Đánh giá hiện trạng và nguy cơ trượt lở đất dọc theo các tuyến giao thông của tỉnh Quảng Trị bằng phương pháp đa chỉ tiêu

JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE Natural Sci., 2011, Vol. 56, No. 3, pp. 133-141 ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ NGUY CƠ TRƯỢT LỞ ĐẤT DỌC THEO CÁC TUYẾN GIAO THÔNG CỦA TỈNH QUẢNG TRỊ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐA CHỈ TIÊU Nguyễn Thám(∗) và Phan Văn Trung Trường Đại học Sư phạm - Đại học Huế (∗)E-mail: nguyenthamsp@gmail.com 1. Mở đầu Trượt lở đất là quá trình di chuyển các khối đất đá lớn theo một bề mặt và trong quá trình di chuyển ít xảy ra đổ vỡ hoặc đảo lộn tính nguyên khối của các khối trượt. Trượt lở đất phụ thuộc vào mối tương quan giữa lực kháng trượt của đất đá hình thành trên sườn dốc với trọng lực của chúng. Tai biến trượt lở đất xảy ra khi lực trượt vượt lực kháng trượt. Mối quan hệ này bị thay đổi do tác động của các lực tự nhiên và nhân sinh. Quảng Trị có diện tích tự nhiên là 4.744,15 km2, trong đó 81% diện tích là đồi núi có độ dốc và mật độ chia cắt ngang lớn, nằm trong khu vực có điều kiện khí hậu phân hóa phức tạp với lượng mưa trung bình nhiều năm của tỉnh khoảng 2.500 mm, khu vực miền núi (vùng núi cao phía Tây) và phía Nam của tỉnh có lượng mưa lớn hơn, khoảng 2.600 - 2.700 mm/năm, lượng mưa năm lớn nhất đo được trong năm 1980 là 3.458 mm. Lớp phủ thực vật bị tàn phá nặng do chiến tranh và khai thác bất hợp lí. Trên địa bàn tỉnh Quảng Trị có các tuyến giao thông đường bộ huyết mạch như quốc lộ 1A, quốc lộ 9, đường Hồ Chí Minh. Trong đó, nhiều tuyến giao thông đường bộ của tỉnh xảy ra tình trạng trượt lở đất nghiêm trọng, nhất là tuyến đường Hồ Chí Minh. Việc nghiên cứu, dự báo trượt lở đất và đề xuất các giải pháp hạn chế trượt lở đất dọc theo các tuyến giao thông là vần đề cấp bách, đặc biệt là trong điều kiện biến đổi khí hậu theo hướng ngày càng phức tạp. Nguyên nhân trượt lở đất rất đa dạng, do nhiều nhân tố, trong đó tác động của nước mặt, nước ngầm diễn ra trên địa hình có độ dốc lớn, có cấu trúc địa chất, lớp vỏ phong hóa dễ tạo điều kiện cho quá trình trượt đất và đặc biệt là tác động nhân sinh là những nhân tố quan trọng. Có nhiều cách tiếp cận trong nghiên cứu trượt lở đất. Đánh giá hiện trạng và 133 Nguyễn Thám và Phan Văn Trung nguy cơ trượt lở đất bằng phương pháp đa chỉ tiêu là cách tiếp cận mang tính hệ thống, đảm bảo độ tin cậy. 2. Nội dung nghiên cứu 2.1. Hiện trạng trượt đất dọc theo hành lang một số tuyến giao thông quan trọng trên địa bàn tỉnh Quảng Trị Kết quả khảo sát và nghiên cứu thực địa tháng 5 năm 2010 và cơ sở dữ liệu về trượt lở đất năm 2009 của Sở Giao thông vận tải tỉnh Quảng Trị cho thấy bức tranh hiện trạng trượt lở đất dọc hành lang các tuyến giao thông quan trọng trên địa bàn nghiên cứu như sau (Hình 1): Hình 1. Bản đồ hiện trạng trượt lở đất dọc hành lang các tuyến giao thông ở Quảng Trị 134 Đánh giá hiện trạng và nguy cơ trượt lở đất... 2.1.1. Quốc lộ 9 Quốc lộ 9 với chiều dài 84 km chạy hoàn toàn trong địa phận tỉnh Quảng Trị, theo hướng Đông - Tây. Theo số liệu từ Sở Giao thông Vận tải