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


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

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

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


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.

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

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
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

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

(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

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

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

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,

- 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