Tài liệu Xây dựng bản đồ cấp độ rủi ro do sạt lở đất cho tỉnh quảng ngãi

ii TÓM TẮT LUẬN VĂN XÂY DỰNG BẢN ĐỒ CẤP ĐỘ RỦI RO DO SẠT LỞ ĐẤT CHO TỈNH QUẢNG NGÃI Học viên: Phạm Đình Hùng. Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình thủy Mã số: 60.58.02.02 ; Khóa: K35.CTT.Q.Ngãi; Trường Đại học Bách khoa ĐHĐN Tóm tắt – Sạt lở đất hàng năm đã gây thiệt hại rất lớn về người, tài sản và tắc nghẽn giao thông cho tỉnh Quảng Ngãi vào mùa mưa lũ, đặc biệt ở vùng miền núi, nơi có điều kiện kinh tế xã hội cực kỳ khó khăn. Nghiên cứu này sử dụng công cụ ArcGis để phân tích các nguyên nhân chính gây sạt lở đất cho tỉnh Quảng Ngãi dựa trên 20 điểm sạt lở gần nhất (năm 2017 và 2018). Sau đó dùng phương pháp phân tích thống kê thứ bậc AHP trong phần mềm SAGA xây dựng bản đồ rủi ro sạt lở. Cuối cùng, tác giả sử dụng ArcGis để phân cấp độ rủi ro do sạt lở đất. Các kịch bản thay đổi lượng mưa theo tần suất thường xuyên (50%, 25%) và cực hạn (2%, 1%) cũng được xem xét. Các kết quả được kiểm chứng với 511 điểm sạt lở từ năm 2010 đến 2016. Từ khóa: AHP, ArcGis, SAGA, Sạt lở đất, Quảng Ngãi. BUILDING A LEVEL OF RISK LEVELS FOR BORROWING FOR QUANG NGAI PROVINCE Abstract - Annual landslides have caused great damage to people and property and traffic congestion for Quang Ngai province in the rainy season, especially in mountainous areas, where socio-economic conditions are extremely difficult. This study uses the ArcGis tool to analyze the main causes of landslides for Quang Ngai province based on the latest 20 landslides (2017 and 2018). Then, we use an AHP method in SAGA software to develop a map of landslide risk. Finally, we use ArcGis to classify the risk of landslides. Beside, scenarios for changing rainfall corresponding four frequencies: 50%, 25%, 2% and 1%, are also considered in the study. These results compared to 511 events of landslide from 2010 to 2016. Key works: AHP, GIS, SAGA, Landsilde, Quangngai. iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................................ 1 2. Phương pháp tiếp cận ............................................................................................ 3 3. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................. 3 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................3 5. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................... 4 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .............................................................. 4 7. Cấu trúc luận văn ..................................................................................................4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ..............................................5 1.1. Vị trí địa lý ................................................................................................................5 1.2. Điều kiện tự nhiên ....................................................................................................6 1.3. Đặc điểm khí hậu thủy văn ....................................................................................... 8 1.4. Đặc điểm kinh tế-xã hội ......................................................................................... 13 1.5. Tổng quan các nghiên cứu trước đây về sạt lở đất ảnh hưởng đến xã hội .............13 1.5.1. Tình hình sạt lở đất trên thế giới và ảnh hướng tới kinh tế xã hội: ..............14 1.5.2. Tình hình sạt lở đất ở Việt Nam và ảnh hướng đến kinh tế xã hội ..............17 1.6. Tình hình sạt lở đất trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi .................................................21 CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG BẢN ĐỒ CẤP ĐỘ RỦI RO DO SẠT LỞ ĐẤT ...............................................................................................................23 2.1. Nhận dạng nguyên nhân chính gây sạt lở ............................................................... 