Nghiên cứu địa mạo phụcvụ giảm thiểu tai biến thiên nhiên vùng ven biển Hạ Long

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Quảng Ninh là tỉnh có vị trí quan trọng trong vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ,
được xem như một phần quan trọng của tam giác tăng trưởng kinh tế ở phía Bắc (Hà
Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh), hướng phát triển đã được Chính Phủ xác định: “Hình
thành các trung tâm lớn có ý nghĩa tạo vùng và giao lưu Quốc tế để hỗ trợ cho các tỉnh
nam vùng đồng bằng sông Hồng, hình thành các trung tâm công nghiệp lớn, phát triển
các ngành công nghệ cao thuộc các lĩnh vực điện tử tin học, sản xuất vật liệu mới, sản
xuất hàng tiêu dùng, chế biến thực phẩm, phát triển kinh tế cảng biển và đi đầu trong
hợp tác quốc tế, thu hút đầu tư nước ngoài”.
Các hoạt động phát triển một mặt thúc đẩy nền kinh tế, một mặt gây nên những
tác động lớn tới môi trường. Các tai biến thiên nhiên, sự cố môi trường có xu hướng gia
tăng, nhiều hợp phần môi trường trong vùng bị suy thoái.
Khu vực Hạ Long - Cẩm Phả là nơi tập trung hàng loạt các khu khai thác than lộ
thiên quy mô lớn, với các mỏ than tầm cỡ như Núi Béo, Hà Lầm, Đèo Nai, Cọc Sáu,
Mông Dương. Trong quá trình khai thác, các công ty than đã tạo ra một nguồn vật liệu
đất đá thải vô cùng lớn và hầu hết được đưa tới đổ ngay gần các khu khai thác, tập
trung trên phần đỉnh phân thủy và sườn của các khối núi. Theo thời gian chúng tạo
thành những núi đất đá thải khổng lồ nằm ngay gần vịnh Hạ Long, Bái Tử Long và các
khu dân cư đông đúc. Các bãi đất đá thải đều được cấu tạo bởi những vật liệu bở rời, có
độ gắn kết kém, độ dốc lớn, lại nằm ở vị trí thượng nguồn của các sông suối, bởi vậy
nguy cơ phát sinh trượt lở và lũ bùn đá từ đây rất cao, thường xuyên đe dọa các khu
dân cư lân cận và ảnh hưởng trực tiếp đến khu di sản thiên nhiên thế giới vịnh Hạ
Long.
Trên cơ sở nghiên cứu các tai biến trượt lở, lũ bùn đá, xói lở - bồi tụ bờ biển đề
tài đề xuất các biện pháp giảm thiểu tai biến thông qua việc cảnh báo không gian có
nguy cơ phát sinh tai biến.
Các tai biến thiên nhiên có nhiều nguồn gốc khác nhau, song một phần không
nhỏ các quá trình phát sinh chúng có liên quan đến địa hình hoặc thông qua quá trình
địa mạo. Do đó, việc nghiên cứu địa mạo bao gồm cả nghiên cứu các quá trình xảy ra
trong quá khứ dẫn tới sự hình thành bề mặt địa hình, các tầng trầm tích đồng sinh và

nghiên cứu các quá trình địa mạo động lực hiện đại đóng vai trò hết sức quan trọng
trong việc xác định nguyên nhân cũng như góp phần giảm thiểu tác hại của các tai biến
thiên nhiên.
1
Chính vì lý do đó tác giả đã lựa chọn đề tài “Nghiên cứu địa mạo phụcvụ giảm
thiểu tai biến thiên nhiên vùng ven biển Hạ Long – Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh”.
Đây là một vấn đề cấp thiết có tính khoa học và thực tiễn cao.
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài
Làm sáng tỏ mối quan hệ giữa địa hình, các quá trình địa mạo với tai biến trượt lở,
lũ bùn đá, xói lở-bồi tụ bờ biển làm cơ sở cho công tác cảnh báo và đề xuất các giải
pháp giảm nhẹ thiệt hại do chúng gây ra.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là địa hình và các quá trình địa mạo trong mối quan hệ của
chúng với tai biến trượt lở, lũ bùn đá, xói lở-bồi tụ bờ biển trên khu vực nghiên cứu.
Khu vực nghiên cứu thuộc thành phố Hạ Long và thị xã Cẩm Phả , tỉnh Quảng Ninh
giới hạn trong hình chữ nhật có tọa độ góc Trên-Trái (X = 21
0
02
’
25
’’
Y = 107
0
03
’
33
’’
),
Dưới-Trái (X = 20
0

55
’
54
’’
Y = 107
0
04
’
02
’’
), Trên-Phải (X = 21
0
03
’
49
’’
Y = 107
0
20
’
19
’’
)
và Dưới-Phải (X = 20
0
57
’
19
’’
Y = 107

0
20
’
47
’’
), có diện tích khoảng 350 km
2
4. Nội dung nghiên cứu
- Tổng hợp các tài liệu về điều kiện tự nhiên-kinh tế xã hội khu vực Hạ Long – Cẩm
Phả tỉnh Quảng Ninh.
- Đánh giá và làm rõ vai trò các nhân tố dẫn tới sự hình thành lũ bùn đá khu vực Hạ
Long - Cẩm Phả.
- Phân tích và tổng hợp các thông tin địa mạo với các thông tin về tự nhiên, nhân
sinh để đánh giá và xác định các vị trí tiềm ẩn lũ bùn đá
- Phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình bồi tụ - xói lở bờ khu vực Hạ Long
– Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh.
- Phân tích, đánh giá hiện trạng tai biến bồi tụ - xói lở bờ khu vực Hạ Long – Cẩm
Phả do quá trình khai thác than gây ra.
- Xây dựng bản đồ nguy cơ tiềm ẩn tai biến trượt lở, lũ bùn đá, bồi tụ - xói lở bờ
khu vực Hạ Long - Cẩm Phả và phân vùng cảnh báo chúng.
- Đề xuất các biện pháp giảm thiểu tai biến trên cơ sở địa mạo.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Việc thực hiện đề tài có ý nghĩa khoa học và thực tiến khi phân tích một cách hệ
thống mối liên hệ giữa cấu trúc địa hình, hình thái địa hình với nguy cơ phát sinh, phát
triển và diễn biến của các tai biến thiên nhiên ở khu vực nghiên cứu.
2
Xây dựng sơ đồ phân vùng nguy cơ tai biến phục vụ cảnh báo tai biến trượt lở, lũ
bùn đá, bồi tụ - xói lở bờ khu vực Hạ Long - Cẩm Phả.
Trên cơ sở đó đưa ra các giải pháp, kiến nghị nhằm giảm thiểu tai biến thiên nhiên là
cơ sở khoa học cho công tác quy hoạch lãnh thổ và phát triển bền vững của khu vực.

6. Cấu trúc của luận văn
Nội dung của luận văn, ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, sẽ được
trình bày trong 3 chương:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TIẾP CẬN ĐỊA MẠO TRONG NGHIÊN CỨU GIẢM
THIỂU TAI BIẾN THIÊN NHIÊN
CHƯƠNG 2: CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH THÀNH TẠO ĐỊA
HÌNH VÀ PHÁT SINH TAI BIẾN TRÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH ĐỊA MẠO KẾT HỢP VIỄN THÁM VÀ GIS CHO CẢNH
BÁO TAI BIẾN THIÊN NHIÊN VÙNG VEN BIỂN HẠ LONG – CẨM PHẢ, TỈNH
QUẢNG NINH
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TIẾP CẬN ĐỊA MẠO TRONG NGHIÊN CỨU
GIẢM THIỂU TAI BIẾN THIÊN NHIÊN
1.1. Tổng quan về tai biến thiên nhiên.
Tai biến thiên nhiên (natural hazard) là sự kiện tự nhiên gây nhiều tổn thất
cho con người cả về vật chất lẫn tính mạng, sinh ra do sự tương tác giữa hệ
thống quản lý tài nguyên của con người với các hiện tượng tự nhiên cực đoan
hoặc hiếm hoi có nguồn gốc khác nhau (địa vật lý, khí quyển, sinh học, v.v.).
Tuy nhiên, như White G., một nhà nghiên cứu tai biến thiên nhiên đã nhận xét
rằng không có một tai biến thiên nhiên nào tồn tại ngoài sự điều chỉnh của con người
đối với nó. Điều đó có nghĩa là phần lớn các tai biến thiên nhiên xảy ra đều có sự can
thiệp tích cực của con người như đốt rừng làm nương rẫy, đô thị hoá, khai thác qúa
mức các loại tài nguyên như nước ngầm, v.v.,
1.1.1 Khái quát chung về trượt lở đất
1.1.1.1 Định nghĩa trượt lở đất
Theo Patrick L.Abbott , trượt lở là sự dịch chuyển trên bề mặt hay gần bề mặt của
một khối đất đá theo chiều trọng lực (từ cao xuống thấp), ở các quy mô khác nhau:
quy mô nhỏ khối trượt lở có thể chỉ vài m
3

