Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Nghiên cứu ứng dụng công nghệ địa vật lý – địa chất và gis để xây dựng mô hình b...

Tài liệu Nghiên cứu ứng dụng công nghệ địa vật lý – địa chất và gis để xây dựng mô hình ba chiều (3d) cấu trúc địa chất khu vực thanh đa phục vụ phòng tránh sụp lở và xây dựng công trình

.PDF
136
216
148

Mô tả:

ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN ĐỊA LÝ TÀI NGUYÊN TP. HCM BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐỊA VẬT LÝ – ĐỊA CHẤT VÀ GIS ĐỂ XÂY DỰNG MÔ HÌNH BA CHIỀU (3D) CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT KHU VỰC THANH ĐA PHỤC VỤ PHÒNG TRÁNH SỤP LỞ VÀ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: TS. LÊ NGỌC THANH THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG 01/ 2009 ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BÁO CÁO NGHIỆM THU (Đã chỉnh sửa theo góp ý của Hội đồng nghiệm thu) ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐỊA VẬT LÝ – ĐỊA CHẤT VÀ GIS ĐỂ XÂY DỰNG MÔ HÌNH BA CHIỀU (3D) CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT KHU VỰC THANH ĐA PHỤC VỤ PHÒNG TRÁNH SỤP LỞ VÀ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI (Ký tên) LÊ NGỌC THANH CƠ QUAN QUẢN LÝ (Ký tên/đóng dấu xác nhận) CƠ QUAN CHỦ TRÌ (Ký tên/đóng dấu xác nhận) THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG 01/ 2009 Đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Địa vật lý-Địa chất và GIS để xây dựng mô hình ba chiều (3D) cấu trúc địa chất khu vực Thanh Đa phục vụ phòng tránh sụp lở và xây dựng công trình” MỤC LỤC TÓM TẮT NỘI DUNG NGHIÊN CỨU DANH MỤC HÌNH/DANH MỤC BIỂU BẢNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ VÀ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH KHU VỰC THANH ĐA 1.1. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1.1. Thu thập và xử lý tổng hợp 1.1.2. Phương pháp địa chất – địa chất công trình 1.1.2.1. Giải đoán ảnh viễn thám 1.1.2.2. Khảo sát thực địa 1.1.2.3. Phân tích mẫu 1.1.2.4. Lập sơ đồ địa chất 1.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT TRẦM TÍCH 1.2.1 Phù sa cổ (Pleixtoxen) 1.2.1.1. Hệ tầng Thủ Đức 1.2.1.2. Hệ tầng Củ Chi 1.2.2. Phù sa mới (Holoxen) 1.2.2.1. Trầm tích biển Holoxen giữa 1.2.2.2. Trầm tích sông - biển 1.2.2.3. Trầm tích sông - đầm lầy 1.2.2.4. Trầm tích đê tự nhiên và đất đắp 1.2.3. Đặc điểm các trầm tích Đệ Tứ qua hai lỗ khoan 1.2.3.1. Lỗ khoan LK.1TĐ 1.2.3.2. Lỗ khoan LK.2TĐ 1.3. SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐỊA CHẤT KHU VỰC 1.3.1. Đặc điểm Tân kiến tạo liên quan đến địa hình địa mạo khu vực sông Sài Gòn và Thành phố Hồ Chí Minh 1.3.1.1. Các tuyến thẳng địa mạo tây bắc – đông nam 1.3.1.2. Các tuyến thẳng địa mạo đông bắc – tây nam 1.3.2. Thung lũng sông Sài Gòn 1.3.2.1. Hình thái 1.3.2.2. Trầm tích trong thung lũng 1.3.2.3. So sánh một số đặc điểm trầm tích các thung lũng của sông Vàm Cỏ và sông Sài Gòn 1.3.2.4. Ý nghĩa của thung lũng sông Sài Gòn trong khu vực nghiên cứu 1.3.3. Sự hình thành và phát triển khúc uốn sông 1.3.3.1. Hiện trạng khúc uốn sông khu vực Thanh Đa 1.3.3.2. Một số đặc điểm về diễn biến của khúc uốn sông khu vực Thanh Đa 1.3.3.3. Sự hình thành và phát triển 1.4. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 1.4.1. Công tác khoan khảo sát và thí nghiệm mẫu 1.4.1.1. Công tác khoan khảo sát địa chất 1.4.1.2. Công tác thí nghiệm mẫu đất trong phòng thí nghiệm 1.4.2. Đặc tính cơ lý các lớp đất 1.4.2.1. Tính chất cơ lý các lớp đất 1.4.2.2. Nhận xét 1 5 5 5 5 5 5 5 6 6 6 6 6 7 7 7 7 8 8 8 9 9 9 10 11 11 11 12 12 12 13 13 13 14 15 15 15 16 16 16 21 Trang i Đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Địa vật lý-Địa chất và GIS để xây dựng mô hình ba chiều (3D) cấu trúc địa chất khu vực Thanh Đa phục vụ phòng tránh sụp lở và xây dựng công trình” 1.5. NHẬN XÉT CHUNG CHƯƠNG 2. KHẢO SÁT CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT KHU VỰC THANH ĐA BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÝ 2.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÝ 2.1.1. Phương pháp thăm dò điện 2.1.1.1. Cơ sở lý thuyết 2.1.1.2.Tính chất dẫn điện của môi trường đất đá 2.1.1.3. Phương pháp đo sâu điện 2.1.1.4. Phương pháp ảnh ñiện 2.1.1.5. Các thiết bị thăm dò điện 2.1.1.6. Xử lý tài liệu thăm dò điện 2.1.2 Phương pháp địa chấn khúc xạ 2.1.2.1. Cơ sở lý thuyết (Phạm Văn Thục, 2007) 2.1.2.2. Thiết bị địa chấn 2.1.2.2.1. Nguồn dao động: 2.1.2.2.2. Geophone: 2.1.2.2.3. Máy đo: 2.1.3. Hệ thống quan sát và quy trình thu thập số liệu 2.1.4. Phân tích tài liệu địa chấn 2.1.5. Phương pháp rađa xuyên đất 2.1.5.1. Cơ sở lý thuyết 2.1.5.2. Thiết bị RAMAC/GPR 2.1.5.2.1. Khối điều khiển 2.1.5.2.2. Anten 2.2. KẾT QUẢ KHẢO SÁT ĐỊA VẬT LÝ 2.2.1. Kết quả đo rađa 2.2.1.1. Tuyến T1 2.2.1.2. Tuyến T2 2.2.1.3. Tuyến T3 2.2.2. Kết quả đo địa chấn khúc xạ 2.2.2.1 Tuyến T1 2.2.2.2. Tuyến T2 2.2.2.3. Tuyến T3 2.2.3. Kết quả đo ảnh điện 2D 2.2.3.1. Tuyến T1 2.2.3.2. Tuyến T2 2.2.3.3. Tuyến T3 2.2.4. Kết quả đo sâu điện 2.2.4.1. Mặt cắt địa điện AB 2.2.4.2. Mặt cắt CD 2.3. NHẬN XÉT CHUNG CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG MÔ HÌNH BA CHIỀU (3D) CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT KHU VỰC BÁN ĐẢO THANH ĐA 3.1. PHẦN MỀM VÀ DỮ LIỆU SỬ DỤNG 3.1.1. Phần mềm sử dụng 3.1.2. Dữ liệu sử dụng 3.1.2.1. Bản đồ nền địa hình 21 27 27 27 27 29 31 32 35 37 37 37 40 40 40 41 42 43 43 43 46 47 48 48 48 50 50 50 51 51 51 51 51 51 51 52 52 52 53 53 73 73 73 75 75 Trang ii Đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Địa vật lý-Địa chất và GIS để xây dựng mô hình ba chiều (3D) cấu trúc địa chất khu vực Thanh Đa phục vụ phòng tránh sụp lở và xây dựng công trình” 3.1.2.2. Bản đồ chuyên đề và các số liệu đo 75 3.2. ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP NỘI SUY KRIGING 76 3.2.1. Cơ sở lý thuyết 76 3.2.1.1. Phương pháp Triangulation (Phương pháp Tam giác) 77 3.2.1.2. Phương pháp Inverse Distance Weighting (Phương pháp Trung bình trọng số) 78 79 3.2.1.3. Phương pháp Kriging (Burrough P.A, 1998) 3.2.2. Dữ liệu cao độ các Lớp đất 80 82 3.2.3. Kết quả nội suy 3.2.3.1. Lớp 1 82 82 a. Dữ liệu nội suy b. Biểu đồ semi-variogram của Lớp 1 83 87 3.2.3.2. Lớp 2 3.2.3.3. Lớp 3 89 95 3.2.4. Nhận xét và đánh giá kết quả nội suy 3.3. XÂY DỰNG MÔ HÌNH BA CHIỀU (3D) CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT 96 KHU VỰC THANH ĐA 3.3.1. Tạo mô hình TIN 96 3.3.2. Xây dựng mô hình dữ liệu theo không gian 3D 98 104 3.3.3. Tạo mặt cắt địa chất bằng phần mềm RockWare GIS Link 3.3.4. Sử dụng các công cụ hỗ trợ trên phần mềm RockWorks (2006) để xây dựng mô 109 hình 3D cấu trúc địa chất khu vực Thanh Đa 3.3.5. So sánh kết quả mô hình với kết quả thực địa 114 3..4. ỨNG DỤNG CỦA MÔ HÌNH CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT 3D TRONG 116 PHÒNG TRÁNH SỤP LỞ VÀ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH 3.4.1. Cấu trúc địa chất khu vực Thanh Đa 116 116 3.4.1.1. Phù sa cổ 116 3.4.1.2. Phù sa mới 3.4.2. Trong nghiên cứu sụp lở bờ sông 116 3.4.2.1. Nhận xét chung 116 117 3.4.2.2. Dự báo khu vực sụp lở bờ sông từ mô hình cấu trúc địa chất 3D 121 3.4.3. Trong xây dựng công trình KẾT LUẬN 123 TÀI LIỆU THAM KHẢO 124 Các Phụ lục 126 Trang iii Đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Địa vật lý-Địa chất và GIS để xây dựng mô hình ba chiều (3D) cấu trúc địa chất khu vực Thanh Đa phục vụ phòng tránh sụp lở và xây dựng công trình” DANH MỤC HÌNH Hình 1: Bản đồ khu vực nghiên cứu (bán đảo Thanh Đa). Hình 1.1: Sơ đồ địa chất trầm tích kỷ thứ tư khu vực bán đảo Thanh Đa (tỉ lệ 1/55.000). Hình 1.2: Mặt cắt theo hướng AB Hình 1.3: Mặt cắt địa chất trầm tích qua eo thắt bán đảo Thanh Đa. Hình 1.4: Mặt cắt địa chất trầm tích qua eo thắt bán đảo Thanh Đa. Hình 1.5: Diễn biến dòng sông khu vực bán đảo Thanh Đa 1932 – 1969 - 2003. Hình 1.6: Các tuyến địa mạo. Hình 2.1. Điện trở suất của đất, đá và khoáng sản. Hình 2.2. Sơ đồ phương pháp đo sâu điện đối xứng. Hình 2.3. Các hệ thiết bị dùng trong thăm dò điện. Hình 2.4. Sự sắp xếp các điện cực đối với thăm dò ảnh điện 2-D và thứ tự. các phép đo được dùng để xây dựng một giả mặt cắt (pseudo-section). Hình 2.5. Phương pháp cuốn chiếu để mở rộng tuyến khảo sát 2D. Hình 2.6. Sơ đồ hệ ảnh điện ABEM Lund (CVES) thực hiện theo kỹ thuật cuốn chiếu. Hình 2.7. Hệ thiết bị thăm dò điện đa cực Lund. Hình 2.8. Máy thăm dò địa chấn Terraloc Mk-6, geophone và cáp nối. Hình 2.9. Bố trí các điểm nổ trên 3 chặng đo. Hình 2.10. Nguyên lý hoạt động của thiết bị rađa xuyên đất. Hình 2.11. Sơ đồ khối của thiết bị rađa xuyên đất. Hình 2.12. Anten của thiết bị rađa xuyên đất. Hình 2.13. Mặt cắt radar tuyến T1. Hình 2.14. Mặt cắt radar tuyến T21. Hình 2.15. Mặt cắt radar tuyến T22a. Hình 2.16. Mặt cắt radar tuyến T22b. Hình 2.17. Mặt cắt radar tuyến T22c. Hình 2.18. Mặt cắt radar tuyến T31a. Hình 2.19. Mặt cắt radar tuyến T31b. Hình 2.20. Mặt cắt radar tuyến T32. Hình 2.21. Mặt cắt radar tuyến T32a. Hình 2.22. Mặt cắt địa chấn tuyến T1. Hình 2.23. Mặt cắt địa chấn tuyến T2. Hình 2.24. Mặt cắt địa chấn tuyến T3. Hình 2.25. Mặt cắt ảnh địa tuyến T1. Hình 2.26. Mặt cắt ảnh địa tuyến T2. Hình 2.27a. Mặt cắt ảnh địa tuyến T31. Hình 2.27b. Mặt cắt ảnh địa tuyến T32. Hình 2.28. Mặt cắt địa điện tuyến AB. Hình 2.29. Mặt cắt địa điện tuyến CD. Hình 3.1. Phần mở rộng hỗ trợ chức năng phân tích 3D trong ArcMap. Hình 3.2. Bộ công cụ RockWare GIS Link. Hình 3.3. Giao diện chung phần mềm RockWorks 2006. Hình 3.4. Hộp thoại chuyển đổi Lớp dữ liệu nền sang 3D. Hình 3.5. Công cụ chuyển đổi định dạng dữ liệu. Hình 3.6. Nội suy theo phương pháp Triangulation (Bonham-Carter, 1994). Trang iv Đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Địa vật lý-Địa chất và GIS để xây dựng mô hình ba chiều (3D) cấu trúc địa chất khu vực Thanh Đa phục vụ phòng tránh sụp lở và xây dựng công trình” Hình 3.7. Nội suy theo phương pháp Inverse Distance Weighting (Bonham-Carter, 1994). Hình 3.8. Biểu đồ semi-variogram. Hình 3.9. Quy trình nội suy cao độ đáy Lớp đất. Hình 3.10. Phân bố dữ liệu của cao độ đáy Lớp 1. Hình 3.11: a) Histogram của cao độ đáy Lớp 1; b) Biểu đồ xác suất của cao độ đáy Lớp 1. Hình 3.12. Biểu đồ semi-variogram của cao độ đáy Lớp 1. Hình 3.13: a) Sai số nội suy của cao độ đáy Lớp 1; b) Biểu đồ boxplot của sai số nội suy (nội suy lần 1). Hình 3.14. Biểu đồ semi-variogram của Lớp 1 sau khi loại bỏ các điểm dị thường lần 1. Hình 3.15: a) Sai số nội suy của cao độ đáy Lớp 1; b) Biểu đồ boxplot của sai số nội suy (nội suy lần 2). Hình 3.16. Biểu đồ semi-variogram của Lớp 1 sau khi loại bỏ các điểm dị thường lần 2. Hình 3.17: a) Sai số nội suy của cao độ đáy Lớp 1; b) Biểu đồ boxplot của sai số nội suy (nội suy lần 3). Hình 3.18. Sai số nội suy của tập dữ liệu kiểm tra. Hình 3.19. Kết quả nội suy cao độ đáy và sai số nội suy của Lớp 1. Hình 3.20: a) Histogram của cao độ đáy Lớp 2; b) Biểu đồ xác suất của cao độ đáy Lớp 2. Hình 