23 2.2. Phương pháp xây dựng bản đồ cấp độ rủi ro do sạt lở đất .....................................25 2.2.1. Phương pháp AHP ........................................................................................ 25 2.2.2. Phương pháp RFA ........................................................................................ 26 2.3. Giới thiệu phần mềm xây dựng bản đồ rủi ro về sạt lở đất (SAGA)...................... 30 CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG BẢN ĐỒ CẤP ĐỘ RỦI RO DO SẠT LỞ ĐẤT CHO TỈNH QUẢNG NGÃI ....................................................................................... 32 3.1. Đánh giá nguyên nhân gây sạt lở đất ......................................................................32 3.2. Cơ sở dữ liệu...........................................................................................................36 3.3. Xây dựng bản đồ cấp độ rủi ro do sạt lở đất........................................................... 49 3.3.1. Đánh giá trọng số của các nguyên nhân gây sạt lở .......................................49 3.3.2. Kết quả xây dựng bản đồ cấp độ rủi ro do sạt lở đất ....................................52 3.4. Đề xuất giải pháp phòng ngừa ................................................................................65 3.4.1. Đối với hệ thống giao thông .........................................................................65 3.4.2. Đối với công tác quy hoạch và xây dựng hạ tầng .........................................65 iv 3.4.3. Đối với cộng đồng dân cư .............................................................................65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 66 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (BẢN SAO) v DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng Trang bảng 3.1: Thông tin địa điểm sạt lở và mưa 32 3.2: Thông tin về cơ sở dữ liệu sử dụng trong nghiên cứu 48 Ma trận so sánh cặp các nguyên nhân gây sạt lở cho vùng 3.3: 50 nghiên cứu. 3.4: Đánh giá nội bộ cho từng nguyên nhân 51 Thống kê các điểm sạt lở nằm trong các mức cấp độ rủi ro 3.5: 54 sạt lở đất. vi DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu hình 1.1: 1.2: 1.3: 1.4: 1.5: 1.6: 1.7: 1.8: 1.9: 2.1: 2.2: 3.1: 3.2: 3.3: 3.4: 3.5: 3.6: 3.7: 3.8: 3.9: 3.10: 3.11: 3.12: 3.13: 3.14: 3.15: 3.16: 3.17: Tên hình Trang Bản đồ vị trí tỉnh Quảng Ngãi Bản đồ địa hình tỉnh Quảng Ngãi Bản đồ thổ nhưỡng tỉnh Quảng Ngãi Bản đồ mạng lưới trạm đo mưa Bản đồ mạng lưới sông ngòi Một số điểm sạt lở điển hình trên thế giới Một số điểm sạt lở điển hình ở các tỉnh của Việt Nam Bản đồ thống kê các điểm sạt lở đất từ năm 2010 đến 2018. Một số điểm sạt lở điển hình từ điều tra thực tế Sơ đồ tổng quan nhận dạng nguyên nhân sạt lở Giao diện làm việc của SAGA Kết quả phân tích yếu tố độ dốc Kết quả phân tích yếu tố hướng dốc địa hình Kết quả phân tích yếu tố khoảng cách đến đường Kết quả phân tích yếu tố khoảng cách đến dòng chảy Kết quả phân tích yếu tố sử dụng đất Kết quả phân tích yếu tố thổ nhưỡng Bản đồ độ dốc Bản đồ hình thái Bản đồ phân bố thổ nhưỡng Bản đồ sử dụng đất Bản đồ chỉ số thực vật NDVI Bản đồ khoảng cách tới đường giao thông Bản đồ khoảng cách tới dòng chảy Bản đồ ghi nhận các điểm sạt lở đất từ năm 2010 đến 2018 (điểm chấm tròn). Bản đồ mưa theo không gian ứng với tần suất P = 1% (ký hiệu P1) Bản đồ mưa theo không gian ứng với tần suất P = 2% (ký hiệu P2) Bản đồ mưa theo không gian ứng với tần suất P = 25% (ký 5 6 8 10 12 16 20 21 22 24 31 33 33 34 34 35 35 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 vii Số hiệu hình 3.18: 3.19: 3.20: 3.21: 3.22: 3.23: 3.24: 3.25: 3.26: 3.27: 3.28: 3.29: 3.30: 3.31: 3.32: Tên hình hiệu P25) Bản đồ mưa theo không gian ứng với tần