Nghiên cứu đánh giá nguy cơ tai biến trượt lở huyện bắc yên, tỉnh sơn la với sự hỗ trợ của công nghệ viễn thám và GIS

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

VŨ DUY TIẾN

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ TAI BIẾN TRƯỢT LỞ
HUYỆN BẮC YÊN, TỈNH SƠN LA VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA
CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS

Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên và môi trƣờng
Mã số: 60850101

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội 2014


CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Nguyễn Ngọc Thạch

Phản biện 1: PGS. TS. Nguyễn Hiệu
Phản biện 2: TS. Uông Đình Khanh

Luận văn bảo vệ tại Hội đồng chấm luận văn thạc sỹ
họp tại trường Đại học Khoa học Tự nhiên
Vào hồi 8h30, ngày 18 tháng 12 năm 2014

Có thể tìm thấy luận văn tại:

Trung tâm Thư viện Đại học Quốc gia Hà Nội

2


MỞ ĐẦU
 Tính cấp thiết của đề tài
Trƣợt lở đất là một dạng tai biến vừa có tính chất tiềm ẩn vừa có
tính chất hiểm họa.
Trƣợt lở đất gây rất nhiều thiệt hại lớn, những khó khăn bất lợi
cho cuộc sống sinh hoạt của ngƣời dân.
Tai biến trƣợt lở khiến môi trƣờng cảnh quan bị hủy hoại
Việc nghiên cứu và thành lập bản đồ nguy cơ tai biến trƣợt lở là
nhu cầu cần thiết.
Quá trình nghiên cứu, đánh giá trƣợt lởđất cóý nghĩa khoa học
và thực tiễn to lớn vì trƣớc hết kết quảđƣa ra khách quan và trung thực
về sự biến đổi môi trƣờng tự nhiên dƣới sự chi phối của các hiện
tƣợng và quy luật tự nhiên cũng nhƣ bởi các tác động có hại của con
ngƣời.
Tại Việt Nam, tai biến trƣợt lở này xảy ra thƣờng xuyên ở các
tỉnh miền núi phía Bắc, trong đó huyện Bắc Yên, tỉnh Sơn La là một
huyện điển hình về khả năng xảy ra trƣợt lở.
Huyện Bắc Yên cóđặc thù địa hình rất phức tạp, chia cắt mạnh,
dốc đứng, núi cao, khe sâu, diện tích đất bằng rất ít. Độ cao trung bình
1.000-1.400 m so với mực nƣớc biển, cóđỉnh núi cao nhất là đỉnh Phù
Sa Phin cao 2.982 m, thấp nhất là mực nƣóc Sông Đà 120m. Địa hình
phức tạp, đi lại khó khăn, là nơi có nguy cơ xảy ra tai biến trƣợt lở
cao.
Huyện Bắc Yên nằm trên trục đƣờng quốc lộ 37, có cầu Tạ
Khoa, sông Đà là tuyến giao thông quan trọng trong giao lƣu hàng hóa

và phát triển kinh tế của tỉnh. Bẳc Yên cũng là huyện có diện tích lòng
hồ sông Đà lớn cóý nghĩa vể sinh thái, giữ nƣớc và điều tiết nƣớc
3


phòng hộ đầu nguồn sông Đà. Với những đặc điểm trên về mặt địa lý
và địa hình có thể khắng định huyện Bắc Yên có những khó khăn về
phát triền kinh tế - xã hội do địa hình kém ƣu đãi là dộ dốc lớn, chia
cắt mạnh và phức tạp, nhiều núi cao, khe sâu song cũng có những ƣu
thế về mặt vị trí địa lý do nằm trên trục quốc lộ 37 vừa có tuyến
đƣờng sông vừa có tuyến đƣờng bộđể lƣu thông, phát triền kinh tế - xã
hội của huyện nói riêng và của tỉnh nói chung
Đứng trƣớc tính cấp thiết nhƣ vậy đề tài:“Nghiên cứu đánh giá
nguy cơ tai biến trượt lở huyện Bắc Yên, tỉnh Sơn La với sự hỗ trợ
của công nghệ viễn thám và GIS” là nhu cầu cần thiết của huyện Bắc
yên nói riêng và các tỉnh miền núi nói chung.
 Đối tượng nghiên cứu và giới hạn phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: trƣợt lở tại huyện Bắc Yên, tỉnh Sơn La.
Phạm vi nghiên cứu: Khu vực nghiên cứu là huyện Bắc Yên, tỉnh Sơn
La.
 Nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu lịch sử, phƣơng pháp nghiên cứu trƣợt lở trên thế
giới và ở Việt Nam
-

