Một số phương pháp nghiên cứu ngưỡng mưa nhằm cảnh báo trượt lở đất

97 32(2), 97-105 T¹p chÝ C¸c khoa häc vÒ tr¸i ®Êt 6-2010 MéT PH¦¥NG PH¸P NGHI£N CøU NG¦ìNG M¦A NH»M C¶NH B¸O TR¦îT Lë §ÊT Lª §øc An I. Më ®Çu Hµng n¨m vµo mïa m−a vïng ®åi nói ViÖt Nam th−êng chÞu thiÖt h¹i nÆng nÒ vÒ ng−êi vµ tµi s¶n do tr−ît lë ®Êt (TL§) vµ lò bïn ®¸ (LB§), ®−îc ph¶n ¸ nh th−êng xuyªn trªn b¸o chÝ, còng nh− trong c¸c b¸o c¸o chÝnh thøc cña c¸c ®Þa ph−¬ng. Tai biÕn TL§- LB§ xÈy ra ë H−¬ng S¬n, Hµ TÜnh ngµy 19-20/9/ 2002 lµm 53 ng−êi chÕt, 111 ng−êi bÞ th−¬ng, thiÖt h¹i trªn 800 tû ®ång. TL§ vµ LB§ kinh hoµng ngµy 18-19/7/2004 t¹i c¸c x· Du Giµ, Du TiÕn (Yªn Minh, Hµ Giang) ®· c−íp ®i sinh m¹ng cña 45 ng−êi cïng 16 ng−êi bÞ th−¬ng vµ xÈy ra ngµy 13/9/2004 t¹i Ph×n Ngan (B¸t X¸t, Lµo Cai) ®· lµm 23 ng−êi chÕt... TÝnh riªng t¹i tØnh Hµ Giang trong vßng 5 n¨m, tõ 2001 ®Õn 2005 TL§-LB§ vµ c¸c thiªn tai kh¸c ®· lµm 109 ng−êi chÕt, 114 ng−êi bÞ th−¬ng, 500 ng«i nhµ bÞ tr«i, sËp, vïi lÊp, hµng ngµn nhµ cöa kh¸c bÞ h− h¹i, trªn 1.400.000 m3 ®Êt ®¸ tr−ît lë däc c¸c ®−êng giao th«ng, trªn c¸c s−ên dèc, 4.800 ha lóa, ng« mÊt tr¾ng, cïng nhiÒu c«ng tr×nh thñy lîi bÞ hñy ho¹i (theo Ban PCLB&GNTT tØnh Hµ Giang, 3/2006). NhiÒu cè g¾ng nghiªn cøu vÒ tai biÕn ®Þa chÊt ®· ®−îc tiÕn hµnh trong nh÷ng n¨m võa qua nh»m t×m gi¶i ph¸p gi¶m nhÑ thiÖt h¹i do TL§-LB§ g©y nªn, trong ®ã næi bËt lµ c«ng tr×nh x©y dùng b¶n ®å dù b¸o nguy c¬ TL§-LB§, lò quyÐt cho miÒn nói ViÖt Nam cña ViÖn §Þa ChÊt, ViÖn KH&CN ViÖt Nam [9]. Riªng vÒ tai biÕn lò quyÐt, ViÖn KhÝ t−îng Thñy v¨n vµ M«i tr−êng ®· cã nhiÒu cè g¾ng nghiªn cøu, ph©n vïng c¶nh b¸o vµ ®Ò ra c¸c gi¶i ph¸p phßng tr¸nh [7] ; ViÖn còng ®· nghiªn cøu l¾p ®Æt thiÕt bÞ tù ®éng c¶nh b¸o lò quyÐt (thiÕt bÞ VH- 022R) t¹i nhiÒu tØnh miÒn nói nh− Lµo Cai, Yªn B¸i, Lai Ch©u, S¬n La, §iÖn Biªn, Hµ Giang, Tuyªn Quang..., ®Õn cuèi 2007 ®· cã 90 tr¹m (trang TT§T cña ViÖn). Tuy nhiªn, vÊn ®Ò c¸c thiÕt bÞ tù ®éng nµy b¸o ®éng theo ng−ìng m−a nµo cho tõng ®Þa ph−¬ng, vµ nh÷ng hiÖu qu¶ cô thÓ cña c¸c tr¹m c¶nh b¸o nµy cßn ch−a cã th«ng b¸o chÝnh thøc. C¸c b¶n ®å ph©n vïng tai biÕn ®Þa chÊt ®−îc thµnh lËp trong thêi gian võa qua ë nhiÒu tû lÖ kh¸c nhau t¹i nhiÒu c¬ quan nghiªn cøu ®· cã nh÷ng ®ãng gãp tÝch cùc, tuy nhiªn míi gi¶i quyÕt ®−îc vÊn ®Ò vÒ dù b¸o ®Þa ®iÓm cã thÓ xÈy ra TL§-LB§, trong khi ®ã viÖc dù b¸o thêi ®iÓm xÈy ra tai biÕn cßn lµ vÊn ®Ò bá ngá. ë n−íc ngoµi, nhÊt lµ ë Mü ®· cã nhiÒu nghiªn cøu sö dông l−îng m−a ®Ó nghiªn cøu dù b¸o thêi ®iÓm tai biÕn xÈy ra, mµ b¶n chÊt lµ nghiªn cøu mèi quan hÖ gi÷a c−êng ®é m−a vµ thêi gian m−a víi ®Æc ®iÓm ®Þa chÊt, ®Þa m¹o liªn quan ®Õn ®é æn ®Þnh cña s−ên trªn ®Þa bµn. KÕt qu¶ ®· x¸c ®Þnh ®−îc ng−ìng vÒ c−êng ®é vµ thêi gian m−a mµ v−ît qua ng−ìng ®ã TL§-LB§ sÏ xÈy ra ®èi víi mçi vïng cô thÓ [3, 5, 8]. Trong c«ng tr×nh [5] ®· sö dông tµi liÖu lÞch sö cña 577 vô TL§ trong 26 n¨m (1978-2003) t¹i vïng Seattle (Washington), cïng tµi liÖu cña 17 tr¹m ®o m−a trong vïng cña