suất P = 50% (ký hiệu P50) Kết quả phân tích theo phương pháp AHP bằng SAGA ứng với tần suất mưa P = 1% Kết quả phân tích theo phương pháp AHP bằng SAGA ứng với tần suất mưa P = 2% Kết quả phân tích theo phương pháp AHP bằng SAGA ứng với tần suất mưa P = 25% Kết quả phân tích theo phương pháp AHP bằng SAGA ứng với tần suất mưa P = 50% Biểu đồ thống kê phân bố và mức cấp độ nguy cơ sạt ở đất ứng với tần suất mưa P = 1% Biểu đồ thống kê phân bố và mức cấp độ nguy cơ sạt ở đất ứng với tần suất mưa P = 2% Biểu đồ thống kê phân bố và mức cấp độ nguy cơ sạt ở đất ứng với tần suất mưa P = 25% Biểu đồ thống kê phân bố và mức cấp độ nguy cơ sạt ở đất ứng với tần suất mưa P = 50% Bản đồ rủi ro do sạt ở đất ứng với tần suất mưa P = 1% Bản đồ rủi ro do sạt ở đất ứng với tần suất mưa P = 2% Bản đồ rủi ro do sạt ở đất ứng với tần suất mưa P = 25% Bản đồ rủi ro do sạt ở đất ứng với tần suất mưa P = 50% So sánh tổng diện tích ảnh hưởng ứng với 5 nhóm cấp độ rủi ro cho 4 kịch bản mưa. Đối sánh bản đồ mạng lưới giao thông (a) với bản đồ cấp độ rủi ro sạt lở đất ứng với tần suất mưa 1% thời đoạn 3 ngày (b). Trang 48 55 56 57 58 59 59 60 60 61 62 63 64 64 65 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Tỉnh Quảng Ngãi có vị trí rất quan trọng đối với sự phát triển kinh tế - xã hội và an ninh quốc phòng ở vùng Duyên hải miền Trung, đây được xem là điểm nút giao thông tuyến đường Bắc-Nam, Đông-Tây và giao thông thủy. Tuy nhiên, do điều kiện địa hình khá phức tạp với phần lớn tổng diện tích thuộc các huyện miền núi và vị trí nằm ở vùng thường xuyên chịu tác động của mưa lớn kéo dài, cùng với đó là các hoạt động của con người làm tăng thêm sự cố do thiên tai. Do vậy mà hàng năm khu vực này chịu nhiều thiệt hại do thiên tai như lũ quét và sạt lở đất gây thiệt hại lớn về người và tài sản. Trong những năm gần đây, theo thống kê Quảng Ngãi là địa phương có nhiều điểm sạt lở đất nhất so với các tỉnh thuộc khu vực Miền Trung. Trong đó các huyện miền núi thường xuyên xảy ra sạt lở đất cao vào mùa mưa lũ như: Ba Tơ, Minh Long, Sơn Hà, Sơn Tây, Tây Trà và Trà Bồng gây thiệt hại về người và của [phụ lục 2]. Nguyên nhân ảnh hưởng đến sạt lở đất được cho là 2 nhóm chính, như khí hậu và phi khí hậu. Trong đó, nhấn mạnh ảnh hưởng của các yếu tố chính trực tiếp đến sạt lở đất trong khu vực như: mưa lớn kéo dài và độ dốc địa hình cao. Hiện tượng sạt lở đất này diễn ra hàng năm phần lớn tập trung ở các tuyến đường giao thông huyết mạch gây chia cắt các địa phương trong vùng. Vấn đề nghiên cứu phòng tránh giảm nhẹ thiệt hại do thiên tai gây ra đã và đang được các Ban ngành và địa phương quan tâm trong những năm gần đây. Các nghiên cứu trước đây bước đầu xem xét các yếu tố như: địa chất; địa hình; lớp phủ; lượng mưa và các yếu tố xã hội. Trong đó lượng mưa được xem xét là lượng mưa trung bình nhiều năm của các trạm đo 17], [18], [28], [29, để xây dựng bản đồ phân vùng trượt lở đất gây ra, đặc biệt là sau mùa mưa bão năm 1999. Hơn nữa, phân chia cấp độ rủi ro do sạt lở đất là một khái niệm khá mới trong công tác phòng chống thiên tai đối với vùng nghiên cứu. 2 Bản đồ vị trí tỉnh Quảng Ngãi (Nguồn: GIS Quảng Ngãi) 3 Bản đồ địa hình tỉnh Quảng Ngãi (Nguồn: GIS Quảng Ngãi) 2. Phương pháp tiếp cận Để xây dựng bản đồ cấp độ rủi ro sạt lở đất cho vùng nghiên cứu, tác giả tiếp cận theo trình tự: xác định nguyên nhân, phân tích sự ảnh hưởng, thay đổi nguyên nhân chính theo các kịch bản, thiết lập cấp độ rủi ro. 3. Mục tiêu nghiên cứu Xây dựng bản đồ cấp độ rủi ro do sạt lở đất cho tỉnh Quảng Ngãi, từ đó xác định vùng có nguy cơ rủi ro cao và đề xuất giải pháp phòng ngừa. 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu + Đối tượng: Lượng mưa, độ dốc địa hình, hình thái địa hình, thổ nhưỡng, sử dụng đất, khoảng cách đến đường giao thông, khoảng cách đến dòng chảy, mật độ che phủ thực vật. + Phạm vi nghiên cứu: tỉnh Quảng Ngãi. 4 5. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp điều tra, phân tích, thống kê; - Phương pháp phân tích thứ bậc AHP; - Phương pháp kế thừa (phương pháp phân tích tần suất mưa vùng- RFA); - Phương pháp Arc GIS. 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài + Ý nghĩa khoa học Nghiên cứu này được thực hiện dựa trên số liệu khảo sát thực tế kết hợp từ dữ liệu ảnh viễn thám và sử dụng các phương pháp phân tích hiện đại để xây dựng bản đồ cấp độ rủi ro do sạt lở đất cho tỉnh Quảng Ngãi. Đặc biệt yếu tố mưa được xem xét một cách khoa học để đánh giá sự ảnh hưởng của yếu tố này đến bản đồ cấp độ rủi ro sạt lở đất cho vùng nghiên cứu. + Ý nghĩa thực tiễn Các kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn rất lớn cho các cơ quan chức năng trong công tác phòng chống thiên tai, cụ thể là sạt lở đất cho các huyện miền núi của tỉnh Quảng Ngãi. 7. Cấu trúc luận văn Luận văn gồm phần Mở đầu, 03 chương và phần kết luận và kiến nghị. Mở đầu Chương 1: Tổng quan Chương 2: Phương pháp xây dựng bản đồ cấp độ rủi ro do sạt lở đất Chương 3: Xây dựng bản đồ cấp độ rủi ro do sạt lở đất cho tỉnh Quảng Ngãi Kết luận và kiến nghị Tài liệu tham khảo Phụ lục 5 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Vị trí địa lý Quảng Ngãi là tỉnh thuộc khu vực Trung Trung Bộ, có tọa độ (14°32′ ÷ 15°25′ N, 108°06′ ÷ 109°04′E) với tổng diện tích khoảng 5.152 km2. Phía Bắc giáp với tỉnh Quảng Nam, phía Tây giáp với tỉnh KonTum được chia cắt bởi dãy núi Trường Sơn với độ cao lớn nhất đạt 1694 m, phía Nam giáp với tỉnh Bình Định và phía Đông giáp với biển Đông. Hơn 3/4 diện tích của tỉnh Quảng Ngãi là vùng đồi núi ở các huyện như: Ba Tơ; Minh Long; Sơn Hà; Sơn Tây; Tây Trà và Trà Bồng. Quảng Ngãi có vị trí địa lý rất quan trọng cho phát triển kinh tế xã hội, đây được xem là điểm nút giao thông tuyến đường Bắc-Nam và Đông-Tây. Bên cạnh đó với lợi thế nằm sát biển nên hệ thống giao thông thủy rất thuận lợi. Những lợi thế nhờ vị trí địa lý mang lại thì hàng năm Quảng Ngãi cũng gánh chịu rất nhiều bất lợi do thiên tai gây ra như: bão; lũ lụt; hạn hán và sạt lở đất. Trong đó sạt lở đất là một dạng thiên tai thường xuyên xảy ra và tập trung nhiều ở các huyện miền núi, gây thiệt hại lớn về người và tài sản. Hình 1.1. Bản đồ vị trí tỉnh Quảng Ngãi (Nguồn: GIS Quảng Ngãi) 6 1.2. Điều kiện tự nhiên Nằm ở khu vực duyên hải miền Trung, phân bố và cấu tạo địa hình của tỉnh Quảng Ngãi có xu hướng thấp dần từ Tây sang Đông, 3/4 diện tích là vùng đồi núi và phần lớn diện tích khu vực nghiên cứu có độ dốc từ 10 đến 25 o. Hình dáng địa hình của tỉnh Quảng Ngãi như vùng lòng chảo với các dãy núi: Ngọc Linh (Trà My-Quảng Nam); Trường Sơn và Ba Tơ tạo thành hình cánh cung bao bọc xung quanh và hướng ra biển Đông. Đây là dạng địa hình đón gió lý tưởng, do vậy vào mùa mưa (từ tháng 9 đến tháng 12) khi có sự xuất hiện gió mùa hay áp thấp nhiệt đới thì Quảng Ngãi thường xuất hiện những trận mưa lớn và kéo dài. Với đặc trưng về địa hình và hình thái mưa này là điệu kiện lý tưởng để hiện tượng sạt lở đất xảy ra. Hình 1.2: Bản đồ địa hình tỉnh Quảng Ngãi (Nguồn: GIS Quảng Ngãi) Quảng Ngãi nằm ở rìa phía đông bắc của địa khối Kon Tum và Gia lai, có đặc điểm địa chất rất đa dạng và phức tạp, cấu trúc địa chất bị biến dạng và phân dị mạnh 7 mẽ. Đất đai trong địa bàn tỉnh được chia làm 9 nhóm đất chính với 25 đơn vị đất và 68 đơn vị đất phụ, các nhóm đất chính là cồn cát, đất cát ven biển, đất mặn, đất phù sa, đất giây, đất xám, đất đỏ vàng, đất đen, đất nứt nẻ, đất xói mòn trơ trọi đá [10]. Các dạng địa chất cơ bản phân bố rộng ở các huyện miền núi như ở khu vực Giá Vực, nam và đông nam thị trấn Ba Tơ; Các huyện Sơn Tây, Sơn Hà, Tây Trà và Trà Bồng. Thành phần gồm các lớp đá phiến amphibol và đá phiến hai mica; phiến thạch anh mica, gneis mica có