quy mô lớn khối trượt đến hàng nghìn mét
khối đất đá. Khi khối trượt chuyển dịch, tồn thất sẽ xảy ra trên khối trượt và cả nơi
dồn tụ vật liệu trượt.
1.1.1.2. Nguyên nhân gây trượt.
a. Nguyên nhân địa chất
 Vật liệu yếu nhạy cảm.
Vật liệu hay gắn liền nhất với các tai biến về đất là các tinh thể sét. Sét có số lượng
nhiều nhất trong tất cả các loại trầm tích. Chúng được tạo thành trong quá trình
phong hoá khi các đá lộ ra ở bề mặt phân huỷ và hình thành các khoáng mới trong
điều kiện nhiệt độ và áp suất thấp.
Phong hoá hoá học xảy ra khi nước axít ví dụ như nước, nước tích CO2 và các
axít hữu cơ làm phân huỷ các khoáng. Ví dụ như một tinh thể macma nguội lạnh tại
độ sau 5 dặm có các khoáng được tinh thể hoá trong điều kiện cân bằng với áp suất
cao và nhiệt độ vào khoảng 1.100 tới 1.6000
0
C. Khi các khoáng này lộ ra trên bề mặt
4
đất qua quá trình địa chất lâu dài và sự bào mòn, chúng thoát ra khỏi sự cân bằng với
điều kiện áp suất thấp và nhiệt độ thấp trên bề mặt đất. Các khoáng này có xu hướng
chuyển sang các cấu trúc nguyên tử mới để đưa về trạng thái cân bằng. Trong quá
trình phân huỷ, cấu trúc nguyên tử tương đối đơn giản của các khoáng như felspat sẽ
chuyển sang các cấu trúc và thành phần biến đổi tự do của khoáng sét.
Mặc dù thành phần hoá học của felspat và sét là như nhau, nhưng cấu trúc bên
trong của chúng khác nhau. Các tinh thể sét rất nhỏ, chúng quá nhỏ để có thể thấy
trên một kính hiểu vi thông thường. Các khoáng sét có cấu trúc như một quyển sách
siêu hiển vi. Nhìn từ bên trên thì chúng gần như cân đối theo các chiều. Thế
nhưng khi nhìn ở góc cạnh thì ta thấy khoáng sét là một tấm mỏng được phân thành
nhiều tấm mỏng hơn nằm song song với nhau giống như các trang giấy. Cấu trúc
giống như cuốn sách thường được hình thành ở các vùng đất mà nước di chuyển cuốn
đi một thành tố nào đó trong cấu trúc và để lại các vị trí hổng trong cấu trúc tinh thể.

Khi các khoáng sét tiếp thu các nguyên tố khác nhau và các nguyên tố khác bị đầy
đi, các khoáng này sẽ gia tăng hay giảm đi độ bền vững, chúng giãn nở và thu nhỏ, và
chúng có thể hấp thụ nước và sau đó đẩy nước ra. Điều kiện thay đổi liên tục gây ra
sự biến đổi trong độ bền vững của khoáng sét theo thời gian. Do đó, có những
khoảng thời gian mà các khoáng sét trên con dốc trở nên yếu đi và trọng lực sẽ có
điều kiện kích hoạt một trận trượt đất.
Các đặc tính cơ học và độ bền của đá thường được kiểm soát bởi từ 10 tới 15 phần
trăm các đá có kích thước mịn nhất. Các khoáng nhỏ như sét thường có khuynh
hướng giảm độ bền do nước vì 1) Nước được hấp thu vào phần ngoài của sét do đó
làm các hạt tách rời, và 2) Nước được hấp thu vào giữa các lớp gây ra sự giãn nở và
mất độ bền vững.
 Vật liệu bị phong hóa
Phong hoá biến đổi tính chất kĩ thuật của đá, bao gồm sự suy giảm cường độ, mất
tính đàn hồi, giảm mật độ, tăng độ ẩm và độ rỗng. Do vậy có thể xem vỏ phong hoá
là một trong các yếu tố có ảnh hưởng đến nứt Trượt đất.
Thông thường, theo đo vẽ địa chất và tìm kiếm khoáng sản, mặt cắt phong hoá đầy
đủ từ trên xuống dưới bao gồm đới thổ nhưỡng, đới laterit, đới sét, đới saprolit và đới
5
đá gốc. Sự phân chia như vậy phản ánh mức độ phá huỷ của đất đá theo chiều sâu
tính từ bề mặt địa hình và ý nghĩa sinh khoáng của vỏ phong hoá.
Đới laterit là đới phong hoá triệt để nhất trong các đới thuộc vỏ phong hoá, thường
gồm sét bột cát đến sạn sỏi, sạn sỏi cát, cấu tạo hạt đậu hoặc kết hạch; mức độ vụn
nát rất cao, thường là sét pha, cát pha, cát sạn lẫn bột sét, bột sét lẫn cát sạn, thành
phần khoáng vật không đồng nhất với nhiều khoáng vật thứ sinh; khi ở trong đất thì
mềm; khi lộ ra ngoài thì kết cứng thành đá ong hoặc dăm cuội sỏi. Đất laterit có sức
chống cắt khá lớn, có thể tạo nên các mái dốc ổn định với các góc dốc 450 hoặc lớn
hơn.
Đới sét là đới phong hoá khá triệt để, hàm lượng sét tăng, thường là 45 –46%, sét
bột 60 – 90%, cát 10 – 25%, sạn không đáng kể. Với tầng này, đất thường
chặt, dung trọng khô trung bình đến lớn, hệ số lỗ rỗng giảm, hệ số thấm giảm, góc ma

sát trong và lực dính đạt đến các giá trị lớn đến trung bình. Hệ số nén lún trung bình,
khả năng xảy ra Trượt trong tầng này không lớn.
Đới sét và đới laterit (kể cả đới thổ nhưỡng phía trên đới laterit), tương
đương với đới vỡ mịn trong thang phân loại các đới vỏ phong hoá đặc điểm địa chất
công trình.
Đới saprolit là đới sét phong hoá không hoàn toàn, hàm lượng sét thấp, bột cát khá
cao và hàm lượng sạn dăm và kích thước tăng về phía dưới, đáng kể ở phần thấp
của mặt cắt. Tỉ lệ các hợp phần: SiO2 > Al2O3 > Fe2O3. Trong các khoáng vật,
hàm lượng kaolinit còn thấp, chưa có gipxit. Phụ đới này tương ứng với đới vỡ nhỏ
trong thang phân chia các đới vỏ phong hoá theo đặc điểm địaa chất công trình. Đặc
điểm chung: các hạt kích thước khác nhau, rời rạc, các khoáng vật đã bị biến đổi khá
nhiều. Liên kết giữa các hạt yếu, cường độ chống cắt, chống nén nhỏ.
Đới đá gốc: đá nguyên thuỷ, hầu như chưa bị biến đổi và nứt vỡ do ngoại sinh.
Đới này tương đương với đới nguyên thể.
 Các cấu trúc địa chất bất lợi
Các bề mặt trượt có trước là tiền đề cho các vụ trượt đất sau này. Khi một khối đất
lần đầu tiền tách rời và trượt xuống dốc, nó có khuynh hướng tạo ra một lớp trơn của
các vật liệu bên dưới. Lớp này đặc biệt gây trượt khi bị thấm ướt.
6
Sự định hướng của các tầng đá trong sườn dốc tạo ra các mức nhạy cảm đối với
trượt đất khác nhau của sườn. Ở nơi mà các tầng đá cắm vào với góc nhỏ hơn góc
dốc thì nguy cơ gây trượt sẽ lớn hơn.
Điều kiện này được gọi là hiện tượng đá nền lộ khi mà một đầu cúa các tầng đá
cắm nông được lộ ra trên sườn dốc hơn. Trên mặt còn lại của cùng một ngọn đồi thì
cũng tầng đá đo cắm vào ngọn đồi với một góc lớn hơn gây khó khăn cho quá trình
trượt lở.
Các chỗ yếu trong đá tạo ra điều kiện trượt. Chuyển động khối sẽ xảy ra ở nơi đá
không gắn kết; các vật liệu yếu tạo ra bề mặt trượt, các tầng đá mềm nằm trên vật
liệu cứng; các đứt gãy tách rời các khối đá; một đứt gãy cổ xưa hoạt động
như một bề mặt trượt.