-

Tìm hiểu một số mô hình đánh giá trƣợt lở trên thế giới

-

Lựa chọn mô hình đánh giá trƣợt lở

-

Xây dựng quy trình đánh giá trƣợt lở bằng GIS

-

Thành lập các bản đồđánh giá ảnh hƣởng của các yếu tố gây

ảnh hƣởng đến quá trình trƣợt lở
-

Thành lập bản đồ nguy cơ trƣợt lở

-

Đƣa ra các đề xuất, biện pháp nghiên cứu phòng tránh trƣợt

lởMục tiêu và phạm vi nghiên cứu của luận văn
4


 Mục tiêu nghiên cứu
Dự báo nguy cơ xảy ra trƣợt lở trong phạm vi khu vực nghiên
cứu phục vụ cho việc cảnh báo sớm tai biến
 Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi lãnh thổ
Vị tríđịa lý: Bắc Yên là một huyện vùng cao của tỉnh Sơn La

nằm cách trung tâm thị xã Sơn La 95km về phía Đông Bắc. có diện
tích tự nhiên là : 110.371 ha, chiếm 7,78% diện tích tự nhiên của tỉnh.
Toạđộđịa lý: 21023’23" Vĩđộ Bắc.
104010'15" Kinh độĐông.
Phía bắc và phía Tây bắc giáp tinh Yên Bái và huyện Mƣờng La.
Phía Nam vàĐông Nam giáp huyện Yên Châu và huyện Mộc
Châu.
Phía Đông giáp huyện Phù Yên.
Phía Tây và Tây Nam giáp huyện Mai Sơn.
Phạm vi khoa học
Xác định mức độ ảnh hƣởng của các nhân tố gây ra trƣợt lở (độ
dốc, địa hình, địa chất, thủy văn,…)
Dự báo các vùng có nguy cơ xảy ra trƣợt lở đất.

 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
 Ý nghĩa khoa học
Những đóng góp về mặt khoa học của đề tài
5


Đề tài đã xây dựng bản đồ dự báo nguy cơ trƣợt lở đất huyện
Bắc Yên, tỉnh Sơn La. Cơ sở dữ liệu của đề tài có thể làm cơ sở cho
việc quy hoạch lãnh thổ, sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên thiên nhiên,
đảm bảo tính bền vững của lãnh thổ.
Đề tài nghiên cứu đã cho thấy đƣợc sự đa dạng trong việc kết
hợp giữa Viễn thám và hệ thông tin địa lý để nghiên cứu lập bản đồ tai
biến thiên nhiên cũng nhƣ các bản đồ chuyên đề khác.
Xử lý hệ thông tin địa lý là quá trình tích hợp nhiều lớp thông tin
theo các mô hình và bằng các hàm toán cụ thể. Trong quá trình đó, có
thể kế thừa nhiều nguồn tƣ liệu đã có, bổ sung nhiều lớp thông tin mới

trong một cơ sở dữ liệu thống nhất với sự trợ giúp của các phần mềm
ứng dụng đa chức năng.
Viễn thám là một phƣơng pháp nghiên cứu có thể cung cấp
nhiều lớp thông tin mới trong cơ sở dữ liệu của Hệ thống thông tin địa
lý.
Muốn tích hợp thông tin tốt trong nghiên cứu tai biến để đƣa ra
kết quả chính xác phải kết hợp nhuần nhuyễn kiến thức địa chất, địa
mạo, thủy văn và các môn khoa học địa lý khác với kiến thức về tin
học và khoa học máy tính.
Ý nghĩa thực tiễn:
Cơ sở dữ liệu của đề tài có thể sử dụng cho những nội dung
nghiên cứu khác.
Các bản đồ sản phẩm có thể là nguồn tƣ liệu tin cậy để xây dựng
các dự án quy hoạch lãnh thổ và quy hoạch môi trƣờng, đặc biệt là
trong việc phòng chống và giảm thiểu tai biến trong tƣơng lai đối với
lãnh thổ huyện Bắc Yên, tỉnh Sơn La.

