ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - VŨ DUY TIẾN NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ TAI BIẾN TRƯỢT LỞ HUYỆN BẮC YÊN, TỈNH SƠN LA VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên mơi trƣờng Mã số: 60850101 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội 2014 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Nguyễn Ngọc Thạch Phản biện 1: PGS TS Nguyễn Hiệu Phản biện 2: TS ng Đình Khanh Luận văn bảo vệ Hội đồng chấm luận văn thạc sỹ họp trường Đại học Khoa học Tự nhiên Vào hồi 8h30, ngày 18 tháng 12 năm 2014 Có thể tìm thấy luận văn tại: Trung tâm Thư viện Đại học Quốc gia Hà Nội MỞ ĐẦU  Tính cấp thiết đề tài Trƣợt lở đất dạng tai biến vừa có tính chất tiềm ẩn vừa có tính chất hiểm họa Trƣợt lở đất gây nhiều thiệt hại lớn, khó khăn bất lợi cho sống sinh hoạt ngƣời dân Tai biến trƣợt lở khiến môi trƣờng cảnh quan bị hủy hoại Việc nghiên cứu thành lập đồ nguy tai biến trƣợt lở nhu cầu cần thiết Quá trình nghiên cứu, đánh giá trƣợt lởđất cóý nghĩa khoa học thực tiễn to lớn trƣớc hết kết quảđƣa khách quan trung thực biến đổi môi trƣờng tự nhiên dƣới chi phối tƣợng quy luật tự nhiên nhƣ tác động có hại ngƣời Tại Việt Nam, tai biến trƣợt lở xảy thƣờng xuyên tỉnh miền núi phía Bắc, huyện Bắc n, tỉnh Sơn La huyện điển hình khả xảy trƣợt lở Huyện Bắc n cóđặc thù địa hình phức tạp, chia cắt mạnh, dốc đứng, núi cao, khe sâu, diện tích đất Độ cao trung bình 1.000-1.400 m so với mực nƣớc biển, cóđỉnh núi cao đỉnh Phù Sa Phin cao 2.982 m, thấp mực nƣóc Sơng Đà 120m Địa hình phức tạp, lại khó khăn, nơi có nguy xảy tai biến trƣợt lở cao Huyện Bắc Yên nằm trục đƣờng quốc lộ 37, có cầu Tạ Khoa, sông Đà tuyến giao thông quan trọng giao lƣu hàng hóa phát triển kinh tế tỉnh Bẳc Yên huyện có diện tích lịng hồ sơng Đà lớn cóý nghĩa vể sinh thái, giữ nƣớc điều tiết nƣớc phòng hộ đầu nguồn sông Đà Với đặc điểm mặt địa lý địa hình khắng định huyện Bắc Yên có khó khăn phát triền kinh tế - xã hội địa hình ƣu đãi dộ dốc lớn, chia cắt mạnh phức tạp, nhiều núi cao, khe sâu song có ƣu mặt vị trí địa lý nằm trục quốc lộ 37 vừa có tuyến đƣờng sơng vừa có tuyến đƣờng bộđể lƣu thơng, phát triền kinh tế - xã hội huyện nói riêng tỉnh nói chung Đứng trƣớc tính cấp thiết nhƣ đề tài:“Nghiên cứu đánh giá nguy tai biến trượt lở huyện Bắc Yên, tỉnh Sơn La với hỗ trợ công nghệ viễn thám GIS” nhu cầu cần thiết huyện Bắc yên nói riêng tỉnh miền núi nói chung  Đối tượng nghiên cứu giới hạn phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: trƣợt lở huyện Bắc Yên, tỉnh Sơn La Phạm vi nghiên cứu: Khu vực nghiên cứu huyện Bắc Yên, tỉnh Sơn La  Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu lịch sử, phƣơng pháp nghiên cứu trƣợt lở giới Việt Nam - - Tìm hiểu số mơ hình đánh giá trƣợt lở giới - Lựa chọn mơ hình đánh giá trƣợt lở - Xây dựng quy trình đánh giá trƣợt lở GIS - Thành lập đồđánh giá ảnh hƣởng yếu tố gây ảnh hƣởng đến trình