granat-silimanit, xen trong đó là lớp mỏng hoặc thấu kính amphibolit. Theo báo cáo kết quả thực hiện dự án điều tra xây dựng bản đồ đất của tỉnh Quảng Ngãi (Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Quảng Ngãi, năm 1999). Đất của tỉnh được chia làm 9 nhóm đất chính với 25 đơn vị đất và 68 đơn vị đất phụ, cụ thể như sau: - Nhóm đất cát biển: Diện tích 6.290,00 ha, chiếm 1,22% diện tích tự nhiên của tỉnh, phân bố ở các vùng ven biển của Tỉnh được phân thành 4 đơn vị đất và 8 đơn vị đất phụ. - Nhóm đất mặn: Diện tích 1.573,1 ha, chiếm 0,30% diện tích đất tự nhiên, phân bố xen kẻ với đất phù sa ở các vùng cửa sông thuộc các huyện Bình Sơn, Sơn Tịnh, Tư Nghĩa, Mộ Đức và Đức Phổ. Nhóm đất mặn được chia ra 2 đơn vị đất và 2 đơn vị đất phụ. - Nhóm đất phù sa: Diện tích 96.157,50 ha, chiếm 18,66% tổng diện tích tự nhiên. Nhóm đất này phân bố chủ yếu ở vùng đồng bằng thuộc các huyện Bình Sơn, Sơn Tịnh, thành phố Quảng Ngãi, Tư Nghĩa, Mộ Đức, Đức Phổ, Nghĩa Hành và ở ven các sông suối của các huyện Ba Tơ, Sơn Hà, Sơn Tây, Trà Bồng, Tây Trà. Nhóm đất phù sa được chia thành 3 đơn vị đất và 8 đơn vị đất phụ. - Nhóm đất Glây: Diện tích 2.052,40 ha, chiếm 0,40% diện tích tự nhiên, phân bố ở địa hình trũng vùng đồng bằng thuộc các huyện Bình Sơn, Sơn Tịnh, Tư Nghĩa, Mộ Đức, Đức Phổ. Nhóm đất glây được chia thành 2 đơn vị đất và 5 đơn vị đất phụ. - Nhóm đất xám: Diện tích 376.547,20 ha, chiếm 73,07% tổng diện tích tự nhiên. Đây là nhóm đất chiếm tỷ lệ lớn nhất so với các nhóm đất ở Quảng Ngãi. Đất xám được phân bố ở tất cả các huyện trên nhiều dạng địa hình khác nhau từ đồng bằng đến vùng núi cao. Tuy nhiên diện tích lớn tập trung ở các huyện miền núi như Ba Tơ, Minh Long, Sơn Hà, Sơn Tây, Trà Bồng, Tây Trà thì nhám đất xám được chia ra 6 đơn vị đất và 20 đơn vị đất phụ. - Nhóm đất đỏ: Đất đỏ Ferralit có diện tích 8.142,40 ha, chiếm 1,58% diện tích tự nhiên, phân bố chủ yếu ở 2 huyện Bình Sơn và Sơn Tịnh. Nhóm này được phân ra 2 đơn vị đất, 8 đơn vị đất phụ. 8 - Nhóm đất đen: Đất đen có diện tích 2.328,40 ha, chiếm 0,45% tổng diện tích tự nhiên, phân bố chủ yếu ở các huyện Bình Sơn, Sơn Tịnh, Lý Sơn và một số nơi khác. Nhóm đất đen chia ra 4 đơn vị đất và 8 đơn vị đất phụ. - Nhóm đất nứt nẻ: Đất nứt nẻ có diện tích 634,0 ha, chiếm 0,12% diện tích tự nhiên. Phân bố ở huyện Bình Sơn. Nhóm đất này được phân thành 1 đơn vị đất, 1 đơn vị đất phụ. - Đất xói mòn mạnh trơ sỏi đá: Đất xói mòn mạnh trơ sỏi đá có diện tích 9.696,00 ha, chiếm 1,88% diện tích đất tự nhiên. Nhóm đất này phân bố hầu hết ở các huyện trong tỉnh, nơi mà thảm thực vật đã bị phá hủy một cách nghiêm trọng. Hình 1.3: Bản đồ thổ nhưỡng tỉnh Quảng Ngãi (Nguồn: Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Quảng Ngãi, 1999) 1.3. Đặc điểm khí hậu thủy văn Quảng Ngãi nằm trong vành đai nhiệt đới Bắc bán cầu, với khí hậu nhiệt đới gió mùa. Một năm có hai mùa rõ rệt: mùa khô và mùa mưa. Chịu ảnh hưởng trực tiếp 9 của các nhiễu động nhiệt đới như: bão, áp thấp nhiệt đới, dãy hội tụ nhiệt đới… Sự tác động của các điều kiện bức xạ, hoàn lưu khí quyển và hoàn cảnh địa lý – địa hình là nhân tố quan trọng hình thành kiểu khí hậu riêng cho tỉnh Quảng Ngãi, tạo nên một khí hậu mang đậm nét của khí hậu nhiệt đới mùa đông Trường Sơn ở Nam Trung Bộ nước ta. - Đặc điểm khí hậu: Khí hậu của Quảng Ngãi mang tính nhiệt đới điển hình, nóng ẩm và chịu ảnh hưởng của khí hậu vùng Duyên hải Nam trung bộ, trong năm có 2 mùa rõ rệt; mùa nắng kéo dài, mùa mưa ít và thường bắt đầu từ tháng 9 năm trước đến tháng 01 năm sau, nền nhiệt độ cao và ít biến động, chế độ ánh sáng, lượng mưa, độ ẩm, chế độ gió phong phú là những nhân tố ảnh hưởng lớn đến các yếu tố khí hậu của Tỉnh. Do địa hình Quảng Ngãi chịu tác động của hoàn lưu khí quyển khu vực gió mùa Đông Nam Á, tức là chịu tác động của khối không khí xuất phát từ các trung