6


Đề tài nghiên cứu đã cho thấy đƣợc sự đa dạng trong việc kết
hợp giữa Viễn thám và hệ thông tin địa lý để nghiên cứu lập bản đồ tai
biến thiên nhiên cũng nhƣ các bản đồ chuyên đề khác.
Xử lý hệ thông tin địa lý là quá trình tích hợp nhiều lớp thông tin
theo các mô hình và bằng các hàm toán cụ thể.
 Cấu trúc luận văn
MỞĐẦU
Chƣơng 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU TRƢỢT LỞĐẤT
Chƣơng 2: PHÂN TÍCH VAI TRÒ CÁC NHÂN TỐẢNH HƢỞNG
ĐẾN TAI BIẾN TRƢỢT LỞĐẤT

Chƣơng 3: THÀNH LẬP BẢN ĐỒ VÀĐÁNH GIÁ NGUY CƠ TAI
BIẾN TRƢỢT LỞĐẤTHUYỆN BẮC YÊN TỈNH SƠN LA
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO

7


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU TRƯỢT LỞ ĐẤT
1.1. Các khái niệm về tai biến và trượt lở đất
Tai biến thiên nhiên:
Mặc dù có nhiều quan niệm khác nhau nhƣng tất cả đều thống
nhất tai biến thiên nhiên là sự kiện gây nhiều tổn thất cho con ngƣời
cả về mặt vật chất lẫn tính mạng, sinh ra do sự tƣơng tác giữa hệ thống
quản lý tài nguyên của con ngƣời với các hiện tƣợng tự nhiên cực
đoan hoặc hiếm hoi có nguồn gốc khác nhau. Vì vậy một hiện tƣợng
trở thành tai biến chỉ khi nào có quan hệ với khả năng đối phó của xã
hội hoặc cá nhân nào đó.
Nghiên cứu để nắm vững quy luật của tai biến, nhằm tìm ra
những giải pháp phòng tránh và giảm nhẹ những thiệt hại do thiên tai
gây ra là một vấn đề hết sức quan trọng trong chiến lƣợc ứng xử với
môi trƣờng của nhiều nƣớc, cũng nhƣ ở Việt Nam.
Tai biến thiên nhiên đã và đang là vấn đề hết sức bức xúc của
môi trƣờng và khai thác sử dụng lãnh thổ vì những tác động tiêu cực
của chúng. Đó không phải chỉ là vấn đề riêng của một Quốc gia hay
của một khu vực mà đang là vấn đề có tính chất toàn cầu.
Có nhiều loại tai biến, trong số đó thì trƣợt lở đất là loại hình tai
biến phổ biến trên nhiều vùng lãnh thổ, gây ra những thiệt hại lớn cho
tài nguyên, môi trƣờng, kinh tế và cộng đồng xã hội.
Trượt lở:

Là các chuyển động khối nhƣ trƣợt đất và đá đổ , là quá trình xắp
xếp lại của môi trƣờng và đó là một trong những nhân tố tai biến tự
nhiên luôn tiềm ẩn trong các khu vực có năng lƣợng địa hình lớn (khu
vƣ̣c có đô ̣ dố c lớn ). Chuyển động khối liên quan đến rất nhiều yếu tố
8


của tự nhiên nhƣ: động đất, lƣợng mƣa, nƣớc ngầm, độ dốc, địa hình,
tính chất cơ lý của đất đá lớp bề mặt phủ… Chuyển động khối trở nên
hiểm họa khi nó ảnh hƣởng đến các hoạt động của con ngƣời.
Trƣợt lở là dạng chuyển động khối ở các vùng đất dốc mà
nguyên nhân là khi trọng lực của các khối đất đá thắng sức kháng cắt
của chúng.
Trƣợt lở xảy ra khi có sự mất cân bằng trong khối trƣợt → hình
thành trạng thái cân bằng, ổn định mới.
Trƣợt lở thƣờng xảy ra ở những nơi sƣờn dốc của đồi, núi, vách
đá. Có thể xảy ra chậm rãi hoặc đột ngột .[8]
1.2. Ứng dụng viễn thám và GIS trong nghiên cứu trượt lở
1.2.1.