 Sự khác nhau về độ thấm ướt hay độ cứng của vật liệu
Các tầng có độ thấm khác nhau có vai trò khác nhau đối với nứt trượt lở đất. Khả
năng thấm lớn nhất theo phương song song với mặt lớp, phương kéo dài của tập đất
đá có độ thấm lớn. Sự có mặt của các lớp kẹp không thấm và thấm kém tương đối
làm cho sự thấm nước có tính dị hướng. Các tầng đất có độ thấm kém tương đối
nằm dưới các tầng có độ thấm cao hơn khi có ảnh hưởng của nước ngầm sẽ
phát sinh giữa chúng một bề mặt có thể gây trượt.
b. Nguyên nhân địa mạo
 Chuyển động kiến tạo, núi lửa
Đứt gãy và các trung tâm phun trào, các cấu trúc núi lửa, nứt trượt đất có mối quan
hệ mật thiết với nhau. Hầu hết các trung tâm phun trào đều nằm trên các đường đứt
gãy và nơi giao nhau của chúng, mật độ photolineament và cấu trúc vòng khá cao.
Các đá phun trào tướng họng ở các khu trung tâm của vòm dễ bị phong hoá, tạo nên
lớp vỏ phong hoá dày có tính chất cơ lý yếu. Do vậy khu trung tâm phun trào chính là
nơi xung yếu về mặt địa chất đối với nứt trượt lở đất.
 Hoạt động xói ngầm.
Nước chảy qua đá có thể làm hoà tan một số các khoáng kết nối các đá này.
Sự mất đi của các vật liệu kết nối làm gảim sự gắn kết đá và làm giảm độ bền
vững của con dốc, tạo điều kiện cho trượt đất xảy ra.
7
Nước chảy dưới đất không chỉ có thể ăn mòn hoá học các khoáng mà còn có thể ăn
mòn vật lý các vật liệu rời rạc. Sự sói ngầm có thể tạo ra các hệ thống hang lớn. Một
mạng lưới các hang sẽ làm cho dốc trở nên yếu hơn.
c. Các nguyên nhân khác
Thực vật có ảnh hưởng đến sự ổn định của sườn theo nhiều cách. Có nhiều cơ chế
cơ học thủy văn giúp giải thích vai trò bảo vệ của thực vật. Các cơ chế này bao gồm
sự gia cố cơ học và sự ngăn cản của rễ cây tới sự thay đổi chế độ thủy văn của con
dốc qua sự can thiệp của thực vật và sự tách độ ẩm đất do các quá trình hô hấp – bay
hơi.
Thực vật thân cỏ hay một thảm cỏ dày cung cấp sự bảo vệ tốt nhất chống lại sự

bào mòn do mưa và gió. Ngược lại, các thực vật thân gỗ có rễ cắm sâu thì có hiệu quả
hơn trong việc phòng chống các nứt trượt lở đất. Sự mất lớp phủ thực vật có thể đem
đến kết
Ngoài ra trượt lở đất còn xảy ra do các nguyên nhân do con người như việc phá
hủy phần chân dốc hay gia tăng khối lượng phần trên dốc.
Vật liệu trên bề mặt trượt có thể được chia ra làm khối dẫn động nằm
nghiêng và khối cản động. Một con dốc nằm ở trạng thái cân bằng khi mà khối dẫn
động tách ra và di chuyển xuống dốc nhưng nó bị cản lại bởi khối cản động đóng vai
trò như cái then chốt chặt khối cản động và con dốc ở vị trí cũ. Con người có thể gây
ra trượt đất bằng cách gia tăng khối lượng khối dẫn động hay khai thác vật liệu từ
khối cản động để dọn đường xây dựng đường xá hay xây nhà và do đó làm yếu khối
cản động.
1.1.2. Khái quát chung về lũ bùn đá.
1.1.2.1. Khái niệm lũ bùn đá.
Lũ bùn đá là một dạng của lũ quét, mang theo nhiều bùn đá, xảy ra thường liên
quan đến hiện tượng vỡ dòng gây ra do sự nghẽn tắc vật liệu bởi cấu trúc của thung
lũng sông suối. Cũng giống như những trận lũ quét bất kì nào, lũ bùn đá diễn ra đột
ngột và nhanh chóng, có tốc độ chảy lớn và tương đối lớn trong mấy tiếng đồng hồ
(3- 5 giờ trở lại), kèm theo những đợt sóng do dòng chảy bị tắc nghẽn, nhưng sau đó
lại được khai thông dưới sức ép của khối vật chất mang theo mỗi lúc một nhiều.
Trong những trường hợp như vậy, đôi khi thời gian kéo dài của lũ bùn đá tăng lên
8
đến 8- 12 giờ. Lũ bùn đá không phải là nét đặc trưng gì đó của chế độ dòng chảy, mà
xảy ra bất ngờ khi có sự quy tụ của các điều kiện nhất định tạo nên chúng. Cho nên,
nếu nói về thời gian hình thành của lũ bùn đá, thì chỉ có thể nhắc đến một giai đoạn
có khả năng diễn ra nhất. Lượng vật liệu rắn chứa trong dòng lũ bùn đá có thể thay
đổi trong phạm vi rộng, từ 10 -15% đến 40- 60%. Các lũ bùn đá hoặc các dòng lũ bùn
đá thường tạo nên một kiểu trầm tích lục địa gọi là lũ tích.
Lũ bùn đá thường phát sinh ở thượng nguồn các sông suối nhỏ và nơi hợp lưu giữa
các sông suối nhỏ với các sông suối lớn hơn. Sự xuất hiện lũ bùn đá thường có sự

liên hệ chặt chẽ với hiện tượng trượt lở đất đá ở hai bên sườn các thung lũng sông,
suối. Các khối trượt đưa vật liệu ồ ạt xuống đáy thung lũng, làm nghẽn dòng chảy
trong một khoảng thời gian tạm thời để rồi khi đã tích luỹ đủ năng lượng, dòng chảy
sẽ phá vỡ các đập chắn tạm thời và mang theo cả lượng đất đá đó xuống phía dưới
tạo thành dòng bùn đá. Dòng bùn đá này kết hợp với dòng chảy do mưa lớn, liên tục,
cường độ cao sẽ tạo thành dòng lũ bùn đá.
Lũ bùn đá diễn ra do chịu ảnh hưởng của tổ hợp các điều kiện tự nhiên và các hình
thức hoạt động của con người trên lưu vực. Đi vào bản chất, ta có thể phân ra các
nhân tố theo ba nhóm tuỳ theo tốc độ biến đổi của chúng. Các nhân tố không những
ảnh hưởng đến sự hình thành lũ bùn đá mà chúng còn ảnh hưởng lẫn nhau.
1.1.2.2. Các nhân tố ảnh hưởng tới phát sinh lũ quét – bùn đá
Các nhân tố ảnh hưởng tới phát sinh lũ quét – bùn đá được phân chia thành 3
nhóm: ít biến đổi, biến đổi chậm và biến đổi nhanh:
- Nhân tố ít biến đổi như: địa chất, địa mạo. Tuy là ít biến đổi, nhưng lại ảnh
hưởng trực tiếp đến sự hình thành lũ bùn đá. Địa chất quyết định đến thành phần vật
chất cấu tạo nên vỏ phong hoá. Địa mạo làm gia tăng quá trình trượt đất, tạo ra các
hình thái thung lũng sông phù hợp sự hình thành lên lũ bùn đá như hệ thống thung
lũng xuyên thủng nối tiếp nhau.
- Nhân tố biến đổi chậm như: phong hoá thổ nhưỡng, biến đổi khí hậu, lớp phủ
thực vật … tác động rất ít đến sự hình thành lũ bùn đá. Nhưng nếu thiếu sự che phủ
của thực vật thì độ lên kết của vỏ phong hoá sẽ yếu đi, dòng chảy mặt tăng cao do sự
thấm nước giảm … . Lúc đó trượt đất xảy ra càng cao và nguy cơ lũ bùn đá tăng
mạnh.
9
- Nhân tố biến đổi nhanh như: mưa, trượt đất, dòng chảy mặt… ảnh hưởng trực
tiếp đến sự hình thành lên lũ bùn đá.
- Các hình thức hoạt động của con người trên lưu vực ảnh hưởng đến cả ba nhóm
nhân tố, có vai trò rất lớn trong việc thúc đẩy sự hình thành lũ quét sớm hay muộn và
tăng sự tàn phá của lũ quét.
Mặc dù lũ quét, lũ bùn đá được đề cập đến nhiều, song hầu hết chúng chỉ được