3.21. Biểu đồ semi-variogram của Lớp 2. Hình 3.22: a) Sai số nội suy của cao độ đáy Lớp 2; b) Biểu đồ boxplot của sai số nội suy. Hình 3.23. Kết quả nội suy cao độ đáy và sai số nội suy của Lớp 2. Hình 3.24: a) Histogram của cao độ đáy Lớp 3; b) Biểu đồ xác suất của cao độ đáy Lớp 3. Hình 3.25. Biểu đồ semi-variogram của Lớp 3 (nội suy lần 1). Hình 3.1: a) Sai số nội suy của cao độ đáy Lớp 3; b) Biểu đồ boxplot của sai số nội suy (nội suy lần 1). Hình 3.27. Biểu đồ semi-variogram của Lớp 3 (nội suy lần 2). Hình 3.28: a) Sai số nội suy của cao độ đáy Lớp 3; b) Biểu đồ boxplot của sai số nội suy (nội suy lần 2). Hình 3.29. Biểu đồ semi-variogram của Lớp 3 (nội suy lần 3). Hình 3.30: a) Sai số nội suy của cao độ đáy Lớp 3; b) Biểu đồ boxplot của sai số nội suy (nội suy lần 3). Hình 3.31: a) Sai số nội suy của cao độ đáy Lớp 3; b) Biểu đồ boxplot của sai số nội suy (nội suy lần 4). Hình 3.32: a) Sai số nội suy của cao độ đáy Lớp 3; b) Biểu đồ boxplot của sai số nội suy (nội suy lần 4). Hình 3.33. Sai số nội suy của tập dữ liệu kiểm tra của Lớp 3. Hình 3.34. Kết quả nội suy cao độ đáy và sai số nội suy của Lớp 3. Hình 3.35. Bộ công cụ phân tích dữ liệu 3D. Hình 3.36. Mô hình chung tạo dữ liệu mô hình số độ cao. Hình 3.37. Hộp thoại chọn các thông số trên từng Lớp dữ liệu. Hình 3.38. Hộp thoại chọn kích thước ô lưới. Hình 3.39. Mô hình số độ cao khu vực Thanh Đa. Hình 3.40. Dữ liệu Lớp sông trên bề mặt địa hình. Hình 3.41. Dữ liệu Lớp giao thông và sông rạch trên bề mặt địa hình. Hình 3.42. Lớp dữ liệu đê bao trên bề mặt địa hình. Hình 3.43. Vị trí thể hiện lỗ khoan ngoài thực tế. Hình 3.44. Vị trí thể hiện theo không gian 3D các điểm đo sâu điện Hình 3.45. Vị trí thể hiện bề mặt đáy 3 Lớp đất. Trang v Đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Địa vật lý-Địa chất và GIS để xây dựng mô hình ba chiều (3D) cấu trúc địa chất khu vực Thanh Đa phục vụ phòng tránh sụp lở và xây dựng công trình” Hình 3.46. Vị trí thể hiện bề mặt đáy ba lớp đất theo hướng nhìn ngang. Hình 3.47. Bản đồ nội suy bình đồ đáy sông khu vực Thanh Đa. Hình 3.48. Bản đồ nội suy độ sâu đáy sông được nắn chỉnh về bản đồ nền. Hình 3.49. Kết quả phân tích 3D tạo mô hình TIN độ sâu đáy sông. Hình 3.50. Hộp thoại chọn bộ công cụ RockWare GIS Link trong ArcGIS. Hình 3.51. Giao diện chương trình ArcMap và công cụ RockWare GIS Link. Hình 3.52. Giao diện công cụ và các chức năng chính. Hình 3.53. Hộp thoại chọn đường dẫn dữ liệu lỗ khoan và lọai dữ liệu nội suy. Hình 3.54. Đường vẽ mặt cắt qua vị trí các lỗ khoan. Hình 3.55. Kết quả tạo mặt cắt địa chất. Hình 3.56. Đường cắt tạo hàng rào địa chất. Hình 3.57. Kết quả tính toán tạo Fence. Hình 3.58. Kết quả thể hiện đường đồng mức. Hình 3.59. Giao diện chính phần mềm RockWorks 2006. Hình 3.60. Chọn chức năng nội suy mặt cắt địa chất. Hình 3.61. Chọn công cụ vẽ mặt cắt địa chất. Hình 3.62. Kết quả tạo mặt cắt ngang AA’. Hình 3.63. Vẽ một hay nhiều mặt cắt ở những vị trí khác nhau. Hình 3.64. Kết quả vẽ mặt cắt AA’. Hình 3.65. Vẽ các đường hàng rào trên những khu vực nghiên cứu. Hình 3.66. Kết quả vẽ các đường hàng rào thành khối cấu trúc 3D. Hình 3.67. Kết quả thể hiện địa tầng thành khối 3D liên tục. Hình 3.68. Mặt cắt AB theo kết quả mô hình 3D. Hình 3.69. Mặt cắt CD theo kết quả mô hình 3D. Hình 3.70. Trích lượt các điểm dọc theo bờ sông. Hình 3.71. Bảng vị trí tọa độ các điểm dọc bờ sông. Hình 3.72. Tạo mặt cắt theo đường bao bờ sông Hình 3.73. Kết quả tạo mặt cắt theo đường bờ sông. Hình 3.74. Sơ đồ các tuyến dọc bờ khu vực Thannh Đa. Hình 3.75. So sánh bề mặt phù sa cổ với địa hình đáy sông khu vực Thanh Đa Hình 3.76. Bàn đồ dự báo sụp lở khu vựcThanh Đa DANH MỤC BIỂU BẢNG Bảng 2.1. Kết quả thống kê giá trị điện trở suất trong trầm tích Đệ tứ liên quan đến khu vực khảo sát. Bảng 2.2. Vận tốc dọc của các vật liệu thường gặp. Bảng 2.3. Các đại lượng của sóng điện từ được dùng trong GPR. Bảng 2.4. Tính chất điện của một số loại vật chất thường gặp. Bảng 2.5. Cấu tạo địa chất KVTĐ theo tài liệu lỗ khoan. Bảng 3.1. Bảng thống kê các Lớp dữ liệu bản đồ nền. Bảng 3.2. Bảng thống kê các Lớp dữ liệu bản đồ chuyên đề. Bảng 3.3. Các hàm số lý thuyết của biểu đồ quan hệ semi-variogram. Bảng 3.4. Bảng điểm đo sâu điện. Trang vi Đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Địa vật lý-Địa chất và GIS để xây dựng mô hình ba chiều (3D) cấu trúc địa chất khu vực Thanh Đa phục vụ phòng tránh sụp lở và xây dựng công trình” TÓM TẮT NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Các hoạt động kinh tế - xã hội ngày càng gia tăng tại Tp.Hồ Chí Minh đã kéo theo nhu cầu gia tăng xây dựng nhà cửa, kết cấu hạ tầng, … trong khu vực Thanh Đa. Điều đó đòi hỏi cần làm rõ cấu trúc địa chất, đặc biệt khi khu vực này chủ yếu là nền đất yếu. Từ đó việc nghiên cứu xây dựng mô hình ba chiều cấu trúc địa chất bằng công nghệ địa vật lý – địa chất và ứng dụng hệ GIS đã được đặt ra. - Mục tiêu của đề tài này là: Nghiên cứu xây dựng mô hình ba chiều cấu trúc địa chất khu vực Thanh Đa bằng công nghệ địa vật lý – địa chất và GIS phục vụ phòng tránh sụp lở và xây dựng công trình. - Phạm vi nghiên cứu là lòng bán đảo Thanh Đa, giới hạn bởi bờ phải sông Sài Gòn. - Nội dung nghiên cứu bao gồm: • Thu thập và biên hội các tài liệu địa chất, địa chất công trình, địa chất thủy văn, địa vật lý, lỗ khoan… có liên quan đến đề tài. • Đặc điểm Địa chất trầm tích Đệ tứ và Địa chất công trình khu vực Thanh Đa. • Khảo sát cấu trúc địa chất