thêi kú ®ã. C¸c t¸c gi¶ dùa vµo 91 vô TL§ ®iÓn h×nh ®· t×m ra ng−ìng cña l−îng m−a g©y TL§ cña vïng nµy, ®−îc thÓ hiÖn b»ng quan hÖ P3 = 3,5 - 0,67P15, trong ®ã P3 lµ l−îng m−a trong 3 ngµy cuèi cïng tr−íc TL§, P15 - l−îng m−a trong 15 ngµy tr−íc 3 ngµy cuèi (®¬n vÞ lµ inch). Ng−ìng ®ã míi x¸c ®Þnh lµ d−íi nã ch−a cã TL§ xÈy ra, cßn trªn møc ®ã l−îng m−a g©y TL§ cho tõng ®iÓm cô thÓ lµ rÊt kh¸c nhau, v× vËy c¸c t¸c gi¶ ®Ò nghÞ bæ sung mét chØ tiªu n÷a : I = 3,257D-1,13, trong ®ã I - c−êng ®é m−a (I = P/D) vµ D - thêi gian m−a. ë ch©u ¢u còng cã nh÷ng nghiªn cøu theo h−íng nµy [4, 6], trong ®ã c¸c t¸c gi¶ [4] ®· tiÕn hµnh x©y dùng ®−êng c¶nh b¸o R-D (l−îng m−a vµ thêi gian m−a) vµ th«ng b¸o ®· tiÕn hµnh kiÓm tra t¹i mét vïng cô thÓ thÊy cã 75/100 tr−êng hîp TL§ v−ît ng−ìng ®−êng c¶nh b¸o ®ã. Trong bµi nµy chóng t«i sö dông tµi liÖu kh¶o s¸t TL§ trong c¸c n¨m 2006-2008 t¹i tØnh Hµ Giang (trong khu«n khæ ®Ò tµi NCCB 70.06.06), c¸c b¸o c¸o vÒ thêi gian xÈy ra c¸c d¹ng tai biÕn vµ 98 c¸c thiÖt h¹i do chóng g©y ra cña Së NN&PTNT vµ Ban ChØ ®¹o PCLB&GNTT cña tØnh Hµ Giang trong giai ®o¹n 2001-2008, cïng tµi liÖu ®o m−a ngµy cña 9 tr¹m* ®Ó nghiªn cøu b−íc ®Çu vÒ ng−ìng m−a g©y TL§ ë Hµ Giang, chóng t«i míi ®Ò cËp s¬ bé trong c¸c bµi viÕt tr−íc [1, 2] . II. VÒ mèi quan hÖ gi÷a chÕ ®é m−a vµ TL§ ë Hµ Giang 1. TL§ th−êng g¾n víi c¸c trËn m−a lín bÊt th−êng Theo thèng kª s¬ bé c¸c vô TL§ t¹i 5 ®Þa ®iÓm lµ Tx Hµ Giang, VÞ Xuyªn, B¾c Quang, Hoµng Su Ph×, XÝn MÇn cho thÊy trong 9 n¨m (2000-2008) cã tÊt c¶ 41 trËn m−a trùc tiÕp g©y TL§, trong khi cã ®Õn 299 trËn m−a lín (ML) vµ m−a rÊt lín (MRL)** ®· xÈy ra (b¶ng 1). So s¸nh c¸c gi¸ trÞ trung b×nh cña c¸c trËn m−a trùc tiÕp g©y TL§ (vÒ l−îng m−a c¶ trËn, l−îng m−a trung b×nh ngµy, l−îng m−a ngµy lín nhÊt) víi c¸c gi¸ trÞ t−¬ng øng cña c¸c trËn ML vµ MRL cho thÊy c¸c trËn m−a ë trªn th−êng lín gÊp 1,3 ®Õn 1,5 lÇn c¸c trËn ML vµ MRL th«ng th−êng. V× vËy cã thÓ coi c¸c trËn m−a trùc tiÕp g©y TL§ lµ nh÷ng trËn m−a lín bÊt th−êng. 2. TL§ kh«ng chØ do mét trËn m−a lín bÊt th−êng quyÕt ®Þnh Thèng kª c¸c vô TL§ th−êng thÊy chóng ngoµi viÖc g¾n víi mét trËn m−a lín bÊt th−êng, cßn phô thuéc chÆt chÏ vµo ®iÒu kiÖn m−a tr−íc ®ã nhiÒu ngµy, trong ®ã cã thÓ cã c¸c trËn ML hoÆc MRL (b¶ng 2). §iÒu ®ã c¾t nghÜa hiÖn t−îng cã nhiÒu trËn ML cùc ®¹i trong n¨m l¹i kh«ng g©y ra TL§, do tr−íc ®ã kh«ng cã m−a, hoÆc m−a Ýt. B¶ng 1. So s¸nh ®Æc ®iÓm c¸c trËn m−a trùc tiÕp g©y TL§ víi c¸c trËn ML vµ MRL th«ng th−êng HuyÖn, thÞ (tªn tr¹m ®o) C¸c chØ tiªu so s¸nh Tx Hµ Giang (Hµ Giang) VÞ Xuyªn (ViÖt L©m) B¾c Quang (B¾c Quang) Hoµng Su Ph× (Hoµng Su Ph×) XÝn MÇn (Cèc Pµi) L−îng m−a trung b×nh n¨m, 2000-2008 (mm) 2.423,2 3.618,1 4.310,9 1.640,5 1.346,5 Sè trËn m−a g©y TL§ cã th«ng tin 7 9 9 9 7 L−îng m−a trung b×nh mçi trËn (mm) 235,3 237,4 219,3 149,0 104,7 L−îng m−a trung b×nh ngµy (mm) 98,6 93,6 107,1 84,7 84,8 §Æc ®iÓm c¸c trËn m−a trùc tiÕp g©y TL§ (2000- 2008 ) L−îng m−a trung b×nh ngµy lín nhÊt (mm) 127,2 150,1 149,3 99,1 98,8 Sè trËn ML vµ MRL 42 70 113 39 35 L−îng m−a trung b×nh mçi trËn (mm) 149,2 190,1 180,0 119,8 100,8 L−îng m−a trung b×nh ngµy (mm) 65,9 62,9 75,8 60,3 79,0 §Æc ®iÓm c¸c trËn ML vµ MRL (2000- 2008) L−îng m−a trung b×nh ngµy lín nhÊt (mm) 87,7 101,6 111,6 80,6 85,7 3. L−îng m−a trùc tiÕp g©y TL§ t¹i mçi vïng phô thuéc l−îng m−a b×nh qu©n n¨m cña vïng ë vïng ®åi tr−íc nói vµ s−ên ®ãn giã (B¾c Quang, VÞ Xuyªn) cã l−îng m−a n¨m rÊt lín (3.600- * Gåm c¸c tr¹m : Hµ Giang, ViÖt L©m, B¾c Quang, Ng« Khª, Yªn B×nh, Cèc Pµi, Hoµng Su Ph×, B¾c Mª, Yªn Minh (nguån : ViÖn KTTV&MT). ** TrËn ML th−êng kÐo dµi trªn 1 ngµy vµ cã Ýt nhÊt 1 ngµy cã l−îng m−a tõ 50,1 ®Õn 100 mm, cßn trËn MRL - cã Ýt nhÊt 1 ngµy m−a trªn 100 mm. 4.300 mm), c¸c trËn m−a trùc tiÕp g©y TL§ cã gi¸ trÞ trung b×nh lín (220-235 mm), trong khi ë c¸c thung lòng gi÷a nói vµ trªn cao nguyªn (MÌo V¹c, XÝn MÇn, Hoµng Su Ph×) cã l−îng m−a n¨m nhá (1.300-1.600 mm) th× l−îng m−a trùc tiÕp g©y TL§ còng nhá (105-150 mm), ®ång thêi chªnh lÖch gi÷a l−îng m−a ®ã víi l−îng m−a cña c¸c trËn ML vµ MRL th«ng th−êng còng nhá h¬n vïng nhiÒu m−a (b¶ng 1). 99 B¶ng 2. L−îng m−a vµ c−êng ®é m−a cña mét sè ®ît m−a g©y TL§ lùa chän L−îng m−a (mm)/sè ngµy C−êng ®é m−a (mm/h )** N¨m : L−îng m−a (mm ) §Þa ®iÓm §ît m−a kÐo dµi (ngµy/th¸ng) Pha chuÈn bÞ (Ppr) Pha t¸c ®éng (Pef ) Pha chuÈn bÞ (Ipr) Pha t¸c ®éng (Ief) Sè hiÖu trªn biÓu ®å 2000 2.115,8 3.572,5 Tx Hµ Giang VÞ Xuyªn 10-22/7 9-22/7 125,4/12 242,0/13 168,4/1 229,0/1 0,435 0,775 7,016 9,541 o 11 o 12 2001 2.262,1 2.921,5 1.846,8 1.571,6 1.342,6 1.133,9 Tx Hµ Giang VÞ Xuyªn Yªn B×nh B¾c Mª Hoµng Su Ph× XÝn MÇn 19/6-4/7 26/6-4/7 26/6-4/7 27/6-4/7 27/6-4/7 27/6-4/7 377,3/15 200,0/8 158,1/8 113,6/7 147,7/7 129,6/7 *124,0/1 175,0/1 118,6/1 *128,1/1 *121,8/1 *94,1/1 1,048 1,041 0,823 0,676 0,879 0,771 5,116 7,291 4,941 5,337 5,075 3,945 o 9 o 10 + 11 + 12 + 13 + 14 2002 3.081,8 1.846,8 1.892,5 Ng« Khª Yªn B×nh Hoµng Su Ph× 10-15/8 9-16/8 8-16/8 282,2/5 310,8/7 219,6/7 155,7/1 *166,4/1 125,7/2 2,351 1,850 1,307 6,487 6,933 2,618 o 8 + 9 + 10 2003 1.567,5 693,9 Hoµng Su Ph× XÝn MÇn 27/6-2/7 27/6-3/7 106,1/5 57,0/6 *94,9/1 *95,6/1 0,884 0,395 3,954 3,983 + 7 + 8 2004 2.950,8 3.428,6 2.263,4 1.929,5 1.209,2 1.549,6 VÞ Xuyªn B¾c Quang Ng« Khª Yªn B×nh Yªn Minh Hoµng Su Ph× 13-16/5 10-16/5 13-16/5 13-16/5 14-16/5 13-16/5 64,5/3 133,1/6 74,9/3 34,8/3 32,3/3 69,3/3 150,5/1 *188,9/1 *189,5/1 111,0/1 59,0/1 *112,0/1 0,895 0,924 1,040 0,483 0,673 0,962 6,270 7,871 7,895 4,625 2,458 4,666 o 5 o 6 o 7 + 4 + 5 + 6 2007 2.954,8 4.280,0 1.622,2 Tx Hµ Giang VÞ Xuyªn Hoµng Su Ph× 22/7-31/7 22/7-3/8 16-28/7 18-30/7 306,8/9 306,8/9 541,5/12 80,9/11 107,5/1 *409,4/4 *359,0/1 108,1/2 1,420 1,420 1,880 0,306 4,479 4,264 14,958 2,252 o 3 o 3' o 4 + 3 2008 3.051,2 4.262,5 2.385,0 2.105,3 Tx Hµ Giang VÞ Xuyªn Hoµng Su Ph× XÝn MÇn 23-28/8 25-29/8 23-27/8 23-27/8 160,3/5 196,0/4 135,0/4 40,5/4 *205,7/1 115,0/1 *167,0/1 *156,0/1 