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

---------------------------

NGÔ QUANG TUẤN
.

NGHIÊN CỨU ĐỊA MẠO VÀ ỨNG DỤNG GIS
PHỤC VỤ ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ TAI BIẾN TRƯỢT LỞ
XÃ NẤM DẨN, HUYỆN XÍN MẦN, TỈNH HÀ GIANG

LUẬN VĂN THẠC SỸ

HÀ NỘI - 2016


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

----------------------------

NGÔ QUANG TUẤN

NGHIÊN CỨU ĐỊA MẠO VÀ ỨNG DỤNG GIS
PHỤC VỤ ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ TAI BIẾN TRƯỢT LỞ
XÃ NẤM DẨN, HUYỆN XÍN MẦN, TỈNH HÀ GIANG

Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường
Mã số: 60850101


nhận thức, trình độ, đảm bảo chất lượng luận văn./.
Hà Nội, ngày
tháng
năm 2016
HỌC VIÊN

Ngô Quang Tuấn

i


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................i
MỤC LỤC ................................................................................................................. ii
CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT ...................................................................iv
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................... v
DANH MỤC BẢNG .................................................................................................vi
DANH MỤC ẢNH ................................................................................................ vii
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ....................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu .........................................................................................1
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ....................................................................1
4. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................2
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ..........................................................................3
6. Cơ sở dữ liệu .....................................................................................................3
7. Cấu trúc luận văn ..............................................................................................3
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ......................................... 4
1.1 Cơ sở lý thuyết về tai biến trượt lở đất ...........................................................4
1.1.1 Khái niệm về tai biến trượt lở đất ..................................................................... 4
1.1.2 Phân loại tai biến trượt lở đất............................................................................ 6

2.1.4 Khí hậu - Thủy văn ......................................................................................... 39
2.1.5 Thảm thực vật ................................................................................................. 39

2.2 Các nhân tố kinh tế - xã hội ..........................................................................40
2.3 Thành lập bản đồ địa mạo xã Nấm Dẩn .......................................................41
2.4 Các kiểu nguồn gốc địa hình xã Nấm Dẩn ...................................................55
2.4.1 Địa hình nguồn gốc kiến tạo ........................................................................... 55
2.4.2 Địa hình nguồn gốc bóc mòn - xâm thực........................................................ 55
2.4.3. Địa hình nguồn gốc tích tụ ............................................................................. 58

CHƢƠNG 3: ĐÁNH GIÁ TAI BIẾN TRƢỢT LỞ ĐẤT XÃ NẤM DẨN ......... 60
3.1 Hiện trạng tai biến trượt lở đất xã Nấm Dẩn ................................................60
3.2 Bản đồ phân cấp nguy cơ tai biến trượt lở đất ..............................................62
3.3 Đánh giá ảnh hưởng của địa hình - địa mạo đến trượt lở đất xã Nấm Dẩn,
huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang ..........................................................................72
3.4 Mối tương quan giữa đặc điểm địa mạo và trượt lở đất xã Nấm Dẩn ..........75
3.5 Cảnh báo và kiến nghị, đề xuất.....................................................................77
KẾT LUẬN .............................................................................................................. 79
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 81

iii


CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT
CCN

Chia cắt ngang

CCS



TSTL

Tỷ số trượt lở

TSDT

Tỷ số diện tích

iv


DANH MỤC HÌNH
Hình 1. 1: Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu
Hình 1. 2: Sơ đồ khối trượt lở
Hình 1. 3: Sơ đồ quy trình nghiên cứu
Hình 2. 1: Bản đồ độ dốc xã Nấm Dẩn
Hình 2. 2: Bản đồ chia cắt sâu xã Nấm Dẩn
Hình 2. 3: Bản đồ mạng lưới dòng chảy thường xuyên và tạm thời xã Nấm Dẩn
Hình 2. 4: Bản đồ mức độ chia cắt ngang xã Nấm Dẩn
Hình 2. 5: Bản đồ Địa mạo xã Nấm Dẩn
Hình 3. 1: Sơ đồ hiện trạng các điểm trượt lở đất xã Nấm Dẩn
Hình 3. 2: Sơ đồ các điểm trượt lở trên nền địa mạo xã Nấm Dẩn
Hình 3. 3: Bản đồ phân cấp nguy cơ trượt lở đất

v


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. 1: Phân tích, giải đoán các đối tượng địa mạo