bằng các phương pháp địa vật lý. • Xây dựng mô hình 3D cấu trúc địa chất khu vực nghiên cứu. • Báo cáo kết quả và đề xuất các giải pháp phòng tránh sụp lở và xây dựng công trình. - Các kết quả đạt được: • Trên cơ sở ứng dụng công nghệ Địa vật lý-Địa chất và GIS đã xây dựng mô hình ba chiều (3D) cấu trúc địa chất khu vực Thanh Đa, gồm ba lớp: o Lớp 1 tương ứng với Phù sa mới. o Lớp 2 và Lớp 3 tương ứng với Phù sa cổ. • Dựa trên mô hình 3D cấu trúc địa chất khu vực Thanh Đa đã dự báo các khu vực có nguy cơ sụp lở. Kết quả dự báo phù hợp với các nghiên cứu trước đây. • Dựa trên mô hình 3D cấu trúc địa chất, đã chỉ ra khả năng ứng dụng vào xây dựng công trình khu vực Thanh Đa. • Có thể coi đây là nghiên cứu đầu tiên về xây dựng mô hình ba chiều trong nghiên cứu địa chất phục vụ phòng tránh sụp lở và xây dựng dựng công trình. Các kết quả của đề tài mở ra triển vọng ứng dụng công nghệ địa vật lý – địa chất và GIS để xây dựng mô hình 3D cấu trúc địa chất cho một khu vực nào đó nhằm phục vụ cho các mục đích khác nhau, kể cả các công trình ngầm. Trang vii Đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Địa vật lý-Địa chất và GIS để xây dựng mô hình ba chiều (3D) cấu trúc địa chất khu vực Thanh Đa phục vụ phòng tránh sụp lở và xây dựng công trình” SUMMARY OF RESEARCH CONTENT - The increasing socio-economic activity in Ho Chi Minh City has resulted in the increasing construction of building, infrastructure, … in Thanh Da area. It is necessary to elucidate the geological structrure, especially this area includes mainly weak soil. Therefore the research for building the three-dimension geological structure model by geophysical – geological and GIS technology is carried out. - Aim of the project is to research to build the three-dimension geological structure model by geophysical – geological and GIS technology served to prevent the bank landslide and for the building. - Research limit is Thanh Da peninsula, enclosed by the right bank of Saigon river. - Research content includes: • Collecting the related data: geology, engineering geology, hydrogeology, geophysics, borehole, … . • Characteristics of Quaternary and engineering geology of Thanh Da area. • Survey of geological structure by the geophysical methods. • Modeling the 3D geological structure of research area. • Result report, including the measures for preventing the landslide and for building. - Obtained results: • Based on the application of geophysical – geological and GIS technology, the 3D geological structure model of Thanh Da area is built, consisting of three layers: o Layer 1 corresponds to Holocene sediment. o Layer 2 and Lay 3 corresponds to Pleistocene sediment. o • Based on the 3D geological structure model of Thanh Da, the river bank zones possible of landslide are forecated. These results conformity with the previous ones. • Based on the 3D geological structure model of Thanh Da, the possibility of applying to the buildng is shown. • It is considered that these are the first results of modeling the three-dimension geological structure served to prevent the bank landslide and to building. It results in the prospect for the application the geophysical – geological and GIS technology to modeling the 3D geological structure of certain area served to several different purposes, including the underground construction. Trang viii Đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Địa vật lý-Địa chất và GIS để xây dựng mô hình ba chiều (3D) cấu trúc địa chất khu vực Thanh Đa phục vụ phòng tránh sụp lở và xây dựng công trình” CHƯƠNG 1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ VÀ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH KHU VỰC THANH ĐA 1.1. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1.1. Thu thập và xử lý tổng hợp Chuyên đề đã tìm hiểu và thu thập khá nhiều thông tin, công trình đã công bố trong khu vực. Một thuận lợi là nhóm thực hiện chuyên đề đã từng tham gia đề tài nghiên cứu về sạt lở ở khu vực này từ năm 2004 - 2005. Trên cở sở tài liệu thu thập được, tiến hành xử lý và nêu ra các hạn chế để khảo sát nghiên cứu bổ sung về đặc điểm cấu trúc địa chất, phục vụ cho mục tiêu của đề tài. 1.1.2. Phương pháp địa chất – địa chất công trình 1.1.2.1. Giải đoán ảnh viễn thám • Ảnh vệ tinh có thể cho thấy những cấu trúc lớn và đặc điểm chung về khu vực phân bố các trầm tích của vùng nghiên cứu, tạo điều kiện tiếp cận để vạch và thực hiện kế hoạch cho các bước chi tiết tiếp theo. • Ảnh máy bay hay ảnh hàng không có thể phân biệt các loại nguồn gốc, địa hình, mối quan hệ giữa trầm tích và thảm phủ thực vật, thành phần thạch học,… Địa hình và thảm thực vật đều thể hiện trên ảnh hàng không với những nét đặc trưng. Ảnh máy bay là cơ sở chủ yếu cho công tác vạch các ranh giới tự nhiên của các đơn vị địa chất thể hiện trên bề mặt. Kết quả giải đoán ảnh là thành lập sơ đồ địa chất ảnh, là cơ sở chọn lộ trình khảo sát, kiểm tra ranh giới dự đoán, bố trí lỗ khoan (LK),… giúp cho công tác khảo sát thực địa được đầy đủ, đon giản và ít tốn kém. 1.1.2.2. Khảo sát thực địa Tổ chức khảo sát thực địa để thu thập tài liệu thực tế về địa chất cũng như các đặc điểm tự nhiên có liên quan đến nội dung và mục tiêu đề tài. Phần lớn khảo sát thực địa là tập trung cho công tác khoan và lấy mẫu. Qua các LK ngoài thực địa, có thể sơ bộ xác định đặc điểm về thạch học, cấu trúc, chiều dày, giới hạn trên - dưới của các đơn vị trầm tích, đồng thời lấy các