Nghiên cứu cơ sở khoa học, xây dựng hệ thống quan trắc cảnh báo trượt tự động tại một số khu đô thị trọng điểm khu vực Tây Nguyên
Trượt lở đất (TLĐ) là dạng tai biến địa chất thường xuyên xảy ra trên địa bàn khu vực Tây Nguyên, trong đó 2 tỉnh ở phía nam khu vực là Lâm Đồng và Đắk Nông có mức độ khá phổ biến. Tai biến trượt lở đất không chỉ gây ra thương vong đối với con người, phá hủy các công trình xây dựng và dân sinh kinh tế, đồng thời còn tiềm ẩn mối hiểm họa không dễ dự báo và cũng là rào cản, kìm hãm sự ổn định phát triển kinh tế xã hội đối với khu vực. Thực tế cho thấy, trong những năm gần đây với bối cảnh biến đổi khí hậu, trượt lở đất có xu thế phát triển mạnh với quy mô và tần xuất ngày càng lớn. Đây chắc chắn là những “điểm nóng” về dạng tai biến nguy hiểm này và không thể không quan tâm để có công tác phòng ngừa, hạn chế tối đa rủi ro đối với phát triển kinh tế- xã hội (KT-XH).
Nhằm xác định được vai trò của các yếu tố điều kiện, nguyên nhân, cơ chế hình thành các khối trượt điển hình tại các khu đô thị trọng điểm và luận chứng cơ sở khoa học và thiết lập qui trình xây dựng hệ thống quan trắc trượt tự động tại một số khu đô thị trọng điểm, ThS. Nguyễn Việt Tiến và các cộng sự Viện Địa Chất - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu cơ sở khoa học, xây dựng hệ thống quan trắc cảnh báo trượt tự động tại một số khu đô thị trọng điểm khu vực Tây Nguyên”.
Sau một thời gian triển khai thực hiện, đề tài đưa ra các kết luận như sau:
1. Trong phạm vi khu vực nghiên cứu, trượt lở đất xảy ra trong lớp phủ vỏ phong hóa của các thành tạo địa chất có nguồn gốc xâm nhập, phun trào, trầm tích phun trào và trầm tích; tuổi từ Kreta đến Đệ tứ. Tổng số 197 điểm trượt lở được mô tả chi tiết và phân loại thành 5 kiểu trượt chính (đổ lở, xoay, phẳng, dòng và kết hợp) với 2 kiểu vật liệu chính (đất đá hỗn hợp và đất dính). Quy mô trượt lở được chia thành 3 cấp: nhỏ, trung bình và lớn. Đáng lưu ý, kiểu trượt xoay và kiểu kết hợp có quy mô lớn chiếm 23,8% trong phạm vi nghiên cứu gây ảnh hưởng lớn đến công trình dân sinh, hạ tầng cơ sở và đất khai thác.
2. Đánh giá nguy cơ trượt lở đất trong phạm vi 5 khu đô thị nghiên cứu dựa trên 9 yếu tố điều kiện, nguyên nhân; xác định 4 yếu tố nguyên nhân mang tính quyết định đến mất sự cân bằng sườn dốc là: sự phân bố độ dốc địa hình, lượng mưa phân bố theo không gian, nguồn gốc địa chất thạch học, hoạt động khai thác sử dụng đất. Các yếu tố khác có mức độ tác động nhất định, đóng vai trò góp phần phát sinh, thúc đẩy quá trình trượt lở đất.
3. Đánh giá định lượng các yếu tố ảnh hưởng và xây dựng 45 bản đồ nguy cơ trượt lở thành phần để thành lập 05 bản đồ cảnh báo nguy cơ TLĐ tỷ lệ 1:25.000 cho 3 thành phố (Đà Lạt, Bảo Lộc và Gia Nghĩa) và tỷ lệ 1:10.000 cho hai thị trấn (Lạc Dương và Di Linh). Mức độ cảnh báo nguy cơ phản ảnh ở 5 cấp (rất thấp, thấp, trung bình, cao và rất cao) theo không gian. Thống kê diện phân bố nguy cơ TLĐ cao và rất cao cho thấy, diện phân bố của hai cấp nguy cơ này khá lớn ở TP. Đà Lạt (34%), TT. Lạc Dương (39%), TT. Di Linh (32%); tỷ lệ phân bố nhỏ hơn ở TX. Gia Nghĩa (25%) và TP. Bảo Lộc (21%). Riêng đối với đơn vị hành chính cấp TP mức độ nguy cơ được thống kê tới các cấp hành chính trực thuộc (phường, xã).