tâm khí áp hoạt động theo mùa và trung tâm khí áp hoạt động quanh năm [11]. Về mùa đông (từ tháng X năm trước đến tháng II năm sau), không khí lạnh từ trung tâm khí áp cao lạnh cực đới của lục địa châu Á (Xibia) thổi tới vùng áp thấp lục địa châu Úc dưới dạng những đợt gió mùa Đông Bắc mang không khí lạnh cực đới tràn xuống. Trong quá trình di chuyển xuống phía Nam không khí khô lạnh cực đới bị biến tính mạnh, được sưởi ấm một ít và ẩm hơn. Khi gió mùa Đông Bắc về nhiệt độ giảm đột ngột, nhiệt độ trung bình ngày giảm từ 3-6°C, cá biệt có đợt giảm 10-12°C, đồng thời có sự gia tăng lượng mây và mưa lớn. Vào mùa hè gió Đông, Đông Nam, mang theo không khí nhiệt đới từ biển vào đất liền, nhất là vào tháng IV, VI khi mà gió mùa hè Tây Nam bị đẩy lùi về phía Nam. Nhờ thừa hưởng không khí nhiệt đới từ biển nên thời tiết trở nên mát mẽ, thường gây ra mưa rào và dông vào khoảng nữa đêm về sáng. Khi gió mùa Tây Nam cực thịnh (tháng VII-VIII) dãy hội tụ nhiệt đới bị dịch chuyển lên phía Bắc (từ 20° vĩ Bắc trở lên). So với không khí đến từ vịnh Bengan, không khí xích đạo mát, ẩm hơn nhiều và là nguồn cung cấp ẩm mùa hè. Các nhiễu động không khí mùa hè như hội tụ nhiệt đới, áp thấp nhiệt đới, bão... thường mang lại thời tiết xấu, bất lợi, nhưng đêm lại một lượng mưa đáng kể trong thời kỳ này. Đến lúc chuyển tiếp từ hè sang đông (tháng IX - XI) thường phát sinh hiện tượng giao hội gió mùa Đông Bắc với các nhiễu động nhiệt đới (hội tụ nhiệt đới, áp thấp nhiệt đới, bão) đang hoạt động ở Trung và Nam Biển Đông và khi gặp núi cao chắn gió sẽ gây mưa lớn như đã xảy ra lâu nay. 10 Hình 1.4: Bản đồ mạng lưới trạm đo mưa (Nguồn: Đặc điểm khí hậu thủy văn tỉnh Quảng Ngãi) - Đặc điểm thủy văn: Quảng Ngãi có 3 con sông lớn là sông Trà Bồng, sông Trà Khúc và sông Vệ, ngoài ra còn có một số sông nhỏ tập trung chủ yếu ở phía Nam của tỉnh, trong đó đáng kể nhất là sông Trà Câu. Các sông hầu hết đều bắt nguồn trong phạm vi tỉnh và xuất phát từ sườn Đông dãy Trường Sơn. Sông Trà Bồng có chiều dài khoảng 50 km có 5 nhánh sông chính, bắt nguồn từ những dãy núi với độ cao trung bình khoảng 1400 m thuộc dãy núi Trường Sơn trên địa phận huyện Bắc Trà My và Nam Trà My (tỉnh Quảng Nam), phía tây huyện Trà Bồng và Tây Trà (tỉnh Quảng Ngãi), đổ ra biển ở cửa Sa Cần thuộc xã Bình Đông, huyện Bình Sơn, diện tích lưu vực 809 km2. Bình đồ mạng lưới sông suối có dạng “lông chim”. Phần thượng lưu của hệ thống sông Trà Bồng nằm trên địa phận huyện Tây Trà và Trà Bồng, mặt cắt ngang thung lũng sông có dạng chữ “V”, lòng suối nhiều thác gềnh. Phần hạ lưu nằm trên địa phận xã Trà Giang, Trà Bình, Trà Phú (huyện Trà Bồng) và huyện Bình Sơn, lòng sông mở rộng khoảng 1 km; quá trình xâm thực ngang phát triển, sông uốn khúc mạnh mẽ, phát triển, hình thành đồng bằng thung lũng sông gồm các bãi bồi hai bên. Phần lớn các sông nhánh của hệ thống sông Trà 11 Bồng là các sông cấp 3 và thường có chiều dài ngắn, khoảng 1 - 5 km như sông Cà Đú, Trà Cang, Nang, Hà Doi. Sông Trà Khúc có tổng chiều dài khoảng 135 km Có 9 nhánh sông chính, bắt nguồn từ dãy núi á kinh tuyến thuộc địa phận huyện Ba Tơ (tây nam Quảng Ngãi) chảy theo hướng Nam Bắc với độ cao trung bình khoảng 1600 m. Sông Trà Khúc đổ ra biển ở cửa Đại (TP Quảng Ngãi). Diện tích lưu vực khoảng 3650 km2. Trên địa phận khu vực nghiên cứu, chủ yếu phát triển mạng lưới các sông, suối nhánh rất phức tạp thuộc thượng nguồn của sông Trà Khúc. Hệ thống sông Trà Khúc gồm các phụ lưu: Trà Khúc, Re, Đăkring, Đăk Sêlô, Tang, Nước Trong, Tam Dinh, Xã Diêu,…. Ở phía bắc, tây bắc thuộc địa phận huyện Sơn Hà và Sơn Tây là các sông Nước Trong, thuộc loại sông cấp 3, có chiều dài khoảng 37 km chảy theo phương á kinh tuyến, có diện tích lưu vực khoảng 486 km2. Sông Nước Trong có nhiều suối cấp 2 với chiều dài khoảng 10 km. Sông Đăkring hợp lưu với sông Nước Trong ở khu