hãm sự phát triển, ổn định kinh tế - xã hội đối với nhiều nước, trong đó có Việt
Nam. Ở nước ta, TLĐ có xu thế phát triển mạnh với quy mô và tần xuất ngày càng
lớn, nhất là ở các tỉnh miền núi phía Bắc và đã gây thiệt hại nghiêm trọng đối với
nền kinh tế và an sinh xã hội nhiều khu vực.
Nấm Dẩn là một xã miền núi thuộc huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang. Với đặc
điểm địa hình phần lớn diện tích là các bề mặt sườn núi có độ dốc tương đối lớn;
các bậc thềm và đồng bằng tích tụ hầu như không có, nên đời sống, kinh tế của
người dân nơi đây chủ yếu gắn bó với các sườn núi cao: nơi cư trú (nhà cửa) và các
hoạt động sản xuất (ruộng bậc thang), … Vì vậy, không gian sinh sống đã và đang
tiềm ẩn nhiều mối nguy hiểm do tai biến TLĐ gây ra. Cùng với đó, sự phát triển
kinh tế với các hoạt động nhân sinh cũng gây ảnh hưởng nhất định đến sự mất cân
bằng trên các sườn núi, làm tăng nguy cơ xảy ra tai biến. Do đó, học viên nhận thấy
nghiên cứu tai biến trượt lở ở xã Nấm Dẩn có ý nghĩa quan trọng nhằm đánh giá,
cảnh báo, giảm thiểu thiệt hại của loại hình tai biến này gây ra, góp phần ổn định
đời sống và phát triển kinh tế cho địa phương.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Làm sáng tỏ đặc điểm địa mạo trong mối liên quan với tai biến TLĐ khu vực
xã Nấm Dẩn trên cơ sở ứng dụng GIS; từ đó góp phần vào công tác dự báo, phòng
tránh và giảm thiểu loại hình tai biến này cho địa phương.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: là các dạng địa hình và các quá trình địa mạo có mối
liên quan với tai biến TLĐ trong khu vực.

1


Phạm vi nghiên cứu:
* Về không gian: được xác định
theo ranh giới hành chính của xã Nấm
Dẩn, huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang.



5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
* Ý nghĩa khoa học: Kết quả của đề tài sẽ góp phần làm phong phú lý luận và
cách tiếp cận trong nghiên cứu tai biến TLĐ cho một phạm vi lãnh thổ cụ thể ở đơn
vị cấp xã.
* Ý nghĩa thực tiễn: Mối tương quan giữa các đặc điểm địa mạo và tai biến
TLĐ được định lượng hóa thông qua công cụ GIS làm cơ sở góp phần vào công tác
đánh giá, phòng tránh và giảm thiểu nguy cơ tai biến TLĐ ở khu vực xã Nấm Dẩn,
huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang.
6. Cơ sở dữ liệu
Luận văn được hoàn thành trên cơ sở nguồn tài liệu khá phong phú trong và
ngoài nước về những vấn đề có liên quan. Trong đó có thể gộp thành 2 nhóm là
nhóm các tài liệu, số liệu kế thừa và nhóm các tài liệu, số liệu do chính học viên
thực hiện trong quá trình tham gia thực hiện đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của địa hình
- địa mạo đến trượt lở và sụt lún mặt đất xã Nấm Dẩn, huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang”
Các văn liệu khoa học liên quan đến vấn đề nghiên cứu bao gồm: các giáo
trình, công trình nghiên cứu, bài báo khoa học ở trong và ngoài nước; các tài liệu
bản đồ: địa hình, mạng lưới thủy văn,… tỉ lệ 1: 10.000; các phần mềm GIS: ArcGis,
Iwis, Mapinfo, …
Các kết quả do chính học viên thực hiện như các bản đồ trắc lượng hình thái:
bản đồ độ dốc, chia cắt sâu (CCS), chia cắt ngang (CCN), DEM, … của khu vực
nghiên cứu; các tài liệu thực tế thông qua công tác khảo sát thực địa: nhật ký thực
địa, các điểm hiện trạng trượt lở, ảnh chụp minh chứng,…
7. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, luận văn được cấu trúc
thành 3 chương:
Chƣơng 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu.
Chƣơng 2: Các nhân tố ảnh hưởng tới đặc điểm địa mạo và phát sinh tai biến
trượt lở đất xã Nấm Dẩn

kiện cần; điều kiện đủ là phải có sự bão hòa nước vật liệu trên sườn, sự rung động
gây phá vỡ tính liên kết của vật liệu sườn (do tự nhiên hoặc nhân sinh) thì sự di
chuyển khối vật liệu mới diễn ra.