xem như những hiện tượng tự nhiên liên quan chủ yếu đến khí hậu, các điều kiện
khác như địa chất, địa mạo…. những yếu tố mặt đệm quan trọng quyết định đến sự
hình thành và cường độ của chúng thì chưa được quan tâm đến nhiều.
Việc phân tích các thông tin địa mạo, bao gồm thông tin về đặc điểm cấu trúc địa
hình, các yếu tố trắc lượng hình thái (độ dốc, độ chia cắt ngang, chia cắt sâu), hướng
sườn, thành phần thạch học, mật độ sông suối… và mối quan hệ giữa chúng sẽ là
những dữ liệu hết sức quan trọng, làm cơ sở để đưa ra những nhận định ban đầu về
các vị trí có khả năng xảy ra lũ bùn đá.
Dòng lũ bùn đá thường được hình thành ở những suối có nhiều yếu tố tạo nên các
đập chắn tạm thời. Các đập chắn này thường được hình thành bởi các khối trượt đất
lớn trực tiếp từ hai sườn phía bên cạnh, cũng có thể là sự dồn ứ vật liệu gồm các khối
đá lớn, các thân gỗ bị phá hủy từ phần trên của thung lũng đưa xuống.
Sự phá vỡ các đập chắn này bởi sự quá tải sẽ dẫn tới hình thành dòng lũ bùn đá,
các đê hay gờ chắn này thường được hình thành ở những chỗ bị thắt hẹp hay ở những
nơi ngoặt đột ngột của thung lũng và tại những nơi có nhiều vết trượt lở từ hai sườn.
Việc xác định khả năng hình thành các thung lũng với sự xen kẽ giữa những đoạn mở
rộng và thu hẹp sẽ là cơ sở cho việc đánh giá nguy cơ lũ bùn đá. Các kết quả nghiên
cứu trước đây đã cho thấy, các khe suối cắt vuông góc với hướng cắm của các tập đất
đá có độ bền vững khác nhau sẽ thuận lợi cho việc hình thành các thung lũng kiểu
này, kiểu thung lũng xuyên thủng hay còn gọi là dạng ống chỉ.
Khi lũ bùn đá xảy ra, trong lúc hoạt động chúng đều để lại dấu ấn của mình trên
địa hình. Tiêu biểu cho các dấu hiệu để nhận biết sự hiện diện của lũ bùn đá trong
quá khứ chính là các sản phẩm tích tụ của chúng sau khi đã ngừng hoạt động. Đó
chính là những khối tích tụ trầm tích hỗn độn đặc trưng, gọi là lũ tích. Chúng hợp
thành nón phóng vật, vạt gấu sườn tích và lớp phủ lũ tích ở các sông suối và các dòng
10
chảy tạm thời, ở các đồng bằng trước núi, các thung lũng giữa núi… Việc phân tích
và đánh giá các điều kiện địa hình tại những khu vực đã từng xảy ra lũ bùn đá có ý
nghĩa rất quan trọng cho việc dự báo chúng. Các thông tin về trắc lượng hình thái,
đặc điểm thạch học, đá gốc, đặc điểm mưa... ở những nơi đã từng xảy ra lũ bùn đá sẽ

là chìa khoá cho kiệc tìm kiếm và xác định các khu vực tiềm ẩn loại tai biến này
trong tương lai.
1.1.3.Tổng quan về tai biến xói lở - bồi tụ bờ biển.
1.1.3.1. Khái niệm về tai biến xói lở - bồi tụ bờ biển
Xói lở và phá hoại bờ là một quá trình địa mạo, được biểu diễn bằng sự thay đổi
hình thái, tức là sự thay đổi mặt cắt, hình dáng của bờ và tính ổn định của nó. Quá
trình ấy nhằm thiết lập sự tương ứng giữa các lực phong hoá, mài mòn và trọng lực,
v.v... tác dụng lên đất đá bờ với các lực chống lại bên trong của đất đá.
1.1.3.2. Nguyên nhân gây xói lở - bồi tụ bờ biển
Đối chiếu các đặc điểm hình thái của bờ mài mòn và bờ tích tụ, có thể thấy rõ
chúng phụ thuộc chủ yếu vào:
-Độ bền vững và trạng thái vật lý của đất đá bờ: Nếu bờ là đá cứng như đá
macma kết tinh dạng khối, các đá biến chất kết tinh dạng khối và dạng phân lớp, các
đá trầm tích được gắn kết bền chắc, được đặc trưng bằng độ bền cao, độ biến dạng
nhỏ, độ thấm nước yếu, độ ổn định và sức chống chịu của các tác nhân khí quyển đều
cao, thì phần nhiều chúng ít có những dấu vết tác động của vực nước. Bờ thường cao,
dốc mấp mô; đường bờ chạy dọc theo vách đứng hoặc bãi hẹp. Hiện tượng đào mặt
cắt cân bằng của các bờ chạy dọc theo vách đứng hoặc mới chỉ bắt đầu.
Bờ là đất đá tương đối cứng (đá nửa cứng), tức là các đá macma, biến chất và các
đá trầm tích được gắn kết bền chắc nhưng đã bị nứt nẻ và phong hoá đáng kể, cũng
như các đá trầm tích, đá mảnh vụn gắn kết yếu, các đá trầm tích sét, đá nguồn gốc
hữu cơ, đá nguấn gốc sinh hoá, đá vụn kết núi lửa và đá trầm tích phun trào có độ
chặt và độ bền nhỏ, thì dễ bị rửa khoét và phá hoại hơn. Các đá như vậy khác với các
đá cứng ở độ bền và độ ổn định đối với các tác nhân phong hoá kém hơn, ở độ biến
dạng, ở độ thấm nước đáng kể và cao. Chúng thường bị nứt nẻ đáng kể còn các đá có
tính hoà tan thì sinh ra hang hốc.
11
- Điều kiện thế nằm của đất đá: Khi thế nằm của đất đá trầm tích nghiêng về phía
lục địa hoặc thế nằm ngang, thì tính liên tục trong sự phân tầng của đất đá có thành
phần thạch học khác nhau có một ý nghĩ quan trọng. Nếu ở mực sóng vỗ lộ ra các đất

đá yếu, thì ngấn sóng vỗ bờ sẽ nhanh chóng được đào khoét, tạo nên các mái hiên
treo lơ lửng, các bậc nhô ra và sau đó là hiện tượng đất đá đổ và những đợt sập đổ ào
ạt của bờ. Khi thế nằm của đất đá nghiêng về phía vực nước, thì hiện tượng xói lở bờ
sẽ làm phát sinh hiện tượng trượt đất đá. Cũng thế nằm này, nhưng nếu đất đá đặc
chắc, bền vững lộ ra, thì chúng sẽ tạo nên một lớp phủ bảo vệ, làm chậm lại hoặc ngăn
cản sự phá hoại bờ.
- Hướng của các cấu trúc kiến tạo ở đới bờ: có ảnh hưởng nhất định đến hình
dáng của bờ. Về phương diện này, người ta phân biệt ra trên bờ dọc (kéo dài dọc các
đường kiến tạo), bờ ngang, bờ chéo và bờ có vị trí trung gian. Bờ dọc thường là
đường thẳng, ít bị chia cắt; hình dáng của bờ ngang và bờ chéo thường không có quy
luật; bờ trung gian hướng dọc theo các kiến trúc khối tảng ở những vùng phổ biến các
đá dạng khối, bờ bị chia cắt yếu, khá thẳng.
Các quan sát cho thấy mạng lưới địa lý thuỷ văn hiện có ở đới ven bờ biển có ảnh
hưởng lớn đến việc hình thành bờ. Sông, đặc biệt là các sông ở miền núi, mang theo
nhiều vật liệu rời rạc di động; các vật liệu này được lắng đọngở đới bờ hoặc bị các
dòng chảy có hướng, sóng vỗ, tuỷ triều tải đến nhiều chỗ dọc bờ. Tình hình vật liệu
rời rạc sẽ đẩy nhanh hơn sự phát trienẻ các hiện tượng mài mòn, đặc biệt ở các bờ
dốc sâu; ngược lại, dư thừa chúng sẽ ngăn chặn sự phát triển của mài mòn.
Chế độ chuỷ văn của vực nước ở một vùng nào đó cũng có ý nghĩ nhất định và
thường là quyết định. ở các vực nước lớn, diện tích mặt nước rộng, các bờ có phương
vuông góc với hướng gió chủ yếu (có thời gian gió thổi dài, tốc độ lớn) phải chịu tác
động mạnh của sóng gió gây nên và do đó, khi các điều kiện đại mạo (bờ dốc sâu) và
địa chất thuận lợi, dễ bị rửa xói và phá hoại. Sóng khúc xạ cũng ảnh hưởng loại đó
phải kể đến đầu tiên. Các bờ khuất gió, không chịu cảnh hưởng của sóng do gió gây
ra, bị xói lở và phá hoại yếu hay mang đặc điểm tích tụ.
Ngoài các nhân tố điều kiện thiên nhiên ảnh hưởng đến quá trình xói lở và phá
haọi của các vực nước, các yếu tố nhân tạo liên quan đến các hoạt động xây dựng và
kinh tế của con người cũng có ảnh hưởng đáng kể. Hiện nay, có nhiều vị trí bờ bị xói
12
lở mạnh mẽ sau khi xây dựng các công trình, vì khi thiết kế và xây dựng chúng người