trƣợt lở - Thành lập đồ nguy trƣợt lở - Đƣa đề xuất, biện pháp nghiên cứu phòng tránh trƣợt lởMục tiêu phạm vi nghiên cứu luận văn  Mục tiêu nghiên cứu Dự báo nguy xảy trƣợt lở phạm vi khu vực nghiên cứu phục vụ cho việc cảnh báo sớm tai biến  Phạm vi nghiên cứu Phạm vi lãnh thổ Vị tríđịa lý: Bắc Yên huyện vùng cao tỉnh Sơn La nằm cách trung tâm thị xã Sơn La 95km phía Đơng Bắc có diện tích tự nhiên : 110.371 ha, chiếm 7,78% diện tích tự nhiên tỉnh Toạđộđịa lý: 21023’23" Vĩđộ Bắc 104010'15" Kinh độĐơng Phía bắc phía Tây bắc giáp tinh Yên Bái huyện Mƣờng La Phía Nam vàĐơng Nam giáp huyện n Châu huyện Mộc Châu Phía Đơng giáp huyện Phù n Phía Tây Tây Nam giáp huyện Mai Sơn Phạm vi khoa học Xác định mức độ ảnh hƣởng nhân tố gây trƣợt lở (độ dốc, địa hình, địa chất, thủy văn,…) Dự báo vùng có nguy xảy trƣợt lở đất  Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn đề tài  Ý nghĩa khoa học Những đóng góp mặt khoa học đề tài Đề tài xây dựng đồ dự báo nguy trƣợt lở đất huyện Bắc Yên, tỉnh Sơn La Cơ sở liệu đề tài làm sở cho việc quy hoạch lãnh thổ, sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên thiên nhiên, đảm bảo tính bền vững lãnh thổ Đề tài nghiên cứu cho thấy đƣợc đa dạng việc kết hợp Viễn thám hệ thông tin địa lý để nghiên cứu lập đồ tai biến thiên nhiên nhƣ đồ chuyên đề khác Xử lý hệ thông tin địa lý q trình tích hợp nhiều lớp thơng tin theo mơ hình hàm tốn cụ thể Trong q trình đó, kế thừa nhiều nguồn tƣ liệu có, bổ sung nhiều lớp thơng tin sở liệu thống với trợ giúp phần mềm ứng dụng đa chức Viễn thám phƣơng pháp nghiên cứu cung cấp nhiều lớp thông tin sở liệu Hệ thống thông tin địa lý Muốn tích hợp thơng tin tốt nghiên cứu tai biến để đƣa kết xác phải kết hợp nhuần nhuyễn kiến thức địa chất, địa mạo, thủy văn môn khoa học địa lý khác với kiến thức tin học khoa học máy tính Ý nghĩa thực tiễn: Cơ sở liệu đề tài sử dụng cho nội dung nghiên cứu khác Các đồ sản phẩm nguồn tƣ liệu tin cậy để xây dựng dự án quy hoạch lãnh thổ quy hoạch môi trƣờng, đặc biệt việc phòng chống giảm thiểu tai biến tƣơng lai lãnh thổ huyện Bắc Yên, tỉnh Sơn La Đề tài nghiên cứu cho thấy đƣợc đa dạng việc kết hợp Viễn thám hệ thông tin địa lý để nghiên cứu lập đồ tai biến thiên nhiên nhƣ đồ chuyên đề khác Xử lý hệ thơng tin địa lý q trình tích hợp nhiều lớp thơng tin theo mơ hình hàm toán cụ thể  Cấu trúc luận văn MỞĐẦU Chƣơng 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU TRƢỢT LỞĐẤT Chƣơng 2: PHÂN TÍCH VAI TRỊ CÁC NHÂN TỐẢNH HƢỞNG ĐẾN TAI BIẾN TRƢỢT LỞĐẤT Chƣơng 3: THÀNH LẬP BẢN ĐỒ VÀĐÁNH GIÁ NGUY CƠ TAI BIẾN TRƢỢT LỞĐẤTHUYỆN BẮC YÊN TỈNH SƠN LA KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO CHƯƠNG TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU TRƯỢT LỞ ĐẤT 1.1 Các khái niệm tai biến trượt lở đất Tai biến thiên nhiên: Mặc dù có nhiều quan niệm khác nhƣng tất thống tai biến thiên nhiên kiện gây nhiều tổn thất cho ngƣời mặt vật chất lẫn tính