Nghiên cứu địa mạo phục vụ giảm thiểu tai biến thiên nhiên vùng ven biển Hạ Long – Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh

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 tr¬ường. Các tai biến thiên nhiên, sự cố môi tr¬ường có xu h¬ướng gia tăng, nhiều hợp phần môi tr¬ường 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. 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.

doc83 trang | Chia sẻ: ngtr9097 | Lượt xem: 3395 | Lượt tải: 5download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Nghiên cứu địa mạo phục vụ giảm thiểu tai biến thiên nhiên vùng ven biển Hạ Long – Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
MỞ ĐẦU 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. 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. 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. 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 = 21002’25’’ Y = 107003’33’’), Dưới-Trái (X = 20055’54’’ Y = 107004’02’’), Trên-Phải (X = 21003’49’’ Y = 107020’19’’) và Dưới-Phải (X = 20057’19’’ Y = 107020’47’’), có diện tích khoảng 350 km2 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. 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. 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. 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 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., 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 m3 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 1.60000C. Khi các khoáng này lộ ra trên bề mặt 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 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. 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. 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 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. - 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 lạ
Luận văn liên quan