ta đã không chú ý đầy đủ đến động lực học của các quá trình địa chất ở đới bờ.
Tất cả những điều đó chướng tỏ: ở đới bờ thường có sự cân bằng hết sức, dễ di
động trong sự phát triển các các quá trình địa chất: sự cân bằng đó dễ bị phá vỡ do
việc bố trí các công trình thiếu căn cứ địa chất. Việc khai thác các vật liệu rời rạc để
xây dựng ở chỗ cửa sông đổ ra biển, ở sườn bờ ngầm, đặc biệt là ở các bãi bồi, có tác
dụng phá hoại hết sức lớn đến sự cân bằng hàng này.
1.2. Tổng quan về tiếp cận địa mạo trong nghiên cứu giảm thiểu tai biến thiên
nhiên
1.2.1. Trên thế giới.
Trên thế giới, lịch sử nghiên cứu địa mạo đã trải qua những giai đoạn phát triển
khác nhau với những quan điểm và khuynh hướng nghiên cứu đa dạng, bao gồm cả
nghiên cứu có tính chất lý thuyết cũng như nghiên cứu ứng dụng trong các lĩnh vực
khác nhau.
Từ những thập niên 60 đến 90 của thế kỷ trước đã có hàng loạt những công trình
nghiên cứu về nguy cơ lũ lụt và tai biến kèm theo trên các đồng bằng châu thổ ở
Đông Á, Đông Nam Á theo hướng tiếp cận địa mạo của các nhà địa mạo Nhật Bản.
Phương pháp chủ yếu của các nhà nghiên cứu Nhật Bản là đo vẽ, phân loại và
thành lập bản đồ địa mạo chi tiết, từ đó đánh giá mức độ ảnh hưởng của lũ lụt và một
số tai biến kèm theo như xói lở bờ sông, hiện tượng bồi lấp.
Khác với các nhà địa mạo Nhật Bản, các hướng nghiên cứu của giới địa mạo
phương Tây, Bắc Mỹ đa dạng và được nghiên cứu tổng thể hơn về mặt không gian.
Các nội dung được chú trọng như: đánh giá mối quan hệ giữa hình thái lưu vực và lũ
lụt, vận chuyển bồi tích do lũ, xói lở- bồi tụ do lũ, lũ bùn đá….
Trong thời gian gần đây, bên cạnh các phương pháp địa mạo truyền thống, các
công trình tập trung nhiều hơn cho việc nghiên cứu cảnh báo tai biến thiên nhiên với
sự hỗ trợ của công nghệ viễn thám và GIS.
Qua đây cho thấy, thế giới đã khẳng định rất rõ vai trò quan trọng của địa mạo
trong nghiên cứu tai biến thiên nhiên. Cho đến nay, cách tiếp cận và phương pháp
nghiên cứu này vẫn đang tiếp tục phát triển và ứng dụng rộng rãi cùng với sự trợ giúp
đặc lực của công nghệ viễn thám và GIS. Và rõ ràng, những vấn đề về lý thuyết cũng

13
như thực tiến của địa mạo trong nghiên cứu tai biến thiên nhiên, đặc biệt là nghiên
cứu về vai trò của địa hình đối với sự hình thành loại tai biến này, vẫn cần được tiếp
tục củng cố, hoàn thiện và phát triển.
1.2.2. Ở Việt Nam
Hướng tiếp cận địa mạo trong nghiên cứu giảm thiểu tai biến thiên nhiên ở Việt
Nam là một hướng nghiên cứu mới. Năm 1999 đê tài cấp Trường ĐHKH Tự nhiên,
mã số TN-2000-19 “Nghiên cứu ảnh hưởng của đặc điểm địa mạo tới độ nhạy cảm
ngập lụt đồng bằng Huế trên cơ sở ứng dụng viễn thám và GIS” được thực hiện.
Sau đó là đề tài đặc biệt cấp ĐHQG Hà Nội, MS QG 99-10 “Nghiên cứu tai biến
thiên nhiên trên cơ sở phương pháp địa mạo phục vụ phát triển đô thị dải đồng bằng
ven biển Đà Nẵng – Quảng Ngãi”. Đây là một đề tài có ý nghĩa rất lớn cả về nghiên
cứu lý thuyết cũng như giải quyết các vấn đề thực tiễn mang tính thời đại và của cả
khu vực nghiên cứu. Nó còn có ý nghĩa giống như điểm nhấn quan trọng, tiếp bước
và tạo đà phát triển phát triển cho hướng ứng dụng mới của khoa học địa mạo ở Việt
Nam: nghiên cứu giảm thiểu tai biến thiên nhiên và nghiên cứu ứng dụng công nghệ
viễn thám và GIS trong đo vẽ địa mạo và giảm thiểu tai biến thiên nhiên.
Cho đến nay, hướng tiếp cận địa mạo trong giảm thiểu tai biến thiên nhiên được sử
dụng rộng rãi. Có nhiều đề tài nghiên cứu ở các cấp khác nhau: Nghiên cứu và cảnh
báo tai biến thiên nhiên ở Trung Trung Bộ Việt Nam trên cơ sở địa mạo; Ứng dụng
phương pháp địa mạo trong việc xác định đặc trưng lũ lụt vùng hạ lưu các sông Thu
Bồn, Trà Khúc, của tập thể các tác gỉa khoa Địa lý trường Đại học Khoa học Tự
nhiên ĐHQGHN.
1.2.3. Cơ sở phương pháp luận tiếp cận địa mạo trong nghiên cứu giảm thiểu tai
biến thiên nhiên.
Cơ sở phương pháp luận của bất cứ ngành khoa học nào cũng đều được xây dựng
từ mối liên hệ biện chứng giữa đối tượng và mục tiêu nghiên cứu của nó. Đối tượng
nghiên cứu của khoa học địa mạo nói cung là địa hình mặt đất, còn mục tiêu của nó là
làm rõ bản chất của địa hình.
Lý thuyết của khoa học địa mạo đã xác nhận địa hình là sản phẩm của mối tác

động tương hỗ rất phức tạp, lâu dài và thường xuyên bị thay đổi theo không gian và
thời gian giữa các quá trình nội sinh và ngoại sinh lên bề mặt Trái Đất. Sự phát sinh,
14
phát triển của địa hình có mối liên hệ cụ thể và chặt chẽ với đặc điểm của môi trường
mà nó tồn tại. Nó được xem như là một hợp phần của môi trường vốn có khả năng tự
điều chỉnh, nghĩa là nó luôn luôn có quan hệ tương hỗ và quan hệ chi phối nhân-quả
với những hợp phần khác. Bề mặt Trái Đất chính là trường hoạt động của các lực đối
lập nhau, nhưng tác đông của chúng lại có mối quan hệ mật thiết với nhau. Chúng
thường xuyên thay đổi và làm cho địa hình mặt đất cũng biến đổi không ngừng: có
sinh ra, phát triển và bị mất đi, nghĩa là biến đổi từ trạng thái này sang trạng thái
khác. Ở mỗi thời điểm và không gian cụ thể, địa hình mặt đất có một trạng thái nhất
định phụ thuộc vào mối quan hệ giữa các nhân tố lúc bấy giờ.
Địa hình mặt đất là những thực thể vật chất có cấu trúc 3 chiều, được sinh ra và
tiến hóa phụ thuộc vào mối quan hệ vật chất và năng lượng trong môi trường nó tồn
tại. Khi tích tụ vật chất thì xảy ra quá trình giải phóng năng lượng, còn khi giải phóng
vật chất thì xảy ra quá trình tích lũy năng lượng và ngược lại.
Để làm rõ bản chất của địa hình, các nhà địa mạo còn phải tìm hiểu thêm đối
tượng nghiên cứu của một số môn khoa học khác, như tính chất của đất đá (đối tượng
thạch học), sự chuyển động của nước (đối tượng của Thủy văn học), của không khí
(đối tượng của Khí hậu, Khí tượng học), hay các quá trình chuyển động của vỏ Trái
Đất (đối tượng của Kiến tạo học)….Mặt khác địa hình phát triển còn tuân theo quy
luật vận động của thế giới vật chất. Bởi vậy, ngoài việc sử dụng các tài liệu về địa
chất, địa lý để làm rõ bản chất địa hình, địa mạo còn áp dụng cả những định luật
trong vật lý như: định luật bảo tồn và biến đổi năng lượng và vật chất, các định luật
về chuyển động vật chất….Mặt khác, cũng như các khoa học khác, nghiên cứu địa
mạo cũng được dựa trên những nguyên lý riêng của mình, các nguyên lý địa mạo đó
là:
1. Tính đồng dạng:
Nội dung của nó là: Các sự kiện địa mạo đã, đang và sẽ xảy ra đều có những nét
tương đồng. Đây là cơ sở quan trọng cho việc khôi phục và dự báo các hoạt động địa

mạo khi xác định được các nhân tố tham gia vào quá trình trên cơ sở nghiên cứu hiện
tại. Quan điểm này được đúc kết lại thành câu: “hiện tại là chìa khóa đi vào quá khứ”.
2. Tính đột biến ngưỡng:
15
Đây là nguyên lý nói về sự đột biến các sự kiện địa mạo. Tính đột biến ngưỡng
chính là bước nhảy vọt trong quá trình tiến hóa để chuyển từ trạng thái địa mạo này
sang trạng thái khác.
3. Phản ứng dây truyền:
Khi có một nhân tố địa mạo nào đó thay đổi vượt quá ngưỡng thì các nhân tố khác
trên phạm vi một lãnh thổ nào đó cũng bị thay đổi. Trong quá trình nay, các phản ứng
sẽ dần tiến tới trạng thái ổn định trong điều kiện mới với sự chiếm ưu thế của một
hoặc một vài nhân tố nào đó.
4. Thời gian:
Khoảng thời gian hoạt động của một quá trình (hay nhân tố) địa mạo nào đó rất
khác nhau. Nó có thể mất đi hoặc bị thay thế vai trò trong quá trình phát triển địa
hình lãnh thổ theo thời gian. Tuy nhiên, theo thời gian nó cũng có thể được lặp lại
nhưng trong hoàn cảnh khác và có thể có cường độ khác. Trong thực tế, đa só các quá
trình địa mạo đều diễn ra lâu dài, nhưng cũng không hiếm trường hợp đột biến.
Tóm lại, nghiên cứu địa hình mặt đất trong trạng thái vật chất luôn luôn biến động
trên cơ sở các nguyên lý địa mạo là cách đi tốt nhất để hiểu rõ bản chất của địa hình.
Đó là cơ sở phương pháp luận chung cho việc nghiên cứu địa mạo ở bất kỳ quy mô
nào, bất kỳ quá trình địa mạo nào. Đó cũng là cơ sở lý thuyết chung của địa mạo học:
địa hình được sinh ra và tiến hóa trong mối tác động tương hỗ giữa các lực nội sinh
và ngoại sinh, do những nguyên nhân khách quan và chủ quan theo không gian và
thời gian.
1.3 Các phương pháp nghiên cứu
1.3.1. Nhóm các phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa
1.3.1.1.Các phương pháp khảo sát ngoài thực địa
Trên cơ sở đã có những phân tích tổng hợp trong phòng tiến hành đi thực địa. Việc
đi thực địa sẽ giúp thu thập những tài liệu về đặc điểm địa mạo, xác định gianh giới