tỉnh Quảng Trị, chỉ riêng cơn bão số 9 diễn ra từ ngày 28 tháng 9 đến 1 tháng 10 năm 2009, khối lượng đất đá trượt lở từ ta-luy dương xuống mặt đường quốc lộ 9 lên tới 6.362,6 m3. Trong đó có những điểm sạt lở lớn như: tại km 51 + 650, lượng đất đá trượt lở xuống đường tới 312 m3; tại km 55 + 120, lượng đất đá trượt xuống đường cũng lên tới 117 m3. Qua kết quả khảo sát vào tháng 5 năm 2010, chúng tôi nhận thấy trên quốc lộ 9 xảy ra 8 điểm trượt lở đất, trong đó có 6 điểm trượt lở qui mô trung bình (lượng đất đá trượt lở từ 100 m3 - 1000 m3), 2 điểm có qui mô nhỏ (lượng đất đá trượt lở dưới 100 m3). Nhìn chung các điểm trượt lở xảy ra trên quốc 9 có qui mô nhỏ và trung bình, số lượng ít, hậu quả mà chúng gây ra không nghiêm trọng bằng các tuyến quốc lộ khác ở tỉnh Quảng Trị. 2.1.2. Đường Hồ Chí Minh Hình 2. Một điểm trượt lở đất trên đường Hồ Chí Minh qua địa bàn tỉnh Quảng Trị (ảnh chụp tháng 5 năm 2010) Đường Hồ Chí Minh đi qua tỉnh Quảng Trị gồm 2 nhánh, nhánh Đông cách quốc lộ 1A khoảng 10 - 15 km, qua các huyện Vĩnh Linh, Gio Linh, Cam Lộ. Nhánh Tây đi về phía Tây chạy qua Hướng Hóa đến thị trấn Khe Sanh (đường Hồ Chí Minh nhánh Tây Chà Lỳ - Khe Sanh) theo quốc lộ 9 tới cầu Đa Krông. Hai nhánh này cùng theo quốc lộ 14 (đường Hồ Chí Minh nhánh Tây Đa Krông - Tà Rụt) đi qua huyện A Lưới - tỉnh Thừa Thiên Huế. Tổng chiều dài của 3 đoạn đường qua địa phận tỉnh Quảng Trị là 164,077 km. * Đường Hồ Chí Minh nhánh Đông (Vĩnh Khê - Cam Lộ) Nhánh này kéo dài 37,805 km, từ km 1047 + 300 giáp với địa phận tỉnh Quảng Bình đến km 1085 + 105 nối với quốc lộ 9 ở thị trấn Cam Lộ. Đoạn đường này đi qua khu vực địa hình khá bằng phẳng nên trượt lở ít xảy ra. Từ km 1048 + 800 đến km 1067 + 550 có xuất 135 Nguyễn Thám và Phan Văn Trung hiện các điểm trượt lở qui mô nhỏ và trung bình, điểm trượt lở có lượng đất đá trượt lở xuống đường lớn nhất là 337,5 m3. Qua kết quả khảo sát chúng tôi cũng thấy nhánh này chỉ xuất hiện 6 điểm trượt lở đất, trong đó có 2 điểm qui mô nhỏ, 4 điểm qui mô trung bình (Hình 2). * Đường Hồ Chí Minh nhánh Tây (Đa Krông - Tà Rụt) Nhánh Đa Krông - Tà Rụt dài 64,072 km, bắt đầu từ km 249 + 728 đến km 313 + 800, giáp với địa phận tỉnh Thừa Thiên Huế. Đoạn này chạy qua khu vực có độ cao địa hình trung bình từ 250 - 750 m, độ dốc trên 200, mức độ chia cắt sâu và chia cắt ngang lớn, là một trong những nguyên nhân làm xảy ra nhiều điểm trượt lở trên đoạn đường này. Sau cơn bão số 9 năm 2009, trên nhánh Đa Krông - Tà Rụt có tới 121 điểm trượt lở lớn nhỏ, trong đó có 60 điểm làm tắc giao thông hoàn toàn. Một số điểm trượt lở có qui mô lớn như: ở km 260 + 240, khối lượng đất đá trượt xuống đường 1.800 m3; ở km 271 + 600, khối lượng đất đá trượt xuống đường 4.500 m3; tại km 280 + 500, khối lượng đất đá trượt xuống đường 7.100 m3; tại km 313 + 600, khối lượng đất đá trượt xuống đường 6.000 m3. Tổng khối lượng trượt lở do cơn bão số 9 gây ra trên đoạn đường này lên tới 67.515,5 m3 [6]. Qua khảo sát thực địa nhánh Đa Krông - Tà Rụt vào tháng 5 năm 2010, chúng tôi nhận thấy có 55 điểm trượt lở đất, trong đó có 13 điểm trượt lở có qui mô lớn (lượng đất đá trượt lở từ 1000 đến 100.000m3), 26 điểm có qui mô trung bình, 6 điểm có qui mô nhỏ và 10 điểm tiềm ẩn nguy cơ trượt lở do đốt rừng làm rẫy. * Đường Hồ Chí Minh nhánh Tây (Khe Sanh - Chà Lỳ) Nhánh Khe Sanh - Chà Lỳ kéo dài 62,2 km, bắt đầu từ km 175 giáp với địa phận tỉnh Quảng Bình đến km 237 + 200 ở thị trấn Khe Sanh. Nhánh này chạy qua khu vực có độ cao trung bình lớn nhất tỉnh Quảng Trị, từ 750 - 2.000 m, trong đó có một số đỉnh cao như: động Sa Mù (1.560 m), động Vàng Vàng (1.250 m),... độ dốc trên 250, mức độ chia cắt sâu > 300 m/km2, chia cắt ngang từ 1 - 3 km/km2, kết hợp với nhiều yếu tố khác nên nhánh này xảy ra nhiều điểm trượt lở đất [5]. Số liệu từ Sở Giao thông Vận tải tỉnh Quảng Trị cho thấy sau cơn bão số 9 trên nhánh này xuất hiện 105 điểm trượt lở lớn nhỏ, trong đó 27 điểm làm tắc giao thông hoàn toàn, nhất là tại các điểm: km 201+ 200, km 201 + 350, km 202 + 600 với khối lượng đất đá trượt xuống đường lần lượt là 8.190 m3, 4.095 m3, 7.800 m3. Tổng khối lượng đất đá tràn xuống đường trên toàn nhánh sau cơn bão số 9 vào khoảng 57.262,7 m3 [6]. Chúng tôi đã ghi nhận được 44 điểm trượt lở đất trên đường Hồ Chí Minh nhánh Khe Sanh - Chà Lỳ, trong đó có 1 điểm qui mô nhỏ, 21 điểm qui mô trung bình, 18 điểm qui mô lớn, 4 điểm tiềm ẩn nguy cơ trượt lở do đốt rừng làm rẫy. Đặc biệt đoạn qua đèo Sa Mù kéo dài hơn 20 km có tới 26 điểm trượt lở, chiếm 59,1% 136 Đánh giá hiện trạng và nguy cơ trượt lở đất... tổng số các điểm trượt lở trên đoạn Khe Sanh - Chà Lỳ, trong đoạn này có những điểm tiềm ẩn nguy cơ trượt lở đất có qui mô lớn như tại Km 195 + 150, thể tích khối trượt có thể lên đến 98.000 m3, tại Km 185 + 600, thể tích khối trượt 64.960 m3 [1]. Qua nghiên cứu hiện trạng trượt lở dọc hành lang các tuyến giao thông tỉnh Quảng Trị, cho thấy: - Trượt lở đất chủ yếu xảy ra ở đường Hồ Chí Minh nhánh Tây kể cả số lượng, qui mô các điểm trượt. Đường Hồ Chí Minh nhánh Đông và quốc lộ 9 có ít điểm trượt lở, qui mô hầu hết là nhỏ, trung bình. - Trong 113 điểm trượt lở đã khảo sát, chủ yếu là các điểm trượt lở có qui mô trung bình chiếm 50,4 % và qui mô lớn chiếm 27,5 %, điểm có qui mô nhỏ chỉ chiếm 9,7 %, điểm tiềm ẩn nguy cơ trượt lở do đốt rừng làm rẫy chiếm 12,4 %. 2.2. Đánh giá hiện trạng và nguy cơ trượt lở đất dọc theo hành lang một số tuyến giao thông quan trọng trên địa bàn tỉnh Quảng Trị bằng phương pháp đa chỉ tiêu Trượt lở đất xảy ra do nhiều nguyên nhân. Đánh giá hiện trạng và nguy cơ trượt lở đất bằng phương pháp đa chỉ tiêu với các hệ số khác nhau của từng yếu tố là phương pháp có nhiều ưu thế, chúng tôi đánh giá theo các nhân tố thể hiện ở Bảng 1. Bảng 1. Bảng tổng hợp các yếu tố ảnh hưởng và hệ số tầm quan trọng, cấp độ hoạt động của yếu tố đó gây trượt lở đất [4] Stt Các yếu tố ảnh hưởng Hệ sốtầm quan trọng Ii Cấp độ hoạt động Aij 1 Tầng dày vỏ phong hóa 5 5 2 Thành phần thạch học 4 3 3 Hoạt động nâng kiến tạo 3 4 4 Mật độ chia cắt sâu 3 4 5 Tác động của độ cao địa hình 4 5 6 Tác động của độ dốc 5 5 7 Tác động của dòng nước mặt 4 4 8 Tác động của mưa 5 5 9 Thảm thực vật 4 5 10 Bề dày lớp phủ thổ nhưỡng 