mẫu tiêu biểu để tiến hành thí nghiệm trong phòng. Ngoài ra, các khảo sát thực địa khác về địa hình, địa mạo, thủy văn, lớp phủ thực vật, hiện trạng sử dụng đất,… cũng được ghi chép và mô tả đầy đủ. Bước khảo sát thực địa giúp ta kiểm tra sơ đồ địa chất ảnh và lập sơ đồ tài liệu thực tế. 1.1.2.3. Phân tích mẫu Trang ix Đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Địa vật lý-Địa chất và GIS để xây dựng mô hình ba chiều (3D) cấu trúc địa chất khu vực Thanh Đa phục vụ phòng tránh sụp lở và xây dựng công trình” Có nhiều phương pháp phân tích mẫu để xác định thành phần thạch học, giới hạn trên-dưới và chiều dày, môi trường thành tạo,… của đơn vị trầm tích. Tuy nhiên, do giới hạn nghiên cứu nên chỉ tập trung các phương pháp xác định tính chất cơ lý của mẫu đất. 1.1.2.4. Lập sơ đồ địa chất Tất cả số liệu cũ, mới, kết quả thực địa, kết quả phân tích đều được xử lý và đưa lên sơ đồ. Chú giải sơ đồ và thuật ngữ được sử dụng theo Tổng Cục Địa Chất Việt Nam. Sự phân biệt các đơn vị trầm tích về cơ bản là theo nguồn gốc thành tạo và thể hiện bằng màu. Trong khu vực nghiên cứu, nguồn gốc các đơn vị chủ yếu thuộc : sông (a), biển (m), đầm lầy (b); hoặc nguồn gốc hỗn hợp như : sông - đầm lầy (ab), sông - biển (am),… 1.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT TRẦM TÍCH 1.2.1. Phù sa cổ (Pleixtoxen) Phù sa cổ hay trầm tích Pleixtoxen không lộ diện trong khu vực nghiên cứu nhưng lại có diện phân bố bề mặt khá lớn ở hai bên thung lũng sông và cũng là vách giới hạn của thung lũng sông Sài Gòn. Phù sa cổ cũng giới hạn đáy của thung lũng và độ sâu phân bố bên dưới bề mặt đất thay đổi tùy nơi trong khu vực, có thể từ chục mét đến vài chục mét. Các tài liệu địa chất công bố của Liên Đoàn Bản Đồ Địa Chất Miền Nam và các tác giả nghiên cứu khác cho thấy trong khu vực Thanh Đa có các thành tạo Phù sa cổ, bao gồm (Hình 1.1 – 1.5). 1.2.1.1. Hệ tầng Thủ Đức Trầm tích thuộc Hệ tầng Thủ Đức (aQII-IIItđ) có nguồn gốc sông, tuổi Pleixtoxen giữa - muộn, tạo nên bề mặt khá bằng phẳng ở địa hình 20 – 30 m (thềm bậc II). Thành tạo này kéo dài từ Dầu Tiếng, Bến Cát đến Thủ Đức. Chiều ngang thay đổi từ vài chục mét đến hàng trăm mét, có nơi đến 1 km. Thành phần thạch học của hệ tầng Thủ Đức, bao gồm : - Phần dưới : cát, cuội sỏi nhiều thành phần. - Phần trên : chủ yếu là cát sạn chứa caolin. Có nơi cuội sỏi hoặc caolin tập trung thành các thấu kính có ý nghĩa về mặt khoáng sản. Chiều dày của hệ tầng Thủ Đức thay đổi từ 4 – 30 m; phủ không chỉnh hợp lên các đá có tuổi cổ hơn và nhiều nơi bị phủ lên trên bởi Hệ tầng Củ Chi. 1.2.1.2- Hệ tầng Củ Chi Trầm tích thuộc Hệ tầng Củ Chi (amQIIIcc) có nguồn gốc hỗn hợp sông - biển, tuổi Pleixtoxen muộn, phân bố thành dải với địa hình 10 – 15 m từ vùng Hòa Thành – Tây Ninh qua Trảng Bàng đến Củ Chi, Hóc Môn và tận Long Thành - Đồng Nai. Trang x Đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Địa vật lý-Địa chất và GIS để xây dựng mô hình ba chiều (3D) cấu trúc địa chất khu vực Thanh Đa phục vụ phòng tránh sụp lở và xây dựng công trình” Thành phần thạch học của hệ tầng Củ Chi bao gồm : cát, cuội, sỏi, sét caolin. Chiều dày hệ tầng thay đổi từ 2 – 25 m; phủ không chỉnh hợp lên hệ tầng Thủ Đức và nhiều nơi bị phủ bởi các trầm tích thuộc Phù sa mới. Phù sa cổ nói chung có vật liệu thô, chiều dày khá lớn và kết cấu chặt vừa, tạo nên nền móng tốt về địa chất công trình so với Phù sa mới. Cần lưu ý là trong các LK và mặt cắt địa chất đã thực hiện chỉ thể hiện chung một đơn vị là Phù sa cổ do phần trên của mặt cắt Phù sa cổ bị xói mòn mạnh và cũng không đủ số liệu để tách biệt hai hệ tầng trên. 1.2.2. Phù sa mới (Holoxen) 1.2.2.1. Trầm tích biển Holoxen giữa Trầm tích biển Holoxen giữa (mQIV2) do biển tiến Holoxen giữa để lại. Trầm tích này không lộ trên bề mặt, thường phân bố ở độ sâu khoảng vài mét trở xuống (có một số tài liệu gọi là Hệ tầng Bình Chánh – amQIV1-2bc). Thành phần thạch học chủ yếu gồm sét, sét bột lẫn cát màu xám, xám xanh, xám đen, nhão. Trong trầm tích có chứa nhiều di tích động thực vật chủ yếu thuộc môi trường nước mặn và một ít thuộc môi trường lợ. Các di tích động vật như : vỏ sò, Trùng Lỗ,… và các di tích thực vật như : bào tử phấn hoa, mảnh thân, cành, rễ, rong,… Các đặc điểm về vi cổ sinh cho thấy trầm tích này được thành tạo trong môi trường mặn, có khí hậu nhiệt đới nóng và khá ẩm ướt. Chiều dày trầm tích này khoảng từ vài mét đến hàng chục mét, trong khu vực Thanh Đa, chiều dày này thay đổi từ 13 – 27 m. Phần bên dưới của trầm tích này có thể gặp lớp mỏng sét hữu cơ mang tính đầm lầy (lỗ khoan LK.1TĐ) hoặc lớp cát thô ít bột màu xám, xám xanh. 1.2.2.2. Trầm tích sông - biển Trầm tích sông - biển Holoxen giữa-muộn (amQIV2-3) còn gọi là trầm tích đồng thủy triều, phân bố chủ yếu ở phía đông nam của khu vực Thanh Đa. Thành phần thạch học chủ yếu là sét, sét bột màu xám, xám trắng, hơi dẻo chặt. Bề mặt địa hình khá bằng phẳng và là nguồn gốc của các loại đất đai tốt cho sản xuất nông nghiệp. Chiều dày trầm tích này khoảng 1,0 – 1,5 m và nằm trên trầm tích Holoxen giữa. 1.2.2.3. Trầm tích sông - đầm lầy Trầm tích sông - đầm lầy Holoxen giữa-muộn (abQIV2-3) còn gọi là trầm tích bưng sau đê. Trầm tích này phân bố dọc hai bên sông và chiếm diện tích khá lớn trong thung lũng sông. Trang xi Đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Địa vật lý-Địa chất và GIS để xây dựng mô hình ba chiều (3D) cấu trúc địa chất khu vực Thanh Đa phục vụ phòng tránh sụp lở và xây