giữ các dạng địa hình, thành phần vật chất trong khu vực, đặc điểm các dạng tai biến
và tác hại thực tế do nó gây ra. Phát hiện chi tiết những đặc trưng của khu vực nghiên
cứu, ghi nhận hiện trạng bằng cách chụp ảnh hay đo đạc, định vị bằng máy GPS.
Việc đi thực địa được tiến hành đồng thời với việc sử dụng các phương pháp phân
tích chuyên nghành thu được kết quả tốt nhất cho nội dung nghiên cứu.
16
1.3.1.2.Phương pháp phân tích đánh giá tổng hợp các số liệu và thông tin thu thập
Thu thập tài liệu liên quan đến tai biến lũ là vấn đề quan trọng đã được đặt ra. ở
mỗi đề tài, đây là bước đầu tiên được xem xét trước khi triển khai công tác nghiên
cứu điều tra thực địa. Các số liệu này giúp người thực hiện nhiệm vụ có những nét
khái quát mang tính tổng quan về thực trạng và diễn biến của lũ quét- lũ bùn đá,
những hậu quả thiệt hại và tình hình khắc phục. Đó là những cơ sở để định hướng nội
dung về các bước tiến hành nghiên cứu. Các tài liệu được thu thập từ các sở, ban,
ngành ở địa phương, các tài liệu được lưu trữ ở các bộ, ngành quản lý Trung ương.
1.3.1.3.Phương pháp điều tra nghiên cứu thu thập tài liệu
- Đánh giá hiện trạng xảy ra và diễn biến lũ bùn đá, những thiệt hại mọi mặt, vấn
đề khắc phục;
- Nghiên cứu các mối quan hệ của điều kiện tự nhiên và hoạt động dân sinh với tai
biến lũ. Làm sáng tỏ các nguyên nhân dẫn đến tai biến lũ;
- Đánh giá các giải pháp phòng tránh tai biến đã được áp dụng, mức độ và hiệu
quả của chúng;
Ngoài ra, trong nghiên cứu điều tra thực địa, vấn đề thu thập thông tin trong dân về
lũ quét- lũ bùn đá cũng rất được coi trọng. Đây là những tư liệu quý, đặc biệt là về
hiện trạng các loại tai biến và thiệt hại về vật chất và con người trong nhiều năm ở
khu vực nghiên cứu.
1.3.2. Nhóm phương pháp nghiên cứu địa mạo
1.3.2.1.Phương pháp trắc lượng hình thái
Mục đích của phương pháp này là phân tích định lượng địa hình bề mặt Trái Đất
để góp phần giải các vấn đề nguồn gốc và động thái của nó. Trong đó, có thể nghiên
cứu hình thái địa hình về: độ cao tuyệt đối, độ cao tương đối, độ dốc, hướng sườn,

mật độ chia cắt ngang và chia cắt sâu… kết quả sẽ giúp cho việc xác định được các vị
trí sẽ xảy ra lũ quét.
Với đặc điểm địa hình liên quan đến lũ quét như độ dốc, hướng sườn, mức độ
bằng phẳng, độ chia cắt ngang, độ chia cắt sâu… là những chỉ số quan trọng trong
đánh giá sự nguy hiểm của lũ quét như:
- Độ dốc quy định tốc độ của dòng chảy cũng như ảnh hưởng tới sự trượt lở đất
đá trên sườn.
17
- Mức độ bằng phẳng quy định tính chất vật liệu cấu tạo nên địa hình.
- Độ chia cắt ngang quy định kiểu dòng chảy.
- Độ chia cắt sâu quy định bồn thu nước, hình thái hệ thống sông suối.
1.3.2.2.Phương pháp kiến trúc hình thái
Phương pháp này nhằm xác định mối liên hệ giữa địa hình với cấu trúc địa chất,
về các mặt cấu trúc kiến tạo và thạch học. Tìm ra sự phụ thuộc của hình thái địa hình
đối với các điều kiện cấu trúc và thạch học như trên cơ sở của hiện tượng xâm thực
chọn lọc (các loại đá mềm bị xâm thực mạnh hơn các loại đá cứng). Nhiều đặc điểm
hình thái được quy định bởi đặc điểm thạch học. Chẳng hạn, khi nghiên cứu địa mạo
lục địa, người ta dễ dàng phân biệt được sự khác biệt giữa địa hình được thành tạo
trên các đá mắc ma xâm nhập, mắc ma phun trào, đá trầm tích lục nguyên có thế nằm
ngang hoặc nghiêng, đá vôi….
Các đặc điểm của trầm tích bở rời (thành phần độ hạt, thành phần khoáng vật, đặc
điểm tướng…) cũng có ý nghĩa quan trọng khi nghiên cứu lũ quét. Các đặc điểm
trầm tích nêu trên là một trong những chỉ tiêu để phân tích lịch sử phát triển của địa
hình đang được nghiên cứu. Ngoài ra chúng còn quyết định đến độ thấm nước của
lớp vỏ phong hoá, đó chính là những nhân tố gây ra lũ quét.
1.3.2.3.Phương pháp địa mạo động lực
Phương pháp này được sử dụng để phát hiện sự biến đổi của địa hình, tìm ra
những động và quá trình tác động lên địa hình trong mối liên hệ với điều kiện cấu
trúc địa chất, vận động tân kiến tạo và những điều kiện khí hậu hiện đại. Phương
pháp này không những giúp giải thích nà còn dự báo được sự phát triển của địa hình.

Ví dụ như các khối trượt đất thường phát triển trên những cấu tạo địa chất có thể nằm
trùng với hướng dốc của sườn và có những lớp đá thấm nước (cát, cát kết) xen kẽ với
những lớp không thấm nước (sét, đá sét). Phương pháp này giúp chúng ta có thể dự
báo sự hình thành và phát triển các loại hình lũ trong khu vực nghiên cứu. Và xác
định được các vị trí có nguy cơ xảy ra lũ quét.
1.3.2.4. Phương pháp nguồn gốc lịch sử
Phương pháp này nghiên cứu lịch sử phát triển của địa hình đang tồn tại trên bề
mặt Trái Đất cũng như đã bị phá huỷ hoặc bị chôn vùi trong lòng đất.
18
Qua các dấu hiệu trên địa hình ta rất dễ nhận ra dấu vết của các trận lũ đã xảy ra
trong quá khứ, các dấu hiệu đó đã xảy gần đây hay từ lâu rồi. Từ những dạng địa
hình mới tạo ta có thể suy ra nguyên nhân cụ thể gây ra thiệt hại có tính chất tai biến,
nghĩa là có thể dự báo - cảnh báo.
Để góp phần cảnh báo nguy cơ lũ quét trên cơ sở phương pháp địa mạo, trước hết
cần nhận thấy rằng nội dung của các cuộc điều tra địa mạo và chính bản đồ địa mạo
được xây dựng theo nguyên tắc nguồn gốc - lịch sử đã có mối liên hệ chặt chẽ với sự
hình thành lên địa hình.
1.3.3. Phương pháp viễn thám và GIS
Phương pháp viễn thám & GIS ngày càng được ứng dụng rộng rãi và trở thành
một phương pháp quan trọng trong nghiên cứu và đánh giá tai biến thiên nhiên, bao
gồm cả tai biến trượt lở, lũ bùn đá, biến động đường bờ.
Đặc điểm của ảnh viễn thám là giúp chúng ta có thể thu nhận đồng thời đặc điểm
của các đối tượng trên bề mặt Trái Đất trong một diện tích rộng lớn tại thời điểm bay
chụp. Trong nghiên cứu lũ lụt, ảnh viễn thám có vai trò như một dữ liệu đầu vào quan
trọng cung cấp các thông tin về cấu trúc và các đơn vị địa hình, các khối trượt cổ hiện
trạng lớp phủ, mạng lưới sông suối. Trong khóa luận, tài liệu viễn thám cho phép xác
định các khu vực bãi thải từ hoạt động khai thác than và các khu vực có sự biến đổi
về địa hình.
Công nghệ GIS giúp chúng ta giải quyết các bài toán mang tính tích hợp thông tin
từ nhiều lớp thông tin khác nhau một cách nhanh chóng và chính xác. Trong nghiên

