Header Page 1 of 128.

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

luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page 1 of 128.


Header Page 2 of 128.

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

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

NGÔ QUANG TUẤN

NGHIÊN CỨU ĐỊA MẠO VÀ ỨNG DỤNG GIS

trình bảo vệ luận văn.
Lãnh đạo Thành đoàn Hà Nội đã tạo điều kiện về công việc, thời gian trong
quá trình học viên học tập và thực hiện luận văn.
Học viên xin được bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến 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”do PGS.TS. Nguyễn Hiệu chủ trì đã cho học viên tham gia
để thực hiện nghiên cứu của mình.
Xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới NCS Đỗ Trung Hiếu, NCS Phạm
Xuân Cảnh (khoa Địa Lý) đã trao đổi, góp ý thẳng thắn giúp học viên nâng cao
nhận thức, trình độ, đảm bảo chất lượng luận văn./.
Hà Nội, ngày
tháng
năm 2016
HỌC VIÊN

Ngô Quang Tuấn

i

luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page 3 of 128.


Header Page 4 of 128.

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................i
MỤC LỤC ................................................................................................................. ii
CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT ...................................................................iv
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................... v
DANH MỤC BẢNG .................................................................................................vi

luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page 4 of 128.


Header Page 5 of 128.

1.4.3 Phương pháp bản đồ và GIS ........................................................................... 18
1.4.4 Phương pháp thực địa ..................................................................................... 19
1.4.5 Phương pháp chuyên gia ................................................................................. 20
1.4.6 Phương pháp hồi quy ...................................................................................... 20
1.4.7 Quy trình nghiên cứu ...................................................................................... 21

CHƢƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA MẠO VÀ CÁC NHÂN TỐ PHÁT SINH TAI
BIẾN TRƢỢT LỞ ĐẤT XÃ NẤM DẨN .............................................................. 27
2.1 Các nhân tố ảnh hưởng đến trượt lở đất xã Nấm Dẩn ..................................27
2.1.1 Địa chất ........................................................................................................... 27
2.1.2 Kiến tạo ........................................................................................................... 27
2.1.3 Địa hình........................................................................................................... 28
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

(Hệ thông tin địa lý)

NCT

Nguy cơ trượt

LSI

Chỉ số nhạy cảm trượt lở đất

QHD

Quan hệ diện tích

TLĐ

Trượt lở đất

TLT

Tỷ lệ trượt

TSTL

Tỷ số trượt lở

TSDT

Tỷ số diện tích


Bảng 2. 2: Diện tích các khu vực có mức độ chia cắt sâu ở xã Nấm Dẩn
Bảng 2. 3: Thống kê diện tích dòng chảy theo các mức phân cấp mật độ chia
cắt ngang
Bảng 2. 4: Bảng phân tích, giải đoán các đối tượng địa mạo khu vực nghiên cứu
Bảng 3. 1: Điểm trượt lở trên các đối tượng địa mạo
Bảng 3. 2: Định lượng nguy cơ tai biến trượt lở với từng đối tượng địa mạo
Bảng 3. 3: Tương quan giữa các nhóm đối tượng địa mạo

vi

luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page 8 of 128.


Header Page 9 of 128.

DANH MỤC ẢNH
Ảnh 2. 1: Sườn bóc mòn trọng lực với vách dốc đứng, lộ trơ đá gốc
Ảnh 2. 2: Phần sót bề mặt san bằng cao 900m - 1200m, phía Tây thôn Đoàn kết
Ảnh 2. 3: Bề mặt các sườn bóc mòn tổng hợp
Ảnh 2. 4: Bề mặt sườn xâm thực
Ảnh 2. 5: Dải tích tụ vật liệu sườn tích - lũ tích ven suối tuổi Holocen
Ảnh 3. 1: Các điểm trượt lở tại xã Nấm Dẩn

vii

luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page 9 of 128.


Header Page 10 of 128.


1

luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page 10 of 128.


Header Page 11 of 128.