Lập bản đồ hiện trạng trượt lở với tư liệu viễn thám

Hiện tƣợng trƣợt lở đất thƣờng xảy ra ở những khu vực có địa
hình đồi núi đất cấu tƣợng yếu bị mất lớp phủ thực vật trong điều kiện
mƣa lũ kéo dài có cƣờng độ lớn. Những khu vực tiềm ẩn nguy cơ
trƣợt lở đất thƣờng có một số dấu hiệu cơ bản có thể quan sát đƣợc.
Các dấu hiệu này bao gồm những khối đá lộn ngƣợc nằm trên sƣờn
dốc, các khối phình ra bất thƣờng với thực vật phân bố dƣới sƣờn dốc,
khu vực có nƣớc ngầm chảy, các khối đá lớn nằm theo hƣớng chếch
xuống không có liên kết thạch quyển chặt chẽ, hoặc liên kết yếu bằng

đất, bùn…
Theo Richards (1982), các đối tƣợng gây trƣợt lở có thể đƣợc
quan sát trên ảnh viễn thám với độ phân giải không gian từ 10m hoặc
lớn hơn. Tuy nhiên, việc nhận dạng còn phụ thuộc vào trình độ và
kinh nghiệm của chuyên gia viễn thám cũng nhƣ khả năng cung cấp tƣ
liệu ảnh lập thể trong phạm vi kinh phí cho phép. Bên cạnh đó, các
khu vực trƣợt lở lớn cũng có thể đƣợc quan sát trên tƣ liệu ảnh
9


Landsat MSS và Landsat TM. Tƣ liệu ảnh SPOT toàn sắc độ phân giải
không gian 10m, IKONOS đa phổ 4m và toàn sắc 1m, Quickbird 0.6m
ra đời về sau đã cung cấp khả năng vƣợt trội cũng nhƣ tăng cƣờng sự
sẵn có của các nguồn tƣ liệu viễn thám trong việc quan sát các vụ
trƣợt lở.
1.2.2.

Nghiên cứu dự báo trượt lở bằng Viễn thám và GIS

Ngày nay, việc áp dụng công nghệ GIS trong nghiên cứu trƣợt lở
đang trở nên phổ biến và chiếm ƣu thế. Các dữ không gian liên quan
có thể đƣợc mô hình hoá nhƣ DEM, hƣớng sƣờn, địa chất, thực vật,…
để cung cấp thông tin cho việc xác định sự phân bố cũng nhƣ tần suất
trƣợt lở. Một số báo cáo về việc ứng dụng công nghệ GIS đƣợc đƣa ra
trong thế kỷ trƣớc bởi Soeters và van Westen (1996), Carrara và
Guzzetti (1995). Ứng dụng GIS là xu thế trong nghiên cứu hiện nay
nhƣng cũng phải nhận rằng sự không đồng nhất và mức độ chính xác
của các lớp thông tin là những khó khăn mà các tác giả đã gặp phải.
Bởi vậy, bất kỳ sự phân tích không gian nào trên nền tảng GIS đều cần
phải đƣợc kiểm tra lại trên thực địa.