dựng công trình” Thành phần thạch học chủ yếu là sét, sét bột màu xám, xám nhạt, lẫn hữu cơ, hơi dẻo chặt. Bề mặt địa hình khá bằng phẳng, thường bị chia cắt bởi mạng sông rạch. Đất đai thuộc trầm tích này thường được sử dụng chủ yếu cho canh tác nông nghiệp. Chiều dày của trầm tích này trong khu vực Thanh Đa khá mỏng, trung bình khoảng 1,0 m trở lại, nằm trên trầm tích Holoxen giữa. 1.2.2.4. Trầm tích đê tự nhiên và đất đắp Trầm tích sông Holoxen muộn hay trầm tích đê tự nhiên phân bố thành đới hẹp khoảng vài chục mét dọc hai bên bờ sông. Địa hình thường hơi cao hơn so với trầm tích bên trong nội đồng. Do khu vực nghiên cứu chịu ảnh hưởng triều nên đê tự nhiên phát triển rất hạn chế và không rõ nét như các khu vực thuộc ảnh hưởng mạnh của sông. Thành phần thạch học chủ yếu là bột, bột sét màu xám, xám nâu. Do các hoạt động xây dựng, phát triển kết cấu hạ tầng trong khu vực nên trầm tích này không còn ở dạng tự nhiên mà thường bị xáo trộn do đào xới với các lớp đất san lấp, xà bần,… và nhiều nơi chiều dày đất đắp đạt đến 2,5 m. Nhưng nói chung chiều dày trầm tích này khoảng 0,5 m trở lại, thường chỉ mỏng khoảng vài tấc. 1.2.3. Đặc điểm các trầm tích Đệ Tứ qua hai lỗ khoan 1.2.3.1. Lỗ khoan LK.1TĐ + Mô tả : - 0 - 2,0 m: 2,0 – 8,0 : - 8,0 – 12,0 : - 12, 0 – 23,5 : - 23,5 – 25,2 : - 25,2 – 27,4 : - 27,4 – 28,5 : - 28,5 – 30,0 : - 30,0 – 30,3 : - 30,3 – 35,5 : - 35,5 – 40,0 : Đất đắp gồm cát, gạch, đá lẫn lộn. Sét bột màu xám xanh, xám đen chứa nhiều di tích thực vật, nhão. Sét bột màu xám đen chứa nhiều di tích thực vật, nhão. Sét bột màu xám xanh, chứa nhiều vỏ sò ốc, nhão. Cát bột ít sét màu xám xanh, ít sạn. Cát bột sét màu đen, chứa nhiều di tích thực vật. Cát bột chứa sạn sỏi laterit rắn chắc màu nâu sậm, nâu đỏ và chứa dăm sạn thạch anh màu xám trắng, chặt. Cát hạt thô màu xám, chặt. Sét màu xám trắng vệt vàng, dẻo chặt. Cát bột ít sét màu xám trắng, chứa sạn sỏi thạch anh tròn cạnh, chặt. Cát ít bột màu xám, ít sạn sỏi thạch anh nhỏ, chặt. + Nhận xét : - Từ bề mặt xuống độ sâu 2,0 m là trầm tích bề mặt bị xáo trộn bởi các loại đất đắp hỗn hợp. Trang xii Đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Địa vật lý-Địa chất và GIS để xây dựng mô hình ba chiều (3D) cấu trúc địa chất khu vực Thanh Đa phục vụ phòng tránh sụp lở và xây dựng công trình” - Từ 2,0 m xuống đến độ sâu 27,4 m là Phù sa mới. Trong đó, phần dưới đáy có lớp cát bột sét màu đen chứa nhiều di tích hữu cơ mang tính đầm lầy. - Từ 27,4 m xuống độ sâu 40 m là Phù sa cổ. Trong đó có các lớp cát, cát bột, cát sạn sỏi xen kẽ. 1.2.3.2. Lỗ khoan LK.2TĐ + Mô tả : - 0 - 1,0 m: - 1,0 – 5,0 : - 5,0 – 13,5 : - 13,5 – 14,5 : - 14,5 – 16,5 : - 16,5 – 17,5 : - 17,5 – 18,0 : - 18,0 – 18,7 : - 18,7 – 19,5 : - 19,5 – 21,0 : - 21,0 – 24,0 : - 24,0 – 34,5 : - 34,5 – 40,0 : Đất đắp gồm cát, sạn, sỏi lẫn lộn. Sét bột màu xám xanh, ít di tích thực vật, nhão. Sét bột màu xám xanh, chứa ít vỏ sò ốc, nhão. Cát bột ít sét màu xám trắng nhạt. Cát hạt thô màu xám. Cát sạn sỏi thạch anh chứa ít bột sét màu xám trắng. Sét bột màu xám trắng vệt vàng dẻo chặt. Cát bột sạn sỏi thạch anh kích thước lớn, tròn cạnh màu xám vàng nhạt, chặt. Cát bột ít sét màu xám trắng, chặt. Cát bột sét màu xám trắng, loang lổ nhẹ, chứa ít sạn sỏi thạch anh, chặt. Cát bột sét màu tím nhạt, chặt. Cát bột màu xám trắng, chứa sạn sỏi thạch anh nhỏ, chặt. Cát bột ít sét màu xám vàng nhạt, chứa ít sạn sỏi thạch anh, chặt. + Nhận xét : - Từ bề mặt xuống độ sâu 1,0 m là trầm tích bề mặt bị xáo trộn bởi các loại đất đắp hỗn hợp. - Từ 1,0 m xuống đến độ sâu 16,5m là Phù sa mới. Trong đó, phần dưới đáy có lớp cát, cát bột màu xám, xám xanh thô hạt. - Từ 16,5 m xuống độ sâu 40m là Phù sa cổ. Trong đó có các lớp cát, cát bột, cát sạn sỏi xen kẽ. 1.3. SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐỊA CHẤT KHU VỰC 1.3.1. Đặc điểm Tân kiến tạo liên quan đến địa hình địa mạo khu vực sông Sài Gòn và Thành phố Hồ Chí Minh Từ Neogen, đồng bằng Nam Bộ bị chi phối bởi các chuyển động Tân kiến tạo và hệ quả là tạo nên hai hệ thống đứt gãy chính theo phương tây bắc – đông nam và đông bắc – tây nam gần vuông góc hoặc chéo góc nhau. Hệ quả hoạt động các đứt gãy đã tạo nên các khối nâng và khối sụp riêng rẽ. Hoạt động đứt gãy chậm, không liên tục và có lúc Trang xiii Đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Địa vật lý-Địa chất và GIS để xây dựng mô hình ba chiều (3D) cấu trúc địa chất khu vực Thanh Đa phục vụ phòng tránh sụp lở và xây dựng công trình” ngưng nghỉ. Các hoạt động biển tiến, biển thoái trong quá khứ và hoạt động phun trào bazan là bằng chứng cụ thể cho các hiện tượng này. Hệ thống đứt gãy tây bắc – đông nam thường chi phối hoạt động của các sông hiện tại trong vùng nghiên cứu. Quanh Đồng bằng sông Cửu Long có hai khối nâng lớn : Khối nâng Nam Trung Bộ ở Việt Nam và khối nâng khác ở Đông Campuchia. Giữa 2 khối nâng là khối sụp. Đáng chú ý là khối sụp nằm giữa đứt gãy Biên Hòa – Long Hải và đứt gãy của Sông Hậu. Thực ra, từ khối nâng đến khối sụp tương đối, khối sụp sâu dần và móng đá nằm theo dạng bậc thang. Khu vực Tp. Hồ Chí Minh thuộc khu vực bản lề giữa hai cấu trúc địa chất : cấu trúc nâng Đông Nam Bộ và cấu trúc Tây Nam Bộ. Phần phía bắc Thành phố được cấu tạo bởi các trầm tích Neogen – Pleixtoxen. Phần phủ bề mặt chủ yếu là các trầm tích Phù sa cổ. Phần phủ bề mặt phía nam Thành phố chủ yếu là trầm tích Phù sa mới. Các khối nâng và khối sụp khi hoạt động tạo nên các dị thường