mạng, sinh tƣơng tác hệ thống quản lý tài nguyên ngƣời với tƣợng tự nhiên cực đoan hoi có nguồn gốc khác Vì tƣợng trở thành tai biến có quan hệ với khả đối phó xã hội cá nhân Nghiên cứu để nắm vững quy luật tai biến, nhằm tìm giải pháp phịng tránh giảm nhẹ thiệt hại thiên tai gây vấn đề quan trọng chiến lƣợc ứng xử với môi trƣờng nhiều nƣớc, nhƣ Việt Nam Tai biến thiên nhiên vấn đề xúc môi trƣờng khai thác sử dụng lãnh thổ tác động tiêu cực chúng Đó khơng phải vấn đề riêng Quốc gia hay khu vực mà vấn đề có tính chất tồn cầu Có nhiều loại tai biến, số trƣợt lở đất loại hình tai biến phổ biến nhiều vùng lãnh thổ, gây thiệt hại lớn cho tài nguyên, môi trƣờng, kinh tế cộng đồng xã hội Trượt lở: Là chuyển động khối nhƣ trƣợt đất đá đổ , q trình xắp xếp lại mơi trƣờng nhân tố tai biến tự nhiên ln tiềm ẩn khu vực có lƣợng địa hình lớn (khu vƣ̣c có ̣ dố c lớn ) Chuyển động khối liên quan đến nhiều yếu tố tự nhiên nhƣ: động đất, lƣợng mƣa, nƣớc ngầm, độ dốc, địa hình, tính chất lý đất đá lớp bề mặt phủ… Chuyển động khối trở nên hiểm họa ảnh hƣởng đến hoạt động ngƣời Trƣợt lở dạng chuyển động khối vùng đất dốc mà nguyên nhân trọng lực khối đất đá thắng sức kháng cắt chúng Trƣợt lở xảy có cân khối trƣợt → hình thành trạng thái cân bằng, ổn định Trƣợt lở thƣờng xảy nơi sƣờn dốc đồi, núi, vách đá Có thể xảy chậm rãi đột ngột [8] 1.2 Ứng dụng viễn thám GIS nghiên cứu trượt lở 1.2.1 Lập đồ trạng trượt lở với tư liệu viễn thám Hiện tƣợng trƣợt lở đất thƣờng xảy khu vực có địa hình đồi núi đất cấu tƣợng yếu bị lớp phủ thực vật điều kiện mƣa lũ kéo dài có cƣờng độ lớn Những khu vực tiềm ẩn nguy trƣợt lở đất thƣờng có số dấu hiệu quan sát đƣợc Các dấu hiệu bao gồm khối đá lộn ngƣợc nằm sƣờn dốc, khối phình bất thƣờng với thực vật phân bố dƣới sƣờn dốc, khu vực có nƣớc ngầm chảy, khối đá lớn nằm theo hƣớng chếch xuống khơng có liên kết thạch chặt chẽ, liên kết yếu đất, bùn… Theo Richards (1982), đối tƣợng gây trƣợt lở đƣợc quan sát ảnh viễn thám với độ phân giải không gian từ 10m lớn Tuy nhiên, việc nhận dạng cịn phụ thuộc vào trình độ kinh nghiệm chuyên gia viễn thám nhƣ khả cung cấp tƣ liệu ảnh lập thể phạm vi kinh phí cho phép Bên cạnh đó, khu vực trƣợt lở lớn đƣợc quan sát tƣ liệu ảnh Landsat MSS Landsat TM Tƣ liệu ảnh SPOT toàn sắc độ phân giải khơng gian 10m, IKONOS đa phổ 4m tồn sắc 1m, Quickbird 0.6m đời sau cung cấp khả vƣợt trội nhƣ tăng cƣờng sẵn có nguồn tƣ liệu viễn thám việc quan sát vụ trƣợt lở 1.2.2 Nghiên cứu dự báo trượt lở Viễn thám GIS Ngày nay, việc áp dụng công nghệ GIS nghiên cứu trƣợt lở trở nên phổ biến chiếm ƣu Các khơng gian liên quan đƣợc mơ hình hố nhƣ DEM, hƣớng sƣờn, địa chất, thực vật,… để cung cấp thông tin cho việc xác định phân bố nhƣ tần suất trƣợt lở Một số báo cáo việc ứng dụng công nghệ GIS đƣợc đƣa kỷ trƣớc Soeters van Westen (1996), Carrara Guzzetti (1995) Ứng dụng GIS xu nghiên cứu nhƣng phải nhận không đồng mức độ xác lớp thơng tin khó khăn mà tác giả gặp phải Bởi vậy, phân tích khơng gian tảng GIS cần phải đƣợc kiểm tra lại thực địa Mơ hình nghiên cứu trƣơ ̣t lở đƣơ ̣c kể đế n là tác giả sau : Colecchia (1978), Brabb (1984), A Hansen (1984), Ivarnes (1984), Hartlen Viberg (1988), Lambe Whiman (1969), Chowdury (1978, 1984), Hock Bray (1981), Graham (1984), Bromhead (1986), Anderson Vichards (1987) Đặc biệt, quy trình nghiên cứu C.S.Van Westen (1993) trƣờng Đại học quốc tế nghiên cứu từ khoảng không khoa học trái đất (ITC) - Hà Lan: “Application of Geographic information systems to landshde Hazard zonation” 10 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt Báo cáo tổng kết bảo lũ huyện Bắc Yên tỉnh Sơn La năm 2013, báo cáo kinh tế xã hội an ninh quốc phòng huyện Bắc Yên tỉnh Sơn La năm 2013 Bùi Thắng (2010), Đánh giá nguy xói lở bờ sơng Hƣơng tỉnh Thừa Thiên Huế, tạp chí khoa học, đại học Huế, số 58, 2010 Đào Văn Thịnh (2004), "Các tai biến địa chất Tây Bắc Bộ", Tạp chí Địa chất, Số 285 Nguyễn Đình Hịe, Nguyễn Ngọc Thạch (2000), Viễn thám nghiên cứu môi trƣờng, Tập giáo trình trƣờng Đại học Khoa học tự nhiên – Đại học Quốc gia HN Nguyễn Quốc Khánh (2009), Áp dụng GIS viến thám đnáh giá độ nguy hiểm biến trƣợt lở đất Mƣờng Lay, Việt Nam Nguyễn Ngọc Thạch, Phạm Xuân Cảnh (2013), báo xây dựng phần mềm định phục vụ cảnh báo sớm tai biến lũ quét trƣợt lở đất vùng núi, thử nghiệm Bắc Kạn Nguyễn Ngọc Thạch (2005), Cơ sở viễn thám, NXB Nông nghiệp, Hà Nội Nguyễn Ngọc Thạch (2004), Viễn thám GIS ứng dụng, Giáo trình trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Ngọc Thạch (2003), Nghiên cứu dự báo tai biến thiên nhiên tỉnh Hịa Bình, Báo cáo đề tài khoa học đặc biệt (Mã số QG 0017) 11 10 Nguyễn Ngọc Thạch, Báo cáo kết nhiệm vụ hợp tác quốc tế khoa học công nghệ theo nghị định thƣ Việt Nam -Ấn Độ: Tăng cƣờng lực nghiên cứu, đào tạo viễn thám Hệ thông tin địa lý việc nghiên cứu, quản lý tai biến lũ lụt, lũ quét trƣợt lở đất, nghiên cứu điển hình Vĩnh Phúc Bắc Kạn.2012 11 Nguyễn Thám, Nguyễn Đăng Độ, ng Đình Khanh (2012), Xây dựng đồ nguy trƣợt lở đất tỉnh Quảng Trị phƣơng pháp tích hợp mơ hình thứ bậc (AHP) vào GIS, tạp chí khoa học, đại học Huế, tập 74B, số 5, (2012), 143-155 89 12 Nguyễn Trọng Yêm( 2006), nghiên cứu đánh giá trƣợt lở, lũ quét- lũ bùn đá vùng trọng điểm tỉnh Lào Cai ( H Bát Xát, H Sapa TP Lào Cai – tỉnh Lào Cai) kiến nghị giải pháp phòng tránh giảm nhẹ thiệt hại 13 Tổng cục Thống kê, Niên giám thống kê huyện Bắc Yên tỉnh Sơn La năm 2013 14 UBND huyện Bắc Yên, tháng 02 năm 2014, Báo cáo kết thực chƣơng trình bố trí dân cƣ vùng thƣờng xảy thiên tai, dân cƣ trú khu rừng đặc dụng 15 Vũ Tự Lập, Địa lý tự nhiên Việt Nam, NXB Đại học Sƣ phạm Hà Nội 16 Vũ Văn Phái, Tai biến thiên nhiên, Giáo trình trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội Tài liệu nƣớc 17 Thomas L Saaty, Fundamentals of the Analytic Hierarchy Process, RWS Publications 2000) 12