Mô hình nghiên cứu trƣơ ̣t lở đƣơ ̣c kể đế n là của các tác giả sau :
Colecchia (1978), Brabb (1984), A. Hansen (1984), Ivarnes (1984),
Hartlen và Viberg (1988), Lambe và Whiman (1969), Chowdury
(1978, 1984), Hock và Bray (1981), Graham (1984), Bromhead
(1986), Anderson và Vichards (1987). Đặc biệt, quy trình nghiên cứu
của C.S.Van Westen (1993) tại trƣờng Đại học quốc tế về nghiên cứu
từ khoảng không và các khoa học trái đất (ITC) - Hà Lan:
“Application of Geographic information systems to landshde Hazard
zonation”

10


TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng việt
1. Báo cáo tổng kết bảo lũ huyện Bắc Yên tỉnh Sơn La năm
2013, báo cáo kinh tế xã hội an ninh quốc phòng huyện Bắc Yên tỉnh
Sơn La năm 2013.
2. Bùi Thắng (2010), Đánh giá nguy cơ xói lở bờ sông Hƣơng
tỉnh Thừa Thiên Huế, tạp chí khoa học, đại học Huế, số 58, 2010
3. Đào Văn Thịnh (2004), "Các tai biến địa chất ở Tây Bắc Bộ",
Tạp chí Địa chất, Số 285
4. Nguyễn Đình Hòe, Nguyễn Ngọc Thạch (2000), Viễn thám
trong nghiên cứu môi trƣờng, Tập giáo trình trƣờng Đại học Khoa học
tự nhiên – Đại học Quốc gia HN.
5. Nguyễn Quốc Khánh (2009), Áp dụng GIS và viến thám
đnáh giá độ nguy hiểm của tại biến trƣợt lở đất tại Mƣờng Lay, Việt
Nam.
6. Nguyễn Ngọc Thạch, Phạm Xuân Cảnh (2013), bài báo xây
dựng phần mềm ra quyết định phục vụ cảnh báo sớm tai biến lũ quét

và trƣợt lở đất ở vùng núi, thử nghiệm tại Bắc Kạn.
7. Nguyễn Ngọc Thạch (2005), Cơ sở viễn thám, NXB Nông
nghiệp, Hà Nội
8. Nguyễn Ngọc Thạch (2004), Viễn thám và GIS ứng dụng,
Giáo trình trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà
Nội.
9. Nguyễn Ngọc Thạch (2003), Nghiên cứu và dự báo tai biến
thiên nhiên ở tỉnh Hòa Bình, Báo cáo đề tài khoa học đặc biệt (Mã số
QG 0017).
11


10. Nguyễn Ngọc Thạch, Báo cáo kết quả nhiệm vụ hợp tác
quốc tế về khoa học và công nghệ theo nghị định thƣ Việt Nam -Ấn
Độ: Tăng cƣờng năng lực nghiên cứu, đào tạo về viễn thám và Hệ
thông tin địa lý trong việc nghiên cứu, quản lý tai biến lũ lụt, lũ quét
và trƣợt lở đất, nghiên cứu điển hình tại Vĩnh Phúc và Bắc Kạn.2012.
11.

Nguyễn Thám, Nguyễn Đăng Độ, Uông Đình Khanh

(2012), Xây dựng bản đồ nguy cơ trƣợt lở đất tỉnh Quảng Trị bằng
phƣơng pháp tích hợp mô hình thứ bậc (AHP) vào GIS, tạp chí khoa
học, đại học Huế, tập 74B, số 5, (2012), 143-155 89
12. Nguyễn Trọng Yêm( 2006), nghiên cứu đánh giá trƣợt lở, lũ
quét- lũ bùn đá tại vùng trọng điểm tỉnh Lào Cai ( H. Bát Xát, H. Sapa
và TP. Lào Cai – tỉnh Lào Cai) và kiến nghị các giải pháp phòng tránh
giảm nhẹ thiệt hại.
13. Tổng cục Thống kê, Niên giám thống kê huyện Bắc Yên
tỉnh Sơn La năm 2013

14. UBND huyện Bắc Yên, tháng 02 năm 2014, Báo cáo về kết
quả thực hiện chƣơng trình bố trí dân cƣ các vùng thƣờng xảy ra thiên
tai, dân cƣ trú trong khu rừng đặc dụng.
15. Vũ Tự Lập, Địa lý tự nhiên Việt Nam, NXB Đại học Sƣ
phạm Hà Nội
16. Vũ Văn Phái, Tai biến thiên nhiên, Giáo trình trƣờng Đại
học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội. Tài liệu nƣớc
ngoài
17. Thomas L. Saaty, Fundamentals of the Analytic Hierarchy
Process, RWS Publications. 2000).

12