địa mạo trên các trầm tích trẻ mà trên ảnh viễn thám có thể phát hiện được. Các dị thường như vậy được gọi là tuyến thẳng địa mạo (morphology alignments) hay tuyến địa mạo. Tuyến địa mạo là kết quả tổng hợp của các đứt gãy sâu, mạng thoát thủy, độ ẩm, địa hình được lặp đi lặp lại nhiều lần qua các thời kỳ đặc biệt. Một số các tuyến thẳng địa mạo có liên quan đến khu vực nghiên cứu (Hình 1.6) như sau: 1.3.1.1. Các tuyến thẳng địa mạo tây bắc – đông nam + Tuyến thẳng địa mạo Biên Hòa – Long Hải Tuyến này chạy qua Biên Hòa, Long Thành, Long Hải và mang một số ý nghĩa sau đây : - Tạo nên một ranh giới tự nhiên của Phù sa cổ ở phía bắc và Phù sa mới ở phía nam (vùng sụp). - Tạo nên ranh giới phía bắc của đồng bằng sông Đồng Nai, sông Sài Gòn và sông Vàm Cỏ. - Tạo ra ở phía bắc có nhiều đá gốc lộ ra và cả vùng bazan rộng lớn. Trong khi đó ở phía nam, đá gốc chỉ lộ ra ở dạng núi sót. - Tạo ra sự phát triển các đoạn sông Đồng Nai từ Tân Uyên cho đến Long Thành, đặc biệt là đoạn sông phân dòng của sông Đồng Nai. + Tuyến thẳng địa mạo của sông Sài Gòn Trang xiv Đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Địa vật lý-Địa chất và GIS để xây dựng mô hình ba chiều (3D) cấu trúc địa chất khu vực Thanh Đa phục vụ phòng tránh sụp lở và xây dựng công trình” Tuyến này song song với tuyến địa mạo Biên Hòa – Long Hải và chạy qua đoạn sông Sài Gòn từ Dầu Tiếng đến Thủ Đức qua Nhơn Trạch đến rạch Thiềng Liềng đến Vũng Tàu. Tuyến này mang một số ý nghĩa sau đây : - Hình thành nên sông Sài Gòn. - Tạo nên ranh giới tự nhiên giữa thềm cao Bến Cát, Thủ Dầu Một, Lái Thiêu, Dĩ An, Thủ Đức ở phía bắc với thềm thấp hơn ở phía nam như Củ Chi, Gò Vấp, Trảng Bàng. - Tạo nên khu vực ẩm ướt dọc hai bên sông Sài Gòn. + Tuyến địa mạo sông Vàm Cỏ Đông Tuyến này song song với 2 tuyến Biên Hòa – Long Hải và sông Sài Gòn, chạy từ nam Tây Ninh, Trảng Bàng và theo trục của thung lũng rạch Trảng Bàng đến Hóc Môn. Tuyến này mang một số ý nghĩa sau đây : - Hình thành nên sông Vàm Cỏ Đông và thung lũng cổ Trảng Bàng. - Tạo nên ranh giới tự nhiên giữa thềm cao Phù sa cổ phía đông bắc như Củ Chi, Đức Hòa với thềm thấp ở phía tây nam như Mộc Hóa, Vĩnh Hưng, Đức Huệ. - Tạo nên ranh giới phía bắc của Đồng Tháp Mười nói riêng và đồng bằng sông Cửu Long nói chung. 1.3.1.2. Các tuyến thẳng địa mạo đông bắc – tây nam + Tuyến thẳng địa mạo Sài Gòn – Tân An Có nhiều tuyến theo phương này nhưng liên quan chủ yếu đến vùng nghiên cứu là tuyến thẳng địa mạo Sài Gòn – Tân An. Tuyến này chạy qua Phước Tân, Sài Gòn, Thủ Thiêm, Bình Chánh, Thủ Thừa và có thể đến Mỹ Thuận. Tuyến này mang một số ý nghĩa sau đây : - Tạo nên một vùng thoát nước tốt (khô ráo) trên bề mặt Phù sa cổ ở phía bắc Thủ Thiêm, cụ thể là Tân Bình, Hóc Môn, Phú Lâm và vùng rất ẩm ướt ở phía nam, đặc trưng cho vùng sụt lún. - Tạo nên ranh giới tự nhiên của các thung lũng sông Vàm Cỏ, sông Sài Gòn và đồng bằng của sông Đồng Nai, Sài Gòn và Vàm Cỏ. Các tuyến thẳng địa mạo trên đây đã hình thành nên nhiều khu vực có địa hình và địa mạo khác nhau của vùng nghiên cứu. 1.3.2. Thung lũng sông Sài Gòn 1.3.2.1. Hình thái Trang xv Đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Địa vật lý-Địa chất và GIS để xây dựng mô hình ba chiều (3D) cấu trúc địa chất khu vực Thanh Đa phục vụ phòng tránh sụp lở và xây dựng công trình” - Rìa thung lũng : - Độ sâu thung lũng : - Chiều rộng thung lũng: - Đáy thung lũng : Phù sa cổ thuộc thềm cao. Trung bình khoảng 21 m tại Thanh Đa. Khoảng 8 km. Dạng chữ U. 1.3.2.2. Trầm tích trong thung lũng Từ dưới lên trên bao gồm : - Cát, sạn, sỏi, sét thuộc thềm Phù sa cổ. - Trầm tích biển: sét màu xám xanh, xanh đen, chứa nhiều di tích động thực vật, dày khoảng vài chục mét. - Trầm tích bưng sau đê: sét màu xám, xám nhạt, hơi dẻo chặt, dày khoảng 1m trở lại. - Đê tự nhiên: sét bột màu xám nâu, nâu sậm, hơi chặt, dày khoảng vài tấc đến nửa mét. 1.3.2.3. So sánh một số đặc điểm trầm tích các thung lũng của sông Vàm Cỏ và sông Sài Gòn - Cả hai sông Vàm Cỏ Đông và Vàm Cỏ Tây đều đào lòng trong trầm tích Phù sa cổ thuộc thềm thấp, khác với thung lũng sông Sài Gòn, đào lòng trong trầm tích Phù sa cổ thuộc thềm cao. - Địa hình nói chung thấp, dễ ngập úng. - Chịu ảnh hưởng của biển, lớp trầm tích biển khống chế trong mặt cắt thung lũng. - Trầm tích đê tự nhiên rất mỏng và không rõ dọc theo bờ sông. - Đê tự nhiên và bưng sau đê ít phát triển, chứng tỏ hoạt động của sông kém và vật liệu mang theo chủ yếu là vật liệu mịn. - Trên ảnh viễn thám, đồng lụt của sông Vàm Cỏ Đông tạo nên tông màu rất tối, chứng tỏ môi trường rất ẩm ướt. Điều này dẫn đến sự hình thành phổ biến than bùn hoặc sét than ở ven sông. 1.3.2.4. Ý nghĩa của thung lũng sông Sài Gòn trong khu vực nghiên cứu - Các lỗ khoan sâu cho thấy tuyến thẳng địa mạo Sài Gòn - Tân An chạy ngang qua phía bắc khúc uốn Thủ Thiêm và phía nam khúc uốn Thanh Đa. Tuyến này chia ra hai khu vực : Khu phía bắc (Thanh Đa) thuộc thềm cao Phù sa cổ và khu phía nam (Thủ Thiêm) thuộc đồng bằng Phù sa mới. Trang xvi Đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Địa vật lý-Địa chất và GIS để xây dựng mô hình ba chiều (3D) cấu trúc địa chất khu vực Thanh Đa phục vụ phòng tránh sụp lở và xây dựng công trình” - Các mặt cắt địa chất qua khu vực Thanh Đa, Thủ Thiêm,… cho thấy nhiều nơi có sự hiện diện của các lớp than bùn hoặc sét than mỏng, nằm xen kẽ với các lớp trầm tích khác. Điều này chứng tỏ đã có dao động của mực nước biển trong quá khứ. Sự sụt