Hội nghị Khoa học Trờng Đại học Khoa học Tự nhiên, ngành Địa lý - Địa chính, Hà Nội - 2004 ứng dụng phơng pháp đánh giá đa tiêu chuẩn v GIS nghiên cứu trợt lở đất tỉnh Lo Cai Trần Thanh Hà (1), Đặng Văn Bào (1), Nguyễn Hiệu (1), Ngô Văn Liêm (2) (1) Khoa Địa lý, Trờng Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội (2) Viện Địa chất, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam Giới thiệu Trong phân tích đánh giá tai biến thiên nhiên đòi hỏi phải xác định đợc mức độ hoạt động nh dự báo đợc cờng độ hoạt động chúng tơng lai Trợt lở đất trình tự nhiên sờn mái dốc dới tác động trực tiếp trọng lực, trình xảy ảnh hởng nhiều nhân tố tự nhiên (địa chất, địa mạo, khí hậu, lớp phủ thực vật, ) xã hội (sản xuất nông nghiệp, xây dựng, giao thông, ), nhân tố ảnh hởng đến trình theo cờng độ tầm quan trọng khác Vì thế, nghiên cứu trợt lở phải dựa quan điểm địa lý tổng hợp GIS công cụ hữu ích để thực công việc Trong khuôn khổ báo, xin nêu vài kết nghiên cứu đạt đợc nhờ sử dụng mô hình phân tích không gian môi trờng GIS kết hợp với đánh giá đa tiêu chuẩn (MCE) việc nghiên cứu trợt lở đất tỉnh Lào Cai Về khu vực nghiên cứu, Lào Cai nằm phía bắc lãnh thổ Việt Nam, cách Hà Nội khoảng 300 km phía tây bắc Tỉnh nằm địa chất phức tạp với đới cấu trúc địa chất khác [2], địa hình phân cắt mạnh kết hợp với lợng ma lớn tập trung thúc đẩy trình tai biến xảy mạnh mẽ, gây thiệt hại nặng nề kinh tế gây tâm lý hoang mang cho đồng bào dân tộc thiểu số Gần nhất, vào tháng năm 2004 địa bàn tỉnh xảy vụ trợt lở nghiêm trọng làm chết 26 ngời, thiệt hại lên tới hàng chục tỷ đồng ThiÕt nghÜ, víi vÞ trÝ hÕt søc quan träng vỊ kinh tÕ - x· héi còng nh− an ninh quèc phòng, tỉnh Lào Cai cần có công trình nghiên cứu nhằm giảm thiểu thiệt hại tai biến thiên nhiên gây nh khai thác sử dụng tài nguyên bảo vệ môi trờng Quan điểm nghiên cứu quy trình thực Một vấn đề quan trọng việc nghiên cứu tai biến trợt lở xác định đợc tính nhạy cảm sờn mái dốc với trình trợt lở Tính nhạy cảm phụ thuộc đáng kể vào nhân tố ảnh hởng có tác dụng chống lại thành phần gây trợt trọng lực Cơ sở việc đánh giá mức độ nhạy cảm với trợt lở đất việc đánh giá đơn lẻ đến đánh giá tổng hợp nhân tố ảnh hởng tới trình trợt lở Mục đích báo nhằm làm sáng tỏ vai trò GIS MCE việc xác định vùng có nguy trợt lở cao, nhân tố ảnh hởng nh địa chất, địa mạo, khí hậu, lớp phủ thực vật, đợc đánh giá dựa tầm quan trọng chúng trình trợt lở Để đạt đợc mục đích nghiên cứu cần thực bớc sau: a Xác định nhân tố ảnh hởng nh: độ dốc, lợng ma, loại đất đá, mật độ chia cắt địa hình (các yếu tố dạng tuyến), độ che phủ thực vật Đây nhân tố quan trọng việc đánh giá tính nhạy cảm với trợt lở sờn mái dốc b Phân cấp mức độ ảnh hởng tới trình trợt lở nhân tố ảnh hởng Tùy vào mức độ chi tiết tài liệu mà ta phân thành nhiều cấp ảnh hởng khác c Phân hạng mức độ tác động (tầm quan trọng) nhân tố ảnh hởng tới trình trợt lở dựa kiến thức chuyên gia sử dụng MCE để định lợng hóa (xác định trọng số) 45 mức độ ảnh hởng nhân tố d Xây dựng đồ nhạy cảm với trợt lở đất tỉnh Lào Cai cách sử dụng công cụ tính toán môi trờng GIS Độ nhạy cảm với trợt lở đất tỉnh Lào Cai đợc phân cấp thành: "rất nhạy cảm", "nhạy cảm", "nhạy cảm trung bình", "kém nhạy cảm" "ổn định" Hình Quy trình đánh giá xây dựng đồ nhạy cảm trợt lở đất Kết nghiên cứu Môi trờng GIS cho phép tính toán, phân tích tổng hợp liệu không gian MCE ứng dụng việc phân hạng (ranking) gán trọng số nhằm mục đích đánh giá tổng hợp tính nhạy cảm cho đơn vị không gian cụ thể Dựa sở này, mô hình nhạy cảm (susceptibility model) đợc thiết lập để đánh giá cho không gian Bản đồ tổng hợp xác định tính nhạy cảm với tai biến trợt lở đợc xây dựng nhân tố sau: Các bề mặt địa hình có nguồn gốc tuổi khác (bản đồ địa mạo); Loại đất đá (bản đồ thạch học); Mức độ phong hóa đất đá (bản đồ vỏ phong hóa); Mật độ đứt gãy (bản đồ đứt gãy); Mức độ phân cắt địa hình (bản đồ mật độ phân cắt sâu, đồ mật độ phân cắt ngang, đồ mật độ yếu tố dạng tuyến); Độ dốc (bản đồ độ dốc); Khả chứa nớc ngầm (bản đồ địa chất thủy văn); Lợng ma (bản đồ cờng độ ma lợng ma trung bình năm); Mức độ che phủ thực vật (bản đồ độ che phủ thực vật) Khi tiêu chuẩn đợc thu từ liệu gốc, thuộc tính ảnh hởng đến trình tai biến cần đợc đa dạng số để chúng so sánh với Các tiêu chuẩn đợc biểu diễn dới dạng đồ Trên sở thuộc tính tiêu chuẩn, công cụ GIS, đồ đợc phân loại (classification) phân cấp (ranking) tùy theo mức độ ảnh hởng nhân tố Trong phân cấp, phơng pháp cho điểm MCE đợc áp dụng Các cấp đồ đợc phân cấp số từ -10 đến để xác định cấp định lợng từ mức 46 độ tác động ảnh hởng mạnh đến không ảnh hởng đợc thể thang sau: ảnh hởng mạnh -10 không ảnh hởng < -> Giá trị -10 thể hiện: có vùng đợc xét không ảnh hởng vùng không đợc đa vào phân cấp nhạy cảm với trợt lở (vÝ dơ nh− víi nh©n tè líp phđ thùc vËt diện tích mặt nớc không đợc đa vào tính toán) Sau ví dụ phơng pháp thành phần thạch học đợc dựa thành phần cấp hạt, mức độ phân lớp hay dạng khối, mức độ dập vỡ khả phong hóa Thông thờng, đá có xen kẽ lớp đá cứng với đá mềm (đá phiến sét tuổi Proterozoi, phiến biotit, sét than hệ tầng Ngòi Chi, Cam Đờng), dẫn đến tợng phong hóa, xâm thực chọn lọc Đặc biệt, đất đá bị cà nát mạnh nên vá phong hãa cã nhiỊu m¶nh c¶ ®íi litoma lÉn ®íi saprolit TÝnh kh«ng ®ång nhÊt cao độ lớp vỏ phong hóa tạo điều kiện để nớc ngầm vận động mặt phân cách mảnh đá với đất mịn, tạo thuận lợi cho trình trợt lở đất Vì vậy, khu vực nghiên cứu, đá đợc phân cấp độ nhạy cảm với trợt lở đất cao so với trầm tích MZ, N, Q đá xâm nhập có thành phần bazơ Các tiêu chuẩn khác đợc đánh giá tơng tự nh Việc cho điểm số dựa kinh nghiệm kiến thức chuyên gia nên không tránh khỏi ý kiến chủ quan Sự phân bố không gian nhân tố thành phần vật chất đợc thể hình Bảng Điểm số thành phần đất đá Thnh phần thạch học Cấp ảnh hởng Đánh giá ảnh hởng Yếu Trung bình Mạnh Đá phiến sét (PZ-PR), phiến biotit, sét than (hệ tầng Ngòi Chi, Cam Đờng) Rất mạnh Đá granit, đá vôi dạng khối (hệ tầng Chang Pung), T2đg, đá phun trào J-K, đá biến chất hệ tầng Núi Voi Rất mạnh Các trầm tích N,Q Các đá xâm nhập thành phần bazơ, cát bột kết tuổi MZ, đá gneis Đá phiến sét, bột kết tuổi MZ Đá phiến hai mica, đá phiến tuổi KZ-MZ (hệ tầng Cha Pả, Sinh Quyền, Hà Giang) Hình Bản đồ đánh giá thành phần thạch học 47 Bản đồ "nhạy cảm" đợc tích hợp từ đồ thành phần chức chồng ghép m«i tr−êng GIS, thĨ hiƯn b»ng c«ng thøc sau [5]: Τ tb  wΤ w i i i Trong đó: Ttb tổng giá trị nhân tố ảnh hởng, Ti điểm đánh giá theo nhân tố ảnh hởng đợc phân bố đồ thành phần, wi trọng số đồ thành phần Trọng số cho nhân tố ảnh hởng đợc xác định sử dụng phép so sánh cặp đánh giá đa tiêu chuẩn (MCE) Các đồ thành phần đợc đánh giá dựa mức độ quan trọng đối việc hình thành đồ tổng hợp Cơ sở việc xác định mức độ quan trọng nhân tố dựa mức độ phân dị ảnh hởng chúng tới trình Hay nói cách khác, nhân tố có mức độ phân dị cao đợc coi quan trọng nhân tố có độ phân dị thấp Trong báo này, nhân tố độ dốc đợc đánh giá quan trọng phân dị mặt không gian nhân tố mật độ lineament đợc đánh giá quan trọng phân dị cho dù giá trị mật độ cao Cấp độ đánh giá đợc trình bày nh sau: Độ dốc: Tuyệt đối quan trọng Lợng ma: Rất quan trọng Loại đất đá: Khá quan trọng Mật độ lineament: Quan trọng Che phñ thùc vËt: KÐm quan träng PhÐp so sánh cặp cho phép so sánh nhân tố với nhau, cuối nhân tố đợc đánh giá quan trọng nhất, tác động mạnh tới trình trợt lở đợc đánh giá tuyệt đối quan trọng Nhân tố đợc đánh giá tác động đến trình trợt lở đợc đánh giá quan trọng Các nhân tố đợc phân hạng chuyển dạng số nh sau nhằm thuận lợi cho việc tính toán Từ trọng số đợc xác định bảng 2: Bảng Kết đánh giá trọng số cho đồ thành phần Nhân tố Độ dốc Độ dốc Lợng ma Loại đất đá Lineament Thùc vËt Träng sè 0,524 Lợng ma 1/3 0,288 Loại ®Êt ®¸ 1/5 1/3 0,090 Lineament 1/7 1/5 1/3 0,059 Thùc vËt 1/9 1/7 1/5 1/3 0,039 Sau tính toán, đồ tổng hợp đợc thể nh hình Giá trị ô pixel đồ nằm khoảng từ giá trị âm đến giá trị dơng Các giá trị dạng số ý nghĩa ta không phân cấp chúng Dựa vào đồ thị tích luỹ (histogram) đồ tổng hợp có giá trị dạng số (digital number) nằm khoảng từ < đến đợc phân thành cấp nh bảng So với kết nghiên cứu thực tế, đồ nhạy cảm với trợt lở tỉnh Lào Cai phù hợp với bình đồ địa động lực chung khu vực Hai điểm chìa khóa mà tiến hành nghiên cứu thực địa khối trợt thuộc khu vực cầu Mống Sến khối trợt cạnh UBND xã Phìn Ngan (huyện Bát Xát) nằm khu vực nhạy cảm đồ kết quả, khu vực có độ dốc cao nằm ranh giới tiếp xúc loại đất đá khác nhau, tiêu chí mà đánh giá quan trọng có mức độ ¶nh h−ëng cao 48 B¶ng KÕt qu¶ ph©n cÊp đồ tổng hợp Tổng giá trị nhân tố thnh phần Cấp nhạy cảm Diện tích (ha) Phần trăm so với diện tích vùng nghiên cứu