4. Kết quả nghiên cứu 05 khối trượt đã làm sáng tỏ nguyên nhân chính bao gồm: sườn dốc có góc dốc lớn hoặc góc dốc bị biến đổi do hoạt động cải tạo bề mặt, sự suy giảm sức kháng cắt của đất khi gặp nước, tác động áp lực nước thủy động trong thân khối trượt, các lớp đất cấu tạo sườn dốc bị thay đổi trạng thái ứng suất. Các yếu tố thúc đẩy chính là lượng mưa lớn trong mùa mưa; hoạt động nhân sinh cải tạo bề mặt địa hình. Tác động đan xen của một số nguyên nhân và yếu tố thúc đẩy chính đã được xác định bằng các phương pháp nghiên cứu phù hợp làm cơ sở luận giải cơ chế hình thành các khối trượt.
5. Đề tài sử dụng thiết bị công nghệ quan trắc tự động hiện đại, có độ chính xác cao đã được áp dụng trên thế giới trong quan trắc khối trượt có quy mô lớn với mặt trượt phát triển sâu. Hệ thống quan trắc hoàn thiện bao gồm thiết bị đo dịch chuyển ngang, thiết bị đo áp lực nước lỗ rỗng và thiết bị đo mưa tại vị trí nghiên cứu. Số liệu ghi nhận được độ dịch chuyển 6,8mm và 5,9mm tại hai lớp phát sinh mặt trượt khi có sự gia tăng áp lực nước lỗ rỗng sau 3 ngày mưa ngay trong mùa khô. Từ đó, hình thành mô hình hệ thống quan trắc cảnh báo trượt lở tự động được thiết lập dựa trên mối quan hệ giữa lượng mưa - áp lực nước lỗ rỗng - độ dịch chuyển tại khối trượt quan trắc.
6. Mô hình cảnh báo trượt lở đất cho 05 khu đô thị là hệ thống được xây dựng trên nền tảng website đã trực quan hóa cơ sở dữ liệu về hiện trạng TL, bản đồ cảnh báo nguy cơ TL kết hợp thông tin dự báo lượng mưa; đồng thời tích hợp hệ thống quan trắc cảnh báo trượt lở tự động. Mô hình có khả năng cung cấp những thông tin nhanh, sát thực giúp các nhà quản lý, cộng đồng dân cư (nhất là ở các khu vực nguy cơ TL cao và rất cao), kịp thời có những ứng phó cần thiết để giảm thiểu thiệt hại.
7. Các mô hình cảnh báo TLĐ cho khu vực và quan trắc cảnh báo trượt tự động tại khối trượt cụ thể lần đầu tiên được đề tài TN18/T13 xây dựng bằng phương thức kết nối mạng internet, dễ truy cập trực tiếp trên nhiều thiết bị cho phạm vi các TP. Đà Lạt, TT. Lạc Dương, TT. Di Linh, TP. Bảo Lộc và TP. Gia Nghĩa. Các mô hình được xây dựng trên cơ sở khoa học kết hợp với các tài liệu điều tra khảo sát phù hợp với điều kiện thực tế của khu vực.
Bên cạnh các kết quả thu được, đề tài kiến nghị một số vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu tháo gỡ như sau:
Tai biến trượt lở xảy ra thời gian gần đây không chỉ ở 05 đô thị nghiên cứu mà còn ở nhiều khu vực miền núi của Việt Nam rõ ràng đã chịu sự tác động rất lớn của con người khi khai thác và sử dụng lãnh thổ. Do đó, công tác quy hoạch phát triển xây dựng công trình và sử dụng đất hợp lý cần được nâng cao hơn nữa bằng các nghiên cứu xây dựng bản đồ cảnh báo trượt lở ở tỷ lệ lớn (từ 1:10.000 đến 1:25.000) nhằm kiểm soát tốt nguy cơ TL. Công việc đó chỉ thành công khi xác 29 định được mức độ nguy cơ có thể xảy ra để áp dụng các giải pháp và biện pháp công trình phòng, tránh trượt lở phù hợp.