lún đã xảy ra từng thời kỳ khác nhau. 1.3.3. Sự hình thành và phát triển khúc uốn sông 1.3.3.1. Hiện trạng khúc uốn sông khu vực Thanh Đa Sông Sài Gòn là một chi lưu của hệ thống Sông Đồng Nai và thuộc loại sông uốn khúc với các khúc uốn tự do. Hệ số uốn khúc thường khoảng 1,2 – 2,2, nơi hệ số uốn khúc lớn nhất là 5,75 (Lê Ngọc Bích, 2002); tại Bán đảo Thanh Đa là 1,85 (Huỳnh Ngọc Sang và nnk, 2003). Sông Sài Gòn có phương chung là tây bắc – đông nam. Đoạn sông nơi khu vực Thanh Đa là một khúc uốn khá rõ nét với chiều dài đoạn cong dài hơn 10 km. Khu vực nghiên cứu thuộc thung lũng sông, có địa hình thấp trũng (0,4 – 1,2 m) phân bố giữa 2 vùng cao hai bên ( > 5 m). Vùng cao phía đông bắc là quận Thủ Đức và ở phía tây nam là Quận Bình Thạnh, Quận 2. Đoạn sông này theo chế độ bán nhật triều của biển Đông và thuộc vùng bị ảnh hưởng của triều. Đoạn sông Thanh Đa có chiều rộng lòng sông khoảng 200 – 300 m, độ sâu lòng sông khoảng 13 – 27 m. Bình đồ đoạn sông có hình chữ “Ω” và nơi cổ khúc uốn (nơi eo thắt nhất) rộng khoảng 220 – 250 m (nhà hàng Hoàng Ty). Kinh Thanh Đa dài khoảng 1,4 km nối liền hai dòng chính gần cổ khúc uốn (chân cầu Bình Triệu đến khu vực Viện Dầu Khí). Kinh này vừa phục vụ cho giao thông thủy rất thuận lợi (nếu đi vòng khúc uốn phải mất đến 12km) vừa có tác dụng chia nước vào dòng chính của khúc uốn. Việc đào kinh này có thể đã tạo một số ảnh hưởng khác về diễn biến của đoạn sông. Hiện trạng sử dụng đất và xây dựng kết cấu hạ tầng dọc bờ sông khá đa dạng và phức tạp, kể cả việc xây dựng lấn chiếm ra phía lòng sông. Do sự phát triển mạnh về dân cư, dịch vụ, du lịch,… nên địa hình khu vực cũng biến đổi nhiều, nhất là lớp đất đắp phủ khá lớn dọc các công trình xây dựng. Các nơi khác do khai thác canh tác cũng làm thay đổi phần nào bề mặt địa hình tự nhiên. Nói chung, phần mất ổn định rõ nét nhất (sạt lở, sụp lún,…) chủ yếu tập trung nơi các khúc sông cong hoặc khúc sông có sự đổi hướng của dòng chảy. 1.3.3.2. Một số đặc điểm về diễn biến của khúc uốn sông khu vực Thanh Đa Các tài liệu nghiên cứu hình thái đường bờ sông khu vực Thanh Đa qua nhiều thời kỳ cho thấy chúng ít biến động. Trên bản đồ địa chất tỉ lệ 1/500.000 (Saurin, 1963) có thể thấy hình dạng chung của khúc uốn sông không thay đổi nhiều so với hiện nay. Rất khó xác định diễn biến ngang của đường bờ sông trong thời gian ngắn, đặc biệt là các hoạt động lấn chiếm đường bờ để xây dựng nhà cửa, công trình dịch vụ nơi bờ sông và bờ kênh Thanh Đa. Nơi biến động bờ sông lớn nhất chủ yếu xảy ra nơi “cổ khúc uốn”. Nơi này ngày càng thắt lại nhiều hơn và điểm thắt có xu hướng dịch về phía trong của Bán đảo Trang xvii Đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Địa vật lý-Địa chất và GIS để xây dựng mô hình ba chiều (3D) cấu trúc địa chất khu vực Thanh Đa phục vụ phòng tránh sụp lở và xây dựng công trình” Thanh Đa. Tuy nhiên, mức độ diễn biến xảy ra rất chậm. Trong đó, kênh Thanh Đa đã góp phần làm chậm quá trình này (Hình 1.5). 1.3.3.3. Sự hình thành và phát triển Mô hình về sự hình thành và phát triển khúc uốn sông theo qui luật chung, như sau: - Sông khởi đầu là dòng sông đơn và trong tự nhiên đều có khuynh hướng chảy theo dạng uốn khúc. Các doi sông phía trên làm cho dòng chảy lệch hướng về phía đối diện. Trong lòng sông, các doi bên thường nằm so le với nhau và có khuynh hướng chuyển dịch dần về phía hạ lưu. Chính sự phát sinh và phát triển các doi bên là nguyên nhân hình thành các khúc uốn sông. - Tốc độ hình thành khúc uốn sông phụ thuộc vào vật liệu cấu tạo bờ sông : Nếu bờ lõm khúc uốn “mềm” thuộc loại phù sa thì tốc độ hình thành khúc uốn nhanh. Nếu khúc uốn nằm trong thung lũng và bờ lõm bị khống chế bởi vách đá cứng tại chỗ thì thì khúc uốn không thể mở rộng. - Khúc uốn khu vực Thanh Đa đã được phát triển gần tối đa. Dòng sông có thể mang một số đặc điểm, như : độ dốc của khúc uốn giảm; khả năng tác động của dòng chảy giảm; sự mở rộng của khúc uốn cũng có chiều hướng giảm; chiều dài dòng sông tăng; sức chuyên chở vật liệu phù sa giảm. - Thông thường, đi kèm với sự mở rộng khúc uốn là sự hình thành gờ và trũng trên doi sông. Doi sông là những dải đất do sự trầm tích của vật liệu phù sa ở phía trong hay ở phần lồi của khúc uốn. Doi phát triển theo hướng ngang. Các gờ và trũng hình thành trên doi trong quá trình lòng sông vận động dịch chuyển ngang. Kết quả là có sự hình thành một loạt các gờ cao và trũng thấp hình cánh cung trên doi sông, nằm song song và xen kẽ với nhau. Tuy nhiên, khúc uốn khu vực Thanh Đa không thể hiện rõ dạng địa hình địa mạo đặc trưng này. Ngoài phần gờ cao khu vực ven bờ sông thì phần trên doi sông khá trũng thấp và bằng phẳng. - Hiện tượng cắt lòng : khi hiện tượng xâm thực ở bờ lõm và bồi tích ở bờ lồi giữa các khúc uốn kế tiếp đạt mức độ tối đa, khúc uốn có dạng hình vòng cung, hiện tượng cắt lòng xảy ra và sông có khuynh hướng chảy thẳng trở lại. Sự cắt lòng có thể xảy ra theo hai cách : cắt lòng do lũ tràn và cắt lòng do tiếp xúc. Chỗ sông cắt ngang được gọi là đoạn cắt khúc uốn. Khi sự cắt lòng kết thúc, khúc uốn bị tách rời lòng sông chính để trở thành một đoạn sông bỏ (lòng sông cổ, hồ móng ngựa) hay còn gọi là vết khúc uốn. Khúc uốn khu vực Thanh Đa chưa xảy ra giai đoạn này nhưng sự phát triển đã tiến gần đến sự cắt lòng (khoảng cách nơi cổ khúc uốn khoảng 200 – 300 m). Tuy nhiên, trên thực tế quá trình này đã xảy ra rất chậm. Trangxviii
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan