Trượt lở đất là hiện tượng tự nhiên xảy ra khi một khối đất, đá, hoặc vật liệu rời rạc trượt xuống theo sườn dốc dưới tác động của trọng lực. Sự kiện này có thể gây ra thiệt hại nghiêm trọng về người và của, đồng thời làm thay đổi cảnh quan môi trường. Trước những thách thức mà các phương pháp truyền thống gặp phải khi khoanh vùng, xác định khu vực trượt lở, GIS và viễn thám là giải pháp hữu hiệu để lập bản đồ nguy cơ trượt lở.
Các yếu tố chính dẫn đến trượt lở đất
Có nhiều yếu tố gây ra trượt lở đất, và chúng thường tương tác với nhau theo những cách phức tạp. Dưới đây là một số yếu tố chính:
Địa chất
- Cấu trúc địa tầng: Đặc điểm của tầng đất và đá có thể tạo ra các mặt yếu dễ trượt. Các lớp đá có sự xen kẽ giữa vật liệu dễ thấm và khó thấm nước có thể dẫn đến sự bất ổn.
- Thành phần khoáng vật: Một số loại đất, như đất sét, dễ bị trượt lở do khả năng hấp thụ nước và trở nên trơn trượt.
Địa hình
- Độ dốc: Khu vực có độ dốc lớn hơn thường có nguy cơ trượt lở cao hơn do trọng lực dễ dàng kéo vật liệu xuống.
- Hướng dốc: Các sườn dốc quay về hướng mưa gió thường dễ bị ảnh hưởng hơn do xói mòn và lượng nước thấm nhiều hơn.
Thời tiết và khí hậu
- Mưa lớn: Lượng mưa nhiều và kéo dài làm gia tăng độ ẩm trong đất, làm giảm lực ma sát và dẫn đến trượt lở.
- Biến đổi khí hậu: Tình trạng thời tiết cực đoan, như mưa bão và nhiệt độ thay đổi nhanh chóng, có thể làm tăng nguy cơ trượt lở.
Hoạt động của con người
- Khai thác và xây dựng: Các hoạt động khai thác mỏ, cắt xén sườn đồi để xây dựng đường sá, nhà cửa có thể làm thay đổi cấu trúc địa chất tự nhiên và tăng nguy cơ trượt lở.
- Nông nghiệp: Việc làm thay đổi thảm thực vật bề mặt, như phá rừng để trồng trọt, có thể làm giảm độ bám của đất và tăng khả năng trượt.
Thảm thực vật
- Mật độ và loại cây trồng: Rễ cây giúp giữ đất lại, do đó, vùng có thảm thực vật dày đặc thường ít có nguy cơ trượt lở hơn. Tuy nhiên, khi cây bị chặt phá, sự bảo vệ này sẽ giảm đi.
Động đất
- Dao động mặt đất: Động đất có thể làm lỏng cấu trúc đất và tạo điều kiện cho trượt lở xảy ra.
Mối quan hệ giữa trượt lở đất và các yếu tố gây ra trượt lở
Các yếu tố trên thường không hoạt động độc lập mà có sự tương tác lẫn nhau. Ví dụ, mưa lớn có thể làm yếu cấu trúc đất đã bị ảnh hưởng bởi hoạt động khai thác, hoặc động đất có thể kích hoạt trượt lở ở khu vực có độ dốc cao. Hiểu rõ các mối quan hệ này là quan trọng để dự đoán và phòng chống trượt lở đất, cũng như để phát triển các biện pháp giảm thiểu thiệt hại hiệu quả.
Việc nghiên cứu các yếu tố này thông qua các công nghệ hiện đại như viễn thám và GIS cũng đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý rủi ro trượt lở đất.
Nguy cơ là nguồn rủi ro có thể gây thiệt hại hoặc mất mát về tính mạng và tài sản. Nguy cơ cũng có thể được định nghĩa là khả năng xảy ra một hiện tượng gây thiệt hại đặc biệt, trong một khoảng thời gian nhất định và trong một khu vực nhất định, do một tập hợp các điều kiện hiện có hoặc dự đoán trong thời gian và không gian nhất định.
Để xác định nguy cơ trượt đất của bất kỳ khu vực nghiên cứu nào, cần phải xác định và đánh giá được các biến nội tại (địa chất nền đá, địa mạo, độ sâu của đất, loại đất, độ dốc, hướng dốc, độ lồi và lõm của sườn dốc, độ cao, vật liệu hình thành sườn dốc, mô hình sử dụng đất, mô hình thoát nước, vận chuyển trầm tích và chỉ số độ ẩm) cũng như các yếu tố bên ngoài (lượng mưa, động đất và núi lửa). Phân vùng nguy cơ lở đất bao gồm hai khía cạnh khác nhau
- Đánh giá mức độ dễ bị tổn thương của địa hình đối với sự cố trượt dốc và
- Xác định khả năng xảy ra sự kiện kích hoạt.
Trượt đất là mối nguy hiểm địa chất phổ biến xảy ra ở mọi nơi trên thế giới, chủ yếu vào mùa mưa. Trong những năm gần đây, lập bản đồ rủi ro trượt đất đã đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển quy hoạch sử dụng đất và giúp giảm thiểu thương vong và thiệt hại về tài sản.
Nhiều phương pháp đã được sử dụng trong đánh giá rủi ro và nguy cơ trượt đất, có thể phân loại thành phương pháp tiếp cận theo kinh nghiệm, phương pháp tiếp cận thống kê, phương pháp tiếp cận xác định, v.v. Sự phát triển đột phá của công nghệ viễn thám, và hệ thống thông tin địa lý (GIS) đã trở thành công cụ thiết yếu để đánh giá rủi ro và lập bản đồ nguy cơ trượt lở.
Bản đồ nguy cơ trượt lở đất là gì?
Bản đồ nguy cơ trượt lở đất là một công cụ cơ bản cho các hoạt động quản lý thảm họa ở địa hình đồi núi dễ bị tổn thương. Mục đích chính của việc lập bản đồ là tiến hành đánh giá nguy cơ lở đất bằng mô hình trọng số bằng chứng và đưa ra cảnh báo sớm để giảm thiệt hại về người và tài sản do trượt lở đất gây ra.
Dữ liệu viễn thám kết hợp với Hệ thống thông tin địa lý (GIS) lập bản đồ nguy cơ lở đất tại các khu vực đồi núi, có khả năng xảy ra sạt lở cao . Các bản đồ chuyên đề thể hiện các yếu tố khác nhau liên quan đến hoạt động lở đất được tạo ra bằng cách sử dụng dữ liệu thực địa và các kỹ thuật GIS. Các sự kiện lở đất của các vụ lở đất cũ được sử dụng để đánh giá xác suất của các vụ lở đất.
Các loại bản đồ nguy cơ trượt lở đất
Có nhiều loại bản đồ được sử dụng để mô tả mối nguy hiểm do lở đất gây ra. Những bản đồ này có thể đơn giản như bản đồ sử dụng vị trí của các vụ lở đất cũ để chỉ ra khả năng mất ổn định hoặc phức tạp như bản đồ kết hợp các xác suất dựa trên các biến số như lượng mưa, góc dốc, loại đất và mức độ rung chuyển của động đất. Các loại bản đồ sau đây được sử dụng để mô tả và mô tả mối nguy hiểm do lở đất:
Bản đồ kiểm kê lở đất
Hiển thị vị trí lở đất, kích thước và phạm vi địa lý của từng vụ lở đất. Manh mối về vị trí của vụ lở đất trong tương lai là sự phân bố của chuyển động trong quá khứ, do đó, bản đồ hiển thị vị trí và kích thước của các vụ lở đất rất hữu ích trong việc dự đoán mối nguy hiểm cho một khu vực.
Bản đồ nguy cơ trượt lở đất
Mô tả khả năng xảy ra lở đất trong tương lai dựa hoàn toàn vào các đặc tính nội tại của một địa điểm hoặc một khu vực. Một số tổ chức sử dụng thuật ngữ “bản đồ khả năng xảy ra lở đất” cho các bản đồ loại này. Thông tin về các vụ lở đất trước đó (từ bản kiểm kê lở đất), độ bền của đá hoặc đất và độ dốc của sườn dốc là ba trong số các yếu tố quan trọng nhất quyết định khả năng xảy ra lở đất tại một địa điểm.
Bản đồ nguy cơ trượt lở đất
Cho biết khả năng xảy ra lở đất trên khắp một khu vực nhất định. Một bản đồ nguy cơ lở đất lý tưởng không chỉ cho thấy khả năng xảy ra lở đất ở một địa điểm cụ thể mà còn cho thấy khả năng lở đất có thể di chuyển xuống dốc theo một khoảng cách nhất định.
Bản đồ nguy cơ lở đất cho thấy khả năng xảy ra lở đất cùng với tổn thất dự kiến về tính mạng và tài sản nếu xảy ra lở đất.
Lập bản đồ nguy cơ trượt lở đất với dữ liệu viễn thám và GIS
Phân tích nguy cơ lở đất
Phân tích nguy cơ lở đất là quá trình xác định các khu vực dễ xảy ra lở đất. Quá trình này bao gồm việc thu thập dữ liệu về điều kiện địa chất, địa hình và khí tượng, cũng như các yếu tố khác có thể góp phần gây ra lở đất. Sau khi thu thập dữ liệu, dữ liệu sẽ được phân tích bằng các công cụ GIS để tạo bản đồ nguy cơ trượt lở, xác định những khu vực có khả năng cao xảy ra lở đất.
Hệ thống thông tin địa lý (GIS)
GIS là một công cụ mạnh mẽ để phân tích và trực quan hóa dữ liệu không gian. GIS cho phép người dùng chồng nhiều lớp dữ liệu khác nhau, chẳng hạn như địa hình, địa chất và sử dụng đất, để tạo bản đồ cho thấy các yếu tố này tương tác với nhau như thế nào. GIS cũng hữu ích để mô hình hóa các kịch bản khác nhau, chẳng hạn như tác động của biến đổi khí hậu đến khả năng xảy ra lở đất.