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.
Xã Nấm Dẩn có diện tích
39,63km2, với dân số là 2563 người, mật
độ dân cư đạt 65 người/km2. Xã gồm 12
thôn: Nấm Chanh, Nấm Trà, Nam Lâm,
Lùng Tráng, Thống Nhất, Nấm Lu, Na

Hình 1. 1: Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu

Chăm,Đoàn Kết, Nấm Chiến, Nấm Dẩn, Lủng Mẩu, Tân Sơn.
Xã Nấm Dẩn có vị trí địa lý:
- Phía Bắc: giáp xã Bản Ngò, xã Chế Là.
- Phía Đông: giáp xã Chế Là, xã Quảng Nguyên.
- Phía Nam: giáp xã Nà Chì.
- Phía Tây: giáp xã Tả Củ Tỷ (Bắc Hà, Lào Cai).
* Về khoa học: nghiên cứu các đặc điểm địa mạo, kết hợp ứng dụng GIS
trong đánh giá nguy cơ tai biến TLĐ cho một phạm vi lãnh thổ cụ thể ở đơn vị cấp xã.
4. Nội dung nghiên cứu
- Tổng quan tài liệu nghiên cứu ở trong và ngoài nước về tai biến TLĐ;
- Phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến thành tạo địa hình và quá trình phát

- 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
Chƣơng 3: Đánh giá tai biến trượt lở đất xã Nấm Dẩn

3

luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page 12 of 128.


Header Page 13 of 128.

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1 Cơ sở lý thuyết về tai biến trượt lở đất
1.1.1 Khái niệm về tai biến trượt lở đất
Trên thế giới cũng như trong nước đã có nhiều quan điểm về tai biến trượt lở
đất được đưa ra. Nhìn chung, các quan điểm khá tương đồng về mô tả bản chất của
tai biến TLĐ. Có thể kể đến một số khái niệm TLĐ của một số tác giả:

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
chuyển. Đây chính là cơ chế trượt vỏ phong hóa.
- Trượt do đặc trưng của các thành tạo địa chất và các quá trình địa mạo
diễn ra trên nó: về mặt địa chất, đá gốc vững chắc nằm trong lõi ít bị phong hóa,
phần đá bên ngoài rìa bị phong hóa mạnh hơn tạo thành lớp bề mặt địa hình tương
đối thoải (pediment), những nơi có nền địa chất kiểu này rất dễ xảy ra trượt lở do sự
phong hóa cũng đồng nghĩa với việc suy giảm tính liên kết giữa các hạt vật liệu.


- 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

luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page 15 of 128.


Header Page 16 of 128.

* 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

thành lập bản đồ khoa học cơ bản như: địa mạo (nghiên cứu và phân tích hình thái
địa hình, từ đó suy ra các đối tượng địa mạo), nghiên cứu mạng lưới thủy văn (làm
nổi bật và chiết lọc các thông số kỹ thuật, đưa ra đối tượng chính cần nghiên cứu là
mạng lưới sông ngòi), …;
- Tính năng chồng ghép và đánh giá tổng hợp: được sử dụng nhiều trong
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

luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page 17 of 128.


Header Page 18 of 128.

+ 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

hiện tại tai biến vẫn chưa xảy ra).
1.2.3 Cơ sở lý luận khoa học của việc tích hợp địa mạo và GIS trong nghiên
cứu tai biến trượt lở đất
Về cơ bản, cơ sở khoa học trong nghiên cứu tai biến TLĐ nói chung cần
phân tích được mối tương quan giữa mật độ, cường độ tai biến trượt lở với đặc điểm
địa mạo, địa chất, lớp phủ, lượng mưa, ... trong khu vực nghiên cứu. Mối tương
quan này được tính toán định lượng trên cơ sở sử dụng GIS với chức năng chồng
ghép, phân tích thống kê, định lượng dựa trên các thuật toán, ... Từ đây, các kết quả
tính toán được xử lý trên cơ sở phân tích, đánh giá hồi quy để thành lập bản đồ phân
cấp nguy cơ với tai biến trượt lở trong khu vực.
Qua quá trình tổng hợp, phân tích các tài liệu nghiên cứu có trước về khu
vực nghiên cứu. Học viên đánh giá các đặc điểm tự nhiên đặc trưng trong vùng: địa
mạo, địa chất, lượng mưa, lớp phủ, … Đồng thời đưa ra những phân tích, nhận định
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

luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page 19 of 128.


Header Page 20 of 128.

Nhờ có GIS, các kết quả đánh giá được thống kê định lượng và cho độ tin


luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page 20 of 128.