4 4 11 Hoạt động khai thác gỗ, đốt rừng, xây dựng công trình, khai thác khoáng sản 4 2 137 Nguyễn Thám và Phan Văn Trung Cường độ hoạt động trượt lở đất trên sườn dốc vào mùa mưa lũ được xác định theo công thức [4]: A = M/Mmax.100% M = ∑ Ii.Aij Mmax = ∑ Ii.Aij max Dựa vào công thức trên và qua kết quả tính toán chúng tôi lập ra bảng đánh giá 5 cấp hoạt động trượt lở đất trên sườn dốc được trình bày trong Bảng 2. Bảng 2. Bảng đánh giá 5 cấp hoạt động trượt lở đất đá trên sườn dốc [4] Stt Cường độ hoạt động Đánh giá cường độ trượt lở 1 A ≤ 25% Cường độ trượt lở rất yếu 2 26 < A ≤ 40% Cường độ trượt lở yếu 3 41 < A ≤ 60% Cường độ trượt lở trung bình 4 61 < A < 75% Cường độ trượt lở mạnh 5 A > 75% Cường độ trượt lở rất mạnh Từ cơ sở khoa học trên kết hợp nghiên cứu tài liệu liên quan, chúng tôi đã xây dựng bảng phân cấp và cấp hoạt động của các yếu tố đối với quá trình trượt lở đất đá cho địa bàn nghiên cứu (Bảng 3). Bảng 3. Phân cấp và cấp hoạt động của các yếu tố đối với quá trình trượt lở đất Stt Các yếu tố Phân cấp các yếu tố Cấp độ hoạtđộng < 1 1 Tầng dày 1 - 2 2 1 vỏ phong hóa (m) 2 - 3 3 3 - 4 4 > 4 5 Đá vôi dạng khối, đá vôi trứng cá, đá sét vôi, granit, gơnai, bazan màu xám sẫm 1 2 Thành phần thạch học Đá granit biotit, đá hoa graphit, đá phiến 2 mica 2 Cát kết, bột kết, phiến sét, đá phiến silic, phiến sét vôi, cát kết tuf, cát kết vôi, đá phiến thạch anh biotit, phiến thạch anh mica. 3 138 Đánh giá hiện trạng và nguy cơ trượt lở đất... Hoạt động nâng < 0,1 1 3 Tân kiến tạo (mm/năm) 0,1 - 0,15 2 > 0,15 3 < 20 1 4 Mật độ 20 - 100 2 chia cắt sâu (m/km2) 100 - 300 3 > 300 4 < 20 1 Tác động của độ cao 20 - 50 2 5 địa hình (m) 50 - 250 3 250 - 1.200 4 1.200 - 2.200 5 < 3 1 Tác động 3 - 8 2 6 của độ dốc (00) 8 - 15 3 15 - 25 4 > 25 5 Tác động của dòng < 1,5 1 7 nước mặt (mật độ 1,5 - 3 2 dòng chảy km/km2) > 3 3 < 2.000 1 2.000 - 2.200 2 8 Tác động 2.200 - 2.400 3 của mưa (mm/năm) 2.400 - 2.600 4 > 2.600 5 9 Hoạt động khai thác gỗ, Không có 1 khoáng sản, đốt rừng Có 2 Rừng rậm thường xanh nhiệt đới gió mùa 1 10 Thảm thực vật Trảng cây bụi thứ sinh, trảng cỏ thứ sinh 2 Các quần xã cây trồng lâu năm 3 Các quần xã cây trồng hàng năm 4 Đất trống 5 < 50 1 11 Bề dày 50 - 70 2 lớp phủ thổ nhưỡng (cm) 70 - 100 3 > 100 4 139 Nguyễn Thám và Phan Văn Trung Dựa vào bảng phân cấp trên, chúng tôi tiến hành đánh giá cấp hoạt động của các yếu tố theo từng đoạn đường. Để có được các cấp cụ thể trên từng đoạn đường của từng yếu tố, tác giả chồng xếp các bản đồ lớp giao thông lên bản đồ các yếu tố gây trượt lở đất và tiến hành đánh giá theo phương pháp đa chỉ tiêu. Nếu một đoạn đường đi qua nhiều cấp của cùng một yếu tố gây trượt lở đất, yếu tố đó được lấy giá trị trung bình. Kết quả đánh giá, các đoạn đường thuộc phạm vi nghiên cứu có cường độ trượt lở theo 5 mức độ: rất yếu, yếu, trung bình, mạnh và rất mạnh được trình bày trong Bảng 4. Bảng 4. Cường độ hoạt động trượt lở đất tại các đoạn đường Stt Các đoạn đường Cường độhoạt động (%) Đánh giá cường độ trượt lở đất 1 Vĩnh Khê - Gio Linh 54,71 Cường độ trượt lở trung bình 2 Gio Linh - Cam Lộ 54,55 Cường