Đối với các khối trượt cụ thể có nguy cơ cao ảnh hưởng tới cộng đồng cần áp dụng tối thiểu tổ hợp các phương pháp nghiên cứu đã được trình bày trong nội dung báo cáo để có thể xác định chính xác chiều sâu mặt trượt và luận giải được nguyên nhân, yếu tố thúc đẩy và cơ chế hình thành. Đây là cơ sở khoa học để các đơn vị quản lý, chức năng thiết kế biện pháp phòng chống phù hợp, có hiệu quả.
Hệ thống quan trắc cảnh báo trượt tự động tại TT. Lạc Dương mới được vận hành từ tháng 11/2020, đã thu nhận được chuỗi số liệu tốt nhưng chưa đủ dài để có đánh giá chi tiết và đưa ra ngưỡng cảnh báo dịch chuyển gây biến dạng bề mặt phù hợp. Do đó, đề tài kiến nghị tiếp tục duy trì và theo dõi trong thời gian tiếp theo.
Trên thế giới và ở một ít nơi tại Việt Nam, nghiên cứu trượt lở ở quy mô khác nhau được áp dụng nhiều công nghệ quan trắc. Trong đó, thiết bị quan trắc chuyển vị ngang cùng với quan trắc các thông số liên quan có tính ưu việt và thường được sử dụng cho những khối trượt có quy mô lớn với mặt trượt phân bố sâu trong sườn dốc. Kết quả thu được từ hệ thống quan trắc cảnh báo trượt tự động của đề tài TN18/T13 là minh chứng cụ thể để tiếp tục triển khai hệ thống này tại các vị trí khối trượt đã nghiên cứu cũng như nhân rộng ra các khu vực khác, dần hình thành mạng lưới quan trắc cảnh báo TL tự động cho khu vực Tây Nguyên.
Mô hình cảnh báo trượt lở cho phạm vị 5 khu đô thị đã bước đầu xây dựng được cơ sở dữ liệu bằng bản đồ cảnh báo nguy cơ trượt lở. Tuy nhiên, cần triển khai những nghiên cứu tiếp theo nhằm xây dựng hệ thống thông tin dữ liệu trượt lở chính xác (vị trí, diễn biến, thời điểm xảy ra, quy mô, kiểu trượt…) với thời gian đủ dài nhằm đề xuất ngưỡng cảnh báo trượt lở theo lượng mưa phù hợp. Trên cơ sở nền tảng website đã thực hiện, kiến nghị tiếp tục nghiên cứu xây dựng bản đồ cảnh báo nguy cơ tỷ lệ lớn tại các khu vực và địa phương khác bổ sung và thiết lập hệ thống cơ sở dữ liệu cảnh báo trượt lở cho khu vực Tây Nguyên và tiến đến cấp quốc gia.
Tai biến trượt lở tại Việt Nam đang đòi hỏi các nhà khoa học đa ngành trong lĩnh vực địa chất, khí tượng, vật lý địa cầu, địa lý… trả lời các câu hỏi liên quan như dự báo vị trí, thời điểm xảy ra hiện tượng một cách cụ thể. Việc ứng dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật trong quan trắc kết hợp kết quả nghiên cứu về tai biến địa chất để tích hợp dữ liệu trên nền tảng ứng dụng công nghệ thông tin là hướng đi đúng đắn trong nghiên cứu dự báo trượt lở. Từ đó, cung cấp thông tin kịp thời, chính xác đáp ứng yêu cầu phòng, chống tai biến địa chất và phát triển kinh tế - xã hội. Xây dựng hệ thống cảnh báo sớm thiên tai nguy hiểm trượt lở là yêu cầu khách quan cần sớm được tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện và áp dụng rộng rãi.
Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 19777/2021) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.
https://vista.gov.vn/
