên thế giới. Trên nền GIS, một số mô hình dùng để
phân tích và dự báo tai biến của Jade và Sarkar (1993), Montgomery và Dietrich
Carrara (1994), Chung và Fabbri (2001) đã được xây dựng và phát triển. Van
Westen tại ITC (1996) cũng đã ứng dụng công nghệ GIS để phân tích các yếu tố
ảnh hưởng tới trượt lở đất tại thành phố Manizales, Columbia bằng cách sử dụng
phương pháp chỉ số trượt lở đất (Landslide Index) kết hợp với phần mềm ILWIS.
Trên cơ sở đó phân vùng nguy cơ trượt lở đất thành 3 mức độ khác nhau, đồng thời