vực Bản Mun, huyện Sơn Hà. Sông Đăkring là sông cấp 3 với chiều dài sông khoảng 31 km, diện tích lưu vực khoảng 683 km2. Ở phía tây và tây nam là các sông Re và sông Đăk Sêlô; cả hai sông này chảy theo phương á kinh tuyến. Sông Đăk Sêlô cùng với hai sông Nước Trong và Đăkring đổ vào sông Trà Khúc ở khu vực thị trấn Di Lăng. Sông Re có chiều dài khoảng 54 km, diện tích lưu vực 579 km2 ; sông Đăk Sêlô dài 45 km, có diện tích lưu vực 658 km2. Cả hai sông đều thuộc loại sông cấp 3. Sông Trà Khúc được gọi tên bắt đầu từ thị trấn Di Lăng theo một dòng chính chảy theo phương á vĩ tuyến qua các huyện Sơn Tịnh, Tư Nghĩa với chiều dài khoảng 64 km. Cũng như sông Trà Bồng, phần thượng lưu sông Trà Khúc chảy trên địa hình núi cao nên lòng sông suối dốc, mặt cắt ngang thung lũng có dạng chữ “V” và nhiều thác, gềnh. Phần hạ lưu, lòng sông mở rộng bãi bồi hai bên. Quá trình xâm thực ngang mạnh mẽ, sông uốn khúc mạnh, nhiều đoạn thuộc địa phận các xã Sơn Giang, Sơn Hạ, Sơn Nham (huyện Sơn Hà) bị sạt lở nặng. Trên bình đồ phân bố mạng lưới sông suối, phần thượng lưu của sông Trà Khúc có diện tích lưu vực lớn hơn rất nhiều lần so với lưu vực sông khác. Sông Vệ bắt nguồn từ rừng núi phía Tây của huyện Ba Tơ có chiều dài khoảng 90 km có 5 nhánh, chảy theo phương á kinh tuyến, đổ ra biển cùng với Sông Trà Khúc ở khu vực Cổ Lũy (tỉnh Quảng Ngãi). Sông Vệ được tạo thành bởi ba phụ lưu chính: sông Ba Tơ, Tà Nô, Sông Nê. Sông Ba Tơ chảy theo phương á kinh tuyến, là sông cấp 3 với chiều dài khoảng 30 km, diện tích lưu vực khoảng 232 km2. Sông Ba Tơ bắt nguồn từ dãy núi cao >1000 m (núi Làng Râm cao 1103 m). Sông Tà Nô bắt nguồn từ đèo Violet, chảy theo phương á vĩ tuyến từ tây nam sang đông bắc, với chiều dài khoảng 18 km; diện tích lưu vực 183 km2, và là sông cấp 3. Hợp lưu của hai sông Ba Tơ và sông Tà Nô tại khu vực thị trấn Ba Tơ. Nhánh sông Nê chảy theo phương Tây 12 Bắc – Đông Nam với chiều dài khoảng 10 km, có diện tích lưu vực khoảng 87 km2. Sông Nê là sông cấp 3, được bắt nguồn từ dãy núi Mum có độ cao 1085 m và đổ vào sông Vệ ở khu vực Trâu Giang Hạ. Bắt đầu từ đây, sông Vệ chảy theo phương á kinh tuyến đi qua địa phân các huyện Mộ Đức, Minh Long và Nghĩa Hành với chiều dài khoảng 55 km. Ngoài ra, trên địa phận khu vực nghiên cứu còn phân bố các sông Giang chảy qua các xã Trà Tân và Trà Bùi (huyện Trà Bồng); sông Trường chảy qua xã Trà Thanh (huyện Tây Trà), thị trấn Trà My (huyện Bắc Trà My, tỉnh Quảng Nam); sông Phước Giang chảy qua huyện Minh Long, sông Ba Liên chảy qua xã Ba Liên (huyện Ba Tơ), sông Trà Câu chảy qua xã Ba Trang, Ba Khâm (huyện Ba Tơ). Hình 1.5: Bản đồ mạng lưới sông ngòi (Nguồn: GIS tỉnh Quảng Ngãi) 13 1.4. Đặc điểm kinh tế-xã hội - Diện tích Quảng Ngãi đến năm 2016: 5.152,49 km2, trong đó: Khu vực đồng bằng: 1.893,74 km2 , với 7 huyện thành phố gồm TP Quảng Ngãi, Bình Sơn, Sơn Tịnh, Tư Nghĩa, Nghĩa Hành, Mộ Đức, Đức Phổ; Khu vực miền núi: 3.248,35km2 gồm 6 huyện như: Trà Bồng, Tây Trà, Sơn Hà, Sơn Tây, Minh Long, và Ba Tơ; Khu vực hải đảo huyện Lý Sơn: 10,4 km2. Với số liệu trên cho thấy diện tích khu vực miền núi chếm tỷ lệ 63% trong tổng diện tích của Tỉnh và đất nông –lâm nghiệp và đất ở chiếm 80% đất khu vực miền núi. - Về dân số đến năm 2016: 1.254,184 triệu người; Khu vực đồng bằng: 1.018.338 người trên 7 huyện thành phố gồm TP Quảng Ngãi, Bình Sơn, Sơn Tịnh, Tư Nghĩa, Nghĩa Hành, Mộ Đức, Đức Phổ; Khu vực miền núi: 216.539 người gồm 6 huyện như, Trà Bồng, Tây Trà, Sơn Hà, Sơn Tây, Minh Long, và Ba Tơ; Khu vực hải đảo huyện Lý Sơn: 19.307 người. Từ số liệu trên cho thấy dân số phân bố không đều, khu vực miền núi chếm tỷ lệ 17% trong tổng dân số của Tỉnh. Về kinh tế xã hội: Tồng sản phẩm trên địa bàn (GRDP) ước đạt 51.224,8 tỷ đồng (giá so sánh 2010), tăng 9,6% so với năm 2017. Trong đó, khu vực công nghiệp-xây dựng tăng 12,07% so với năm 