cứu, đánh giá các vị trí tiềm ẩn lũ bùn đá, sự liên kết giữa các lớp dữ liệu địa lý dạng
vector và raster của GIS có vai trò quan trọng trong việc xác định các vị trí tiềm ẩn lũ
bùn đá trong một không gian địa lý cụ thể thông qua việc tổng hợp thông tin cùng
một lúc trên nhiều đối tượng nền địa lý khác nhau, như mạng lưới thuỷ văn, đặc điểm
thạch học, lớp vỏ thổ nhưỡng…. Khả năng trong lưu trữ, quản lý và tích hợp thông
tin, đồng thời nó có thể đưa ra rất nhiều các phương án kết hợp khác nhau là một tính
năng quan trọng có thể giúp các nhà quản lý đưa ra những quyết định cuối cùng cho
công tác dự báo và phòng chống lũ bùn đá.
Bản chất của ứng dụng Hệ thông tin địa lý còn là việc xác lập mối liên hệ không
gian giữa các đối tượng và hiện tượng mang thuộc tính không gian. Trong nghiên cứu
19
xác lập sơ đồ logic cho ứng dụng GIS, người ta phải tìm được những mối liên hệ giữa
các hiện tượng để từ đó xác lập các lớp thông tin cần phải đưa vào mô hình. Số lượng
lớp thông tin khá nhiều, nhưng chúng thường có hệ số tương quan rất khác nhau với
đối tượng nghiên cứu. Nhiệm vụ của người vận dụng cụ thể là phải định được những
mối liên hệ chặt chẽ nhất để ưu tiên tìm kiếm trong khi thành lập cơ sở dữ liệu, bởi vì
trong nhiều cặp tương quan bao giờ cũng có những cặp tương quan chặt chẽ nhất và
có ý nghĩa quyết định nhất. Ví dụ, căn cứ vào định nghĩa về “bãi bồi là bề mặt tích tụ
dưới đáy thung lũng sông do hoạt động xâm thực và tích tụ của dòng sông tạo nên và
hàng năm vẫn bị nước lũ tràn ngập”, khi muốn xác định diện tích những không gian
bị ngập lụt, nhà nghiên cứu lũ lụt bằng công nghệ GIS trước hết phải có lớp thông tin
thể hiện toàn bộ những diện tích bãi bối thấp, bãi bồi cao rồi cho nó kết hợp với
những lớp thông tin về độ cao lũ khác nhau. Với mục đích này thì toàn bộ không gian
không phải là bãi bồi hiện đại đều không cần quan tâm.
Chức năng tích hợp là thao tác không gian trong đó những lớp chuyên đề được
chồng lên nhau để tạo ra một lớp chuyên đề mới chứa đựng những thông tin mới. Để
rút ra những thông tin này, thao tác số học hoặc thao tác logic được vận dụng trên
những lớp dữ liệu khác nhau được nhập vào. Tích hợp những lớp dữ liệu khác nhau
là một quá trình bậc thang. Hai lớp dữ liệu nhập vào được tổ hợp vào một lớp trung
gian, nó lại được tổ hợp với lớp thứ ba để tạo ra lớp trung gian khác. Điều này được

thực hiện tới khi tất cả các lớp dữ liệu nhập vào đều được chồng lên nhau (Star,
1990).
Chồng ghép số học bao gồm các thao tác như cộng, trừ, nhân và chia. Thao
tác số học được thiết lập trên mỗi giá trị của lớp dữ liệu và giá trị trên vị trí
tương ứng của lớp dữ liệu thứ hai. (aronoff, 1989) Ngoài tính năng quản lý, phân
tích và tích hợp các lớp thông tin, GIS còn cho phép xây dựng mô hình số độ cao
(DEM) để mô phỏng địa hình thực trên cơ sở nội suy các số liệu độ cao có được
từ bản đồ địa hình, từ các điểm được xác định bằng GPS. Từ đó kết hợp với ảnh
viễn thám, bản đồ địa mạo và một số loại bản đồ lhác như bản đồ địa chất, bản
đồ thực vật… giúp chúng ta xác định được các vị trí tiềm ẩn lũ bùn đá và xây
dựng được bản đồ cảnh báo.

20
CHƯƠNG 2: CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH THÀNH TẠO
ĐỊA HÌNH VÀ PHÁT SINH TAI BIẾN TRÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
2.1. Vị trí địa lý
Khu vực nghiên cứu thuộc thành phố Hạ Long và thị xã Cẩm Phả , tỉnh Quảng Ninh
giới hạn trong hình chữ nhật có tọa độ góc Trên-Trái (X = 21
0
02
’
25
’’
Y = 107
0
03
’
33
’’
),

Dưới-Trái (X = 20
0
55
’
54
’’
Y = 107
0
04
’
02
’’
), Trên-Phải (X = 21
0
03
’
49
’’
Y = 107
0
20
’
19
’’
)
và Dưới-Phải (X = 20
0
57
’
19

’’
Y = 107
0
20
’
47
’’
), có diện tích khoảng 350 km
2
(trong đó
165 km
2
là mặt biển), trải dài dọc bờ biển từ thành phố Hạ Long tới thị xã Cẩm Phả,
bao phủ toàn bộ Thành phố Hạ Long, một phần thị xã Cẩm Phả và phần lớn diện tích
21
của khu khai thác than Hòn Gai – Cẩm Phả. Vùng nghiên cứu có đỉnh cao nhất là Cao
sơn 436 m và thấp nhất là - 49m (mong khai thác than ở mỏ Cọc Sáu), khu vực dọc
đường bờ biển có cao trình 0.4 -1.5 m, với độ dốc địa hình trung bình khoảng 14.8
o
và
mức độ phủ thực vật khoảng 17.5%.(hình 2.1)
Địa hình vùng Hạ Long- Cẩm Phả có thể được coi là đại diện cho toàn miền núi giáp
biển Quảng Ninh, bao gồm cả một cung duyên hải bị ngập nước biển với các đỉnh nổi
lên lô nhô trên mặt nước. Chính vì vậy ở đây địa hình rất phong phú và đa dạng: có núi,
có đồi, có đồng bằng, vũng vịnh và hải đảo. Núi đồi chiếm phần lớn diện tích, trong khi
đồng bằng chỉ như một dải hẹp vạch thành một ranh giới giữa đất liền và biển cả
2.2. Đặc điểm địa chất, kiến tạo
2.2.1. Đặc điểm địa chất.(hình 2.2)
Cấu tạo nền địa chất khu vực Hạ Long - Cẩm Phả bao gồm các thành tạo có tuổi từ
Ordovic đến Đệ tứ, trong đó chủ yếu là các đá trầm tích và trầm tích phun trào. Nét nổi

bật nhất là các trầm tích hạt thô như cát kết, cuội kết chiếm tỷ trọng lớn trong các hệ
tầng và các thành tạo phun trào ở đây chủ yếu có thành phần axit. Đặc điểm đó tạo nên
tính sắc sảo của địa hình các dãy núi và khả năng tạo vỏ phong hoá sét bị hạn chế.
- Đá cổ nhất trong lưu vực thuộc hệ tầng Tấn Mài tuổi Ordovic thượng - Silur (O
3
- S
tm). Hệ tầng phân bố thành một dải theo phương á vĩ tuyến từ bắc xã Dân Chủ, qua xã
Đồng Lâm đến Dương Huy. Hệ tầng được phân chia thành 2 phân hệ tầng có đặc điểm
thạch học khác nhau, phân hệ tầng dưới phân bố ở phía bắc và phân hệ tầng trên ở phía
nam:
Phân hệ tầng dưới chủ yếu gồm các thành tạo hạt thô như cát kết thạch anh, cát kết
tuf, đá phiến thạch anh - sericit, sạn kết tuf; chiếm tỷ lệ nhỏ hơn là bột kết. Trầm tích
có tính phân nhịp rõ. Đầu mỗi nhịp là trầm tích hạt thô, cuối là hạt nhỏ, chiều dày mỗi
nhịp từ vài mét đến vài chục mét. Phân hệ tầng dày 900 - 1000 m.
Phân hệ tầng trên có quan hệ chuyển tiếp với phân hệ tầng dưới, gồm các tập đá
có độ hạt nhỏ hơn phân hệ tầng trên như bột kết phân dải, cát sét kết, xen kẽ dạng
nhịp với đá phiến sét, phylit, đá phiến silic, đá phiến sericit, cát kết tuf. Bề dày của
phân hệ tầng là 700 m.
22
- Các thành tạo carbonat của hệ tầng Bắc Sơn với độ tinh khiết cao và cấu tạo dạng
khối hoặc phân lớp dày tạo nên các khối núi đá vôi với sườn vách dốc đứng điển
hình.
- Hệ tầng Bãi Cháy phân bố thành dải hẹp trên các dải đồi ở hai phía của Cửa Lục.
Mặt cắt của hệ tầng được chia thành 2 phần: phần dưới gồm dăm kết silic màu xám
đen, ròn mịn, đôi chỗ xen lớp mỏng cát bột kết, dày 100 - 150m; phần trên là đá silic
màu xám đen xen các lớp mỏng đá vôi silic, dày 150m.
- Hệ tầng Bình Liêu (T
2
a bl) gồm các trầm tích - nguồn núi lửa phân bố thành các
dải kéo dài phương á vĩ tuyến nằm tiết giáp phía bắc và nam hệ tầng Tấn Mài. Mặt