4


Có nhiều nguyên nhân dẫn tới sự mất ổn định sườn, tuy nhiên phải tuân theo
nguyên tắc là tổng các lực chống trượt phải nhỏ hơn tổng các lực gây trượt thì tai
biến TLĐ mới xảy ra.
Hệ số an toàn Fs = tổng lực chống trượt/tổng lực gây trượt [24]
- Với Fs > 1: lúc này sườn vẫn ở trạng thái ổn định do tổng các lực gây trượt
không thể thắng được tổng các lực chống trượt, do đó trượt đất không diễn ra.
- Với Fs = 1: lúc này sườn đang ở ngưỡng bắt đầu của sự phá hủy, trạng thái
mong manh và rất nhạy cảm, chỉ một tác động dù nhỏ cũng mang tính quyết định
đến độ ổn định của sườn.
- Với Fs < 1: sườn đã ở trạng thái mất tính ổn định do các lực chống trượt
nhỏ hơn tổng các lực gây trượt, đây là điều kiện cho TLĐ xảy ra.
Như vậy, mối tương quan giữa các lực trượt và các lực chống trượt quyết
định đến việc trượt đất có xảy ra hay không, các lực này lại phụ thuộc vào các nhân
tố ảnh hưởng đến độ ổn định sườn.
Về cơ bản, có 3 cơ chế trượt lở đất chính:
- Trượt lở vỏ phong hóa: ở vùng có độ dốc tương đối, thành phần vật liệu
sườn bao gồm cả những hạt to thô và cả những hạt nhỏ mịn. Khi lượng mưa quá lớn
và cường độ mưa nhiều, nước mưa không chỉ thấm xuống lớp đất mà nó còn mang
cả những hạt nhỏ mịn xuống dưới những hạt to thô và lớp hạt mịn này tiếp xúc với
bề mặt đá gốc. Cùng với đó, lượng nước thấm xuống đất nhiều làm thành phần các
hạt vật liệu có sự bão hòa nước, làm giảm độ liên kết trong các hạt, đồng thời làm
tăng tải trọng trên sườn, cùng lúc đó yếu tố lớp hạt nhỏ mịn mà được đưa xuống
dưới cùng tiếp xúc với bề mặt đá gốc cũng là yếu tố kích thích khối vật liệu dịch

- Trượt đẩy: chuyển động trượt bắt đầu từ phía đỉnh rồi do sức đẩy sinh ra từ
trọng lượng của phần trên khối trượt mà các bộ phận phía dưới phải vận động
theo[3].
- Trượt theo dòng: là hình thức chuyển động liên tục theo dòng chảy do trên
sườn vật liệu bở rời, không gắn kết hoặc gắn kết rất yếu như đất vụn thô, trầm tích
trẻ, … tồn tại trong thời gian ngắn và không được duy trì thường xuyên[24].
- Kiểu tổng hợp: là hình thức di chuyển khối phức tạp, nó có thể là chuyển
động hỗn tạp của vài kiểu hay của tất cả các kiểu trên[24].

6


* Dựa vào cấu tạo sườn và trắc diện mặt trượt được phân làm các loại sau:
- Trượt đất xảy ra trong một khối nham đồng nhất. Nếu xét theo cách vận
động của khối trượt, đây là loại trượt trôi[3].
- Trượt đất có mặt trượt trùng với bề mặt phân lớp hoặc bề mặt cấu trúc của
đất đá [3].
- Trượt đất bao trùm những tầng nham có thành phần khác nhau. Trắc diện
mặt trượt thường không đồng nhất với phần trên dốc, phần dưới thoải[3].
* Trong một khối trượt được chia ra các bộ phận sau:
- Thân trượt: toàn bộ phần đất đá di chuyển trượt xuống khỏi vị trí ban đầu
của nó.
- Mặt trượt: là nơi tiếp xúc giữa khối trượt và nền đá gốc.
- Vách trượt: là phần đá gốc lộ ra sau khi thân trượt (vốn là khối vật liệu ban
đầu trên nó lúc trước khi xảy ra trượt lở) bị di chuyển trượt xuống dưới.
- Đỉnh khối trượt: là phần trên cùng của khối trượt có bề mặt nghiêng vào
phía vách trượt.
- Chân khối trượt: là phần dưới cùng của thân trượt, là phần tiếp xúc đầu tiên
với phần chân núi khi khối trượt di chuyển đáp xuống bề mặt. Chân khối trượt
thường bị dồn nén tòe rộng ra do áp lực của cả khối vật liệu và do lực quán tính.

nghiên cứu đánh giá trượt đất, lũ lụt, hạn hán, …;
+ Trượt lở: chồng ghép các lớp dữ liệu nhân tố tác động và đánh giá ảnh
hưởng của chúng …;