2017; khu vực dịch vụ tăng 8,4%; khu vực nông, lâm nghiệp và thủy sản tăng 4,5%. GRDP không tính sản phẩm lọc hóa dầu tăng 8,5% so với năm 2017. GRDP bình quân đầu người (giá hiện hành) đạt 57,8 triệu đồng/người, tương đương 2.514 USD/người. Nhìn chung hầu hết các sản phẩm công nghiệp đều tăng, nông lâm nghiệp đều đạt, cơ sở hạ tầng được đầu tư đảm bảo lưu thông hàng hóa, hệ thống giao thông được kết nối giữu các vùng. Công tác quốc phòng, an ninh chính trị và trật tự an toàn xã hội được ổn định. (Nguồn: Báo cáo số 302/BC-UBND, ngày 21/12/2018 của Ủy ban nhân dân Tỉnh Quảng) 1.5. Tổng quan các nghiên cứu trước đây về sạt lở đất ảnh hưởng đến xã hội Sạt lở đất là hiện tượng dịch chuyển khối đất, đá xuống sườn dốc dưới ảnh hưởng của trọng lực 24. Từ những năm 1970, có rất nhiều nghiên cứu lý giải hiện tượng này. Theo Paola Reichenbach (2018) đã chia 23 yếu tố ảnh hưởng đến sạt lở đất theo 5 nhóm chính bao gồm: địa chất, thủy văn, lớp phủ, hình thái địa hình và nhóm yếu tố khác. Tuy nhiên, sự đóng góp của các yếu tố này ảnh hưởng sẽ là khác nhau tùy thuộc vào sự phân bố không gian và thời gian của sự kiện sạt lở 6], [7], [ 20], [22], [24. Ví dụ như đối với vùng châu Á như: Trung Quốc; Đài Loan; Nhật Bản và Hàn Quốc. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng yếu tố mưa (thời đoạn và cường độ mưa) là 14 nguyên nhân chính gây ra sạt lở đất cho vùng núi 20], [24. Cơ chế sự mất ổn định này là do lượng mưa bổ sung nước vào đất trong thời gian dài và vượt quá mức giới hạn của lớp đất, làm lớp đất trở nên lõng lẽo, giảm sự kết dính đồng thời kết hợp với độ dốc địa hình sẽ làm khối đất đá dịch chuyển xuống. Việc xây dựng bản đồ cấp độ rủi ro do sạt lở đất là rất cần thiết nhằm phòng ngừa và giảm thiểu những thiệt hại. Trong những năm gần đây đã có rất nhiều công trình khoa học thực hiện theo hướng này 3], [4], [13], [14. Bản đồ cấp độ rủi ro sạt lở đất cho biết khả năng sạt lở ở các mức độ khác nhau và được phân bố theo không gian. Để làm được điều này đã có nhiều nghiên cứu đề xuất những cách tiếp cận và phương pháp khác nhau. Theo công trình nghiên cứu tổng hợp của Paola Reichenbach (2018) đã chỉ ra 5 nhóm phương pháp: (i) lập bản đồ địa mạo-geomorphological mapping, (ii) phân tích sự kiện sạt lở-analysis of landslide inventories, (iii) phân tích phân cấpheuristic approaches, (iv) phương pháp dựa trên quá trình-process based methods và (v) phương pháp mô hình hóa thống kê-statistically-based modelling methods. 1.5.1. Tình hình sạt lở đất trên thế giới và ảnh hướng tới kinh tế xã hội: Trong những năm qua tình hình sạt lở đất ở nhiều nước trên thế giới rất phức tạp và khó lường. Sạt lở đất đã làm hàng chục người chết và mất tích gây thiệt hại hàng ngàn tỷ đồng, làm kèm hảm đến sự phát triển của đất nước, theo đó công tác khắc phục tái thiết sau lở đất rất tốn kém và kéo dài. Cụ thể sạt lở đất năm 2016: Ngày 8-2: Lũ lụt gây ra tình trạng lở đất ở tỉnh Tây Sumatatra của Indonesia, làm 5 người thiệt mạng, 2 người mất tích và hơn 4.000 người phải sơ tán. Ngày 22-4: Một vụ lở đất lớn xảy ra tại bang Arunachal Pradesh, miền Đông Bắc Ấn Độ, làm 16 công nhân xây dựng thiệt mạng. Ngày 8-5: Một vụ lở đất chôn vùi một văn phòng và khu vực nhà tạm của công nhân tại công trường xây dựng nhà máy thủy điện ở huyện Thái Ninh, thành phố Tam Minh, tỉnh Phúc Kiến, miền Đông Nam Trung Quốc, khiến 34 người thiệt mạng. Ngày 1-7: Một vụ lở đất do mưa bão xảy ra tại một ngôi làng ở quận Đại Phương, thành phố Tất Tiết, tỉnh Quý Châu, miền Tây Nam Trung Quốc, chôn vùi 29 người. Ngày 6-7: Một vụ lở đất do mưa lớn xảy ra tại một làng miền núi ở khu vực Yecheng, tỉnh Kashgar, cách thủ phủ Urumqi của khu tự trị Tân Cương (Tây Bắc Trung Quốc) 1.500 km, làm 35 người thiệt mạng. Ngày 26-7: 28 người thiệt mạng và hàng chục người khác bị thương trong các vụ lở đất ở Nepal do mưa lũ.