cắt được chia làm 2 phân hệ tầng:
Phân hệ tầng dưới phân bố ở phần rìa nếp lõm tại xã Dân Chủ hoặc phần nhân nếp
lồi Núi Sén. Mặt cắt gồm các đá cát kết, cuội kết, cát kết tuf, chuyển lên các thành tạo
phun trào ryolit porphyr, đacit porphyr xen các thấu kính hay lớp mỏng cuội kết tuf,
cát kết tuf.
Phân hệ tầng trên phân bố ở trung tâm nếp lõm Dân Chủ và trên dải hẹp từ núi
Dân Tiên đến núi Khe Ru, Đồng Quặng - phần gần thượng nguồn của sông Trới và
sông Man. Mặt cắt đặc trưng cho hệ phân tầng có độ hạt nhỏ hơn phân hệ tầng dưới
như bột kết, đá phiến sét xám tím xen ít cát kết, cát kết tuf, phân lớp vừa đến mỏng,
dày 600 - 1000m. Do cấu tạo bởi các thành tạo hạt mịn, các đá của hệ tầng bị phong
hoá cho nhiều sét, địa hình thoải hơn và dễ bị phân cắt xâm thực hơn địa hình cấu tạo
bởi các đá cát sạn kết.
- Hệ tầng Hòn Gai (T
3
n - r hg) phân bố ở trên các dải núi thấp. Đây là hệ tầng có
tuổi Trias thượng, có chứa than cung cấp nhiên liệu quan trọng nhất của nước ta.
Nhiều mỏ than trong hệ tầng này đã được khai thác từ lâu đời và nhiều mỏ mới được
khai thác nằm ở ngay phía đông, đông nam vịnh Cửa Lục. Dựa theo độ chứa than, hệ
tầng Hòn Gai được chia thành hai phân hệ tầng có cấu tạo dạng phức nếp lõm dạng
chậu mà phần nhân chính:
Phân hệ tầng dưới gồm 15 tập chiếm khối lượng chủ yếu của phân vị với nhiều
vỉa than có giá trị công nghiệp. Có cấu tạo phân nhịp, mỗi nhịp gồm cuội kết, cát kết,
bột kết chuyển lên sét than, than đá. Bề dày của phân hệ tầng khoảng 1500 - 1700m.
23
Phân hệ tầng trên gồm chủ yếu là các thành tạo hạt thô như cuội kết thạch anh xen
các lớp mỏng cát kết thạch anh và bột kết, sét than, dày 600 - 700m.
- Dải than Hòn Gai có cấu tạo gần theo phương vĩ tuyến, kéo dài từ Móng Cái qua
Cẩm Phả và Hòn Gai. Chúng tạo nên bàng loạt mỏ quan trọng, trong đó đáng kể là
các mỏ Kế Bào, Mông Dương, Cọc Sáu, Bắc Quảng Lợi, Đèo Nai, Khe Chàng, Khe
Tam, Ngã hai Khe Hùm, Vàng Danh, Hà Tu, Hà Lầm, Đồng Cóc, Đồng Đăng, Yên

Lập.
Thành phần của các trầm tích chứa than và số lượng các vỉa than rất hay thay đổi
trong không gian. Chính do sự hiểu nhầm lẫn này mà trước đây Zâyle (Zoiller, 1903)
đã phân chia ra ba hệ tầng, nhưng thực chất là chúng có chung một mực địa tầng như
nhau.
Các trầm tích chứa than được Paplốt (1960) xếp vào điệp Hồng Gai bao gồm ba
phụ điệp. Phụ điệp chứa than căn bản có cuội kết hạt trung bình, sỏi kết và cát kết hạt
không đều, có ít thấu kính than đá mỏng. Phụ điệp chứa than và trên than căn bản là
cuội cát kết có lớp kẹp bột kết, bột kết than, sét kết và các vỉa than đá với chiều dày
mấy chục mét. Nghiên cứu một cách chi tiết ở Cẩm Phả, Phạm Thế Hiển và Vũ
Quang Bình chia trầm tích phụ điệp chứa than ra ba tập (tập trầm tích lục địa đới
trầm tích chuyển tiếp, tập trầm tích lục địa trên).
Cấu tạo của dải than là cấu tạo của một địa hào, được giới hạn bởi các đứt gãy gần
phương vĩ tuyến. Móng của các trầm tích chứa than chủ yếu là các trầm tích Cacbon -
Pecmi. Trầm tích chứa than tạo nên một hệ thống nếp uốn đều đặn, thường có dạng
đẳng thước hoặc hơi kéo dài chủ yếu có phương gần vĩ tuyến, một số cấu tạo nếp uốn
có phương kinh tuyến. Các cấu tạo uốn nếp bị làm phức tạp thêm bởi hệ thống đứt
gãy theo phương vĩ tuyến và kinh tuyến.
Từ mô tả trên cho thấy các vật liệu thải của các khu khai thác than trong hệ tầng
chủ yếu vẫn là vật liệu hạt thô, lượng bột sét chiếm tỷ lệ nhỏ. Sản phẩm vỏ phong
hoá thường là litoma hoặc saprolit với bề dày hạn chế.
- Hệ tầng Hà Cối (J
1-2
hc) phân bố ở phần gần thượng nguồn của các nhánh phía
tây sông Diễn Vọng. Hệ tầng được chia thành 2 phân hệ tầng có thành phần khác biệt
nhau:
24
Phân hệ tầng dưới gồm chủ yếu các thành tạo hạt thô như cuội kết, sạn kết thạch
anh phân lớp dày xen các lớp mỏng cát kết, bột kết màu nâu đỏ, dày 200 - 300m.
Phân hệ tầng trên gồm chủ yếu các đá hạt mịn như cát kết hạt vừa, bột kết, sét kết

màu nâu đỏ, nâu tím, dày 300 - 350m.
Các đá của hệ tầng Hà Cối có độ bền vững cao, bị phong hoá yếu, tạo nên địa hình
sườn vách dốc đứng với quá trình động lực hiện đại chủ yếu là đổ lở. Khả năng cung
cấp vật liệu cho dòng chảy yếu.
- Các thành tạo Kainozoi phân bố chủ yếu trong và xung quanh vịnh Cửa Lục,
gồm các trầm tích Miocen đến hiện đại.
- Các thành tạo Pleistocen phân bố trên các dải gò đồi thấp xung quanh vịnh Cửa
Lục với các thành tạo nguồn gốc sông - lũ gồm chủ yếu vật liệu hạt thô như cuội, tảng
và các thành tạo nguồn gốc biển với thành phần chủ yếu là cát bột xám vàng.
- Các thành tạo Holocen phân bố ở phần địa hình thấp quanh và trong phạm vị
vịnh cửa Lục. Trầm tích Holocen hạ - trung phân bố trên các thềm biển cao 3 - 5m,
mặt cắt gồm 2 tập, từ dưới lên như sau: Tập dưới là cát, cuội nhỏ, dày 0,3m; tập trên
gồm cát, sạn lẫn bột sét, vỏ sò biển, dày 1,1m.
- Các thành tạo tuổi Holocen muộn phân bố trong phần ngập nước của vịnh gồm
các trầm tích hạt thô như cát lẫn bột sét, cát sạn sỏi thạch anh phân bố ở phần các bãi
triều và bột sét, bùn phân bố ở các máng nước sâu của vịnh.
2.2.2. Đặc điểm kiến tạo
Về mặt kiến tạo, vùng nghiên cứu là một bộ phận địa hào Hồng Gai phát sinh trên
đới kiến tạo Caledoni Quảng Ninh vào Trias được giới hạn bởi đứt gãy đường 18B ở
phía Bắc và đứt gãy phía nam có phương vĩ tuyến. Địa hào Hồng Gai bị các đứt gãy á
kinh tuyến cắt ra nhiều khối cấu trúc mà vùng Hạ Long gồm ba khối đó là Cẩm Phả,
Hồng Gai và Yên Lập. Theo các tài liệu đã được công bố, vùng nghiên cứu đã trải
qua 3 giai đoạn kiến tạo: (1) giai đoạn hoạt động kiến tạo Caledoni là giai đoạn cơ sở
tạo lập các phức hệ thành hệ kiến trúc móng của địa hào Hồng Gai (2) giai đoạn hoạt
động kiến tạo Mesozoi tạo lập địa hào Hồng Gai trên nền vỏ lục địa Caledoni với các
phức hệ thành hệ kiến trúc đá trầm tích gốc lục địa chứa than và (3) giai đoạn Tân
kiến tạo hình thành trũng trầm tích Neogen. Tương ứng với các giai đoạn hoạt động
kiến tạo đã hình thành nên các phức hệ thành hệ kiến trúc, đó là: (1) phức hệ thành hệ
25