1,335 2,041 1,406 0,421 8,570 4,791 6,958 6,500 o 1 o 2 + 1 + 2 * Ngµy m−a cùc ®¹i trong n¨m, ** C−êng ®é m−a trung b×nh cña c¶ pha m−a 4. Thêi gian xÈy ra TL§ TL§ chñ yÕu xÈy ra vµo ba th¸ng 6, 7 vµ 8, lµ nh÷ng th¸ng cã l−îng m−a lín nhÊt trong n¨m. Ngoµi ra TL§ còng xÈy ra vµo th¸ng 5, vµ gÆp Ýt h¬n vµo th¸ng 4, hoÆc th¸ng 9, 10. Chóng th−êng xÈy ra vµo c¸c th¸ng cã l−îng m−a cùc ®¹i vµ vµo ngµy m−a cùc ®¹i trong n¨m, nh−ng kh«ng ph¶i lµ ®iÒu kiÖn b¾t buéc, v× cßn phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè kh¸c. 5. DiÔn biÕn tiÕn tr×nh m−a g©y TL§ Th«ng th−êng khi m−a kÐo dµi vµ c−êng ®é m−a t¨ng ®Õn mét ng−ìng nµo ®ã th× xÈy ra TL§ ë nh÷ng taluy ®−êng lµm qu¸ dèc, hoÆc c¸c v¸ch b¹t th¼ng ®øng ; m−a vµ c−êng ®é m−a tiÕp tôc t¨ng sÏ xÈy ra hµng lo¹t tr−ît lë nghiªm träng däc ®−êng giao th«ng ; nÕu m−a vµ c−êng ®é m−a tiÕp tôc gia t¨ng sÏ xÈy ra ®ång lo¹t TL§ ë nhiÒu ®Þa ®iÓm, c¶ däc 100 theo ®−êng giao th«ng (s−ên dèc do nh©n sinh), c¶ trªn c¸c s−ên thung lòng suèi cÊp 1-3 (s−ên dèc tù nhiªn) vµ kÌm theo LB§. DiÔn biÕn nh− trªn thÊy râ vµo cuèi th¸ng 7 ®Çu th¸ng 8/ 2007 t¹i Tx Hµ Giang, VÞ Xuyªn vµ l©n cËn : ngµy 29-31/7 b¾t ®Çu cã mét sè ®iÓm TL§ ë Tx Hµ Giang, nh−ng ®Õn s¸ng 3/8/2007, sau khi trËn MRL tiÕp tôc m¹nh mÏ th× trong néi thÞ ®· cã hµng chôc ®iÓm TL§, vµ ë Phong Quang, Tïng B¸ (VÞ Xuyªn) ®ång lo¹t cã nhiÒu ®iÓm TL§ trªn s−ên ®åi vµ s−ên thung lòng suèi cÊp 2, ®ång thêi xÈy ra LB§ ë Tïng B¸. III. Nghiªn cøu ng−ìng m−a g©y TL§ ë tØnh Hµ Giang 1. Mét sè khã kh¨n a) Hµ Giang lµ mét tØnh miÒn nói cã ®Þa h×nh ph©n dÞ vµ ph©n c¾t rÊt phøc t¹p, l−îng m−a ph©n bè rÊt kh«ng ®ång ®Òu theo l·nh thæ, v× vËy ng−ìng m−a g©y TL§ sÏ rÊt kh¸c nhau cho tõng vïng cô thÓ (vïng ®åi tr−íc nói, vïng s−ên ®ãn giã, trªn mÆt cao nguyªn...). Cã thÓ quy −íc chia l·nh thæ thµnh c¸c vïng cã chÕ ®é m−a kh¸c nhau : vïng nhiÒu m−a (3.000-4.000 mm, B¾c Quang - VÞ Xuyªn), vïng m−a trung b×nh (2.000- 2.500 mm, Tx Hµ Giang, Yªn B×nh...) vµ vïng Ýt m−a (1.300-1.600 mm, Hoµng Su ph×, XÝ MÇn, Yªn Minh...). b) T¹i tØnh Hµ Giang cã rÊt Ýt tr¹m ®o m−a ; trong nghiªn cøu nµy mét tr¹m ®¹i diÖn cho mét vïng diÖn tÝch trung b×nh 700 km2, v× vËy rÊt khã ®Ó cã thÓ g¾n c¸c vô TL§ víi c¸c sè liÖu m−a cô thÓ t¹i c¸c tr¹m. §iÒu ®ã h¹n chÕ rÊt nhiÒu ®Õn kÕt qu¶ nghiªn cøu. C¸c vô TL§ xÈy ra ë Tx Hµ Giang, n¬i cã tr¹m ®o m−a tõ nhiÒu n¨m nay lµ mét tr−êng hîp lý t−ëng. §Ó kh¾c phôc t×nh tr¹ng thiÕu tr¹m ®o m−a t¹i c¸c ®Þa ®iÓm cã TL§, chóng t«i chØ nghiªn cøu nh÷ng vô tai biÕn xÈy ra trªn diÖn réng, do c¸c ®ît m−a lín kÐo dµi trªn ph¹m vi phÇn lín l·nh thæ cña tØnh. Trong tr−êng hîp nµy l−îng m−a sÏ ®ång nhÊt h¬n theo l·nh thæ, vµ do ®ã cã thÓ g¸n sè liÖu m−a cña tr¹m cho mét vô TL§ ë kho¶ng c¸ch xa h¬n, so víi c¸c trËn m−a khu biÖt, t¹i c¸c ®Þa ®iÓm hÑp. c) Sè liÖu vÒ c¸c vô TL§ ®· xÈy ra trong 10-15 n¨m gÇn ®©y th−êng t¶n m¹n, thiÕu cô thÓ ; hiÖn ch−a x©y dùng ®−îc mét c¬ së d÷ liÖu vÒ TL§ theo mét quy c¸ch thèng nhÊt, ch−a t¸ch riªng ®−îc tõng ®iÓm tai biÕn cô thÓ. §iÒu nµy h¹n chÕ viÖc triÓn khai nghiªn cøu theo h−íng thèng kª, ®Þnh l−îng. 2. Hai giai ®o¹n ph¸t triÓn cña mét vô TL§ Theo tµi liÖu kh¶o s¸t kÕt hîp víi c¸c tµi liÖu ®o m−a ®· nªu trªn, cã thÓ kh¼ng ®Þnh ®¹i ®a sè c¸c vô TL§ lu«n ®−îc g©y ra bëi hai pha m−a kh¸c nhau râ rµng (b¶ng 2). Pha 1 cã thÓ gäi lµ pha chuÈn bÞ, víi c¸c trËn m−a nèi tiÕp nhau kÐo dµi nhiÒu ngµy, trong ®ã cã thÓ cã nh÷ng trËn ML hoÆc MRL. Pha m−a nµy chñ yÕu lµm t¨ng ®é Èm cña ®Êt, lµm gi¶m ®é g¾n kÕt vËt liÖu, vµ gi¶m ®é æn ®Þnh s−ên. Pha 2, cã thÓ gäi lµ pha t¸c ®éng, th−êng víi mét trËn m−a lín bÊt th−êng, trùc tiÕp g©y ra tai biÕn. Pha nµy trùc tiÕp ph¸ vì ®é æn ®Þnh cña s−ên vµ cung cÊp ®éng n¨ng vËn chuyÓn bïn ®¸. L−îng m−a vµ c−êng ®é m−a g©y TL§ ®Òu ®−îc ph©n biÖt thµnh hai pha nh− vËy. 3. Quy tr×nh nghiªn cøu ng−ìng m−a g©y TL§ Kh¸c víi c¸c t¸c gi¶ Mü sö dông sè liÖu cña tõng ®iÓm TL§, trong nghiªn cøu nµy, do ®iÒu kiÖn h¹n chÕ vÒ c¬ së d÷ liÖu, ®· tiÕn hµnh theo c¸ch x©y dùng biÓu ®å cho c¸c ®ît TL§ kh¸c nhau, trong ®ã mçi ®ît gåm nhiÒu ®iÓm tai biÕn xÈy ra ®ång lo¹t trªn ®Þa bµn. ThÝ dô, ®ît TL§ ë Tx Hµ Giang 29/7- 3/8/2007 cã hµng chôc ®Þa ®iÓm TL§ trong néi thÞ [1] sÏ ®−îc thÓ hiÖn nh− mét ®iÓm trªn biÓu ®å. C¸c b−íc vµ néi dung nghiªn cøu gåm : a) X©y dùng biÓu ®å ng−ìng m−a g©y TL§ trong mèi quan hÖ gi÷a l−îng m−a pha t¸c ®éng (Pef) víi l−îng m−a pha chuÈn bÞ (Ppr), trªn ®ã ®−êng biÓu diÔn ®−îc t¹o riªng biÖt cho c¸c vïng nhiÒu m−a vµ vïng Ýt m−a (®Ó ®¬n gi¶n, chia 2 vïng). b) X©y dùng biÓu ®å ng−ìng c−êng ®é m−a g©y TL§ trong mèi quan hÖ gi÷a c−êng ®é m−a t¸c ®éng (Ief) víi c−êng ®é m−a chuÈn bÞ (Ipr), vµ còng nh− trªn, ®−êng biÓu diÔn d¹ng tuyÕn tÝnh ®−îc t¹o riªng biÖt cho c¸c vïng nhiÒu m−a vµ vïng Ýt m−a. c) Ngoµi ra còng x©y dùng biÓu ®å thÓ hiÖn mèi quan hÖ gi÷a l−îng m−a tÝch lòy tr−íc TL§ (P) víi thêi gian ®ît m−a kÐo dµi tr−íc tai biÕn (D). BiÓu ®å nµy cã thÓ sö dông nh− mét c«ng cô ®Ó c¶nh b¸o møc ®é nguy hiÓm cña c¸c trËn ML, MRL [1]. 4. KÕt qu¶ vµ th¶o luËn §Ó x©y dùng c¸c biÓu ®å trªn, chóng t«i ®· lùa chän 26 ®ît TL§ xÈy ra tõ n¨m 2000 ®Õn n¨m 2008 trªn ®Þa bµn tØnh cã mèi liªn hÖ kh¸ râ víi c¸c tµi liÖu ®o m−a (b¶ng 2). 101 a) BiÓu ®å quan hÖ Pef vμ Ppr Trªn biÓu ®å (h×nh 1) c¸c ®iÓm ®¹i diÖn cho vïng nhiÒu m−a ph©n bè kh¸ t¸ch biÖt víi vïng Ýt m−a. Ng−ìng m−a g©y TL§ t¹i c¸c vïng nhiÒu m−a cã quan hÖ : Pef = -0,27Ppr + 167,90 ; víi Ppr ≥ 64,5 mm ♦ Ng−ìng m−a g©y TL§ cho vïng Tx Hµ Giang vµ l©n cËn lµ ®¸ng tin t−ëng h¬n c¶ (v× cã tr¹m ®o m−a t¹i chç) vµ cã d¹ng : Pef = -0,335Ppr + 210,371 ; víi Ppr ≥ 125,4 mm ♦ Cho vïng Ýt m−a, ng−ìng m−a g©y tai biÕn : Pef = -0,693Ppr + 135,138 ; víi Ppr ≥ 34,8 mm ♦ Trong ®ã ng−ìng m−a cho vïng Hoµng Su Ph× cã d¹ng : Pef = - 0,464Ppr + 144,203 ; víi Ppr ≥ 69,3 mm b) BiÓu ®å quan hÖ Ief vμ Ipr C−êng ®é m−a tÝnh trung b×nh cho tõng pha m−a (h×nh 2). ♦ §èi víi vïng nhiÒu m−a, ng−ìng c−êng ®é m−a g©y TL§ cã quan hÖ : Ief = - 3,016 Ipr + 8,328 ; víi Ipr ≥ 0,435 (Ief = Pef/Def ; Ipr = Ppr/Dpr ; ®¬n vÞ : mm/h) Ng−ìng c−êng ®é m−a nµy cã ®é tin cËy cao v× thuéc vïng Tx Hµ Giang . ♦ Cßn ®èi víi vïng Ýt m−a, ng−ìng c−êng ®é m−a cã d¹ng : Ief = - 5,491 Ipr + 6,152 ; víi Ipr ≥ 0,395 H×nh 1. Ng−ìng l−îng m−a g©y TL§ 102 H×nh 2. Ng−ìng c−êng ®é m−a g©y TL§ Tõ c¸c biÓu thøc nªu trªn cã thÓ nhËn thÊy, ng−ìng l−îng m−a pha t¸c ®éng g©y TL§ (Pef) cho vïng nhiÒu m−a lµ kho¶ng 150-170 mm, cßn cho vïng Ýt m−a lµ 110 mm. C−êng ®é m−a pha t¸c ®éng g©y tai biÕn (Ief) ë vïng nhiÒu m−a lµ 7,0 vµ ë vïng Ýt m−a lµ 4,0 mm/h. §Ó so s¸nh vïng nhiÒu m−a víi vïng Ýt m−a, tõ b¶ng 2 cã thÓ tÝnh c¸c gi¸ trÞ trung b×nh cña c¸c yÕu tè D, P vµ I. KÕt qu¶ cho thÊy : a) ë vïng nhiÒu m−a, l−îng m−a t¸c ®éng (Pef) chØ b»ng 80 % l−îng m−a chuÈn bÞ (Ppr), trong khi ®ã ë vïng Ýt m−a, l−îng m−a t¸c ®éng lªn ®Õn 120 % l−îng m−a chuÈn bÞ. Tr¸i l¹i , vÒ c−êng ®é m−a, ë c¶ vïng nhiÒu m−a lÉn vïng Ýt m−a, c−êng ®é m−a t¸c ®éng lín h¬n rÊt nhiÒu c−êng ®é m−a chuÈn bÞ, gÊp ®Õn 5,4-5,9 lÇn. b) L−îng m−a chuÈn bÞ ë vïng nhiÒu m−a gÊp 2 lÇn vïng Ýt m−a, trong khi l−îng m−a t¸c ®éng vïng nhiÒu m−a chØ gÊp 1,3 lÇn vïng Ýt m−a . c) C−êng ®é m−a chuÈn bÞ vµ t¸c ®éng ë vïng nhiÒu m−a gÊp 1,5-1,7 lÇn c¸c gi¸ trÞ t−¬ng øng cña vïng Ýt m−a. d) Sè ngµy m−a chuÈn bÞ ë vïng nhiÒu m−a lµ 8, trong khi ë vïng Ýt m−a lµ 6. Thêi gian m−a t¸c ®éng th«ng th−êng lµ 1 ngµy (cã thÓ ®Õn 4 ngµy). c) BiÓu ®å quan hÖ P vμ D Trªn biÓu ®å (h×nh 3), P lµ l−îng m−a tÝch lòy tr−íc TL§, cßn D lµ l−îng thêi gian trong ®ît m−a tr−íc TL§. BiÓu ®å ®−îc x©y dùng cho Tx Hµ Giang vµ l©n cËn. Nh− trªn ®· tr×nh bÇy, ng−ìng m−a g©y TL§ ë vïng nµy cã d¹ng Pef = - 0,335Ppr + 210,371. Nh− vËy, vÒ mÆt lý thuyÕt l−îng m−a chuÈn bÞ cùc ®¹i cã thÓ ®¹t ®Õn 627,9 mm vµ l−îng m−a t¸c ®éng cùc ®¹i ®Õn 210,3 mm. Nh−ng thùc tÕ c¨n cø vµo sè liÖu ®o m−a n¨m 2000 vµ 2007, gi¸ trÞ Ppr dao ®éng trong kho¶ng 125,4 ®Õn 306,8mm, cßn Pef tõ 107,5 ®Õn 168,4 mm. TL§ xÈy ra kh«ng chØ do tæng l−îng m−a lín, mµ cßn phô thuéc vµo tiÕn tr×nh m−a, tøc 103 H×nh 3. Quan hÖ gi÷a l−îng m−a tÝch luü vµ thêi gian m−a tr−íc TL§ t¹i Tx Hµ Giang vµ l©n cËn lµ vµo sù ph©n bè l−îng m−a ®ã theo thêi gian tr−íc TL§, ®−îc ph¶n ¸nh trªn biÓu ®å P-D (h×nh 3). §−êng biÓu diÔn quan hÖ P-D cho Tx Hµ Giang vµ l©n cËn ®−îc lËp dùa trªn c¸c gi¸ trÞ trung b×nh cña l−îng m−a tÝch lòy tr−íc TL§ cña n¨m 2000 vµ 2007 (b¶ng 3). §−êng nµy cïng víi 2 ®−êng phô (c¸c gi¸ trÞ cao vµ thÊp h¬n gi¸ trÞ trung b×nh) ®· chia biÓu ®å thµnh 3 tr−êng : tr−êng TL§, tr−êng cã nguy c¬ cao TL§, tr−êng cã Ýt vµ kh«ng cã nguy c¬ TL§. BiÓu ®å nµy cã thÓ dïng ®Ó cËp nhËt c¸c sè liÖu m−a hµng ngµy trong mét ®ît m−a kÐo dµi t¹i ®Þa bµn ®Ó ®¸nh gi¸ nguy c¬ xÈy ra TL§. NÕu sè liÖu ®o m−a cËp nhËt n»m trong tr−êng TL§, ®©y lµ c¬ së ®Ó cã thÓ quyÕt ®Þnh c¶nh b¸o trong céng ®ång. §−êng quan hÖ P-D cã thÓ gäi lµ ®−êng c¶nh b¸o. d) Nh÷ng l−u ý - C¸c ng−ìng m−a cho mçi vïng ®−îc nªu ë trªn kh«ng nh÷ng ph¶n ¸nh ®Æc ®iÓm vÒ l−îng m−a n¨m mµ cßn ph¶n ¸nh tæng hîp c¸c ®Æc thï cña vïng ®ã vÒ ®Þa chÊt, ®Þa m¹o, líp phñ vµ c¸c t¸c ®éng nh©n sinh. - Trong pha m−a t¸c ®éng, tèt nhÊt lµ sö dông sè liÖu ®o m−a tõng giê hoÆc 6 giê , nh− vËy ®−êng c¶nh b¸o míi tiÖm cËn ®−îc víi thùc tr¹ng m−a, do ®ã viÖc c¶nh b¸o míi cã thÓ cã kÕt qu¶ tèt. - ViÖc x©y dùng c¸c biÓu ®å trªn ®©y chØ ®−îc xem lµ mét thö nghiÖm cã tÝnh chÊt t×m tßi, víi khã B¶ng 3. L−îng m−a tÝch lòy (P) tr−íc TL§ t¹i Tx Hµ Giang vµ l©n cËn P(mm) Thêi gian, D* (ngµy) N¨m 2000 N¨m 2007 Gi¸ trÞ P trung b×nh 1 168,4 107,5 137,9 2 189,5 115,9 152,7 3 213,7 222,5 218,1 4 232,9 236,0 234,4 5 234,7 309,8 272,2 6 234,8 327,1 280,9 7 237,3 327,1 282,2 8 240,6 327,8 284,2 9 246,8 364,9 305,8 10 265,1 414,3 339,7 11 273,4 12 273,8 13 293,8 * Thêi gian m−a tr−íc TL§ 104 kh¨n chÝnh hiÖn nay lµ thiÕu sè liÖu ®o m−a cô thÓ t¹i nh÷ng ®Þa bµn xÈy ra TL§-LB§ ; do ®ã c¸c ng−ìng m−a ®−a ra th−êng khã ph¶n ¸nh ®óng thùc tÕ kh¸ch quan, ¶nh h−ëng lín ®Õn hiÖu qu¶ c¶nh b¸o. KÕt luËn Qua nghiªn cøu thö nghiÖm t×m ng−ìng m−a g©y TL§ ë tØnh Hµ Giang cã thÓ nªu mét sè ®iÓm chñ yÕu sau : 1. Ng−ìng m−a g©y TL§ lµ kh¸c nhau cho c¸c vïng kh¸c nhau cña l·nh thæ, phô thuéc vµo l−îng m−a n¨m vµ ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt, ®Þa m¹o vµ t¸c ®éng cña con ng−êi, thËm chÝ cßn cã thÓ kh¸c nhau c¶ vµo ®Çu mïa hoÆc cuèi mïa m−a t¹i cïng mét ®Þa ph−¬ng. Kh«ng thÓ cã mét ng−ìng m−a thèng nhÊt cho mét tØnh vµ ngay c¶ cho mét huyÖn. 2. C¸c trËn m−a g©y TL§ th−êng lµ nh÷ng trËn m−a lín bÊt th−êng, lín h¬n c¸c trËn m−a lín th«ng th−êng trong mïa m−a. Mét ®ît m−a g©y tai biÕn nµy th−êng cã hai pha : pha m−a chuÈn bÞ dµi ngµy tr−íc tai biÕn vµ pha m−a t¸c ®éng, trùc tiÕp g©y tai biÕn, víi mét trËn m−a lín bÊt th−êng . 3. Ng−ìng m−a g©y TL§ còng gåm hai thµnh phÇn : ng−ìng m−a chuÈn bÞ vµ ng−ìng m−a t¸c ®éng (gåm c¸c yÕu tè : Ppr, Pef, Ipr vµ Ief). §èi víi vïng Tx Hµ Giang vµ l©n cËn c¸c ng−ìng ®ã ®−îc thÓ hiÖn b»ng c¸c biÓu thøc : Pef = -0,335Ppr + 210,371 (®¬n vÞ : mm) vµ Ief = -3,016Ipr + 8,328 (®¬n vÞ : mm/h) §ång thêi ®−êng biÓu diÔn quan hÖ l−îng m−a tÝch lòy P vµ thêi gian m−a tr−íc tai biÕn D (h×nh 3) ®−îc xem nh− ®−êng c¶nh b¸o, dïng ®Ó theo dâi, c¶nh b¸o møc ®é nguy hiÓm cña c¸c trËn m−a lín. 4. C«ng viÖc cÊp b¸ch tr−íc m¾t lµ x©y dùng c¬ së d÷ liÖu vÒ lo¹i h×nh tai biÕn nµy theo tµi liÖu lÞch sö cho 15-20 n¨m gÇn ®©y. §ång thêi cÇn x©y dùng mét m¹ng l−íi ®Çy ®ñ c¸c tr¹m ®o m−a t¹i c¸c x· vïng träng ®iÓm, cã nguy c¬ xÈy ra TL§ vµo mïa m−a b·o. 5. §Ó viÖc c¶nh b¸o tai biÕn TL§ cã hiÖu qu¶ thiÕt thùc, cÇn tæ chøc c¸c trung t©m, n¬i tËp hîp c¬ së d÷ liÖu vµ c¸c th«ng tin vÒ dù b¸o b·o lò, cËp nhËt liªn tôc vµ ph©n tÝch kÞp thêi c¸c sè liÖu ®o m−a trªn ®Þa bµn ®Ó cã thÓ ®−a ra quyÕt ®Þnh c¶nh b¸o chÝnh x¸c trong céng ®ång. §iÒu nµy ®ßi hái mét m¹ng l−íi th«ng tin liªn l¹c vµ truyÒn sè liÖu tèt, cïng mét ®éi ngò c¸n bé th«ng th¹o c«ng viÖc vµ am hiÓu ®iÒu kiÖn tù nhiªn vµ x· héi ®Þa ph−¬ng. ViÖc c¶nh