Thu thập dữ liệu
Thu thập dữ liệu là bước chính trong lập bản đồ nguy cơ trượt lở đất, trong đó các yếu tố điều kiện sạt lở đất có liên quan được trích xuất để xây dựng cơ sở dữ liệu không gian. Các quy trình này sau đó được đánh giá bằng cách sử dụng mối quan hệ giữa sạt lở đất và các yếu tố gây ra sạt lở đất, sau đó xác minh kết quả.
Không có hướng dẫn chung nào về việc lựa chọn các yếu tố trong lập bản đồ nguy cơ trượt lở đất. Một tham số có thể là yếu tố kiểm soát quan trọng đối với sự xuất hiện của sạt lở đất ở một khu vực nhất định nhưng không phải ở khu vực khác.
Do đó, việc lựa chọn các yếu tố gây ra sạt lở đất cần phải tính đến bản chất của khu vực nghiên cứu và tính khả dụng của dữ liệu. Các tham số về độ dốc, hướng dốc, đất, thành phần đá, NDVI, lớp phủ đất, khoảng cách đến đường, khoảng cách đến hệ thống thoát nước, lượng mưa và khoảng cách đến đứt gãy có thể được sử dụng để xây dựng cơ sở dữ liệu không gian bằng cách sử dụng GIS, dữ liệu SAR và xử lý hình ảnh vệ tinh quang học.
Bước đầu tiên trong phân tích và lập bản đồ nguy cơ trượt lở đất bằng GIS là thu thập dữ liệu. Dữ liệu này có thể đến từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm bản đồ địa hình, khảo sát địa chất và hình ảnh vệ tinh. Một số dữ liệu có thể được thu thập để phân tích nguy cơ lở đất bao gồm:
- Địa hình: Dữ liệu này cho thấy độ cao và độ dốc của đất. Các sườn dốc dễ xảy ra lở đất hơn các khu vực bằng phẳng.
- Địa chất: Dữ liệu này cho thấy thành phần và cấu trúc của đất và đá. Một số loại đất và đá dễ xảy ra lở đất hơn những loại khác.
- Sử dụng đất: Dữ liệu này cho thấy cách sử dụng đất, chẳng hạn như cho nông nghiệp, phát triển đô thị hoặc lâm nghiệp. Sử dụng đất có thể ảnh hưởng đến độ ổn định của đất.
- Khí hậu: Dữ liệu này cho thấy lượng mưa và các kiểu nhiệt độ trong một khu vực. Lượng mưa lớn có thể làm tăng khả năng xảy ra lở đất.
Phân tích GIS
Sau khi thu thập, dữ liệu sẽ được phân tích bằng các công cụ GIS. GIS cho phép người dùng tạo các lớp dữ liệu khác nhau và phủ chúng lên để tạo bản đồ nguy cơ trượt lở. Một số công cụ GIS có thể được sử dụng để phân tích nguy cơ lở đất bao gồm:
- Phân tích độ dốc: Công cụ này tính toán độ dốc của đất và xác định các khu vực có nguy cơ sạt lở đất cao.
- Phân tích khía cạnh: Công cụ này xác định hướng mà độ dốc đang hướng đến. Các sườn dốc hướng về phía bắc dễ xảy ra sạt lở đất hơn các sườn dốc hướng về phía nam.
- Phân tích đất: Công cụ này xác định loại đất trong một khu vực và mức độ dễ xảy ra sạt lở đất của khu vực đó.
- Phân tích lượng mưa: Công cụ này hiển thị các kiểu mưa trong một khu vực và xác định các khu vực có nguy cơ sạt lở đất cao.
Bản đồ nguy cơ trượt lở
Bước cuối cùng trong phân tích nguy cơ lở đất bằng GIS là tạo bản đồ nguy cơ trượt lở. Bản đồ cho thấy các khu vực có nguy cơ lở đất cao. Bản đồ nguy cơ trượt lở có thể được chính quyền địa phương sử dụng để xác định các khu vực cần giám sát nguy cơ lở đất hoặc để xây dựng các chiến lược nhằm giảm thiểu nguy cơ lở đất. Bản đồ nguy cơ cũng có thể được người dân sử dụng để xác định các khu vực có thể không an toàn để tránh.
Phân tích nguy cơ lở đất bằng GIS và dữ liệu viễn thám là một công cụ quan trọng để xác định các khu vực có nguy cơ lở đất cao. Quá trình này bao gồm việc thu thập dữ liệu về điều kiện địa chất, địa hình và khí tượng, cũng như các yếu tố khác có thể góp phần gây ra lở đất.
Sau khi thu thập dữ liệu, dữ liệu được phân tích bằng các công cụ GIS để tạo bản đồ nguy cơ trượt lở cho thấy các khu vực có nguy cơ lở đất cao. Bản đồ nguy cơ trượt lở có thể được chính quyền địa phương và người dân sử dụng để xây dựng các chiến lược nhằm giảm thiểu rủi ro.