độ trượt lở trung bình 3 Đông Hà - Cam Lộ 39,79 Cường độ trượt lở yếu 4 Cam Lộ - Đa Krông 60,83 Cường độ trượt lở trung bình 5 Đa Krông - Khe Sanh 67,53 Cường độ trượt lở mạnh 6 Khe Sanh - Lao Bảo 60,47 Cường độ trượt lở trung bình 7 Chà Lỳ - Hướng Phùng 82,72 Cường độ trượt lở rất mạnh 8 Hướng Phùng – Khe Sanh 82,46 Cường độ trượt lở rất mạnh 9 Đa Krông - Tà Long 80,20 Cường độ trượt lở rất mạnh 10 Tà Long - Tà Rụt 80,10 Cường độ trượt lở rất mạnh 3. Kết luận Kết quả nghiên cứu cho thấy dọc theo hành lang các tuyến giao thông, nhất là dọc theo đường Hồ Chí Minh nhánh Đông và Tây, hiện trạng trượt lở đất xảy ra với mật độ cao và cường độ mạnh. Trên quan điểm hệ thống, bài báo sử dụng phương pháp đánh giá hiện trạng và nguy cơ trượt lở đất dọc theo hành lang các tuyến giao thông tỉnh Quảng Trị bằng phương pháp đa chỉ tiêu trên cơ sở chồng xếp bản đồ hệ thống giao thông với các bản đồ yếu tố gây trượt. Kết quả đánh giá đã xác đinh được 10 đoạn đường có nguy cơ trượt lở với cường độ chủ yếu từ trung bình đến rất mạnh. Từ khóa: Trượt lở đất, tuyến giao thông, tỉnh Quảng Trị, phương pháp đa chỉ tiêu. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Đức An, Uông Đình Khanh, 2007. Địa mạo và địa chất tỉnh Quảng Trị. Nxb Khoa học Tự nhiên & Công nghệ, Hà Nội. 140 Đánh giá hiện trạng và nguy cơ trượt lở đất... [2] Nguyễn Vi Dân, Nguyễn Hiệu, Ngô Văn Liêm, 2006. Lở đất và bước đầu dự báo vùng trượt lở đất ở Bắc Trung Bộ bằng phương pháp địa mạo. Hội nghị Khoa học Địa lí toàn quốc lần thứ II, Hà Nội. [3] Lê Tiến Dũng & nnk, 2000. Địa chất và khoáng sản tỉnh Quảng Trị, Báo cáo tổng hợp. Thuyết minh tờ Bản đồ Địa chất và Khoáng sản tỉ lệ 1/50.000. Tài liệu lưu trữ, Hà Nội, Đông Hà. [4] Uông Đình Khanh, Lê Đức An, Nguyễn Ngọc Thành, 2008. Hiện trạng tai biến trượt lở đất trên một số tuyến đường giao thông của tỉnh Hà Giang, nguyên nhân và biện pháp khắc phục. Hội nghị Khoa học Địa lí toàn quốc lần thứ III, Hà Nội. [5] Nguyễn Thám, Phan Văn Trung, 2010. Hiện trạng trượt lở đất dọc hành lang đường Hồ Chí Minh thuộc địa phận tỉnh Quảng Trị, nguyên nhân và giải pháp khắc phục. Tạp chí Khoa học và Giáo dục, trường Đại học Sư phạm Huế, số 6. [6] UBND tỉnh Quảng Trị, 2009. Báo cáo tổng hợp tình hình triển khai công tác phòng, chống và các biện pháp khắc phục hậu quả do cơn bão số 9 gây ra, Quảng Trị. ABSTRACT Landslide situation and risk evaluation along to the corridor of streets in Quang Tri province following many criterion method Soil landslides are a kind natural kind of calamity, which often happens in the hills and mountain regions of Vietnam, especially along the built up streets and has caused serious damage. The cause of landsides is the multi effect from the natural elements and daily usage of everyday living. Based on the realistic results of the landslide situation and the causes of landside, we evaluate the landslide situation and the risk it may bring to the street corridors in evaluation of Quang Tri by implementing the following multi criterion method on specific roads to warn and bring about solutions to reducing landslide damage. 141