b¸o TL§ ngoµi dùa theo ng−ìng m−a, cßn cÇn kÕt hîp víi c¸c ph−¬ng ph¸p thÝch hîp kh¸c, nh− lËp c¸c tr¹m ®o biÕn d¹ng s−ên t¹i c¸c vïng träng ®iÓm,... Tµi liÖu dÉn [1] Lª §øc An, U«ng §×nh Khanh, Tèng Phóc TuÊn, NguyÔn Ngäc Thµnh, 2008 : Tai biÕn tr−ît lë s−ên t¹i Tx Hµ Giang vµ vÊn ®Ò c¶nh b¸o. Tc CKHvT§, T. 30, 3, 225-232. Hµ Néi. [2] Lª §øc An, 2008 : Mét sè vÊn ®Ò vÒ nghiªn cøu tr−ît lë s−ên vµ dù b¸o chóng. TT c¸c BC KH, Héi nghÞ KH§LTQ III, Hµ Néi 16-12-2008, 28-36, Hµ Néi. [3] Baum R.L., 2007 : Landslide warning capa- bilities in the United States. 2007GSA Denver Annual Meeting (28-31 October 2007), Session 162. Abstracts. [4] N. Casagli, A.I. Benedetti, M. Palmieri, 2003 : Rainfall thresholds for landslides in Enilia-Romagna (Italy). Abstracts from the meeting held in Nice, France, 6-11 April 2003 (EGS-EGU-EUG Joint Assembley). [5] A.F. Chleborad, R.L. Baum, J.W. Godt, 2006 : Rainfall thresholds for forecasting landslides in the Seattle, Washington, area -Exceedance and probability. U.S. Geological Survey Open-File Report 2006-1064. [6] R. Giannecchini, 2006 : Relationship between rainfall and shallow landslides in the Sou- thern Apuan Alps (Italy). Natural Hazards and Earth system Science, V.6, Is.3, 357-364, Copernicus. Abstract. [7] TrÇn Thôc, L∙ Thanh Hµ, 2005 : VÒ c«ng t¸c ph©n vïng, c¶nh b¸o vµ gi¶i ph¸p phßng tr¸nh lò quyÐt ë miÒn nói ViÖt Nam. Tµi liÖu HTKH ngµy 24-12-2005 t¹i Hµ Néi, Bé KH&CN. [8] L. S. E. Wieczorek, B.A. Morgan, R.M. Wooten, M. Morrissey, 2009 : An examination of selected historical rainfall-induced debris-flow events within the Central and Southern Appalachian Mountains of the Eastern United States. U.S. Geo- logical Survey Open-File Report 2009-1155. 105 [9] NguyÔn Träng Yªm (chñ nhiÖm), 2006 : Nghiªn cøu ®¸nh gi¸ tr−ît lë, lò quyÐt - lò bïn ®¸ mét sè vïng nguy hiÓm ë miÒn nói B¾c Bé, kiÕn nghÞ c¸c gi¶i ph¸p phßng tr¸nh gi¶m nhÑ thiÖt h¹i. §Ò tµi cÊp NN KC-08-01BS. L−u tr÷ ViÖn §Þa chÊt, ViÖn KH&CN VN, Hµ Néi. SUMMARY A method for study of rainfall thresholds for landslide warning To follow the experience of U.S. and Euro- pean scientists using the rainfall thresholds for landslide warning, in this paper the author attempts to establish the preliminary rainfall thresholds causing landslides in Ha Giang province, on the basis of field works (2006-2008), the reports about natural hazards of locality, and the rainfall data of the main rain gauges of Province during the period of 2000-2008. Two rain phases of a storm evolution causing landslides were determined, as phase of preparation and phase of effect. The rains directly caused this disaster(in phase of effect) are often unusual big rainfalls. Rainfall thresholds were defined for Ha Giang Town, with : Pef = -0.335Ppr + 210.371 and Ief = -3.016 Ipr + 8.328. At the same time a alert line of landslides for location had been done on the basis of P-D chart compiling. Ngµy nhËn bµi : 09-12-2009 ViÖn §Þa lý (ViÖn KH&CN ViÖt Nam)