8


+ Lũ lụt, hạn hán: chồng ghép các lớp dữ liệu các mùa khô, lũ tại các thời
kỳ, phân tích định lượng và đưa ra những nhận xét đánh giá khách quan, …;
- Tính năng ngoại suy: tính toán được các hàm xu thế, dự báo sự phát triển
của tương lai hay suy ngược các tiến trình từng giai đoạn lịch sử, chúng được sử
dụng nhiều trong nghiên cứu các lĩnh vực như: quản lý sử dụng đất, quy hoạch lãnh
thổ, bảo tồn, …;
Ngoài ra, còn rất nhiều những tính năng hữu ích khác phục vụ trong nghiên
cứu khoa học địa lý của GIS….
1.2.2 Ứng dụng của GIS trong nghiên cứu địa mạo và đánh giá trượt lở đất
Trượt lở đất trước hết là một quá trình sườn (một quá trình địa mạo), cho
nên, khi nghiên cứu tai biến TLĐ cần phải am hiểu sâu sắc về đặc điểm và các quá
trình gây ra tai biến. Vai trò của địa mạo là xác lập cơ sở khoa học cho nghiên cứu
TLĐ, xác định được nguồn gốc, cơ chế trượt lở, phân tích, đánh giá được mối liên
hệ mật thiết giữa đặc điểm địa mạo đối với tai biến TLĐ. Tuy nhiên, những đánh giá
chuyên môn của địa mạo cần phải được tổng hợp, phân tích có hệ thống để tìm ra
chỉ tiêu đánh giá đối với tai biến và GIS giải quyết được vấn đề này.
Trong luận văn của mình, học viên sử dụng GIS với chức năng tích hợp,
phân tích để đánh giá mối liên quan giữa đặc điểm địa mạo khu vực và tai biến TLĐ.
Chức năng của GIS là xử lý, tích hợp các lớp thông tin tai biến trượt lở và
đặc điểm địa mạo (các đặc điểm hình thái địa hình, đặc điểm địa chất, đặc điểm kiến
tạo,…), từ đó đưa ra mối liên hệ và tầm ảnh hưởng của địa mạo đến tai biến, giúp
cho việc nghiên cứu tai biến tổng quan và có giá trị về mặt định lượng.
Đầu tiên, GIS có ứng dụng hỗ trợ cho công tác thành lập bản đồ địa mạo khu

sơ bộ về mối quan hệ giữa tai biến trượt lở với các nhân tố tự nhiên ấy. Như vậy,
khu vực xã Nấm Dẩn với diện tích nghiên cứu chỉ thuộc cấp xã với những đặc trưng
địa chất, lượng mưa khá tương đồng, lớp phủ thực vật trên lý thuyết có ảnh hưởng
rất nhỏ đến trượt lở. Vì vậy, nhân tố chính ảnh hưởng đến tai biến TLĐ xã Nấm Dẩn
là địa mạo. Do đó, cơ sở khoa học trong nghiên cứu TLĐ xã Nấm Dẩn là phân tích
mối tương quan giữa hiện trạng các điểm trượt lở và đặc điểm địa mạo khu vực (cụ
thể là trên các đối tượng địa mạo). Các kết quả phân tích về mối tương quan này là
cơ sở để đánh giá, dự báo nguy cơ tai biến TLĐ trong khu vực nghiên cứu.

10


Nhờ có GIS, các kết quả đánh giá được thống kê định lượng và cho độ tin
cậy cao. Từ đó, học viên đưa ra được các luận giải về bản chất của tai biến, nguyên
nhân sâu xa phát sinh ra tai biến trượt lở trong vùng nghiên cứu và phản ánh mối
liên hệ ràng buộc của chúng trên các kiểu địa hình khu vực. Như vậy, học viên vạch
định được nhóm đối tượng địa mạo, các đối tượng địa hình nào có nguy cơ gây tai
biến trượt lở lớn trong vùng và trên cùng những đối tượng địa hình như vậy mà
chưa xảy ra tai biến thì sẽ có nguy cơ tiềm tàng xảy ra với tai biến trượt lở sau này.
Đây là cơ sở để GIS chồng ghép, phân tích và đưa ra bản đồ phân cấp nhạy cảm tai
biến TLĐ trong khu vực.
Từ đây, học viên có thể đưa ra những kết luận về khu vực có nguy cơ TLĐ,
đồng thời góp phần đưa ra phương hướng cho quy hoạch lãnh thổ vùng nghiên cứu
để phòng ngừa, giảm thiểu nguy cơ xảy ra tai biến.
1.3 Tổng quanvề tình hình nghiên cứu
1.3.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Tai biến TLĐ đã được quan tâm nghiên cứu từ lâu với những tiếp cận khoa
học đa lĩnh vực mà khoa học địa mạo không phải là ngoại lệ. Từ những năm 60, 70
thế kỷ trước, hầu như các công trình nghiên cứu trên thế giới đều đã công nhận tai
biến TLĐ chính là quá trình phát triển địa hình và mô hình hóa quá trình đó suy